A low-resistance ohmic contact for silicon semiconductor devices

• Published in: Solid-state electronics 1961-01, Vol.2 (4), p.202-208
• Main Authors: Matlow, S.L., Ralph, E.L.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0038-1101; 1879-2405
• DOI: 10.1016/0038-1101(61)90039-9

A low-resistance ohmic contact to lapped silicon can be obtained by a displacement plating of gold followed by an electrodeposition of copper. The contact resistance is found to be less than that obtained using unfired auto-reductive electroless nickel. The bonding strength of the contacts is found to be quite good as determined by a torque test. The mechanism of the displacement plating is discussed from the viewpoint of the factors found to influence the plating rate and adherence. A figure of merit is defined which indicates the conditions necessary to obtain good adherence. The contact resistance is found to be a linear function of the displacement plating time. A hypothesis is offered to explain these observations. Un contact ohmique de basse résistance jointe au silicium peut-être obtenu par un placage à déplacement d'or suivi par une superposition à électrode de cuivre. On découvre que la résistance de contact est moins que celle obtenue en utilisant un procédé autoréductif sans électrode au nickel. On démontre, avec l'aide d'une expérience à couple, que la force du lien des contacts est satisfaisante. Le mécanisme du placage à déplacement est ensuite discuté du point de vue tendant à influencer le taux de placage et l'adhérence. Un facteur de mérite indiquant les conditions nécessaires pour obtenir une bonne adhérence est défini. On démontre que la résistance de contact est une fonction linéaire de la durée de placage à déplacement. Une hypothèse est offerte pour expliquer ces observations. Durch elektrolytische Abscheidung von Gold und darauf folgende Elektroden-Abscheidung von Kupfer entsteht auf geläpptem Silizium ein ohmscher Kontakt mit geringem Widerstand. Der Übergangswiderstand ist kleiner als der beim Plattieren mit ungeglühtem autoreduktivem Nickel entstehende Widerstand. Die Haftfähigkeit des Kontakts wurde mittels eines Torsionsversuches geprüft und ergab sich als zufriedenstellend. Es folgt eine Diskussion der Faktoren, die die Abscheidungsgeschwindigkeit und Haftfähigkeit bei diesem Prozess beeinflussen. Die zur Erzielung guter Haftung erforderlichen Bedingungen werden durch Definition einer Leistungsziffer angegeben. Der Übergangswiderstand ist eine lineare Funktion der Abscheidungszeit. Zur Erklärung der Beobachtungen wird eine Hypothese entwickelt.