JP2713697B2 - p型化合物半導体用オーミック電極及びそれを用いたバイポーラトランジスタ、並びにそれらの製造方法 - Google Patents
p型化合物半導体用オーミック電極及びそれを用いたバイポーラトランジスタ、並びにそれらの製造方法Info
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Description
III−V族化合物半導体用の低抵抗オーミック電極及
びこのオーミック電極を用いたバイポーラトランジスタ
に関し、またそれらの製造方法に関する。
ック電極として、Pt/Ti/Pt/Au電極が注目さ
れている(H.Okada他、Japanese Jounal of Applied Phi
sics Vol.30, 1991, pp.L558-L560)。このオーミック電
極はPt膜、Ti膜、Pt膜、及びAu膜がp型高濃度
GaAs基板上に順に積層された構造を備えている。P
tのショットキー障壁高さはp型GaAsに対して低い
ので、この構造において、最下層のPt層は電極の接触
抵抗を下げる働きをする。中間層のTi層及びPt層は
Ga及びAsと上層のAu層とが相互に拡散するのを防
止する働きをする。
のベース電極として用いて、350℃で熱処理すること
により、極めて低いベース抵抗が得られ、その結果、優
れた高周波特性のバイポーラトランジスタが得られるこ
とが報告されている(Extended Abstracts of the 1993
International Conference on Solid State Devicesan
d Materials, pp.1062-1064)。
極として、Ni/Ti/Ag構造の電極も知られている
(特開昭62-234322号公報)。
オーミック電極では比較的低い温度でアロイすることに
より、低抵抗のオーミック接触を形成することができる
ことが特徴であるため、上述のオーミック電極を約35
0℃以上の温度に放置した場合、オーミック接触の抵抗
が増大するという問題があった。発明者らの実験によれ
ば、図10に示すようにPt/Ti/Pt/Au電極は
約350℃の熱処理で接触抵抗が最小になり、それ以上
の温度では接触抵抗が増大する。その理由は、400℃
程度の熱処理でPtAs2等の接触抵抗を増加させる化
合物が生成されるからであると考えられる。特に、オー
ミック電極を形成するp型半導体層がヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタ(HBT)のベース層のように薄い場
合、PtAs2等がp型半導体中の表面から深い部分に
まで生成される。その結果、その下のp型半導体層が薄
くなり、接触抵抗は更に大きく増加するという問題が生
じる。
いて以下のような問題が生じる。
タ電極として一般的に用いられるAuGe/Ni系n型
オーミック電極は、図11に示すように、約400℃で
接触抵抗が最小となる。従って、HBTの製造工程にお
いて、Pt/Ti/Pt/Auからなるベース電極とA
uGe/Ni系コレクタ電極の接触抵抗をそれぞれ最小
にするには、コレクタ電極を形成して400℃で熱処理
後、ベース電極を形成して350℃で熱処理を行う必要
がある。この結果、HBTの製造工程において、ベース
電極形成後にコレクタ電極を形成することができなくな
り、プロセスの自由度がなくなるという問題と、ベース
電極とコレクタ電極の熱処理工程を個別に行わなくては
ならないという問題がある。
たものであり、その目的とするところは、従来のAuG
e/Ni系のn型オーミック電極の最適熱処理条件であ
る温度付近の熱処理で接触抵抗が最小となり、低い接触
抵抗を備えたオーミック電極、及びこのオーミック電極
を用いたバイポーラトランジスタ、ならびにそれらの製
造方法を提供するものである。
体用オーミック電極はp型III−V族化合物半導体層
上に設けられ、該p型III−V族化合物半導体との界
面に、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、及び白金
(Pt)を主成分として含んでおり、そのことにより、
上記目的が達成される。
d)を含んでいてもよい。
ック電極の製造方法は、ニッケル、白金、及びチタンを
主成分として含む金属層をp型III−V族化合物半導
体層上に直接または薄層を介して形成する工程と、熱処
理により、該金属層及び該p型III−V族化合物半導
体層の一部を合金化する工程とを包含しており、そのこ
とにより、上記目的が達成される。
白金層を含み、該白金層を最上層とする多層膜からな
り、該チタン層の厚さが10nm以下であることが好ま
しい。
い。
ら460℃の温度で熱処理することが好ましい。
少なくとも一層のp型III−V族化合物半導体層を含
む半導体積層構造と、該p型III−V族化合物半導体
層上に設けられ、ニッケル、チタン、及び白金を主成分
として含むp型化合物半導体用オーミック電極とを有し
ており、そのことにより、上記目的が達成される。
層のn型III−V族化合物半導体層を含み、該n型I
II−V族化合物半導体層上に設けられ、金、ゲルマニ
ウム、及びニッケルを主成分として含むn型化合物半導
体用オーミック電極を更に有していてもよい。
い。
製造方法は、ニッケル、チタン、及び白金を主成分とし
て含む第1の金属層をp型III−V族化合物半導体層
上に直接または薄層を介して形成する工程と、熱処理に
より、該第1の金属層及び該p型III−V族化合物半
導体層を合金化する工程とを包含しており、そのことに
より、上記目的が達成される。
チタン層を含み、該白金層を最上層とする多層膜からな
り、該チタン層及び該ニッケル層の厚さが10nm以下
であることが好ましい。
金化する工程との間に、金、ゲルマニウム、及びニッケ
ルを主成分として含む第2の金属層をn型III−V族
化合物半導体層上に直接または薄層を介して形成する工
程を更に包含していてもよい。
金属層及び前記n型III−V族化合物半導体層も同時
に合金化されてもよい。
タの製造方法は第1のn型III−V族化合物半導体層
と、該第1のn型III−V族化合物半導体層の上方に
積層されたp型III−V族化合物半導体層と、該p型
III−V族化合物半導体層の上方に積層された第2の
n型III−V族化合物半導体層とを含む半導体積層構
造の一部を該p型III−V族化合物半導体層が露出す
るまで、もしくは該p型III−V族化合物半導体層上
に薄い半導体層を残して該半導体積層構造の上方からエ
ッチングする工程と、該露出したp型III−V族化合
物半導体層上、もしくは該薄い半導体層上にニッケル
と、チタンと、白金またはパラジウムとを含む第1の金
属膜を形成する工程と、該第1のn型III−V族化合
物半導体層が露出するまで、もしくは該n型III−V
族化合物半導体層上に薄い半導体層を残して該第1の金
属膜及び該p型半導体層を同時にエッチングする工程
と、該露出した第1のn型III−V族化合物半導体層
上、もしくは該薄い半導体層上に金、ゲルマニウム、及
びニッケルを含む第2の金属膜を形成する工程と、該第
1の金属膜及び該p型III−V族化合物半導体層、並
びに該第2の金属膜及び該第1のn型III−V族化合
物半導体層を熱処理により合金化し、それぞれp型オー
ミック電極及びn型オーミック電極を同時に形成する工
程とを包含しており、そのことにより、上記目的が達成
される。
前記エッチングにより露出した前記半導体構造の側面に
サイドウォールを形成する工程と、前記第1の金属膜上
に低抵抗金属層を形成する工程とを更に包含していても
よい。
てもよい。
型のIII−V族化合物半導層上に直接または薄層を介
して形成し、熱処理することにより、ニッケル及びチタ
ンがPtAs2等の高抵抗化合物の生成を抑制するよう
に、あるいは白金がp型半導体中へ深く拡散するのを抑
制するように機能する結果、オーミック電極とp型半導
体との間で低い接触抵抗が得られると考えられる。更
に、ニッケル、チタン、及び白金からなる合金のp型半
導体に対するショットキー障壁高さは白金のみの場合に
較べ、低くなっていると考えられる。
る熱処理温度は金、ゲルマニウム、及びニッケルを含む
n型オーミック電極の熱処理条件とほぼ等しいので、p
型オーミック電極とn型オーミック電極の熱処理とを同
時に一回で行うことができる。
スタに適用することにより、n型オーミック電極とp型
オーミック電極との形成順序を任意に決めることがで
き、製造方法及び素子構造の自由度が増す。
において、エミッタ層をエッチングしてベース層を露出
させ、ベース電極を形成した後、エミッタ層の側面を覆
うサイドウォールを形成すれば、ベース電極上にエミッ
タ層と電気的短絡を起こさずに低抵抗層を形成できる。
その製造方法を説明する。
いた電極7の断面構造を模式的に示している。半絶縁性
GaAs基板1上にp型GaAs層2が形成されてお
り、その上にp型オーミック電極4が形成されている。
p型オーミック電極4はニッケル、チタン、及び白金の
合金層からなる。p型オーミック電極4の下方のp型G
aAs層2中にはp型オーミック電極4を構成するニッ
ケル、チタン、及び白金が拡散した拡散層3が形成され
ていて、p型オーミック電極4とGaAs層2とが合金
化されている。p型オーミック電極4の上にはチタン層
5が形成されており、更にチタン層5上に白金層6が形
成されている。
る。
s基板1上にp型GaAs層2をエピタキシャル成長さ
せる。オーミック電極を形成させる半導体層はp型の導
電性を有するGaAs層であれば不純物濃度及び厚さを
用途に合わせて任意に定めてよい。本実施例ではp型G
aAs層2は150nmの厚さ及び2×1019cm-3の
キャリア濃度を有している。更に所望の形状の開口を有
するレジストパターン13をp型GaAs層2上に形成
する。
蒸着法により、半絶縁性GaAs基板1全体を覆うよう
にニッケル膜(厚さ:5nm)14、チタン膜(5n
m)15、白金膜(5nm)16、チタン膜(30n
m)17、白金膜(100nm)18を連続して堆積す
る。ニッケル膜14、チタン膜15、及び白金膜16は
p型オーミック電極4となる金属多層膜21を構成す
る。ニッケル膜(5nm)14とチタン膜(5nm)1
5を入れ替えて、p型GaAs層2上に、まずチタン膜
(5nm)15を形成し、その上にニッケル膜(5n
m)14を形成し、白金膜(5nm)16、チタン膜
(30nm)17、白金膜(100nm)18を順に形
成してもよい。また、チタン膜(30nm)17、白金
膜(100nm)18はパッドとして機能するので、p
型化合物半導体用オーミック電極としては必ずしも必要
ではない。従って、p型化合物半導体用オーミック電極
としてニッケル膜14、チタン膜15、及び白金膜16
を含み、白金膜16が最上層となる金属多層膜21が形
成されていればよい。
大きすぎると、後で行う熱処理によっても白金膜16中
の白金原子がp型GaAs層2内に入り込めず、図2
(c)に示す拡散層3が形成されないことがある。従っ
て、ニッケル膜14及びチタン膜15の厚さは1nmか
ら50nmであることが好ましく、2nmから10nm
であることが更に好ましい。
13を溶解させリフトオフを行い、各金属膜を所望の形
状にパターニングする。
分の熱処理を行うことにより、ニッケル膜14、チタン
膜15、及び白金膜16が合金化されp型オーミック電
極4が形成される。また、ニッケル膜14、チタン膜1
5、及び白金膜16を構成していたニッケル、チタン、
及び白金の一部がp型GaAs層2へ拡散し、拡散層3
が形成される。熱処理温度及び時間はp型オーミック電
極を適用する素子に要求される特性に合わせて必要な接
触抵抗が得られるように選択できる。しかし、低接触抵
抗率を備えたp型オーミック電極を形成するために、熱
処理温度は360℃から460℃の範囲にあることが好
ましく、370℃から420℃の範囲であることが更に
好ましい。この範囲の温度であれば、金、ゲルマニウ
ム、及びニッケルからなるn型オーミック電極を形成す
るための熱処理温度にほぼ一致しており、n型オーミッ
ク電極のための熱処理とp型オーミック電極のための熱
処理を同一温度で、同時に行うことができる。
身の抵抗を下げる目的で金等からなる金属層を設けても
良い。
電極4を含む電極7の接触抵抗率を測定した結果を図3
及び図4に示す。図3及び図4はそれぞれ350℃及び
400℃において熱処理して得られた電極の熱処理時間
と接触抵抗率との関係を示している。比較のために、従
来のPt/Ti/Ptからなるオーミック電極の結果を
あわせて示している。
極7では350℃で10分熱処理することにより、約
3.8×10-7Ω・cm2の接触抵抗率が得られ、更に長
時間熱処理して接触抵抗率はほとんど上昇しない。約8
0分間熱処理しても4.2×10-7Ω・cm2の接触抵抗
率が得られる。
ーミック電極では350℃で10分熱処理することによ
り、3.6×10-7Ω・cm2の接触抵抗率が得られる
が、更に長時間熱処理を行うと接触抵抗率は大きくな
る。約80分間熱処理を行うと、約7.0×10-7Ω・
cm2に接触抵抗率は上昇する。この結果は本発明のオー
ミック電極が高い耐熱性を備えていることを示してい
る。
より明らかとなる。図4に示されるように、本実施例に
よる電極7では400℃で10分熱処理することによ
り、約2.1×10-7Ω・cm2の接触抵抗率が得られ
る。長時間熱処理することにより、接触抵抗率は上昇す
るが、約80分間熱処理しても5.6×10-7Ω・cm2
の接触抵抗率が得られる。
ーミック電極では400℃で10分熱処理することによ
り、接触抵抗率は7.0×10-7Ω・cm2程度になり、
約80分間熱処理を行うと、8.4×10-7Ω・cm2に
接触抵抗率は上昇する。
℃程度の熱処理で接触抵抗が最小となり、従来のp型オ
ーミック電極であるPt/Ti/Pt/Au電極よりも
低い接触抵抗率を達成することができる。
i/Ptからなるオーミック電極に対して高温放置試験
を行った結果を図5に示す。図5は400℃で10分間
熱処理して得られた本実施例による電極7と、350℃
で10分間熱処理することにより得られた従来のオーミ
ック電極とを300℃から400℃の間の温度で放置し
た結果を示している。図5において、平均劣化時間は接
触抵抗率の値が50%増加する平均時間と定義してい
る。
の結果を示す直線の傾きは従来のオーミック電極の結果
を示す直線の傾きとほぼ等しく、これらの傾きから、オ
ーミック電極の劣化反応の活性化エネルギーは約1.6
eVと推定される。これは本実施例による電極7及び従
来のオーミック電極は同じ劣化機構によって劣化してゆ
く可能性があることを示している。しかしながら、同じ
保管温度で2つの電極を比較した場合、本実施例の電極
7は従来のオーミック電極に較べて劣化時間が長くなっ
ている。例えば、本実施例の電極7の150℃における
劣化時間は6.5×106時間であるのに対して、従来
のオーミック電極は1.3×106時間であり、約5倍
長くなっている。従って、信頼性の点でも本実施例の電
極7が優れていることが分かる。
極において、ニッケル及びチタンは400℃程度の温度
においてPtAs2等の高抵抗化合物の生成を抑制する
ように、あるいは白金がp型半導体中へ深く拡散するの
を抑制するように働き、このため、本発明のオーミック
電極とp型半導体との間で低い接触抵抗が得られると考
えられる。更に、ニッケル、チタン、及び白金からなる
合金は白金のみの場合に較べてp型半導体に対するショ
ットキー障壁高さが低くなっていると考えられる。
に、金属多層膜21をp型GaAs層2上に直接設けて
いるが、熱処理による合金化によって、金属多層膜21
のニッケル、チタン、及び白金がp型GaAs層2内へ
拡散し図2(c)に示されるように拡散層3が形成され
れば、金属多層膜21とp型GaAs層2との間に薄い
半導体層が介在していてもよい。例えば、図2(d)に
示すように、p型GaAs層2上に薄い半導体層19を
設け、半導体層19上に金属多層膜21を形成する。そ
の後、熱処理すれば図2(e)に示すように、金属多層
膜21中のニッケル、チタン、及び白金が半導体層19
を介してあるいは半導体層19とともにp型GaAs層
2へ拡散し、拡散層3が形成される。また金属多層膜2
1が合金化されp型GaAs層2上にp型オーミック電
極4が形成される。
オーミック電極としてニッケル膜、チタン膜、及び白金
膜を含み、白金膜が最上層となる金属多層膜を用いる
が、白金膜は同族元素であるパラジウム膜に置き換えて
もよい。また、ニッケル膜、チタン膜、及び白金膜をそ
れぞれ形成する代わりに、ニッケル、チタン、及び白金
からなる合金膜を形成してもよい。例えば、図6(a)
に示されるように、p型GaAs層2上に直接または薄
い半導体層(図示せず)を介してニッケル、チタン、及
び白金からなる合金膜22を形成し、リフトオフ後、図
6(b)に示されるように、熱処理を行ってp型オーミ
ック電極4を形成してもよい。合金膜22はそれぞれの
金属を同時に蒸発させて堆積してもよいし、あらかじめ
ニッケル、チタン、及び白金を上記割合で含む合金を用
意し、その合金を蒸着してもよい。
II−V族半導体基板に対しても本発明のp型オーミッ
ク電極を適用できる。III−V族半導体として、Al
GaAs、GaInAsP、AlGaInAs、AlG
aAsSb、InAsSbP、AlGaInP、GaA
lNなどを用いることが好ましい。
ポーラトランジスタのベース電極に用いた例を説明す
る。
ンジスタ41は半絶縁性GaAs基板31に形成された
半導体積層構造42を含んでいる。半導体積層構造42
はn+−GaAsからなるコレクタコンタクト層32
と、n-−GaAsからなるコレクタ層33と、p+−G
aAsからなるベース層34と、n−AlGaAsから
なるエミッタ層35と、n+−InGaAsからなるエ
ミッタコンタクト層36とを含んでいる。エミッタ層3
5を構成するAlGaAsはベース層32を構成するG
aAsよりも大きい禁制帯幅を有しており、バイポーラ
トランジスタ41はヘテロ接合構造を備えている。
型オーミック電極として、金、ゲルマニウム、及びニッ
ケルの合金からなるコレクタ電極37が形成されてい
る。ベース層34の一部上にはp型オーミック電極とし
てベース電極38が形成されている。ベース電極38は
上記実施例で説明したように、ニッケル、チタン、及び
白金の合金からなり、ベース電極38の下方のベース層
34中には拡散層39が形成されている。更に、エミッ
タコンタクト層36上にはエミッタ電極40が形成され
ている。
ら、バイポーラトランジスタ41の製造方法を説明す
る。
s基板31上に、n+−GaAsからなるコレクタコン
タクト層32、n-−GaAsからなるコレクタ層3
3、p+−GaAsからなるベース層34、n−AlG
aAsからなるエミッタ層35、n+−InGaAsか
らなるエミッタコンタクト層36を順にエピタキシャル
成長させる。次に、図8(b)に示すようにタングステ
ンシリサイド(WSi)膜57をスパッタ法によりエミ
ッタコンタクト層36上に形成した後、フォトリソグラ
フィーにより、レジストパターン58をタングステンシ
リサイド(WSi)膜57上に形成する。
応性イオンエッチング(RIE)によりタングステンシ
リサイド膜57をエッチングすることにより、図8
(c)に示すように電極59を形成する。n+−InG
aAsとタングステンシリサイドとの接触により形成さ
れるショットキー障壁高さは小さいので、電極59は熱
処理を行わなくともエミッタコンタクト層36と低い接
触抵抗で接合される。
トエッチングによりエミッタコンタクト層36及びエミ
ッタ層35をエッチングし、ベース層34の表面を露出
する。ベース層34の表面を露出させずにエミッタ層3
6の一部からなる薄い半導体層が残るようにエッチング
してもよい。エミッタコンタクト層36及びエミッタ層
35は等方的にエッチングされるため、電極59の幅W
1に較べて、エミッタコンタクト層36及びエミッタ層
35の幅W2は小さくなる。
ル層(厚さ:5nm)/チタン層(5nm)/白金層
(5nm)/チタン層(30nm)/白金層(100n
m)からなる金属多層膜60を半絶縁性GaAs基板3
1全体を覆うように電子ビーム法により蒸着する。
ン61をエミッタコンタクト層36及びエミッタ層35
及びベース電極となる金属多層膜60の一部分を覆って
形成し、レジストパターン61をマスクとして、イオン
ミリング法により、コレクタ層33が露出するまで金属
多層膜60及びベース層34を同時にエッチングし、更
に、コレクタ層33の一部をエッチングする。
ン61を除去後、フォトリソグラフィーとウエットエッ
チングによりコレクタコンタクト層32を露出させて、
金−ゲルマニウム層(厚さ:100nm)/ニッケル層
(20nm)/金層(200nm)からなる金属多層膜
64をリフトオフ法で形成する。
を行うことにより、金属多層膜64及びコレクタ層33
が合金化され、金、ゲルマニウム、及びニッケルの合金
からなるコレクタ電極37が形成される。また同時に、
金属多層膜60及ベース層34が合金化され、ニッケ
ル、チタン、及び白金の合金からなるベース電極38が
形成される。コレクタ電極37及びベース電極38はそ
れぞれn型オーミック電極及びp型オーミック電極とし
て400℃において最適に合金化されるため、コレクタ
電極37及びベース電極38共に極めて低い接触抵抗が
得られる。金属多層膜60及び電極59はエミッタ電極
40を構成する。エミッタコンタクト層36と電極59
もこの熱処理により加熱されるが、エミッタコンタクト
層36と電極59とはノンアロイオーミック接触により
良好なオーミック接触が形成されているので特にこの熱
処理工程は必要ではない。
において、ベース電極38となる金属多層膜60をベー
ス層34上に形成した後、レジストパターン61をマス
クとして金属多層膜60及びベース層34は同時にエッ
チングされる。このため、ベース電極38はベース層3
4に対して自己整合的にされることになる。従って、ベ
ース電極38とベース層34の接触面積が最大となり、
かつベース・コレクタ間容量が小さくできる。その結
果、高周波特性に優れたバイポーラトランジスタを製造
することができる。また、コレクタ電極とベース電極と
の形成順序を任意に変えることができるので、素子構造
を設計する上で自由度が増す。
ス電極を用いたバイポーラトランジスタを製造する場
合、熱処理温度の高いプロセスを先に行う必要があるた
め、ベース層を確定し、コレクター層上にコレクター電
極を形成してから、ベース電極を形成しなければならな
い。このため、ベース電極をベース層に対して自己整合
的に形成することは非常に困難であり、複雑な工程が必
要となる。
ス電極38の抵抗を低下させる目的でベース電極38上
に低抵抗の金属層71を設けてもよい。この場合、エミ
ッタ層35及びエミッタコンタクト層36の側面を絶縁
膜72で覆っておくことが好ましい。
に、金属多層膜60を半絶縁性GaAs基板31全体を
覆うように蒸着したあと、図9(a)に示すように、酸
化ケイ素などからなる絶縁膜73を半絶縁性GaAs基
板31全体を覆うように堆積する。図9(b)に示すよ
うに、異方性エッチングにより、金属多層膜60の表面
が露出するまで絶縁膜73をエッチングし、エミッタ層
35及びエミッタコンタクト層36の側面を覆うサイド
ウォール74として残す。
層膜60を電極としてメッキ法により金からなる金属層
71を金属多層膜60上に形成する。その後、図9
(d)に示すように、レジストパターン61を形成し、
イオンミリング法により金層71、金属多層膜60、及
びベース層34をエッチングし、更に、コレクタ層33
の一部をエッチングする。この後、図8(f)を参照し
ながら説明した工程を引き続いて行う。
ッタコンタクト層36、あるいはエミッタ電極40と電
気的短絡を起こさずに厚いAu層71をベース電極38
上に形成でき、ベース電極の金属抵抗も低減することが
できる。従って、ベース・コレクタ間容量を下げるため
に、ベース電極を微細化した場合に特に効果が大きい。
することができる。
エミッタアップ型構造について説明したが、コレクタを
上部に配置するコレクタアップ型構造についても同様に
適用できる。また、npn型バイポーラトランジスタに
ついて説明したが、pnp型バイポーラトランジスタに
おいてコレクタ、またはエミッタ電極として本発明の電
極を使用することも可能である。
発明バイポーラトランジスタにおいて、n型オーミック
電極及び本発明のp型オーミック電極は必ずしもベース
層、エミッタ層、あるいはコレクタ層に直接形成しなく
てもよく、必要に応じてこれらの半導体層に接して設け
られたコンタクト層に形成してよい。
について説明したが、p型オーミック電極を備えたその
他の化合物半導体素子に適用できることは容易に理解さ
れる。
体に対してショットキー障壁高さが低いので、n型半導
体に対してはショットキー障壁高さが高く、特性のよい
ショットキー電極となる。従って、このNi、Ti、P
tまたはPdを含む金属層をnチャネルMESFETの
ゲートにも応用が可能である。この場合、白金をn型半
導体層へ拡散させるため熱処理を行う必要がある。
信頼性の高いp型オーミック電極を得ることができる。
いて、p型オーミック電極とn型オーミック電極の熱処
理を一度にかつ同じ温度で行うことができるため、製造
工程が簡略化される。p型オーミック電極とn型オーミ
ック電極との形成順序はいずれを先にしてもよいので、
製造工程に規制されずに自由な構造のトランジスタを製
造することができる。更に、ベース電極となるp型オー
ミック電極上に低抵抗層を設けることにより、ベース抵
抗がより一層低減され、高速で動作するデバイスの高周
波特性が改善される。
に示している。
オーミック電極の製造方法を説明する断面図である。
ク電極及び従来のp型オーミック電極の熱処理時間と接
触抵抗率との関係を示すグラフである。
ク電極及び従来のp型オーミック電極の熱処理時間と接
触抵抗率との関係を示すグラフである。
p型オーミック電極の保管温度と平均劣化時間との関係
を示すグラフである。
オーミック電極の別な製造方法の製造工程説明する断面
図である。
断面図である。
ーラトランジスタの製造方法を説明する断面図である。
ーラトランジスタのp型オーミック電極上に金層を形成
する方法を説明する断面図である。
温度と接触抵抗率との関係を本願発明者が実験により求
めたグラフである。
接触抵抗率との関係を本願発明者が実験により求めたグ
ラフである。
Claims (16)
- 【請求項1】 p型III−V族化合物半導体層上に設
けられたp型化合物半導体用オーミック電極であって、 該p型III−V族化合物半導体との界面が、ニッケル
(Ni)、チタン(Ti)、及び白金(Pt)を主成分
として含む合金状態となっている、p型化合物半導体用
オーミック電極。 - 【請求項2】 白金(Pt)の代わりにパラジウム(P
d)を含む、請求項1に記載のp型化合物半導体用オー
ミック電極。 - 【請求項3】 ニッケル、白金、及びチタンを主成分と
して含む金属層をp型III−V族化合物半導体層上に
直接または薄層を介して形成する工程と、 熱処理により、該金属層及び該p型III−V族化合物
半導体層の一部を合金化する工程とを包含する、p型化
合物半導体用オーミック電極の製造方法。 - 【請求項4】 前記金属層はニッケル層、チタン層、及
び白金層を含み、該白金層を最上層とする多層膜からな
り、該チタン層の厚さが10nm以下である、請求項3
に記載のp型化合物半導体用オーミック電極の製造方
法。 - 【請求項5】 白金の代わりにパラジウムを用いる、請
求項3または4に記載のp型化合物半導体用オーミック
電極の製造方法。 - 【請求項6】 前記合金化する工程において、360℃
から460℃の温度で熱処理する、請求項3または4に
記載のp型化合物半導体用オーミック電極の製造方法。 - 【請求項7】 少なくとも一層のp型III−V族化合
物半導体層を含む半導体積層構造と、 該p型III−V族化合物半導体層上に設けられたp型
化合物半導体用オーミック電極と、 を備えるバイポーラトランジスタであって、 該p型化合物半導体用オーミック電極は、該p型III
−V族化合物半導体層との界面が 、ニッケル、チタン、
及び白金を主成分として含む合金状態となっている、バ
イポーラトランジスタ。 - 【請求項8】 前記半導体積層構造は更に、少なくとも
一層のn型III−V族化合物半導体層を含み、該n型
III−V族化合物半導体層上に設けられ、金、ゲルマ
ニウム、及びニッケルを主成分として含むn型化合物半
導体用オーミック電極を更に有する請求項7に記載のバ
イポーラトランジスタ。 - 【請求項9】 白金の代わりにパラジウムを含む、請求
項7または8に記載のバイポーラトランジスタ。 - 【請求項10】 ニッケル、チタン、及び白金を主成分
として含む第1の金属層をp型III−V族化合物半導
体層上に直接または薄層を介して形成する工程と、 熱処理により、該第1の金属層及び該p型III−V族
化合物半導体層を合金化する工程とを包含する、バイポ
ーラトランジスタの製造方法。 - 【請求項11】 前記第1の金属層はニッケル層、白金
層、チタン層を含み、該白金層を最上層とする多層膜か
らなり、該チタン層及び該ニッケル層の厚さが10nm
以下である請求項10に記載のバイポーラトランジスタ
の製造方法。 - 【請求項12】 前記第1の金属層を形成する工程と前
記合金化する工程との間に、金、ゲルマニウム、及びニ
ッケルを主成分として含む第2の金属層をn型III−
V族化合物半導体層上に直接または薄層を介して形成す
る工程を更に包含する請求項10または11に記載のバ
イポーラトランジスタの製造方法。 - 【請求項13】 前記合金化する工程において、前記第
2の金属層及び前記n型III−V族化合物半導体層も
同時に合金化される請求項12に記載のバイポーラトラ
ンジスタの製造方法。 - 【請求項14】 第1のn型III−V族化合物半導体
層と、該第1のn型III−V族化合物半導体層の上方
に積層されたp型III−V族化合物半導体層と、該p
型III−V族化合物半導体層の上方に積層された第2
のn型III−V族化合物半導体層とを含む半導体積層
構造の一部を該p型III−V族化合物半導体層が露出
するまで、もしくは該p型III−V族化合物半導体層
上に薄い半導体層を残して該半導体積層構造の上方から
エッチングする工程と、 該露出したp型III−V族化合物半導体層上、もしく
は該薄い半導体層上にニッケルと、チタンと、白金また
はパラジウムとを含む第1の金属膜を形成する工程と、 該第1のn型III−V族化合物半導体層が露出するま
で、もしくは該n型III−V族化合物半導体層上に薄
い半導体層を残して該第1の金属膜及び該p型半導体層
を同時にエッチングする工程と、 該露出した第1のn型III−V族化合物半導体層上、
もしくは該薄い半導体層上に金、ゲルマニウム、及びニ
ッケルを含む第2の金属膜を形成する工程と、 該第1の金属膜及び該p型III−V族化合物半導体
層、並びに該第2の金属膜及び該第1のn型III−V
族化合物半導体層を熱処理により合金化し、それぞれp
型オーミック電極及びn型オーミック電極を同時に形成
する工程とを包含するバイポーラトランジスタの製造方
法。 - 【請求項15】 前記第1の金属膜を形成する工程の後
に、前記エッチングにより露出した前記半導体構造の側
面にサイドウォールを形成する工程と、 前記第1の金属膜上に低抵抗金属層を形成する工程とを
更に包含する請求項14に記載のバイポーラトランジス
タの製造方法。 - 【請求項16】 前記低抵抗金属層をメッキ法により形
成する請求項15に記載のバイポーラトランジスタの製
造方法。
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JP16375494 | 1994-07-15 | ||
JP6-163754 | 1994-07-15 | ||
JP6-38247 | 1994-12-16 | ||
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0883896A JPH0883896A (ja) | 1996-03-26 |
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JP3195807B2 (ja) * | 1991-09-09 | 2001-08-06 | 日本電信電話株式会社 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
JPH05136159A (ja) * | 1991-11-12 | 1993-06-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ヘテロ接合型バイポーラトランジスタ及びその製造方法 |
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-
1995
- 1995-03-06 JP JP7045836A patent/JP2713697B2/ja not_active Expired - Fee Related
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