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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:唐邦泰
研究生(外文):Jon Tang
論文名稱:透明導電膜與氮化鎵接觸特性研究
指導教授:李清庭
指導教授(外文):Ching-Ting Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:透明導電膜氮化鎵銦錫氧化膜氧化鋅歐姆接觸濺鍍
外文關鍵詞:TCLGaNITOZnOohmicsputter
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本論文以濺鍍機(Sputter)濺鍍透明導電膜,將銦錫氧化膜(ITO)與氧化鋅膜(ZnO)交錯濺鍍多層作為透明電極,並以此ITO/ZnO多層結構當作N型氮化鎵(n-GaN)與P型氮化鎵(p-GaN)傳輸線元件的電極,並研究透明導電膜與半導體間之接觸特性。
首先,以石英玻璃為基板,將薄膜濺鍍在石英上,並改變濺鍍參數(入射功率、氣壓與氧氣流量比例),研究薄膜的電學與光學的特性。在最佳濺鍍條件下,作出傳輸線模型元件後,以高溫爐通入氧氣、氮氣與氫氣三種氣體來做熱處理,研究不同的熱處理條件對於接觸特性的影響。
在實驗結果方面,以濺鍍機反應室氣壓10mtorr、入射功率250Watt、通入氬氣(Ar)20sccm,以ITO:ZnO厚度比例為5:1,交錯濺鍍20層之透明電極有較佳之導電性(面電阻ρS為34.8Ω/□、電阻率ρ為1.13×10-3Ω-cm)。以此條件製作出TLM元件的電極後,在氫氣環境下以500OC 熱處理5分鐘之熱處理條件,我們在N型氮化鎵的試片量測到歐姆接觸的特性(特徵電阻值ρC為3×10-4Ω-cm2),但對於P型氮化鎵則製作蕭特基二極體元件來求出位障高ΦB為0.781eV。
目錄
第一章緒論……………………………………………….……...…1
第二章 理論介紹……………………...……………...……………4
2-1量測半導體元件所引用的原理及模型理論簡介…………………..4
2-1.1 前言………………………………………………………………..4
2-1.2 歐姆接觸原理……………………………………………………..4
2-1.3 蕭特基位障原理…………………………………………………..6
2-2 ITO透明導電膜之特性………………………………….…………..9
2-2.1 In2O3的電學特性與導電理論……………………………………..9
2-2.2 SnO2導電原理……………………………………………………10
2-2.3 ITO透明導電膜光學性質之理論………………………………..11
2-2.4紫外光吸收區…..…………………………………………...…….11
2-2.5可見光與近紅外光干涉區……………………………….………12
2-3 ZnO透明導電膜之特性……………………………………………12
2-3.1 ZnO的電學特性………………………………………………….13
2-4 ITO/ZnO薄膜……………………………..……….……………….14
第三章 濺鍍機系統與薄膜之濺鍍流程………………….15
3-1 濺鍍機的系統裝置………………………………….……………..15
3-2 薄膜的濺鍍流程與參數……………………………………….…..15
3-2.1 ITO與ZnO薄膜的濺鍍…………………………………………16
3-3 熱處理………………………………………………………….…..17
第四章 薄膜之光學與電學量測分析….……………….…18
4-1 前言………………………………………………………………...18
4-2 ITO薄膜的濺鍍量測結果………………………………………….18
4-2.1濺鍍入射功率與通入氧流量的影響…….………………………18
4-2.2 ITO薄膜之結晶性………………………………………………..20
4-2.3電漿對ITO薄膜之影響…….……………………………………20
4-3 ZnO薄膜的濺鍍量測結果…………………………………………24
4-3.1濺鍍入射功率與通入氧流量的影響……………….……………24
4-3.2 ZnO薄膜之結晶性……………………………………………….25
4-4 ITO/ZnO薄膜的量測結果…………………………………………25
4-4.1 ITO/ZnO交錯多層濺鍍薄膜的電特性………………………….25
4-4.2 ITO/ZnO交錯多層濺鍍薄膜之結晶性……………….…………26
第五章 元件製程與特性量測方法…………………………28
5-1 傳輸線模型元件製作………………………...……………………28
5-1.1 試片切割…………………………………………...…………….28
5-1.2高台蝕刻(Mesa Etching)……………………………..………..28
5-1.3電極製作....……………………………………………………….31
5-1.4量測方法………………………………………………………….31
5-2 蕭特基二極體元件製作…………………………………………...33
5-2.1量測方法………………………………………………………….34
第六章 實驗解果與分析………………………………………36
6-1歐姆接觸量測結果…………………………………….…………...36
6-1.1 N型與P型GaN濺鍍ZnO電極………………………………..36
6-1.2 N型與P型GaN交錯濺鍍ITO/ZnO電極………………………37
6-2 ITO/ZnO/p-GaN蕭特基二極體量測結果…………………………43
第七章 結論………………………………………………………..44
參考文獻……………………………………………………………..46
參考文獻
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