Параметры омических контактов и учет влияния реальных размеров образцов на полевую зависимость дрейфовой скорости в слоях In0,16Ga0,84As

Рассмотрен способ получения омического контакта к слоям In_0.16Ga_0.84As. Контактное сопротивление измерялось методом длинной линии с радиальной геометрией контактов. Показано, что контакт на основе Ni/Au/Ge/Au/Ge/Ni/Au является омическим и достигает минимального удельного контактного сопротивления 6∙10^-5 Ом∙см² после вжигания при температуре 450 °C в течение 5 мин в атмосфере формовочного газа. Для измерений дрейфовой скорости в сильном электрическом поле выбрана форма образца, исключающая попадание доменов сильного поля в область измерений. Получено выражение, позволяющее корректно рассчитывать значения напряженности электрического поля и дрейфовой скорости с учетом реальных геометрических размеров образца, определяемых методом растровой электронной микроскопии. Показано, что использование полученного выражения позволяет получать одинаковые полевые зависимости дрейфовой скорости для образцов In_0,16Ga_0,84As с разными геометрическими размерами.

1. Tokumitsu T., Kubota M., Sakai K., Kawai T. Application of GaAs device technology to millimeter-waves. SEI Technical Review. 2014; (79): 57—65.

2. Cho S.J., Wang C., Kim N.Y. High power density AlGaAs/InGaAs/GaAs PHEMTs using an optimized manufacturing process for Ka-band applications. Microelectronic Engineering. 2014; 113: 11—19. https://doi.org/10.1016/j.mee.2013.07.001

3. Pashkovskii A.B., Bogdanov S.A., Bakarov A.K., Grigorenko A.B., Zhuravlev K.S., Lapin V.G., Lukashin V.M., Rogachev I.A., Tereshkin E.V., Shcherbakov S.V. Millimeter-wave donor-acceptor-doped DpHEMT. IEEE Transactions on Electron Devices. 2021; 68(1): 53—56. https://doi.org/10.1109/TED.2020.3038373

4. Chen Y.C., Bhattacharya P.K. Determination of critical layer thickness and strain tensor in InxGa1-xAs/GaAs quantum-well structures by x-ray diffraction. Journal of Applied Physics. 1993; 73(11): 7389—7394. https://doi.org/10.1063/1.354030

5. Požela J. Physics of high-speed transistors. New York: Plenum Press; 1993. 337 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-1242-8

6. Иващенко В.М., Митин В.В. Моделирование кинетических явлений в полупроводниках. Метод Монте-Карло. Киев: Наук. думка, 1990; 189 с.

7. Воробьев Л.Е. Горячие электроны в полупроводниках и наноструктурах. СПб.: Изд-во СПбГТУ; 1999. 154 с.

8. Kablukova E., Sabelfeld K.K., Protasov D., Zhuravlev K. Stochastic simulation of electron transport in a strong electrical field in low-dimensional heterostructures. Monte Carlo Methods and Applications. 2023; 29(4): 307—322. https://doi.org/10.1515/mcma-2023-2019

9. Thobel J.L., Baudry L., Cappy A., Bourei P., Fauquembergue R. Electron transport properties of strained InxGa1-xAs. Applied Physics Letters. 1990; 56(4): 346—348. https://doi.org/10.1063/1.102780

10. Айзенштат Г.И., Божков В.Г., Ющенко А.Ю. Измерение скорости насыщения электронов в квантовой яме AlGaAs/InGaAs. Известия вузов. Физика. 2010; 53(9): 34—39.

11. Шиленас А., Пожела Ю., Пожела К., Юцене В., Васильевский И.С., Галиев Г.Б., Пушкарев С.C., Климов Е.А. Максимальная дрейфовая скорость электронов в селективно легированных гетероструктурах InAlAs/InGaAs/InAlAs с введенной InAs-вставкой. Физика и техника полупроводников. 2013; 47(3): 348—352.

12. Протасов Д.Ю., Гуляев Д.В., Бакаров А.К., Торопов А.И., Ерофеев Е.В., Журавлев К.С. Увеличение насыщенной скорости дрейфа электронов в pHEMT гетероструктурах с донорно-акцепторным легированием. Письма в журнал технической физики. 2018; 44(6): 77—84. https://doi.org/10.21883/PJTF.2018.06.45770.17098

13. Kim I.H. Pd/Ge(or Si)/Pd/Ti/Au Ohmic Contacts to n-type InGaAs for AlGaAs/GaAs HBTs. Metals and Materials International. 2004; 10(4): 381—386.

14. Lee J.-M., Choi I.-H., Park S. H., Min B.-G., Lee T.-W., Park M. P., Lee K.-H. WNx/WN0.5x/W ohmic contact to n-InGaAs and its application to AlGaAs/GaAs heterojunction bipolar transistors. Journal of the Korean Physical Society. 2000; 37(1): 43—48.

15. Iliadis A.A., Zahurak J.K., Neal T., Masselink W.T. Lateral diffusion effects in AuGe based source-drain contacts to AlInAs/InGaAs/InP doped channel MODFETs. Journal of Electronic Materials. 1999; 28(8): 944—948.

16. Yearsley J.D., Lin J.C., Hwang E., Datta S., Mohney S.E. Ultra low-resistance palladium silicide Ohmic contacts to lightly doped n-InGaAs. Journal of Applied Physics. 2012; 112: 054510. https://doi.org/10.1063/1.4748178

17. Nebauer E., Mai M., Richter E., Würfl J. Low resistance, thermally stable Au/Pt/Ti/WSiN ohmic contacts on n+-InGaAs/n-GaAs layer systems. Journal of Electronic Materials. 1998; 27(12): 1372—1374. https://doi.org/10.1007/s11664-998-0100-9

18. Barker J.M., Akis R., Thornton T.J., Ferry D.K., Goodnick S.M. High field transport studies of GaN. Physica Status Solidi. 2002; 190(1): 263—270.

19. Barker J.M., Ferry D.K., Koleske D.D., Shul R.J. Bulk GaN and AlGaN/GaN heterostructure drift velocity measurements and comparison to theoretical models. Journal of Applied Physics. 2005; 97: 063705. https://doi.org/10.1063/1.1854724

20. Yang D., Bhattacharya P.K., Hong W.P., Bhat R., Hayes J. R. High-field transport properties of lnAsxP1-x/InP (0.3≤x≤1) modulation doped heterostructures at 300 and 77 K. Journal of Applied Physics. 1992; 72(1): 174—178. https://doi.org/10.1063/1.352154

21. Gulyaev D.V., Zhuravlev K.S., Bakarov A.K., Toropov A.I., Protasov D.Yu., Gutakovskii A.K., Ber B.Ya., Kazantsev D.Yu. Influence of the additional p+ doped layers on the properties of AlGaAs/InGaAs/AlGaAs heterostructures for high power SHF transistors. Journal Physics D: Applied Physics. 2016; 49: 095108. https://doi.org/10.1088/0022-3727/49/9/095108

22. Андреев А.Н., Растегаева М.Г., Растегаев В.П., Решанов С.А. К вопросу об учете растекания тока в полупроводнике при определении переходного сопротивления омических контактов. Физика и техника полупроводников. 1998; 32(7): 832—838.

23. Khan I.A., Cooper J.A. Measurement of high-field electron transport in silicon carbide. IEEE Transactions on Electron Devices. 2000; 47(2): 269—273. https://doi.org/10.1109/16.822266

24. Пожела Ю., Пожела К., Рагуотис Р., Юцене В. Дрейфовая скорость электронов в квантовых ямах селективно легированных гетероструктур In0.5Ga0.5As/AlxIn1-xAs и In0.2Ga0.8As/AlxGa1-xAs в сильных электрических полях. Физика и техника полупроводников. 2011; 45(6): 778—782.

25. Thobel J.L., Baudry L., Bourel P., Dessenne F., Charef M. Monte Carlo modeling of high-field transport in III-V heterostructures. Journal of Applied Physics. 1993; 74(10): 6274—6280. https://doi.org/10.1063/1.355145