Beta-gallium oksida celah pita ultra lebar (β-Ga2 O3 ) telah menarik banyak perhatian sebagai bahan semikonduktor yang menjanjikan untuk elektronika daya generasi berikutnya. Ini memiliki sifat material yang sangat baik seperti celah pita lebar 4,6–4,9 eV, medan listrik tembus tinggi 8 MV/cm, dan figure of merit (BFOM) Baliga yang luar biasa, bersama dengan stabilitas kimia dan termal yang unggul. Fitur-fitur ini menunjukkan potensi besar untuk aplikasi masa depan dalam perangkat listrik dan optoelektronik. Namun, masalah kritis kontak antara logam dan Ga2 O3 membatasi kinerja -Ga2 O3 perangkat. Dalam karya ini, kami telah meninjau kemajuan pada kontak -Ga2 O3 MOSFET. Untuk meningkatkan sifat kontak, empat pendekatan utama diringkas dan dianalisis secara rinci, termasuk pra-perawatan, pasca-perawatan, elektroda logam multilayer, dan memperkenalkan interlayer. Sebagai perbandingan, dua metode terakhir sedang dipelajari secara intensif dan lebih menguntungkan daripada pra-perawatan yang pasti akan menghasilkan kerusakan yang tidak terkendali. Akhirnya, kesimpulan dan perspektif masa depan untuk meningkatkan kontak Ohmic lebih lanjut disajikan.
Baru-baru ini, galium oksida (Ga2 O3 ) telah dianggap sebagai kandidat yang menjanjikan untuk mempersiapkan perangkat berdaya tinggi dan efisiensi tinggi berdasarkan sifat materialnya yang sangat baik [1,2,3]. Ga2 O3 memiliki lima polimorf yang berbeda, ditunjuk sebagai -Ga2 O3 , -Ga2 O3 , -Ga2 O3 , -Ga2 O3 , dan -Ga2 O3 , di antaranya β-Ga2 O3 adalah yang paling stabil secara termodinamika dan telah dipelajari secara ekstensif [4]. Dengan celah pita ultra lebar 4,6–4,9 eV [5,6,7], medan listrik gangguan teoretis (E br ) dari 8 MV/cm untuk -Ga2 O3 sekitar tiga kali lebih besar dari SiC atau GaN [8,9,10], yang memungkinkan -Ga2 O3 perangkat berbasis untuk menangani tegangan switching raksasa. Kesesuaian semikonduktor untuk aplikasi perangkat listrik biasanya dievaluasi oleh Baliga's figure of merit (BFOM) [11]. BFOM dari -Ga2 O3 hampir tiga kali lipat dari SiC dan GaN, mengurangi kerugian konduksi secara signifikan [3, 12,13,14]. Selain itu, kecepatan elektron saturasi secara teoritis diperkirakan sekitar 2 × 10 7 cm/s, membuatnya memikat untuk operasi frekuensi tinggi [15,16,17,18,19,20]. Ketertarikan khas lainnya dari -Ga2 O3 di antara semikonduktor celah pita lebar adalah bahwa kristal tunggal berkualitas tinggi dapat disintesis secara hemat biaya dengan menggunakan teknik pertumbuhan lelehan [21,22,23,24]. Selain itu, -Ga2 . tipe-n berkualitas tinggi O3 film epitaxial dapat diwujudkan dengan doping yang tepat dengan Sn, Si, Ge, dan Mg, dan kerapatan elektron yang diperoleh berkisar antara 10 16 sampai 10 19 cm −3 [25,26,27,28]. Karena keunggulan yang disebutkan di atas dibandingkan semikonduktor celah pita lebar lainnya, -Ga2 O3 menunjukkan kemampuannya untuk menjadi bahan yang menjanjikan untuk elektronika daya serta lingkungan ekstrem (suhu tinggi, tegangan tinggi, dan radiasi tinggi) [29,30,31] elektronik.
Banyak menjanjikan -Ga2 O3 perangkat telah dilaporkan, termasuk dioda penghalang Schottky [32], MOSFET [1,2,3], dan berbagai jenis fotodetektor solar-blind [33, 34]. Di antara perangkat ini, MOSFET adalah konfigurasi yang paling berlaku untuk frekuensi radio dan operasi daya tinggi [35], memberikan permainan penuh pada E tinggi. br dan BFO. Namun, salah satu tantangan untuk -Ga2 O3 Aplikasi pada perangkat MOSFET adalah kesulitan dalam membentuk kontak Ohmic dibandingkan dengan semikonduktor celah pita sempit [36]. Biasanya, kontak Ohmik yang sangat baik antara semikonduktor dan elektroda logam sangat penting untuk perangkat semikonduktor berkinerja tinggi [37, 38]. Kontak resistansi rendah dapat mengurangi penurunan tegangan pada kontak dan akibatnya meningkatkan tegangan melintasi saluran, mengamankan kepadatan arus yang dirancang dan kecepatan switching yang tinggi. Selain itu, kontak dengan resistansi rendah berkontribusi dalam mengurangi pembentukan panas yang dapat memperburuk efek pemanasan sendiri.
Akibatnya, pembuatan kontak Ohmik berkualitas tinggi merupakan prasyarat untuk mencapai perangkat berkinerja tinggi. Dalam ulasan ini, kita mulai dengan konsep dasar kontak logam/semikonduktor. Di bagian "Pendekatan ke Kontak Ohmik", ringkasan kemajuan signifikan terbaru pada kontak Ohmik ke -Ga2 O3 disajikan, dan pendekatan ke kontak Ohmic dibahas dan dianalisis. Akhirnya, beberapa perspektif disediakan untuk meningkatkan kontak Ohmic ke -Ga2 O3 di masa depan.
Kontak Ohmik adalah sambungan logam/semikonduktor di mana tidak ada penghalang pada antarmuka yang menghambat pengangkutan pembawa, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1a. Sebaliknya, penghalang energi yang ada pada antarmuka akan menghambat transportasi pembawa antara logam dan semikonduktor, seperti yang terlihat dari Gambar 1b. Khususnya, kontak yang terbentuk antara semikonduktor celah pita lebar dan logam selalu Schottky. Jadi, resistansi kontak biasanya bergantung pada tinggi penghalang Schottky (SBH) logam/semikonduktor ΦB . Untuk semikonduktor tipe-n, memenuhi persamaan:
$$ {q\Phi}_B={q\Phi}_m-{\chi}_s $$ (1)
Ilustrasi skema a Kontak ohmik dan b Kontak Schottky. E C , E V , E B , m , dan E B , s masing-masing adalah tingkat energi tepi pita konduksi, tepi pita valensi, energi Fermi logam dan semikonduktor
dimana m adalah fungsi kerja logam dan χ s adalah afinitas elektron semikonduktor.
Seperti yang digambarkan dalam Persamaan. (1), penting untuk mengurangi SBH untuk membentuk kontak Ohmic. Selain itu, doping tinggi dalam semikonduktor dapat memfasilitasi pembentukan kontak Ohmik, misalnya, untuk semikonduktor dengan doping berat (ND> ~ 10 18 cm −3 ), penghalang akan menjadi cukup sempit dan memungkinkan elektron langsung menembus antarmuka karena pembengkokan pita yang signifikan dari pita konduksi [39], seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Namun demikian, tingkat doping yang dapat dicapai dalam - Ga2 O3 biasanya di bawah apa yang dapat diperoleh dalam Si, seperti halnya dengan semikonduktor lebar lainnya. Selain itu, keadaan permukaan juga memainkan peran penting dalam pembentukan kontak Ohmik yang sering didefinisikan sebagai daerah rekombinasi tingkat tinggi. Tingkat cacat celah pita tengah yang disebabkan oleh keadaan permukaan dapat membantu pengangkutan pembawa. Ini menyiratkan bahwa kontak Ohmik yang baik dapat dibentuk dengan memasukkan keadaan permukaan yang tepat ke dalam semikonduktor [40,41,42,43].
Diagram pita energi pada antarmuka logam/semikonduktor dengan semikonduktor yang didoping tinggi
Kuantifikasi listrik dari karakteristik kontak diperlukan untuk mengevaluasi kualitas kontak. Saat ini, resistivitas kontak spesifik ρ C adalah salah satu parameter yang umum digunakan untuk mengakses kinerja kontak Ohmik, biasanya dinyatakan dalam cm 2 [44]. Resistivitas kontak spesifik adalah besaran yang sangat berguna yang tidak bergantung pada geometri kontak dan hanya mengacu pada antarmuka logam/semikonduktor. Sejauh ini, ρ . terendah C dari 4,6 × 10 −6 cm 2 telah dilaporkan untuk kontak Ti/Au ke β-Ga2 O3 [45]. Wong dkk. juga memperoleh nilai ρ . yang rendah C dari 7,5 × 10 −6 cm 2 dengan kontak Ti/Au [46]. Hingga saat ini, banyak upaya telah dicurahkan untuk mendapatkan kontak dengan ρ . yang rendah C , dan nilai tipikal untuk resistivitas kontak spesifik yang tersebar pada kisaran 10 −5 –10 −6 cm 2 untuk kontak Ohmic yang bagus [36].
Sampai saat ini, penyelidikan tentang sifat intrinsik -Ga2 O3 sebagian besar telah dilakukan pada struktur MOSFET-nya, di mana dua jenis metode sintesis saluran biasanya diadopsi. Salah satunya adalah serpihan yang terkelupas secara mikro (nanomembran); yang lainnya adalah epitaxial β-Ga2 O3 film pada substrat aslinya, seperti yang dirangkum dalam Tabel 1.
Biasanya, pengelupasan -Ga2 O3 serpihan dapat ditransfer ke substrat apa pun dengan mudah dan hemat biaya. Ditemukan bahwa sifat material -Ga2 O3 serpihan tidak akan merosot selama pengelupasan sebagaimana dibuktikan oleh spektroskopi Raman dan mikroskop gaya atom [19], yang berarti bahwa kinerja MOSFET berdasarkan serpihan yang terkelupas sebanding dengan yang berdasarkan pada lapisan epitaxial. Karena keunggulan ini, metode ini direkomendasikan untuk mempelajari karakteristik listrik yang terdiri dari densitas cacat antarmuka, tegangan tembus, hamburan fonon optik permukaan [47,48,49], dan sifat termal, yaitu efek pemanasan sendiri [50, 51].
Sebagaimana dirangkum dalam Tabel 1, metode yang digunakan untuk meningkatkan kontak Ohmik secara umum dapat dikategorikan menjadi tiga jenis:(1) pra-perawatan, (2) pasca-perawatan, dan (3) elektroda logam berlapis-lapis. Selain itu, memperkenalkan interlayer juga dapat memperoleh kontak Ohmik superior yang tidak ditampilkan pada Tabel 1.
Pra-perawatan dilakukan sebelum deposisi logam, termasuk implantasi ion, pemboman plasma, dan etsa ion reaktif (RIE). Higashiwaki dkk. menunjukkan bahwa kontak yang dibentuk dengan menggunakan tumpukan Ti/Au dengan proses pra-perlakuan RIE menunjukkan perilaku yang hampir Ohmik, sedangkan sampel tanpa perlakuan RIE menunjukkan perilaku Schottky, seperti yang diilustrasikan pada Gambar. 3 [1]. Perbedaan yang signifikan dapat dikaitkan dengan difusi keluar atom oksigen bebas yang dihasilkan melalui pemboman terus menerus dengan memutus ikatan Ga–O yang terbuka, meninggalkan banyak kekosongan oksigen yang bertindak sebagai donor dalam -Ga2 O3 . Di sisi lain, perawatan RIE terus menerus juga akan menghasilkan keadaan permukaan yang cukup besar yang memainkan peran penting selama pembentukan kontak [41]. Gambar 4 menunjukkan karakteristik keluaran DC terkait dari mana arus kuasi-linear pada tegangan drain rendah dapat diamati. Dalam pekerjaan mereka selanjutnya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5, karakteristik keluaran menunjukkan hubungan linieritas yang baik antara arus dan tegangan pembuangan di mana implantasi ion Si dan RIE diterapkan pada -Ga2 O3 bersama-sama dan resistivitas kontak spesifik yang sangat rendah sebesar 8,1 × 10 −6 cm 2 dicapai [12]. Jelas, perilaku Ohmic yang diperoleh RIE dan Si + implantasi bersama-sama akan mengungguli RIE hanya karena atom Si diketahui sebagai donor dangkal dengan energi aktivasi kecil di -Ga2 O3 [34]. Selain itu, Zhou et al. melaporkan -Ga2 . berkinerja tinggi O3 transistor efek medan dengan pemboman plasma Ar sebelum kontak deposisi logam [52]. Sebaliknya, sampel tanpa bombardir Ar menunjukkan kontak Schottky. Perbedaannya dapat dianggap berasal dari generasi kekosongan oksigen dan keadaan permukaan selama proses pengeboman plasma Ar, sama seperti perlakuan RIE.
(Warna online) Kurva I–V diukur antara dua kontak (sebagai deposit Ti/Au) yang dibuat dengan dan tanpa perlakuan RIE pada n-Ga2 O3 substrat. Direproduksi dari Ref. [1]
(Warna online) Karakteristik keluaran DC dari Ga2 O3 transistor efek medan logam/semikonduktor. Direproduksi dari Ref. [1]
Kurva DC I–V dari Ga2 O3 MOSFET (L g = 2 μm) diukur di RT. Direproduksi dari Ref. [12]
Meskipun teknik yang disebutkan di atas dapat meningkatkan kinerja kontak Ohmik, teknologi seperti itu tidak dapat diterapkan secara praktis karena kerusakan yang diinduksi biasanya merupakan hal terakhir yang diinginkan oleh para insinyur proses dalam perangkat semikonduktor, dan lebih jauh lagi, kontak Ohmik yang diinduksi kerusakan tidak selalu dapat direproduksi.
Untuk alasan ini, selain teknik tradisional di atas yang sering digunakan untuk membentuk kontak Ohmik resistansi rendah, teknik yang relatif baru—doping spin-on-glass (SOG)—baru-baru ini diadopsi [53], dan resistivitas kontak spesifik 2,1± 1,4 × 10 −5 cm 2 dicapai, yang memverifikasi efektivitas teknik doping SOG. Gambar 6 menunjukkan karakteristik keluaran -Ga yang didoping SOG2 O3 MOSFET yang menunjukkan perilaku linier yang sangat baik pada tegangan saluran rendah. Dibandingkan dengan implantasi ion, doping SOG mengurangi difusi spesies yang disebabkan oleh kerusakan dan menurunkan biaya dengan mengabaikan implanter ion yang mahal. Mirip dengan implantasi ion, prinsip dasar di balik teknologi ini adalah mendoping wilayah S/D dengan donor dangkal. Jelas, kontak Ohmic yang superior dapat dicapai dengan -Ga2 . yang sengaja didoping O3 . Misalnya, -Ga2 . yang sangat didoping O3 digunakan untuk membuat -Ga2 O3 transistor efek medan dengan arus pembuangan melebihi 1,5 A/mm [50]. Rekor arus pembuangan yang tinggi disebabkan oleh doping yang berat di -Ga2 O3 yang menyebabkan lapisan penipisan yang sangat tipis, dan elektron dapat dengan mudah menembus penghalang ini yang mengarah ke perilaku kontak Ohmik. Menariknya, orientasi -Ga2 O3 permukaan juga dapat memberikan pengaruh pada perilaku kontak. Baik dkk. melaporkan bahwa elektroda yang sama pada -Ga2 O3 menunjukkan sifat kontak yang berbeda, di mana sampel pada substrat (\( \overline{2} \)01) berperilaku sebagai kontak Ohmik sedangkan sampel kontrol pada (010) menunjukkan perilaku Schottky. Hal ini dapat dikaitkan dengan rasio Ga/O yang berbeda dan kepadatan ikatan yang menjuntai pada orientasi tertentu [54].
Karakteristik keluaran MOSFET yang didoping S/D SOG dengan L g = 8 μm, jarak gerbang pembuangan L gd = 10 μm. Direproduksi dari Ref. [53]
Pasca perawatan dilakukan setelah pengendapan logam, terutama mengacu pada proses anil. Annealing berperan dalam mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh teknologi proses sebelumnya seperti implantasi ion dan pemboman plasma. Selain itu, ini berkontribusi pada pembentukan interlayer yang dapat mengurangi diskontinuitas pita konduksi antara logam dan -Ga2 O3 . Hebatnya, parameter termasuk suhu, atmosfer, dan waktu anil memberikan pengaruh penting pada kinerja perangkat. Eksperimen anil di udara dan N2 diimplementasikan untuk membandingkan pengaruh atmosfer anil pada -Ga2 O3 -kontak Ohmic berbasis [55]. Seperti yang dapat dilihat pada Gambar. 7, kinerja anil di N2 mengungguli itu di udara, yang dapat dikaitkan dengan tekanan parsial oksigen yang lebih tinggi di udara menekan pembentukan kekosongan oksigen. Namun, ketergantungan karakteristik kontak pada suhu, atmosfer, dan waktu anil pada karakteristik kontak tidak jelas; oleh karena itu, diperlukan lebih lanjut untuk mengoptimalkan parameter proses annealing.
Sifat kelistrikan -Ga2 O3 serpih dengan atmosfer anil termal dan suhu anil yang berbeda. Kontak Ti/Au di bawah a N2 dan b udara. Direproduksi dari Ref. [55]
Pendekatan lain untuk membentuk kontak Ohmik adalah dengan mengurangi SBH pada antarmuka logam/semikonduktor. SBH sama dengan perbedaan antara fungsi kerja logam dan afinitas elektron semikonduktor. Berdasarkan pengenalan ini, dapat diperkirakan bahwa logam dengan fungsi kerja rendah akan membentuk kontak Ohmik pada -Ga2 O3 . Meskipun demikian, terbukti bahwa fungsi kerja bukanlah faktor dominan pembentuk kontak Ohmic [56].
Sembilan logam diendapkan pada -Ga2 O3 dipilih berdasarkan sifat-sifat seperti fungsi kerja, suhu leleh, dan stabilitas oksida [57]. Fungsi kerja logam Ti dan afinitas elektron dari -Ga yang didoping secara tidak sengaja2 O3 diketahui masing-masing 4,33 eV dan 4,00±0,05 eV [19, 58, 59], sehingga penghalang sebesar 0,22 eV harus ada pada antarmuka yang mengarah ke kontak Schottky. Meskipun demikian, ternyata kontak Ti dengan lapisan penutup Au adalah Ohmic dengan resistansi terendah di antara sembilan logam setelah anil. Sementara itu, Bae dkk. mengeksplorasi ketergantungan properti kontak pada Ti/Au dan Ni/Au untuk perangkat berdasarkan -Ga2 yang terkelupas O3 serpihan [55]. Diamati bahwa kinerja MOSFET dengan elektroda logam Ti/Au mengungguli mereka dengan elektroda logam Ni/Au di bawah kondisi anil yang sama. Pada awalnya, dianggap bahwa fungsi kerja Ni dan Ti masing-masing adalah 5,01 eV dan 4,33 eV, sehingga Ti dapat membentuk kontak Ohmik lebih mudah daripada Ni; namun, studi melalui spektroskopi dispersi energi (EDS) menunjukkan bahwa persentase atom oksigen dalam -Ga2 O3 wilayah menurun sementara persentase atom oksigen di Ti dekat antarmuka meningkat setelah anil, seperti yang diilustrasikan pada Gambar. 8 [55]. Fenomena ini dianggap berasal dari difusi keluar atom oksigen dari -Ga2 O3 menjadi logam Ti, yang mengarah pada pembentukan kekosongan oksigen yang bertindak sebagai donor. Selain itu, selama proses anil, difusi keluar atom oksigen yang dipercepat di -Ga2 O3 dapat bereaksi dengan Ti dan membentuk Ti2 O3 yang berguna untuk membentuk kontak Ohmik karena fungsi kerjanya yang rendah (3,6–3,9 eV). Oleh karena itu, reaksi antarmuka antara logam dan -Ga2 O3 merupakan faktor penting dalam membentuk kontak Ohmik pada antarmuka logam/semikonduktor.
Profil persentase atom menurut EDS metalisasi dan -Ga2 O3 a sebelum dan b pasca-anil pada suhu 500 ° C. Direproduksi dari Ref. [55]
Selain itu, ditemukan bahwa sebagian besar elektroda logam Ti/Au yang digunakan untuk membentuk kontak Ohmik dianil pada 450 ° C [45, 53] atau 470 ° C [12, 46, 57, 60] dengan proses termal yang cepat. Perilaku degradasi karakteristik kontak yang serupa diamati saat anil dilakukan di atas 500 ° C dalam Ref. [55, 56], seperti yang diilustrasikan pada Gambar. 7 dan 9, masing-masing. Yao dkk. berspekulasi bahwa lapisan oksida isolasi terbentuk mungkin pada suhu anil tinggi, menghasilkan kontak yang memburuk. Namun demikian, Bae et al. mengamati bahwa permukaan logam yang diendapkan jauh lebih kasar setelah 700 ° C anil karena pencampuran logam dan difusi atom galium dan oksigen ke dalam elektroda logam, yang dianggap sebagai penyebab perilaku degradasi. Jelas, mekanisme degradasi kontak Ti/Au menjadi -Ga2 O3 setelah anil suhu tinggi masih dalam perdebatan.
Plot I–V untuk kontak Ti/Au pada Sn-doped (\( \overline{2} \)01) Ga2 O3 wafer sebagai fungsi suhu annealing dalam Ar (waktu annealing 1 menit). Direproduksi dari Ref. [56]
-Ga2 O3 perangkat berbasis dengan kontak Ti/Au tidak dapat memenuhi permintaan untuk bekerja di bawah suhu tinggi. Oleh karena itu, untuk menghindari degradasi karakteristik kontak pada suhu anil tinggi, tumpukan logam yang lebih kompleks harus diadopsi. Sejauh ini, tumpukan logam Ti/Al/Au [50, 52], Ti/Au/Ni [61, 62], dan Ti/Al/Ni/Au [13, 21, 63, 64] telah digunakan untuk membentuk kontak di -Ga2 O3 . Tetapi perbandingan karakteristik kontak yang komprehensif antara tumpukan logam ini masih belum cukup.
Mohammad [65] dan Greco et al. [36] membahas peran setiap lapisan logam dalam tumpukan logam kompleks, memberikan beberapa pedoman untuk meningkatkan kontak Ohmic. Skema tumpukan logam ditunjukkan pada Gambar. 10. Perhatikan bahwa pendekatan ini sedang dikembangkan untuk perangkat daya berbasis GaN [66,67,68,69].
Skema tumpukan logam untuk mendapatkan kontak Ohmik ke semikonduktor celah pita lebar
Lapisan logam pertama pada substrat, disebut sebagai lapisan kontak, harus memiliki fungsi kerja yang rendah dan daya rekat yang baik pada substrat. Selain itu, juga dapat memblokir difusi logam lapisan atas dengan fungsi kerja yang besar ke dalam substrat. Saat ini, Ti merupakan logam utama sebagai lapisan kontak -Ga2 O3 karena fungsinya yang rendah (4,33 eV) dan daya rekat yang baik ke substrat. Selain itu, pembentukan Ti2 O3 dan Ti3 O5 dengan fungsi kerja yang lebih rendah daripada Ti pada antarmuka disukai dalam membentuk kontak Ohmik karena oksida mengurangi SBH dan meninggalkan kekosongan oksigen yang bertindak sebagai donor. Namun, logam lain dengan fungsi kerja rendah termasuk Ta (3.1 eV) dan Hf (3.9 eV) belum dieksplorasi. Lapisan kedua dengan fungsi kerja rendah harus dapat membentuk senyawa intermetalik dengan lapisan kontak untuk mencegah difusinya ke antarmuka. Saat ini Al digunakan sebagai overlayer karena dapat memenuhi persyaratan tersebut. Lapisan logam ketiga (lapisan penghalang) berfungsi untuk membatasi in-difusi lapisan logam atas dan difusi keluar lapisan logam bawah [70, 71]. Ni adalah lapisan penghalang yang paling umum digunakan untuk -Ga2 O3 . Ada kandidat lain yang baik seperti Mo, Nb, dan Ir dengan titik leleh tinggi untuk menggantikan Ni yang diharapkan memiliki reaktivitas dan kelarutan Au yang lebih rendah daripada Ni [72,73,74,75]. Lapisan penutup keempat bertindak sebagai lapisan pelindung untuk mencegah atau meminimalkan oksidasi logam di bawahnya. Secara praktis, Au biasanya digunakan untuk tujuan ini.
Ada dua metode untuk memperkenalkan interlayer pada logam/β-Ga2 O3 antarmuka. Salah satunya adalah membentuk lapisan semikonduktor perantara (ISL) dengan fungsi kerja rendah dengan anil, misalnya, Ti2 O3 . Yang lainnya adalah memasukkan ISL yang disimpan di antara logam dan -Ga2 O3 , yang telah dipelajari secara intensif [76,77,78]. Dibandingkan dengan metode sebelumnya, yang terakhir lebih disukai untuk membentuk kontak Ohmik karena konsentrasi pembawa ISL yang tinggi. Celah pita ISL berkisar antara 3,5 hingga 4,0 eV [79,80,81], seperti AZO (~ 3.2 eV) [82], In2 O3 (~ 2.9 eV) [83, 84], dan IGZO (~ 3.5 eV) [85]. Biasanya, SBH berbagai logam yang diendapkan pada -Ga2 O3 berada dalam kisaran 0,95-1,47 eV [86, 87], seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 11a. Meskipun demikian, penggabungan ISL tipis mengurangi SBH, sehingga memudahkan elektron untuk berpindah dari logam ke pita konduksi -Ga2 O3 , seperti yang diilustrasikan pada Gambar. 11b. Selain itu, densitas elektron yang tinggi di ISL selanjutnya dapat mengurangi resistansi kontak.
Skema band offset untuk a metal/β-Ga2 O3 dan b metal/ISL/β-Ga2 O3 . ∆E c sama dengan perbedaan energi antara energi Fermi logam dan pita konduksi semikonduktor
Akhir-akhir ini, AZO/Ti/Au digunakan sebagai elektroda pada Si + -ditanam -Ga2 O3 , dan resistivitas kontak spesifik yang diperoleh adalah 2,82 × 10 −5 cm 2 setelah anil [76]. Oshima dkk. mencapai kontak ohmik platinum/indium–tin oksida (Pt/ITO) ke -Ga2 O3 dengan berbagai jendela suhu proses [77]. Jendela proses besar 900–1150 ° C memungkinkan realisasi operasi suhu tinggi. Dan elektroda ITO/Ti/Au ke -Ga2 O3 juga ditunjukkan oleh Carey et al. [78] di mana sampel menunjukkan perilaku Ohmik dengan ρ C dari 6,3 × 10 − 5 Ω∙cm 2 setelah anil. Tanpa ITO, anil yang sama tidak memberikan karakteristik tegangan-arus linier. Hasil ini memverifikasi efektivitas penambahan ISL untuk mendapatkan kontak Ohmic.
Khususnya, gelembung pada permukaan kontak ITO/Ti/Au diamati sementara tidak ada gelembung pada lapisan ITO tunggal tanpa lapisan logam di atasnya [78]. Itu dianggap sebagai hasil difusi keluar atom oksigen di lapisan ITO ke lapisan logam atas. Oleh karena itu, perlu untuk memilih logam atau tumpukan logam yang sesuai sebagai lapisan penutup pada ITO untuk mencegah degradasi morfologi permukaan.
Dalam karya ini, kami telah merangkum kemajuan signifikan dalam R&D -Ga2 O3 MOSFET. Namun demikian, kontak di -Ga2 O3 adalah salah satu masalah utama yang membatasi aplikasi potensialnya sebagai perangkat frekuensi tinggi dan tegangan tinggi di masa depan. Meskipun tinjauan ini memberikan gambaran tentang metode canggih untuk membentuk kontak Ohmik, masih banyak ruang yang tersisa untuk dieksplorasi, dan serangkaian prospek ringkas dapat diuraikan sebagai berikut:(i) Ketergantungan suhu dan mekanisme degradasi karakteristik kontak memerlukan penyelidikan lebih lanjut untuk klarifikasi yang jelas; (ii) Logam dengan fungsi kerja rendah seperti Ta dan Hf dan logam dengan titik leleh tinggi seperti Mo, Nb, dan Ir masing-masing layak untuk disaring untuk dijadikan sebagai lapisan kontak dan lapisan penghalang; (iii) Tumpukan logam optimal pada -Ga2 O3 belum sepenuhnya direalisasikan, dan studi yang komprehensif dan sistematis tentang tumpukan logam untuk -Ga2 O3 sangat penting untuk mencapai kontak Ohmik dengan resistansi rendah dan stabil secara termal; dan (iv) ISL potensial lainnya yang terdiri dari ZnO, IZO, IGZO, dll. tetap tidak dieksploitasi, serta pengaruh berbagai ketebalan dan proporsi bahan ISL pada kinerja kontak. Singkatnya, studi tentang kontak Ohmic ke -Ga2 O3 masih cukup dangkal; kami percaya bahwa topik ini akan terus menjadi salah satu fokus isu di masa depan. Mudah-mudahan, pendekatan untuk membentuk kontak Ohmic yang disajikan dalam ulasan ini akan berperan dalam mencapai -Ga2 berkinerja tinggi. O3 perangkat.
bahan nano
CW pembaca akan mengetahui tentang STELIA Aerospace (Toulouse, Prancis) dari liputan kami tentang demonstran pesawat komposit termoplastik dalam proyek ARCHES TP dan tur saya ke fasilitas Méaulte pada tahun 2019. Namun, perusahaan ini memiliki cadangan keahlian komposit yang mendalam, yang mencakup
Faktor Desain Kontak Kontaktor Faktor-faktor berikut dipertimbangkan saat merancang kontak KontaktorDaya dukung saat ini Kemampuan daya dukung kontak saat ini diperhitungkan saat merancang kontak kontaktor. Faktor yang sama dipertimbangkan saat memilih bahan untuk kontak. Tembaga yang ditarik keras
Sirkuit sakelar yang memiliki isolasi tinggi merupakan kebutuhan dalam banyak aplikasi kelistrikan. Sirkuit ini memerlukan pengalihan arus dan tegangan tinggi, dan dalam beberapa kasus, menggunakan semikonduktor tidak efisien. Dalam kasus seperti itu, insinyur harus memilih antara kontaktor dan rela
Kontak bantu adalah perangkat switching sekunder yang bekerja bersama dengan peralatan switching utama seperti pemutus sirkuit, relay, dan kontaktor. Kontak ini secara fisik terhubung ke mekanisme switching utama dan aktif pada saat yang sama. Mereka biasanya digunakan sebagai interlock atau retaine
