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研究生:張瑞龍
研究生(外文):Jui-Lung Chang
論文名稱:化學無電鍍鎳鈀金在p-GaN電極的製作
論文名稱(外文):Fabrication of the p-GaN Electrode by Using the Electroless Chemical Process of Nikel-Palladium-Gold
指導教授:陳文瑞陳文瑞引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:光電與材料科技研究所
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:鎳鈀金化學無電鍍歐姆接觸
外文關鍵詞:Ni/Pd/Auchemical electro less electrodeohmic contact
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本論文探討化學無電鍍鎳鈀金在p-GaN電極的製作,利用化學無電鍍具有選擇性沈積方式,節省電極製作成本,縮短製程時間。
研究Ni及Pd的厚度變化對鎳鈀金電極歐姆接觸之電性影響,從實驗中求得Pd的厚度對p-GaN電性的影響。實驗顯示,無電鍍鎳鈀金製程,在無鈀層的結構下,金層會有脫落現象。以傳輸線模型(Transmission Line Model, TLM) 求得Ni/Pd/Au電極在P型氮化鎵的特徵阻值,發現特徵阻值隨Pd的厚度而增加,比較氮氣與氬氣氛下退火,前者擁有較低的特徵阻值。電極的特徵阻值在氮氣氛下隨退火溫度升高至450℃而下降,之後隨增加退火溫度升高而上升。將具有最佳化的 鎳鈀金電極結構條件做成藍光二極體的電極,測量不同退火溫度下I-V、Electroluminescence(EL),來探討化學無電鍍鎳鈀金Ni/Pd/Au 材料應用於元件上之後的元件特性。
化學無電鍍鎳鈀金應用於p-GaN電極,在電極製作過程,鈀層的存在影響發光二極體正向電壓(Vf)、光輸出功率及波長穩定性,鈀層的存在可以鎳與金形成共晶結構,有助於金在電極的附著力,使得化學無電鍍鎳鈀金在藍光發光二極體具有更好的電性表現。


In this thesis, electroless chemical Nikel-Palladium-Gold(Ni/Pd/Au) process was developed on p-GaN electrode. It is selective deposition which has cost and time saving benefit. The ohmic contact properties of p-GaN e- lectrode were studied by different Ni and Pd thickness. Au was peeling off the electrode without Pd in the tri-layer structure. Characteristic resistance of p-GaN electrode was measure by transmission line model(TLM).
Comparing nitrogen and argon atmospheric annealing, which showed the former has better performance than the latter. As annealing temperature increased to 450℃the resistance decreased, then increasing as temperature over 450℃. I-V, Electroluminescence(EL) and modulation bandwidth was observed by different treatment condition. Pd showed good to Au adhesion with Ni by eutectic formation.
Meanwhile, forward voltage (Vf), leakage current (IR) and wavelength were improved by Pd introduce.


摘要....................................................i
Abstract................................................iii
誌謝....................................................v
目錄....................................................vi
表目錄..................................................ix
圖目錄..................................................x
第一章 序論.............................................1
1.1前言.................................................1
1.2 LED現況.............................................3
1.3 研究動機............................................7
第二章 理論基礎.........................................8
2.1 透明導電薄膜........................................8
2.1.1 薄金屬膜..........................................8
2.1.2 氧化物半導體膜....................................8
2.2 光學性質............................................9
2.3 濺鍍原理............................................9
2.3.1 濺射(sputtering)..................................9
2.3.2 電漿(plasma)......................................10
2.3.3 濺鍍沈積(sputtering deposition)...................13
2.4 真空蒸鍍原理........................................13
2.4.1 真空理論..........................................14
2.4.2 蒸鍍理論..........................................15
2.5 無電鍍原理.........................................19
2.5.1 無電鍍鎳..........................................19
2.5.2 無電鍍鈀..........................................21
2.5.3 無電鍍金..........................................23
第三章 實驗方法與步驟...................................25
3.1 接觸電極製作........................................25
3.1.1 試片切割..........................................25
3.1.2 試片清洗..........................................25
3.1.3 黃光微影製程(Optical Lithography).................26
3.1.4 試片製備..........................................27
3.2 量測分析............................................31
3.2.1 傳輸線模型理論(TLM, Transmission Line Model)......31
3.2.2 電流.電壓(Current.Voltage) 特性量測...............37
3.3 量測儀器............................................38
3.3.1 曝光機台..........................................38
3.3.2 氧化高溫爐........................................38
3.3.3 SEM(Scanning Electron Microscopy).................39
第四章 結果與討論.......................................42
4.1 ρc-TLM.............................................42
4.1.1 不同膜厚結構對阻值的影響..........................42
4.1.2 不同退火時間對阻值的影響..........................46
4.1.3 不同退火溫度對阻值的影響..........................48
4.1.4 不同退火氣體對阻值的影響..........................50
4.2 光、電特性分........................................52
4.2.1 不同退火溫度對I.V 影響............................52
4.2.2 Pd鍍層結構對Vf的影響.............................54
4.2.2 鈀鍍層結構對光輸出功率的影響.....................56
第五章 結論.............................................58
參考文獻................................................59


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