Влияние технологических факторов на характеристики омических контактов мощных AlGaN/GaN/SiC–HEMT
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-3-182-193
Аннотация
Аннотация. Рассмотрено влияние микрорельефа, дислокационной структуры и других дефектов эпитаксиальных слоев в областях истока и стока нитридных транзисторов с высокой подвижностью электронов (НЕМТ) на параметры формируемых омических контактов. Исследования проведены непосредственно на кристаллах мощных СВЧ−транзисторов, изготовленных на гетероструктурах GaN/AlGaN/GaN/SiC. Омические вжигаемые контакты сформированы с использованием композиций Ti—Al—Mo—Au и Ti—Al—Ni—Au. Для оценки структурных особенностей контактных областей исследован микрорельеф поверхности на границе раздела «вжигаемый контакт/AlGaN» и сформированные на ней дефекты. Установлено, что сопротивление областей исток и сток в значительной мере определяются микроструктурой поверхности на границе. Экспериментально показано формирование проводящего слоя в AlGaN под вжигаемым омическим контактом. Продемонстрирована возможность образования нового вида структурных дефектов с высоким аспектным отношением в контактных и активных областях приборов при формировании омических вжигаемых контактов. Показано, что появление высоких плотностей такого рода дефектов приводит к увеличению токов утечки приборов.
Ключевые слова
гетероструктура,
СВЧ−транзистор,
HEMT,
вжигаемый омический контакт,
микрорельеф,
ток утечки,
удельное сопротивление
Об авторах
К. Л. Енишерлова
АО «НПП «Пульсар»
Россия
Россия
Енишерлова Кира Львовна — доктор техн. наук, начальник лаборатории
Окружной проезд, д. 27, Москва, 105187, Россия
Б. К. Медведев
АО «НПП «Пульсар»
Россия
Россия
Медведев Борис Константинович — старший научный сотрудник
Окружной проезд, д. 27, Москва, 105187, Россия
Э. М. Темпер
АО «НПП «Пульсар»
Россия
Россия
Темпер Элла Моисеевна — старший научный сотрудник
Окружной проезд, д. 27, Москва, 105187, Россия
В. И. Корнеев
АО «НПП «Пульсар»
Россия
Россия
Корнеев Вячеслав Игоревич — инженер
Окружной проезд, д. 27, Москва, 105187, Россия
Список литературы
1. Greco G., Iucolano F., Roccaforte F. Ohmic contacts to Gallium Nitride materials // Appl. Surf. Sci. 2016. V. 383. P. 324—345. DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.04.016
2. Jessen G. H., Fitch R. C., Gillespie J. K., Via G., Crespo A., Langley D., Denninghoff D. J., Trejo M., Heller E. R. Short−channel effect limitations on high−frequency operation of AlGaN/GaN HEMTs for T−gate devices // IEEE Transactions on Electron Devices. 2007. V. 54, N 10. Р. 2589—2597. DOI: 10.1109/TED.2007.904476
3. Kefeng Han. Employing hole−array recess of barrier layer of AlGaN/GaN Heterostructures to reduce annealing temperature of Ohmic contact // Semicond. Sci. Technol. 2017. V. 32, N 10. P. 105010. DOI: 10.1088/1361−6641/aa867f
4. Grecoa G., Iucolano F., Bongiorno C., Giannazzo F., Kryskoc M., Leszczynski M., Roccaforte F. Ti/Al ohmic contacts on AlGaN/GaN heterostructures with different defect density // Appl. Surf. Sci. 2014. V. 314. P. 546—551. DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.07.018
5. Liu Z. H., Arulkumaran S., Ng G. I. Temperature dependence of Ohmic contact characteristics in AlGaN/GaN high electron mobility transistors from −50 to 200 °C // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 94. Iss. 14. P. 142105. DOI: 10.1063/1.3114422
6. Li Y., Ng G. I., Arulkumaran S., Kumar C. M. M., Ang K. S., Anand M. J., Wang H., Hofstetter R., Ye G. Low−contact−resistance non−gold Ta/Si/Ti/Al/Ni/Ta ohmic contacts on undoped AlGaN/GaN high−electron−mobility transistors grown on silicon // Appl. Phys. Express. 2013. V. 6, N 11. P. 116501. DOI: 10.7567/APEX.6.116501
7. Daryoush H. Zadeh, Shinichi Tanabe, Noriyuki Watanabe, Hideaki Matsuzaki. Characterization of interface reaction of Ti/Al−based ohmic contacts on AlGaN/GaN epitaxial layers on GaN substrate // Jpn. J. Appl. Phys. 2016. V. 55, N 5S. P. 05FH06. DOI: 10.7567/JJAP.55.05FH06
8. Кондаков М. Н., Черных С. В., Черных А. В., Подгорный Д. А., Гладышева Н. Б., Дорофеев А. А., Диденко С. И., Капров Д. Б., Жукова Т. А. Влияние режимов отжига на электрические параметры, морфологию и микроструктуру омических контактов на основе Mo/Al/Mo/Au к гетероструктурам AlGaN/ GaN // Электрон. техника. Cер. 2. Полупроводниковые приборы. 2018. Вып. 2(249). C. 40—47.
9. Morkoc H. Handbook of Nitride Semiconductors and Devices. Vol. 1: Materials Properties, Physics and Growth. Weinheim: Wiley−VCH Verlag GmbH&Co. KGaA, 2008. 1311 p. (P. 40). DOI: 10.1002/9783527628438
10. Федоров Ю. В., Михайлович С. В. Нитридные НЕМТ против арсенидных: последняя битва?// Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2015. Т. 18, № 1. С. 16—22. DOI: 10.17073/1609-3577-2015-1-16-22
11. Macherzynski W., Indykiewicz K., Paszkiewicz B. Chemical analysis of Ti/Al/Ni/Au ohmic contacts to AlGaN/GaN heterostructures // Optica Applicata. 2013. V. XLIII, N 1. P. 67—72. DOI: 10.5277/oa130109
12. Klein B. A., Baca A. G., Armstrong A. M., Allerman A. A., Sanchez C. A., Douglas E. A., Crawford M. H., Miller M. A., Kotula P. G., Fortune T. R., Abate V. M. Planar ohmic contacts to Al0.45Ga0.55N/Al0.3Ga0.7N high electron mobility transistors // ECS J. Solid State Sci. Technol. 2017. V. 6, N 11. Р. S3067—0S3071. DOI: 10.1149/2.0181711jss
13. Енишерлова К. Л., Лютцау А. В., Сейдман Л.А. и др. Технологические особенности формирования омических контактов в системе Ni−Al−Ni−Au−n−AlGaN−GaN // Электрон. техника. Cер. 2. Полупроводниковые приборы. 2013. № 2 (231). С. 35—47.
14. Ya−Hsi Hwang, Shihyun Ahn, Chen Dong, Weidi Zhu, Byung−Jae Kim, Lingcong Le, Fan Ren, Lind A. G., Dahl J., Jones K. S., Pearton S. J., Kravchenko I. I., Ming−Lan Zhang. Degradation mechanisms of Ti/Al/Ni/Au−based Ohmic contacts on AlGaN/GaN HEMTs // J. Vac. Sci. Technol. B. 2015. V. 33, Iss. 3. P. 031212. DOI: 10.1116/1.4919237
15. Shinohara K., Regan D., Corrion A., Brown D., Tang, Y., Wong J., Candia G., Schmitz A., Fung H., Kim S., Micovic M. Self−aligned−gate GaN−HEMTs with heavily−doped n+−GaN ohmic contacts to 2DEG // International Electron Devices Meeting. 2012. P. 27.2.1—27.2.4. DOI: 10.1109/IEDM.2012.6479113
16. Гиваргизов Е. И. Кристаллические вискеры и наноострия // Природа. 2003. № 11. C. 20—25.
17. Lee S.−M., Cho S.−N., Cheon J. Anisotropic shape control of colloidal inorganic nanocrystals // Adv. Mater. 2003. V. 15, N 5. P. 441—444. DOI: 10.1002/adma.200390102
18. Dora Y., Chakraborty A., Heikman S., McCarthy L., Keller S., DenBaars S. P., Mishra U. K. Effect of ohmic contacts on buffer leakage of GaN transistors // IEEE Electron Device Lett. 2006. V. 27, N 7. P. 529—531. DOI: 10.1109/LED.2006.876306
Рецензия
Для цитирования:
Енишерлова К.Л., Медведев Б.К., Темпер Э.М., Корнеев В.И. Влияние технологических факторов на характеристики омических контактов мощных AlGaN/GaN/SiC–HEMT. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2018;21(3):182-193. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-3-182-193
For citation:
Enisherlova K.L., Medvedev B.K., Temper E.M., Korneev V.I. Influence of technological factors on the characteristics of ohmic contacts of powerful AlGaN/GaN/SiC HEMT. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2018;21(3):182-193. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-3-182-193
Просмотров:
907
Послать статью по эл. почте 