RU2089972C1 - Способ изготовления инжектирующего контакта к моносульфиду самария - Google Patents
Способ изготовления инжектирующего контакта к моносульфиду самария Download PDFInfo
- Publication number
- RU2089972C1 RU2089972C1 RU95120482A RU95120482A RU2089972C1 RU 2089972 C1 RU2089972 C1 RU 2089972C1 RU 95120482 A RU95120482 A RU 95120482A RU 95120482 A RU95120482 A RU 95120482A RU 2089972 C1 RU2089972 C1 RU 2089972C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- resistance
- contact
- samarium monosulfide
- chromium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Contacts (AREA)
Abstract
Использование: при формировании металлизации полупроводниковых приборов на основе моносульфида самария. Сущность: способ заключается в нанесении на подложку моносульфида самария при температуре подложки 100-200 oC двухслойного металлического покрытия со скоростью , причем первый слой, хром, наносят непосредственно на подложку в течение 50-100 с, а второй слой, кобальт - поверх слоя хрома в течение 300-400 с. 2 ил., 7 табл.
Description
Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано при формировании металлизации полупроводниковых приборов на основе моносульфида самария с использованием методов термического испарения, магнетронного и ионно-плазменного распыления и др.
Известен способ формирования омического контакта к моносульфиду самария, включающий нанесение металлического покрытия кобальта (Со) на подложку моносульфида самария, и пайка к покрытию проволочного вывода (а. с. ЧССР N 238434, H 01 L 23/00, 1983 г.)
Достоинствами такого контакта являются низкое сопротивление переходного слоя, хорошая механическая прочность и стабильность. Сочетание этих свойств достигается применением кобальта в качестве переходного слоя для создания омического контакта.
Достоинствами такого контакта являются низкое сопротивление переходного слоя, хорошая механическая прочность и стабильность. Сочетание этих свойств достигается применением кобальта в качестве переходного слоя для создания омического контакта.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ изготовления омического контакта к моносульфиду самария, представляющий собой двухслойное покрытие (а. с. СССР N 1829769, H 01 L 21/283, 1991 г.) В качестве первого слоя непосредственно на пленку моносульфида самария наносится слой титана в течение 50-100 с, затем наносится слой никеля в течение 300-4ОО с, причем слои наносятся со скоростью при температуре подложки 100-200 oC. Этот способ выбран нами за прототип.
Однако указанное решение обладает рядом недостатков: 1) низкая воспроизводимость характеристик контактов; 2) малый срок службы контактов; 3) высокое контактное сопротивление.
Целью изобретения является уменьшение контактного сопротивления при повышении стабильности и воспроизводимости характеристик контактов, увеличении срока службы контактов.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления инжектирующих контактов путем нанесения на подложку моносульфида самария при температуре подложки 100-200 oC со скоростью двухслойного металлического покрытия, состоящего из первого слоя, наносимого в течение 50-100 с, и второго слоя, наносимого в течение 300-400 с, новым является то, что упомянутое покрытие состоит из слоя хрома, нанесенного непосредственно на подложку, и слоя кобальта, нанесенного на слой хрома. Другими словами, металлическая пленка состоит из слоя хрома толщиной от до , нанесенного непосредственно на подложку, и слоя кобальта, толщиной от до .
Предлагаемое двухслойное покрытие, нанесенное на подложку при температуре 100-200 oС, обеспечивает инжектирующий контакт, характеризуемый сверхлинейной вольт-амперной характеристикой (ВАХ) и управлением сопротивлением структуры за счет инжекции основных носителей заряда из полученного контакта в слой моносульфида самария, а также высокой стабильностью и воспроизводимостью параметров и большим сроком службы.
Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.
Моносульфид самария является материалом, очень чувствительным к механическим деформациям. Поэтому при формировании контакта необходимо до минимума уменьшить механические напряженная, возникающие при осаждении металлической пленки контактного материала. Для этого необходимо: 1) использовать пластические материалы; 2) проводить напыление при возможно более низких температурах; 3) исключить циклические термообработки.
Кроме этого, моносульфид самария в присутствии кислорода окисляется, вследствие чего необходимо либо резко ограничить контакт с воздухом, либо использовать подслой сильного геттера. В качестве геттера нами использовался слой хрома толщиной от до Этот слой обеспечивает хорошую адгезию, низкое сопротивление, стабильность электрофизических характеристик, а также более низкую работу выхода из металла в полупроводник для носителей тока (см. также Фоменко В. С. Эмиссионные свойства материалов. Киев, Наукова думка, 1970 г. 148 с. ) Геттерное действие хрома заключается в снижении парциального давления кислорода при напылении из-за десорбции хемисорбированного слоя окисла на поверхности моносульфида самария в результате химической реакции с ней хрома.
Хром обладает также высокими пластическими свойствами. Однако он имеет довольно высокое сопротивление 13,2 мкОм•см при 20 oС (Смитлз К. Дж. Металлы. М. Металлургия, 1980 г. 448 с.) Поэтому толщина слоя хрома от до выбирается таким образом, чтобы при проявлении геттерных свойств этот слой имел небольшое сопротивление.
В качестве второго слоя контакта нами выбран кобальт. Он является пластическим металлом, дает низкое сопротивление при толщинах от до не подвержен коррозии, при циклических механических нагрузках двухслойная металлизация хром-кобальт не меняет своих электрофизических и механических характеристик. Напыление обоих слоев производится при температурах подложки 100-200 oС. При более низких температурах резко ухудшается адгезия контакта, а при более высоких увеличивается механическое напряжение, оказывающее воздействие на тензорезисторную пленку моносульфида самария. Использование двухслойного нанесения хром-кобальт позволило получить инжектирующий контакт с низким сопротивлением, уменьшающимся с ростом напряжения, приложенного к структуре контакт моносульфид самария, с высокой воспроизводимостью, стабильностью и повышенным ресурсом.
Инжектирующий контакт по сравнению с омическим обладает рядом преимуществ как физического, так и технического характера. Известно (см. Ламперт М. Марк П. Инжекционные токи в твердых телах. М. Мир, 1973 г. 416 с.), что инжекция носителей из контакта в твердое тело может приводить к улучшению целого ряда параметров, важнейшим из которых является быстродействие. В нашем случае применение инжектирующего контакта к моносульфиду самария может повысить этот важнейший параметр. Кроме того, при повышении напряжения за счет сверхлинейности ВАХ уменьшается сопротивление структуры контакт моносульфид самария, и это изменение сопротивления контролируется приложенным напряжением, что может быть важным в конкретных решениях применения моносульфида самария в качестве тензорезистора.
Предлагаемое техническое решение позволяет по сравнению с прототипом повысить стабильность контакта, управлять его сопротивлением с помощью приложенного напряжения и увеличить срок службы. Этот эффект достигается даже при низкотемпературном (от 100 до 200 oС на подложке) нанесении металлов за счет высокой геттерной активности хрома, а также невысокой работой выхода из него электронов. При этом повышается воспроизводимость контакта и снижается его сопротивление.
Варьирование толщины геттерного слоя и собственно контактного слоя позволили найти оптимальные режимы для достижения поставленной цели, а температурный диапазон позволил получить инжектирующий контакт без остаточных механических напряжений, что особенно важно при применении моносульфида самария в качестве тензорезистора.
На фиг. 1 представлена вольт-амперная характеристика в (двойном логарифмическом масштабе) структуры контакт моносульфид самария, полученной по предлагаемому способу.
На фиг. 2 представлена зависимость степени ВАХ αdlnI/dlnV от напряжения, также в двойном логарифмическом масштабе.
Получение контактов по предлагаемому способу проводилось в вакуумной установке УВР-ЗМ при вакууме 5•10-6 Торр. Вольт-амперная характеристика структуры представлена на фиг. 1. На фиг. 2 показана зависимость степени ВАХ (дифференциального наклона ВАХ) adlnI/dlnV от напряжения в двойном логарифмическом масштабе. Такая зависимость позволяет более тонко чувствовать особенности ВАХ (см. Зюганов А.Н. Свечников С. В. Инжекционно-контактные явления в полупроводниках. Киев, Наукова думка, 1981 г. 256 с.), фиксировать омические ( a 1) и инжекционные ( a > 1) участки. Из зависимости на фиг. 2 следует диапазон омичности контакта от 1,0 В до 30 В.
В табл. 1 приведены данные исследования влияния режимов напыления хрома при фиксированных режимах напыления кобальта (время напыления tсо=350 oC, скорость напыления температура напыления Т=150 oC) на сопротивление и разброс сопротивления макетов тензорезисторов.
Измерение сопротивления макетов тензорезисторов с контактами производилось при приложенном напряжении V=0,1 В, где инжекция носителей тока из контакта была еще слабая, и выполнялся закон Ома ( α 1). Для каждого режима определялось среднее значение сопротивления в партии по формуле
где n количество образцов в партии, Rобр сопротивление образца.
где n количество образцов в партии, Rобр сопротивление образца.
В наших экспериментах значение n колебалось от 20 до 30. Отклонение сопротивления ΔR от среднего значения определялось по формуле
Среднее значение отклонения сопротивления определялось по следующей формуле
Из данных табл. 1 следует, что при скорости напыления хрома и времени напыления 50-100 с среднее сопротивление макетов и среднее отклонение сопротивления минимальны.
Среднее значение отклонения сопротивления определялось по следующей формуле
Из данных табл. 1 следует, что при скорости напыления хрома и времени напыления 50-100 с среднее сопротивление макетов и среднее отклонение сопротивления минимальны.
В табл. 2 приведены данные исследования влияния режимов напыления кобальта при фиксированных режимах напыления хрома (время напыления tcr=70 с, скорость напыления , температура напыления Т=150 oС) на сопротивление и разброс сопротивления макетов тензорезисторов.
Из данных табл. 2 следует, что при скорости напыления кобальта и времени напыления 300-400 с среднее сопротивление макетов и среднее значение отклонения сопротивления минимальны.
В табл. 3 приведены данные исследования влияния температурных режимов напыления контакта.
Из табл. 3 следует, что оптимальная температура подложки находится в интервале от 100 до 200 oC.
Ниже приведена воспроизводимость сопротивления макетов тензорезисторов, полученных при металлизации контактов по одной из оптимальных технологий (табл. 4) и по неоптимальной технологии (табл. 5).
Из данных табл. 4 и 5 следует, что неоптимальность режима нанесения только подслоя хрома приводит к снижению воспроизводимости и увеличению сопротивления макетов.
Исследование стабильности и срока службы макетов тензорезистора с контактами, полученными по оптимальной технологии ( tcr= 70 c, tco= 350 c, Tподл=150 oC), представлены в табл. 6 и 7. Здесь ΔRобр определяется по формуле
где Rобр.0 начальное сопротивление образца,
Rобр.t текущее сопротивление образца.
где Rобр.0 начальное сопротивление образца,
Rобр.t текущее сопротивление образца.
Из приведенных выше таблиц видно, что в течение 4 ч уход сопротивления не превысил 0,25 (табл. 6). Изменение сопротивления в течение 60 сут не превысило 0,35 (табл. 7).
Как следует из фиг. 1, сопротивление макета тензорезистора при V=1,0 В составляет 190 Oм, при V=10,0 В 60 Oм и при V=20,0 В 42,0 Oм. Другими словами, с помощью приложенного напряжения удается управлять сопротивлением макета тензорезистора, в данном случае в пределах 40-2000 Oм.
Claims (1)
- Способ изготовления инжектирующего контакта к моносульфиду самария, включающий нанесение двуслойного металлического покрытия на подложку моносульфида самария, причем первый слой наносят непосредственно на подложку в течение 50 100 с, а второй слой в течение 300 400 с при скорости нанесения слоев 10 20 и температуре подложки 100 200oС, отличающийся тем, что в качестве первого слоя используют хром, а в качестве второго слоя кобальт.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95120482A RU2089972C1 (ru) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Способ изготовления инжектирующего контакта к моносульфиду самария |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95120482A RU2089972C1 (ru) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Способ изготовления инжектирующего контакта к моносульфиду самария |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2089972C1 true RU2089972C1 (ru) | 1997-09-10 |
RU95120482A RU95120482A (ru) | 1998-01-20 |
Family
ID=20174369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95120482A RU2089972C1 (ru) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Способ изготовления инжектирующего контакта к моносульфиду самария |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2089972C1 (ru) |
-
1995
- 1995-12-04 RU RU95120482A patent/RU2089972C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство Чехословакии N 238434, кл. H 01 L 23/00, 1983. 2. Авторское свидетельство СССР N 1829769, кл. H 01 L 21/283, 1991. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5466431A (en) | Diamond-like metallic nanocomposites | |
JPH05347440A (ja) | しきい値スイッチング・デバイス | |
TWI407468B (zh) | 複合陰極箔及包含此陰極箔之固態電解電容器 | |
US20110102127A1 (en) | Film resistor with a constant temperature coefficient and production of a film resistor of this type | |
GB2338716A (en) | RF plasma enhanced CVD where the substrate acts as a cathode | |
US5351396A (en) | Method for producing electrical contact | |
EP0403617A1 (en) | Graded composition primer layer | |
KR900008966B1 (ko) | 밸브 장치 | |
US4702784A (en) | Process for production of a tungsten carbide-activated electrode | |
KR900009101B1 (ko) | 박막 제조방법 | |
CN112639316B (zh) | 滑动轴承元件 | |
AU6015500A (en) | Separator for solid polymer electrolytic fuel battery | |
US4108736A (en) | Method of producing protective coatings | |
RU2089972C1 (ru) | Способ изготовления инжектирующего контакта к моносульфиду самария | |
JP5295102B2 (ja) | 導電性保護膜及びその製造方法 | |
US3564565A (en) | Process for adherently applying boron nitride to copper and article of manufacture | |
Hieber | Aging properties of gold layers with different adhesion layers | |
JP3955473B2 (ja) | 温度センサー及び同センサーを用いた温度測定方法 | |
KR920000590B1 (ko) | 박막 제조방법 | |
US7381452B2 (en) | Amorphous hydrogenated carbon film | |
US4963394A (en) | Method for producing thin metal films by vapor-deposition | |
CN1026186C (zh) | 一种制作介质薄膜的方法 | |
WO2022253859A1 (en) | Anti-static coating | |
Matino et al. | Effect of Substrate Bias on Properties of RF-Sputtered Cr–SiO Films | |
US20220403500A1 (en) | Structural coating and preparation method and use thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071205 |