Título

Metal contacts on GaSb substrates and GaInAsSb epilayers for infrared detector applications

Autor

JOSE LUIS HERRERA CELIS

Colaborador

CLAUDIA REYES BETANZO (Asesor de tesis)

JOSE LUIS HERRERA PEREZ (Asesor de tesis)

Nivel de Acceso

Acceso Abierto

Resumen o descripción

Any electronic device requires ohmic contacts for interconnection with the outside. In this case, a manufacturing process of ohmic contacts on GaSb substrates and GaInAsSb epilayers was tested as part of the manufacture of an infrared detector for monitoring environmental aromatic pollutants. The process includes seven steps: cleaning, surface passivation, thermal annealing premetallization, photolithography, metallization, lift-off and thermal annealing after metallization. In order to validate the process and to know the effects of each step, a series of tests were carried out using GaSb substrates. Those tests show mainly the effects of the passivation and the thermal annealing on contact parameters. In GaInAsSb epilayers, the cleaning procedure and the metal layers deposited were changed taking into account the previous results and the composition of the epilayers.

Through the complete process and depositing Pd/In/Pd/Au-Ge/Pd/Au on GaSb, ohmic contacts with a linear current-voltage characteristic have been obtained. Moreover, Schottky barriers have been the result of applying the process on GaInAsSb epilayers. Thus, taking into account the effects of the carrier concentration in the height and width of the barrier, tests on GaInAsSb epilayers doped in the range of 5×1015−8×1017 𝑐𝑚−3 have been carried out. I-V measurements show the domain of the field emission mechanism on the thermionic emission mechanism as the doping density increases.

Todo dispositivo electrónico requiere contactos óhmicos para interconectarse con el exterior. En este caso, un proceso de fabricación de contactos óhmicos (sobre sustratos de GaSb y películas cuaternarias de GaInAsSb) ha sido probado como parte de la fabricación de un detector infrarrojo para el monitoreo de contaminantes ambientales de tipo aromático. El proceso contempla siete pasos: limpieza, pasivación de la superficie, recocido térmico antes de la metalización, fotolitografía, metalización, lift-off y recocido térmico después de la metalización. Para validar el proceso y conocer los efectos de cada paso se llevaron a cabo una serie de pruebas empleando sustratos de GaSb. Estas pruebas revelan principalmente los efectos de la pasivación y los recocidos térmicos sobre los parámetros de contacto. En las películas de GaInAsSb, el procedimiento de limpieza y las capas de los metales depositados fue modificado teniendo en cuenta los resultados preliminares y su composición.

Con el proceso completo y depositando Pd/In/Pd/Au-Ge/Pd/Au sobre GaSb, se obtuvieron contactos óhmicos con una característica corriente-voltaje lineal. Por otra parte, barreras Schottky han sido el resultado de aplicar el proceso a muestras de GaInAsSb. Por ende, teniendo en cuenta los efectos de la concentración de portadores en el alto y ancho de la barrera, se llevaron a cabo pruebas sobre películas de GaInAsSb dopadas en el rango de 5.0×1015−8.0×1017 𝑐𝑚−3. Las mediciones I-V revelan el dominio del mecanismo de conducción de efecto de campo sobre el mecanismo de conducción de emisión termoiónico a medida que la concentración de portadores aumenta.

Editor

Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica

Fecha de publicación

julio de 2012

Tipo de publicación

Tesis de maestría

Versión de la publicación

Versión aceptada

Formato

application/pdf

Idioma

Inglés

Audiencia

Estudiantes

Investigadores

Público en general

Sugerencia de citación

Herrera-Celis J.L.

Repositorio Orígen

Repositorio Institucional del INAOE

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