Особенности формирования и свойства омических контактов к n-GaN(AlN) и синтетическому алмазу

Автор(и)

  • Владимир Николаевич Шеремет журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/S002134701310004X

Ключові слова:

омический контакт, удельное контактное сопротивление, механизм токопереноса, Оже-спектроскопия, рентгеновская дифрактометрия

Анотація

Рассмотрены омические контакты Au–TiBx–Al–Ti–n–GaN, Au–Pd–Ti–Pd–n–AlN и Au–Pd–Ti–n–C к перспективным для использования в микроэлектронике широкозонным полупроводникам. Формирование омических контактов происходит после нанесения последовательных слоев металлизации с последующей быстрой термической обработкой, которая приводит к твердофазным реакциям, проходящим между полупроводником и металлизацией. Показано, что использование в омическом контакте рентгеноаморфного слоя TiBx в роли диффузионного барьера позволяет создавать термостойкие контакты до Т = 900 °С. Токоперенос в рассмотренных омических контактах описан с помощью модели токопереноса по металлическим шунтам с учетом диффузионного ограничения подвода носителей заряда.

Посилання

Annaig D. Gallium nitride bulk crystal growth processes: a review / D. Annaig, G. Graziella, G. Demazeau // Mater. Sci. Eng. R: Reports. — 2006. — Vol. 50, No. 6. — P. 167–194. — DOI : http://dx.doi.org/10.1016/j.mser.2005.11.001">10.1016/j.mser.2005.11.001.

Levinstein M. Handbook Series on Semiconductor Parameters : Vol. 1, 2 / Ed. by M. Levinstein, S. Rumyantsev, M. Shur. — London : World Scientific, 1996, 1999.

Kamata H. Single-crystal growth of aluminum nitride on 6H–SiC substrates by an open-system sublimation method / Hiroyuki Kamata, Kunihiro Naoe, Kazuo Sanada, Noboru Ichinose // J. Crystal Growth. — 2009. — Vol. 311, No. 5. — P. 1291–1295. — DOI : http://dx.doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2008.12.025">10.1016/j.jcrysgro.2008.12.025.

Blank T. V. Mechanisms of current flow in metal-semiconductor ohmic contacts / T. V. Blank, Yu. A. Gol’dberg // Semiconductors. — 2007. — Vol. 41, No. 11. — P. 1263–1292. — DOI : http://dx.doi.org/10.1134/S1063782607110012">10.1134/S1063782607110012.

Широкозонные полупроводники / Ю. Г. Шреттер, Ю. Т. Ребане, В. А. Зыков, В. Г. Сидоров. — С.-Пб. : Наука, 2001. — 125 с.

Васильев А. Г. СВЧ транзисторы на широкозонных полупроводниках / А. Г. Васильев, Ю. В. Колковский, Ю. А. Концевой. — М. : Техносфера, 2011. — 256 с.

First observation of bias oscillations in GaN Gunn diodes on GaN substrate / O. Yilmasoglu, K. Mutamba, D. Pavlidis, T. Karaduman // IEEE Trans. Electron Devices. — 2008. — Vol. 55, No. 6. — P. 1563–1567. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TED.2008.921253">10.1109/TED.2008.921253.

Шеремет В. Н. Особенности создания и электрофизические свойства омических контактов к нитриду галлия (обзор) / В. Н. Шеремет // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. — 2009. — Т. 44. — С. 41–59.

Mohammad S. N. Contact mechanisms and design principles for alloyed ohmic contacts to n–GaN / S. Noor Mohammad // J. Appl. Phys. — 2004. — Vol. 95, No. 12. — P. 7940–7953. — DOI : http://dx.doi.org/10.1063/1.1712016">10.1063/1.1712016.

Третьяков Т. Д. Твердофазные реакции / Т. Д. Третьяков. — М. : Химия, 1978. — 360 с.

Auger depth profile analysis and EFTEM analysis of annealed Ti/Al-contacts on Si-doped GaN / Markus Pidun, Peter Karduck, Joachim Mayer, Klaus Heime, Bernd Schineller, Thomas Walther // Appl. Surface Sci. — 2001. — Vol. 179, No. 1–4. — P. 213–221. — DOI : http://dx.doi.org/10.1016/S0169-4332(01)00282-3">10.1016/S0169-4332(01)00282-3.

Фоменко В. С. Эмиссионные свойства материалов. Справочник / В. С. Фоменко. — К. : Наукова думка, 1981. — 340 с.

Development of high-stable contact systems to gallium nitride microwave diodes / A. E. Belyaev, N. S. Boltovets, V. N. Ivanov, L. M. Kapitanchuk, V. P. Kladko, R. V. Konakova, Ya. Ya. Kudryk, A. V. Kuchuk, O. S. Lytvyn, V. V. Milenin, V. N. Sheremet, Yu. N. Sveshnikov // Semicond. Phys. Quantum Electron. Optoelectron. — 2007. — Vol. 10, No. 4. — P. 1–8. — http://journal-spqeo.org.ua/n4_2007/v10n4-07-p01-08.pdf "> http://journal-spqeo.org.ua/n4_2007/v10n4-07-p01-08.pdf.

Resistance formation mechanisms for contacts to n-GaN and n-AlN with high dislocation density / A. V. Sachenko, A. E. Belyaev, N. S. Boltovets, Yu. V. Zhilyaev, V. P. Klad’ko, R. V. Konakova, Ya. Ya. Kudryk, V. N. Panteleev, V. N. Sheremet // Phys. Status Solidi (C). — 2013. — Vol. 10, No. 3. — P. 498–500. — DOI : http://dx.doi.org/10.1002/pssc.201200530">10.1002/pssc.201200530.

Жиляев Ю. В. Рост слоев нитрида галлия методом хлоридной газофазной эпитаксии при пониженной температуре источника / Ю. В. Жиляев, С. Н. Родин // ПЖТФ. — 2010. — Т. 36, № 9. — С. 11–16.

Investigation of resistance formation mechanisms for contacts to n-AlN and n-GaN with a high dislocation density / A. V. Sachenko, A. E. Belyaev, N. S. Boltovets, Yu. V. Zhilyaev, L. M. Kapitanchuk, V. P. Klad’ko, R. V. Konakova, Ya. Ya. Kudryk, A. V. Kuchuk, A. V. Naumov, V. V. Panteleev, V. N. Sheremet // Semicond. Phys. Quantum Electron. Optoelectron. — 2012. — Vol. 15, No. 4. — P. 351–357. — http://journal-spqeo.org.ua/n4_2012/v15n4-2012-p351-357.pdf "> http://journal-spqeo.org.ua/n4_2012/v15n4-2012-p351-357.pdf.

Интегральная схема СВЧ-модулятора сантиметрового диапазона на слоях поликристаллической алмазной пленки / В. В. Басанец, Н. С. Болтовец, А. В. Гуцул, А. В. Зоренко, В. Г. Ральченко, А. Е. Беляев, В. П. Кладько, Р. В. Конакова, Я. Я. Кудрик, А. В. Кучук, В. В. Миленин // ЖТФ. — 2013. — Т. 83, № 3. — С. 113–117.

Двухслойные теплоотводящие диэлектрические подложки алмаз-нитрид алюминия / В. Г. Ральченко, А. В. Савельев, А. Ф. Попович, И. И. Власов, С. В. Воронина, Е. Е. Ашкинази // Микроэлектроника. — 2006. — Т. 35, № 4. — С. 243–247.

Contacts to doped and undoped polycrystalline diamond films / R. E. Harper, C. Johnston, P. R. Chalker, D. Totterdell, I. M. Buckley-Golder, M. Werner, E. Obermeier, M. Van Rossum // Diamond Relat. Mater. — 1992. — Vol. 1, No. 5–6. — P. 692–696. — DOI : http://dx.doi.org/10.1016/0925-9635(92)90193-R">10.1016/0925-9635(92)90193-R.

Metallic contacts to nitrogen and boron doped diamond-like carbon films / F. M. Wang, M. W. Chen, Q. B. Lai // Thin Solid Films. — 2010. — Vol. 518, No. 12. — P. 3332–3336. — DOI : http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2009.10.041">10.1016/j.tsf.2009.10.041.

Carbide contacts on homoepitaxial diamond films / P. Muret, F. Pruvost, C. Saby, E. Lucazeau, T. A. Nguyen Tan, E. Gheeraert, A. Deneuville // Diamond Relat. Mater. — 1999. — Vol. 8, No. 2–5. — P. 961–965. — DOI : http://dx.doi.org/10.1016/S0925-9635(98)00380-X">10.1016/S0925-9635(98)00380-X.

Особенности механизма протекания тока в омическом контакте к GaP / Т. В. Бланк, Ю. А. Гольдберг, О. В. Константинов, В. Г. Никитин, Е. А. Поссе // ПЖТФ. — 2004. — Т. 30, № 19. — С. 17–24.

Механизм протекания тока в сплавном омическом контакте In-GaN / Т. В. Бланк, Ю. А. Гольдберг, О. В. Константинов, В. Г. Никитин, Е. А. Поссе // ФТП. — 2006. — Т. 40, № 10. — С. 1204–1208.

Температурная зависимость контактного сопротивления омических контактов Au–Ti–Pd2Si–n+– Si, подвергнутых микроволновому облучению / А. Е. Беляев, Н. С. Болтовец, Р. В. Конакова, Я. Я. Кудрик, А. В. Саченко, В. Н. Шеремет, А. О. Виноградов // ФТП. — 2012. — Т. 46, № 3. — С. 344–347.

Температурная зависимость контактного сопротивления омических контактов на основе соединений AIIIBV с высокой плотностью дислокаций / А. В. Саченко, А. Е. Беляев, А. В. Бобыль, Н. В. Болтовец, В. Н. Иванов, Л. М. Капитанчук, Р. B. Конакова, Я. Я. Кудрик, В. В. Миленин, С. В. Новицкий, Д. А. Саксеев, И. С. Тарасов, В. Н. Шеремет, М. А. Яговкина // ФТП. — 2012. — Т. 46, № 3. — С. 348–355.

Mechanism of contact resistance formation in ohmic contacts with high dislocation density / A. V. Sachenko, A. E. Belyaev, N. S. Boltovets, R. V. Konakova, Ya. Ya. Kudryk, S. V. Novitskii, V. N. Sheremet, J. Li, S. A. Vitusevich // J. Appl. Phys. — 2012. — Vol. 111, No. 8. — P. 083701. — DOI : http://dx.doi.org/10.1063/1.3702850">10.1063/1.3702850.

К вопросу о механизме формирования контактного сопротивления на шлифованных образцах n–Si / А. В. Саченко, А. Е. Беляев, Н. С. Болтовец, А. О. Виноградов, Л. М. Капитанчук, Р. В. Конакова, В. П. Костылев, Я. Я. Кудрик, В. П. Кладько, В. Н. Шеремет // ФТП. — 2013. — Т. 47, № 3. — С. 426–431.

Sze S. M. Physics of Semiconductor Devices / S. M. Sze, K. K. Ng. — 3rd ed. — John Wiley & Sons, 2007. — 815 p.

Rhoderick E. H. Metal-Semiconductor Contacts / E. H. Rhoderick, R. H. Williams. — 2nd ed. — Oxford : Clarendon Press, 1988.

Sheremet V. N. Effect of microwave treatment on current flow mechanism in ohmic contacts to GaN / V. N. Sheremet // Semicond. Phys. Quantum Electron. Optoelectron. — 2013. — Vol. 16, No. 3.

Шеремет В. Н. Особенности механизма токопереноса в омических контактах к AlN / В. Н. Шеремет, В. С. Жигунов, Ю. В. Жиляев // Лашкарьовські читання–2013 : конф. молодих вчених з фізики напівпровідників, 2–4 квітня 2013, Київ, Україна : зб. тез. — К. [б.и.], 2013. — С. 251–253.

О механизме токопереноса, обусловленном дислокациями в нитридгаллиевых диодах Шоттки / А. Е. Беляев, Н. С. Болтовец, В. Н. Иванов, В. П. Кладько, Р. В. Конакова, Я. Я. Кудрик, А. В. Кучук, В. В. Миленин, Ю. Н. Свешников, В. Н. Шеремет // ФТП. — 2008. — Т. 42, № 6. — С. 706–710.

Шеремет В. Н. Метрологические аспекты измерения сопротивления омических контактов / В. Н. Шеремет // Радиоэлектроника. — 2010. — T. 53, № 3. — С. 3–12. — (Известия вузов). — Режим доступа : http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347010030015">http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347010030015.

Sheremet V. N. Metrological aspects of measuring resistance of Ohmic contacts / V. N. Sheremet // Radioelectron. Commun. Syst. — 2010. — Vol. 53, No. 3. — P. 119–128. — DOI : http://dx.doi.org/10.3103/S0735272710030015">10.3103/S0735272710030015.

##submission.downloads##

Опубліковано

2013-10-21

Як цитувати

Шеремет, В. Н. (2013). Особенности формирования и свойства омических контактов к n-GaN(AlN) и синтетическому алмазу. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 56(10), 42–56. https://doi.org/10.20535/S002134701310004X

Номер

Том 56 № 10 (2013)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2013 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.