Nghiên cứu về giao diện kim loại-bán dẫn Cu-Ge/GaAs cho tiếp xúc ohmic có điện trở thấp

Springer Science and Business Media LLC - Tập 448 - Trang 383-388 - 2012
Serge Oktyabrsky1, M. A. Borek1, M. O. Aboelfotoh1, J. Narayan1
1Department of Materials Science and Engineering, North Carolina State University, Raleigh, USA

Tóm tắt

Hóa học và phản ứng bề mặt của các tiếp xúc ohmic hợp kim Cu-Ge với GaAs n có điện trở tiếp xúc riêng cực kỳ thấp (6.5×10-7 Ω·cm2 cho n∼1017 cm-3) đã được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử truyền qua, EDX và SIMS. Các đặc tính độc đáo của các lớp tiếp xúc liên quan đến sự hình thành (ở nồng độ Ge trên 15 at.%) của một lớp polycrystalline thuộc pha orthorhombic có trật tự ε1-Cu3Ge. Sự hình thành pha ε1 được cho là nguyên nhân tích cực cho độ ổn định nhiệt cao, độ sắc nét giao diện và thành phần hóa học đồng nhất. Các kết quả đề xuất rằng sự hình thành các pha ζ- và ε1,-Cu3Ge tạo ra một lớp giao diện n+-GaAs được dop cao Ge, cung cấp điện trở tiếp xúc thấp. Các lớp có sự thiếu hụt Ge để hình thành pha ζ cho thấy lớp trung gian không đồng nhất của pha β-Cu3As lục giác, phát triển epitaxy trên các mặt phẳng Ga{111} của GaAs. Trong trường hợp này, Ga sẽ được giải phóng, khuếch tán ra ngoài và hòa tan trong lớp hợp kim, ổn định pha ζ được hình thành trong các cấu trúc có nồng độ Ge trung bình thấp chỉ khoảng 5 at.%. Những lớp này cũng thể hiện hành vi ohmic.

Từ khóa

#Cu-Ge; giao diện kim loại-bán dẫn; tiếp xúc ohmic; điện trở tiếp xúc riêng; pha Cu3Ge

Tài liệu tham khảo

M.O. Aboelfotoh, C.L. Lin and J.M. Woodall, Appl. Phys. Lett, 65, 3245 (1994). M. Murakami, Mater. Sci. Rep. 5, 273 (1990). M.O. Aboelfotoh, H.M. Tawancy,and L. Krusin-Elbaum, Appl. Phys. Lett. 63, 1622 (1993). S. Oktyabrsky, M.O. Aboelfotoh, J. Narayan, and J.M. Woodall, J.EIectron.Mat. 25, 1662 (1996). H.K. Liou, J.S. Huang,and K.N. Tu, J. Appl. Phys., 77, 5443 (1995). M. Hansen, Constitution of Binary Alloys (McGraw-Hill, New York, 1958), pp. 160, 585. L. Krusin-Elbaum and M.O. Aboelfotoh, Appl. Phys. Lett. 58, 1341 (1991). B. Steenberg, Arkiv foer Kemi, 12A No.26, 1 (1938). S. Oktyabrsky, M.O. Aboelfotoh, and J. Narayan, J. Electron. Mat. 25, 1673 (1996). M.O. Aboelfotoh, S. Oktyabrsky, J. Narayan, and J.M. Woodall, J.Appl.Phys. 75, 5760 (1994). G.V. Raynor, and T.B. Massalski, J. Inst. Metals, 84, 66 (1955). M. Heiblum, M.I. Nathan, and C.A. Chang, Solid State Electron. 25, 185 (1985).