Контакты на основе сплава Au и Ag.

Чистые Аи и Аg могут образовывать омические контакты с низкоомным GaAs, Если р-облаоть получена в результате диффузии, то поверхностная концентрация примеси обычно близка к предельной растворимости диффузанта в GaAs . Поэтому контакт к такому слою монет быть осуществлен с помощью почти любого металла. При этом необходимо обращать внимание на качество поверхности: окисные слои, стеклообразные или химические соединения, образующиеся после диффузии, которые могут изменить условия контактирования.

Применение в качестве контактных материалов Аи и Аg связано с их химической стойкостью, возможностью надежного под соединения выводов пайкой или термокомпрессией, простотой изготовления. Au или Аg-контакты могут быть нанесены гальваничеоким способом, напылением, либо они об разуются в результате термокомпрессии золотой проволочки при 500^сC. Качество термокомпрессионного контакта улучшается, если проводится формовка контакта из золотой проволоки.

Этапы напыления и вллавления Ag и Au контактов могут быть разделены. Однако для получения прочного сцепления покрытия с GaAs напыление осуществляют на пластины, нагретые до 250-З00°С.

Так как Аg может пропускать через себя кислород, иногда целесообразно применять двуслойные контакты, полученные по следовательным напылением Аg и Аи [8] или Ag и Ni. Наиболее оптимальная температура для вжигания контактов составляла 500-550°С.

Если концентрация примеси в GaAs р-типа менее 10 см , то линейность Ag-контактов оказывается невоспроизводимой. По этому следует напылять либо сплавы с легирующими добавками, либо по стадиям: сдой легирующего металла, а затем слой Аg и Au. Проводилось последовательное напыление 500 A Zn, а за тем 5000A Ag, после чего осуществляли термообработку при 550°С . С целью понижения поверхностного натяжения жид кого сплава при эвтектическом вплавлении Аg, а, следователь но, для улучшения смачиваемости к серебру добавляли In , a в качестве легирующей добавки Zn. Был предложен такой сплав следующего состава: 80% Аg + 10% Iц + 10%Zn. Омический контакт образует и сплав 50% Аu + 50% Zn[36].

Использование сплава на основе 96 вес.ч Аg + 4 вес.ч Mn (Mn является акцептором в GaAs) позволило улучшить воспроизводимость процесса. Серебро и марганец имеют приблизительно одинаковое давление пара. Поэтому возможно производить напыление именно сплава. Напыление осуществляли в вакууме при 10 мм рт.ст. при 300°С, толщина пленки 0,5 мкм. Затем образцы вжигали в водородной печи 2 мин при 550°С. Вжигание улучшает адгезию напыленного покрытия, не влияя на вольтамперную характеристику контактов. Такие контакты были омическими при концентрации акцепторов Zn или Cd от I-I0¹⁶ см^-3 до I• 10 см" и к GaAs р-типа с удельным сопротивлением 650 ом-см, легированному Мп независимо от ориентации кристалла (100) или (III).

Контакты на основе Аg-Мп применимы и к полупроводниковому материалу состава GaAs1-xPx, с концентрацией р> 10 см, если О<x<0.6, и с концентрацией 10<р< 10 см^-3, если 0.6<Х<I.

Контакты на основе Zn , Cd , Вi, Рb , Ni.

Цинк является акцептором в арсениде галлия. Вплавлением металлического цинка можно создавать контакты с линейной вольтамперной характеристикой. Вплавление Zn желательно проводить в атмосфере нейтрального газа и за короткий промежуток времени, так как давление насыщенных паров Zn, очень высокое и скорость испарения при определенных температурах может превышать скорость вплавления.

Вплавляя Zn-или Сd - шарики в атмосфере смеси газов А2,H2 к НСl при температуре 300-450°С несколько секунд, удавалось получать омические контакты с размерами получаемых контактов, приблизительно равными диаметру парика.

При вплавлении Zn в атмосфере галоидного флюса ZnCl2 было обнаружено, что Zn хорошо омачивал GaAs при температуре плавления цинка. Длительная выдержка контакта при такой температуре ухудшает свойства контакта. Возможно, что Zn при вплавлевии образует интерметаллическое соединение Zn3As2, оставляя свободным металлический галлий.

Цинк может быть высажен на арсенид галлия при темпера туре 90-100°С из раствора Z_nSO,-I0 г/л, NaOH-15 г/л.

Кадмий обычно плохо смачивает поверхность GaAs даже при использовании различных галоидных флюсов.

Среди большого количества опробованных сплавов на основе висмута выявлено [42], что лучшим сплавом для омических контактов к GaAs р-типа является сплав 98%Bi + 2% Аg.

Свинец как в чистом виде, так и в виде сплавов может быть использован для создания омических контактов. Обычно применяет сплавы 90%Pb+10%In, Pb-Tn-Zn, Pb-Ag. Сопротивление контактов на основе Рb оказывается чаще всего до статочно высоким. Химическое или гальваническое [55,35] никелирование, а также последовательное напыление Ni и Аи с последующим вплавлением в водороде при 400°С 15 мин позволяют создавать омические контакты к арсениду галлия р-типа.

Рассмотрены условия получения, параметры омических кон тактов к пластинам арсенида галлия толщиной 200 мкм, ориентированным в направлении (100).

Предварительно образцы травили в растворе H2SO4+IH2O2+IH2O, затем производили напыление на нагретую подложку при температуре 300°С и вакууме 10 мм рт.ст. Толщина напыленных слоев составляла не менее 1000 А. Вплавление производили в атмосфере водорода при 500°С 10 мин. Измерения Rk производили на контактных площадках диаметром от 25 до 100 мкм. Пятна получали методами фотолитографии. Результаты измерений приведены в табл.7.