Pd/Si-based Emitter Ohmic Contacts for AlGaAs/GaAs HBTs

Pd/Si/Ti/Pt and Pd/Si/Pd/Ti/Au ohmic contacts to n-type InCaAs were investigated for applications to AlGaAs/GaAs HBT emitter ohmic contacts. In the Pd/Si/Ti/Pt ohmic contact, as-deposited contact showed non-ohmic behavior, and high specific contact resistivity of $5\times10^{-3}\Omega\textrm{cm}^2$ was achieved by rapid thermal annealing at $375^{\circ}C$/10 sec. However, the specific contact resistivity decreased remarkably to $2\times10^{-6}\Omega\textrm{cm}^2$ by annealing at $425^{\circ}C$/10sec. In the Pd/Si/Pd/Ti/Au ohmic contact, minimum specific contact resistivity of $3.9\times10^{-7}\Omega\textrm{cm}^2$ was achieved by annealing at $400^{\circ}C$/20sec. In both ohmic contacts, low contact resistivity and non-spiking planar interface between ohmic materials and InGaAs were maintained. Therefore, these thermally stable ohmic contact systems are promising candidates for compound semiconductor devices. RF performance of the AlGaAs/GaAs HBT was also examined by employing the Pd/Si/Ti/Pt and Pd/Si/Pd/Ti/Au systems as emitter ohmic contacts. Cutoff frequencies were 63.9 ㎓ and 74.4 ㎓, respectively, and maximum oscillation frequencies were 50.1 ㎓ and 52.5 ㎓, respectively. It shows very successful high frequency operations.

AlGaAs/GaAs HBT 에미터 전극용 Pd/Si계 오믹 접촉

AlGaAs/GaAs HBT 에미터 오믹 접촉을 위해 n형 InGaAs에 대한 Pd/Si/Ti/Pt 및 Pd/Si/Pd/Ti/Au 오믹 접촉 특성을 조사하였다. Pd/Si/Ti/Pt 오믹 접촉의 경우, 증착 상태에서는 접촉 비저항을 측정할 수 없을 정도의 비오믹 특성을 보였으며, $375^{\circ}C$에서 10초 동안 열처리한 경우 $5\times10^{-3}\Omega\textrm{cm}^2$의 높은 접촉 비저항을 나타내었다. 그러나 열처리 조건을 $425^{\circ}C$, 10초로 변화시킬 경우 $2\times10^{-6}\Omega\textrm{cm}^2$의 낮은 접촉 비저항을 나타내었다. Pd/Si/Pd/Ti/Au 오믹 접촉의 경우, $450^{\circ}C$까지의 열처리 동안에 전반적으로 우수한 오믹 특성을 나타내어 $400^{\circ}C$, 20초의 급속 열처리 조건에서 최저 $3.9\times10^{-7}\Omega\textrm{cm}^2$의 접촉 비저항을 나타내었다. 두 오믹 접촉 모두 오믹 재료와 InGaAs의 평활한 계면을 유지하면서 우수한 오믹 특성을 나타내어, 화합물 반도체 소자의 오믹 접촉으로 충분히 응용 가능하였다. Pd/Si/Ti/Pt 및 Pd/Si/Pd/Ti/Au를 AlGaAs/GaAs HBT의 에미터 오믹 접촉으로 사용하여 제작된 HBT 소자의 고주파 특성을 측정한 결과, 차단 주파수가 각각 63.9 ㎓ 및 74.4 ㎓로, 또한 최대공진 주파수가 각각 50.1 ㎓ 및 52.5 ㎓로 우수한 작동특성을 보였다.