Development of Low-Resistance Ohmic Contacts with Bilayer NiO/Al-Doped ZnO Thin Films to p-type GaN

Autor: Taoufik Slimani Tlemcani, Clément Mauduit, Micka Bah, Meiling Zhang, Matthew Charles, Romain Gwoziecki, Arnaud Yvon, Daniel Alquier
Přispěvatelé: GREMAN (matériaux, microélectronique, acoustique et nanotechnologies) (GREMAN - UMR 7347), Université de Tours (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mechanics surfaces and materials processing (MSMP), Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Composants Silicium (DCOS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), STMicroelectronics [Tours] (ST-TOURS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: ACS Applied Materials & Interfaces
ACS Applied Materials & Interfaces, 2023, 15 (6), pp.8723-8729. ⟨10.1021/acsami.2c21106⟩
ISSN: 1944-8244
1944-8252
DOI: 10.1021/acsami.2c21106⟩
Popis: International audience; The fabrication of low-resistance and thermally stable Ohmic contacts is essential for the realization of reliable GaN power devices. In the particular case of p-type GaN, a thin Ni/Au bilayer is commonly used for Ohmic contacts. However, Au metal contacts are quite expensive, are incompatible with the complementary metal oxide–semiconductor foundries, and also have poor thermal stability. Thus, seeking an alternative that is affordable and thermally stable is crucial. In the present study, we investigate Au-free Ohmic contact formation on p-type GaN using a bilayer Ni/Al-doped ZnO (AZO) thin film. Careful studies were focused on identifying the role of process parameters such as annealing parameters: temperature, time, and atmosphere in order to obtain an excellent Ohmic contact on p-GaN. Our results show that the contact resistance can be significantly reduced using a Ni/AZO bilayer with a suitable rapid thermal process. We demonstrate that the specific contact resistance for Ni/AZO on p-GaN can reach the lowest value of 1.85 × 10–4 Ω·cm2 for a sample with a 5 nm Ni layer annealed at 500 °C in air for 5 min. Our work demonstrates that the bilayer Ni/AZO contact could be suitable for efficient GaN power diodes or transistors.
Databáze: OpenAIRE
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