Научная статья на тему 'ДИОДЫ С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ ТЕРМОСТОЙКИХ КОНТАКТОВ IR-GAAS И PT/IR-GAAS, СОЗДАННЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ ОСАЖДЕНИЕМ'

ДИОДЫ С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ ТЕРМОСТОЙКИХ КОНТАКТОВ IR-GAAS И PT/IR-GAAS, СОЗДАННЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ ОСАЖДЕНИЕМ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
45
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АРСЕНИД ГАЛЛИЯ / ИРИДИЙ / ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ / ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА / ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ / ПОКАЗАТЕЛЬ ИДЕАЛЬНОСТИ / ВЫСОТА БАРЬЕРА

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Божков Владимир Григорьевич, Бекезина Татьяна Петровна, Бурмистрова Виктория Андреевна

Работа посвящена исследованию термической устойчивости контактов Ir-GaAs и Pt/Ir-GaAs, полученных электрохимическим осаждением с использованием технологии, разработанной авторами. Выбор металлизации обусловлен целым рядом причин, о которых сказано ниже. Одна из важнейших - повышенная термическая устойчивость контактов, которая делает их перспективными для силовых приборов полупроводниковой электроники в широком диапазоне частот. Исследовались прямые и обратные вольт-амперные характеристики (ВАХ) контактов в диапазоне диаметров от 500 до 5 мкм и их параметры: показатель идеальности ВАХ n , измеряемая и эффективная высоты барьера j bm и j bl , обратное напряжение. Показано, что защита иридия тонким слоем Pt повышает его термическую устойчивость. Необходимо отметить необычно более высокую термическую устойчивость контактов с малым диаметром.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Божков Владимир Григорьевич, Бекезина Татьяна Петровна, Бурмистрова Виктория Андреевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SCHOTTKY BARRIER DIODES BASED ON THERMALLY RESISTANT IR-GAAS AND PT/IR-GAAS CONTACTS CREATED BY ELECTROCHEMICAL DEPOSITION

The article is devoted to the study of the thermal stability of Ir-GaAs and Pt/Ir-GaAs contacts obtained by electrochemical deposition using technology developed by the authors. The choice of metallization is due to a number of reasons, which are discussed in the paper. One of the most important ones is the increased thermal stability of contacts, that enables its use in power devices of semiconductor electronics in wide frequency range. The forward and reverse current - voltage (I - V) characteristics of the contacts in the range of diameters from 500 to 5 μm and their following parameters are studied: ideality factor n, measured and effective barrier heights and , reverse voltage. It has been shown that the covering of iridium with a thin layer of Pt increases its thermal stability. A peculiarity of the results is a higher thermal stability of contacts with a small diameter.

Текст научной работы на тему «ДИОДЫ С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ ТЕРМОСТОЙКИХ КОНТАКТОВ IR-GAAS И PT/IR-GAAS, СОЗДАННЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ ОСАЖДЕНИЕМ»

УДК 541.135:621.382

В.Г. Божков, Т.П. Бекезина, В.А. Бурмистрова

Диоды с барьером Шоттки на основе термостойких контактов Ir-GaAs и Pt/Ir-GaAs, созданных электрохимическим осаждением

Работа посвящена исследованию термической устойчивости контактов Ir-GaAs и PtЛr-GaAs, полученных электрохимическим осаждением с использованием технологии, разработанной авторами. Выбор металлизации обусловлен целым рядом причин, о которых сказано ниже. Одна из важнейших - повышенная термическая устойчивость контактов, которая делает их перспективными для силовых приборов полупроводниковой электроники в широком диапазоне частот. Исследовались прямые и обратные вольт-амперные характеристики (ВАХ) контактов в диапазоне диаметров от 500 до 5 мкм и их параметры: показатель идеальности ВАХ п, измеряемая и эффективная высоты барьера фь™ и фы, обратное напряжение. Показано, что защита иридия тонким слоем Р1 повышает его термическую устойчивость. Необходимо отметить необычно более высокую термическую устойчивость контактов с малым диаметром.

Ключевые слова: арсенид галлия, иридий, электрохимическое осаждение, вольт-амперная характеристика, термическая стабильность, показатель идеальности, высота барьера. DOI: 10.21293/1818-0442-2021 -25-1-48-52

По целому ряду свойств иридий можно отнести к наиболее интересным материалам для полупроводниковой электроники, в частности, для диодов на основе контактов с барьером Шоттки. Достоинства этого металла в химической стойкости, тугоплавкости (температура плавления ~2447 К), однородности и мелкозернистости структуры. Иридий имеет весьма близкие с GaAs значения коэффициентов теплового расширения (а): 6,66х10-6 и 6,86x1o-6 K-1 соответственно (для сравнения а (Pt) = 9,0x1o-6 K-1, а (Ta) = 5,3 x1o-6 K-1). Это может положительно влиять на уровень механических напряжений в структуре Ir-GaAs и плотность дефектов, образующихся при термических отжигах. Известно, что контакт Ir-GaAs имеет максимальную для исследованных металлов платиновой группы энергию активации взаимодействия в системе металл-GaAs (M-GaAs): ~3,15 эВ [1]. Процесс взаимодействия проходит в основном в диапазоне температур 500-650 °С (начало - 400 °С), когда формируются фазы IrGa и IrAs2 [1]. Благодаря мелкозернистой структуре (размер зерна 10-20 нм) в контакте Ir-GaAs формируется наиболее однородная (для полублагородных металлов) слоевая структура GaAs/IrAs2/IrGa/Ir [1-3]. В работе [4] показано, что контакты Ir-GaAs с барьером Шоттки, полученные электронно-лучевым напылением, сохраняют хорошие параметры при быстром отжиге (10 с), по крайней мере, до 800 °С, а использование сплава Ir-Al позволяет поднять эту температуру до 950 °С.

Вместе с тем, высокая температура плавления может создать проблемы для нанесения металла на полупроводник. Во многих случаях эту проблему можно решить использованием электрохимического осаждения металла. Первые попытки создания электрохимических контактов Ir к n-GaAs были предприняты В.А. Батенковым с сотрудниками [5-7]. Однако использованные авторами электролиты характеризуются быстрым старением, либо большой трудоемкостью получения и относительно невысо-

ким качеством контактов. Существенный шаг в получении качественных электрохимических контактов 1г^аА8 был сделан разработкой электролита для осаждения 1г на GaAs, защищённого патентом [8]. Детальное исследование характеристик контактов 1г^аА8, полученных с его использованием, подтвердило их высокое качество [9]: показатель идеальности вольт-амперной характеристики (ВАХ) п < 1,1 для контактов с диаметрами от 500 до 5 мкм; эффективная высота барьера фь ~0,9 В практически совпадает с высотой барьера напыленных контактов; пробивное напряжением близко к теоретическому значению. В предлагаемой работе исследуется термическая устойчивость контактов 1г^аА8, а также контактов с двухслойной металлизацией РШг^аА8 при кратковременных (10 мин в атмосфере водорода) воздействиях температуры.

Получение контактов и методы исследования

Контакты создавались на структурах n-n±GaAs, с толщиной эпитаксиального слоя 0,7 мкм и неоднородным распределением примеси: концентрация в приповерхностном слое толщиной 0,2 мкм -8х1016 см-3, в остальной области - 3х1016 см-3. Осаждение 1г проводилось в окна в диэлектрике ^Ю2), нанесённом пиролитическим окислением моносила-на при температуре 360 °С. Толщина оксида 0,5 мкм. Обработка поверхности в окнах непосредственно перед осаждением металла включала обезжиривание, удаление собственного оксида в аммиачном растворе и промывку в деионизованной воде. Толщина осадка контролировалась временем осаждения и могла изменяться в диапазоне 50-250 нм. Используемые в экспериментах слои 1г и Р1 не превышают обычно 100 нм. Диапазон диаметров контакта (В) -от 5 до 500 мкм.

Используемый электролит содержит суль-фаматные комплексы иридия неустановленной структуры, образующиеся в водном растворе, содержащем (г/л): гексахлоридиевую кислоту (в пере-

счете на иридий 3-6,5), сульфаминовую кислоту (30-60), при термообработке раствора на водяной бане при температуре 100 °С в течение 3-4 ч до перехода исходной красно-коричневой окраски раствора в устойчивую оранжево-желтую. На основании данных спектрофотометрии и инфракрасной спектроскопии можно заключить, что в электролите содержатся преимущественно биядерные сульфамат-ные комплексы иридия, в которых один ион иридия имеет степень окисления +3, а другой +4. Из полученного таким образом электролита проводилось осаждение иридия на арсенид галлия. Оптимальный режим осаждения, позволяющий получить качественное покрытие, соответствует температуре электролита 20-65 °С, катодной плотности тока от 0,1 до 2 А/дм2 (предпочтительно от 0,3 до 0,5 А/дм2) без перемешивания; значение рН электролита в диапазоне от 0,5 до 0,8. Выход иридия по току при плотности тока 0,3 А/дм2 в зависимости от температуры составляет (14-96)%.

Учитывая зависимость параметров ВАХ n, Фьт, Фь от смещения (тока), их измерения для контактов различного диаметра проводились в узком диапазоне токов (10-6-10-5) А. Используемые в расчёте константы: постоянная Ричардсона R* = 8,16 Acm-2 K-2, относительная диэлектрическая проницаемость GaAs - ssQ= 13,1. Измерения ВАХ проводились на анализаторе полупроводниковых приборов Agilent В1500. Параметры ВАХ определялись из их анализа на основе модели контакта с барьером Шоттки с нелинейной зависимостью высоты барьера от смещения [10].

Последовательный анализ показывает, что точное выражение для ВАХ в прямом направлении для каждого тока и смещения может быть представлено через определяемые из ВАХ параметры: высота барьера фьп и показатель идеальности n при этом токе [10]

I = AR T exp(

m

n )ехр(-^).

(1)

пкТ пкТ Здесь А - площадь контакта; I и V - ток и напряжение; q - заряд электрона; Т - абсолютная температура; к - постоянная Больцмана. Достоинство величины ф£п = пф^, имеющей смысл некоторой условной высоты барьера, в возможности простого представления ВАХ контакта (1) и одновременно в довольно простой связи ф^п с эффективной (фу ) и измеряемой высотой барьера:

/ ^kT. AR*T2

ФЬп = пФЬт =ФЫ + (n "!)-ln-г-

q I

(2)

Измеряемая высота барьера определяется непосредственно из ВАХ по току насыщения Ъ при заданном прямом токе (обычно I = 10-6 А), п - показатель идеальности, измеренный при том же токе:

kT

ФЬт =-ln

f ART ^

(3)

(q dv Л

n = \—--I . (4)

^ kT d ln I )v=vi=i

Эти соотношения позволяют, согласно (2), определить эффективную (наиболее близкую к реальной [10]) высоту барьера фы, которая соответствует току I . Как следует из (2), при n = 1 (т.е. для идеального контакта) выполняется равенство ФЫ = ФЬп = Фьт (иногда для фы используется обозначение фь =фы). Появление трёх высот барьеров при описании ВАХ реального контакта связано с нелинейной зависимостью высоты барьера от смещения [10], которая, несмотря на кажущуюся малость, оказывает очень сильное влияние на определяемые параметры. В пренебрежении нелинейностью высоты барьера и одновременно при n > 1 (т.е. при n = const) выражение (2) приобретает известный из литературы вид [11]

Фь = пФЬ0 -(n -1)ф*, (5)

где qфs - положение уровня Ферми относительно зоны проводимости, фь0 - высота барьера при нулевом смещении на контакте.

Результаты исследований

На рис. 1, a и б представлены образцы ВАХ-контактов Ir-GaAs и Pt/Ir-GaAs соответственно. Характеристики отличаются достаточно высоким совершенством: показатель идеальности < 1,1 для всех диаметров контактов, хотя для самых малых диаметров значения n несколько увеличиваются. Для больших диаметров контактов заметен рост последовательного сопротивления (при больших токах), который согласно [9], связан с достаточно малой толщиной металлизации (эффект растекания при измерении с использованием точечного зонда) и практически не заметен для малых контактов (с малой длиной растекания) и контактов с дополнительным слоем Pt.

Зависимости измеряемых параметров ВАХ ФЬт и n от температуры отжига при различных диаметрах контактов в диапазоне температур отжига от 300 до 500-550 °С (рис. 2, a и б), свидетельствуют, что деградация характеристик ярче проявляется в контактах большого диаметра. Для контактов Ir-GaAs после отжига при 500 °С на достаточно высоком уровне (n < 1,2) сохраняются параметры только у контактов с диаметрами 5 и 15 мкм. Наглядно это продемонстрировано на рис. 3, а. Деградация характеристик проявляется в росте избыточного тока, связанного, вероятно, с ростом плотности дефектов, генерируемых межфазным взаимодействием. Ток растёт с ростом площади контакта. Исключение для D = 100 мкм свидетельствует, что наблюдаемая деградация, вероятно, обусловлена воздействием факторов, которые при дальнейшем совершенствовании технологии могут быть устранены.

В деградации характеристик при 500 °С важную роль, возможно, играет недостаточно однородное осаждение Ir: утолщение осадка к периферии

контакта. В контактах большой площади оно выражено особенно сильно, тогда как в контактах малой площади не столь значительно [9]. Утолщение металла по периферии контакта способствует росту в этой области упругих механических напряжений, их релаксации (пластической деформации) и ускорен-

ному межфазному взаимодействию при отжиге. Последнее на начальной стадии может носить характер взаимной диффузии по «слабым» (дефектным) местам, т.е. характер нарушений, влияющих на ВАХ. Контакты с диаметром 5 мкм, судя по всему, подвержены этому в меньшей степени.

<

10 10-3 10-4 10-5 , 10"( 10-7 10-8 10-9 10"1С 10"11

Ir-GaAs (до отжига) —■—500 мкм —■—200 мкм —■—100 мкм

ж « * ▼ ♦ < ///////

■'/ЛУ/ /

50 мкм

30 мкм У//// /

/Ж//

—»—15 мкм —>—5 мкм /////// ///////

■ ?//// г

я • а ▼ 4 4 ►

0,0

0,2

0,4

0,6

V, В

0,8

1,0

<

10 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11

■Ж/ У ////// /

100 мкм ////с//

- - * Т> 4 >

РШг-ОаЛз (до отжига) —■—500 мкм —•—200 мкм

—50 мкм —30 мкм —15 мкм ->—5 мкм

■ ■ • т> у у

ту/

</а/У У У

0,0

0,2

0,4 V, В „

0,6

0,8

1,0

Рис. 1. Вольт-амперные характеристики контактов различного диаметра при комнатной температуре:

а - Ir-GaAs; б - Pt/Ir-GaAs

п 2,2

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

- 1г-ОаЛ8

2

• 2

■ темные символы, п □ светлые символы, фь

7 'Ьт

г, □

О

о

5 15

о д О

■ , □ Т 1 к ♦ г

• , о 300С ★ .

▲ А 400С

1 * 1 ,, * 1

30 50 100

О, мкм

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

О 450°С

* 5000С * *

Фьт

В

0,9

2,2

2,0 1,8 0,8 1,6

0,7

200

500

1,4 1,2 1,0

РйЬ-ОаЛз й

▲ ♦

□ ^

о зш°с А 4Ш0С О 4500С

Г\0г

■ темные символы, п □ светлые символы, фь и й й "

в о ?

V

* 500С Т , V 550С

«III I

5 15

30

50 100

О, мкм

200

Ит

о «

V *

500

Ьт 0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

Рис. 2. Зависимость параметров ВАХ показателя идеальности и высоты барьера от температуры отжига для контактов различного диаметра: а - Ir-GaAs; б - PtЛr-GaAs

п

10"' 10-1

Ir-GaAs (отжиг 5000С)

500 мкм 200 мкм 100 мкм 50 мкм 30 мкм 1—15 мкм •—5 мкм

0" 0-3 0-4 0-5 0"( 0-'

0-9 10"1С 10"11

Ir/Pt-GaAs (отжиг 550С)

0,0

0,2

0,4 V, В

0,6

0,8

1,0

/У/ // / / / / // /

;// // /

500 мкм 200 мкм 100 мкм —50 мкм —30 мкм -—15 мкм —5 мкм

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

V, В

Рис. 3. Вольт-амперные характеристики контактов различного диаметра при температуре отжига 500 и 550 °С соответственно: а - Ir-GaAs; б - Pt/Ir-GaAs

0

0

б

а

Что касается зависимости от отжига высоты барьера q)frm, то нетрудно убедиться, что она падает

по мере роста температуры. Наиболее заметное уменьшение при 300 °С связано, вероятно, с изменением структуры промежуточного оксидного слоя в контакте, которое сопровождается изменением его зарядового состояния, влияющего на высоту барьера.

Дальнейшее изменение ф^т более вероятно связано с началом и продолжением межфазного взаимодействия, протекающего при этих температурах (см. выше). На рисунке не показаны значения эффективной высоты барьера фу, которые при несколько большей величине изменяются примерно также, учитывая связь между Фьт и ф^ согласно (2).

Контакты Pt/Ir-GaAs отличаются большей термической устойчивостью в сравнении с контактами Ir-GaAs, примерно на 50-100 °С (см. рис. 2, б и 3, б). На последнем рисунке показаны ВАХ различных контактов при отжиге 550 °С. Хотя характер искажений ВАХ принципиально остается таким же, как для контактов с Ir (рост избыточного тока с ростом диаметра контакта), однако выражены они даже при отжиге 550 °С не столь ярко. Из ВАХ можно оценить значение показателя идеальности и для контактов с большими диаметрами (см. рис. 2, б). Такое поведение может означать, что наличие покрытия из слоя Pt сдерживает все межфазные процессы, которые ведут к деградации контактов. Из литературы известно, что металлы с малой толщиной более интенсивно взаимодействуют с полупроводником из-за их термодинамически неравновесного состояния (высокой свободной энергии). Можно предположить, что нанесенный слой Pt способствует формированию более устойчивого состояния в системе Pt/Ir-GaAs, требующего большей температуры для возбуждения процессов взаимодействия.

Обратные характеристики контактов с Ir и Pt/Ir носят качественно такой же характер, как и характеристики, приведённые в [9]. Пробой в них, судя по величине пробивного напряжения Упр, носит локальный характер и, вероятно, связан с дефектами структуры с высокими встроенными электрическими полями, облегчающими пробой. На величину Упр в обоих типах контактов значительное влияние оказывает периферийный диэлектрик (SiO2) (как и в контакте с Ir, согласно [9]). Авторы объясняют это наличием больших упругих напряжений по периферии контакта, которые способствуют пробою благодаря уменьшению ширины запрещённой зоны. На это указывает тот факт, что удаление SiO2 с периферии контакта приводит к резкому росту пробивного напряжения. Для установления истинной природы реальных обратных характеристик контактов GaAs с Ir и Pt/Ir требуются дополнительные исследования.

Литература

1. Interfacial interactions of evaporated iridium thin films with (100) GaAs / K.M. Yu., T. Sands, J.M. Jaklevic, E.E. Haller // Journal of Applied Physics. - 1987. - Vol. 62, No. 5. - P. 1815 -1820.

51

2. A comparative study of phase stability and film morphology in thin-film M/GaAs systems (M = Co, Rh, Ir, Ni, Pd, and Pt) / T. Sands, V.G. Keramidas, K.M Yu, J. Washborn, K.J. Krishnan // Journal of Applied Physics. - 1987. - Vol. 62, No. 5. - P. 2070-2079.

3. Schulz K.J. Interfacial reactions in the Ir/GaAs system / K.J. Schulz, O.A. Musbah, Y.A. Chang // Journal of Applied Physics. - 1990. - Vol. 67, No. 11. - P. 6798 -6806.

4. High-temperature stable Ir-Al/n-GaAs Schottky diodes / T. Lalinsky, D. Gregusova, Z. Mozolova, J. Breza, P. Vogrincic // Applied Physics Letters. - 1994. - Vol. 64, No. 14. - P. 1818 -1820.

5. Батенков В.А. Влияние температуры и газовой среды на деградацию диодов с барьером Шоттки / В.А. Батенков, Л.Н. Сысоева // Арсенид галлия: тезисы докладов. IV Всесоюз. совещания по исследованию арсе-нида галлия. - Томск: Изд-во ТГУ, 1978. - С. 50-51.

6. Батенков В.А. Электроосаждение иридия на арсенид галлия / В.А. Батенков, Л.В. Фомина, Я.Г. Панов // Известия АлтГУ. - 1996. - № 1. - С. 65-67.

7. Батенков В.А. Создание выпрямляющих контактов к арсениду галлия электроосаждением платиновых металлов / В.Ф. Батенков, Л.В. Фомина, Е.М. Сарыгина // Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий: матер. II Всерос. науч. конф. - Томск: Изд-во ТПУ, 2002. -Т. 2. - С. 210-212.

8. Пат. 2 530 963 РФ, МПК C 25 D 3/50, C 25 D 7/12. Электролит для химического осаждения иридия на арсе-нид галлия и способ его приготовления / Т.П Бекезина (РФ), Г.М. Мокроусов (РФ), В.Г. Божков (РФ), В.А. Бурмистрова (РФ), Н.А. Торхов (РФ), А.В. Шмаргунов (РФ). -№ 2013 101 201/02; заявл.10.01.13; опубл. 20.10.14, Бюл. № 29.

9. The Ir-n-GaAs Schottky barrier contacts made by electrochemical deposition / V.G. Bozhkov, A.V. Shmar-gunov, T.P. Bekezina, N.A.Torkhov, V.A. Novikov // Journal of Applied Physics. - 2014. - Vol. 115. - P. 224505.

10. Божков В.Г. Контакты металл - полупроводник: физика и модели. - Томск: ИД Том. гос. ун-та, 2016. -528 с.

11. Wagner L.F. A note on the correlation between the Schottky-diode barrier height and the ideality factor as defer-mined from I-V measurements / L.F. Wagner, R.W. Joung, A. Sugerman // IEEE Electron Device Letters. - 1983. -Vol. EDL-4, No. 9. - P. 320-322,

Божков Владимир Григорьевич

Доктор техн. наук, проф., вед. науч. сотр. Акционерноо общества «Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов» (АО «НИИПП») Красноармейская ул., д. 99а, г. Томск, Россия, 634034 Тел.: +7 (382-2) 28-81-22 Эл. почта: bozhkov_vg@niipp.ru

Бекезина Татьяна Петровна

Науч. сотр. АО «НИИПП»

Красноармейская ул., д. 99а, г. Томск, Россия, 634034 Тел.: +7 (382-2) 28-81-22 Эл. почта: t-bekezina@mail.ru

Бурмистрова Виктория Андреевна

Инженер-технолог 2-й кат. АО «НИИПП» Красноармейская ул., д. 99а, г. Томск, Россия, 634034 Тел.: +7 (382-2) 28-81-22 Эл. почта: burmistrova_va@niipp.ru

Bozhkov V.G., Bekezina T.P., Burmistrova V.A. Schottky barrier diodes based on thermally resistant Ir-GaAs and Pt/Ir-GaAs contacts created by electrochemical deposition

The article is devoted to the study of the thermal stability of Ir-GaAs and Pt/Ir-GaAs contacts obtained by electrochemical deposition using technology developed by the authors. The choice of metallization is due to a number of reasons, which are discussed in the paper. One of the most important ones is the increased thermal stability of contacts, that enables its use in power devices of semiconductor electronics in wide frequency range. The forward and reverse current - voltage (I -V) characteristics of the contacts in the range of diameters from 500 to 5 ^m and their following parameters are studied: ideality factor n, measured and effective barrier heights tybm and tyfoi, reverse voltage. It has been shown that the covering of iridium with a thin layer of Pt increases its thermal stability. A peculiarity of the results is a higher thermal stability of contacts with a small diameter.

Keywords: gallium arsenide, iridium, electrochemical deposition, current-voltage characteristics, thermal stability, ideality factor, barrier height.

DOI: 10.21293/1818-0442-2021 -25-1-48-52

References

1. Yu K.M., Sands T., Jaklevic J.M., Haller E.E. Interfacial interactions of evaporated iridium thin films with (100) GaAs. Journal of Applied Physics, 1987, vol. 62, no. 5, pp. 1815-1820.

2. Sands T., Keramidas V.G., Yu K.M., Washborn J., Krishnan K. A comparative study of phase stability and film morphology in thin-film M/GaAs systems (M = Co, Rh, Ir, Ni, Pd, and Pt). Journal of Applied Physics, 1987, vol. 62, no. 5, pp. 2070-2079.

3. Schulz K.J., Musbah O.A. and Chang Y.A. Interfacial reactions in the Ir/GaAs system. Journal of Applied Physics, 1990, vol. 67, no. 11, pp. 6798-6806.

4. Lalinsky T., Gregusova D., and Mozolova Z., Breza J., Vogrincic P. High-temperature stable Ir-Al/n-GaAs Schottky diodes. Applied Physics Letters, 1994, vol.64, no. 14, pp. 1818-1820.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Batenkov V.A., Sysoeva L.N. Efekt temperatury i gazovoi sredy na degradatsiyu diodov s barierom Schottky [The effect of temperature and gas environment on the degradation of diodes with a Schottky barrier]. Arsenid Galliya: Tezisy dokladov. Chetvertoe Vsesoyuznoe Soveshchanie po Issledovaniyu Arsenida Galliya [Gallium arsenide: Thesis of proceedings. Fourth All-Union Conference on the Study of Gallium Arsenide]. Tomsk: TSU Publishing House, 1978, pp. 50-51 (in Russ.).

6. Batenkov V.A, Fomina L.V, Panov Ya.G. El-ektroosazhdenie iridiya na arsenid galliya [Electrodeposi-tion of iridium on gallium arsenide]. Izvestiya AltGU, 1996. No. 1, pp. 65-67 (in Russ.).

7. Batenkov V.A, Fomina L.V, Sarygina E.M. Sozdanie vypryamlyayushih kontaktov k arsenidu galliya eletroosash-deniem platinovyh metallov [Creating rectifying contacts to gallium arsenide by electrodeposition of platinum metals]. Khimiya i khimicheskaya Tekhnologiya na Rubezhe Tysyach-eletii: Materialy II Vserossiiskoi nauch. konf. [Chemistry and chemical technology at the turn of the millennium: Materials of the II All-Russian Scientific Conference], Tomsk, 2002, vol. 2, pp. 210-212 (in Russ.).

8. Bekezina T.P., Mokrousov G.M., Bozhkov V.G., Burmistrova V.A., Torkhov N.A., Shmargunov A.V. Electro-lit dlia a electrochimicheskogo osazhkdeniya iridiya na arsenide gallium I sposob ego prigotovleniia [Electrolyte for electrochemical deposition of iridium on gallium arsenide and method of preparation thereof]. Patent RF, no. 2530963, 2014 (in Russ.).

9. Bozhkov V.G., Shmargunov A.V., Bekezina T.P., Torkhov N.A., and Novikov V.A. The Ir-n-GaAs Schottky barrier contacts made by electrochemical deposition Journal of Applied Physics, 2014, vol. 115, pp. 224505.

10. Bozhkov V.G. Kontakty metall - poluprovodnik: phisika i modeli [Contacts metal - semicoductor: physics and models]. Tomsk: Publishing House of TGU, 2016, 528 p. (in Russ.).

11. Wagner L.F., Joung R.W., Sugerman A. A note on the correlation between the Schottky-diode barrier height and the ideality factor as determined from I-V measurements. IEEE Electron Device. Letters. 1983, vol. EDL-4, no. 9, pp. 320-322.

Vladimir G. Bozhkov

Doctor of Science in Engineering, Professor,

Leading researcher, Department of Semiconductor Devices

Research Institute of Semiconductor Devices

99a, Krasnoarmeyskaya st., Tomsk, Russia, 634034

Phone: +7 (382-2) 28-81-22

Email: bozhkov_vg@niipp.ru

Tatyana P. Bekezina

Researcher, Department of Semiconductor Devices, Research Institute of Semiconductor Devises 99a, Krasnoarmeyskaya st., Tomsk, Russia, 634034 Phone: +7 (382-2) 28-81-22 Email: t-bekezina@mail.ru

Victoriya A. Burmistrova

Engineer-Technologist of 2nd category, Department of Semiconductor Devices, Research Institute of Semiconductor Devises 99a, Krasnoarmeyskaya st., Tomsk, Russia, 634034 Phone: +7 (382-2) 28-81-22 Email: burmistrova_va@niipp.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.