PL145669B1 - Method of tempering omic contacts for gallium oxide - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wygrzewania kontaktów omowych do arsenku galu GaAs i zwiazków pólprzewodnikowych na bazie GaAs.Najpowszechniej stosowana metoda wytwarzania kontaktów omowych do arsenku galu /GaAs/ polega na nalozeniu na powierzchnie pólprzewodnika wieloskladnikowej warstwy metali¬ cznej i nastepujacym po nim wygrzewaniu kontaktu. Warstwy metaliczne, których baze stanowi najczesciej zloto zawieraja odpowiednia domieszke, przy czym role domieszek donorowych pelnia zazwyczaj Ge, Si, Sn, Te,a akceptorowych Zn, Be, Cd, Mn. Zasadniczym celem wygrzewania jest wprowadzenie domieszki z warstwy metalicznej do pólprzewodnika i wytworzenie silnie domiesz¬ kowanej podkontaktowej warstwy n++ lub p++, niezbednej dla kreacji niskorezystywnegokontaktu metal/pólprzewodnik.Standardowy sposób wygrzewania kontaktów to obróbka termiczna w piecu z przeplywem H2 N2 lub H2 + N2. Zasadnicza wada kontaktów wygrzewanych tym sposobem jest niejednorodnosc strukturalna metalizacji i miedzypowierzchni metal/pólprzewodnik. W procesie wygrzewania nastepuje czesciowe odparowanie bardziej lotnego skladnika zwiazku pólprzewodnikowego As, interdyfuzja skladników metalizacji i pólprzewodnikowego podloza oraz tworzenie zwiazków miedzymetalicznych w obszarze kontaktu. Reakcja na miedzypowierzchni metal/pólprzewodnik powoduje naruszenie podkontaktowego obszaru pólprzewodnika, co moze byc istotne w przy¬ padku struktur cienkowarstwowych. Migracja galu ku powierzchni kontaktu, z grozba jego utlenienia w otaczajacej atmosferze i tworzenie faz miedzymetalicznych moga powodowac trud¬ nosci wykonywania polaczen drutowych, a efekty segregacji faz moga byc zródlem niejednorod¬ nosci gestosci pradu plynacego przez kontakt.Dla unikniecia tych zjawisk istnieje szereg rozwiazan dotyczacych procesu wygrzewania.Naleza do nich: stosowanie bardzo krótkich czasów obróbki termicznej, wygrzewanie w atmosferze lotnego skladnika zwiazku Am, Bv, a ostatnio wygrzewanie wiazka laserowa lub elektronowa.Wszystkie te rozwiazania wiaza sie ze zmiana aparatury uzywanej do wygrzewania kontaktów.Istota sposobu wedlug wynalazku jest pokrycie metalizacji, na czas wygrzewania, w temperaturze nizszej niz 400°C protekcyjna jednorodna warstwa dielektryczna o grubosci2 145 669 50 nm-i-500 nm, o wspólczynniku dyfuzji dla arsenu w temperaturze 500°C mniejszym niz 10~ cm2/s oraz wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej w granicach od 4x10~7 do 7x10"6 °C~1. Nastep¬ nie cala strukture zlozona z pólprzewodnika, metalizacji i protekcyjnej warstwy dielektrycznej wygrzewa sie w temperaturze 400-^500°C.Role warstw zabezpieczajacych pelnia w szczególnosci warstwy dielektryczne AI2O3 i Si02, wytwarzane metoda rozpylania katodowego i LPCVD. Ich zastosowanie w procesie standardo¬ wego wygrzewania w piecu z przeplywem H2 pozwala zmniejszyc powierzchniowa dysocjacje termiczna zwiazku pólprzewodnikowego, zahamowac migracje skladników pólprzewodnikowego podloza do warstwy metalicznej, ograniczyc reakcje metal/pólprzewodnik do obszaru bliskiego tej miedzypowierzchni, a w konsekwencji uzyskac znaczna poprawe jednorodnosci metalizacji i miedzypowierzchni metal/pólprzewodnik.Sposób wedlug wynalazku zostanie blizej objasniony na przykladzie jego wykonania.Przyklad ten stanowi wygrzewanie kontaktu omowego AuZn do arsenku galu typu p. Na powierzchni GaAs typu p, pokrytej metalizacja kontaktowa AuZn, osadza sie w procesie rozpyla¬ nia katodowego warstwe AI2O3 o grubosci 200 nm. Nastepnie cala strukture wygrzewa sie w piecu z przeplywem H2, w temperaturze 420°C przez 180s. Po wygrzewaniu usuwa sie warstwe AI2O3 w roztworze HF-H2O w proporcjach 1:1.Zastrzezenie patentowe Sposób wygrzewania kontaktów omowych do arsenku galu GaAs i zwiazków pólprzewodni¬ kowych na bazie GaAs, znamienny tym, ze w temperaturze nizszej niz 400°C na nalozona na powierzchnie pólprzewodnika metalizacje osadza siejednorodna warstwe dielektryczna o grubosci 50nm-500nm, o wspólczynniku dyfuzji dla arsenu w temperaturze 500°C mniejszym niz 10~13 cm /s oraz wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej w granicach od 4xl0~7 do 7xl0"6 °C_1, a nastepnie cala strukture zlozona z pólprzewodnika, metalizacji i protekcyjnej warstwy dielektrycznej wygrzewa sie w temperaturze 400-500°C.Pracownia Poligraficzna UPPRL. Naklad 100 egz.Cena"400 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wygrzewania kontaktów omowych do arsenku galu GaAs i zwiazków pólprzewodni¬ kowych na bazie GaAs, znamienny tym, ze w temperaturze nizszej niz 400°C na nalozona na powierzchnie pólprzewodnika metalizacje osadza siejednorodna warstwe dielektryczna o grubosci 50nm-500nm, o wspólczynniku dyfuzji dla arsenu w temperaturze 500°C mniejszym niz 10~13 cm /s oraz wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej w granicach od 4xl0~7 do 7xl0"6 °C_1, a nastepnie cala strukture zlozona z pólprzewodnika, metalizacji i protekcyjnej warstwy dielektrycznej wygrzewa sie w temperaturze 400-500°C. Pracownia Poligraficzna UPPRL. Naklad 100 egz. Cena"400 zl PL