Thermodynamic evaluation of Ga-X-Co (X = P, As, Sb) systems related to the metallization of III-V compound semiconductors

Laboratory of Solid State Chemistry and Materials Science, Eindhoven University of Technology, PO Box 513, 5600 MB Eindhoven, the Netherlands.

Abstract

In the present work use is made of equilibrium thermodynamics in predicting the variation of chemical composition in the diffusion zone during solid state reactions between III-V compound semiconductors and metals. Interactions of cobalt with GaX-compounds (X= P, As, Sb) are discussed. The reactive phase formation at the metal/compound semiconductor interfaces can be understood in terms of potential (activity) diagrams. When no thermodynamically stable ternary phases are formed, these diagrams can be constructed using pertinent information on binary systems.

Résumé

La thermodynamique d’équilibre est utilisée pour prévoir les variations de composition chimique dans la zone d’interdiffusion formée au cours des réactions à l’état solide entre métaux et composés III-V. Nous discutons plus particulièrement, les interactions entre le cobalt et les composés de type Ga-X (X= P, As. Sb).

La formation de phases par "diffusion réactive" à l’interface métal/composé semi- conducteur peut être comprise à l’aide des diagrammes de potentiel chimique (activité). Dans le cas où il n’existe pas de phases ternaires stables, ces diagrammes peuvent être construits grâce aux informations pertinentes fournies par les systèmes binaires.