Спосіб формування бар’єра шотткі до напівпровіників а в

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых приборов СВЧ. При изготовлении некоторых типов полупроводниковых приборов(варакторов, смесителей. детекторных диодов) возникает задача снижения высоты барьера Шоттки. Для понижения барьера Шоттки (j B ) на полупроводниках AIIIB V используется ряд технологических приемов. Известен способ уменьшения (j B ) путем создания на поверхности полупроводника перед напылением металла высоколегированного тонкого (несколько нм) слоя посредством имплантации ионов соответствующей примеси [1]. Недостатками данного способа являются необходимость использования дорогостоящего оборудования и низкая производительность. Активизация имплантированных атомов примеси требует высокотемпературного отжига с капсулированием полупроводника для предотвращения его разложения. Наиболее близким к заявленному по совокупности признаков является способ. заключающийся в нанесении иа поверхность полупроводника нитрида титана методом магнетронного распыления титановой мишени в среде инертного газа с добавлением азота (реактивное распыление) с подачей отрицательного смещения на полупроводниковую подложку в пределах 0-700 В [2]. Сформированный таким образом барьер отличается высокой термоустойчивостью, нагрев до 700°С практически не изменяет параметров барьера (в пределах точности измерений). Однако, способ имеет следующие недостатки: - сложность получения пленки нитрида титана стехиометрического состава (при отклонении формируемой пленки от стехиометрического состава высоты барьера снижается на меньшую величину, а его термоустойчивость уменьшается); - пленка, нанесенная при подаче смещения, дающего максимальное снижение высоты барьера Шоттки (» 700В) , имеет высокое омическое сопротивление, что значительно ухудшает параметры полупроводниковых приборов, особенно твердотельных СВЧ -микросхем (минимальное сопротивление пленки имеет место при смещении 50150 В, однако высота барьера Шоттки в этом случае практически не уменьшается). Кроме этого, пленка фазы внедрения (обычная толщина 100-200 нм), нанесенная при большом отрицательном смещении на подложке имеет повышенные механические напряжения и имеет тенденцию к растрескиванию и отслойке. Задачей изобретения является усовершенствование способа формирования барьера Шоттки к полупроводникам AIIIBV п утем использования мишени, выполненной из определенного материала, при изменении отрицательного смещения, подаваемого на подложку, в зависимости от толщины напыленной пленки. Эти усовершенствования позволят снизить высоту барьера Шоттки при обеспечении высокой термоустойчивости и низкого последовательного омического сопротивления барьерной пленки фазы внедрения, и тем самым улучшить параметры полупроводниковых приборов (варакторов, смесительных и детекторных диодов). Для достижения заявляемого технического результата в способе формирования барьера Шоттки к полупроводникам AIIIBV включающем нанесение на поверхность полупроводника методом магнетронного распыления соединений типа фаз внедрения (нитридов, боридов, карбидов или силицидов переходных металлов III-VI гр упп) и подачу на полупроводниковую подложку отрицательного смещения, при магнетрон-ном распылении соединений типа фаз внедрения используют мишень, выполненную из материала, имеющего стехиометрический состав, соответствующий составу наносимого материала. Магнетроннеє распыление осуществляют в инертной среде, причем на подложку подают отрицательное смещение величиной 700-800 В до достижения толщины пленки 2-10 нм, после чего доращивают остальную часть пленки при напряжении смещения, сниженном до 50-150 В. Заявленные признаки изобретения обеспечивают достижение заявленного технического результата следующим образом. При нанесении на первом этапе тонкого слоя фазы внедрения при подаче на полупроводниковую подложку отрицательного смещения 700-800 В, происходит значительное снижение высоты барьера. Это объясняется уменьшением плотности поверхностных состояний на границе раздела полупроводник-фаза внедрения за счет воздействия на поверхность полупроводника высокоэнергетических частиц. Подтверждением этому служит тот факт, что высокотемпературный отжиг (до 700°С) практически не изменяет параметров сформированного барьера, как это имеет место при отжиге нарушенного слоя полупроводника. Выбранный диапазон величины отрицательного смещения на подложке обеспечивает получение устойчивого эффекта (максимального снижения высоты барьера). При напряжении менее 700 В максимальное снижение j в не достигается. При увеличении напряжения свыше 800 В происходит деградация барьера (образуется "плохой омический контакт"), что объясняется разложением полупроводника и улетучи ванием компоненты ВV. Выбор диапазона толщин пленки фазы внедрения, наносимой на первом этапе (2-10 нм). обусловлен следующим. В указанном диапазоне напряжений смещения при нанесении пленки толщиной менее 2 нм не достигается максимальное снижение высоты барьера, так как наносимая пленка не будет ложиться сплошным слоем. Увеличение толщины пленки свыше 10 нм нецелесообразно, так как начинают сказываться повышенные механические напряжения в пленке, приводящие к ее растрескиванию. Кроме этого, такая пленка будет иметь высокое омическое сопротивление. Допыление остальной части пленки до номинальной толщины 100-200 нм при напряжении смещения на подложке 50-150 В позволяет получить пленку с минимальными механическими напряжениями и минимальным омическим сопротивлением, т.к. эффект геттерирования при данной величине смещения минимален. (Именно захват растущей пленкой атомов остаточной атмосферы ухудшает ее свойства при высоких уровнях смещения на подложке). Выбор для распыления мишени из фазы внедрения стехиометрического состава обеспечивает получение пленки также стехиометрического состава с наилучшими характеристиками. При этом распыление производится в инертной атмосфере и не требуется точного регулирования состава атмосферы, как это имеет место при реактивном распылении. Получение пленки стехиометрического состава обусловлено тем, что вследствие очень сильных химических связей в соединениях типа фаз внедрения, их распыление происходит в виде молекул, а не отдельных атомов. В случае мишени нестехиометрического состава (при использовании реактивного распыления) не удается достичь максимального снижения высоты барьера. Для подтверждения возможности peaлизации изобретения прилагаются чертежи. На фиг. 1, 2 схематически представлен процесс напыления фазы внедрения на подложку; 1 - подложка; 2 слой фазы внедрения толщиной 2-10 нм, напыляемый при подаче отрицательного смещения на подложку величиной 700-800 В; 3 - слой фазы внедрения, напыляемый при подаче отрицательного смещения величиной 50-150 В. На фиг. 3 - изображена зависимость высоты барьера Шоттки от величины отрицательного смещения на полупроводниковой подложке. Пример 1. Вакуумная камера откачивалась до остаточного давления не хуже 10'6 мм рт.ст., после чего в нее напускался аргон до давления 3-4 мм рт.ст. Ми шень фазы внедрения (TIB2) стехиометрического состава подвергалась предраспылению (на заслонку) в течение не менее 3 минут. После этого заслонка открывалась и на предварительно очищенную химическим методом подложку GaAs производилось напыление Т1В2 толщиной 2 нм при отрицательном смещении на подложке 700 В. затем напряжение смещения снижалось до 50 В и допылялась остальная часть TIB2 (до толщины 150 нм). Измеренная высота потенциального барьера Шоттки составляла 0,38 эВ. Пример 2. На подложку GaAs проводилось напыление TaN толщиной 10 нм при отрицательном смещении на подложке 800 В. остальная часть пленки напылялась при смещении 150 В. Высота барьера Шоттки составляла 0,4 эВ. Пример 3. На подложку GaAs проводилось напыление TaN толщиной 2 нм при отрицательном смещении на подложке 500 В, остальная часть пленки напылялась при смещении 100 В. Высота барьера Шоттки составляла 0,52 эВ. Пример 4. На подложку GaAs проводилось напыление TaN толщиной 1 нм при отрицательном смещении на подложке 750 В, остальная часть пленки напылялась при смещении 100 В. Высота барьера Шоттки составляла 0,64 эВ. Пример 5. На подложку GaAs проводилось напыление TaN толщиной 5 нм при отрицательном смещении на подложке 850 В, остальная часть пленки напылялась при смещении 100 В. Наблюдалась полная деградация барьера Шоттки. По сравнению с прототипом заявляемый способ имеет следующие преимущества: позволяет достичь максимального снижения высоты барьера, при этом обеспечивает получение пленки с минимальными механическими напряжениями, минимальным последовательным омическим сопротивлением и не требует точного регулирования состава атмосферы, в которой происходит процесс распыления. Это дает возможность получить высококачественные приборы с улучшенными электрическими характеристиками. Низкое последовательное омическое сопротивление пленки обеспечивает малые потери электрического сигнала в приборах, что особенно важно на сверхвысоких частота х. Высокая термоустойчивость позволяет проводить после сформирования барьера Шоттки высокотемпературные технологические операции, что значительно расширяет сферу его применения.