Ni基电极淀积前后表面处理对p-GaN欧姆接触的影响

在p-GaN上蒸发Ni/Au电极前,采用王水、HCl、缓冲HF进行前表面处理,O_2气氛下退火后,比较各电极样品的I-V特性和表面形貌.结果显示无表面处理时接触电阻最小,且溶剂处理后残留的电解质会影响电极的电流特性和稳定性.用俄歇电子能谱(AES)测试不同元素随深度分布情况,发现高温退火过程中NiO的形成有自动清洁p-GaN表面的作用,因此对于Ni基电极前表面处理不是必需的.再将样品用10%草酸溶液处理,其I-V特性显示接触电阻率明显下降;X射线光电子能谱(XPS)测试显示草酸溶液处理后电极表面Ni含量显著减少,而Au元素信号峰增强,说明表面高阻P型NiO被有效除去,对改善接触性能具有实际意义.

NiO removal of Ni/Au Ohmic contact to p-GaN after annealing

The Ni/Au contact was treated with oxalic acid after annealing in O_2 ambient, and its I-V characteristic showed the property of contact has been obviously improved. An Auger electron spectroscopy (AES) depth pro-file of the contact as-annealed showed that the top layer was highly resistive NiO, while an X-ray photo-electron spectroscopy (XPS) of oxalic acid treated samples indicated that the NiO has been removed effectively. A scanning electron microscope (SEM) was used to observe the surface morphology of the contacts, and it was found that the lacunaris surface right after annealing became quite smooth with lots of small Au exposed areas after oxalic acid treatment. When the test probe or the subsequently deposited Ti/Au was directly in contact with these small Au areas, they worked as low resistive current paths and thus decrease the specific contact resistance.

p型掺杂1.3 μm InAs/GaAs量子点激光器的最大模式增益特性的研究

对p型掺杂1.3 μm InAs/GaAs量子点激光器的最大模式增益进行了实验和理论分析.实验上,测量了不同腔长激光器阈值电流密度与总损耗的对应关系,拟合出的最大模式增益为17.5 cm~(-1),与相同结构非掺杂量子点激光器的最大模式增益一致.同时理论分析表明,p型掺杂对InAs/GaAs量子点激光器的最大模式增益并无影响,并且最大模式增益的计算结果与实验值相符.具有较小高度或高宽比的量子点能达到更高的最大模式增益,而较高的最大模式增益对p型掺杂1.3 μm InAs/GaAs自组织量子点激光器在光通信系统中的应用具有重要意义.

两步合金法制作p-GaN高反电极

利用两步合金法获得了能与p-GaN形成良好欧姆接触的高反射电极。电极的构成采用透明电极+高反射金属方案,厚的Ag层或Al层覆盖在合金后的Ni/Au上以提高电极的反射率,以Pt和Au作为覆盖层,可有效地防止Ag的氧化和团聚,短时间的热处理有助于Ag基电极反射率的提高。可靠性测试表明Ag基电极的稳定性较好,对于Al基电极,热处理后反射镜上出现暗斑,导致其反射率的下降。最终获得了波长在460nm处反射率为74%的Ag基高反射电极。

p-GaN层厚度对GaN基p-i-n结构紫外探测器性能的影响

研究了p-GaN层厚度对GaN基pin结构紫外探测器性能的影响.模拟计算表明:较厚的p-GaN层会减小器件的量子效率,然而同时也会减小器件的暗电流,较薄的p-GaN层会增加器件的量子效率,但是同时也增加了器件的暗电流.进一步的分析表明,金属和p-GaN之间的结电场是出现这种现象的根本原因.在实际的器件设计中,应该根据实际需要选择p型层的厚度.

n-GaAs和p-GaN晶片的直接键合

采用直接键合的方法成功实现了n-GaAs和p-GaN晶片的高质量键合.扫描电子显微镜观测结果表明,键合界面没有空洞.键合前后光致发光谱测试表明,键合工艺对材料质量影响不大.室温下界面的电流-电压特性表明,键合得到的n-GaAs/p-GaN异质结为肖特基二极管并且理想因子为1.08.n-GaAs和p-GaN材料直接键合的成功对于集成GaAs和GaN材料制备光电集成器件有重要意义.

表面处理对p-GaN欧姆接触的影响

分别用稀盐酸、王水以及(NH_4)_2S溶液处理p-GaN表面,通过测试样品表面Ols的X射线光电子能谱(XPS),比较了这些溶液去除p-GaN表面氧化层的能力;在经不同溶液处理后的样品表面,以相同的条件制作Ni/Au电极,并测试其与p-GaN的比接触电阻,结果表明经稀盐酸处理后的样品表面,由于其氧含量较高,不能与Ni/Au形成良好的欧姆接触,而经王水和(NH_4)_2S溶液处理后的p-GaN表面,能与Ni/Au形成良好的欧姆接触;最后,通过比较样品表面的Ga/N原子浓度比,探讨了王水处理p-GaN表面能够形成良好欧姆接触的原因.

PECVD沉积SiO_2和SiN_x对p-GaN的影响

在等离子增强化学气相沉积法（PECVD）沉积SiO_2和SiNx掩蔽层过程中，分解等离子体中浓度较高的H原子使Mg~-受主钝化，同时在p-GaN材料表面发生反应形成浅施主特性的N_v~+，空位。高能量离子轰击造成的材料深能级缺陷增多以及沉积形成致密的SiO_2和SiN_x材料，阻碍了H原子向外扩散，使H原子在Ni／Au电极与p-GaN的界面处聚集，造成p-GaN近表面附近区域Mg-H络合物密度的提高，空穴浓度急剧下降，导致Ni／Au透明电极I-V特性严重恶化。选择较低的射频功率（15W，13．56MHz）沉积模式，经过适当的退火，可以减小沉积SiO_2过程对p-GaN的影响。

微量掺碳ne-SiC:H薄膜用于p-i-n太阳电池的窗口层

采用等离子增强化学气相沉积方法(PEVVD)制备了微量掺碳的p型纳米非晶硅碳薄膜(p-nc-SiC:H),反应气体为硅烷和甲烷,掺杂气体采用硼烷,沉积温度分别采用333 K,353 K和373 K.测量结果表明随着沉积温度增加和碳含量的增加,薄膜的光学带隙增加;薄膜具有较宽的带隙和较高的电导率,同时有较低的激活能(0.06 eV).Raman和XRD测量结果表明薄膜存在纳米晶.优化的p型纳米非晶硅碳薄膜作为非晶硅p-i-n太阳电池的窗口层,使得太阳电池的开路电压达到0.94 V.

背照式GaN／AlGaN p-i-n紫外探测器的制备与性能

文章研究了p-GaN／i—GaN／n-Al0.3Ga0.7N异质结背照式p-i—n可见盲紫外探测器的制备与性能。器件的响应区域为310～365nm，最大响应率为0．046A/W，对应的内量子效率为19％，优值因子R0A达到1．77×10^8Ω·cm^2，相应的在363nm处的探测率D^＊=2．6×10^12cmHz^1/2W^-1。

高量子效率前照式GaN基p-i-n结构紫外探测器

研究了Al0.1-Ga0.9N／GaN异质结p-i-n结构可见盲紫外探测器的制备与性能,P区采用Al组分含量为0．1的AlGaN外延材料形成窗口层，使340-365nm波段的紫外光可以直接透过P区到达i区并被吸收，有效提高了这个波段的响应率与量子效率,并且研究了不同P区AlGaN外延层厚度对探测器性能的影响，制备了两种不同P区厚度（0．1μm和0．15μm）的器件，测试结果表明，P区的厚度对200-340nm波段光吸收的量子效率影响较大，而i区的晶体质量的提高可以有效提高340-365nm波段光吸收的量子效率,并且当P区AlGaN厚度为0．15μm时，器件的峰值响应率达到0．214A／W，在考虑表面反射时外量子效率高达85．6％，接近理论极限，并且在零偏压时暗电流密度为3．16nA／cm^2,表明器件具有非常高的信噪比。

p型纳米硅与a-Si∶H不锈钢底衬nip太阳电池

报道了选用厚度为0．05mm的不锈钢箔作衬底，B掺杂P型氢化纳米硅作窗口层，制备成功开路电压和填充因子分别达到0．90V和0．70的nip非晶硅基薄膜单结太阳电池．UV-VIS透射谱和微区Raman谱证实所用p层具有典型氢化纳米硅的宽能隙和含有硅结晶颗粒的微结构特征．明确指出导致这种氢化纳米硅能隙展宽的物理机制是量子尺寸效应．

(p)nc-Si:H/(n)c-Si异质结变容二极管

采用等离子体增强化学气相沉积技术和电子束蒸发技术制备了一种新型的线性缓变异质结变容二极管--Au/Cr合金(电极)/multi-layer(p)nc-Si:H/(n)c-Si/(电极)Au/Ge合金结构.I-V,C-V,G-f以及DLTS的测试结果表明:其电容变化系数远大于单晶硅线性缓变异质结的电容变化系数,正向导电机制符合隧穿辅助辐射-复合模型,这是nc-Si:H层中nc-Si晶粒的量子效应所致;反向电流主要由异质结中空间电荷区的产生电流决定,且反向漏电流小,反向击穿电压高,表现出较好的整流特性.

p型GaN的掺杂研究

采用正交实验设计方法设计p型GaN的生长,通过较少的实验,优化了影响p型GaN性质的三个生长参数:Mg流量、生长温度和Ⅴ/Ⅲ比.过量的Mg源流量、过高的生长温度、过大的Ⅴ/Ⅲ比都会降低自由空穴浓度.还研究了退火温度对p型GaN的载流子浓度和光学性质的影响.实验结果表明,700～750℃范围为最佳退火温度.

纳米非晶硅(na-Si:H)P-i-n太阳电池

该文报道了通过适当氢稀释(RH=15)和合适的衬底温度(Ts=170℃)下,用PECVD制备得到的宽带隙氢化纳米非晶硅(na-Si:H)薄膜,并将其用作pin太阳电池的本征层.经过电池结构和工艺条件的优化设计,在p/i,i/n界面插入渐变带隙缓冲层,制备出了glass/ITO/p-a-SiC:H/i-na-Si:H/n-nc-Si:H/Al结构的pin太阳电池.电池初始开路电压(Voc)高达0.94V,同时还能保证0.72的填充因子(FF).光电转换效率(Eff)达到8.35%(AM1.5,100mW/cm2).