Химический метод изготовления омических контактов.
Химическое осаждение Ni на шлифованную поверхность GaP п-типа в течение 5 мин при температуре 93-95°С было использовано для изготовления омического контакта. На слой Ni напыляли Sn толщиной 12000 A, которое вплавляли в кристалл при температуре 225°С в атмосфере водорода. Такой кон такт легко оплавлялся с золоченым держателем при 500°С в атмосфере водорода. В табл.9 показаны результаты, полученные при разработке химических контактов k GaP .
Осаждение Аи, Ni и Zn производили по методикам, рас смотренным ранее . Те осаждали из солянокислого раствора теллуровой кислоты, In наносили методом контактного осаждения то раствора 1пг (SO)3.
Ni в большинство указанных контактных материалов введен для улучшения скачивания поверхности GaP . Вплавление всех контактов осуществляли в водородной печи. Глубина проплавления контактный металлом не превышала 2 мкм. Для упрощения последующей припайки выводов на высаженный контакт химически осаждали слой Ni толщиной 3 мкм и горячих лужением - слой припоя.
Химическая технология, применяемая для создания омических контактов, имеет ряд недостатков: трудно осуществить осаждение различных материалов для контактов к р- и п-облас ти кристаллов с р-п переходом, а также изготовить контакт определенной конфигурации. Данная технология малопроизводительна и трудно поддается автоматизации и механизации.
5. Контакты к карбиду кремния
Для экспериментального исследования SiC было предложено изготавливать контакты химическим методом , Ni высаживался на предварительно активированную поверхность. Соотав ванн для никелирования: NiCl2-6H2O -30 г/л, NaH2PO2*H2O -50 г/л, NaC2H3O3 - 50 г/л.
Вплавные- контакты.
При изготовлении вплавных контактов к SiC следует учи тывать следующие особенности:
1) высокие температуры вплавления;
2) испарение контактирующих материалов;
3) диссоциацию SiC .
SiC является высокотемпературным материалом, поэтому область эвтектики SiC металл обычно соответствует температурам выше 1000°С. Для Cr, например, Тавт = 1600°С (соответствует составу 20%SiC + 80%Сг ), для A*TSBI =*1850°С и т.д. Для получения прочного соединения при вплавлении необходимо создавать условия, при которых происходит заметное растворение SiC в контактных материалах. Такие условия достигаются при повышении температуры сплавления. Если сплавление происходит в режиме, превышающем температуру плавления контактного металла, то при дальнейшем увеличении температуры улучшаются условия смачиваемости поверхности карбида кремния. Вместе с тем повышение температуры приводит к интенсивному испарению как основных электродных материалов, так и легирующих добавок (As, Sb, P, Аl, In и т.д.), парциальное давление которых в сплаве может быть значительно выше основного металла. Кроме того, при температуре выше 1800°С наблюдается заметное испарение SiC . Так, например, скорость испарения SiC при 2000°С и давлении окружающего газа I атм составляла 2,5 мкм/час. Поэтому процесс вплавления лучше про водить не в вакууме, а в среде со значительным давлением ней тральных или восстановительных газов, причем для создания бо лее равновесных условий в камеру вводят пары Si.
SiC может диссоциировать при растворении в контактном материале, при этом выпадает в спае свободный углерод. По этой причине, как было показано ранее [85] , при вплавлении в SiС чистых Au, Cu, Co, Pt, Mn не образуется прочных соединений. Однако некоторые металлы способны связывать свободный углерод в карбиды, что в ряде случаев целесообразно при создании омических контактов. Так, если в качестве растворителя использовать Si или материал с добавкой Si, то выпадание углерода можно избежать или, по крайней мере, заметно уменьшить.