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本硕士论文是基于国家科技部重点基础研究发展规划项目(973项目)子课题“硅基宽带隙异质结构材料生长及器件研究”(2000年10月—2005年9月,No.G20000683-06)和国家自然科学基金(No.60046001)的一部分研究工作。 GaN是直接跃迁的宽带隙材料,具有禁带宽度大(3.4eV,远大于Si的1.12eV,也大于SiC的3.0eV),电子漂移饱和速度高,介电常数小,导热性能好等特点,在光电子器件和电子器件领域有着广泛的应用前景。GaN材料与金属欧姆接触的性能对器件有着重要的影响。低阻欧姆接触是GaN基光电子器件所必需的。例如对于LD,电极的接触电阻率要求在10-4Ω·cm2以下。 本论文分析了国内外GaN基光电子器件研究的历史和现状,重点对金属与n型GaN的欧姆接触进行了研究。在此基础上,在蓝宝石基和Si基GaN上制作了MSM结构光导型探测器,并对MSM探测器的结构进行了优化。 主要工作如下: 1.研究了Al单层电极及Ti/Al双层电极与蓝宝石基GaN在不同退火条件下的欧姆接触情况,并用X射线衍射谱(XRD),二次离子质谱(SIMS)对界面固相反应进行了分析。并建立了一套欧姆接触电阻率测试系统。 2.研究了表面处理对n-GaN上无合金化的Ti/Al电极起的作用,比较了(NH4)2Sx溶液和CH3CSNH2/NH4OH溶液两种不同的表面处理方法对GaN材料光致发光谱(PL谱)以及Ti/Al电极欧姆接触性能的影响。在用CH3CSNH2/NH4OH溶液处理过的样品上制作的无合金化的Ti/Al电极,可得到较低的4.85~5.65×10-4Ω·cm2的接触电阻率,而且材料的发光特性也有明显提高。 3.在蓝宝石基和Si基GaN上分别制作了MSM结构的光导型紫外探测器。测试了光响应度等参数。 4.利用Matlab软件对MSM结构的电场进行模拟,对MSM结构几何参数进行了优化。