We report the optimized ohmic contact to high Al content n-AlGaN through modification of the interfacial bonding state of TiAl alloy. First-principles calculations demonstrate that the change of interfacial bonding state (N rich to Al rich) at the TiAl/n-AlGaN interface is crucial for the formation of low barrier contact. The significant electron-transfer and strong orbital hybridization between the Ti atoms and the nearest Al atoms plays a key role in lowering the contact barrier. After treatment of the TiAl/n-AlGaN sample via rapid thermal annealing, perfectly linear I-V characteristic is achieved and the elemental profile by Auger electron spectroscopy confirms the N-rich-to-Al-rich local state transition in the interfacial layers.

1.
C. J.
Collins
,
U.
Chowdhury
,
M. M.
Wong
,
B.
Yang
,
A. L.
Beck
,
R. D.
Dupuis
, and
J. C.
Campbell
,
Appl. Phys. Lett.
80
,
3754
(
2002
).
2.
C. Y.
Nam
,
P.
Jaroenapibal
,
D.
Tham
,
D. E.
Luzzi
,
S.
Evoy
, and
J. E.
Fischer
,
Nano. Lett.
6
,
153
(
2006
).
3.
J. W.
Jeon
,
T. Y.
Seong
,
H.
Kim
, and
K. K.
Kim
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
042102
(
2009
).
4.
S.
Srivastava
,
S. M.
Hwang
,
M.
Islam
,
K.
Balakrishnan
,
V.
Adivarahan
, and
A.
Khan
,
J. Electron. Mater.
38
,
2348
(
2009
).
5.
H. W.
Jang
,
S. Y.
Kim
, and
J. L.
Lee
,
J. Appl. Phys.
94
,
1748
(
2003
).
6.
S.
Huang
,
B.
Shen
,
M. J.
Wang
,
F. J.
Xu
,
Y.
Wang
,
H. Y.
Yang
,
F.
Lin
,
L.
Lu
,
Z. P.
Chen
,
Z. X.
Qin
,
Z. J.
Yang
, and
G. Y.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
072109
(
2007
).
7.
V.
Adivarahan
,
G.
Simin
,
G.
Tamulaitis
,
R.
Srinivasan
,
J.
Yang
,
M. A.
Khan
,
M. S.
Shur
, and
R.
Gaska
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
1903
(
2001
).
8.
Q.
Feng
,
L. M.
Li
,
Y.
Hao
,
J. Y.
Ni
, and
J. C.
Zhang
,
Solid-State Electron.
53
,
955
(
2009
).
9.
R.
France
,
T.
Xu
,
P.
Chen
,
R.
Chandrasekaran
, and
T. D.
Moustakas
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
062115
(
2007
).
10.
L.
Wang
,
F. M.
Mohammed
, and
I.
Adesida
,
J. Appl. Phys.
101
,
033708
(
2007
).
11.
R.
Gong
,
J. Y.
Wang
,
Z. H.
Dong
,
S. H.
Liu
,
M.
Yu
,
C. P.
Wen
,
Y. L.
Hao
,
B.
Shen
,
Y.
Cai
,
B. S.
Zhang
, and
J. C.
Zhang
,
J. Appl. Phys. D
43
,
395102
(
2010
).
12.
W.
Kohn
and
L. J.
Sham
,
Phys. Rev.
140
,
A1133
(
1965
).
13.
G.
Kresse
and
J.
Furthmüller
,
Comput. Mater. Sci.
6
,
15
(
1996
).
14.
P. E.
Blöchl
,
Phys. Rev. B
50
,
17953
(
1994
).
15.
J. E.
Northrup
,
Phys. Rev. Lett.
53
,
683
(
1984
).
16.
S.
Krukowski
,
P.
Kempisty
, and
P.
Strąk
,
Cryst. Res. Technol.
106
,
1038
(
2009
).
17.
J.
Zhang
,
E.
Kuokstis
,
Q.
Fareed
,
H.
Wang
,
J.
Yang
,
G.
Simin
, and
M. A.
Khan
,
R.
Gaska
, and
M.
Shur
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
925
(
2001
).
18.
S. M.
Sze
,
Physics of Semiconductor Devices
(
Wiley
,
New York
,
1981
), p.
363
.
19.
Y.
Dong
and
L. J.
Brillson
,
J. Electron. Mater.
37
,
743
(
2008
).
20.
R. G.
Dandrea
and
C. B.
Duke
,
J. Vac. Sci. Technol. A
11
,
848
(
1993
).
21.
22.
A.
Klein
,
F.
Sauberlich
,
B.
Spath
,
T.
Schulmeyer
, and
D.
Kraft
,
J. Mater. Sci.
42
,
1890
(
2007
).
23.
J.
Kovac
,
T.
Bogataj
, and
A.
Zalar
,
Surf. Interface Anal.
30
,
190
(
2000
).
24.
B. P.
Luther
,
S. E.
Mohney
,
T. N.
Jackson
,
M. A.
Khan
,
Q.
Chen
, and
J. W.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
57
(
1997
).
25.
B. V.
Daele
,
G. V.
Tendeoll
,
W.
Ruythooren
,
J.
Derluyn
,
M. R.
Leys
, and
M.
Germain
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
061905
(
2005
).
26.
G. K.
Reeves
,
Solid-state Electron.
23
,
487
(
1980
).
You do not currently have access to this content.