Контакты на основе cплава Au-Ge.

Были исследованы свойства омических контактов , для создания которых использовался эвтектический сплав 88% Au+ 12% Ge с температурой плавления 356°С. Такой сплав выдерживает значительно большие тепловые и механические нагрузки может быть особенно полезен при создании диодов Ганна.

Из-за значительной разницы коэффициентов линейного расширения cплава и арсенида галлия в последнем вблизи контакта возникают значительные внутренние напряжения, поэтому не удается изготовить надежные вплавные сферические контакты c диаметром более 100 мкм. Для получения омических контактов применяли метод напыления сплава. На поверхность GaAs наносили слой сплава толщиной 0,5 мкм, затем производили вплавление в атмосфере чистого водорода при 500°С в течение 2 мин. Однако было замечено, что при осаждении сплава на холодную подложку и вплавлении он собирался в капли, и контакт оказывался неоднородным. Улучшить качество контакта можно, если напыление сплава производить на подложку, нагретую до температуры вплавления. Качество контакта зависит от скорости на пыления, толщины пленки и температуры подложки. Контакт получается с хорошими свойствами, если напыленная пленка имеет беловатую металлическую поверхность, а плотность пленки составляет примерно 2 мг/см.

Для улучшения условий смачиваемости поверхности GaAs при испарении использовали сплав о добавкой 2-11 вес. % Ni. в этом случае удавалось разделить процессы напыления и вплавления сплава. Так как все входящие в сплав компоненты имели различную температуру испарения, то вначале на подложку осаждали Аи и Ge , а затем Ni. Вследствие плохой растворимости в сплаве Ag-Ge Ni лишь покрывал расплав по поверхности и препятствовал возникновению шариков при вплавлении таких контактов [50]. В общем случае контакт на сплаве Аи-Ge имел недостаточно плоский фронт вплавления.

Изготовить контакт, сочетающий в себе хорошие свойства Sn и Au-Ge-контактов, удалось, использовав сплав AuGe+AS.

На рис.7 показана температура вплавления такого сплава 1 и температура образования контакта 2 в зависимости от со отношения компонентов. При содержаний Sn в сплаве от 30 до

100% фронт вплавления оказывался плоским и залегающим неглубоко под поверхностью. При содержании AuGe₃g_T от 30 до 100% твердость таких контактов, их тепловая и электрическая устойчивости аналогичны контактам типа AuGe. Контакты с соотношением компонентов 1:1 обладали одновременно хорошей твердостью, тепловой устойчивостью и достаточно ровным фронтом вплавления . Зависимость сопротивления контакта от температуры вплавления показана на рис.8.

2. Контакты к арсениду галлия дырочной проводимости Контакты на основе In и Ga .

Указанные контакты являются низкотемпературными (температура плавления Ga составляет 30°С, а In 157°С). Ga обычно используется для создания контактов к лабораторным пакетам приборов или при измерении электрофизических свойств материала. Вплавление Ga южно проводить на воздухе, в среде ней трального газа или с помощью ультразвука. Проволоку к Ga-контакту, нанесенному тонким слоем, можно припаять мягким припоем из сплава In-Ga (содержание In от 0 до 40%).

Были исследованы свойства омического контакта GaAs- In, в том числе зависимость глубины вплавления In от температуры и времени вплавления (рис.9). Глубина вплавления колеблется за время 40 мин от единиц микрон при 300°С до 90 мкм при 700^аС.

Для создания контактов можно применять In с добавками Zn. При вплавлении сплава In+1% Zn в GaAs с концентрацией дырок 1,5-10¹⁸ получались омические контакты с вели чиной Rk =( 1-5 )• 10⁴ом*см². В работе [32] авторы при наняли сплав In +4,8% Zn.

In может быть также вплавлен в (GaAs при помощи флюса из хлорида алюминия яри температуре 250-300°С или напылен в вакууме на GаAs, нагретый до 250-400^oC и предварительно очищенный ионным травлением . Для того, чтобы улучшить смачиваемость GаAs и избежать образования капель, на слой In напыляли дополнительно Ni' толщиной 0,1-0,5 мкм. Контакт на основе In может быть создан химическим осаждением металла из раствоpa In2(So4)2*7H2O - 60 г/л, NaOH - 3 г/л при темпера туре 20°С.