Rev. Phys. Appl. (Paris) 18, 695-702 (1983)
DOI: 10.1051/rphysap:019830018011069500

Corrélations entre méthode de préparation, hauteur de barrière et états d'interface dans les contacts métal-GaAs

C. Barret, F. Chekir, T. Neffati et A. Vapaille

Institut d'Electronique Fondamentale, Université Paris-XI, Bât. 220, 91405 Orsay Cedex, France

Abstract
Interface states distribution in metal-semiconductor contacts can be determined by studying variations of Schottky diode capacitance as a function of frequency, temperature and forward bias. This method, called Schottky Capacitance Spectroscopy is applied to contacts between Ag, Au, Al and diversely prepared surfaces : cleavage under ultra-high vacuum or controlled gazeous atmosphere, cleavage followed by ion-bombardment, chemical etch, molecular beam epitaxy. So, the rôle played by a great number of physical parameters on interface states distribution and barrier height can be determined. It is established that only the creation of a severely perturbed interfacial zone of a few angströms width can significantly modify the properties of the barrier.

Résumé
La distribution des états d'interface dans un contact métal-semiconducteur peut être déterminée à partir de l'étude du comportement de la capacité dynamique d'une diode Schottky sous polarisation directe en fonction de la fréquence, la température et la tension appliquée. Cette méthode, appelée Spectroscopie de Capacité Schottky est appliquée à des dépôts d'Ag, Au et Al sur des surfaces de GaAs préparées de manières très diverses : clivage sous ultravide ou sous gaz, clivage suivi de bombardement ionique, nettoyage chimique, épitaxie par jets moléculaires. Ceci permet de tester le rôle joué par un grand nombre de paramètres sur la distribution des états d'interface et la hauteur de barrière. On constate que ces propriétés ne sont affectées de manière importante que par la création d'une zone interfaciale fortement perturbée, s'étendant sur plusieurs couches atomiques.

PACS
7320 - Electronic surface states.
7330 - Surface double layers, Schottky barriers, and work functions.
7340N - Electrical properties of metal nonmetal contacts.
8115G - Vacuum deposition.
0510D - Epitaxial growth.
2530D - Semiconductor metal interfaces.

Key words
aluminium -- etching -- gallium arsenide -- gold -- III V semiconductors -- interface electron states -- molecular beam epitaxial growth -- Schottky effect -- semiconductor epitaxial layers -- semiconductor metal boundaries -- silver -- Ag GaAs -- Au GaAs -- Al GaAs -- metal semiconductor contacts -- Schottky diode capacitance -- forward bias -- Schottky capacitance spectroscopy -- ion bombardment -- chemical etching -- molecular beam epitaxy -- interface states distribution -- barrier height