Au&AuBe 与GaP 欧姆接触的表面分析

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1、第43卷　第5期厦门大学学报(自然科学版)Vol.43No.52004年9月JournalofXiamenUniversity(NaturalScience)Sep.2004文章编号:043820479(2004)0520624204Au/Au2Be与GaP欧姆接触的表面分析3徐富春,林秀华,康俊勇(厦门大学　物理学系,萨本栋微机电研究中心,福建厦门361005)摘要:用表面方法(SEM,SAM,XPS)研究了在不同温度热处理后Au/Au2Be与GaP接触的特性.结果显示,Au2Be与GaP接触的界面特性强烈地依赖于热处理温度.经550℃热处理过的界面均匀、平整,其I2V特性斜率大,接触电

2、阻小;经较高温度(580℃)热处理过的表面有结晶团状物产生,晶粒变粗,接触电阻增大.AES和XPS分析表明,经540～550℃温度热处理后,界面生成Au2Ga2P化合物;Be原子由表面向界面扩散,在界面处出现最大值.关键词:Au2Be/GaP接触;界面;表面分析;热处理中图分类号:O484.5文献标识码:AIII2V族半导体作为光电器件、微波器件、红外实验所用的样品为双异质结液相外延片.在n2探测器中常用的材料至今一直是人们感兴趣的研究GaP(111)衬底上,通过液相外延过补偿Zn汽相掺-课题.为了提高GaN基器件的性能,获得p型GaN杂,形成n2n2p型结构,其中p层厚度约20～60[1

3、]μm,自由空穴浓度为N17-3的良好欧姆接触,成为人们关注的热点.在GaNA2ND≈2.5×10cm.样品和GaP制备过程中,当退火温度至接近其热分解温分别经有机溶液甲苯、丙酮、乙醇超声波清洗各度时,部分V族原子会向外扩散并逸出表面,在近3遍,置于V(H2SO4)÷V(H2O2)÷V(H2O)=3÷1÷1酸性腐[2]表面处留下空位.要想在这类材料上形成良好的蚀液中浸泡3min取出,由高纯去离子水冲洗,高纯欧姆接触,必须有效地阻止V族原子的外扩散,减N2洗吹干后放入真空镀膜机.当真空度达到少其空位.Au2Zn和Au2Be合金通常被用于GaP,1×10-1Pa时,用离子轰击10min,继续抽

4、真空到4[3,4]GaAs和GaN等半导体器件的欧姆接触.×10-4Pa后,加热衬底至200℃,并维持4min;此本文在p2GaP上制作Au/Au2Be接触电极,使用后,依次蒸发Au/AuBe/Au,形成多层金属覆盖层结场发射扫描电镜(FE2SEM),扫描俄歇微探针(SAM)构.蒸发后的外延片按微电子常规光刻工艺刻成<和X射线光电子能谱(XPS),深入分析热处理温度100μm,中心间距约330μm圆形电极.最后把片子对Au2Be与p型GaP欧姆接触形成的影响,研究沉放入充有高纯H2+N2(10%÷90%)混合气流石英管积金属间及沉积金属与GaP表面的冶金反应,探讨的石英舟上,通过程控的加热

5、炉在480℃～600℃温活性杂质Be在接触界面中的分布及其对接触性能区内进行不同的微合金热处理5min.合金后用四探的影响,有助于改善p2GaP欧姆电极的性能,将为制针法测量接触电阻.备良好p2GaN欧姆电极提供参考.1.2理化分析用场发射扫描电镜(LEO1530)分别在×5k和1实验方法×10k放大倍数下观察不同温度下(样品A、B、C、1.1样品制备D、E依次为495℃、520℃、540℃、550℃和580℃),热处理过的微合金表面与界面形貌.-7用扫描俄歇微探针(PHI660)在1×10Pa高真收稿日期:2003212219空、10kV加速电压和10nA束流下,分析测量组分+基金项目:

6、国家自然科学基金(90206030,10134030,的分布.用3kV的Ar逐层刻蚀样品(刻蚀速率参69976023)资助照Ar+对SiO216nm/min估算),进行深度分析.在X作者简介:徐富春(1965-),男,在职博士研究生.射线光电子能谱(Quantum2000)分析时,真空度优于3Correspondingauthor-75×10Pa、通过能为23.5eV.第5期　　　　　　　　　　　　　徐富春等:Au/Au2Be与GaP欧姆接触的表面分析·625·　图1　不同合金化温度(a:495℃、b:540℃、c:550℃、d:580℃)样品表面的SEM像(×10k)Fig.1SEMim

7、agesofsamplesalloyedatdifferenttemperatures较好的结果表明,在此温区原子半径小的Be尤其容2结果与讨论易内扩散;同时从GaP热离解出来的Ga原子也发生向界面处外扩散,产生VGa空位,使内扩散的Be占2.1表面形貌观测据其空位VGa.鉴于Au有很强的吸附Ga的能力,易金属2半导体接触是半导体物理与器件中重要吸附外扩散的Ga化合而成Au2Ga金属间化合物.恒的工艺基础与理论问题.在金