DE69617192T2

DE69617192T2 - Laminat und verfahren für die herstellung einer ohmschen elektrode

Info

Publication number: DE69617192T2
Application number: DE69617192T
Authority: DE
Inventors: Masanori-Dep. Of Metal Scie. Andtech Murakami; Mitsuhiro-Sony Corporation Nakamura; Chihiro-Dept. Of Metal Scie. And Tec Uchibori; Masura-Sony Corporation Wada
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2016-08-21
Also published as: BR9606606A; ES2165515T3; TW307926B; CN1165583A; US20040238891A1; CN1107339C; ATE209394T1; JP4048284B2; AU6709996A; KR970707572A; EP0789387A4; EP0789387B1; WO1997008744A1; DE69617192D1; MX9702916A; EP0789387A1; CA2203557A1; MY118640A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode sowie eine insbesondere für III-V-Verbindungshalbleiter geeignete ohmsche Elektrode.

Hintergrundbildende Technik

Eine Verringerung des Kontaktwiderstands ohmscher Elektroden sowie eine Verbesserung ihrer thermischen Stabilität sind wichtige Punkte zum Realisieren von Bauteilen mit hohem Funktionsvermögen und hoher Zuverlässigkeit wie FETs unter Verwendung von Verbindungshalbleitern. Insoweit sind jedoch für Verbindungshalbleiter, insbesondere GaAs oder andere III-V-Verbindungshalbleiter, keine zufriedenstellenden ohmschen Elektroden verfügbar.
Derzeit ist das am häufigsten verwendete Material für ohmsche Elektroden für GaAs-Halbleiter AuGe/Ni. Die Verwendung von AuGe/Ni als Material für ohmsche Elektroden ermöglicht es, ohmsche Elektroden in ohmschem Kontakt mit GaAs-Halbleitern durch Tempern bei 400 bis 500ºC herzustellen.
Das schwerwiegendste Problem bei der Verwendung von AuGe/Ni als Material ohmscher Elektroden besteht in der thermischen Stabilität der durch dieses Material hergestellten ohmschen Elektroden. Da nämlich AuGe/Ni einen großen Anteil an Au (88% im typischerweise verwendeten AuGe) enthält, reagiert Au bei einer Temperatur von 400ºC oder darüber mit GaAs und bildet β-AuGa (mit hexagonal dichter Packung (HCP = hexagonal close packed) mit einem Schmelzpunkt Tm = 375ºC), was zu einer Beeinträchtigung der thermischen Stabilität führt, wobei es jedoch zu einer Verringerung des Kontaktwiderstands der ohmschen Elektrode kommt. Dadurch wird eine Beeinträchtigung von Baiteileigenschaften durch Hochtemperaturprozesse, wie chemische Dampfabscheidung (CVD) begünstigt, die nach der Herstellung der ohmschen Elektrode ausgeführt werden.
Dieses Problem wird nachfolgend dadurch erläutert, dass ein spezieller JFET-Herstellprozess unter Bezugnahme auf die Fig. 1 erläutert wird. Bei diesem Herstellprozess wird nämlich als Erstes eine n-Kanalschicht 102 auf einem halbisolierenden GaAs-Substrat 101, wie in der Fig. 1A dargestellt, durch selektive Ionenimplantation eines n-Fremdstoffs und anschließendes Tempern hergestellt. Dann wird auf der gesamten Oberfläche des halbsolierenden GaAs-Substrats 101 ein Isolierfilm 103, wie ein Si&sub3;N&sub4;-Filn abgeschieden, der durch Ätzen selektiv entfernt wird, um eine Öffnung 103a auszubilden. Danach wird ein p-Fremdstoff, Zn, durch die Öffnung 103a in die n-Kanalschicht 102 diffundiert, um einen p&spplus;-Bereich 104 auszubilden. Als Nächstes wird z. B. ein Ti/Pt/Au-Film als Material für die Gateelektrode auf der gesamten Oberfläche abgeschieden. Danach wird auf dem Ti/Pt/Au- Film ein Resistmuster (nicht dargestellt) mit einer einer Gateelektrode entsprechenden Form hergestellt. Als Nächstes wird der Ti/Pt/Au-Film durch ein Ionenfräsverfahren unter Verwendung des Resistmusters als Maske strukturiert. Im Ergebnis wird die Gateelektrode 105 so ausgebildet, wie es in der Fig. 1B dargestellt ist. Als Nächstes werden, nachdem der Isolierfilm 103 durch Ätzen selektiv entfernt wurde, um Öffnungen 103b, 103c auszubilden, ohmsche Elektroden 106, 107 als Source-bzw. Drainelektrode auf der durch die Öffnungen 103b, 103c zugänglichen n-Kanalschicht 102 unter Verwendung von AuGe/Ni als Material hergestellt. Als Nächstes werden, wie es in der Fig. 1C dargestellt ist, Leiterbahnen 108, 109 hergestellt, die mit den ohmschen Elektroden 106 bzw. 107 verbunden sind. Als Nächstes wird, wie es in der Fig. 1D dargestellt ist, ein Zwischenschicht-Isolierfilm 110, wie ein Si&sub3;N&sub4;-Film, durch ein CVD-Verfahren auf der gesamten Oberfläche abgeschieden, um für elektrische Isolierung gegen später genannte Leiterbahnen einer zweiten Schicht zu sorgen, und er wird durch Ätzen zum Ausbilden von Öffnungen 1.10a, 110b selektiv entfernt. Bei diesem Schritt des Abscheidens des Zwischenschicht-Isolierfilms 110 durch ein CVD-Verfahren wird eine hohe Temperatur nahe 400ºC angewandt, wodurch die Bauteileigenschaften beeinträchtigt werden. Um die Leiterbahnen der zweiten Schicht herzustellen, wird z. B. ein Resist 111 außer für Gebiete für Kontakte zu den Leiterbahnen der zweiten Schicht aufgetragen. Nachdem das Material für die Leiterbahn der zweiten Schicht auf die gesamte Oberfläche aufgetragen wurde, wird der Resist 111 entfernt. Im Ergebnis sind Leiterbahnen 112, 113 der zweiten Schicht in Form von Luftbrücken-Leiterbahnen erhalten, wie es in der Fig. 1E dargestellt ist.
Abgesehen vom oben angegebenen Problem sorgt die Verwendung von AuGe/Ni als Material für die ohmsche Elektrode zur Erzeugung von β-AuGa durch Reaktion zwischen GaAs und Au. β-AuGa vergröbert die Oberfläche der ohmschen Elektrode und erschwert eine anschließende Feinbearbeitung.
Es erfolgten bisher Untersuchungen zu verschiedenen Materialien für ohmsche Elektroden, um diese Probleme zu überwinden. Die idealste Vorgenensweise aus dem Gesichtspunkt eines ohmschen Kontakts besteht im Errichten eines ohmschen Kontakts unter Verwendung eines Metalls, das die Energiebarriere an der Grenzfläche zum Elektrodenmetall senkt und keine Verbindung mit niedrigem Schmelzpunkt, wie β-AuGa, enthält, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, in der Ec und Ev die Energien an der Unter- und der Oberkante des Leitungsbands sind und EF die Fermienergie ist. Diese in der Fig. 2 dargestellte Struktur einer ohmschen Elektrode wird durch optisches Aufwachsen einer InxGa1-xAs-Schicht als Zwischenschicht mit niedriger Energiebarriere auf ein GaAs-Substrat mittels z. B. eines Verfahrens mit metallorganischer chemischer Dampfabscheidung (MOCVD) und durch Anbringen eines Elektrodenmaterials auf der Schicht erhalten. Jedoch wird durch die Verwendung einer Anlage für epitaktisches Wachstum, wie einer MOCVD-Anlage, zum Herstellen der Struktur einer ohmschen Elektrode das Prozessfenster verkleinert und die Massenherstellung beeinträchtigt.
Es existiert ein auf die Lösung dieser Probleme gerichteter Bericht, der es vorschlägt, auf einem GaAs-Substrat eine mehrschichtige Struktur, wie InAs/W, InAs/Ni/W, Ni/InAs/Ni/W usw. durch Abscheiden der InAs-Zwischenschicht mit niedriger Energiebarriere durch ein Sputterverfahren unter Verwendung von InAs als Target und durch Abscheiden von Filmen aus W und Ni durch ein Elektronenstrahl-Aufdampfverfahren unter Anwendung eines anschließenden Tempervorgangs herzustellen, wozu ausgeführt wird, dass sich eine ohmsche Elektrode mit guter thermischer Stabilität ergibt (U. Appl. Phys. 68, 2475(1990)). Die Fig. 3 zeigt eines von solchen Beispielen, bei dem die ohmsche Elektrode durch Abscheiden einer InAs-Schicht 201 auf einem n-GaAs-Substrat 200 durch ein Sputterverfahren mit anschließendem sequenziellem Abscheiden eines Ni-Films 202 und eines W-Films 203 auf dar InAs- Schicht 201 und durch späteres Tempern der Struktur hergestellt wird.
Dieses Verfahren ist hinsichtlich der Massenherstellbarkeit ziemlich hervorragend, da ein Sputterverfahren verwendet wird, mit dem die InAs-Schicht 201 mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden kann. Außerdem erlaubt das Design eine große Auswahl hinsichtlich der Prozessabfolge, da die ohmsche Elektrode als oberste Schicht den W-Film 203 verwendet, wobei es sich um hochschmelzendes Metall handelt, wodurch eine beliebige Art von Metallen wie Al, Au usw. als Metallisierungsmaterial zur Verbindungsherstellung zur ohmschen Elektrode ohne Verwendung eines Barrieremetalls verwendet werden kann. Dennoch besteht bei diesem Verfahren ein schwerwiegendes Problem dahingehend, dass das Eindiffunieren einer kleinen Menge von In in den W- Film 203 während des Temperns die Realisierung eines ausreichend niedrigen Kontaktwiderstands stört. Es existiert auch ein zusätzliches Problem dahingehend, dass das Diffundieren von In in den W-Film 203 während des Temperns die Oberfläche der ohmschen Elektrode vergröbert und ihre Morphologie deutlich beeinträchtigt.
In den letzten Jahren schlug die Anmelderin zum Lösen des Problems hinsichtlich der Oberflächenmorphologie einer ohmschen Elektrode ein Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode vor, bei dem eine mehrschichtige Struktur aus InAs/Ni/WSi/W auf einem GaAs-Substrat hergestellt und dann getempert wird (japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. Hei 7- 94444). Jedoch besteht bei einer durch dieses Verfahren hergestellten ohmschen Elektrode ein Problem dahingehend, dass der Kontaktwiderstand im Vergleich zur herkömmlichen, unter Verwendung von AuGe/Ni hergestellten ohmschen Elektrode hoch ist. Es besteht auch ein Problem dahingehend, dass während des Temperns leicht eine Fremdstoffdiffusion auftritt und es zu einer Fremdstoff-Umverteilung kommt, da die zum Herstellen der ohmschen Elektrode erforderliche Temperungstemperatur 700ºC bis 800ºC beträgt, was hoch ist. Dies führt zu einem Problem, wenn z. B. auf der kleiner Fläche eines Bipolartransistors eine Basisschicht mit hoher Fremdstoffkorzentration hergestellt wird.
Nachdem zur Verwendung auf GaAs-Halbleitern nur ohmsche Elektroden mit unzufriedenstellenden Eigenschaften existieren, wurde auf die Realisierung ohmscher Elektroden mit in der Praxis zufriedenstellenden Eigenschaften gewartet.
Patent Abstracts of Japan, Vol. 17 (E-827) & JP-A-1 166 556 offenbaren eine ohmsche Elektrode aus n-GaAs und die Herstellung derselben, mit einer mehrschichtigen Struktur, die zur Herstellung einer ohmschen Elektrode geeignet ist und über eine Halbleiterschicht und einen Film verfügt, der als eine Alternative eine Schicht aus einem Nitrid eines Metalls mit hohem Schmelzpunkt enthält, wobei die Schichten aufeinanderfolgend auf einen Körper aus einem III-V-Verbindungshalbleiter aufgestapelt werden. Ein Schritt sei der Herstellung der ohmschen Elektrode beinhaltet eine Wärmebehandlung zum Herstellen einer ohmschen Elektrode auf dem Körper aus dem III-V-Verbindungshalbleiter.
IEEE Electron Device Letters, Vol. EDL-6, No. 8 (August 1985), New York, USA, Seiten 437-438, 5P002033693; R. D. Remba et al.:" Use of a TiN barrier to improve GaAs FET ohmic contact reliability" betrifft die Eigenschaften einer TiN-Barriereschicht zwischen einer GaAs(Ni)GeAuPt-Regierung und einer darüber liegenden Schicht aus Ti/Pt/Au, wobei eine ohmsche Elektrode aus einem eine Ge-Schicht und eine TiN-Schicht enthaltenden Schichtstapel mit nicht-mehrschichtiger Struktur besteht.

Offenbarung der Erfindung

Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine mehrschichtige Struktur, mit der ohmsche Elektroden mit für die Praxis zufriedenstellenden Eigerschaften für GaAs-Halbleiter und andere III-V-Verbindungshalbleiter auf einfache Weise hergestellt werden können, sowie eine unter Verwendung derselben erhaltene ohmsche Elektrode zu schaffen.
Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 definierte mehrschichtige Struktur und durch das im Anspruch 10 definierte Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode gelöst.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten abhängigen Ansprüche.
Demgemäß verfügt eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode gemäß der Erfindung über eine nicht-einkristalline Halbleiterschicht und einen Film mit mindestens einem Metallnitridfilm, die aufeinanderfolgend auf einen Körper eines III-V-Verbindungshalbleiters aufgestapelt sind.
Ferner verfügt eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode gemäß der Erfindung über eine nicht-einkristalline Halbleiterschicht und einen Film, der mindestens einen Metallnitridfilm enthält, die aufeinanderfolgend auf einen Körper eines III-V-Verbindungshalbleiters aufgestapelt sind, wobei die Energiebarriere zwischen der nicht-einkristallinen Halbleiterschicht und dem Film niedriger als die Energiebarriere zwischen dem Körper des III-V-Verbindungshalbleiters und dem Film ist.
Eine erfindungsgemäße ohmsche Elektrode wird durch Tempern einer mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode erhalten, die eine nicht-einkristalline Halbleiterschicht und einen Film aufweist, der mindestens einen Metallnitridfilm enthält, die aufeinanderfolgend auf einen Körper eines III-V-Verbindungshalbleiters aufgestapelt sind.
Ferner ist eine erfindungsgemäße ohmsche Elektrode eine solche, die auf einem Körper eines III-V-Verbindungshalbleiters vorhanden ist, der dadurch erhalten wird, dass eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode getempert wird, mit einer nicht-einkristallinen Haloleiterschicht und einem Film, der mindestens einen Metallnitridfilm enthält; wobei die Energiebarriere zwischen der nicht-einkristallinen Haloleiterschicht und dem Film niedriger als die Energiebarriere zwischen dem Körper des III-V-Verbindungshalbleiters und dem Film ist.
Bei der Erfindung kann der Körper des III-V-Verbindungshalbleiters ein Substrat oder eine Schicht aus z. B. GaAs, AlGaAs oder InGaAs sein. Wenn der Körper des III-V-Verbindungshalbleiters vom n-Typ ist, enthält er z. B. Si, Ge, Te oder Sn als Donator-Fremdstoff. Der Donator-Fremdstoff wird z. B. durch Ionenimplantation, Flüssigphasenepitaxie (LPE), Molekularstrahlepitaxie (MBE) oder metallorganische Dampfphasenepitaxie (MOVPE) in den Körper des III-V-Verbindungshalbleiters eingeführt.
Die nicht-einkristalline Halbleiterschicht kann eine nicht-einkristalline InAs-Schicht oder eine nicht-einkristalline InxGa1-xAs-Schicht (0 < x ≤ 1 sein. Der Begriff "nicht-einkristallin" betrifft hier polykristalline oder amorphe Materialien, also keine inkristallinen Materialien. Die nicht-einkristalline Halbleiterschicht wird vorzugsweise durch ein Sputterverfahren hergestellt, jedoch kann sie auch durch ein anderes Verfahren, wie ein Aufdampfverfahren im Vakuum, insbesondere ein Elektronenstrahl-Aufdampfverfahren hergestellt werden. Wenn die nicht-einkristalline Halbleiterschicht durch ein Sputterverfahren hergestellt wird, kann entweder ein normales Sputterverfahren unter Verwendung eines Einzeltargets aus demselben Halbleitermaterial wie dem der nicht-einkristallinen Halbleiterschicht oder ein Kosputterverfahren unter Verwendung mehrerer Targets verwendet werden, die jeweilige Elemente der nicht-einkristallinen Halbleiterschicht enthalten.
Zwischen dem Körper des III-V-Verbindungshalbleiters und der nicht einkristallinen Halbleiterschicht kann ein Metallfilm, wie ein Ni-Film, dazu vorhanden sein, u. a., die Äffinität der nicht-einkristallinen Halbleiterschicht zum Körper des III-V-Verbindungshalbleiters zu verbessern.
Bei einer typischen Ausführungsform der Erfindung verfügt der Film auf der nicht-einkristallinen Halbleiterschicht über einen Metallfilm und ein Metallnitridfilm auf diesem. In diesem Fall wird der Metallfilm, u. a. dazu verwendet, einen Tempervorgang bei niedriger Temperatur auszuführen, um eine ohmsche Elektrode mit niedrigem Kontaktwiderstand auszubilden. Der Metallnitridfilm wird dazu verwendet, zu verhindern, dass die nicht-einkristalline Halbleiterschicht bildende Elemente, z. B. In, während des Temperns zur Elektrodenoberfläche diffundieren. Aus dem einen oder anderen Grund, z. B. zum Verringern des Flächenwiderstands der ohmschen Elektrode oder um es zu ermöglichen, eine metallische Leiterbahn mit der ohmschen Elektrode zu verbinden, ohne dass ein Barrieremetall erforderlich wäre, wird auf dem Metallnitridfilm vorzugsweise ein Film aus einem hochschmelzenden Metall mit niedrigerem spezifischem Widerstand als dem des Metallnitridfilms, für den es unwahrscheinlich ist, dass er auf einem für die Leiterbahn verwendeten Material reagiert, verwendet. Der Metallfilm kann ein Ni-Film, ein Al-Film oder ein Co-Film sein. Der Metallnitridfilm kann ein WN-Film, ein WSiN-Film, ein TaN-Film, ein TaSiN-Film, ein TiN-Film, ein TiSiN-Film, ein TiON-Film usw. sein. Diese Metallnitridfilme können kristallin (z. B. polykristallin) oder amorph sein. Der Film aus einem hochschmelzenden Metall kann ein W-, ein Mo-, ein Ta-Film usw. sein.
Um den Flächenwiderstand der ohmschen Elektrode zu verringern und um es zu ermöglichen, die ohmsche Elektrode auch für Leiterbahnen zu verwenden, kann der Metallfilm für die Leiterbahnen, z. B. ein Al-Film, ein Film aus einer Al-Legierung (Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, usw.), ein Au-Film, ein Au/Ti-Film usw. auf dem Film aus einem hochschmelzenden Metall hergestellt werden. Die Filme auf der nicht-einkristallinen Halbleiterschicht, d. h. der Metallfilm, der Metallnitridfilm, der Film aus einem hochschmelzenden Metall usw. können durch ein Sputterverfahren oder ein Aufdampfverfahren im Vakuum, insbesondere ein Elektronenstrahl-Aufdampfverfahren hergestellt werden. Wenn dieser Metallfilm, der Metallnitridfilm und der Film aus einem hochschmelzenden Metall durch ein Sputterverfahren hergestellt werden, kann entweder ein normales Sputterverfahren unter Verwendung eines Einzaltargets aus demselben Material wie dem eines dieser Filme oder ein Kosputterverfahren unter Verwendung mehrerer Targets verwendet werden, die die jeweiligen Elemente enthalten, die einen dieser Filme bilden. Wenn dieser Metall film, der Metallnitridfilm und der Film aus einem hochschmelzenden Metall durch ein Aufdampfverfahren im Vakuum hergestellt werden, können entweder eine einzelne Verdampfungsquelle mit demselben Material wie dem eines dieser. Filme oder mehrere Verdampfungsquellen verwendet werden, von denen jede die jeweiligen Elemente enthält, die einen dieser Filme bilden. Der Film aus einem hochschmelzenden Metall kann in einigen Fällen durch ein CVD-Verfahren hergestellt werden.
Gemäß der Erfindung kann eine ohmsche Elektrode mit für die Praxis zufriedenstellenden Eigenschaften, wie in einem Bauteil erforderlich, wie thermische Stabilität, niedriger Kontaktwiderstand, Ebenheit der Oberfläche usw. auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, dass eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode angebracht wird und dann bei einer Temperatur im Bereich von 500ºC bis 600ºC getempert wird Ferner ist es in diesem Fall möglich, da die zum Herstellen der ohmschen Elektrode erforderliche Temperungstemperatur 500ºC bis 600ºC beträgt, was ausreichend niedrig ist, Fremdstoffdiffusion während des Temperns zu verhindern und damit eine Fremdstoff-Umverteilung zu verhindern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1A bis 1E sind Schnittansichten zum Erläutern von Problemen, wie sie dann auftreten, wenn ein existierendes Verfahren zum Herstellen ohmscher Elektroden unter Verwendung von AuGe/Ni als Materialien für die ohmsche Elektrode dazu verwendet werden, ohmsche Elektroden bei einem Herstellprozess für einen GaAs-JFET herzustellen; die Fig. 2 ist ein Energiebanddiagramm einer idealen ohmschen Elektrode; die Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer mehrschichtigen Struktur zum Herstellen ohmscher Elektroden mit einer InAs/Ni/W-Struktur, wie beim existierenden Herstellverfahren für eine ohmsche Elektrode verwendet; die Fig. 4A bis 4D sind Schnittansichten zum Erläutern eines Verfahrens zum Herstellen einer ohmschen Elektrode gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; die Fig. 5 ist ein Kurvenbild, das Änderungen des Kontaktwiderstands abhängig von Tempermngstemperaturen zeigt, wie durch Messung an ohmschen Elektroden erhalten, die durch das Herstellverfahren gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt wurden; die Fig. 6 ist eine mit einem Lichtmikroskop aufgenommene Fotografie einer ohmschen Elektrode, die dadurch hergestellt wurde, dass gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen ohmscher Elektroden hergestellt wurde, bei 500ºC für 1 Sekunde und dann bei 400ºC für zehn Stunden getempert wurde; die Fig. 7 ist ein Kurvenbild, das die thermische Stabilität zeigt, wie durch Messung am ohmschen Elektroden erhalten, die durch das Herstellverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurden; die Fig. 8 ist eine Schnittansicht einer mehrschichtigen Struktur zum Herstellen ohmscher Elektroden, wie bei einem Verfahren zum Herstellen ohmscher Elektroden gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet; die Fig. 9 ist eine Schnittansicht einer mehrschichtigen Struktur zum Herstellen ohmscher Elektroden, wie bei einem Verfahren zum Herstellen ohmscher Elektroden gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet; und die Fig. 10A bis 10D sind is Schnittansichten einer mehrschichtigen Struktur zum Herstellen ohmscher Elektroden, wie bei einem Verfahren zum Herstellen ohmscher Elektroden gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung verwendet.

Beste Art zum Ausführen der Erfindung

Nun werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In allen Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.
Die Fig. 4 veranschaulicht eine Prozessabfolge zum Herstellen einer ohmschen Elektrode gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Bei der ersten Ausführungsform wird als Erstes, wie es in der Fig. 4A dargestellt ist, ein Fotoresist auf ein n&spplus;-GaAs-Substrat 1 aufgetragen und dann durch ein Fotolithografieverfahren strukturiert, um ein Resistnuster 2 mit einer Öffnung im Gebiet für die herzustellenden ohmschen Elektroden auszubilden. Die Dicke des Resistmusters 2 wird so gewählt, dass sie ausreichend größer als die Gesamtdicke einer nicht-einkristallinen In0,7Ga0,3As-Schicht 3, eines Ni-Films 4, eines WN-Films 5 und eines W- Fiims 6 ist, die später beschrieben werden. Der Belichtungsvorgang bei der Fotolithografie kann eine optische Belichtungsanlage wie eine Belizhtungsanlage mit verkleinernder Projektion (sogenannter "Stepper") verwenden. Das Resistmuster 2 kann auch unter Verwendung eines Elektronenstrahlresists und eines Elektronenstrahl-Lithografieverfahrens hergestellt werden.
Als Nächstes wird, wie in der Fig. 4B dargestellt ist, eine nicht-einkristalline In0,7Ga0,3As-Schicht 3 durch ein Sputterverfahren unter Verwendung von z. B. In0,70a0,3As als Target (z. B. Magnetronsputterverfahren) auf der gesamten Oberfläche abgeschieden und ein Ni-Film 4, ein WN-Film 5 und ein W-Film 6 werden aufeinanderfolgend auf der gesamten Oberfläche durch z. B. ein Sputterverfahren oder ein Elektronenstrahl-Aufdampfverfahren abgeschieden. Wenn ein Sputterverfahren wie ein Magnetronsputterverfahren dazu verwendet wird, die nicht-einkristalline In0,7Ga0,3As-Schicht 3 herzustellen, wird nach dem Evakuieren der Filmbildungskammer bis auf einen Basisdruck von ungefähr 2 · 10&supmin;&sup5; Pa Ar-Gas mit einem Druck bis zu ungefähr 3 · 10&supmin;¹ Pa in die Kammer eingeleitet und einer Gleichspannungsentladung unterzogen. Die bei der Entladung aufgewendete Leistung beträgt z. B. 150 W. Die Filmbildungtemperatur ist z. B. die Raumtemperatur. Die Filmbildungsgischwindigkeit beträgt z. B. 7 nm/Minute. Wenn der WN-Film 5 durch ein Sputterverfahren wie ein Magnetronsputterverfahren hergestellt wird, wird nach dem Evakuieren der Filinbildungskammer bis auf einen Grunddruck von 2 · 10&supmin;&sup5; Pa N2-Gas mit einem Druck von bis zu ungefähr 2 · 10&supmin;¹ Pa in die Kammer eingeleitet und einer Gleichspannungsentladung unterzogen. Die bei der Entladung aufgewendete Leistung beträgt ungefähr 150 W. Die Fiimbildungstenperatur ist z. B. die Raumtemperatur. An Stelle von N2-Gas kann ein Mischgas verwendet werden, in dem N2-Gas und Ar-Gas kombiniert sind. Das oben angegebene Sputterverfahren ist ein sogenanntes Gleichspannungs-Sputterveofahren. An Stelle eines Gleichspannungs-Sputterverfahrens kann ein HF-Spulterverfahren verwendet werden.
Das n&spplus;-GaAs-Substrat 1, das nun die nicht-einkristalline In0,7Ga0,3As- Schicht 3, den Ni-Film 4, den WN-Film 5 und den W-Film 6 trägt, wird in ein organisches Lösungsmittel wie Aceton eingetaucht, um das Resistmuster 2 durch Auflösen zu entfernen, wodurch gesorgt wird, dass die nicht-einkristalline In0,7Ga0,3As-Schicht 3, der Ni-Film 4, der WN-Film 5 und der W-Film 6 auf dem Resistmuster 2 gemeinsam entfernt werden. Im Ergebnis verbleibt, wie es in der Fig. 4C dargestellt ist, nur ein selektiver Teil der nichteinkristallinen In0,7Ga0,3As-Schicht 3, des Ni-Films 4, des WN-Films 5 und des W-Films 6 in der Öffnung des Resistmuster 2 entsprechenden Gebiet auf dem n&spplus;-GaAs-Substrat 1.
Das n&spplus;-GaAs-Substrat 1 mit dieser nicht-einkristallinen In0,7Ga0,3As- Schicht 3, dem Ni-Film 4, dem W-Film 5 und dem W-Film 6, d. h. der mehrschichtigen Struktur zum Herstellen der ohmschen Elektrode, wird dann durch z. B. RTA (rapid thermal annealing = schnelles thermisches Tempern) oder unter Verwendung eines typischen Elektroofens bei 500ºC bis 600ºC für kurze Zeit z. B. eine eines Sekunde bis mehrere Minuten, getempert. Die zum Tempern verwendete Atmosphäre kann aus N2-Gas mit oder ohne zusätzliche kleine Menge an H&sub2;-Gas bestehen. Als Ergebnis des Temperns wird die ohmsche Elektrode 7 erhalten, wie es in der Fig. 4D dargestellt ist.
Die Fig. 5 zeigt ein Messergebnis an der ohmschen Elektrode 7, die gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurden, um die Abhängigkeit ihres Kontaktwiderstands von der Temperungstemperatur herauszufinden. Proben wurden dadurch hergestellt, dass die Dicken der nicht-einkristallinen In0,7Ga0,3As-Schicht 3, des WN-Films 5 und des W-Films 6 auf 14 nm, 25 nm bzw. 50 nm eingestellt wurden, während die Dicke des Ni-Films 4 auf drei Werte von 9 nm, 10 nm und 11 nm geändert wurde und ohmsche Elektroden durch Tempern für eine Sekunde bei verschiedenen Temperaturen im Bereich von 450ºC bis 655ºC unter Verwendung eines RTA-Verfahrens hergestellt wurden. Die zum Tempern verwendete Atmosphäre war N2-Gas, den 5% H&sub2;- Gas zugesetzt waren. Die verwendeten n&spplus;-GaAs-Substrate 1 wurden durch Ionenimplantation in halbisolierende GaAs-Substrate mit (100)-Orientierung hergestellt, um sie auf dem n-Typ mit einer Fremdstoffkonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ zu ändern. Messungen von Kontaktwiderständen wurden durch TLM (transmission line method) ausgeführt. Die Fig. 5 zeigt, dass der Kontaktwiderstand bei einer Temperungstemperatur von 550ºC am niedrigsten ist und dass ein erheblich niedriger Kontaktwiderstand vom kleinen Wert von ungefähr 0,2 Dmm erhalten werden kann.
Die Fig. 6 ist eine mit einem Lichtmikroskop aufgenommene Fotografie der Oberfläche einer ohmschen Elektrode 7, die dadurch hergestellt wurde, dass eine nicht-einkristalline In0,7Ga0,3As-Schicht 3, ein Ni-Film 4, ein WN- Film 5 und ein W-Film 6 zum Herstellen einer mehrschichtigen Struktur für eine ohmsche Elektrode auf ein n&spplus;-GaAs-Substrat 1 aufgestapelt wurden, dann die Struktur für eine Sekunde bei 550ºC durch RTA getempert wurde, um die ohmsche Elektrode auszubilden, und sie ferner für zehn Stunden bei 400ºC getempert wurde. Die Dicken der nicht-einkristallinen In0,7Ga0,3As-Schicht 3, des Ni-Films 4, des WN-Films 5 und des W-Films 6 waren 14 nm, 20 nn, 25 nm bzw. 25 nm. Die Fig. 6 zeigt, dass die ohmsche Elektrode 7 nach einem Tempern für zehn Stunden bei 400ºC hervorragende Oberflächenmorphologie und hervorragende thermische Stabilität zeigt. Der Grund für die gute Morphologie besteht darin, dass das Vorliegen des WN-Films 5 in der mehrschichtigen Struktur zum Herstellen der ohmschen Elektrode ein Dispergieren vor In aus der nicht-einkristallinen In0,7Ga0,3As-Schicht 3 zur Oberfläche der Elektrode während des Temperns verhindert.
Es wurden auch zeitliche Änderungen der ohmschen Elektrode 7, d. h. der thermischen Stabilität derselben, nach einem Tempern für zehn Stunden bei 400ºC nach der Herstellung gemessen. Die Ergebnisse sind dergestalt, wie in der Fig. 7 dargestellt ist. Die Dicken der nicht-einkristallinen In0,7Ga0,3As-Schicht 3, des Ni-Films 4, des WN-Films 5 und des W-Films 6 betrugen 25 nm, 10 nm, 25 nm bzw. 50 nm. Die Fig. 7 zeigt zu Vergleichszwecken auch Ergebnissen zu gemessenen thermischen Stabilitäten einer ohmschen Elektrode, die dadurch hergestellt wurde, dass eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode ohne eingeschlossenen WN-Film verwendet wurde, genauer gesagt, mit einem 15 nm dicken Ni-Film und einem 50 nm dicken W-Film, die auf eine 25 nm dicke nicht-einkrlstalline In0,7Ga0,3As-Schicht aufgestapelt wurden, und einer ohmschen Elektrode, die unter Verwendung einer mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer mehrschichtigen Elektrode mit einem 15 nm dicken Ni-Film und einem 50 im dicken W-Film hergestellt wurde, die auf eine 23 nm dicke nicht-einkristalline InAs-Schicht aufgestapelt wurden.
Die Fig. 7 zeigt, dass der Kontaktwiderstand einer ohmschen Elektrode unter Verwendung einer mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode mit einem 15 nm dicken Ni-Film und einem 50 nm dicken W-Film, die auf eine 25 nm dicke nicht-einkristalline In0,7Ga0,3As-Schicht aufqestapelt waren, ungefähr eine Stunde nach Beginn des Tempern anzusteigen beginnt. Die ohmsche Elektrode, die unter Verwendung einer mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode mit einem 15 nm dicken Ni-Film und einem 50 nm dicken W-Film hergestellt wurde, die auf eine 23 im dicke nicht-einkristalline InAs-Schicht aufgestapelt waren, behielt selbst nach zehn Stunden folgend auf den Beginn des Tempern konstanten Kontaktwiderstand, was gute thermische Stabilität bedeutet; jedoch beträgt der Wert des Kontaktwiderstands ungefähr 0,45 Qmm, was nicht ausreichend niedrig ist. Demgemäß behielt die ohmsche Elektrode 7 gemäß der ersten Ausführungsform, die unter Verwendung der mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode mit einem WN-Film hergestellt wurde, selbst nach zehn Stunden folgend auf den Beginn des Tempern konstanten Kontaktwiderstand, was gute thermische Stabilität bedeutet, und der Kontaktwiderstand hatte den niedrigen Wert von 0,2 S2 mm. Gründe für die gute thermische Stabilität sind die Tatsache, dass die ohmsche Elektrode 7 keine Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt, wie β-AuGa enthält, die in einer ohmschen Elektrode unter Verwendung von AuGe/Ni enthalten sind, und die Tatsache, der der WN- Film 5 ein Dispergieren von Ni aus der nicht-einkristallinen In0,7-Ga0,3As- Schicht 3 zur Oberfläche der Elektrode verhindert.
Zusammengefasst gesagt, kann durch die erste Ausführungsform eine ohmsche Elektrode 7 mit niedrigem Kontaktwiderstand, niedrigem Filmwiderstand, ebener Oberfläche oder guter Oberflächenmorphologie sowie guter thermischer Stabilität dadurch hergestellt werden, dass die nicht-einkristalline In0,7Ga0,3As-Schicht 3, der Ni-Film 4, der WN-Film 5 und der W-Film 6 auf das n&spplus;-GaAs-Substrat 1 aufgestapelt werden, um eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode auszubilden, und dann diese für z. B. eine Sekunde bei z. B. 500ºC bis 600ºC durch ein RTA-Verfahren getempert wird. Die ohmsche Elektrode 7 verfügt über eine Energiebandstruktur, die nahe an der in der Fig. 2 dargestellten idealen Energiebandstruktur liegt. Die ohmsche Elektrode 7 erlaubt ein direktes Anschließen einer Metall-Leiterbahn ohne Verwendung eines Barrieremetalls, das sie an ihrer Oerfläche W mit hohem Schmelzpunkt enthält. Die zum Herstellen der ohmschen Elektrode 7 verwendete nicht-einkristalline In0,7Ga0,3As-Schicht 3 wird durch ein Sputterverfahren mit hoher Filmbildungsgeschwindigkeit hergestellt, was zu hoher Produktivität der ohmschen Elektroden 7 führt. Die ohmsche Elektrode 7 zeigt einen niedrigen Kontaktwiderstand, der demjenigen herkimmlicher ohmscher Elektroden entspricht, die unter Verwendung von AuGe/Ni hergestellt wurden, und es werden Eigenschaften eines Halbleiterbauteils unter Verwendung der ohmschen Elektrode 7 nicht beeinträchtigt. Da die zum Herstellen der ohmschen Elektrode 7 verwendete Temperungstemperatur den niedrigen Wert von 500ºC bis 600ºC aufweist, können ein unerwünschtes Dispergieren von Fremdstoffen und eine Umverteilung von Fremdstoffen während des Temperns wirkungsvoll verhindert werden.
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Die zweite Ausführungsform verwendet eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode, wie sie in der Fig. 8 dargestellt ist, an Stelle der mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode gemäß der ersten Ausführungsform, wie sie in der Fig. 4C ist. Die in der Fig. 8 dargestellte mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode unterscheidet sich von der Struktur in der Fig. 4C dahingehend, dass die erstere den W-Film 6 nicht enthält. Andere Gesichtspunkte hinsichtlich der zweiten Ausführungsform stimmen mit der ersten Auführungsform überein.
Auch die zweite Ausführungsform ermöglicht es, ohmsche Elektroden mit so guten Eigenschaften wie bei der ersten Ausführungsform mit hoher Produktivität herzustellen.
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Die dritte Ausführungsform verwendet eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode, wie sie in der Fig. 9 dargestellt ist, an Stelle der mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode, wie sie in der ersten Ausführungsform verwendet und in der Fig. 4C S dargestellt ist. Die in der Fig. 9 dargestellte mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode unterscheidet sich von der Struktur der Fig. 1C dahingehend, dass die erstere einen zusätzlichen Al-Film 8 auf dem W-Film 6 verwendet.
Bei der dritten Ausführungsform wird der Al-Film 8 auf dem W-Film 6 z. B. durch ein Sputterverfahren oder ein Elektronenstrahl-Aufdampfverfahren hergestellt, nachdem der W-Film 6 und andere Filme auf dieselbe Weise abgeschieden wurden, wie es durch die Fig. 4B veranschaulicht ist. Danach wird durch Abheben auf dieselbe Weise wie für die erste Ausführungsform beschrieben, eine mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode mit der In0,7Ga0,3As-Schicht 3, dem Ni-Film 4, dem WN-Film 5, dem W- Film 6 und dem Al-Film 8 auf dem die ohmsche Elektrode bildenden Teil und auf dem n&spplus;-GaAs-Substrat 1 hergestellt. In diesem Fall kann das für das Abheben verwendete Resistmuster für einfacheres Abheben in zwei Schichten hergestellt werden. Wenn das Resistmuster ein Positivresist ist, kann z. B. das untere Resistmuster aus einem stärker fotoempfindlichen Resist hergestellt werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform trägt der oberste Al-Film 8 der mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode dazu bei, den Flächenwiderstand der ohmschen Elektrode zu verringern, der unter Verwendung der mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode hergestellt wurde. Im Ergebnis kann die ohmsche Elektrode 7 als IO-Leiterbahnelektrode oder als Kondensatorelektrode verwendet werden, was den Leiterbahn-Herstellprozess für Halbleiterbauteile vereinfacht und die Flexibilität des Designs derselben erhöht.
Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Die vierte Ausführungsform ist auf einen Prozess zum Herstellen von GaAs- MESFETs gerichtet, bei dem ohmsche Elektroden unter Verwendung des Herstellverfahrens für ohmsche Elektroden gemäß der zweiten Ausführungsform hergestellt werden und auch Gateelektroden gleichzeitig mit den ohmschen Elektroden hergestellt werden.
Bei der vierten Ausführungsform wird als Erstes, wie es in der Fig. 10A dargestellt, ein Donator-Fremdstoff mit niedriger Konzentration in ein halbisolierendes GaAs-Substrat 9 selektiv in einen Abschnitt zum Herstellen einer n-Kanalschicht sowie mit hoher Konzentration in Abschnitte zum Herstellen des Sourcebereichs und des Drainbereichs durch Ionenimplantation eingebracht. Dann wird die Struktur z. B. bei 700ºC bis 800ºC getempert, um den implantierten Fremdstoff elektrisch zu aktivieren, um eine n-Kanalschicht 10, einen n&spplus;-Sourcebereich 11 und einen Drainbereich 12 zu erzeugen.
Als Nächstes wird, wie es in der Fig. 108 dargestellt ist, eine meirschichtige Struktur aus der nicht-einkristallinen In0,7Ga0,3As-Schicht 3 und dem Ni-Film 4 auf dem Gebiet zum Herstellen einer ohmschen Elektrode durch ein Abhebeverfahren hergestellt, wozu auf die Erläuterung zur ersten Ausführungsform verwiesen wird.
Danach wird auf der gesamten Oberfläche ein WN-Film z. B. durch ein Sputterverfahren abgeschieden, ein Resistmuster (nicht dargestellt) mit einer der Gateelektrode und der herzustellenden ohmschen Elektrode entsprechenden Form wird durch ein Lithografieverfahren auf dem WN-Film hergestellt, der WN-Film wird z. B. durch ein Verfahren mit reaktivem Ionenätzen RIE) unter Verwendung des Resistmusters als Maske und unter Verwendung von CF&sub2;/O&sub2; als Ätzgas geätzt, und danach wird das Resistmuster entfernt. Im Ergebnis enthält, wie es in der Fig. 100 dargestellt ist, die erhaltene Struktur auf ihrem die Elektrode bildenden Gebiet mehrschichtige Strukturen zum Herstellen ohmscher Elektroden aus der nicht-einkristallinen In0,7Ga0,3A:-Schicht 3, dem Ni-Film 4 und dem WN-Film 5 sowie die aus dem WN-Film bestehende Gateelektrode 13. Demgemäß kann der WN-Film zum Herstellen von Leiterbahnen verwendet werden.
Das Erzeugnis wird dann bei 500ºC bis 600ºC durch z. B. ein RTA-Verfahren getempert. So werden, wie es in der Fig. 108 dargestellt ist, als Source- und Drainelektroden verwendete ohmschen Elektroden 14, 15 auf dieselbe ºWeise wie bei der ersten Ausführungsform erläutert hergestellt, und es wird der erwartete GaAs-MESFET fertiggestellt.
Gemäß der vierten Ausführungsform können ohmschen Elektroden 14, 15 mit guten Eigenschaften als Source- und Drainelektrode auf einfache Weise hergestellt werden, und es kann auf die Gateelektroden 13 gleichzeitig mit der zum Herstellen der ohmschen Elektroden 14, 15 verwendeten mehrschichtigen Strukturen hergestellt werden. Im Ergebnis ist der Prozess zum Herstellen von GaAs-MESFETs vereinfacht.
Nachfolgend wird eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wenn ein Halbleiterbauteil sowohl eine ohmsche Elektrode für einen n-III-V- Verbindungshalbleiter als auch eine ohmsche Elektrode für einen p-III-V- Verbindungshalbleiter benötigt, werden diese ohmschen Elektroden durch die fünfte Ausführungsform gleichzeitig unter Verwendung mehrschichtiger Strukturen zum Herstellen ohmscher Elektroden hergestellt.
Genauer gesagt, werden, wenn z. B. ein GaAs-JFET herzustellen ist, ein p&spplus;- Gatebereich, ein n-Sourcebereich und ein Drainbereich in einem helbisolierenden GaAs-Substrat hergestellt und auf dem Gatebereich, dem Sourcebereich und dem Drainbereich werden mehrschichtige Strukturen zum Herstellen ohmscher Elektroden wie z. B. bei der ersten Ausführungsform hergestellt. Danach werden durch Tempern des Erzeugnisses bei z. B. 500ºC bis 600ºC ohmsche Elektroden gleichzeitig auf dem Gatebereich, dem Sourcebereich und dem Drainbereich ausgebildet.
Um einen Bipolartransistor mit Heteroübergang (HBT) unter Verwendung von III-V-Verbindungshalbleitern, d. h. mit einer n-AlGaAs-Schicht als Emitterschicht, einer p-GaAS als Basisschicht und einer n-GaAs-Schicht als Kollektorschicht herzustellen, wobei für die Emitter-, die Basis- und die Kollektorschicht ohmsche Elektroden erforderlich sind, können diese ohmschen Elektroden dadurch gleichzeitig auf der Emitter-, der Basis- bzw. der Kol- Tektorschicht hergestellt werden, das mehrschichtige Strukturen zum Herstellen ohmscher Elektroden wie bei der ersten Ausführungsform z. B. auf der Emitter-, der Basis- und der Kollektorschicht hergestellt werden und die Strukturen bei 500ºC bis 600ºC getempert werden.
Vorstehend wurde die Erfindung mittels spezieller Beispiele beschrieben; jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern sie umfasst auf Grundlage ihres technischen Konzepts verschiedene Modifizierungen.
Zum Beispiel kann der bei der ersten bis vierten Ausführungsform verwendete Ni-Film 4 durch einen Co- oder einen Al-Film ersetzt werden.
Ferner wird zwar gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform die mehrschichtige Struktur zum Herstellen ohmscher Elektroden durch ein Abbebeverfahren hergestellt, jedoch kann sie dadurch hergestellt werden, dass ein erstes die jeweiligen Schichten der mehrschichtigen Struktur zum Herstellen ohmscher Elektroden aufeinanderfolgend auf die gesamte Oberfläche ces n&spplus;- GaAs-Substrats 1 aufgestapelt werden und anschließend diese Schichten durch ein Ätzverfahren in die Form ohmscher Elektroden strukturiert werden.
Ferner wurden zwar die erste bis vierte Ausführungsform dahingehend erläutert, dass die Erfindung bei der Herstellung ohmscher Elektroden auf einem GaAs-Substrat angewandt wird, jedoch kann die Erfindung auch zur Herstellung ohmscher Elektroden auf einer z. B. durch epitaktisches Wachstum hergestellten GaAS-Schicht angewandt werden.
Ferner kann die Erfindung auch bei der Herstellung ohmscher Elektroden auf dem Sourcebereich und dem Drainbereich eines Transistors mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) unter Verwendung eines III-V-Verbindungshalbleiters, z. B. bei einem AlGaAs/GaAs-HEMT, angewandt werden.
Wie oben beschrieben, können gemäß der Erfindung durch Tempern durch einer mehrschichtigen Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode mit einer nicht-einkristallinen Halbleiterschicht und einem Film mit mindestens einem Metallnitridfilm, die aufeinanderfolgend auf einen Körper eines III-V-Verbindungshalbleiters aufgestapelt sind, ohmsche Elektroden mit für die Praxis zufriedenstellenden Eigenschaften für III-V-Verbindungshalbleiter einfach mit hoher Produktivität hergestellt werden.

Claims

1. Mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode (7) mit einer Halbleiterschicht (3) und einem Film (4, 5, 6) mit mindestens einem Metallnitridfilm, die aufeinanderfolgend auf einen Körper (1) eines III-V-Verbindungshalbleiters aufgestapelt sind;

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Halbleiterschicht (3) eine nicht-einkristalline Halbleiterschicht ist.

2. Mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 1, bei der der Körper (1) eines III-V-Verbindungshalbleiters aus GaAs, AlGaAs oder InGaAs besteht.

3. Mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 1, bei der die nicht-einkristalline Halbleiterschicht (3) eine nicht-einkristalline InxGa1-xAs-Schicht (0 < x ≤ 1) ist.

4. Mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 1, bei der der Film (4, 5, 6) einen Metallfilm (4) und amen auf diesem vorhandenen Metallnitridfilm (5) enthält.

5. Mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 4, bei der auf dem Metallnitridfilm (5) ferner ein Film (6) aus einem hochschmelzenden Metall vorhanden ist.

6. Mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 5, bei der auf dem Film (6) aus einem hochschmelzenden Metall ferner ein Metallfilm für Leiterbahnen vorhanden ist.

7. Mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 4, bei der der Metallfilm (4) ein Ni-, ein Co- oder ein Al-Film ist und der Metallnitridfilm (5) ein WN-, ein WSiN-, ein TaN-, ein Ta-SiN--, ein TiN-, ein TiSiN- oder ein TiON-Film ist.

8. Mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 5, bei der der Film (6) aus einem hochschmelzenden Metall ein W-, ein Ta- oder ein Mo-Film ist.

9. Mehrschichtige Struktur zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 1, bei der die Energiebarriere zwischen der nicht-einkristallinen Halbleiterschicht (3) und dem Film (4, 5, 6) niedriger als die Energiebarriere zwischen dem Körper (3) eines III-V-Verbindungshalbleiters und dem Film (4, 5, 6) ist.

10. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode (7) durch Tempern der mehrschichtigen Struktur gemäß Anspruch 1.

11. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 10, bei dem die Temperungstemperatur für die mehrschichtige Struktur 501ºC bis 600ºC beträgt.

12. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 10, bei dem der Körper (1) eines III-V-Verbindungshalbleiters aus GaAs, AlGaAs oder InGaAs besteht.

13. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 10, bei dem die nicht-einkristalline Halbleiterschicht (3) eine nicht-ainkristalline InxGa1-xAs-Schicht (0 < x ≤ 1) ist.

14. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Ansprach 10, bei dem der Film (4, 5, 6) einen Metallfilm (4) und einen auf diesem vorhandenen Metallnitridfilm (5) enthält.

15. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 14, bei dem auf dem Metallnitridfilm (5) ferner ein Film (6) auf einem hochschmelzenden Metall vorhanden ist.

16. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 15, bei dem auf dem Film (6) aus einem hochschmelzenden Metall ferner ein Metallfilm für Leiterbahnen vorhanden ist.

17. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 14, bei dem der Metallfilm (4) ein Ni-, ein Co-oder ein Al-Film ist und der Metallnitridfilm (5) ein WN-, ein WSiN-, ein TaN-, ein Ta-SiN-, ein TiN-, ein TiSiN- oder ein TiON-Film ist.

18. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 15, bei dem der Film (6) aus einem hochschmelzenden Metall ein W-, ein Ta- oder ein Mo-Film ist.

19. Verfahren zum Herstellen einer ohmschen Elektrode nach Anspruch 10, bei dem die Energiebarriere zwischen der nicht-einkristallinen Halbleiterschicht (3) und dem Film (4, 5, 6) niedriger als die Energiebarriere zwischen dem Körper (3) eines III-V-Verbindungshalbleiters und dem Film (4, 5, 6) ist.