книги из ГПНТБ / Арсенид галлия. Получение, свойства и применение

ние металлами поверхности арсенида галлия в процессе создания омического контакта рассмотрено в работах [М18, М19].

Растворимость металла в арсениде галлия определяет степень возможного легирования прикоитактиых слоев полупроводника. От растворимости арсеиида галлия в ме­ талле зависит глубина вплавлеиня металла. Эту раство­ римость можно определить пз диаграмм состояния ме­ талл—мышьяк—галлнй. К сожалению, они известны в основном для металлов, не использующихся для .оми­ ческих контактов илп использующихся в качестве" ма­

При вплавлении индия в арсенид галлия в рекристаллизованной области, по-видимому, образуются твердые растворы In^Gai—^As с различным х, и растворимость индия в арсениде галлия указать трудно. Глубина вплавления индия в арсенид. галлия в зависимости от темпе­ ратур и времени выдержки при данной температуре опре­ делялась экспериментально (рис. 7.6) [68]. Фронт вплавления индия в арсенид галлия, ориентированный по

плоскости (111), получается плоским, а в арсенид галлия, ориентированный по плоскости (100)— выпуклым.

h,MHM

At, мин

Рис. 7.6. Зависимость максимальной глубины вплавления нндня в арсенид галлия от температуры вплавлеиня и времени выдержки.

7.4.4. Тонкие контакты. Метод создания контактов, основанный иа вплавленпи таблеток металла, имеет ряд недостатков: трудность получения идеального смачивания, большая глубина вплавления, трудность создания кон- | тактов к кристаллам малой площади и др. Поэтому часто ,' контакты изготавливаются осаждением тонких слоев ме-; таллов с последующим вплавленпем; прп этом контакт; ; наносится сразу па большую пластину, а затем она раз­ резается или раскалывается на кристаллы малой пло­ щади. Такая технология значительно облегчает изготов­ ление различных полупроводниковых приборов, и прежде всего лазеров.

Глубина вплавления тонких контактов мала — по крайней мере менее 4 мкль [124], а смачивание, как пра­ вило, полное.

Основные типы применяемых тонких омических кон­ тактов приведены для n-GaAs в табл. 7.7 и для p-GaAs в табл. 7.8,

7.4.5. Приведенное сопротивление коптакта. Природа сопротивления омического контакта в настоящее время точно не установлена. В работе [134] получена степенная

зависимость прпведенпого сопротивления контакта от удельного сопротивления толщи германия и кремния * п-типа.

Для приведенного сопротивления контакта металл— арсеннд галлия п- и р-типа справедлива эмпирическая формула [64]

от концентрации экспоненциально [136]; основным меха­

РИС. 7.7. Зависимость приведенного сопротивления контакта ме­ талл— арсенпд галлпя п- и js-тнпа от концентрации носителей тока.

Тонкие контакты, как правило, имеют сопротивление такого же порядка либо в 2—3 раза большее; последнее наблюдается при высоких температурах вплавленпя и больших временах выдержки, что, по-видимому, свя­ зано с образованием насыщенного раствора арсенида галлия в металле, который увеличивает контактное со­ противление.

Г Л А В А 8

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЕ ПЕРЕХОДЫ

8.0. Введение

Электронно-дырочные переходы являются основным элементом большинства полупроводниковых приборов и объектом многих исследований по физике полупровод­ ников. В зависимости от назначения приборов или целен исследования возникает необходимость иметь р—п-пе- реходы с различными свойствами. В настоящее время разработаны технологические приемы, позволяющие ши­ роко варьировать свойства р—тг-переходов.

В полупроводнике, содержащем р—/г-переход, воз­ никает ряд новых эффектов, а также сравнительно лехч<о наблюдаются явления, которые в гомогенном полупро­ воднике получить затруднительно. К их числу относятся вентильный фотоэффект, туинелирование, лавинное ум­ ножение, стимулированное излученпе и т. д. Изучение этих явлений представляет интерес как с точки зрения их использования в различных приборах, так и с точки зрения определения параметров полупроводниковых материалов (энергия ионизации примесей, эффективные массы, вре­ мена жизни и диффузионные длины носителей тока, пороговые энергии ударной ионизации и т. д.). р—ге-пе- реходы из арсенида галлия благодаря особенностям зон­ ной структуры этого материала дают возможность наблю­ дать некоторые явления более четко, чем р—ге-переходы из других материалов, и имеют в ряде. специальных случаев заметные преимущества для технического при­ менения.

Арсенид галлия был первым полупроводником, на р—«-переходе в котором было получено стимулированное излучение, и до сих пор остается наиболее перспективным

3 5 0 Э Л Е К Т Р О Н Н О - Д Ы Р О Ч Н Ы Е П Е Р Е Х О Д Ы [ГЛ. 8

материалом для инжекцнонных лазеров. Весьма перспек­ тивно использование р—«-переходов в арсениде галлия и в качестве преобразователей солнечной энергии и тун­

ются двумя принципиально отличными методами: диф­

диффузии примесей, компенсирующих примесь, находя­ щуюся в исходном кристалле, и изменяющих тип прово­ димости кристалла па протпвополояшый. Во втором слу­ чае р—«-переход образуется за счет наращивания на под­ ложке одного типа проводимости слоя противоположного типа проводимости.

Частным случаем эпитакснального метода является сплавной метод, когда слои противоположного типа про­ водимости образуется за счет раствореиня и обратной

носителей тока по толщине р- и «-области, а также вели­

*) Поверхностно-барьерные приборы основаны на выпрямляю­ щих свойствах контактов металл—полупроводник, поэтому мы рассмотрели их в гл. 7.