Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск

ПРОЦЕССЫ ВО ВРЕМЯ ОТЖИГА КОНТАКТНЫХ СИСТЕМ Ti—Al—Ni И Ti—Al—Ni—Au

https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-2-122-127

Полный текст:

Аннотация

Изучены механизмы образования грубой бугорчатой поверхности для наиболее распространенной контактной металлизации к nтипу нитрида галлия — многослойной системе Ti/Al/Ni/Au,
а также пути уменьшения этого недостатка, который создает проблемы при проведении последующей литографии. Исследовано образование во время отжига шероховатой поверхности при взаимодействии металлов в многослойных металлизациях Ti/Al/Ni и Ti/ Al/Ni/Au. Повышение поверхностного сопротивления обоих металлизаций с ростом температуры отжига объяснено взаимной диффузией металлов, ростом степени их взаимодействия с образованием различных их интерметаллических соединений, имеющих существенно большее удельное сопротивление, чем исходные металлы. Подтверждено наличие в исследуемой трехслойной металлизации Ti/Al/Ni после отжига следующих основных фаз: NiTi, Al
3Ti, и Ni2Al3. Обнаружен рост шероховатости поверхности после отжига. Куполообразных выпуклостей, какие образуются у многослойной металлизации Ti/Al/ Ni/Au, на поверхности не выявлено. Эту гипотезу подтверждает каплеобразование в сплаве алюминия с никелем. Количество образующейся при отжиге жидкой фазы Au–Al, являющейся причиной образования грубой поверхности металлизации Ti/Al/Ni/Au, удалось, уменьшить снизив толщину слоя золота до минимума, при котором контраст элементов металлизации по отношению к поверхности полупроводника достаточен для самосовмещения при электронной литографии. Показано, что слой золота толщиной 50 нм достаточно для получения необходимого контраста. При такой толщине золота морфология поверхности значительно улучшилась: шероховатость уменьшилась с 300 до 80 нм, и поверхность стала блестящей. 

Об авторах

К. Д. Ванюхин
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Институт функциональной ядерной электроники, Каширское шоссе, д. 31, Москва, 115409, Россия
Россия

инженер 



Р. В. Захарченко
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Институт функциональной ядерной электроники, Каширское шоссе, д. 31, Москва, 115409, Россия
Россия

инженер 



Н. И. Каргин
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Институт функциональной ядерной электроники, Каширское шоссе, д. 31, Москва, 115409, Россия
Россия

доктор технических наук, профессор, первый заместитель директора ИФЯЭ; 



М. В. Пашков
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Институт функциональной ядерной электроники, Каширское шоссе, д. 31, Москва, 115409, Россия
Россия

аспирант 



Л. А. Сейдман
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Институт функциональной ядерной электроники, Каширское шоссе, д. 31, Москва, 115409, Россия
Россия

кандидат техн. наук, старший научный сотрудник, зав. лабораторией 



Список литературы

1. Jacobs, B. Towards integrated AlGaN/GaN based X−band high−power amplifiers. Proefschrift / B. Jacobs. − Eindhoven : Technische Universiteit Eindhoven, 2004. − 204 p.

2. Jacobs, B. Optimisation of the Ti/Al/Ni/Au ohmic contact on AlGaN/GaN FET structures / B. Jacobs, M. C. J. C. M. Kramer, E. J. Geluk, F. Karouta // J. Cryst. Growth. − 2002. − V. 241. − P. 15—18.

3. Xin, H. P. Optimization of AlGaN/GaN HEMT Ohmic contacts for improved surface morphology with low contact resistance. / H.P.Xin,S.Poust,W.Sutton,D.Li,D.Lam,I.Smorchkova,R. Sandhu, B. Heying, J. Uyeda, M. Barsky, M. Wojtowicz, R. Lai // CS MANTECH Conf. − Portland (Oregon, USA), 2010. − P. 149—152.

4. Васильев, А. Г. СВЧ приборы и устройства на широкозонных полупроводниках / А. Г. Васильев, Ю. В. Колковский, Ю. А. Концевой. − М. : Техносфера, 2011. − 416 с.

5. Boudart, B. Comparison between TiAl and TiAlNiAu. Ohmic Contacts to n−type GaN / B. Boudart, S. Trassaert, X. Wallart, J. C. Pesant, O. Yaradou, D. Théron, Y. Crosnier, H. Lahreche, F. Omnes // J. Electron. Mater. − 2000. − V. 29, N 5. − P. 603—606.

6. Ванюхин, К. Д. Исследование структуры и морфологии поверхности двухслойной контактной металлизации Ti/Al / К. Д. Ванюхин, Р. В. Захарченко, Н. И. Каргин, М. В. Пашков, Л. А. Сейдман // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2013.−No 3.−С.60—65.

7. Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакции / Под ред. Дж. Поута, К. Ту, Дж. Мейера. − М. : Мир, 1982. − 576 с.

8. Feng, Q. The improvement of ohmic contact of Ti/Al/Ni/Au to AlGaN/GaN HEMT by multi−step annealing method / Q. Feng, L. M. Li, Y. Hao, J. Y. Ni, J. C. Zhang // Solid−State Electronics. − 2009. − V. 53, N 9. − P. 955—958.

9. Roccaforte, F. Nanoscale carrier transport in Ti/Al/Ni/Au Ohmic contacts on AlGaN epilayers grown on Si(111) / F. Roccaforte, F. Iucolano, F. Giannazzo, A. Alberti, V. Raineri // Appl. Phys. Lett. − 2006. − V. 89, Iss. 2. − P. 022103 1−3.

10. Bright, A. N. Correlation of contact resistance with microstructure for Au/Ni/Al/Ti/AlGaN/GaN ohmic contacts using transmissionelectronmicroscopy/A.N.Bright,P.J.Thomas,M. Weyland, D. M. Tricker, C. J. Humphreys, R. Davies // J. Appl. Phys. − 2001. − V. 89, N 6. − P. 3144—3150.

11. Selvanathan, D. Comparative study of Ti/Al/Mo/Au, Mo/Al/ Mo/Au, and V/Al/Mo/Au ohmic contacts to AlGaN/GaN heterostructures / D. Selvanathan, F. M. Mohammed, A. Tesfayesus, I. Adesida // J. Vac. Sci. Technol. B. − 2004. − V. 22. − P. 2409—2416.


Для цитирования:


Ванюхин К.Д., Захарченко Р.В., Каргин Н.И., Пашков М.В., Сейдман Л.А. ПРОЦЕССЫ ВО ВРЕМЯ ОТЖИГА КОНТАКТНЫХ СИСТЕМ Ti—Al—Ni И Ti—Al—Ni—Au. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2014;(2):122-127. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-2-122-127

For citation:


Vanyukhin K.D., Zakharchenko R.V., Kargin N.I., Pashkov M.V., Seidman L.A. Processes During Annealing of Ti—Al—Ni and Ti—Al—Ni—Au Contact Metallization Systems. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2014;(2):122-127. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2014-2-122-127

Просмотров: 413


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)