Спосіб створення омічних контактів до n-ain

Реферат: Спосіб створення омічного контакту до n-AlN полягає в напиленні на поверхню напівпровідника шарів металу з подальшим термічним відпалом. На додатково підігріту до 300-400 °C поверхню n-AlN методом термовакуумного напилення наносять послідовні шари металів Pd-Ti-Pd-Au, а термічний відпал здійснюють при Т=850-950 °C тривалістю 30-60 с. UA 94616 U (12) UA 94616 U UA 94616 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів обробки напівпровідникових приладів зокрема створених на основі широкозонних напівпровідників, а саме тринітридів, які є перспективними матеріалами для створення потужних високочастотних приладів. Збільшення ширини забороненої зони напівпровідника призводить до збільшення поля лавинного пробою, що дозволяє збільшувати струм, який використовується для роботи мікроелектронних приладів створених на основі такого напівпровідника і як наслідок потужність такого приладу. Найбільшою шириною забороненої зони і полем лавинного пробою серед існуючих напівпровідникових тринітридів характеризується AIN-6.2 еВ і 11,7 МВ/см, відповідно [1]. Висока температурна провідність нітриду алюмінію, яка рівна 3,4 Вт/(см·К) [1], додатково сприяє створенню потужних приладів за рахунок можливості відводу надлишкового тепла, що виникає при роботі приладів на його основі при підвищених потужностях. Цей напівпровідник є прямозонним, що робить його перспективним для використання в оптоелектроніці. На основі AIN можна створити лазер, який працюватиме в діапазоні глибокого ультрафіолету (~ 200 нм). Велика ширина забороненої зони дозволяє створювати на основі нітриду алюмінію датчики іонізуючого випромінювання, не чутливі до видимого діапазону випромінювання. В роботі [2] запропоновано створення омічного контакту AIN за допомогою напилення Au, Pt 10 11 і АI. В результаті цього були сформовані омічні контакти з питомим контактним опором 10 -10 2 Ом·см . Такі величини питомого контактного опору неприйнятні для створення напівпровідникових приладів на основі AIN. Відомий спосіб створення омічного контакту до AIN вибраний нами за прототип [3], полягає в нанесенні шару Ni товщиною 130 нм методом електронно-променевого розпилення через тіньову маску. В результаті подальшого відпалу при Т=800 °C тривалістю 5 хвилин формується 6 2 омічний контакт з питомим контактним опором ~10 Омсм . Такий опір занадто високий для створення напівпровідникових приладів з необхідними параметрами. Також такий тривалий відпал може призводити до формування сплавного контакту, що має негативний вплив для термостабільності і надійності омічного контакту, що особливо важливо при створенні потужних високочастотних приладів, перспективним для створення яких є AIN. Задачею корисної моделі є створення несплавного омічного контакту до n-AIN і зменшення величини його питомого контактного опору. Поставлена задача вирішується способом створення омічного контакту до n-AIN, який полягає в напиленні на поверхню напівпровідника шарів металу з подальшим термічним відпалом, який відрізняється тим, що на додатково підігріту до 300-400 °C поверхню n-AIN методом термовакуумного напилення наносять послідовні шари металів Pd-Ti-Pd-Au, а термічний відпал здійснюють при Т=850-950 °C тривалістю 30-60 с Запропоноване технічне рішення було реалізовано нами в контактних структурах на основі 17 -3 монокристалічної плівки AIN товщиною -3,5 мкм з концентрацією носіїв Nд=10 см вирощеної + методом хлоридной газофазової епітаксії на сильнолегованій підкладці n SiC. Рентгенодифракційні дослідження шарів AIN показали, що середня густина дислокацій в них 5 -1 складає ~10 см . Омічний контакт створювався методом послідовного вакуумного напилення шарів металізації Pd(30 нм)-Ті(50 HM)-Pd(70 нм)-Аu(100нм) на підігріту до 350 °C для підвищення адгезії між металом і напівпровідником підкладку n-AIN з подальшим формуванням контактів за допомогою швидкої термічної обробки (ШТО) при Т=900 °C тривалістю 30 секунд. Відпал такої тривалості дозволяє створити омічний контакт за рахунок твердофазних реакцій, а не сплавлення. Після відпалу контактної структури Au-Pd-Ti-Pd-n-AIN були отримані лінійні симетричні ВАХ, на відміну від вихідних контактних структур, які характеризувались випрямляючими ВАХ. 2 Виміряний питомий контактний опір отриманої структури становив 0,32 Омсм , що значно менше ніж в прототипі [3]. На фіг. 1 показаний фазовий склад контактної структури Au-Pd-Ti-Pd-n-AIN до і після відпалу при Т=900 °C отриманий методом рентгенівської дифрактометрії, де видно, що формування омічного контакту відбувається за рахунок формування фази Aux(Pd, Ti)1-x після відпалу при Т=900 °C. Формування контактоутворюючих фаз відбувається за рахунок твердофазних реакцій. Варто відзначити, що в вихідній контактній структурі Ті перебуває в рентгеноаморфному стані. На фіг. 2 показаний розподіл компонент в контактній структурі Au-Pd-Ti-Pd-n-AIN, отриманий методом електронної Оже спетроскопії, до (а) і після відпалу (б) при температурі 900 °C. Після ШТО відбувається перемішування шарів металізації, що свідчить про інтенсивні процеси міжфазної взаємодії, які відбуваються в контактній структурі при формуванні омічного контакту. Ці процеси проявляються також при формуванні неоднорідної межі розділу в контактній структурі 1 UA 94616 U При дослідженні температурної залежності ρ с(Т) контакту Au-Pd-Ti-Pd-n-AIN було виявлено зменшення ρc с ростом температури вимірювання (фіг. 3), що може бути характерним для термопольового механізму струмопереносу. 5 10 Джерела інформації: 1. Н. Kamata, K. Naoe, K. Sanada, N. Ichinose Journal of Crystal Growth, 311, 1291-1295 (2009) 2. Аналог. Mohammad S.H. Progress and prospects of group-Ill nitride semiconductors / S.H. Mohammad, H. Morkoc // Prog. Quant. Electr. - 1996. - V. 20, № 5-6. - P. 361-525 3. Прототип. Ohmic and rectifying contacts on bulk A1N for radiation detector applications / T. Erlbacher, M. Bickermann, B. Kallinger, E. Meissner, A.J. Bauer, L. Frey // Phys. Status Solidi С 9. 2012,- №. 3-4.- С. 968-971. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб створення омічного контакту до n-AlN, який полягає в напиленні на поверхню напівпровідника шарів металу з подальшим термічним відпалом, який відрізняється тим, що на додатково підігріту до 300-400 °C поверхню n-AlN методом термовакуумного напилення наносять послідовні шари металів Pd-Ti-Pd-Au, а термічний відпал здійснюють при Т=850950 °C тривалістю 30-60 с. 2 UA 94616 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3