Вплив термічної обробки на вольт-амперну характеристику та інжекційні властивості гетеропереходу Ag/n-n+gaas

Abstract

UK: . В наш час дослідження та розробку гетеропереходів проводять у напрямках пошуку нових композицій метал-арсенід галію, розробки технологічних режимів, які змогли б забезпечити відтворюваність параметрів НВЧ приладів з бар’єрами Шотткі. Срібло у порівнянні з золотом має більшу тепло- та електропровідність, відносно невеликий коефіцієнт дифузії в арсенід галію, що дозволяє зменшити товщину перехідного шару. Перехід до металізації на основі срібла повинен підвищити технічні характеристики виробів. Розробка технологічних режимів виготовлення покращених гетеропереходів до GaAs на основі срібла є актуальною з наукової та практичної точок зору. Мета роботи – встановлення впливу термічної обробки на реальні вольт-амперні характеристики та величину коефіцієнту інжекції гетеропереходу Ag/n-n+GaAs. Метод. Метод виготовлення гетеропереходів – термічне випаровування у вакуумі. Розрахунок параметрів гетеропереходу за методом вольт-амперних характеристик. Результати. Рекомендований режим хімічної обробки GaAs-підкладки. Досліджено вплив термічної обробки на параметри та характеристики гетеропереходів Ag/n-n+GaAs. Досліджено вплив висоти бар’єру на величину коефіцієнту інжекції. Розглянуті та апробовані різні методи визначення висоти бар’єру Шотткі та фактору неідеальності з вольт-амперних характеристик. Висновки. Встановлено, що підвищення температури відпалу до 803 К дає найбільше значення висоти бар’єру для гетеропереходу Ag/n-n+GaAs з концентрацією донорів в епітаксійному шарі ND=2∙1016 см–3. Встановлено, що найбільш точним методом визначення параметрів гетеропереходу з вольт-амперної характеристики є метод direct approximation, який враховує вплив послідовного опору при визначенні фактору неідеальності та висоти бар’єру Шотткі. Розраховані коефіцієнти інжекції для гетеропереходів з різною висотою бар’єру Шотткі, отриманих при різних температурах відпалу, мають дуже малі значення, тому інжекцією дірок можна знехтувати. EN: Nowadays the research and development of heterojunctions are carried out to search new metal-gallium arsenide compositions, the development of technological regimes which could ensure the microwave devices with Schottky barriers parameters reproducibility. Comparing to gold, silver has a large thermal and electrical conductivity, a relatively small diffusion coefficient to gallium arsenide, which makes it possible to reduce the transition layer thickness. The transition to silver-based metallization should improve the products technical characteristics. The technological regimes development for manufacturing improved silver-based heterojunctions to GaAs is relevant from scientific and practical points of view. Objective. The goal of the work is to determine the heat treatment influence on real current-voltage characteristics and the injection coefficient value of the Ag/n-n+GaAs heterojunction. Method. The heterojunctions manufacturing method is vacuum thermal evaporation. The calculation of the heterojunction parameters was made by the current-voltage characteristics method. Results. The GaAs-substrate chemical treatment regime is recommended. The heat treatment effect on the Ag/n-n+GaAs heterojunctions parameters and characteristics is studied. The barrier height influence on the injection coefficient value was investigated. Various methods for determining the Schottky barrier height and the nonideality factor for the current-voltage characteristics have been examined and tested. Conclusions. It is established that the annealing temperature increase up to 803 K gives the highest barrier height for the Ag/n-n+GaAs heterojunction with a donor density of ND=2∙1016 cm–3 into epitaxial layer. It has been established that the most accurate method for the heterojunction parameters determining using the current-voltage characteristic is the direct approximation method, which takes into account the effect of the series resistance in determining the nonideality factor and the Schottky barrier height. The calculated injection coefficients for heterojunctions with different Schottky barrier heights, obtained at different annealing temperatures, have very small values, therefore, hole injection can be neglected.