Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 23, Numéro 11, novembre 1988
Page(s) 1825 - 1835
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0198800230110182500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1825-1835 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:0198800230110182500

Properties of sputtered mercury telluride contacts on p-type cadmium telluride

A. Zozime et C. Vermeulin

Laboratoire de Physique des Matériaux, CNRS, 1 place A. Briand, 92195 Meudon Cedex, France


Abstract
Because of the high value of its work function (qΦm ˜ 5.9 eV), the semimetallic compound HgTe has been used to realize ohmic contacts of low specific resistance ρc (Ω cm2) on the II-VI semiconductor compound p-type CdTe, in the bulk resistivity range 70 Ω cm < ρB < 45 kΩ cm. The HgTe films were deposited by cathodic sputtering in a mercury vapour, at about 150 °C. Planar contacts were carried out and their specific resistance determined from the Transmission Line Model (TLM) and the Extended Transmission Line Model (ETLM). The methodology of the measurement is developed. For high values of the bulk resistivity (ρB = 1.45 kΩ cm ; 13 kΩ cm ; 16 kΩ cm ; 45 kΩ cm), the ratio ρc/ρB is about 10 -2 cm, and the J(V) characteristics show a quasi linear shape. For ρB = 70 Ω cm, ρc/ρ B is about 10-1 cm, and the J(V ) characteristics are no more linear. The sputter etching of the CdTe surface before HgTe deposition does not affect these results. The chemical nature and/or the structural disorder of the CdTe surface account for the observed deviations to the thermo-ionic effect theory.


Résumé
La valeur élevée du travail de sortie du composé semi-métallique HgTe ( qΦm ˜ 5.9 eV) a conduit à utiliser ce matériau pour réaliser des contacts ohmiques de faible résistance spécifique ρ c (Ω cm2) sur le composé semi-conducteur II-VI CdTe de type p, dans la gamme des résistivités 70 Ω cm < ρ B < 45 kΩ cm. Les couches de HgTe ont été déposées par pulvérisation cathodique en atmosphère de mercure à des températures de l'ordre de 150 °C. Les contacts ont été réalisés en technologie planar et leur résistance spécifique déterminée à l'aide des modèles TLM (Transmission Line Model) et ETLM (Extended TLM). La méthodologie de la mesure est développée. Pour les résistivités élevées (ρB = 1,45 kΩ cm ; 13 kΩ cm ; 16 kΩ cm ; 45 kΩ cm), le rapport ρc/ρ B est de l'ordre de 10-2 cm, et les caractéristiques J(V) sont sensiblement linéaires. Pour ρB = 70 Ω cm, ρc/ρB est de l'ordre de 10-1 cm, et les caractéristiques J(V) ne sont plus linéaires. L'ensemble de ces résultats n'est pas affecté par l'attaque préalable par pulvérisation du CdTe. La nature chimique et/ou les désordres structurels de la surface de CdTe expliquent les déviations observées par rapport à la théorie de l'effet thermoionique.

PACS
7340N - Electrical properties of metal nonmetal contacts.
8115C - Deposition by sputtering.
2530D - Semiconductor metal interfaces.
0520F - Chemical vapour deposition.
2520D - II VI and III V semiconductors.

Key words
cadmium compounds -- contact resistance -- II VI semiconductors -- mercury compounds -- semimetallic thin films -- sputtered coatings -- work function -- semimetallic compound -- ohmic contacts -- specific resistance -- II VI semiconductor -- p type CdTe -- bulk resistivity -- HgTe films -- cathodic sputtering -- Transmission Line Model -- Extended Transmission Line Model -- sputter etching -- structural disorder -- thermo ionic effect theory -- CdTe surface -- CdTe HgTe