Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.
Скачать (прямая ссылка):
барьеров получить трудно. Еще одна структура с охранным кольцом,
образующимся в результате нанесения на эпитаксиальный слой тонкого
высокоомного слоя [62], приведена на рис. 38, г, Поскольку
диэлектрическая проницаемость высокоомного слоя больше диэлектрической
проницаемости изолятора, паразитная емкость такого диода: обычно больше,
чем емкость диода, показанного на рис. 38, б. В структуре с углублением в
полупроводнике (рис. 38, ж) возникает проблема надежности, связанная с
ухудшением качества поверхности раздела в углублении 163]. Другим
подходом к проблеме уменьшения краевых полей является изоляция окислом
[64] (рис. 38, з). При этом для создания локальной ступеньки окисла
требуется специальная планарная операция.
Структура с дополнительной диффузией и перекрытием металла (рис. 38, и)
[65] представляет собой сдвоенный (параллельно) диод Шоттки, причем в
этой структуре отсутствует р-ft-переход. Она имеет почти идеальные прямые
и обратные вольт-ампер кые характеристики и очень малое время
восстановления. Однако процесс изготовления такого диода включает
дополнительное окисление и диффузию, а внешнее кольцо может увеличить его
емкость.',
В некоторых мощных СВЧ-генераторах (например, в лавиннопролетных диодах)
используют коническую структуру (рис. 38, к) [66 J Угол между
металлическим покрытием и конусом полупроводника должен превышать 90°.
При этом напряженность электрического поля на периферии контакта обычно
меньше, чем в центре, что обеспечивает однородность лавинного пробоя по
всей его площади.
Глаза 5
5.7. ОМИЧЕСКИЙ КОНТАКТ
Омическим контактом называют контакт металл-полупроводник, сопротивление
которого пренебрежимо мало по сравнению с объемным сопротивлением
полупроводника и сопротивлением растекания. Хороший омический контакт не
должен приводить к существенному изменению характеристик прибора, а
падение напряжения на таком контакте при пропускании через него
требуемого тока должно быть достаточно мало по сравнению с падением
напряжения на активной области прибора.
Рассмотрим сначала удельное сопротивление контакта, определяемое как
обратная величина от производной плотности тока по напряжению. Наиболее
важной характеристикой контакта является удельное сопротивление при
нулевом смещении [67 ]:
<97>
Nl,, см'3
Рис. 43. Теоретические и экспериментальные зависимости удельного
сопротивления контактов от l/jf Nq [67, 68].
Контакты металл - полупроводник
319
Рис. 44. Омические контакты с малой высотой барьера (а) и высокой
степенью легирования (б).
9Г
а
6
В контактах металл-полупроводник с низким уровнем легирования преобладает
термоэлектронная компонента тока, определяемая формулой (49). В этом
случае
При выводе этого выражения мы пренебрегли слабой зависимостью высоты
барьера от напряжения. Из выражения (98) видно, чю для получения малых Rc
нужно изготавливать контакты с малой высотой барьера.
В контактах металл-полупроводник с более высоким уровнем легирования
преобладает туннельная компонента тока, определяемая формулой (54а). При
этом
(99)
Отсюда видно, что в туннельной области удельное сопротивление контакта
экспоненциально зависит от ^>BJYND.
На рис. 43 167, 68] приведены результаты расчета зависимости
Rr от \/Y N о* При N D 1019 см-3 Rc определяется в основном туннельными
процессами и быстро уменьшается по мере повышения степени легирования.
При ND sg 1017 см-3 ток обусловлен термоэмиссией и Rc почти не зависит от
легирования. На рис. 43 приведены также экспериментальные результаты для
диодов PtSi-Si и А1-Si. Видно, что они находятся в хорошем соответствии с
расчетными.
(98)
320
Глава 5
Таблица 5. Технология изготовления омических контактов к полупроводникам
типа АШВУ
Полупро-
водник
1ипа
Eg, эВ
Тип
Материал
контакта
Технология
изготовления
Температура
вплавления,
°С
A1N 5,9 Полу- Si Формовка
И30ЛЯ-
тор
To же Al, Al-In " 1500-1800
" Mo, W Распыление 1000
А1Р 2,45 n Ga-Ag Формовка 500-1000
AlAs 2,16 n, p In-Те " 150
n, p Au " 160
n, p Au-Ge " 700
n Au-Sn "
GaN 3,36 Полу- Al-In "
изоля-
GaP 2,26 тор p Au-Zn " 700
(99 : 1)
Напыление 700
p Au-Ge Формовка
n Au-Si " 360
(62 : 38)
n Au-Si Напыление 700
(98 : 2)
GaAs 1,42 p Au-Zn Электролиз,
(99 : 1) напыление
p In-Au Формовка
(80 : 20)
n Au-Ge Напыление
(88 : 12)
n In-Au Напыление 350-450
(90 : 10)
n Au-Si " 550
(94 : 6)
n Au-Sn " 300
(90 : 10)
n Au-Те " 350-700
(98 : 2)
GaSb 0,72 p In Формовка 500
n In "
InP 1,35 p In "
n In, In-Те " 350-600
n Ag-Sn " 350-600
Напыление 600
InAs 0,36 n In Формовка
Sn-Те "
(99 : 1)
Контакты металл - полупроводник
321
Продолжение табл. 5
Полупро-' водник типа Eg, эВ Тип Материал контакта Технология
изготовления Температура вплавления, °С
InSb 0,17 п In Sn-Те Формовка "
n (99 : 1) 500
1,42-2,31 p Au-Zn Напыление
p A1 " 500
