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InGaAsSb半导体激光器欧姆接触的研究

作　者: 李俊承
导　师: 刘国军
学　校: 长春理工大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: InGaAsSb半导体激光器欧姆接触扩散阻挡层原子间扩散扫描隧道显微镜 X射线能谱仪
分类号: TN305.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文主要研究了InGaAsSb半导体激光器的欧姆接触特性。在对课题的研究背景、国内外发展状况进行简单的介绍的基础上,阐述了半导体激光器系统和Ⅲ-Ⅴ族材料的性质,并详述了InGaAsSb半导体激光器的主要用途、优势以及目前的研究进展。分析了金属与半导体整流接触及欧姆接触的相关原理,设计了一种GaSb基半导体材料欧姆接触的金属化结构。论文详细讨论了n型GaSb的欧姆接触形成机理,以及形成欧姆接触的过程中遇到的元素原子间互扩散所引起的可靠性问题,提出在势垒层和接触层中加入扩散阻挡层,并用扫描隧道显微镜和X射线能谱仪对扩散阻挡效果进行了测试和分析。在实验方面,分别对扩散阻挡层厚度、退火温度对欧姆接触影响进行了实验,研究了样品金属化后样品表面形态及各层原子间的扩散情况,重点分析了扩散阻挡层Mo对样品表面形态变化及各层元素原子间扩散影响。在以上的工作中,我们初步看到,扩散阻挡层的添加,对欧姆接触有着一定的改善作用。本项研究为提高InGaAsSb半导体激光器的整体性能有着积极的作用。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章绪论  7-9
  1.1 引言  7-8
  1.2 本论文的主要工作  8-9
第二章锑化物半导体激光器研究进展  9-17
  2.1 半导体激光器发展历程简介  9-11
  2.2 锑化物半导体激光器研究进展  11-15
  2.3 锑化物欧姆接触研究进展  15-17
第三章金属与GaSb材料的接触  17-36
  3.1 金属半导体接触及其能级特征  17-21
    3.1.1 金属和半导体的功函数  17-18
    3.1.2 接触电势差  18-20
    3.1.3 半导体的表面态对接触势垒的影响  20-21
  3.2 金属和半导体整流理论  21-30
    3.2.1 扩散理论  22-25
    3.2.2 热电子发射理论  25-27
    3.2.3 半导体中的镜像力和隧道效应  27-29
    3.2.4 少数载流子的注入  29-30
  3.3 GaSb基半导体材料的欧姆接触  30-36
    3.3.1 欧姆接触  30-32
    3.3.2 GaSb基半导体材料的欧姆接触  32-36
第四章 InGaAsSb半导体激光器欧姆接触的实验研究  36-47
  4.1 欧姆接触设计方案  36
  4.2 欧姆接触实验设备  36-38
  4.3 欧姆接触实验过程  38-40
  4.4 实验结果及分析  40-47
    4.4.1 GaSb基欧姆接触表面形貌的分析  40-42
    4.4.2 原子间扩散的分析  42-47
第五章结论与展望  47-48
致谢  48-49
参考文献  49-51

InGaAsSb半导体激光器欧姆接触的研究

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