Формирование контактов металл-полупроводник с металлизацией на основе Al и Cu для GaAs СВЧ транзисторов с высокой подвижностью электронов

• Автор: Ерофеев, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Литературный обзор
1.1 Способы снижения плотности поверхностных состояний на границе раздела металл-полупроводник
1ЛЛ Особенности технологии халькогенидной пассивации
1Л .2 Пассивация полупроводниковых приборов
1Л.З Деградация свойств пассивированных структур
1.2 Контакты металл-полупроводник
1.2.1 Развитие физической модели контакта металл-полупроводник
1.2.2 Омические контакты к п-СаАэ
1.2.3 Барьерные контакты к ваАз
1.3 Транзисторы с высокой подвижностью электронов
1.3.1 Анализ факторов, влияющих на параметры транзисторов
с высокой подвижностью электронов
1.4 Выводы и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. Методы и техника эксперимента
2.1 Техника эксперимента
2.2 Методы эксперимента
2.2.1. Формирование омических и барьерных контактов к СаАв
2.2.3 Технологический маршрут изготовления гетероструктурных СаАэ СВЧ транзисторов с высокой подвижностью электронов с Т-образным затвором длиной 150 нм
2.2.4 Измерение приведенного контактного сопротивления омических контактов методом линий передач
2.2.5 Измерение параметров барьерных контактов
2.2.6 Измерение параметров гетероструктурных ваАв
СВЧ транзисторов по постоянному току и СВЧ сигналу

ГЛАВА 3. Влияние халькогенизации поверхности GaAs на параметры контактов металл-полупроводник
3.1 Модельные омические контакты, сформированные на халькогенизированной поверхности GaAs
3.2 Модельные барьерные контакты, сформированные на халькогенизированной поверхности GaAs
3.3 Повышение воспроизводимости процесса халькогенизации
при использовании предварительного окисления поверхности GaAs
3.4 Улучшение электрических параметров омических контактов, сформированных к халькогенизированной и обработанной ультрафиолетовым излучением поверхности GaAs
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. Исследование и оптимизация конструкций контактов металл/GaAs с металлизацией на основе А1 и Си
4.1 Сравнительный анализ параметров омических контактов Pd/Ge/Al
и Pd/Ge/Cu к п-GaAs
4.2 Исследование параметров омического контакта на основе Pd/Ni/Ge/Mo/Cu к п-GaAs
4.3 Сравнительный анализ параметров барьерных контактов
на основе Ti/Pt/Au, Ti/Pt/Cu, Ti/Mo/Cu и Ti/Al к GaAs
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. Оптимизация режимов и методов изготовления контактов металл/GaAs к GaAs, в том числе с металлизацией на основе А1 и Си
5.1 Особенности технологии формирования омического контакта
Ge/Au/Ni/Ti/Au с торцевым диффузионным барьером
5.2 Формирование тонкопленочных медно-германиевых соединений
в потоке атомарного водорода
5.3 Улучшение электрических параметров Ge/Cu омического контакта
к GaAs при использовании обработки в потоке атомарного водорода
5.4 Выводы
ГЛАВА 6. Исследование параметров гетероструктурных GaAs транзисторов
с высокой подвижностью электронов с контактами металл/GaAs
на основе А1 и Cu
6.1 Параметры GaAs рНЕМТ с Pd и Си металлизацией
6.2 Параметры GaAs рНЕМТ на основе Си металлизации
6.3 Параметры GaAs рНЕМТ с металлизацией на основе
CuGe соединений
6.4 Параметры GaAs рНЕМТ на основе А1 металлизации
6.5 Параметры GaAs рНЕМТ на основе Au металлизации
6.6 Сравнительный анализ параметров транзисторов с металлизацией
контактов на основе Au, Al, Cu, а также CuGe соединения
6.7 Исследование термической стабильности параметров
транзисторов
6.8 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

омическми контактами к п-ваАв являются контакты на основе многослойной композиции Аи/Се/№, а в качестве барьерного контакта повсеместно используется трехслойная металлизация ТУР1/Аи. Альтернативной Аи/Ое/№ могут послужить контакты на основе Рб/Ое. Для уменьшения слоевого сопротивления Рб/Ое омического контакта на его поверхность обычно напыляется слой золота. Перспективной альтернативой золоту может послужить А1 или Си. Однако в настоящее время в литературе нет работ, посвященных исследованию омических контактов на основе Рс1/Се/А1, а контакт на основе Р<М}е/Си обладает низкой термической стабильностью параметров в силу высокой диффузионной активности атомов меди.
3) Известно, что повысить термическую стабильность Рб/Ое/Си омического контакта можно путем введения в состав его металлизации пленки диффузионного барьера на основе тугоплавкого металла, например Мо. Кроме того, известно, что введение в состав омического контакта на основе АиОе тонкой пленки № позволяет улучшить поверхностную морфологию контакта, а также его электрические параметры. Можно предположить, что если в конструкцию Рб/Ое/Мо/Си омического контакта добавить плёнку N1, то Рб/№/Ое/Мо/Си контакт будет демонстрировать меньшее контактное сопротивление и лучшую морфологию поверхности контактной площадки.
4) Альтернативой применению Аи в металлизации барьерного контакта ТРРСАи может стать А1 или Си, а входящие в состав затворной металлизации барьерные слои на основе Р1 или Рс1 с успехом могут быть заменены на бездрагметальные аналоги на основе тугоплавких металлов, например, Мо. Однако в литературе отсутсвует сравнительный анализ барьерных контактов с различными видами металлизации.
5) Известно, что для уменьшения слоевого сопротивления омического контакта на его поверхность дополнительно осаждается слой