Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Optimierung der Herstellung ohmscher Kontakte für Al0,3Ga0,7N/AlN/GaN-HEMTs auf 6H-SiC mittels Aussparungsätzung und Oberflächenplasmabehandlung

Rastogi G, Kaneriya RK, Sinha S und Upadhyay RB 

Ohmsche Kontakte zu AlGaN/AlN/GaN-Heterostrukturen mit niedrigem Kontaktwiderstand und glatter Oberflächenmorphologie spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von GaN-Transistoren mit hoher Leistung und hoher Frequenz. In der vorliegenden Arbeit werden zwei verschiedene Herstellungsverfahren für Ohmsche Kontakte – Vertiefungsatzen und Oberflächenplasmabehandlung – optimiert, um eine gute Leistung des Ohmschen Kontakts auf undotierten AlGaN/AlN/GaN-Heterostrukturen auf 6H-SiC-Substrat zu erzielen.
Zur Herstellung von Ohmschen Kontakten wird das Ti/Al/Ni/Au-Metallisierungsschema bei optimierter Rapid Thermal Annealing (RTA)-Temperatur und -Zeit untersucht. Drei Proben werden mit unterschiedlichen vertiefungsbasierten Prozessabläufen und Oberflächenplasmabehandlungen hergestellt. Das Standard Transmission Line Model (TLM) wird zur Berechnung des Kontaktwiderstands, des Schichtwiderstands und des spezifischen Kontaktwiderstands von Ohmschen Kontakten verwendet. Erstmals haben wir die Durchführbarkeit eines Oberflächenplasmabehandlungsprozesses zur Herstellung von Ohmschen Kontakten auf Heterostrukturen auf AlGaN-/AlN/GaN-Basis untersucht. Wir erzielten einen Kontaktwiderstand von etwa 0,27 Ω*mm. Darüber hinaus haben wir durch die Verwendung von Vertiefungsätzen eine Verbesserung des Kontaktwiderstands bei Heterostrukturen auf AlGaN/AlN/GaN-Basis erzielt und mit einem Ti/Al/Ni/Au-Metallstapel einen Kontaktwiderstand von etwa 0,25 Ω*mm erreicht. Basierend auf den Charakterisierungsergebnissen wird auch beobachtet, dass der Oberflächenplasmabehandlungsprozess eine gute Alternative zum vergleichsweise komplexen Vertiefungsätzprozess bei der Herstellung ohmscher Kontakte für Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMTs) auf AlGaN/AlN/GaN-Basis ist.

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