УДК 621.382
ГОТОВЫ1 И., БЕЛЯЕВ А.А.,
КОНАКОВА Р.В., МИЛЕНИН В.В.
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ФАКТОРА НА
ТЕРМИЧЕСКУЮ И РАДИАЦИОННУЮ СТАБИЛЬНОСТЬ
КОНТАКТОВ ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ СТРУКТУРНО-
ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ СЛОЕВ МЕТАЛЛИЗАЦИИ
Институт физики полупроводников НАНУ, Киев, Украина, тел.: (38044) 2656182
fax: (38044) 2658342, e-mail: konakova@eee.semicond.kiev.ua
1Словацкий Технологический Университет, Ильковича, 3, 81219 Братислава, Словакия,
тел.: 810421760291594, fax: 810421765423480; e-mail: hotovy@elf.stuba.sk
Анализ совокупности экспериментальных данных, полученных при
исследовании контактов с антидиффузионными барьерами позволил обосновать
модель, согласно которой токопрохождение в контактах зависит от
конкурирующего действия канала, обусловленного локальными областями с
повышенной концентрацией дефектов в полупроводнике. Эти малые по площади
области
характеризуются
пониженной
высотой
барьера
и
высоким
последовательным сопротивлением. Наличие таких каналов может служить
причиной понижения термической и радиационной стабильности контактов, т.к.
терморадиационные обработки могут существенно изменять концентрацию
глубоких уровней в полупроводнике.
Представляет
практический
интерес
проанализировать
взаимосвязь
структурно-фазовых переходов в слоях металлизации с возникновением таких
каналов и влиянием неоднородного распределения дефектов в полупроводнике на
токоперенос при изменении площади контактов.
Уникальным объектом для решения поставленной задачи являются структуры
NbNх-GaAs. Как было показано ранее варьируя условия напыления NbNх можно
реализовать три типа переходов беспорядок-порядок, отличающихся типом
ближнего порядка в исходных аморфных слоях [1].

Тип.I. Структурный переход беспорядок-порядок-фаза -NbNх
Анализ прямых ветвей вольтамперных характеристик (ВАХ) параметром
которых является площадь контакта показал, что, структурно-фазовый переход типа
переход беспорядок-фаза -NbNх не сопровождается существенным изменением
прямых ветвей вольт-амперных характеристик, которые могут быть описаны
выражением для термоэмиссионного тока
(eV - IR )
I = I
T
S exp

nkT
(1)
где R - последовательное сопротивление базы диодов.
Наблюдаемые изменения токов при уменьшении площади контактов могут
быть следствием возрастания ограничивающего сопротивлением базы.
Облучение -квантами приводит к появлению участка избыточных токов,
наиболее сильно выраженного в контактах с площадью 1,3.10-3 см2. Причины их
возникновения анализировались ранее [2]. Наблюдаемое совпадение начальных
участков ВАХ контактных структур диаметром 800 мкм и 100 мкм позволяют
оценить площадь возникающего при облучении дополнительного канала
токопрохождения 8.10-5 см2. Причины их возникновения анализировались ранее [2].
Наблюдаемое совпадение начальных участков ВАХ контактных структур диаметров
800 мкм и 100 мкм позволяют оценить площадь возникающего при облучении
дополнительного канала токопрохождения 8.10-5 см2.
Тип II. Структурный переход порядок-порядок
Изменение типа доминирующей фазы в слое металлизации оказывает
существенное влияние на вид ВАХ и величину токов протекающих в контакте. Уже
в исходных структурах отсутствует четко выраженный линейный участок ln I от V .
ВАХ становится плавной в выше отмеченных координатах. Величина
дифференциального наклона d ln I зависит от прикладываемого напряжения -
dV
уменьшается при увеличении смещения. Характер изменения ВАХ позволяет
сделать вывод, что рассмоттренный выше механизм переноса тока, не может быть
использован при анализе контактных структур данного типа. Мало вероятна и

возможность привлечения для объяснения полученных результатов механизмов
термополевой и полевой эмиссии из-за низкой 1.1016 см-3 концентрации свободных
носителей. Поэтому полагаем, что в данных объектах возрастает роль генерационно-
рекомбинационных процессов в переносе тока. В этом случае изменение площади
контакта не оказывает существенного влияния на вид ВАХ. Отжиг приводит к
фазовому переходу
- NbN - NbN
x
x
(2)
в слое металлизации. Вид ВАХ изменяется. Появляется участок избыточного
тока, а при больших прямых смещениях участок линейной зависимости тока от V .
Наблюдаемые особенности, по-видимому, обусловлены двумя причинами:
а) лучшим встраиванием решетки -NbNx в решетку GaAs;
б) частичным отжигом имеющихся в GaAs дефектов, образующих глубокие
уровни.
Структурная гомогенизация материала приводит к тому, что уменьшение
площади контакта сопровождается переходом к более идеальной ВАХ, что и
наблюдается на опыте.
Действие -облучения на контактные структуры данного типа зависят от
уровня структурных нарушений в полупроводнике. В сильно диструктированных
переходах со слоями NbNx - облучение практически не оказывает влияния на вид
ВАХ. Размерная зависимость характеристик обусловлена R . В структурах -NbNx
действие облучения тем сильнее, чем больше площадь контакта.
Тип III. Структурный переход беспорядок-порядок
Анализ прямых ветвей ВАХ для структурно-фазового перехода беспорядок-
порядок и сравнения полученных зависимостей с предыдущими результатами
позволяет сделать заключение об идентичности их поведения.
Таким образом, суммируя выше сказанное можно отметить, что в диапазоне
изменений площадей контактов 8.10-5 - 5.10-3 см2 размерный фактор не оказывает
существенного влияния на радиационную стабильность контакта. Стабильность
барьеров Шоттки NbNx--GaAs к уровню радиационных воздействий связана с

изменением дефектной подсистемы полупроводника, которая изменяется при
наличии структурно-фазовых переходов в слоях металлизации.
1. А.А.Беляев, И.Готовы, Е.Ф.Венгер и др. ЖТФ.-1998.-Т.68.-1.-С.63-66.
2. И.Готовы, А.А.Беляев, Е.Ф.Венгер и др. Физика и химия обработки материалов.-
1999.-4.-С.72-77.