Analysis of ohmic metal/semiconductor interfaces by low-temperature SIPM

利用低温 SIPM 分析欧姆金属/半导体界面

基本信息

批准号：
21K04135
负责人：
塩島謙次
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Fukui
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では我々が独自に開発した金属／半導体(M/S)界面の2次元評価法（界面顕微光応答法）をワイドバンドギャップ半導体上に形成した電極の電流輸送機構の解明に適応できることの実証が目的である。これまではショットキーM/S界面の2次元評価を室温で行ってきたが、低障壁で低抵抗なオーミック電極に対して低温での測定が行えるよう装置を改造し、低ノイズで高感度な光電流検出を提案している。また高電界印加での測定も試みる。R3年度は液体窒素温度から673Kまで温度可変が可能なステージを使用する第一段階として、内部光電子放出測定（photoresponse: PR）装置との接続、光学系、機機械系、および測定ソフトの改造を行なった。高精度半導体パラメータアナライザーの導入により、温度可変ステージで100Kまで0.1nA以下の低リーク電流を実現した。ステージの低温運転では、プリベークの実施、ビューポートへの窒素ガスの吹き付けにより、100Kまでビューポートの曇りはなく、長時間運転が可能であることを確認した。試料構造に関しては、従来、厚さ100 nm以上の光を通さない厚膜電極を用いてM/S界面に半導体側から単色光を照射（バックイルミネーション）していたが、本検討では温調機能を優先するため電極側から単色光を照射する（フロントイルミネーション）ことが必要である。そこで、光が透過する薄膜Au/Ni電極を堆積し、フロントイルミネーションPR測定を行った。厚膜試料と同様なPRスペクトルを広い温度範囲で確認し、障壁高さはI-V特性の結果と一致した。本検討での最大の課題であったフロントイルミネーションでの実験成功は、大きな前進であった。R4年度は更なる電極の薄層化を進めると共に、バックイルミネーションでの界面顕微光応答測定を行い、温度可変測定の影響がどのように２次元評価に現れるかを検証した。

在本研究项目中，我们将应用我们自主开发的金属/半导体（M/S）界面二维评价方法（界面微光响应法）来阐明宽带隙半导体上形成的电极的电流传输机制。来展示。到目前为止，肖特基M/S接口的二维评估都是在室温下进行的，但设备经过修改，可以在低势垒、低电阻欧姆电极上进行低温测量，具有低噪声和高灵敏度我们提出光电流检测。我们还将尝试施加高电场进行测量。在R3年，作为第一步使用温度可以从液氮温度到673K变化的平台，我们将其连接到内部光电发射测量（光响应：PR）装置，并修改光学系统、机械系统、和测量软件。通过引入高精度半导体参数分析仪，我们在可变温度阶段实现了低于 0.1nA 至 100K 的低漏电流。在载物台低温运行期间，通过进行预烘烤并向视口吹氮气，我们确认视口在高达100K的温度下不会起雾，并且可以长期运行。关于样品结构，传统上，使用不透光的厚度为100 nm以上的厚膜电极，从半导体侧（背面照明）用单色光照射M/S界面，但在本研究中，为了优先使用温度控制功能，需要从电极侧照射单色光（正面照明）。因此，我们沉积了一个薄的 Au/Ni 电极，允许光通过并进行前照式 PR 测量。在较宽的温度范围内证实了与厚膜样品相似的PR谱，并且势垒高度与I-V特性结果一致。正面照明实验的成功是本研究中最大的挑战，也是向前迈出的一大步。在第R4年，我们进一步将电极做得更薄，并使用背照式进行界面微观光学响应测量，以验证温度变量测量的影响如何出现在二维评估中。

项目成果

期刊论文数量（39）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Estimation of uniformity in Schottky contacts between printed Ni electrode and n-GaN by scanning internal photoemission microscopy

通过扫描内部光电显微镜估计印刷 Ni 电极和 n-GaN 之间肖特基接触的均匀性

DOI：
10.35848/1347-4065/ac7bc5
发表时间：
2022
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Shiojima Kenji;Kawasumi Yuto;Yasui Yuto;Kashiwagi Yukiyasu;Tamai Toshiyuki
通讯作者：
Tamai Toshiyuki

Characterization of peripheries of n-GaN Schottky contacts using scanning internal photoemission microscopy

使用扫描内部光电显微镜表征 n-GaN 肖特基接触的外围

DOI：
10.35848/1347-4065/ac8d6f
发表时间：
2022
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Imabayashi Hiroki;Yasui Yuto;Horikiri Fumimasa;Narita Yoshinobu;Fukuhara Noboru;Mishima Tomoyoshi;Shiojima Kenji
通讯作者：
Shiojima Kenji

界面顕微光応答法によるAu/Ni/p+-SiCショットキー接触の二次元評価

使用界面微光响应方法二维评估 Au/Ni/p+-SiC 肖特基接触