Abstract
本研究藉由掃瞄分析式穿透電子顯微鏡(SEM)、分析式穿透電子顯微鏡(AEM)，以及電子損失能譜儀(EELS)與X光能量分散譜儀(EDS)，觀察高溫氧化與微結構變化對p型氮化鎵接面電阻的影響。 氧化熱處理將鎳/金、鎳/鉑以及鈷/金等p型氮化鎵接面金屬由蕭基接面改善為歐姆接面。同時，氧化熱處理溫度明顯影響鎳/金p型氮化鎵電極歐姆接面電阻。(5nm)鎳/(5nm)金p型氮化鎵電極經500℃氧化熱處理10分鐘後，得以形成一比接面電阻低達4.05×10-6Wcm2之最佳型態結構。然而氧化熱處理鎳/鉑與鈷/金金屬卻未形成低電阻歐姆接面，且溫度影響並不明顯。 氧化熱處理鎳/金結構為網狀金、晶質p型氧化鎳薄膜、少許非晶質鎵-鎳-氧相與空孔之混合結構。同時網狀金、晶質p型氧化鎳薄膜與氮化鎵基材間具有一高指向方向關係 及 。由上述結構得知晶質p型氧化鎳與網狀金在改善接面電阻必然扮演關鍵角色。觀察氧化熱處理鎳/鉑與鈷/金試片之結構亦可得知晶質氧化鎳與網狀金之重要性。500℃氧化熱處理鎳/鉑試片並未如鎳/金試片一般形成網狀金結構，而是形成連續晶質鉑-鎳-鎵薄膜與非晶質非晶質鉑-鎳-鎵界面層，晶質氧化鎳薄膜覆蓋於晶質鉑-鎳-鎵薄膜上並未接觸p型氮化鎵基材。故晶質氧化鎳扮演的角色僅是一層普通的鍍膜層，而無法進一步改善接面電阻。氧化熱處理鈷/金金屬結構，網狀金、晶質三氧化四鈷薄膜與非晶質鈷-鎵-氧相。然而三氧化四鈷晶粒與網狀金薄膜或p型氮化鎵並沒有呈現一方向關係，鈷金屬氧化所形成的三氧化四鈷薄膜為一方向散亂的多晶薄膜。同時三氧化四鈷(Co3O4)並不能扮演如同氧化鎳之角色，導致其接面電阻並沒有如同氧化鎳/金試片形成低達10-6 W cm2之低電阻歐姆接面。 藉由低損失能譜分析氧化鎳與氮化鎵接面結構中能帶與介電函數訊息，以及X光光電子能譜儀分析異質接面能帶位移，本研究透過全方位的微區電子顯微鏡分析，不但觀察材料橫截面型態微以分析氧化結構與化學成分，同時亦擷取薄膜結構中的半導體參數，建立金/薄p型氧化鎳/p型氮化鎵能帶模型，提供氧化熱處理鎳/金p型氮化鎵電極所形成低電阻歐姆接面一合理解釋。