CN109273357B - 改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法及材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法及表面生长Ga金属的低掺杂浓度材料，改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法，包括以下步骤：(1)在低掺杂浓度材料表面上外延生长镓金属，镓金属覆盖在低掺杂浓度材料表面上呈圆形薄膜层；(2)将表面生长镓金属的低掺杂浓度材料在氮气气氛下进行退火，使镓金属与低掺杂浓度材料形成欧姆接触。表面生长Ga金属的低掺杂浓度材料，所述低掺杂浓度材料的表面上覆盖呈直径为0.6‑1.5mm的圆形Ga金属薄膜层，所述低掺杂浓度材料上有6‑15μm厚的Ga金属。所述低掺杂浓度材料为III‑V族化合物半导体材料。
Description
技术领域
本发明属于在低掺杂浓度材料测试的领域，具体涉及一种改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法及材料。
背景技术
目前，在测试III-V族化合物半导体薄膜材料的掺杂浓度时，如果表面掺杂浓度较低，测试探针和材料无法形成欧姆接触，会出现无法对低掺杂浓度材料进行电化学电容电压测试的问题。以往如果需要对低掺杂浓度材料进行电化学电容电压测试需要在低掺杂浓度材料上面生长高掺杂浓度材料，两种不同溶度的材料之间会产生浓度的扩散，这样会导致低掺杂浓度材料的浓度测量产生误差。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法及材料，解决了无法测试低掺杂浓度材料的电化学电容电压的问题。
为了实现上述目的，本发明提供的一种改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法，包括以下步骤：
(1)在低掺杂浓度材料表面上外延生长镓金属，镓金属覆盖在低掺杂浓度材料表面上呈圆形薄膜层；
(2)将表面生长镓金属的低掺杂浓度材料在氮气气氛下进行退火，使镓金属与低掺杂浓度材料形成欧姆接触。
优选地，所述圆形薄膜层的直径为0.6-1.5mm，所述圆形薄膜层的厚度为6-15μm。
优选地，所述退火温度为630-670℃，退火时间为13-17分钟。
优选地，所述镓金属与低掺杂浓度材料形成欧姆接触的接触电阻为5-7Ω。
优选地，所述低掺杂浓度材料为低浓度掺杂浓度的III-V族化合物半导体薄膜材料。
优选地，低掺杂浓度材料为掺杂浓度小于1E+17的GaAs材料。
本发明还提供一种使用上述方法制备的表面生长Ga金属的低掺杂浓度材料，所述低掺杂浓度材料的表面上覆盖呈直径为0.6-1.5mm的圆形Ga金属薄膜层，所述低掺杂浓度材料上有6-15μm厚的Ga金属。
优选地，其特征在于，所述低掺杂浓度材料为III-V族化合物半导体材料。
进一步地，所述低掺杂浓度材料为GaAs半导体材料、GaSb半导体材料或InAs半导体材料
本发明提供的改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法及材料，具有如下有益效果：
镓金属能够与低掺杂浓度材料形成欧姆接触，经过表面生长镓金属的低掺杂浓度材料可以使用测试探针进行电化学电容电压测试；使低掺杂浓度材料的浓度测量的准确性提高。
附图说明
图1为表面生长Ga金属的低掺杂浓度材料的结构示意图。
图中：
1.Ga金属 2.GaAs材料。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
一种改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法，低掺杂浓度材料可以为III-V族化合物半导体薄膜材料，在低掺杂浓度材料表面上外延生长镓(Ga)金属，低掺杂浓度材料可以为掺杂浓度小于1E+17的GaAs材料2，镓金属，元素符号为Ga，原子序数31，是IIIA族金属；密度为5.904克/立方厘米，熔点为29.76℃，沸点为2204℃；镓在干燥的空气中比较稳定，表面会生成氧化物薄膜阻止继续氧化，在潮湿空气中便失去光泽；镓的凝固点很低，由液态转化为固态时，膨胀率为3.1％，宜存放于塑料容器中；镓由于熔点很低、沸点很高、良好的超导性、延展性以及优良的热缩冷胀性能而被广泛应用到半导体、太阳能、合金、化工等领域。Ga金属1覆盖在低掺杂浓度材料表面上呈直径为1mm的圆形薄膜层，Ga金属1生长10μm厚时，将表面生长Ga金属1的低掺杂浓度材料在氮气气氛下进行退火，退火温度为630-670℃，退火时间为十五分钟，退火之后的Ga金属1能够与低掺杂浓度材料形成欧姆接触，低掺杂浓度材料之间的接触电阻为5-7Ω，Ga金属1与低掺杂浓度材料的欧姆接触不会产生明显的附加阻抗，不会使低掺杂浓度材料内部的平衡载流子浓度发生显著的变化。欧姆接触是指金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本身的电阻，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区而不在接触面，实现的主要措施是在半导体表面层进行高掺杂或者引入大量复合中心；若半导体不是硅晶，而是其它能量间隙较大的半导体如GaAs，则较难形成欧姆接触。经过表面生长Ga金属1的低掺杂浓度材料可以使用测试探针进行电化学电容电压测试。
电化学电容电压测试中在测试前会进行欧姆接触电极的电阻检测。未生长Ga金属1的低掺杂浓度材料的电阻测试大于1E+6ohm。而生长Ga金属1并进行退火的低掺杂浓度材料的电阻测试为1E+03ohm。
以往如果需要对低掺杂浓度材料进行电化学电容电压测试需要在低掺杂浓度材料上面生长高掺杂浓度材料，两种不同溶度的材料之间会产生浓度的扩散，这样会导致低掺杂浓度材料的浓度测量产生误差。本发明测试低掺杂浓度材料时，不需要在低掺杂浓度材料上面生长高掺杂浓度材料，避免不同材料间浓度的扩散，使低掺杂浓度材料的浓度测量的准确性提高，并且操作简便。
根据图1所示，表面生长Ga金属1的低掺杂浓度的GaAs材料2，低掺杂浓度材料可以为III-V族化合物半导体薄膜材料，在低掺杂浓度材料表面上外延生长镓(Ga)金属，低掺杂浓度材料可以为掺杂浓度小于1E+17的GaAs材料2、GaSb材料或InAs材料，GaAs材料2、GaSb材料或InAs材料都是能量间隙较大的半导体，较难形成欧姆接触。因此在低掺杂浓度材料的表面生长Ga金属1，Ga金属1覆盖在低掺杂浓度材料表面上呈直径为1mm的圆形薄膜层，Ga金属1在低掺杂浓度材料上生长10μm厚，Ga金属1能够与低掺杂浓度材料形成欧姆接触，低掺杂浓度材料之间的接触电阻为5-7Ω。经过表面生长Ga金属1的低掺杂浓度材料可以使用测试探针进行电化学电容电压测试。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在低掺杂浓度材料表面上外延生长镓金属，镓金属覆盖在低掺杂浓度材料表面上呈圆形薄膜层；
(2)将表面生长镓金属的低掺杂浓度材料在氮气气氛下进行退火，使镓金属与低掺杂浓度材料形成欧姆接触；
所述镓金属与低掺杂浓度材料形成欧姆接触的接触电阻为5-7Ω，所述低掺杂浓度材料为III-V族化合物GaAs材料、GaSb材料或InAs材料，所述退火温度为630-670℃。
2.根据权利要求1所述的改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法，其特征在于，所述圆形薄膜层的直径为0.6-1.5mm，所述圆形薄膜层的厚度为6-15μm。
3.根据权利要求1所述的改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法，其特征在于，所述退火时间为13-17分钟。
4.根据权利要求3所述的改善低掺杂浓度材料表面欧姆接触的方法，其特征在于，低掺杂浓度材料为掺杂浓度小于1E+17的GaAs材料。
5.使用权利要求1-4任一项所述的方法制备的表面生长Ga金属的低掺杂浓度材料，其特征在于，所述低掺杂浓度材料的表面上覆盖呈直径为0.6-1.5mm的圆形Ga金属薄膜层，所述低掺杂浓度材料上有6-15μm厚的Ga金属；所述Ga金属与低掺杂浓度材料之间的接触电阻为5-7Ω。
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