Переходные процессы в микроэлектронных композициях Ag-Ge-In/n-GaAs

Abstract

В настоящее время понимание структуры границ раздела металл-полупроводник по большей части строится на опытных данных. Это связано с многообразием факторов, влияющих на характер процессов, протекающих на межфазных границах полупроводника и слоя металлизации. Исследована микроэлектронная композиция на основе тройного сплава Ag-Ge-In (75 % Ag, 20 % Ge, 5 % In по весу). Материал подложки - эпитаксиальный монокристаллический n-n+ GaAs (111) В, nэ.сл. = 2∙1016 см – 3, подвижность μ > 5000 см2/(В∙с). Установлено влияние предварительного отжига GaAs – пластины на удельное переходное сопротивление исследуемого контакта. Предложена феноменологическая модель формирования оми- ческого контакта Ag-Ge-In/n-GaAs (111), которая позволяет установить зависимость между парамет- рами контакта и режимами термообработки. Установлено, что при взаимодействии пленки тройного сплава с приповерхностным слоем арсенида галлия происходит образование избыточного Ga, который создает с серебром легкоплавкие сплавы и химические соединения, влияющие на величину сопротив- ления контакта. Термообработка структуры Ag-Ge-In/n-GaAs (111) приводит к взаимодиффузии Ge и Ag в приконтактной области и формированию поликристаллической, многофазной, мелкозернистой и достаточно равномерной пленки.

В даний час розуміння структури межі розділу метал-напівпровідник здебільшого будується на дослідницьких даних. Це пов'язано з різноманіттям чинників, що впливають на характер процесів, які протікають на міжфазних межах напівпровідника і шару металізації. Досліджено мікроелектронну композицію на основі потрійного сплаву Ag-Ge-In (75 % Ag, 20 % Ge, 5 % In за вагою). Матеріал підкладки - епітаксійний монокристалічний n-n+ GaAs (111) В, nе.ш. = 2∙1016 см – 3, рухливість μ > 5000 см2/(В∙с). Встановлено вплив попереднього відпалу GaAs-пластини на питомий перехідний опір досліджу- ваного контакту. Запропоновано феноменологічну модель формування омічного контакту Ag-Ge-In/ n-GaAs(111), яка дозволяє встановити залежність між параметрами контакту та режимами термооб- робки. Встановлено, що при взаємодії плівки потрійного сплаву з приповерхневим шаром арсеніду галію відбувається утворення надлишкового Ga, який створює зі сріблом легкоплавкі сплави та хіміч- ні сполуки, які впливають на величину опору контакту. Термообробка структури Ag-Ge-In/n-GaAs (111) призводить до взаємодифузії Ge і Ag у приконтактну область та формуванню полікристалічної, багатофазної, дрібнозернистої і досить рівномірної плівки.

Nowadays understanding the structure of the metal-semiconductor contact zone mainly based on research data. This is due to the variety of factors that affect the nature of the processes which occur at contact zone within the semiconductor layer and metallization. Studied microelectronic composition is based on ternary alloys Ag-Ge-In (75 % Ag, 20 % Ge, 5 % In weight). Substrate material is an epitaxial single-crystal n-n+ GaAs (111) B ne.l. = 2∙1016 cm – 3, carrier mobility μ > 5000 cm2/(V∙s). The influence of the previous annealing GaAs-wafer on specific transition resistance of the investigated contact is found. An Ag-Ge-In/n-GaAs (111) ohmic contact phenomenological model allows to determine the parameters of the relationship between the contact and heat treatment regimes. It was established that the interaction triple alloy film with the gallium arsenide surface layer is the formation of excess Ga, which creates with silver fusible alloys and chemical compounds that affect the value of contact resistance. The Ag-Ge-In/n-GaAs (111) structures heat treatment causes the interdiffusion of Ge and Ag to the nearcontact region and the formation polycrystalline, multiphase, fine-grained and relatively uniform film.