擴散障壁對於鈀鍺在N-型砷化鎵歐姆接觸熱穩定性之影響

Abstract

在本論文中，我們討論擴散障壁對熱穩定性之影響。在以鈀鍺為基底的歐姆接觸中， 我們在金和鈀鍺之間分別鍍上鉑鈦，鈦鎢合金，鉻三類擴散障壁層，來增加接觸系統 的熱穩定性，並且和沒有障壁層的接觸系統Au╱Ge╱Pd╱GaAs比較電性和物性。首先 ，利用快速加熱退火和高溫爐退火分別對各系統進行退火。結果顯示，當425℃ 90秒 的快速加熱退火施在Au╱Ti-W╱GE╱Pd╱GaAs結構時，可以得到最佳特性接觸電阻， 其值為1.45×10 Ω一cm 。在熱穩定性方向，沒有障壁層的Au╱Ge╱Pd╱GaAs，在 300℃ 40小時熱測試後，仍可維持良好的穩定性，但是當測試溫度增加到 350℃時， 它卻已顯示出嚴重的衰敗現象。然而，在Au╱Ti-W╱Ge╱Pd╱GaAs和Au╱Pt╱Ti╱Ge ╱Pd╱GaAS和Au╱Pt╱Ti╱Ge╱Pd╱GaAs的結構中，經過350℃ 40小時的熱測試，它 們僅有少許的衰敗，它們的特性接觸電阻分別只增到3.79×W Ω 一cm 和2.79× Ω一cm ，這是因為Ti-W和PtTi都是良好的障壁層，它們可以防止金和鈀鍺混合，而 產生不好的衰敗現象。 同時我們也發現，不同厚度的擴散障壁層，也會影響熱穩定性。在Au╱Ti-W╱Ge╱Pd 的結構中，Ti-W最佳的厚度為 600 ，在這樣的條件之下，此結構經過350℃ 40小時 的熱測試，其特性接觸電阻只增加到2.94×10 Ω一cm ，而經過410℃ 40小時的熱 測試，特性接觸電阻，也可維持在1.38×10 Ω一cm 。