Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов

Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов

В данной обзорной работе изложены результаты по изучению электрофизических свойств диодов Шоттки (ДШ), изготовленных на основе различных металлических сплавов. Приведены результаты автора данной работы и других авторов по изменению свойств ДШ в зависимости от выбранных металлических составов и струк...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2012
Автор: Пашаев, И.Г.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2012
Назва видання:Успехи физики металлов
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/98356
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов / И.Г. Пашаев // Успехи физики металлов. — 2012. — Т. 13, № 4. — С. 397-416. — Бібліогр.: 37 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-98356
record_format dspace
spelling irk-123456789-983562016-04-13T03:02:07Z Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов Пашаев, И.Г. В данной обзорной работе изложены результаты по изучению электрофизических свойств диодов Шоттки (ДШ), изготовленных на основе различных металлических сплавов. Приведены результаты автора данной работы и других авторов по изменению свойств ДШ в зависимости от выбранных металлических составов и структур плёнок металла. При рентгенофазовом анализе исследуемых систем, — Ni–Ti, Pb–Sb, Al–Ni, TiB, — установлено, что основные сплавы при определённой пропорции компонентов имеют аморфную структуру, а остальные плёнки — поликристаллическую. Определены основные параметры ДШ в зависимости от состава и структуры изученных плёнок. Выяснены причины появления избыточного тока и других наблюдаемых эффектов вблизи температуры кристаллизации исследуемых аморфных металлических плёнок. Показано, что наблюдаемые при термоотжиге эффекты связаны с изменениями структуры аморфной плёнки металла при переходе в поликристаллическое состояние. В даній оглядовій роботі викладено результати з вивчення електрофізичних властивостей діод Шотткі (ДШ), виготовлених на основі різноманітних металевих стопів. Наведено результати автора даної роботи та інших авторів стосовно зміні властивостей ДШ в залежності від обраних металевих складів і структур плівок металу. За рентґенофазової аналізи досліджуваних систем, — Ni–Ti, Pb–Sb, Al–Ni, TiB, — встановлено, що основні стопи при певній пропорції компонентів мають аморфну структуру, а інші плівки — полікристалічну. Визначено основні параметри ДШ в залежності від складу і структури вивчених плівок. З’ясовано причини появи надлишкового струму та інших спостережуваних ефектів поблизу температури кристалізації досліджуваних аморфних металевих плівок. Показано, що спостережувані за термовідпалу ефекти пов’язані зі змінами структури аморфної плівки металу при переході в полікристалічний стан. In a given article, results on electrophysical properties of the Schottky diodes (HCD) fabricated of different metal alloys are reviewed. Results of author of a given review as well as other authors on the change of HCD properties depending on the chosen metal compositions and structures of metal films are presented. As revealed from X-ray diffraction analysis of the Ni–Ti, Pb–Sb, Al–Ni, TiB systems investigated, the main alloys have the amorphous structure at a certain proportion of components, while other films have the polycrystalline structure. Critical parameters of HCD depending on the composition and structure of the studied films are determined. The reasons of excess current and other observed effects near the crystallisation temperature of the investigated amorphous metal films are ascertained. As shown, the effects observed at the thermal annealing are concerned with the changes in the structure of metallic amorphous film during transition into polycrystalline state. 2012 Article Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов / И.Г. Пашаев // Успехи физики металлов. — 2012. — Т. 13, № 4. — С. 397-416. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. 1608-1021 PACS numbers: 73.30.+y, 73.40.Cg, 73.40.Ei, 81.40.Rs, 85.30.Hi, 85.30.Kk, 85.40.Ls http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/98356 ru Успехи физики металлов Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description В данной обзорной работе изложены результаты по изучению электрофизических свойств диодов Шоттки (ДШ), изготовленных на основе различных металлических сплавов. Приведены результаты автора данной работы и других авторов по изменению свойств ДШ в зависимости от выбранных металлических составов и структур плёнок металла. При рентгенофазовом анализе исследуемых систем, — Ni–Ti, Pb–Sb, Al–Ni, TiB, — установлено, что основные сплавы при определённой пропорции компонентов имеют аморфную структуру, а остальные плёнки — поликристаллическую. Определены основные параметры ДШ в зависимости от состава и структуры изученных плёнок. Выяснены причины появления избыточного тока и других наблюдаемых эффектов вблизи температуры кристаллизации исследуемых аморфных металлических плёнок. Показано, что наблюдаемые при термоотжиге эффекты связаны с изменениями структуры аморфной плёнки металла при переходе в поликристаллическое состояние.
format Article
author Пашаев, И.Г.
spellingShingle Пашаев, И.Г.
Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов
Успехи физики металлов
author_facet Пашаев, И.Г.
author_sort Пашаев, И.Г.
title Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов
title_short Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов
title_full Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов
title_fullStr Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов
title_full_unstemmed Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов
title_sort изучение свойств контактов кремния с барьером шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов
publisher Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
publishDate 2012
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/98356
citation_txt Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов / И.Г. Пашаев // Успехи физики металлов. — 2012. — Т. 13, № 4. — С. 397-416. — Бібліогр.: 37 назв. — рос.
series Успехи физики металлов
work_keys_str_mv AT pašaevig izučeniesvojstvkontaktovkremniâsbarʹeromšottkiizgotovlennyhnaosnoveamorfnyhipolikristalličeskihrazličnyhmetalličeskihsplavov
first_indexed 2025-07-07T06:24:17Z
last_indexed 2025-07-07T06:24:17Z
_version_ 1836968269899104256
fulltext 397 PACS numbers: 73.30.+y, 73.40.Cg, 73.40.Ei, 81.40.Rs, 85.30.Hi, 85.30.Kk, 85.40.Ls Изучение свойств контактов кремния с барьером Шоттки, изготовленных на основе аморфных и поликристаллических различных металлических сплавов И. Г. Пашаев Бакинский государственный университет, ул. З. Халилова, 23, AZ-1148 Баку, Азербайджан В данной обзорной работе изложены результаты по изучению электрофи- зических свойств диодов Шоттки (ДШ), изготовленных на основе различ- ных металлических сплавов. Приведены результаты автора данной рабо- ты и других авторов по изменению свойств ДШ в зависимости от выбран- ных металлических составов и структур плёнок металла. При рентгено- фазовом анализе исследуемых систем, — Ni–Ti, Pb–Sb, Al–Ni, TiB, — установлено, что основные сплавы при определённой пропорции компо- нентов имеют аморфную структуру, а остальные плёнки — поликристал- лическую. Определены основные параметры ДШ в зависимости от состава и структуры изученных плёнок. Выяснены причины появления избыточ- ного тока и других наблюдаемых эффектов вблизи температуры кристал- лизации исследуемых аморфных металлических плёнок. Показано, что наблюдаемые при термоотжиге эффекты связаны с изменениями струк- туры аморфной плёнки металла при переходе в поликристаллическое со- стояние. В даній оглядовій роботі викладено результати з вивчення електрофізич- них властивостей діод Шотткі (ДШ), виготовлених на основі різноманіт- них металевих стопів. Наведено результати автора даної роботи та інших авторів стосовно зміні властивостей ДШ в залежності від обраних метале- вих складів і структур плівок металу. За рентґенофазової аналізи дослі- джуваних систем, — Ni–Ti, Pb–Sb, Al–Ni, TiB, — встановлено, що основ- ні стопи при певній пропорції компонентів мають аморфну структуру, а інші плівки — полікристалічну. Визначено основні параметри ДШ в за- лежності від складу і структури вивчених плівок. З’ясовано причини по- яви надлишкового струму та інших спостережуваних ефектів поблизу температури кристалізації досліджуваних аморфних металевих плівок. Показано, що спостережувані за термовідпалу ефекти пов’язані зі зміна- ми структури аморфної плівки металу при переході в полікристалічний стан. Успехи физ. мет. / Usp. Fiz. Met. 2012, т. 13, сс. 397–416 Îòòèñêè äîñòóïíû íåïîñðåäñòâåííî îò èçäàòåëÿ Ôîòîêîïèðîâàíèå ðàçðåøåíî òîëüêî â ñîîòâåòñòâèè ñ ëèöåíçèåé 2012 ÈÌÔ (Èíñòèòóò ìåòàëëîôèçèêè èì. Ã. Â. Êóðäþìîâà ÍÀÍ Óêðàèíû) Íàïå÷àòàíî â Óêðàèíå. 398 И. Г. ПАШАЕВ In a given article, results on electrophysical properties of the Schottky diodes (HCD) fabricated of different metal alloys are reviewed. Results of author of a given review as well as other authors on the change of HCD properties de- pending on the chosen metal compositions and structures of metal films are presented. As revealed from X-ray diffraction analysis of the Ni–Ti, Pb–Sb, Al–Ni, TiB systems investigated, the main alloys have the amorphous struc- ture at a certain proportion of components, while other films have the poly- crystalline structure. Critical parameters of HCD depending on the composi- tion and structure of the studied films are determined. The reasons of excess current and other observed effects near the crystallisation temperature of the investigated amorphous metal films are ascertained. As shown, the ef- fects observed at the thermal annealing are concerned with the changes in the structure of metallic amorphous film during transition into polycrystalline state. Ключевые слова: состав и структура аморфных металлов, диоды Шоттки, плёнка сплава полупроводников, деградация, избыточный ток. (Получено 8 февраля 2012 г.; после доработки — 29 апреля 2012 г.) 1. ВВЕДЕНИЕ Настоятельной потребностью современной полупроводниковой техники остаётся увеличение надёжности и улучшение качества электронных приборов, в том числе приборов на основе барьера Шоттки. В литературе, посвящённой физике и технологии контак- та металл–полупроводник, изучена лишь роль полупроводника в происходящих процессах, ролью металла в большинстве случаев пренебрегали. Роль металла и его кристаллической структуры в процессах либо не рассмотрена, либо плохо изучена. Чтобы иден- тифицировать роль металла, были изучены свойства ДШ в зависи- мости от структуры и области контакта металлов [1–3, 10, 11–14, 19, 23, 27]. Доказано, что главные параметры ДШ, такие как плот- ность потока насыщенности, высота барьера, напряжение пробоя, коэффициент неидеальности, зависят от размера области контакта и металлической толщины плёнки. Экспериментальные результа- ты были объяснены неоднородной моделью контакта. Согласно этой модели изучен контакт всех параллельно соединённых элементов с различными высотами барьера и другими параметрами [2, 6, 12, 21–27]. Для неоднородной модели предложена геометрическая мо- дель расстройства ДШ. Изучено влияние микроструктуры металла на омическое поведение контакта. Для улучшения качества ДШ предлагается использовать аморфные плёнки металлов [1–4, 12, 25–27]. Доказано, что у ДШ, произведённых с аморфными плёнка- ми металлов, больше надёжности для параметров термостабильно- сти. Это важно для электроники высоких температур. В последние ИЗУЧЕНИЕ КОНТАКТОВ Si С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ 399 годы ХХ столетия внимание физиков и материаловедов было при- влечено к таким конденсированным средам, для которых харак- терно неупорядоченное расположение атомов в пространстве. От- крытие аморфных металлов внесло большой вклад в науку о метал- лах, существенно изменив наши представления о них [5, 7, 9, 12, 15–24]. Оказалось, что аморфные металлы разительно отличаются по своим свойствам от металлических кристаллов, для которых ха- рактерно упорядоченное расположение атомов. Известно, что аморфные плёнки металлов хорошо выполняют функции диффузи- онных барьеров в микроэлектронных структурах [1, 5, 12, 16–23], и позволяют изготавливать ДШ с высоким потенциальным барьером (до 1 эВ), что представляет интерес для солнечной энергетики [1, 23]. Перспективность применения металлических стёкол в технике хорошо известна благодаря ряду уникальных физико-химических свойств: высокой прочности и пластичности, высокой коррозион- ной стойкости и магнитной проницаемости, термической стабиль- ности, стабильности механических и электрических параметров и многим другим. К сожалению, потенциальные возможности аморфных металлических сплавов не раскрыты для нужд микро- электроники. C освоением технологии сверхбольших интегральных схем (СБИС), не только растут степень интеграции и надёжность, но и с уменьшением размеров элементов сокращается время прохождения сигнала, в результате чего увеличивается быстродействие микро- схем. С другой стороны, освоение субмикронных размеров порождает новые проблемы, среди которых важное место занимает «эффект близости» контактирующих материалов, возрастает роль диффузи- онных процессов, приводящих к ухудшению надёжности и каче- ства электронных приборов [15, 16]. В таких условиях традиционные материалы металлизации Al, Au не удовлетворяют требованиям надёжности и качества. Взаим- ная диффузия атомов контактирующих материалов приводит к вы- ходу из строя отдельных элементов микросхем, или всего кристал- ла в целом. В работе [16] показано, что все причины, вызывающие деградацию СБИС, в конечном счёте, связаны с диффузионными процессами, возникающими в объёме или на границе раздела кон- такта металл–полупроводник (ГР КМП). В этом отношении аморфные металлы являются многообещаю- щими по следующим причинам, в отличие от поликристаллов, в аморфных материалах отсутствует зернистая структура и границы зёрен, в аморфных плёнках должна формироваться более однород- ная граница раздела (ГР), и, как результат этого, ДШ должен обла- дать свойствами, близкими к идеальным. 400 И. Г. ПАШАЕВ Известно, что размеры, геометрическое расположение и локаль- ные свойства зёрен поликристаллических металлов неодинаковы. Отсутствие зернистой структуры делает поверхность аморфного вещества (и соответственно, ГР в контакте с другими твёрдыми те- лами) однородной, гомогенной, что очень важно для изготовления надёжных и качественных элементов микросхем с идентичными параметрами. Так как в аморфных материалах отсутствует зерни- стая структура, то нет границ зёрен, которые являются основными транспортными путями для диффузионных процессов. В результате этого в аморфных металлических плёнках почти не протекают диффузионные процессы, которые деградируют приборы, снижают их качество и надёжность. По этой причине аморфные металличе- ские плёнки хорошо исполняют роль диффузионных барьеров в ин- тегральных микроструктурах с многоуровневой металлизацией. По этой же причине аморфные металлы являются перспективным ма- териалом для высокотемпературной электроники [22]. До 70-х го- дов ХХ века ДШ с деградированной характеристикой не изучались по той простой причине, что такие диоды с точки зрения практики не представляли интереса. Считалось, что появление таких диодов среди нормальных является результатом влияния случайных ло- кальных дефектов, или же, говоря другими словами, является следствием технологии изготовления. В настоящее время свойства ДШ с деградированной характеристикой интенсивно изучаются в связи с настоятельным требованием увеличения надёжности, каче- ства и процента годных приборов [15, 116, 25–27]. С другой сторо- ны предполагается, что деградированные участки ВАХ содержат ценную информацию, необходимую для установления истинной природы процессов, протекающих на границе раздела ГР и меха- низма токопереноса в контакте металл–полупроводник (КМП) [16, 22, 25–27]. Необходимо также отметить, что основным преимуществом аморфных металлов перед монокристаллическими является их ра- диационная устойчивость. Другие преимущества аморфных метал- лов по сравнению с монокристаллическими показаны в [16]. В работе [22] исследовались аморфные плёнки Ni0,55Nb0,45, Ni0,55Mo0,45, Mo0,6Si0,4, W0,9Si0,1. Толщина плёнок около 1 мкм, удельное сопротивление в пять раз выше, чем для кристаллических сплавов того же состава. Однако поверхностное сопротивление по- рядка 1 Ом, т.е. вполне приемлемо для технического использова- ния. У аморфных плёнок Ni0,55Nb0,45, Ni0,55Mo0,45, Mo0,6Si0,4 температу- ры перехода в кристаллическое состояние, так как оказались доста- точно низкими (около 773–798 К) и только у W–Si — 973 К. Для изучения диффузии в аморфную плёнку вводилось золото ионным имплантированием, после чего плёнку аморфного сплава ИЗУЧЕНИЕ КОНТАКТОВ Si С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ 401 W–Si отжигали в течение 35 ч при 723 К. Коэффициент диффузии золота D при 723 К равнялся 810 19 см2/с. Отметим, что если D  10 16 см 2/с, то требуется 300 лет, чтобы атомы золота прошли на глубину 1 мкм. В [22] также предлагается в качестве контактных площадок ис- пользовать аморфные слои NiNb, NiMo, MoSi. В работе [23] в качестве тонкоплёночного диффузионного барьера предлагается аморфный сплав (TiN)0,88Sm0,12. Экспериментальные данные показывают, что большой успех ожидается при применении в качестве барьерного слоя аморфных сплавов W–N. Лучшие из этих сплавов в аморфном состоянии непроницаемы для диффузии даже при температурах выше 1073 К в течение 30 мин [16]. С изме- нением температуры и состава плёнки металла происходит струк- турное изменение металлических сплавов, в связи с этим изменя- ются и параметры ДШ [1, 5, 9]. В работе получено NixTi100x–n-Si ДШ и изучено влияние измене- ния составов и структур плёнок металла на электрофизические свойства NixTi100x–n-Si ДШ. Наблюдался избыточный ток -(NiTi)– n-Si в ДШ вблизи температуры кристаллизации аморфного метал- лического сплава. В некоторых случаях под действием различных факторов при низких прямых напряжениях в ДШ появляется из- быточный ток, так как ВАХ деградирует [2, 10]. В [33, 36] показа- но, что для -(NiTi)–n-Si в ДШ избыточный ток появляется при температуре около 673 К, как показано (рис. 1). С изменением тем- пературы происходят структурные изменения [8–10] в аморфных металлических плёнках, из-за этого в ДШ появляются деградации при малых прямых напряжениях, что видно на ВАХ. Представляет интерес также исследование деградационных (из- быточные токи) свойств под действием термоотжига. По сравнению с аморфным полупроводником потенциальные возможности аморф- ных металлов для нужд микроэлектроники полностью ещё не рас- крыты. Однако можно ожидать, что в будущем в этой области науки и техники произойдут изменения, и плёнки этих материалов, наря- ду со стандартным назначением, найдут широкое применение в производстве электронных приборов [16]. Уже первые научные со- общения показывают, что аморфные плёнки металлов позволяют изготовить надёжные, качественные, термостабильные активные элементы микросхем. Электрофизические свойства контакта крем- ния с плёнками различных аморфных сплавов изучены в работах [1, 3, 17–19]. Подобные исследования в случае контакта GaAs c аморфными металлическими материалами проводились в [20, 21, 24]. Исследование контактных свойств аморфных металлов с моно- кристаллическими полупроводниками кроме прикладного значе- ния представляет ещё и научный интерес для проверки выводов фи- 402 И. Г. ПАШАЕВ зической теории, описывающей контактные явления, поскольку такая ГР должна отличаться повышенной гомогенностью и отсут- ствием дефектов на ГР. В работе [17] молибден-никелевая система была выбрана для изучения по следующим причинам: во-первых, Mo и Ni соблюдают правила структурных различий для образова- ния аморфной фазы; Mo–Ni плёнки являются фактически аморф- ными в широком интервале вариации состава: от 20 до 70 атомного процента Mo; во-вторых, эти аморфные плёнки термически ста- бильны. На образцах, напылённых на кремний, после часового от- жига при 798 К и ниже поликристаллическая фаза не наблюдалась; и, в-третьих, Mo, Ni и силициды использовались как контакты на кремнии или как межсоединения, их электрические характеристи- ки сравнивались с аморфными контактами Mo–Ni. Для измерения высот барьеров изготовлены круглые диоды Шот- тки двух диаметров (d  0,5 и 1,0 мм) на p-Si с удельным сопротив- лением 1–3 Омсм и n-Si (100) с удельным сопротивлением 2–4 Омсм, также методом ‘lift-off’ Mo–Ni плёнки, предназначенные для измерения с и в, были получены одновременным реактивным распылением из сложной мишени. По следующим одинаковым процедурам были изготовлены три комплекта образцов с различ- ным процентным составом Mo и Ni. Составы трёх слоёв были определены методом спектрометрии об- ратного рассеяния, их аморфная структура была установлена по дифракции рентгеновских лучей. Высота барьера контакта аморфного сплава -(Mo–Ni)–Si была определена обычным методом ВАХ. Были измерены прямые и об- ратные ВАХ образцов на подложках n-типа. В табл. 1 представлены средние значения высоты барьера наряду со средними значениями фактора неидеальности, который вычислен из прямого направле- ния. Для образцов на p-типе кремния высоты барьеров определя- лись только по обратным ветвям ВАХ. Результирующая вp также показана в табл. 1. Высота барьера, свеженапылённых аморфных образцов Mo–Ni, вполне приемлема, так как удовлетворяется соот- ношение вp  вn  Eg(Si)  1,12 B в рамках точности эксперимента. Значения коэффициента неиде- альности (n  1,01) говорят о хорошем диодном поведении контак- тов. Для определения их термостабильности была измерена высота барьера тех же комплектов образцов после вакуумного отжига при 773 К в течение получаса. Вновь измеренные значения также пока- заны в табл. 1. В основном изменение наблюдается для каждого со- става в отдельности для p- или n-типа барьера, и сумма вp  вn уменьшается на 0,03–0,05 B. Понижение высот барьера приписы- ИЗУЧЕНИЕ КОНТАКТОВ Si С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ 403 вается, во-первых, периферийному источнику неоднородности ГР металл–полупроводник после термоотжига, и, во-вторых, увеличе- нию эффективной контактной площади вследствие нерегулярной морфологии ГР. После отжига высоты барьеров сходятся к общему значению (0,04 и 0,60 эВ) без учёта слоя смести. Этот результат предполагает образование общего пограничного слоя. Спектр, по- лученный в спектроскопе обратного рассеяния, в самом деле, пока- зывает реакцию на пограничный слой во всех образцах. Как видно из табл. 1, 2 Mo–Ni плёнки остаются аморфными после отжига при 773 К. В работе [18] были получены и изучены контакты аморфного сплава FeW с p- и n-типами кремния. ДШ были изготовлены мето- дом магнетронного распыления с вращающейся подложкой и сложной мишенью. Аморфная структура Fe–W подтверждена ана- лизом рентгеновских лучей. Состав устанавливается спектрометри- ей обратного рассеяния — Fe0,45W0,55. Электрическое удельное со- противление аморфного слоя было порядка   100 мкОмсм. Для определения высоты барьера в качестве подложки была использо- вана кремниевая пластинка с удельным сопротивлением 1–10 Омсм. Круглые диоды трёх диаметров (d  0,4, 0,9, 2,4 мм) были изготовлены по технологии ‘lift-off’. В этом случае контакт образо- вывался плёнкой FeW толщиной 3000 Å. Высота барьера определя- лась по ВАХ и методу Норди: вn  0,61 эВ для -(Fe–W)–n-Si ДШ; вp  0,51 эВ для -(Fe–W)–p-Si ДШ. Коэффициент неидеальности n  1,08. Удельное контактное сопротивление -(Fe–W)–n-Si ДШ ТАБЛИЦА 1. Средние значения высоты барьера и фактора неидеальности свеженапылённых и отожжённых диодов Шоттки. Образцы Свеженапылённые После отжига (500С, 0,5 ч) Аморфные вp, эВ вn, эВ n вp  вn, эВ вp, эВ вn, эВ n вp  вn, эВ Mo0,3Ni0,7 0,47 0,63 1,01 1,10  0,02 0,44 0,63 1,01 1,07  0,02 Mo0,54Ni0,46 0,42 0,68 1,01 1,10  0,02 0,42 0,63 1,01 1,05  0,02 Mo0,58Ni0,42 0,42 0,68 1,01 1,10  0,02 0,42 0,64 1,1 1,06  0,02 Ni 0,59–0,66 Mo 0,55–0,59 Ni2Si 0,71 NiSi 0,66 NiSi2 0,64 MoSi2 0,55 404 И. Г. ПАШАЕВ с  0,1 мкОмсм и -(Fe–W)–p-Si ДШ с  2,8 мкОмсм. Изучалась также термостабильность образцов. Получено, что удельное кон- тактное сопротивление остаётся постоянным после термоотжига до 500С в течение 30 минут. Высота барьера увеличивалась от 0,61 до 0,65 эВ для -(Fe–W)–n-Si ДШ, отожжённых при 300С в течение 30 минут. После отжига при 400С в течение 30 минут коэффициент неидеальности и обратный ток росли. Предполагается, что деграда- ция происходит за счёт металлургического взаимодействия между аморфными слоями (Fe–W) и Si , т.е. при температурах выше 650С начинают формироваться силициды, а также возможно диффузия железа. Параметры изученных контактных структур в различных техно- логических условиях представлены в табл. 2. [18]. В работе [19] разработана технология получения тонких метал- лических аморфных плёнок, и изучены физико-химические и структурные свойства при различных температурных условиях. В частности исследовано влияние высокотемпературного отжига на структуры Au–аморфный сплав–Si или GaAs. В качестве аморфно- го сплава использовали сплавы на основе Ni0,47Nb0,53, Ir0,58Ta0,42. Аморфные сплавы получены методом катодного распыления в триодной установке. Плёнка осаждалась со скоростью 10 нм/мин до толщины слоя 500 нм. Использовались подложки из стекла, меди, кремния и арсенида галлия, температура подложек не поднималась выше 300 К в течение осаждение. Кристаллическая природа осадка была оценена с использованием стандартной техники угловой ди- фракции рентгеновских лучей. Структуры на основе аморфного сплава NiNb были нестабильны при высоких температурах. При ТАБЛИЦА 2. Экспериментальные значения удельного сопротивления c и высоты барьера вn для Fe–W контактов на Si. Термообработка Удельное контакт- ное сопротивление, мкОмсм вn, эВ -(Fe–W) на n  -Si ND  1020 ат/см3 -(Fe–W) на p  -Si NA  1020 ат/см3 -(Fe–W)–n-Si Fe–n-Si W–n-Si Свежеизготовленные диоды 0,10  0,05 1,8  0,8 0,61  0,01 0,65 0,67 Отжиг при 400C, 30 мин 0,20  0,10 1,1  0,3 Отжиг при 500C, 30 мин 0,10  0,05 1,1  0,3 ИЗУЧЕНИЕ КОНТАКТОВ Si С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ 405 нагреве больше 400С наблюдалась сильная диффузия Au сквозь аморфный слой толщиной 500 нм, встречная диффузия атомов по- лупроводника, химическое взаимодействие Ni с подложкой. Для создания структур, способных работать при температурах выше 500С, был выбран сплав Ir0,58Ta0,42. После отжига при темпе- ратуре 700С в течение 24 часов практически не наблюдается диф- фузия Au сквозь аморфный слой толщиной 200 нм. Есть только не- значительная встречная диффузия атомов подложки. Полученные аморфные плёнки были применены для изготовления ДШ [18]. Ис- следованы четыре системы, сконструированные с использованием аморфных плёнок NiNb и TaIr на кремнии и арсениде галлия. Вы- сота барьера была определена из прямой ветви ВАХ. Температур- ные зависимости снимались в диапазоне температур 30–150С. Контакты -(Ni–Nb)–n–n -Si были подвержены отжигу при тем- пературах 350 и 400С в течение 16 часов. При низких температу- рах высота барьера изменялась от 0,51 до 0,54 эВ, что является не- значительным. Коэффициент неидеальности почти не изменялся. После отжига при высоких температурах высота барьера почти ис- чезла ( 0,11 эВ) и коэффициент неидеальности увеличился от 1,03 до 1,86. Удовлетворительной стабильностью обладал контакт -(Ta–Ir)– n–n -Si при отжиге 350С за 40 часов, но постепенное отклонение наблюдалось после 77 часового отжига при 400С. Это сочетание является наиболее термоустойчивым. В течение различных усло- вий отжига коэффициент неидеальности диодов оставался равным своему первоначальному значению 1,16, включая, в том числе от- жиг при 400С. После 17 часового отжига при 450С диоды дегради- ровали, коэффициент неидеальности равен 1,22 и после 32 часового отжига равен 1,40. В случае контакта -(Ni–Nb)–n–n -GaAs высота барьера свежеиз- готовленных контактов была 0,72 эВ. Свежеизготовленные -(Ta– Ir)–n–n -GaAs диоды с высотой барьера 0,67 эВ подвергались раз- личным терминальным циклам, дающим высоту барьера 0,73 эВ после часового отжига при 350С, 0,74 эВ после 17 часового при 350С и 0,68 эВ после 2 часового при 500С. Все эффекты термической деградации в этих системах, автором объяснены диффузией и химическими реакциями на ГР КМП. В работе [24] изучались полевые транзисторы с затвором Шотт- ки. Барьер Шоттки образовывался между аморфным сплавом Si– Ge–B и GaAs. Плёнка -(Si–Ge–B) осаждалась на n-слой термиче- ским распадом смеси силан–герман–диборан под низким давлени- ем в печи при 450С. Обнаружено, что высота барьера -(Si–Ge–B)–n-GaAs диодов за- метно больше по сравнению с высотой барьера эталонного Al–n- GaAs диода. Отклонение коэффициента неидеальности от единицы 406 И. Г. ПАШАЕВ незначительно. Контакты были оценены как хорошие диоды Шотт- ки. Было обнаружено, что с ростом содержания бора высота барьера росла с 0,91 до 0,99 эВ. Таким образом, из вышеизложенного можно заключить, что ди- одные структуры, изготовленные на основе контактов Si и GaAs с аморфными металлическими материалами, обладают достаточно высоким качеством и надёжностью. Всё это даёт нам основание по- лагать, что применение аморфных металлических плёнок позволя- ет изготовить надёжные, качественные и термостабильные актив- ные и пассивные элементы микросхем, поскольку аморфные плён- ки химически неактивны, диффузионные процессы протекают медленно. В этом контексте нам представляется актуальным изго- товление и сравнительное изучение электрофизических свойств контактов кремния с аморфными и поликристаллическими мате- риалами. В качестве полупроводника использование кремния свя- зано с тем, что он монопольно используется в производстве инте- гральных схем. В качестве металлов использованы Al, Ni, Ti, Au, Cu и другие аморфные сплавы, изготовленные на их основе, по- скольку и эти металлы также широко применяются в микроэлек- тронике. 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ В работах [6, 7, 30, 34] исследовались изготовления ДШ в качестве полупроводника, использована кремниевая пластинка n-типа с ориентацией (111) и удельным сопротивлением n-слоя 0,7 Омсм. В качестве металла использовали сплав NixTi100x (где х  0, 10, 25, 35, 58, 87, 100). Плёнки сплава NixTi100x получены методом электрон- но-лучевого испарения из двух источников. Структура сплава плёнки контролировалась методом рентгенографического анализа на промышленной установке ДРОН-2. Рентгенограмма приведена на рис. 1. Как видно из рисунка, плёнка сплава Ni35Ti65 имеет аморфную структуру, а остальные плёнки — поликристалличе- скую. Такой вывод сделан на основании того, что у кристаллов чёт- ко выражена серия максимумов и минимумов, что говорит не толь- ко о правильном расположении ближайших атомов, но и о суще- ствовании дальнего порядка, т.е. в кристаллах можно провести ко- ординаты, по которым взаимное расположение атомов на одном и том же расстоянии во много раз превышает величину элементарной ячейки. В аморфной плёнке Ni35Ti65, также как и в кристаллах, первый максимум полностью разрешён, т.е. первый минимум каса- ется оси абсцисс. Это значит, что на определённом расстоянии плотность рассеянных электронов практически равна нулю. Мак- симумы и минимумы выражаются благодаря наличию разных межатомных расстояний, стремясь в пределе к плавной кривой. В ИЗУЧЕНИЕ КОНТАКТОВ Si С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ 407 аморфной Ni35Ti65 плёнке соблюдается только ближний порядок в пределах каждой элементарной ячейки, построенной так же, как и в кристалле. За пределами ячейки порядок нарушается. Это проис- ходит потому, что каждая следующая ячейка несколько повёрнута относительно предыдущей, причём направление поворотов часто статистическое. В связи с этим интерес представляет исследование деградационных (избыточные токи) свойств под действием термо- отжига. Аналогичные рентгенограммы получены также и для дру- гих сплавов. В исследовании деградации ВАХ ДШ заключается в том, что она в нормальных условиях встречается нечасто. Поэтому для подробного изучения указанных вопросов исследованы ВАХ ДШ, деградированного искусственно путём локального нарушения границы раздела [2, 7, 12, 16, 25–27]. Структура плёнки сплава до и после отжига контролировалась с помощью рентгенографического анализа. В результате рентгенофазового анализа системы Ni–Ti установ- лено, что в зависимости от количества атомов Ni до получения со- става Ni35Ti65 периоды кристаллической решётки меняются, не подчиняясь закону Вегарда. Из литературы [8] известно, что Ti имеет объёмноцентрирован- ную решётку J с периодом элементарной ячейки a  3,33 Å, Ni име- ет гранецентрированную решётку F с периодом a  3,52 Å. Также есть сведения о существовании гексагональных модификаций этих компонентов. Рис. 1. Рентгенограммы плёнок металла NixTi100x (где х  0 (1), 10 (2), 25 (3), 35 (4), 58 (5), 87 (6), 100 (7)). 408 И. Г. ПАШАЕВ т и п ы р е ш ё т к и п е р и о д ы р е ш ё т к и 5 4 3 2 1 x а т , % № Т А Б Л И Ц А 3 . М е ж п л о с к о с т н ы е р а с с т о я н и я d (Å ), и н д е к с ы (h k l), п е р и о д ы (a ) и т и п ы р е ш ё т к и н а р е н т г е н о г р а м - м а х с п л а в о в N i x T i 1 0 0  x . J 3 ,3 3 Å 1 ,0 5 4 1 ,1 7 5 1 ,3 6 4 1 ,6 9 0 2 ,3 5 6 d , Å 2 1 3 1 0 2 2 0 2 1 1 2 0 0 1 1 0 h k l P 3 ,9 2 Å 1 ,1 6 3 1 ,2 7 5 1 ,4 0 8 2 ,2 5 4 2 ,7 9 7 d , Å 1 0 2 2 2 2 3 0 0 2 2 0 1 1 1 1 1 0 h k l P 4 ,4 5 Å 1 ,1 7 5 1 ,4 3 5 1 ,8 2 4 2 ,3 1 1 3 ,0 8 3 d , Å 2 5 3 3 2 1 3 1 1 2 1 1 2 0 0 1 1 0 h k l – – – – – – – – 3 5 4 – – – – – – P 3 ,5 2 Å 1 ,1 0 0 1 ,1 9 9 1 ,2 6 6 1 ,5 6 4 2 ,0 5 8 d , Å 5 8 5 3 1 0 3 0 0 2 2 0 2 1 0 1 1 1 h k l P 4 ,4 5 Å 1 ,1 9 9 1 ,1 0 0 1 ,2 6 6 1 ,5 6 6 2 ,0 1 6 4 ,4 3 0 d , Å 8 7 6 3 2 1 4 0 0 2 2 2 2 2 0 2 1 0 1 0 0 h k l P 3 ,5 2 Å 1 6 ,0 3 7 1 ,1 1 0 1 ,2 3 9 1 ,8 0 0 2 ,0 1 8 d , Å 1 0 0 7 2 2 2 3 1 1 2 2 0 2 0 0 1 1 1 h k l ИЗУЧЕНИЕ КОНТАКТОВ Si С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ 409 Однако полученные нами дифрактограммы чистых элементов Ni и Ti показали, что рефлексы дифрактограммы индицируются на основе примитивных кубических решёток P (табл. 3); поэтому, приняв за основу кубическую решётку, проиндицировали рентге- нограммы, соответствующие различным составам NixTi100x. Опре- делено, что увеличение количества Ni в области 0, 10, 25, 35 приво- дит к кристаллизации образца. Однако нет никаких закономерных изменений периодов решётки. Высота барьера и коэффициент неидеальности вычисляются по известной формуле [10, 12]: 2 0 Б exp exp 1b Б eU I SA T k T nk T                  , где пр 0 Б exp eU I I nk T        . (1) Прологарифмировав выражение (1), получим: пр 0 Б ln ln eU I I nk T   . (2) Из (2) следует, что ВАХ в полулогарифмическом масштабе описы- вается прямой линией, поэтому ток насыщения определяется путём экстраполяции прямой графика на ось ординат при U  0 В. После нахождения I0 значение коэффициента неидеальности n определя- ют по формуле: Б 0 ln e U n k T I    , где S — площадь контакта, A0 — постоянная Ричардсона, Т — тем- пература контакта, b — высота потенциального барьера, n — ко- эффициент неидеальности, U — потенциал смещения, kБ — посто- янная Больцмана, е — заряд электрона. Как отмечалось выше, в зависимости от количества атомов Ni до получения состава Ni35Ti65 периоды кристаллической решётки ли- нейно меняются. С увеличением количества атомов Ni увеличива- ется высота барьера и уменьшается коэффициент неидеальности ДШ (рис. 2, а и 2, б). При составе Ni35Ti65 полученный образец явля- ется аморфным. Из рисунков видно, что этому составу ДШ соответ- ствует наибольшая высота барьера и наименьший коэффициент не- идеальности. С дальнейшим увеличением количества Ni (в области 35, 58, 87, 410 И. Г. ПАШАЕВ 100) уменьшается высота барьера и увеличивается коэффициент неидеальности ДШ. Это объясняется тем, что система Ni–Ti образу- ет твёрдые растворы. Сравнивая результаты рентгенофазового ана- лиза и величины параметров ДШ можно заключить, что изменение параметров NixTi100x–n-Si ДШ связаны с изменением состава и структуры плёнки металлов. На рисунке 3 представлены ВАХ для -(NiTi)–n-Si ДШ до и после отжига при температуре 673 К. Как видно из графика при малых прямых напряжениях после термоотжига появляется избыточный ток. Известно, что аморфные плёнки металла при определённых тем- пературах меняют структуру и переходят в поликристаллическое состояние. Следовательно, можно предположить, что появление избыточного тока в ДШ после отжига при температуре 673 К и вы- ше связано с изменением структуры металлической плёнки сплава. Рис. 3. ВАХ -(NiTi)–n-Si диодов Шоттки до (1) и после (1) термоотжига при 673 К. а б Рис. 2. (а) Зависимость высоты барьера и (б) коэффициента неидеальности от состава. ИЗУЧЕНИЕ КОНТАКТОВ Si С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ 411 Действительно, исследования структуры металлической плёнки Ni35Ti65 на установке ДРОН-2 до и после отжига при температуре 673 К показали, что плёнка металла из аморфного или квази- аморфного состояния переходит в поликристаллическое (рис. 4). Как видно из [32] плёнка сплава Ni35Ti65 имеет аморфную струк- туру до отжига. В аморфной плёнке Ni35Ti65 первый максимум пол- ностью разрешён, после отжига при 673 К и выше плёнка металла из аморфного состояния переходит в поликристаллическое. Для количественного определения величины избыточного тока ВАХ Ni35Ti65–n-Si ДШ использовали отношение избыточного тока к нор- мальному при фиксированном значении напряжения ( 0,20 В)V  : и н I b I  , где Iи — избыточный ток, Iн — нормальный ток. На рисунке 5 представлены зависимости b от величины нагрузки Рис. 4. Рентгеноструктурный анализ аморфных металлических плёнок - (NiTi); 1 — до, 1 — после термоотжига при 673 К. а б Рис. 5. Зависимость параметра деградации b от величины F [Г] (N  1) и количества нарушений N(F  110 Г) для Ni35Ti65–n-Si ДШ, где S  1000 мкм2, Vпр  0,20 В. 412 И. Г. ПАШАЕВ F [Г] и количества нарушений N. Выяснено, что с увеличением F [Г] и N, b линейно увеличивается. После нарушения границы раздела (ГР) ток через диод равен сумме токов, проходящих через нарушен- ные и ненарушенные участки. Путём механического нарушения ГР искусственно деградирова- но семь составов NixTi100x–n-Si ДШ и изучены параметры, описы- вающие деградационные процессы. Найдена зависимость парамет- ра деградации b от процентного содержания компонентов в сплаве NixTi100x, где N  1, F  110 Г, S  1000 мкм2. Как видно из табл. 4, b имеет минимум при х  35, т.е. для случая контакта с аморфной плёнкой сплава Ni35Ti65. Из рисунка 2 видно, что Ni35Ti65 ДШ соот- ветствует наибольшая высота барьера и наименьший коэффициент неидеальности, т.е. ГР однородна. Следовательно, представленные результаты позволяют заключить, что контакт с аморфным спла- вом обладает сравнительно однородной ГР [1–3, 7, 12, 30–37]. С увеличением однородности ГР увеличивается высота барьера и уменьшается коэффициент неидеальности [7, 1234]. Рентгено- структурные анализы полученных плёнок с различным содержани- ем компонентов, проведённые на промышленной установке ДРОН- 2, показали, что Ni35Ti65 и Pb52Sb48 имеют аморфную структуру, а остальные плёнки — поликристаллическую [37]. Влияние термо- отжига на свойства таких -(TiB2)–n-Si ДШ контролировалось ме- тодом снятия ВАХ как в прямом направлении, так и в обратном [2, 12]. Получены типичные ВАХ ДШ в нормальном, искусственно де- градированном и отожжённом состояниях. Из полученных результатов видно что, во-первых, основной этап процесса отжига происходит за короткие начальные промежутки времени, во-вторых, отжиг «излечивает» повреждённые диоды. Для количественной характеристики изменения избыточного тока под действием отжига применялась формула: н 0 н t T I I I I     , где Iн — ток нормального (неповреждённого) диода Шоттки, I0 — ток диода непосредственно после воздействия идентором (t  0), It — ТАБЛИЦА 4. Зависимость параметра деградации от процентного содер- жания компонентов в сплаве NixTi100x, где N  1, F  110 Г, S  1000 мкм2. xат, % Nix 0 25 35 58 87 100 Ti100x b 187 148 96 155 174 198 ИЗУЧЕНИЕ КОНТАКТОВ Si С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ 413 ток повреждённого диода, отожжённого в течение времени t [с], T — характеризует относительное изменение избыточного тока под действием термоотжига за время t. С изменением параметров отжига его значение меняется в интер- вале 0  T  1. На рисунке 3 представлены ВАХ для -(PbSb)–n-Si ДШ до и после отжига при температуре 180С. Как видно из графи- ка при малых прямых напряжениях после термоотжига появляется избыточный ток, так как ВАХ деградирует [7–11, 33]. Известно, что аморфные плёнки металла при определённых тем- пературах меняют структуру и переходят в поликристаллическое состояние [2–9]. Следовательно, можно предположить, что появле- ние избыточного тока в ДШ после отжига при температуре 180С и выше связано с изменением структуры металлической плёнки сплава. Действительно, исследования структуры металлической плёнки Pb52Sb48 на установке ДРОН-2 до и после отжига при темпе- ратуре 180С показали, что плёнка металла из аморфного или ква- зиаморфного состояния переходит в поликристаллическое [32] (рис. 2). Как видно из [27] работу плёнка сплава Pb52Sb48 и Ni35Ti65 имеет аморфную структуру до отжига, а после отжига при 180С и выше плёнка металла из аморфного состояния переходит в поликристал- лическое. Для решения проблемы влияния микроструктуры металличе- ских слоёв на свойства диодов Шоттки при малых прямых напря- жениях перспективным является материал либо с аморфной струк- турой, либо с монокристаллической. Практически изготовление интегральной микросхемы с применением ДШ на монокристалли- ческих слоях является весьма трудной технологической задачей. В этом отношении более перспективным является металл с аморфной структурой. На работу [33, 37] показана зависимость высоты барьера от про- центного содержания компонентов в сплаве для NixTi100x–n-Si ДШ и PbxSb100x–n-Si ДШ. Указанные зависимости были получены при комнатной температуре для обоих диодов. Термоотжиг проводился в атмосфере при температурах от 50C до 600C в течение 10 минут. Как видно из работ [33, 37] наибольшие высоты барьеров отно- сятся к контактам с аморфными сплавами Ni35Ti65 и Pb52Sb48 и наиболее термостабильными по сравнению с диодами, изготовлен- ными на основе плёнок сплава с поликристаллической структурой, являются ДШ, изготовленные с применением аморфного металли- ческого покрытия. Уменьшение высоты барьера наблюдаются для Ni35Ti65–n-Si ДШ при 550С и Pb52Sb48–n-Si ДШ при 210С. Остальные же диоды пре- рывают свою зависимость при различных температурах отжига и при дальнейшем отжиге не показывают выпрямляющих характе- 414 И. Г. ПАШАЕВ ристик. Следовательно, можно предположить, что изменение высоты ба- рьера ДШ после термоотжига 550С и 210С и выше связано с изме- нением структуры металлических плёнок сплава, исследования структуры металлической плёнки Ni35Ti65 и Pb52Sb48 при температу- ре 550С и 210С показали, что плёнка металла из аморфного или квазиаморфного состояния переходит в поликристаллическое. Об этом свидетельствуют и электронно-микроскопические исследова- ния поверхности плёнок. Сравнивая результаты зависимости параметров ДШ от процент- ного содержания компонентов и от термоотжига можно заключить, что параметры ДШ связаны с изменением микроструктуры плёнки. Электрофизические свойства NixTi100x–n-Si (где х  4, 19, 35, 74, 96) ДШ изучены при малых прямых напряжениях [33, 34]. Сплав Ni35Ti65 имеет аморфную структуру, найдена высота потенциально- го барьера двумя методами (метод I–V, и I–T). Полученные резуль- таты показывают, что высота барьера весьма чувствительна к со- ставу металлического сплава. Самая большая высота барьера отно- сится к контактам кремния с аморфными металлическими сплава- ми. С изменением температуры и состава плёнки металла происходит структурное изменение металлических сплавов, в связи с этим из- меняются и параметры ДШ [1, 2, 12, 27–37]. В работе [34] представлена экспериментальная ВАХ NixTi100x–n- Si ДШ, где параметром прямых является процентное содержание компонентов сплава. Значение высоты барьера определялось двумя методами. Согласно первому способу (метод I–V), из эксперимен- тальной ВАХ сперва определялось сопротивление перехода. Таким образом, найдены значения высоты барьера в для NixTi100x–n-Si ДШ (где х  4, 19, 35, 74, 96). Суть второго способа заключается в том, что как следует зависимости lnRT от l/Т описываются прямой линией, наклон которой определяет высоту потенциального барье- ра в (метод I–Т). Соответствующие результаты показаны в табл. 5. Как видно из таблицы 5 высот потенциальных барьеров, найден- ных методами (I–V) и (I–Т), самая большая высота относится к NixTi100x–n-Si ДШ, где сплав имеет аморфную структуру. ТАБЛИЦА 5. Зависимость высоты потенциального барьера двумя метода- ми (метод I–V, и I–T) от процентного содержания компонентов в сплаве NixTi100x–n-Si диодов Шоттки. x, % 4 19 35 74 96 в(I–V) 0,61 0,65 0,69 0,64 0,63 в(I–T) 0,54 0,58 0,60 0,53 0,51 ИЗУЧЕНИЕ КОНТАКТОВ Si С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ 415 Полученные результаты для V  kБТ/е позволяют заключить, что по сравнению с поликристаллической плёнкой металла, в случае контакта аморфной плёнки металла с кремнием граница раздела относительно однородна, высоты барьера весьма чувствительны к составу металлического сплава, свойства NixTi100x–n-Si ДШ зависят от состава и структуры плёнки. Как отмечалось выше, в зависимости от количества атомов Ni до получения состава Ni35Ti65 периоды кристаллической решётки ли- нейно меняются. С увеличением количества атомов Ni увеличива- ется высота барьера и уменьшается коэффициент неидеальности ДШ (рис. 5, а и 5, б). При составе Ni35Ti65 полученный образец явля- ется аморфным. Из рисунков видно, что этому составу ДШ соответ- ствует наибольшая высота барьера и наименьший коэффициент не- идеальности. С дальнейшим увеличением количества Ni (в области 35, 58, 87, 100) уменьшается высота барьера и увеличивается коэффициент неидеальности ДШ. Это объясняется тем, что система Ni–Ti образу- ет твёрдые растворы. Сравнивая результаты рентгенофазового анализа и величины па- раметров ДШ можно заключить, что изменение параметров ДШ связано с изменением состава и структуры плёнки металла [1–4, 6, 7, 12, 27–37]. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. D. K. Wickenden et al., Solid-State Electron., 27: 515 (1984). 2. Ш. Г. Аскеров, Н. С. Болтовец, И. Г. Пашаев, Ш. С. Асланов, Электронная техника. Сер. 10. Микроэлектронные устройства, 2(68): 39 (1988). 3. M. J. Cole et al., Electron. Lett., 19: 474 (1983). 4. R. T. Tung, J. Vac. Sci. Technol., 2, No. 3: 465 (1984). 5. И. В. Золотухин, Ю. Е. Калинин, Укр. физ. ж., 160, № 9: 75 (1990). 6. Ш. Г. Аскеров, И. Г. Пашаев, Международная конференция ‘Fizika–2005’ (Азербайджан: 2005), т. 49, с. 193. 7. Sh. C. Askerov and I. G. Pashaev, 2 nd Int. Conference (Tabriz, Iran: 2004), p. 367. 8. А. Гинье, Рентгенография кристаллов: Теория и практика (Москва: Гос. изд. физ.-мат. лит.: 1961). 9. K. Судзуки, К. Хасимото, Х. Фудзимори, Аморфные металлы (Москва: Ме- таллургия: 1987). 10. А. И. Иващенко, Б. Е. Саморуков, А. Соломанов, Физ. техн. полупровод., 4: 770 (1979). 11. И. В. Золотухин, Соросовский образовательный журнал, 4: 74 (1997). 12. Ш. Г. Аскеров, Влияние степени неоднородности границы раздела на электрофизические свойства структур металл–вакуум и металл– полупроводник (Автореф. дис. … докт. физ.-мат. н.) (Баку: 1992). 13. В. К. Комар и др., Физ. техн. полупровод., 6: 711 (2007). 416 И. Г. ПАШАЕВ 14. Н. А. Пенин, Физ. техн. полупровод., 5: 562 (2000). 15. Тонкие плёнки. Взаимная диффузия и реакции (Ред. Дж. Поут, К. Ту, Дж. Мейер) (Москва: Мир: 1982). 16. И. В. Золотухин, Н. Ю. Соколов, Электронная техника. Микроэлектро- ника, 1: 23 (1989). 17. K. T. Y. Kung et al., J. Appl. Phys. Lett., 55: 3882 (1984). 18. M. Finetti, E. T. S. Pan, I. Suni, and M. A. Nicolet, Appl. Phys. Lett., 42, No. 11: 987 (1983). 19. G. Tod, P. G. Naris, I. H. Scoby, and M. Q. Kelly, Solid-State Electron., 27, No. 6: 507 (1984). 20. V. Šmíd, S. Kozár, J. J. Mares et al., J. Non-Cryst. Solids, 90, No. 1–3: 347 (1987). 21. S. Takatani, N. Natsuoka, J. Shigeta, and N. Hashimoto, J. Appl. Phys., 61, No. 1: 220 (1987). 22. J. D. Wiley, J. H. Perepezko, J. E. Nordman, and K.-J. Guo, IEEE Trans. Ind. Electron., 29, No. 2: 154 (1982). 23. W. Novak, R. Keukelaer, and W. Weng, J. Vac. Sci. Technol., 3, No. 6: 2242 (1985). 24. M. Suzuki et al., Jap. J. Appl. Phys., 22: L709 (1983). 25. П. Н. Крылов, Физика, 4: 125 (2006). 26. П. Н. Крылов, Физ. техн. полупровод., 3: 306 (2000). 27. А. А. Гурбанов, Деградация свойств диодных структур с барьером Шотт- ки на основе кремния (Дис. … канд. физ.-мат. н.) (Баку: 1998). 28. И. Г. Пашаев, Вестник Бакинского Университета, 1: 68 (1999). 29. И. Г. Пашаев, Вестник Бакинского Университета, 3: 94 (1999). 30. Ш. Г. Аскеров, И. Г. Пашаев, Р. Ф. Мехтиев, Вестник Бакинского Универ- ситета, 1: 79 (2006). 31. Ш. Г. Аскеров, Р. Ф. Мехтиев, И. Г. Пашаев, Вестник Бакинского Универ- ситета, 3: 162 (2006). 32. Ш. Г. Аскеров, И. Г. Пашаев, Р. Ф. Мехтиев, Вестник Бакинского Универ- ситета, 2: 135 (2007). 33. Ш. Г. Аскеров, Р. Ф. Мехтиев, И. Г. Пашаев, Вестник Бакинского Универ- ситета, 3: 141 (2008). 34. I. G. Pashaev, Int. J. Techn. Phys. Probl. Eng., 41, No. 10: 41 (2012). 35. Ш. Г. Аскеров, Ш. С. Асланов, И. Г. Пашаев, Электронная техника. Сер. 10. Микроэлектронные устройства, 6, № 78: 46 (1989). 36. Ш. Г. Аскеров, Ш. С. Асланов, И. Г. Пашаев, Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Физика и применение контакта металл–полупроводник» (Киев: 1987), с. 16. 37. И. Г. Пашаев, Баку АН. Физика, 3, № 4: 64 (1997). http://static.bsu.az/w8/Xeberler%20Jurnali/riyaz%20%202006%20%203/162-166_curves.pdf http://static.bsu.az/w8/Xeberler%20Jurnali/riyaz%20%202006%20%203/162-166_curves.pdf

Схожі ресурси