DE4401858C2 - Verfahren zur Herstellung eines ohmschen Kontaktes auf P-leitenden III-V-Verbindungshalbleiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ohmschen Kontak­ ten auf einer p-leitenden Halbleiterschicht eines III-V-Verbindungshalbleiters.

Als ohmsche Kontakte für p-leitendes Gallium-Arsenid (GaAs) werden in der industriellen Halbleitertechnik überwiegend Gold-Beryllium (AuBe)- und Gold-Zink (AuZn)-Legierungen eingesetzt. Wegen der Toxizität von Beryllium fällt die Entscheidung bei der Auswahl des Kontaktmetalls häufig zugunsten von Gold-Zink aus. Das Aufbringen einer Metallschicht aus einer Gold-Zink-Le­ gierung kann grundsätzlich auf unterschiedliche Weise erfolgen. Entweder wird als Abscheidungsmaterial eine Gold-Zink-Legierung verwendet oder es kommen zwei unabhängige Quellen aus Gold und Zink zum Einsatz.

Wird mit einer Gold-Zink (AuZn)-Legierung als Verdampfungsmaterial gear­ beitet, so hat der bei den Verdampfungsbedingungen im Vergleich zum Gold wesentlich höhere Dampfdruck von Zink zur Folge, daß der größte Teil des Zinks vor dem Gold abgeschieden wird. Dadurch wird die Metallschicht inhomogen und die Zinkkonzentration in der Nachbarschaft der Grenzflä­ che zwischen Metallschicht und Halbleiterkristall sehr hoch. Das ist aus meh­ reren Gründen unerwünscht. Einerseits haftet Zink sehr schlecht auf Galli­ um-Arsenid (GaAs). Dies ist darauf zurückzuführen, daß der größte Teil des Zinks vor dem Gold auf der Halbleiteroberfläche abgeschieden wird, wo­ durch zunächst Zinkkristallite aufwachsen, mit der Folge, daß sich der ge­ samte Metallfilm leicht abschälen läßt. Andererseits behindert der Zinkfilm auf der Halbleiteroberfläche die Reaktion zwischen dem Gold in der Metall­ schicht und dem Gallium des Halbleiterkristalls zu Gold-Gallium. Diese Reak­ tion ist jedoch für die Bildung des ohmschen Kontakts notwendig. Ein wei­ terer Nachteil des Verfahrens liegt darin, daß die Zusammensetzung des AuZn-Films wegen der sehr unterschiedlichen Dampfdrücke von Gold und Zink schwierig zu kontrollieren und zu reproduzieren ist.

Aus der JP 54-152 483 A2 ist ein ähnliches Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes auf GaP durch gleichzeitige Verdampfung einer Gold-Zink-Legie­ rung und Gold bekannt, wobei die abgeschiedene Metallschicht anschlie­ ßend durch eine weitere Goldschicht verstärkt wird. Auch dieses bekannte Verfahren führt zu den gleichen Nachteilen, insbesondere zu einem hohen Kontaktwiderstand und aufgrund der unkontrollierten Entmischung der Au- Zn-Legierung während des Aufheizens der Quelle zu einem kaum reprodu­ zierbaren Verfahren.

Ein verbessertes Verfahren wird in US 3,702,290 sowie gleichen Inhalts in Solid State Electronics 1971, Vol. 14, pp. 515-517 "Ohmic contacts to epita­ xial p-GaAs", von H. J. Gopen und A. Y. C. Yu beschrieben. Die Verdampfung einer AuZn-Legierung wird ersetzt durch die Kathodenzerstäubung von Zink und Gold. Auf dem Halbleiterkristall wird durch sequentielles Sputtern von Zink und Gold eine Zn/Au-Schicht abgeschieden. Durch die Sputterabschei­ dung der Zinkschicht wird die Haftung auf dem Halbleiterkristall deutlich verbessert. Auch dieses Verfahren kann jedoch in zweierlei Hinsicht nicht befriedigen. Da Zink ein sehr unedles Metall ist, wird es durch nahezu alle in der Halbleitertechnik verwendeten Ätzlösungen angegriffen. Insbesondere dann, wenn das Zink wie hier zwischen dem Halbleiterkristall und dem Edelmetall Gold in elementarer Form eingebettet ist, besteht die Gefahr, daß die Metallschicht während der vielen chemischen Verfahrensschritte, die zur Herstellung eines elektronischen Bauelements erforderlich sind, angegriffen wird und die Metallhaftung verlorengeht. Ein weiterer Nachteil des gesputterten Zn/Au-Kontakts ist dessen hoher Kontaktwiderstand. Zur Bildung des ohmschen Kontakts wird die Metallschicht für 5 min bei 500°C legiert. Danach beträgt der Kontaktwiderstand typisch 4,35 · 10^-4 Ωcm² bei einer Ladungsträgerkonzentration im Halbleiterkristall von 6,25 · 10¹⁸ cm^-3.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines AuZn-Kontakts auf p-leitendem Gallium-Arsenid (GaAs) ist in der Druckschrift EP-A-0 386 775 beschrieben. Statt das Zink direkt auf den Halbleiterkristall aufzubringen, wird zunächst eine dünne Goldschicht als Haftschicht aufgebracht. Auf die erste Goldschicht folgen eine Zinkschicht und eine zweite Goldschicht. Der so her­ gestellte Sandwich aus Au/Zn/Au wird dann 4 min bei 450°C legiert, um den ohmschen Kontakt zu bilden. Da das Zink als diskrete Schicht aufgebracht wird, gelten auch für diesen Kontakt ein Teil der schon angeführten Nach­ stelle.

Zu entsprechenden Nachteilen führt auch das in den Druckschriften Solid- State Electronics, Vol. 29, No. 3, 1986, pp. 279-286 und J. Electrochem. Soc., Vol. 136, No. 10, Oct. 1989, pp. 3123-3129 beschriebene Verfahren zur Her­ stellung eines aus drei diskreten schichten Gold-Zink-Gold bestehenden Kon­ taktes auf einem III-V-Verbindungshalbleiter bzw. p-dotiertem GaAs.

Insbesondere kann der Kontakt wegen der lokal sehr hohen Zinkkonzentra­ tion von Säuren und Basen angegriffen werden, weswegen auch dieses Ver­ fahren für eine industrielle Fertigung nur bedingt geeignet ist.

Ein einem Teil der beschriebenen Verfahren anhaftender Nachteil ist die Tatsache, daß zur Bildung der ohmschen Kontakte das Legieren verwendet wird. Beim Legieren wird der Metallfilm auf dem Halbleiterkristall bis zur Verflüssigung erwärmt. Legierprozesse sind technologisch schwer zu beherrschen und ergeben Kontakte mit schlechter Morphologie und unregelmäßigen Kon­ takträndern. Daher ist auch eine Einhaltung der Maßhaltigkeit nur einge­ schränkt möglich.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung von ohmschen Kontakten auf einer p-dotierten Halbleiter­ schicht eines III-V-Verbindungshalbleiters anzugeben, die eine gute Haftung aufweisen, einen niedrigen Kontaktwiderstand haben und frei von den In­ homogenitäten legierter Kontakte sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Hier­ nach wird zunächst eine Au/AuZn/Au-Schichtenfolge erzeugt, indem auf den Halbleiterkristall durch simultane Verdampfung oder Kathodenzerstäubung von Gold und Zink eine AuZn-Schicht gebildet wird, wobei jedoch die Zink­ abscheidung zur Bildung der ersten Goldschicht der genannten Schichten­ folge verzögert einsetzt und zur Bildung der zweiten Goldschicht vorzeitig beendet wird.

Die AuZn-Schicht enthält mehr als 0,2 und weniger als 12 Gew.% Zink, vor­ zugsweise liegt der Zinkgehalt zwischen 2 und 5 Gew.%. Da das erfindungs­ gemäße Verfahren zur Herstellung des ohmschen Kontakts anstatt eines Le­ gierprozesses eine Temperung vorzieht, bei der die Temperatur unterhalb der eutektischen Temperatur der beteiligten Metalle liegt, kommt es wäh­ rend der Herstellung des Kontakts nicht zur Verflüssigung und zur anschlie­ ßenden Rekristallisation des AuZn-Films. Da der Schmelzpunkt der beteilig­ ten Metalle nicht erreicht wird, entsteht der ohmsche Kontakt in einer Fest­ körperreaktion an der Grenzfläche zwischen Metall und Halbleiter durch die Diffusion der Zinkatome aus der AuZn-Schicht in die Oberfläche des p-leiten­ den III-V-Verbindungshalbleiters. Der erfindungsgemäße Kontakt ist einfach und gut reproduzierbar herzustellen, haftet gut, insbesondere auf p-lei­ tendem Gallium-Arsenid (GaAs) und ist wegen der durchgehend nicht zu ho­ hen Zinkkonzentration in der Metallschicht unempfindlich gegen die ge­ bräuchlichsten, Gold nicht angreifenden Ätzlösungen. Schließlich liegt der Kontaktwiderstand im Vergleich zum oben genannten Widerstandswert von bekannten Kon­ takten um eine Zehnerpotenz niedriger.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens wird als Temperprozeß eine Kurzzeit­ temperung (Rapid-Thermal-Processing, RTP) bei einer Temperatur zwischen 360 und 480°C für eine Zeitdauer von 5 bis 20 s vorgeschlagen.

Dieser RTP-Prozeß kann auch durch einen konventionellen Ofenprozeß ersetzt werden, der bei einer Temperatur zwischen 300 und 400°C für eine Zeitdauer von 40 bis 120 min durchgeführt wird.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die erste Goldschicht der Au/AuZn/Au- Schichtenfolge eine Dicke zwischen 5 und 50 nm auf. Da­ bei kann die Gesamtdicke der Au/AuZn/Au-Schichtenfolge einen Wert zwischen 200 und 500 nm annehmen.

Ein besonders bevorzugter Kontakt kann dadurch herge­ stellt werden, daß der Zinkgehalt der AuZn-Schicht ca. 3 Gew.% und die Dicke der Au/AuZn/Au-Schichtenfolge ca. 300 nm betragen. Vorzugsweise wird dabei ein RTP-Tem­ perprozeß bei einer Temperatur von 420°C für eine Zeitdauer von 15 s durchgeführt.

Die Temperung kann in einer inerten oder in einer redu­ zierten Atmosphäre in vorteilhafter Weise erfolgen.

Falls die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellten Kontakte mittels eines Drahtbondverfahrens kontaktiert werden, können diese Kontakte mit einer aus TiWN-Schicht bestehenden Diffusionsbarriere und einer Al- oder AlSi-Schicht verstärkt werden. Vorzugsweise beträgt die Dicke der TiWN-Schicht ca. 0,25 µm und die Dicke der Al- bzw. AlSi-Schicht ca. 2,0 µm. Die beiden genannten Schichten können mittels eines Sputterverfah­ rens hergestellt werden.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Zeichnungen dargestellt und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den zeitlichen Ablauf des Verfahrens zur Herstellung eines ohmschen Kontakts,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen mit dem Verfahren hergestellten ohmschen Kontakt vor der Temperaturbehandlung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Kontakt gemäß Fig. 2 mit einer TiWN/Al-Verstärkung vor der Temperaturbehandlung,

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit des spezifischen Kontaktwiderstands eines mit dem Verfahren hergestellten Kontakts von der bei der Kurzzeittemperung eingestellten Temperatur für verschiedene Zinkkonzentrationen,

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit des spezifischen Kontaktwiderstands eines mit dem Verfahren hergestellten Kontakts von der bei der Kurzzeittemperung eingestellten Temperatur für eine Zinkkonzen­ tration von 2 Gew.% in einem größeren Tempe­ raturintervall,

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit des spezifischen Kontaktwiderstands eines mit dem Verfahren hergestellten Kontakts vom Zinkgehalt des getemperten Kon­ takts und

Fig. 7 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit des spezifischen Kontaktwiderstands eines mit dem Verfahren hergestellten Kontakts von der Dotierung der kontaktierten Halbleiterschicht für zwei verschiedene Zink­ konzentrationen.

Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst anhand der Fig. 1 erläutert. Dieser Verfah­ rensschritt ist ein Abscheidungsprozeß, der mittels thermischem Verdampfen aus einer Au- und einer Zn- Quelle oder mittels Kathodenzerstäuben von einem Au- und einem Zn-Target durchführbar ist. Diese Methoden sind bekannt und werden deshalb im einzelnen nicht er­ läutert. Das Verfahren nach Fig. 1 beginnt mit der Ab­ scheidung von Gold mit einer Depositionsrate von 0,2 nm/s. Nach 50 s wird zusätzlich Zink abgeschieden, mit einer Abscheidungsrate von ebenfalls 0,2 nm/s. Die simultane Abscheidung von Gold und Zink dauert 180 s, wird also nach 230 s seit Beginn der Goldabscheidung beendet, wobei die Goldabscheidung mit einer erhöhten Abscheidungsrate von 1 nm/s weitergeführt wird. Nach 434 s erreicht der Prozeß sein Ende.

In diesem Zeitpunkt beträgt die Gesamtdicke der herge­ stellten Au/AuZn/Au-Schichtenfolge ca. 0,28 um, wobei die Zinkkonzentration in der AuZn-Schicht bei ca. 3 Gew.% liegt. Die Dicke der ersten Goldschicht bei Be­ ginn des Verfahrens liegt bei 10 nm, kann jedoch bis auf einen Wert von ca. 50 nm erhöht werden, ohne daß sich dies nachteilig auf den Kontaktwiderstand aus­ wirkt. Die Dicke der Au/AuZn/Au-Schichtenfolge sollte im Bereich zwischen 200 und 500 nm liegen. Eine nach dem Abscheidungsprozeß gemäß Fig. 1, also am Ende des ersten Verfahrensschrittes, auf einer p-leitenden Halb­ leiterschicht 1 eines III-V-Verbindungshalbleiters, beispielsweise Gallium-Arsenid (GaAs), abgeschiedene Au/AuZn/Zn-Schichtenfolge 2 zeigt die Fig. 2. Diese Schichtenfolge 2 besteht aus einer Goldschicht 2a, ei­ ner Gold-Zink-Schicht 2b und einer weiteren Goldschicht 2c, wobei diese Schichten ausgehend von der GaAs-Halb­ leiterschicht 1 aufeinanderliegend angeordnet sind.

Diese Schichtenfolge 2 wird wie oben im Zusammenhang mit der Beschreibung des ersten Verfahrensschrittes in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt. Dabei wird das Aufdampfen bzw. Kathodenzerstäuben bei einem Basisdruck von ca. 2·10^-5 Pa durchgeführt. Hierbei wird Zink nicht allein, sondern ausschließlich in Verbindung mit Gold abgeschieden, so daß die Au/AuZn/Au-Schichtenfolge an keiner Stelle Zink in reiner Form enthält.

Bei dem sich nun anschließenden Temperschritt, der den zweiten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfah­ rens darstellt, wird die in dem vorangegangenen ersten Verfahrensschritt gebildete Au/AuZn/Au-Schichtenfolge 2 durch ein Rapid-Thermal-Processing (RTP) bei einer Tem­ peratur zwischen 360 und 480°C für eine Zeitdauer zwi­ schen 5 und 20 Sekunden getempert, um die ohmschen Kon­ takte zu erzeugen. Dieser Kurzzeittemperschritt findet in der inerten Atmosphäre eines inaktiven Gases wie z. B. N₂ oder Ar statt. Der ohmsche Kontakt entsteht durch Diffusion der Zinkatome aus der AuZn-Schicht 2b in die Oberfläche des p-leitenden III-V-Verbindungs­ halbleiters 1.

Alternativ zu der Kurzzeittemperung kann auch ein kon­ ventioneller Temperprozeß durchgeführt werden. In die­ sem Fall liegt die Prozeßtemperatur zwischen 300 und 400°C. Die Temperzeit beträgt zwischen 40 Minuten und 2 Stunden. Die Temperung wird in einer inerten Atmo­ sphäre von z. B. N₂ - oder Ar-Gas durchgeführt. Der Tem­ perprozeß kann jedoch auch in einer reduzierenden Atmo­ sphäre durchgeführt werden.

Wenn der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellte AuZn-Kontakt 2 mit Hilfe eines Drahtbondverfah­ rens durch einen oder mehrere dünne Bonddrähte aus Gold oder Aluminium kontaktiert werden soll, ist es notwen­ dig, den AuZn-Kontakt 2 durch eine oder mehrere zusätz­ liche Metallschichten zu verstärken, um eine Beschädi­ gung des ohmschen Kontakts 2 und des Halbleiterkri­ stalls 1 während des Bondens zu vermeiden. Als Bondpad wird bevorzugt Aluminium verwendet. Um das Zusammenle­ gieren des ohmschen Kontakts 2 und der Aluminiumver­ stärkung während des Temperschritts zu verhindern, wird zwischen dem erfindungsgemäßen Kontakt und der Alumini­ umschicht eine Diffusionsbarriere vorzugsweise aus Ti­ tan-Wolfram-Nitrid (TiWN) vorgesehen. Die Sperre und die Aluminiumverstärkung weisen eine typische Dicke von 0,25 µm bzw. 2 um auf und werden durch Kathodenzerstäu­ bung abgeschieden. Statt des Aluminiums kann auch eine AlSi-Legierung verwendet werden, die korrosionsbestän­ diger als reines Aluminium ist. Einen entsprechenden Aufbau des AuZn-Kontakts zeigt die Fig. 3. Dabei ist mit dem Bezugszeichen 2, die aus Fig. 2 bekannte Au/ AuZn/Au-Schichtenfolge bezeichnet, die auf einer p-lei­ tenden GaAs-Schicht 1 angeordnet ist. Auf der Schich­ tenfolge 2 ist die oben erwähnte Diffusionsbarriere 3 abgeschieden, auf der eine Al-Schicht 4 oder eine AlSi- Legierungsschicht 3 angeordnet ist.

Auch die in Fig. 3 gezeigte Halbleiterstruktur wird einer Temperung unterzogen, wie dies schon oben im Zu­ sammenhang mit der Erläuterung der Struktur nach Fig. 2 dargestellt wurde.

Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit des spezifischen Kon­ taktwiderstands eines mit dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren hergestellten Kontakts von der bei der Kurzzeittem­ perung eingestellten Temperatur. Die Temperzeit beträgt 15 Sekunden. Der Halbleiterkristall 1 ist in diesem Beispiel aus p-leitenden GaAs mit einer <100<-Orientie­ rung. Die Ladungsträgerkonzentration an der Oberfläche beträgt etwa 4·10¹⁸ Ladungsträgern pro cm³. Die Zink­ konzentration in der Metallschicht wurde durch die Va­ riation von Abscheidungsrate und Abscheidungszeit zwi­ schen 0,2 und 5,0 Gew.% gezielt verändert. Dem Diagramm ist zu entnehmen, daß der Kontaktwiderstand oberhalb von etwa 380°C unempfindlich gegen eine weitere Erhö­ hung der Prozeßtemperatur wird und daß der Kontaktwi­ derstand in dem untersuchten Konzentrationsbereich mit zunehmender Zinkkonzentration abnimmt.

Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit des spezifischen Kon­ taktwiderstands eines mit dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren hergestellten Kontakts von der bei der Kurzzeittem­ perung (RTP) eingestellten Temperatur für eine Zinkkon­ zentration von 2 Gew.% in einem größeren Temperatur­ intervall. Der Kontaktwiderstand ist bereits bei dieser vergleichsweise geringen Zinkkonzentration weitgehend unempfindlich gegen eine Veränderung der Temperatur. Der Minimalwert wird bei einer Prozeßtemperatur um die 400 bis 440°C erreicht.

Fig. 6 zeigt die Abhängigkeit des spezifischen Kon­ taktwiderstands vom Zinkgehalt des getemperten Kon­ takts. Oberhalb von etwa 2,5 Gew.% Zink erreicht der Kontaktwiderstand seinen Minimalwert. Eine Erhöhung der Zinkkonzentration deutlich über diesen Wert hinaus ver­ ringert die Beständigkeit des Kontakts gegen den An­ griff der gebräuchlichsten Ätzlösungen, ohne daß eine weitere Absenkung des Kontaktwiderstands zu realisieren wäre. Durch die Kurzzeittemperung des Metall-Halblei­ terkontakts für 15 s bei 420°C läßt sich ein Kontakt­ widerstand von etwa 4·10^-5 Ωcm² erzielen.

Das Diagramm von Fig. 7 zeigt die Abhängigkeit des spezifischen Kontaktwiderstands von der Dotierung der kontaktierten Halbleiterschicht für zwei verschiedene Zinkkonzentrationen, nämlich für 0,5 und 5,0 Gew.%. Der Kontaktwiderstand sinkt demgemäß im Fall von 5 Gew.% Zink von etwa 4·10^-5 Ωcm² cm bei 3·10¹⁸ Ladungsträger pro cm³ auf etwa 1,8·10^-5 Ωcm² bei 9 10¹⁸ Ladungs­ träger pro cm³.

Im folgenden soll die Verwendung eines mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren hergestellten Kontaktes für optoelektronische Bauelemente aufgezeigt werden.

Zur Herstellung einer Einfachheterostruktur auf einem p-leitenden GaAs-Substrat wird mittels Flüssigphasen­ epitaxie eine n-leitende Ga_0,32Al_0,68As-Schicht und eine p-leitende Ga_0,65Al_0,38As-Schicht zur Bildung ei­ nes po-Überganges erzeugt. Die Ladungsträgerkonzentra­ tion in dem p-leitenden GaAs-Substrat beträgt 9 · 10¹⁸ cm^-13. Auf die Rückseite des p-leitenden GaAs-Sub­ strats wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Verdampfung von Au und Zn eine 0,28 µm dicke Au/ AuZn/Au-Schichtenfolge aufgebracht. Anschließend wird diese Metallschicht durch einen RTP-Verfahrensschritt bei 420°C für 15 s getempert.

Der so hergestellte Kontakt hat eine glatte Oberfläche und haftet gut auf der Halbleiteroberfläche. Der Kon­ taktwiderstand beträgt etwa 2·10^-5 Ωcm².

Zur Herstellung einer Doppelheterostruktur auf einem n- leitenden GaAs-Substrat wird ebenfalls mittels Flüssig­ phasenepitaxie eine n-leitende Ga_0,60Al_0,40As-Schicht, eine p-leitende Ga_0,97Al_0,03As-Schicht und eine p-lei­ tende Ga_0,60Al_0,40As-Schicht erzeugt. Der Al-Gehalt der oberen p-leitenden Ga_0,60Al_0,40As-Mantelschicht fällt zur Oberfläche hin auf einen Wert nahe Null ab. Die La­ dungsträgerkonzentration an der Oberfläche beträgt 1 · 10¹⁸ cm^-3. Auf der Oberfläche der p-leitenden Mantel­ schicht wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Verdampfung von Au und Zn eine 0,28 µm dicke Au/ AuZn/Au-Schichtenfolge aufgebracht. Anschließend wird diese Schichtenfolge mittels Kathodenzerstäubung mit einer 0,25 µm dicken TiWN-Diffusionsbarriere und einer 2 um dicken Al-Verstärkung versehen. Nach der Abschei­ dung dieser Metallschichten wird der Kontakt mit Hilfe einer Fotolackmaske naßchemisch strukturiert. Die nicht benötigten Teile der Aluminiumschicht werden mit Phos­ phorsäure entfernt, die TiWN-Schicht wird mit Wasser­ stoffperoxid und die Au/AuZn/Au-Schichtenfolge mit ei­ ner Goldätze strukturiert. Nach dem Entfernen der Foto­ lackmaske wird der Kontakt schließlich durch einen RTP- Verfahrensschritt bei 420°C für 15 s getempert.

Der so hergestellte Kontakt hat eine glatte Oberfläche und läßt sich zuverlässig drahtbonden. Der Kontaktwi­ derstand beträgt etwa 6·10^-5 Ωcm² cm.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur für Kon­ takte auf p-leitendem GaAs geeignet, sondern ebenso für andere III-V-Verbindungshalbleiter, wie beispielsweise Gallium-Phosphid (GaP), Indium-Phosphid (InP), Indium- Arsenid (InAs) sowie Mischkristallreihen GaAs_1-xP_x und Ga_1-xAl_xAs.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines ohmschen Kontakts auf einer p-leitenden Halbleiterschicht (1) eines III-V-Verbindungshalbleiters, mit folgenden Verfahrensschritten:

• a) In einem ersten Verfahrensschritt wird eine Au/AuZn/Au- Schichtenfolge (2) auf der Halbleiterschicht (1) hergestellt, indem zunächst eine Gold (Au)-Schicht (2a), anschließend durch simultane Verdampfung oder Kathodenzerstäubung von Gold (Au) und Zink (Zn) eine AuZn-Schicht (2b) und schließlich eine weitere Gold (Au)-Schicht (2c) abgeschieden wird, wobei der Zinkgehalt der AuZn-Schicht (2b) zwischen 0,2 und 12 Gew.% liegt und
• b) in einem zweiten Verfahrensschritt wird die Au/ AuZn/Au- Schichtenfolge (2) mit einer unter der eutektischen Temperatur liegenden Temperatur getempert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zinkgehalt der AuZn-Schicht (2b) zwischen 2 und 5 Gew.% liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Temperung mittels einer Kurzzeittemperung (Rapid-Thermal-Processing, RTP) bei einer Temperatur zwischen 360 und 480°C für eine Zeitdauer von 5 bis 20 s durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Temperung in einem Ofen bei einer Temperatur zwischen 300 und 400°C für eine Zeitdauer von 40 bis 120 min durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Au-Schicht (2a) eine Dicke aufweist, deren Wert zwischen 5 und 50 nm liegt.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Au/AuZn/Au-Schichtenfolge (2) eine Dicke aufweist, deren Wert zwischen 200 und 500 nm liegt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Zinkgehalt der AuZn-Schicht (2b) ca. 3 Gew.% und die Dicke der Au/AuZn/Au- Schichtenfolge (2) ca. 300 nm betragen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Au/AuZn/Au-Schichtenfolge (2) bei einer Temperatur von 420°C für eine Zeitdauer von 15 s kurzzeitgetempert wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die RTP- Temperung und die Ofen-Temperung in einer inerten Atmosphäre erfolgen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die RTP-Temperung und die Ofen-Temperung in einer reduzierenden Atmosphäre erfolgen.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach dem ersten Verfahrensschritt auf die Au/AuZn/Au-Schichtenfolge (2) zunächst eine TiwN-Schicht (3) und anschließend eine Al- oder AlSi-Schicht (4) aufgesputtert werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die TiwN-Schicht (3) eine Dicke von ca. 0,25 µm und die AI- bzw. Alsi-Schicht (4) eine Dicke von ca. 2 µm aufweist.