This paper reports on the temperature dependence of Ni/Au Schottky contacts on AlGaN/GaN heterostructures. The electrical properties of the Schottky barrier were monitored by means of forward current-voltage (I–V) measurements, while capacitance-voltage measurements were used to determine the properties of the two dimensional electron gas. The forward I–V characteristics of Schottky diodes revealed a strong deviation from the ideal behavior, which could not be explained by a standard thermionic emission model. Thus, the Ni/AlGaN/GaN system has been described by a “two diode model,” considering the presence of a second barrier height at the AlGaN/GaN heterojunction. Following this approach, the anomalous I–V curves could be explained and the value of the flat-band barrier height (at zero-electric field) could be correctly determined, thus resulting in good agreement with literature data based on photoemission measurements.

1.
M.
Kuzuhara
and
H.
Tokuda
,
IEEE Trans. Electron Devices
62
,
405
(
2015
).
2.
O.
Ambacher
,
J.
Smart
,
J. R.
Shealy
,
N. G.
Weimann
,
K.
Chu
,
M.
Murphy
,
W. J.
Schaff
,
L. F.
Eastman
,
R.
Dimitrov
,
L.
Wittmer
,
M.
Stutzmann
,
W.
Rieger
, and
J.
Hilsenbeck
,
J. Appl. Phys.
85
,
3222
(
1999
).
3.
F.
Roccaforte
,
P.
Fiorenza
,
G.
Greco
,
R.
Lo Nigro
,
F.
Giannazzo
,
A.
Patti
, and
M.
Saggio
,
Phys. Status Solidi A
211
,
2063
(
2014
).
4.
J. W.
Chung
,
W. E.
Hoke
,
E. M.
Chumbes
, and
T.
Palacios
,
IEEE Electron Devices Lett.
31
,
195
(
2010
).
5.
F.
Ren
and
J. C.
Zolper
,
Wide Band Gap Electronic Devices
(
World Scientific
,
Singapore
,
2003
).
6.
J. D.
Guo
,
F. M.
Pan
,
M. S.
Feng
,
R. J.
Guo
,
P. F.
Chou
, and
C. Y.
Chang
,
J. Appl. Phys.
80
,
1623
(
1996
).
7.
T. U.
Kampen
and
W.
Mönch
,
Appl. Surf. Sci.
117–118
,
388
(
1997
).
8.
P.
Hacke
,
T.
Detchprohm
,
K.
Hiramatsu
, and
N.
Sawaki
,
Appl. Phys. Lett.
63
,
2676
(
1993
).
9.
J. K.
Kim
,
H. W.
Jang
, and
J. L.
Lee
,
J. Appl. Phys.
94
,
7201
(
2003
).
10.
C.
Lu
and
S.
Noor Mohammad
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
162111
(
2006
).
11.
F.
Roccaforte
,
F.
Giannazzo
,
F.
Iucolano
,
J.
Eriksson
,
M. H.
Weng
, and
V.
Raineri
,
Appl. Surf. Sci.
256
,
5727
5735
(
2010
).
12.
L. S.
Yu
,
Q. Z.
Liu
,
Q. J.
Xing
,
D. J.
Qiao
,
S. S.
Lau
, and
J.
Redwing
,
J. Appl. Phys.
84
,
2099
(
1998
).
13.
J.
Kotani
,
T.
Hashizume
, and
H.
Hasegawa
,
J. Vac. Sci. Technol. B
22
,
2179
(
2004
).
14.
A. R.
Arehart
,
B.
Moran
,
J. S.
Speck
,
U. K.
Mishra
,
S. P.
DenBaars
, and
S. A.
Ringela
,
J. Appl. Phys.
100
,
023709
(
2006
).
15.
Y.
Zhou
,
D.
Wang
,
C.
Ahyi
,
C.-C.
Tin
,
J.
Williams
,
M.
Parka
,
N. M.
Williams
,
A.
Hanser
, and
E. A.
Preble
,
J. Appl. Phys.
101
,
024506
(
2007
).
16.
Y.-J.
Lin
,
J. Appl. Phys.
106
,
013702
(
2009
).
17.
Y.
Wang
 et al.,
Semicond. Sci. Technol.
26
,
022002
(
2011
).
18.
M. L.
Lee
,
J. K.
Sheu
, and
S. W.
Lin
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
032103
(
2006
).
19.
F.
Iucolano
,
F.
Roccaforte
,
F.
Giannazzo
, and
V.
Raineri
,
J. Appl. Phys.
104
,
093706
(
2008
).
20.
N.
Miura
,
T.
Nanjo
,
M.
Suita
,
T.
Oishi
,
Y.
Abe
,
T.
Ozeki
,
H.
Ishikawa
,
T.
Egawa
, and
T.
Jimbo
,
Solid-State Electron.
48
,
689
(
2004
).
21.
K.
Shiojima
,
T.
Suemitsu
, and
M.
Ogura
,
Appl. Phys. Lett.
78
,
3636
(
2001
).
22.
J.
Spradlin
,
S.
Doğan
,
J.
Xie
,
R.
Molnar
,
A. A.
Baski
, and
H.
Morkoc
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
4150
(
2004
).
23.
F.
Iucolano
,
F.
Roccaforte
,
F.
Giannazzo
, and
V.
Raineri
,
J. Appl. Phys.
102
,
113701
(
2007
).
24.
N.
Miura
,
T.
Oishi
,
T.
Nanjo
,
M.
Suita
,
Y.
Abe
,
T.
Ozeki
,
H.
Ishikawa
, and
T.
Egawa
,
IEEE Trans. Electron Devices
51
,
297
(
2004
).
25.
S. T.
Bradley
,
S. H.
Goss
,
J.
Hwang
,
W. J.
Schaff
, and
L. J.
Brillson
,
J. Appl. Phys.
97
,
084502
(
2005
).
26.
S.
Saadaoui
,
M.
Mongi Ben Salem
,
M.
Gassoumi
,
H.
Maaref
, and
C.
Gaquière
,
J. Appl. Phys.
110
,
013701
(
2011
).
27.
H.
Zhang
,
E. J.
Miller
, and
E. T.
Yu
,
J. Appl. Phys.
99
,
023703
(
2006
).
28.
E.
Arslan
,
S.
Altindal
,
S.
Özçelik
, and
E.
Ozbay
,
J. Appl. Phys.
105
,
023705
(
2009
).
29.
D.
Yan
,
J.
Jiao
,
J.
Ren
,
G.
Yang
, and
X.
Gu
,
J. Appl. Phys.
114
,
144511
(
2013
).
30.
A. F. M.
Anwar
and
E. W.
Faraclas
,
Solid-State Electron.
50
,
1041
(
2006
).
31.
T.-C.
Nam
,
J.-S.
Jang
, and
T.-Y.
Seong
,
Curr. Appl. Phys.
12
,
1081
(
2012
).
32.
C. H.
Chen
,
S. M.
Baier
,
D. K.
Arch
, and
M. S.
Shur
,
IEEE Trans. Electron Devices
35
,
570
(
1988
).
33.
Y.
Lv
,
Z.
Lin
,
T. D.
Corrigan
,
J.
Zhao
,
Z.
Cao
,
L.
Meng
,
C.
Luan
,
Z.
Wang
, and
H.
Chen
,
J. Appl. Phys.
109
,
074512
(
2011
).
34.
G.
Greco
,
F.
Iucolano
, and
F.
Roccaforte
,
Appl. Surf. Sci.
383
,
324
345
(
2016
).
35.
F.
Iucolano
,
F.
Roccaforte
,
F.
Giannazzo
, and
V.
Raineri
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
092119
(
2007
).
36.
E. H.
Rhoderick
and
R. H.
Williams
,
Metal-Semiconductor Contacts
(
Oxford Science
,
Oxford
,
1988
).
37.
F.
Roccaforte
,
F.
La Via
,
V.
Raineri
,
R.
Pierobon
, and
E.
Zanoni
,
J. Appl. Phys.
93
,
9137
(
2003
).
38.
P. M.
Gammon
,
A.
Pérez-Tomás
,
V. A.
Shah
,
O.
Vavasour
,
E.
Donchev
,
J. S.
Pang
,
M.
Myronov
,
C. A.
Fisher
,
M. R.
Jennings
,
D. R.
Leadley
, and
P. A.
Mawby
,
J. Appl. Phys.
114
,
223704
(
2013
).
39.
G.
Martin
,
A.
Botchkarev
,
A.
Rockett
, and
H.
Morkoç
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
2541
(
1996
).
40.
L. F.
Wagner
,
R. W.
Young
, and
A.
Sugerman
,
IEEE Electron Device Lett.
4
(
9
),
320
(
1983
).
41.
D. K.
Schroder
,
Semiconductor Material and Device Characterization
(
John Wiley and Sons
,
New York
,
1998
).
42.
D.
Qiao
,
L. S.
Yu
,
S. S.
Lau
,
J. M.
Redwing
,
J. Y.
Lin
, and
H. X.
Jiang
,
J. Appl. Phys.
87
,
801
(
2000
).
43.
L. S.
Yu
,
Q. J.
Xing
,
D.
Qiao
,
S. S.
Lau
,
K. S.
Boutros
, and
J. M.
Redwing
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
3917
(
1998
).
You do not currently have access to this content.