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研究生： 周佳賢
Chia-Hsien Chou
論文名稱： 高熱穩定性的鎳/銀鋁合金薄膜應用在
High thermally stable Ni/Ag(Al) alloycontact on p-GaN
指導教授： 劉正毓
Cheng-Yi Liu
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 化學工程與材料工程學系
Department of Chemical & Materials Engineering
畢業學年度： 94
語文別： 中文
論文頁數： 45
中文關鍵詞： p型氮化鎵 、歐姆接觸
外文關鍵詞： p-type GaN, ohmic contact
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    • 關於Ni/Ag 應用於p型氮化鎵的歐姆接觸(ohmic contact)，其電性及光性的表現已經有被廣泛地研究。本篇論文研究主要在於銀裡面添加一點點鋁成為合金去抑制銀在p型氮化鎵表面聚集，提昇歐姆接觸的熱穩定性。
    我們發現Ni/Ag歐姆接觸在500 oC熱處理後，氮化鎵表面上有島狀的銀聚集(silver agglomeration)形成。銀聚集(silver agglomeration)的結果導致特徵接觸電阻(specific contact resistance)上升及反射率下降。為了改善此一情況，我們預先將銀和鋁製作成一銀合金靶材來製作電極，其中鋁的組成為10 at.%。接著利用TLM (transmission line method)量測特徵接觸電阻其值為2.25 × 10-2 Ω-cm2，在500 oC長時間下發現銀鋁合金的特徵接觸電阻較純銀穩定。另外用四眼探針法(four-point probe method)量測片電阻(sheet resistance)亦發現銀鋁合金較純銀穩定，在400 oC ~ 700 oC的溫度條件下。而且在500 oC下為87 % @ 460nm之高反射率。因此我們提出Ni/Ag(Al)的結構可以有效抑制銀的聚集，提升歐姆接觸的熱穩定性，並且同時擁有高反射率的特性。

    The thermal stability of Ni/Ag and Ni/Ag(Al) p-GaN contacts in relation to their electrical and optical properties was investigated. Ag agglomeration was found to occur at Ni/Ag to p-GaN contacts after annealing at 500 oC. This Ag agglomeration led to the poor thermal stability showed by the Ni/Ag contacts in relation to the reflectivity and electrical properties. However, after alloying with 10 at.% Al, the Ni/Ag(Al) p-GaN contacts were found to be free of Ag agglomeration thereby greatly enhancing the thermal stability. The values of the specific contact resistance and relative reflectance of the Ni/Ag(Al)samples was 2.25×10-2 Ω-cm2 and > 87%, at 460 nm after annealing at up to 600 oC .

    目 錄 中文摘要 英文摘要 目錄 圖目錄 表目錄 第一章 序論……………………………………………………………1 第二章 文獻回顧………………………………………………………3 2.1 歐姆接觸……………………………………………………3 2.1.1 歐姆接觸原理………………………………………3 2.1.2 接觸電阻的量測……………………………………7 2.1.3 p型氮化鎵與接觸金屬的研究發展………………9 2.2金屬電極的熱穩定性………………………………………13 2.2.1鋁反射層與接觸金屬………………………………13 2.2.2銀反射層與接觸金屬………………………………15 第三章 研究方法與步驟……………………………………………18 3.1 特徵接觸電阻量測與試片製備…………………………18 3.1.1 晶片結構……………………………………………18 3.1.2 電性量測圖案的製作………………………………18 3.1.3 特徵接觸電組的量測………………………………22 3.2 片電阻量測與試片製備…………………………………23 3.2.1 試片製備……………………………………………23 3.2.2 片點阻量測…………………………………………23 3.3 反射率量測………………………………………………24 3.4 XPS縱深分析……………………………………………26 第四章 結果與討論…………………………………………………27 4.1熱處理後金屬電極表面型態……………………………27 4.2接面電性之熱穩定性的探討……………………………31 4.2.1 特徵接觸電阻的比較………………………………31 4.2.2 片電阻的比較………………………………………33 4.3接面反射率之穩定性的探討……………………………35 4.4薄膜合金效應的影響……………………………………36 4.4.1 探討薄膜合金對抑制銀聚集的成因………………36 4.4.2 探討介面擴散的影響………………………………39 第五章 結論…………………………………………………………42 參考文獻………………………………………………………43

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