Особливості формування омічних контактів до n+-InN
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe64.1.56Ключові слова:
ohmic contacts, rapid thermal annealing, in-situ thermal annealing, contact resistivity, dislocation density, metal shuntsАнотація
У роботi дослiджуються механiзми струмоперенесення та формування омiчних контактiв до n+-InN з рiвнями легування 2 · 1018, 8 · 1018 та 4 · 1019 см−3. Омiчнi контакти Pd/Ti/Au були сформованi в процесi магнетронного напилення металу при одночасному використаннi температурної обробки, що дозволило отримати низький питомий контактний опiр (4,20±2,67) · 10−6 Ом · см2. Для покращення властивостей отриманих омiчних контактiв пiдтверджено можливiсть використання додаткових швидких термiчних обробок в iнтервалi температур 350–400 ∘C, при цьому оптимальнi параметри температурної обробки визначалися за допомогою статистичного аналiзу даних. Що стосується встановлення механiзму струмоперенесення через iнтерфейс “метал–InN”, спостерiгалося нетипове зростання питомого контактного опору в широкому дiапазонi температур 4,2–380 К у випадках усiх дослiджених рiвнiв легування плiвок InN. В роботi механiзм струмоперенесення пояснюється на основi протiкання струму через металевi шунти, спряженi з дислокацiями в плiвках InN. Аналiтично оцiненi значення густини провiдних металевих шунтiв на основi модельних уявлень добре узгоджуються з експериментальними значеннями густин ґвинтових та краєвих дислокацiй, експериментально отриманих за допомогою високороздiльної рентгенiвської дифракцiї. Крiм того, з отриманих температурних залежностей питомого контактного опору зроблено висновки про тип металу, який проникає в дислокацiї i формує металевi шунти.
Посилання
T.B. Fehlberg, G.A. Umana-Membreno, B.D. Nener, G. Parish, C. Gallinat, G. Koblm?uller et al. Characterisation of multiple carrier transport in indium nitride grown by molecular beam epitaxy. Jap. J. Appl. Phys. 45, 1090 (2006). https://doi.org/10.1143/JJAP.45.L1090
V.M. Polyakov, F. Schwierz. Low-field electron mobility in wurtzite InN. Appl. Phys. Lett. 88, 032101 (2006). https://doi.org/10.1063/1.2166195
W. Liang, K.T. Tsen, D.K. Ferry, H. Lu,W.J. Schaff. Field-induced nonequilibrium electron distribution and electron transport in a high-quality InN thin film grown on GaN. Appl. Phys. Lett. 84, 3681 (2004). https://doi.org/10.1063/1.1739509
F. Marino, N. Faralli, D. Ferry, S. Goodnick, M. Saraniti. Figures of merit in high-frequency and high-power GaN HEMTs. J. Phys.: Conf. Series 012040 (2009). https://doi.org/10.1088/1742-6596/193/1/012040
R. Keyes. Figure of merit for semiconductors for high-speed switches. Proc. IEEE 60, 225 (1972). https://doi.org/10.1109/PROC.1972.8593
B. Baliga. Semiconductors for high-voltage, vertical channel field-effect transistors. J. Appl. Phys. 53, 1759 (1982). https://doi.org/10.1063/1.331646
C. Gallinat, G. Koblm?uller, F. Wu, J. Speck. Evaluation of threading dislocation densities in In- and N-face InN. J. Appl. Phys. 107, 053517 (2010). https://doi.org/10.1063/1.3319557
Z.C. Feng. III-nitride: Semiconductor Materials (Imperial College Press, 2006). https://doi.org/10.1142/p437
M.S. Shur. Handbook Series on Semiconductor Parameters (World Scientific, 1996), V. 1.
V.Y. Davydov, A. Klochikhin, V.V. Emtsev, D. Kurdyukov, S. Ivanov, V. Vekshin, et al. Band gap of hexagonal InN and InGaN alloys. Phys. Stat. Sol. (b) 234, 787 (2002). https://doi.org/10.1002/1521-3951(200212)234:3<787::AID-PSSB787>3.0.CO;2-H
S.N. Mohammad. Contact mechanisms and design principles for alloyed ohmic contacts to n-GaN. J. Appl. Phys. 95, 7940 (2004). https://doi.org/10.1063/1.1712016
A.V. Sachenko, A.E. Belyaev, N.S. Boltovets, P.N. Brunkov, V.N. Jmerik, S.V. Ivanov, et al. Temperature dependences of the contact resistivity in ohmic contacts to n-InN. Semiconductors 49, 461 (2015). https://doi.org/10.1134/S1063782615040193
P.O. Sai, N.V. Safriuk, V.V. Shynkarenko. Current transport through ohmic contacts to indium nitride with high defect density. in 2017 IEEE 7th International Conference Nanomaterials: Application & Properties (NAP) (Zatoka, 2017).
P.O. Sai. Ohmic contacts to InN-based materials. Tekhnol. Konstruir. Elektron. Appar., Nos. 4–5, 3 (2016).
S. Ivanov, T. Shubina, T. Komissarova, V. Jmerik. Metastable nature of InN and In-rich InGaN alloys. J. Cryst. Growth 403, 83 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2014.06.019
T.V. Blank, Y.A. Gol'Dberg.Mechanisms of current flow in metal-semiconductor ohmic contacts. Semiconductors 41, 1263 (2007). https://doi.org/10.1134/S1063782607110012
C.-Y. Chang, G.-C. Chi, W.-M. Wang, L.-C. Chen, K.-H. Chen, F. Ren, et al. Transport properties of InN nanowires. Appl. Phys. Lett. 87, 093112 (2005). https://doi.org/10.1063/1.2037850
A.V. Sachenko, A.E. Belyaev, N.S. Boltovets, R.V. Konakova, Y.Y. Kudryk, S.V. Novitskii et al. Mechanism of contact resistance formation in ohmic contacts with high dislocation density. J. Appl. Phys. 111, 083701 (2012). https://doi.org/10.1063/1.3702850
A.V. Sachenko, A.E. Belyaev, N.S. Boltovets, A. Vinogradov, V. Kladko, R.V. Konakova et al. Features of temperature dependence of contact resistivity in ohmic contacts on lapped n-Si. J. Appl. Phys. 112, 063703 (2012). https://doi.org/10.1063/1.4752715
M.P. Malkov, I.B. Danilov, A.G. Zel'dovich, A.B. Fradkov. Handbook of Physical and Technical Fundamentals of Cryogenics (Energiya, 1973) (in Russian).
G.K. White, S.B. Woods. Indium resistance thermometer; 4 to 300 K. Rev. Sci. Inst. 28, 638 (1957). https://doi.org/10.1063/1.1715958
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
