研究目的
研究轻掺杂β-Ga2O3的Mg/Au欧姆接触载流子输运机制,包括欧姆接触的形成、特定接触电阻的温度依赖性,以及确定主导电流传输理论和有效势垒高度。
研究成果
在400°C退火后,使用Mg/Au堆叠成功在β-Ga2O3上形成了欧姆接触,其比接触电阻随温度降低而减小。根据qE00/kT < 0.5的指标判断,电流传输机制以热电子发射理论为主导,有效势垒高度为0.1 eV。这为改进基于β-Ga2O3的功率器件提供了见解,建议未来研究聚焦于重掺杂材料。
研究不足
该研究仅限于轻掺杂β-Ga2O3;未对重掺杂情况进行探究。退火温度和时间固定,可能并非适用于所有条件。测量温度范围限定在300-375K,可能无法涵盖所有运行场景。所采用的特定金属堆叠(Mg/Au)可能不具普适性。
1:实验设计与方法选择:
本研究旨在利用Mg/Au堆叠结构在轻掺杂β-Ga2O3上形成欧姆接触,并分析电流传输机制。采用热电子发射理论对数据进行建模。
2:样品选择与数据来源:
使用载流子浓度约4.94×10^17 cm^-3的(01)取向Sn轻掺杂β-Ga2O3衬底。数据采集自300至375 K温度范围内的电流-电压测量。
3:94×10^17 cm^-3的(01)取向Sn轻掺杂β-Ga2O3衬底。数据采集自300至375 K温度范围内的电流-电压测量。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括用于I-V测量的Keithley 2611A半导体特性分析系统、用于载流子浓度测量的霍尔效应5500 PC测量系统、金属沉积用的热蒸发系统及标准光刻工具。材料包括β-Ga2O3衬底、Mg金属(99.999%)、Au金属、清洗溶剂(甲醇、丙酮、去离子水、Piranha溶液、HF)及退火用Ar气体。
4:999%)、Au金属、清洗溶剂(甲醇、丙酮、去离子水、Piranha溶液、HF)及退火用Ar气体。
实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:衬底经清洗后,通过热蒸发沉积金属层(820 nm Mg和600 nm Au),在400°C Ar环境下退火2分钟,并制备TLM图案。在不同温度下测量I-V特性,并利用TLM提取特定接触电阻。
5:数据分析方法:
从TLM数据计算特定接触电阻,并通过拟合热电子发射模型分析温度依赖性以确定有效势垒高度。
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