3. Контакты к фосфиду галлия

Чаще всего контакты к GaP изготавливались методом вплавления. Для улучшения смачиваемости поверхности и снижения переходного сопротивления процесс проводили в нейтральной или восстановительной среде, а также в формиргазе (90% N2+10%H2) или в вакууме.

In сплавлялся о GaP при температуре 550-600°С. Вплавление In осуществлялось в большинстве случаев за счет энергии термического нагрева, при этом возможно использование и УЗ-колебаний. Создание УЗ-колебаяия на контакте способствовало,

вероятно, разрушение оксидной пленки Ga2O3. Таким образоом, в результате улучшения смачиваемости увеличивалась рабочая площадь контакта и снижалось переходное сопротивление.

Чистый In использовался в начестве электродного мате риала для создания омичеокого контакта к Gap n-типа. Однако, если к In добавить несколько атомных процентов Zn, то такой материал может быть применен в качестве омического контакта к GaР р-типа. Содержание Zn обычно колеблется от 1 до 5%. Чем ниже температура вплавления электродного материала, тем меньше вероятность изменения объемных свойств полупроводника или электродного сплава за счет улетучивания легирущей примеси. К такому же выводу приходят автор работы, после довавшие различные материалы (In, Sn, Ag, Au) в качестве омического контакта k GaP.

Наилучшие результаты были получены при использовании сплава In+1%Zn в качестве омических и выпрямляющих контактов (по сравнение с более тугоплавкими материалами).

Рассмотрены контакты к Ga-P с концентрацией легирующей примеси 10-10 см для п-типа и 10-10 см^-3 для р-ти-па, которые изготовлялись распылением в вакууме последовательно Ni и Sn, In и Ni (к п-типу) и Аg с добавкой 3-5% Zn (к р-типу). После вжигания в вакуумной печи при температуре 500°С в течение 2 мин контакты получались омическими с удельный сопротивлением порядка 5*10 ом-см .

При обычных режимах вплавления растворимость GaPs In. при 500°С ограничена и составляет 4,1%. Поэтому при вплавлании, если не принимать специальных мер, In приплавляется к GaP лишь по относительно малой

площади, прочность такого кон такта не удовлетворяет предъявляемым требованиям.

Проведенные эксперименты показали, что добавление к In 3%Ni привело к увеличению растворимости GaP в In до 18% и снижению удельного сопротивления омических контактов. В

табл. 8 показаны результаты обследования контактов к GaP п- и р-типа на основе In(для сравнения приводятся данные и по Sn-контакту).

При вплавлении In глубоко проникал в Gap , поэтому его трудно применять в качестве омического контанта в приборах

о малой глубиной залегания р-п перехода.

Галлий

Из-за крайне низкой температуры плавления (30°С)Ga используется в качестве контактов обычно лишь в исследовательских работах. Проводилось ультразвуковое вплавление галлия, при этой создавался омический контакт к GaР. Логэн считает, что сплавы галлия с различными металлами должны образовывать с GaP невыпрямляющие контакты.

Чтобы получить локальный нагрев ультразвуковой вибрацией , был использовав галлий для контактирования к фосфорной стороне кристалла GaР. В этой случае происходила перекристаллизация некоторого участка и сплавление с галлием. Представляет интерес упоминающийся в работе способ изготовления омического контакта к Gap путем опускания кристалла в ванну с жидким расплавом In-Ga (применялся ультразвук).

Олово.

Чистое Pb обычно используется в качестве электродного материала к GaP п-типа. Более высокая по сравнению с In температура плавления Sn (232°С) позволяет повысить рабочую температуру приборов. Уже в 1959 г. сообщалось о возможности применения сплава Sn-In. Для контактирования c GaP п-типа. Вплавление Sn, /в плоскость (III)/ проводилось при 500-600°С в течение 10-15 сек .

Было осуществлено сплавление Sn с GaP в интервале температур 55О-1000С . Обычно с увеличением температуры смачивание Sn поверхности GаР улучшается. Вплавление Sn можно провести в открытой системе в атмосфере инертного газа. При вплавлении Sn в подобных условиях [60]; получалиcь кон такты с линейными вольтамперными характеристиками. Однако ра нее отмечалось , что в этом случае контакт является омическим лишь с низкоомным материалом (p<0.1 ом-см) при плотности тока до 50 а/см. Качество таких контактов может быть значительно улучшено, если сплавление производить в запаян ной системе при избыточном давлении фосфора порядка I атм. В этом случае удается получить совершенный рекристаллизованный слой. Контакт, изготовленный по такой технологии, был омическим с высокоомным материалом до 100 ом-см и сохранил свои свойства при низкой температуре и высокой плотности тока.

Sn-контакт, создаваемый вплавлением некоторой навески, обладает практически теми же недостатками, что и индиевый, кроме того вышеописанную технологию трудно применять в условиях массового производства. Контакт из-за значительной толщины навески обычно издается "глубокопроникающим", т.е. не применимым при контактировании с тонкими диффузионными слоя ми. В этом случае следует обратить внимание на краткое упоманание о создании омического контакта к GaP п-типа напылением на поверхность GaР пленки Sn. При этом, чтобы до биться вплавления Sn, температура образца поддерживалась равной 600C. Sn в GaP является донором. Поэтому электродные материалы, используемые для создания омических контактов, час то содержат Sn в качестве легирующая добавки, либо компонента сплава.

Сплав Аи+38%Sn, вплавляемый в среде формиргаза, образует омический контакт к GaP n-типа.