Механизмы формирования контактного сопротивления в омических контактах с большой плотностью дислокаций (обзор)

Abstract

Обобщен цикл экспериментальных и теоретических исследований температурных зависимостей удельного контактного сопротивления ρс(Т) омических контактов к широкозонным полупроводникам А3В5 и к кремнию с учетом атермического воздействия микроволнового излучения. На основе теоретического анализа ρс(Т) предложен новый способ увеличения с с повышением температуры измерения. В нем учитывается токопрохождение по металлическим шунтам, совмещенным с перпендикулярными к границе раздела металл–полупроводник дислокациями. Показано, что малое поперечное сечение металлических шунтов обусловливает реализацию большого потенциала сил зеркального изображения, превышающего исходную величину барьера Шоттки. В результате этого возникают обогащающие изгибы зон у торцов шунтов, реализуются диффузионная теория токопрохождения в контакте, а также зависимость величины ρс от подвижности электронов. Получено хорошее соответствие экспериментальных и теоретических зависимостей ρс(Т) для случая высокой плотности дислокаций в приконтактной области полупроводника, совмещенных с металлическими шунтами. Показана возможность уменьшения с омических контактов к соединениям А³В⁵ и Si, подвергнутых атермической микроволновой обработке.

A generalization is made of the cycle of theoretical and experimental investigations of temperature dependences of contact resistivity, ρс(Т), for ohmic contacts to wide-gap III-V semiconductors and silicon, with allowance made for non-thermal effect of microwave radiation. A new mechanism of ñ growth with temperature is advanced, based on current flow through metal shunts associated with dislocations normal to the metal semiconductor interface. It is shown that small cross-section of metal shunts results in high potential of mirror image forces that exceeds the initial Schottky barrier height. This leads to appearance of accumulation band bending near shunt ends and realization of diffusion current flow mechanism in the contact, as well as ρс dependence on electron mobility. A good agreement between the theoretical and experimental dependences ρс(Т) is obtained in the case of high density of dislocation (associated with metal shunts) in the semiconductor near-contact region. A possibility of ñ reduction is demonstrated for ohmic contacts to III-V compounds and silicon subjected to non-thermal microwave treatment.