DE2148658A1 - Kleinflaechiger metall-halbleiterkontakt - Google Patents
Kleinflaechiger metall-halbleiterkontaktInfo
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Description
SIEMEIiSAKTIENGESELLSCHAET München 2, den
Berlin und München Y/ittelsbacherplatz
71/7122
Kleinflächlger Metall-Halbleiterkontakt
Die Erfindung bezieht sich auf einen kleinflächigen Metall-Halbleiterkontakt,
wobei eine Isolierschicht auf dem Halbleitermaterial an den Stellen, an denen der Halbleiter
kontaktiert v/erden soll, ausgespart ist, und wobei das Metall an diesen Stellen angebracht ist.
KIe.inflächige Metall-Halbleiterkontakte solcher Art sind bekannt,
Dabei wird zunächst auf die gesamte Oberfläche des Halbleiters eine Isolierschicht aufgebracht. An den Stellen,
an denen die Oberfläche des Halbleiters kontaktiert werden soll, wird die Isolierschicht entfernt. Schließlich werden
Kontakte vorgegebener Struktur auf der Isolierschicht und auf den freiliegenden Oberflächen des Halbleiters mit bekannten
Verfahren hergestellt. Diese Struktur, die z.B. kreisförmig sein kann, ist flächenmäßig erheblich größer
als der Metall-Halbleiterkontakt und kann mit bekannten Methoden kontaktiert v?erden.
Ein Nachteil solcher Metall-Halbleiterkontakte liegt darin, daß zwischen der Oberfläche des Halbleiters und dem Metall
auf der Isolierschicht eine parallel zu dem eigentlichen Kontakt liegende Kapazität entsteht, die in der Sperrphase
des Kontaktes störend ist. Bei Bauelementen, bei denen eine solche Parallelkapazität nicht zulässig ist,
können Metall-Halbleiterkontaktstrukturen dieser Art nur bedingt angewendet werden.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen kleinflächigen Metall-Halbleiterkontakt
anzugeben, bei dem die vorgenannten Nachteile vermieden sind.
VPA 9/712/1090 vP/BK -2·-
3098U/0535
Diese Aufgabe wird durch einen wie oben angegebenen Metall-Halbleiterkontakt
gelöst, der erfindungsgemäß dadurcb gekennzeichnet ist, daß sich in einem Bereich auf der Oberfläche
.des Halbleitermaterials eine Metallschicht und darauf eine Keimschicht befindet, daß auf der nicht mit Metall bedeckten
Oberfläche des Halbleiters und im Randbereich der Keimschicht die Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht
ist, und daß auf der von dieser Isolierschicht freigelassenen Oberfläche der Keimschicht eine aus elektrisch gut
leitfähigem Material bestehende Aufwachsschicht vorhanden ist, die die Ebene der Isolierschicht überragt und oberhalb" dieser
Ebene eine für die Kontaktierung ausreichend große Fläche besitzt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung-wird ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen kleinflächigen Metall-Halbleiterkontaktes vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
auf dem Halbleiter in dem Bereich, in dem der Halbleiter kontaktiert werden soll, eine Metallschicht aufgebracht wird,
daß auf dieser Metallschicht eine Keiraschicht aufgebracht wird, und daß die Isolierschicht zunächst auf die gesamte freiliegende
Oberfläche dee Halbleiters, der Keimschicht und der Metallschicht, soweit diese von der Keimschicht nicht überdeckt
wird, aufgebracht v/ird und daß die Isolierschicht anschließend
über der Keimschicht wenigstens bis auf einen verbleibenden Randbereich der Keimschicht, oder höchstens so weit
entfernt wird, daß die von der Isolierschicht freigelassene Oberfläche der Keimschicht gleich der gesamten Oberfläche der
Keimschicht ist und daß anschließend auf die freiliegende Oberfläche der Keimschicht die Aufwachsschicht solange aufgewachsen
wird, bis sie die Ebene der Isolierschicht überragt und oberhalb dieser Ebene eine für die Kontaktierung ausreichend
große !Fläche besitzt.
Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ins-
VPA 9/712/1090 -3-
309-8 U-/0535 -
-3- 2U8658
.Γ. Ί .
besondere darin, daß erfindungsgemäße kleinflächige Metall-Halbleiterkontakte
aiacb bei großer Dicke der Isolierschicht sicher kontaktiert werden können und daß die Parallelkapazität,
die zwischen der Oberfläche des Halbleiters und der Aufwachsschicht auf der Isolierschicht vorliegt, sehr klein ' ■
gehalten werden kann.
Zu der Erfindung führten die folgenden Überlegungen. Einer Erniedrigung der Parallelkapazität durch Verstärkung der
Isolierschicht 'wird dadurch eine Grenze gesetzt, daß erstens das aufgedampfte Metall von einer bestimmten Stärke der
Isolierschicht an keine zusammenhängende Schicht zwischen
der Oberfläche der Isolierschicht und der Oberfläche des Halbleiters bildet und daß zweitens die Herstellung sehr
kleinflächiger und maßhaltiger Öffnungen in der Isolierschicht bei großer Isolierschichtstärke schwierig-ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung
und den Figuren bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer "Weiterbildungen hervor.
Figur 1 zeigt den Metall-Halbleiterkontakt, bei dem auf die zu kontaktierende Stelle des Halbleiters eine mit einer Keimschicht
versehene Metallschicht aufgebracht ist.
Figur 2 zeigt die zunächst auf die gesamte freiliegende Oberfläche
des Halbleiters, der Metallschicht und der' Keimschicht aufgebrachte Isolierschicht.
Figur 3 zeigt die durch Entfernung der Isolierschicht über der
Eeimschicht freigelegte Oberfläche der Keimschicht.
Figur 4 zeigt die auf der freigelegten Oberfläche der Keimschicht
aufgewachsene Aufwachsschicht.
In der Figur 1 ist der Halbleiter mit dem Bezugszeichen 1 versehen,
y- - '< '■■·■■
VPA 9/712/1090 3098U/0B35 ^"
Der Halbleiter kann aus einem massiven Halbleiterkörper oder
aus einer Epitaxialscbicht, die auf einem hochdotierten Substrat
aufgebracht ist, sein. Torzugsweise besteht der Halbleiterkörper · aus Galliumarsenid. Auf dem Halbleiter ist an der Stelle, an .
der der Halbleiter kontaktiert werden soll die Metallschicht 2 aufgebracht. Durch Auswahl der Metalle,· die auf dem Halbleiter
vorzugsweise aufgedampft werden und dort die Schicht 2 bilden
und durch die Anwendung an sich bekannter Terfahrensschritte, können sperrfreie Kontakte oder Schottky-Metall-Halbleiterkontakte
hergestellt werden. Vorzugsweise wird zur Herstellung eines Schottky-Metall-Halbleiterkontaktes auf Galliumarsenid
b eine Metallschicht aus Chrom auf gebracht. Zur Herstellung eines
sperrfreien Kontaktes wird auf Galliumarsenid vorzugsweise eine Schicht aus einer Gold-Germanium- oder einer Silber-Indium-Germanium-Legierung
aufgebracht. Auf die Metallschicht 2 ist eine weitere Metallschicht aufgebracht, vorzugsweise aufgedampft.
Sie dient als Keimschicht für den späteren Aufwachsprozeß. Die Keimschicht ist mit dem Bezugszeichen ? versehen. Vorzugsweise
besitzt die Keimschicht 3 die gleichen Abmessungen wie die Metallschicht 2. Die Keimschicht besteht vorzugsweise aus Gold, Silber
oder TTickel. Figur 2 zeigt die zunächst auf die gesarate freiliegende
Oberfläche des Halbleiters, der Metallschicht und der
Keimschicht aufgebrachte Isolierschicht 4. Vorzugsweise besteht
die Isolierschicht 4 aus SiO2, Ai2O, oder Si^EL. Insbe-
f sondere kann auch ausgeheizter Fotolack als Isolierschicht dienen,
da er eine kleinere Dielektrizitätskonstante besitzt als die obengenannten Schichten. Anschließend wird die Isolierschicht 4, wie
- in der Figur 3 dargestellt, über der Keimschicht entweder bis auf einen verbleibenden Randbereich der Keimschicht oder höchstens
so weit entfernt, daß die von der Isolierschicht freigelassene Oberfläche der Keimschicht gleich der gesamten Oberfläche der
Keimschicht ist. Die freigelassene Oberfläche der Keimschicht ist mit dem Bezugszeichen 6 versehen. In der Figur 4 ist die auf
die freigelegte Oberfläche 6 der Keimschicht aufgewachsene Aufwachsschicht 5 dargestellt. Die Figur 4- zeigt in schematiecher
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Darstellung den gesamten, fertiggestellten Metall-Halbleiterkontakt.
Das Aufwachsen der Aufwachsschicht auf die Oberfläche der Keimschicht
erfolgt vorzugsweise auf folgende Weise. Durch das Eintauchen der in der Figur 3 schematisch dargestellten Metall-Halbleiterkontaktanordnung,
die an der, dem Metall-Halbleiterkontakt gegenüberliegenden Fläche des Halbleiters mit einem
sperrfreien Kontakt 7 versehen ist, in einen Elektrolyten, der das Metall der Keimschicht als Ion enthält und durch geeignete
Polung des Halbleiters scheidet sich bei Stromfluß zwischen dem Halbleiter und einer Elektrode, vorzugsweise einer
Platinelektrode, die Aufwachsschicht 5 auf der Oberfläche der Keimschicht 3 ab. Der Aufwachsprozeß wird abgebrochen, wenn .
die Aufwachsschicht die Ebene der Isolierschicht überragt; und oberhalb dieser Ebene eine für die Kontaktierung ausreichend
große Fläche besitzt.
10 Patentansprüche
4 Figuren
4 Figuren
3098U/0535
VPA 9/712/1090
Claims (10)
- -6- 2U8658Patentansprücheleinflächiger Metall-Halbleiterkontakt, wobei eine Isolierschicht auf dem Halbleitermaterial an den Stellen, an denen der Halbleiter kontaktiert werden soll, ausgespart ist und wobei das Metall an diesen Stellen angebracht ist, dadurch gekennzeichnet- , daß.sich in einem Bereich auf der Oberfläche des Metall-Halbleitermaterials eine Metallschicht (2) und darauf eine Keimschicht (3) befindet, daß auf der nicht mit Metall bedeckten Oberfläche des Halbleiters und im Randbereich der Keimschicht die Isolier-schicht (4) aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht ist, und daß auf der von dieser Isolierschicht (4) freigelassenen Oberfläche (6) der Keimschicht eine aus elektrisch gut leitfähigem Material bestehende Aufwachsschicht (5) vorhanden ist, die die Ebene'-der Isolierschicht überragt und oberhalb dieser Ebene eine für die Kontaktierung ausreichend große Fläche besitzt.
- 2. Kleinflächiger Metall-Halbleiterkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die von der Isolierschicht freigelassene Fläche die gleichen Abmessungen besitzt wie die Oberfläche der Keimschicht.
- 3. Kleinflächiger Metall-Halbleiterkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Halbleiter aus Galliumarsenid besteht.
- 4. Kleinflächiger Metall-Halbleiterkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Halbleiter aus einer Epitaxialschicht auf einem hochdotierten Substrat ■besteht.
- 5» ELeinfläohiger Metall-Halbleiterkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Halbleiter aus Galliumarsenid eine Metallschicht (2) aus Chrom befindet.VPA 9/712/1090 309814/0-535 _7_
- 6. Kleinflächiger Metall-Halbleiterkontakt nach einem der Ansprüche 1 Ms 3» dadurch gekennzeichnet , daß sich auf dem Halbleiter aus Galliumarsenid eine Schicht (2) aus einer Gold-Germanium-Legierung oder einer Silber-Indium-Germariium-Legierung befindet.
- 7. Kleinflächiger Metall-Halbleiterkontakt nach einem der An-. Sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Keimschicht aus Gold, Silber oder Nickel besteht.
- 8. Kleinflächiger Metall-Halbleiterkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn ze.lehne t , daß die Isolierschicht aus SiO2, Al2O, oder Si^N- besteht.
- 9. KIeinflächiger Metall-Halbleiterkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Isolierschicht aus ausgebeiztem Fotolack besteht.
- 10. Verfahren zur Herstellung eines kleinflächigen Metall-Halbleiterkontaktes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß auf dem Halbleiter in dem Bereich, in dem der Halbleiter kontaktiert werden soll, eine Metallschicht aufgebracht wird, daß auf dieser Metallschicht eine Keimschicht aufgebracht wird, und daß die Isolierschicht zunächst auf die gesamte freiliegende Oberfläche des Halbleiters, der Keimschicht und der Metallschicht, soweit diese von der Keimschicht nicht überdeckt wird, aufgebracht wird, und daß die Isolierschicht anschließend über der Keiiüschieht wenigstens bis auf einen verbleibenden Randbereich der Keimschicht oder höchstens so weit entfernt wird, daß die von der Isolierschicht freigelassene Oberfläche der Keimschicht gleich der gesamten Oberfläche der Keimschicht ist, und daß anschließend auf die freiliegende Oberfläche der Keimschicht die Aufwachsschicht solange aufgewachsen wird, bis sie die Ebene der Isolierschicht überragt und oberhalb • dieser Ebene eine für die Kontaktierung ausreichend große Fläche besitzt.309814/05359/712/1090 -Leerseite
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |