顕微光応答法による金属‐半導体界面反応層のミクロ解析

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代表的な積層電極材料であるTi/Pt/AuとGaAsとの界面反応について、顕微光応答法を中心として実験的に解析した結果、以下の知見を得た。1)電極形成直後の状態では、光応答の信号強度は大きい。しかし、電流‐電圧特性の理想因子(n値)は悪く面内のバラツキも大きい。これは電子ビ-ム蒸着時にGaAs表面に導入された欠陥によるものと考えられる。2)200℃の熱処理により光応答信号はわずかに減少し、n値は改善される。電極特性の面内均一性はよくなる。ショットキ-障壁高さは熱処理前と比べて変化はないため、この熱処理により欠陥が回復したものと思われる。3)250〜300℃において光応答信号はさらに減少し、約400℃までは界面内での均一性もよい。電流‐電圧特性はこれより約50℃高い温度で変化する。この温度範囲で、中間層であるPtとGaAsとの固相反応が起こっていると思われる。顕微光応答法では、この反応の初期あるいは前駆過程をみているものと考えられる。4)450℃において電極特性は劣化する。顕微光応答法により、劣化領域はショットキ-障壁が低く、電極周辺部から不均一に発生し拡大していくことが明らかになった。マイクロオ-ジェ分析の結果も併せて考察すると、劣化領域はAu‐Ga合金相であると考えられる。このAu‐Ga合金領域の面積に対応して、電流‐電圧特性にはオ-ミック性の過剰電流が重畳して現われる。