Voy a regresar al CNF ( http://www.cnf.cornell.edu/ ) en breve.
Es una instalación de sala limpia para el usuario para el procesamiento de semiconductores.
Mi objetivo es hacer algunas muestras muy simples, para usar en los laboratorios de enseñanza de los estudiantes.
Tomaré obleas de Ge y Si y pulverizaré o evaporaré metal sobre ellas. La primera tarea es hacer contactos óhmicos para mediciones de transporte. (Efecto Hall y conductividad).
Entonces tuve la idea brillante (o tonta) de hacer también contactos no óhmicos (Schottky) con la muestra. Luego se pueden hacer mediciones de CV y obtener una tercera medida de la densidad de dopaje. Además de tener un diodo incorporado, podría usarse como sensor de temperatura.
Mi primer viaje allí fue un gran éxito.
Pulvericé dos puntos de titanio seguidos de aluminio en las muestras y luego evaporé dos puntos de Al solo.
Table of results:
Sample Ti/Al Al only
Si-p diode w/anneal ohmic contact
Si-n ohmic diode w/anneal
Si-int. ohmic (unsure.. I broke it.)
Ge-n ohmic ohmic
Ge-int ohmic some diode behavior.
Poor adhesion.
La muestra IV se hizo en Buf. Y luego las muestras se recocieron hasta 300C en una placa caliente. Excepto por el Ge intrínseco, la adhesión al metal fue buena.
(Todos pasaron la prueba de la cinta adhesiva).
Debo decir que el titanio parece ser un buen metal para los contactos.
OK después de esa introducción algunas preguntas.
Siento que estoy reinventando la rueda, he leído mucho en línea y en bibliotecas, pero no hay muchos consejos prácticos para hacer contactos con semiconductores.
(Hay mucha teoría). Sigo preguntándome si hay algún documento técnico antiguo de Bell Labs que pueda ayudarme. Si alguien sabe de algo así, espero que lo comparta.
Todavía me gustaría hacer un diodo con Ge. ¿Alguna idea de un metal para probar?
Al sondear las muestras de Ge con pines pogo de oro, parecía que el oro hizo un contacto rectificador. Pero supongo que el oro no se pegará muy bien. Pensé en probar indio.
El metal Ti/Al sobre Si desarrolló una capa negra alrededor de los bordes.
Supongo que esto es oxidación del Al.
Y voy a probar Gold para la capa superior.
Finalmente, ¿hay otras cosas/experimentos que podría hacer/probar colocando metal sobre semiconductores?
Debo agregar que los diodos mostraron una buena foto-respuesta.
Gracias por leer esta pregunta bastante larga.
Editar: agregando un enlace a las curvas IV (I es el eje vertical (y), canal 2, con ganancia mostrada) . https://www.dropbox.com/sh/v7roajd0dumt1o4/AABU1luSZvJFH2IND6SkRnnWa?dl=0 Ahora tengo saltadores en mi "estación de prueba".
Mi respuesta a estas preguntas siempre es Sze: "física de dispositivos semiconductores". La figura 13 en mi versión muestra las capacidades de dopaje de varios elementos contra Si, Ge y GaAs. Ti en Si está a 0,21 eV del borde de conducción, por ejemplo.
La fijación del nivel de Fermi se refiere a los estados de la superficie que tienen centros de captura que responden de manera más lenta y, por lo tanto, dominan el nivel de Fermi en general.
Lo que es interesante es que el contacto tipo P (o lo tengo al revés, es decir, tipo N) bajo el análisis clásico no puede formar un contacto óhmico. Me tomó un tiempo darme cuenta de que el contacto estaba dominado por efectos QM.
Muchos contactos son en realidad siliciuros, en procesos de 0,5 um (si la memoria no me falla) es NiSi, CoSi es común en la era de 180 -> 90 nm.
El oro en Si tiene dos estados, un donante que está 0,26 eV por encima de la banda de valencia y un aceptor que está 0,54 eV por debajo de la banda de conducción.
Curiosamente, en Ge, la mayoría de los metales tienen múltiples niveles de ionización, pero el cromo tiene dos niveles de donantes muy próximos entre sí que podrían funcionar como un diodo.
Me sorprende que tenga un recocido a 300 C, por lo general toma hasta 900 + C antes de que el Si pueda volver a recocerse por el daño del implante. Eso es lo que hace RTP.
Ignacio Vázquez-Abrams
Jorge Herold
Ignacio Vázquez-Abrams
Jorge Herold