Features of ohmic contact with an ion-induced p-GaAs nanolayer

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The properties of a metal contact with a p-GaAs layer ~8 nm thick induced by low-energy Ar+ ions on an n-GaAs wafer as a result of the conduction tipe type conversion have been studied. The metal was deposited according to the standard technology on the surface of the semiconductor p-GaAs with a natural oxide layer, partially restored when the sample was transferred to a deposition setup. To prevent metallization of the nanolayer, the contact was not annealed. Therefore, a Schottky barrier emerged at the interface and a residual oxide layer retained. However, current-voltage characteristics showed that the formed contact is predominantly ohmic. It has been found that a high concentration of ion-induced defects radically reduces the width of the Schottky barrier and ensures the tunneling of holes and electrons of the semiconductor valence band through the barrier in the forward and reverse directions, respectively. It is shown that ion bombardment of the p-GaAs semiconductor surface makes it possible to obtain an ohmic contact with any metal without annealing. It is concluded that the ion-stimulated modification of the semiconductor and the exclusion of annealing make it possible to obtain a tunnel ohmic contact with an extremely thin p-GaAs nanolayer coated with a residual layer of natural oxide.

About the authors

V. М. Mikoushkin

Ioffe Institute

Author for correspondence.
Email: V.Mikoushkin@mail.ioffe.ru
Russian Federation, St. Petersburg

Е. А. Markova

Ioffe Institute

Email: V.Mikoushkin@mail.ioffe.ru
Russian Federation, St. Petersburg

D. А. Novikov

Ioffe Institute

Email: V.Mikoushkin@mail.ioffe.ru
Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Baca A.G., Ashby C.I.H. Ohmic contacts. // Fabrication of GaAs Devices. London, UK: IET, 2005. P. 179.
  2. Blank T.V., Gol’dberg Yu.A. // Semiconductors. 2007. V. 41. P. 1263. https://doi.org/10.1134/S1063782607110012
  3. Mikoushkin V.M., Bryzgalov V.V., Nikonov S.Yu., Solonitsyna A.P., Marchenko D.E. // EPL. 2018. V. 122. P. 27002. https://doi.org/10.1209/0295-5075/122/27002
  4. Mikoushkin V.M., Makarevskaya E.A., Brzhezinskaya M. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 539. P. 148273. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.148273
  5. Mikoushkin V.M., Makarevskaya E.A., Marchenko D.E. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 577. P. 151909. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.151909
  6. Макаревская Е.А., Новиков Д.А., Микушкин В.М., Калиновский В.С., Контрош Е.В., Толкачев И.А., Прудченко К.К. // Поверхность: Рентген. синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. Т. 10. С. 81. https://doi.org/10.31857/S1028096022100107
  7. Surdu-Bob C.C., Saied S.O., Sullivan J.L. // Appl. Surf. Sci. 2001. V. 183. P. 126. https://doi.org/10.1016/S0169-4332(01)00583-9
  8. Feng L., Zhang L., Liu H., Gao X., Miao Z., Cheng H.C., Wang L., Niu S. Characterization study of native oxides on GaAs(100) surface by XPS. // Proc. SPIE. Fifth International Symposium on Photoelectronic Detection and Imaging, Beijing, China. 2013. V. 8912. P. 89120N. https://doi.org/10.1117/12.2033679
  9. Mikoushkin V.M., Bryzgalov V.V., Makarevskaya E.A., Solonitsyna A.P., Marchenko D.E. // Semiconductors. 2018. V. 52. P. 2057. https://doi.org/10.1134/S1063782618160194
  10. Малевская А.В., Калиновский В.С., Ильинская Н.Д., Малевский Д.А., Контрош Е.В., Шварц М.З., Андреев В.М. // ЖТФ. 2018. Т. 88. Р. 1211. https://doi.org/10.21883/JTF.2018.08.46311.2591
  11. Haynes W.M. // CRC Handbook of Chemistry and Physics. 95th ed. London: CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, 2014. 2704 p. https://doi.org/10.1201/b17118
  12. Ziegler J.F., Manoyan J.M. // Nucl. Instr. Meth. B. 1988. V. 35. P. 215. https://doi.org/10.1016/0168-583X(88)90273-X
  13. Streetman B.G., Banerjee S.K. Junctions. // Solid State Electronic Devices. 6th ed., Upper Saddle River, New York: Prentice-Hall, 2006. P. 154.
  14. Swaminathan V. // Bull. Mater. Sci. 1982. V. 4. P. 403. https://doi.org/10.1007/BF02748739
  15. Puska M.J. // J. Phys.: Condens. Matter. 1989. V. 1. P. 7347. https://doi.org/10.1088/0953-8984/1/40/010.
  16. Kuriyama K., Yokoyama K., Tomizawa K., Takeuchi T., Takahashi H. // Appl. Phys. Lett. 1992. V. P. 843. https://doi.org/10.1063/1.107763
  17. Hurle D.T.J. // J. Appl. Phys. 2010. V. 107. P. 121301. https://doi.org/10.1063/1.3386412
  18. Соболев Н.А., Бер Б.Я., Казанцев Д.Ю., Калядин А.Е., Карабешкин К.В., Микушкин В.М., Сахаров В.И., Серенков И.Т., Шек Е.И., Шерстнев Е.В., Шмидт Н.М. // Письма ЖТФ. 2018. Т. 44. С. 44. https://doi.org/10.21883/PJTF.2018.13.46326.17139
  19. Kittel C. // Introduction to solid state physics (8th ed.). New Jersey: Wiley, 2013. P. 680. https://kittel.pdf (elte.hu)
  20. Sze S.M. Physics of semiconductor devices. New York: John Wiley&Sons. 1981. P. 815. https://doi.org/10.1002/0470068329

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».