GaN-puolijohteen kontaktiresistanssi Ni/p-GaN rajapinnassa

Abstract

Puolijohteiden käyttö elektroniikassa on lisääntynyt jatkuvasti. Erityisesti 3. ja 5. pääryhmien alkuaineista valmistettujen yhdistepuolijohteiden käyttö valontuotannossa on kasvanut merkittävästi ledien ansiosta. Puolijohteiden suosio perustuu niiden energiatehokkuuteen, jota pyritään edelleen kehittämään. Yksi huomattava energiatehokkuutta vähentävä tekijä on lämpötila, joka aiheutuu materiaalien resistiivisyydestä. Resistiivisyyden arvoon vaikuttaa muun muassa kidevirheet. Galliumnitridi (GaN) on yhdistepuolijohde, jota käytetään erityisesti tehotransistoreissa ja ledeissä. Sen sähköisiä ominaisuuksia heikentää erityisesti p-tyypin galliumnitridi, johon on vaikea muodostaa kontaktia, joka olisi täysin ohminen. Tämä puolestaan kertoo heikosta varauksenkuljettajakonsentraatiosta näytteen pinnalla. Tässä työssä tutkittiin kaliumhydroksidi (KOH) käsittelyn vaikutuksia p-tyypin galliumnitridin pinnan muutoksiin sekä sähköisiä ominaisuuksia nikkelikontaktin kanssa ja määritettiin kontaktiresistanssin arvo niiden välille. Lisäksi tutkittiin lämpökäsittelyn vaikutusta sähköisiin ominaisuuksiin. Tulosten perusteella voidaan todeta KOH-käsittelyn poistavan oksidikerrosta sekä parantavan p-tyypin piristystä galliumnitridin pinnalta. Lämpökäsittelyllä havaittiin olevan merkittävä rooli ohmisen kontaktin muodostumisessa nikkelin ja galliumnitridin välille.