JP2783203B2 - ショットキ電極及びその形成方法 - Google Patents
ショットキ電極及びその形成方法Info
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- JP2783203B2 JP2783203B2 JP19655495A JP19655495A JP2783203B2 JP 2783203 B2 JP2783203 B2 JP 2783203B2 JP 19655495 A JP19655495 A JP 19655495A JP 19655495 A JP19655495 A JP 19655495A JP 2783203 B2 JP2783203 B2 JP 2783203B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ｎ型ＧａＡｓ半導体基
板に形成するショットキ電極及びその形成方法に関す
る。
板に形成するショットキ電極及びその形成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ｎ型ＧａＡｓ半導体基板に適用するショ
ットキ電極としては、従来、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層電
極、Ａｌ電極、Ａｕ電極が知られている。Ａｕショット
キ電極は電気特性（理想ファクタｎ値が１により近く、
バリアハイトφｂが大きく、逆方向電流密度Ｊｒが小さ
いこと）は良好であるが、ＧａＡｓ半導体基板に対する
密着性が悪いため、ワイヤボンドすることができない。
そこで、Ａｕ電極はワイヤボンドを必要としない評価用
電極（結線せずにプローブを使用して特性測定をする電
極や、電極面積が大きくて銀ペースト等により結線でき
る電極）に限られる。したがって、デバイスや評価用で
も電極面積が小さい場合はＡｕ電極を使用することがで
きない。
ットキ電極としては、従来、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ積層電
極、Ａｌ電極、Ａｕ電極が知られている。Ａｕショット
キ電極は電気特性（理想ファクタｎ値が１により近く、
バリアハイトφｂが大きく、逆方向電流密度Ｊｒが小さ
いこと）は良好であるが、ＧａＡｓ半導体基板に対する
密着性が悪いため、ワイヤボンドすることができない。
そこで、Ａｕ電極はワイヤボンドを必要としない評価用
電極（結線せずにプローブを使用して特性測定をする電
極や、電極面積が大きくて銀ペースト等により結線でき
る電極）に限られる。したがって、デバイスや評価用で
も電極面積が小さい場合はＡｕ電極を使用することがで
きない。
【０００３】それ故、電気特性が悪くても、ワイヤボン
ド可能なＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極、Ａｌ電極が使用されて
きた。
ド可能なＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極、Ａｌ電極が使用されて
きた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消し、電気特性が良好で、かつ、ＧａＡｓ半導体
基板に対する密着性が良好でワイヤボンド可能なショッ
トキ電極、及び、その形成方法を提供しようとするもの
である。
点を解消し、電気特性が良好で、かつ、ＧａＡｓ半導体
基板に対する密着性が良好でワイヤボンド可能なショッ
トキ電極、及び、その形成方法を提供しようとするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1) Ｐｄを１
〜１２重量％含有するＡｕＰｄ合金からなるショットキ
電極、及び、(2) Ｐｄを１〜１２重量％含有するＡｕＰ
ｄ合金からなるショットキ電極をｎ型ＧａＡｓ半導体基
板に抵抗加熱蒸着法で形成する方法である。
〜１２重量％含有するＡｕＰｄ合金からなるショットキ
電極、及び、(2) Ｐｄを１〜１２重量％含有するＡｕＰ
ｄ合金からなるショットキ電極をｎ型ＧａＡｓ半導体基
板に抵抗加熱蒸着法で形成する方法である。
【０００６】
【作用】本発明者は、ＧａＡｓ半導体基板に対する密着
性（耐ワイヤボンド性）を有する金属の中で、電気特性
の優れた材料を検討したところ、Ｐｄがその条件を備え
ていることを見出し、さらに、ＧａＡｓ半導体基板に対
するショットキ特性が良好なＡｕに前記Ｐｄを微量添加
することにより、ショットキ特性がさらに向上し、かつ
耐ワイヤボンド性が向上（ワイヤボンド可能）すること
を見い出した。
性（耐ワイヤボンド性）を有する金属の中で、電気特性
の優れた材料を検討したところ、Ｐｄがその条件を備え
ていることを見出し、さらに、ＧａＡｓ半導体基板に対
するショットキ特性が良好なＡｕに前記Ｐｄを微量添加
することにより、ショットキ特性がさらに向上し、かつ
耐ワイヤボンド性が向上（ワイヤボンド可能）すること
を見い出した。
【０００７】本発明のＡｕＰｄ合金は、Ｐｄを１〜１２
重量％の範囲で配合するのがよい。Ｐｄが１２重量％を
超えると、ＡｕＰｄ合金の融点が高くなり過ぎるため、
抵抗加熱蒸着法で電極を形成することができなくなる。
電子ビーム蒸着法で形成すると反射電子ビームが半導体
基板に入射して表面にダメージを与え、ショットキ特性
を劣化させる。また、Ｐｄが１重量％を下回ると、Ｇａ
Ａｓ半導体基板への密着性が低下する。
重量％の範囲で配合するのがよい。Ｐｄが１２重量％を
超えると、ＡｕＰｄ合金の融点が高くなり過ぎるため、
抵抗加熱蒸着法で電極を形成することができなくなる。
電子ビーム蒸着法で形成すると反射電子ビームが半導体
基板に入射して表面にダメージを与え、ショットキ特性
を劣化させる。また、Ｐｄが１重量％を下回ると、Ｇａ
Ａｓ半導体基板への密着性が低下する。
【０００８】即ち、本発明者は、ｎ型ＧａＡｓ半導体基
板（Ｓｉドープ、キャリア濃度６×１０16ｃｍ-3）にＡ
ｕ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｄの各種金属電極を形
成し、ショットキ特性と耐ワイヤボンド性について表１
の結果を得た。金属電極は直径１ｍｍの円形パターンに
形成し、各電極の最表面のＡｕはワイヤボンド用であ
る。なお、抵抗加熱蒸着が可能な電極は抵抗加熱蒸着法
で形成し、高融点のため抵抗加熱蒸着法で形成できない
ものについては電子ビーム蒸着法で形成した。また、各
基板の裏面には、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを順次蒸着し、
４００℃で１分間保持し、合金化してオーミック電極を
形成した。
板（Ｓｉドープ、キャリア濃度６×１０16ｃｍ-3）にＡ
ｕ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｄの各種金属電極を形
成し、ショットキ特性と耐ワイヤボンド性について表１
の結果を得た。金属電極は直径１ｍｍの円形パターンに
形成し、各電極の最表面のＡｕはワイヤボンド用であ
る。なお、抵抗加熱蒸着が可能な電極は抵抗加熱蒸着法
で形成し、高融点のため抵抗加熱蒸着法で形成できない
ものについては電子ビーム蒸着法で形成した。また、各
基板の裏面には、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを順次蒸着し、
４００℃で１分間保持し、合金化してオーミック電極を
形成した。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１中、密着性の評価は、○がワイヤボン
ド工程で電極が剥がれなかった、×がワイヤボンド工程
で電極が剥がれたことを示し、電気特性（ショットキ）
の評価は、◎が非常に優れている、○が優れている、△
がやや劣る、×が劣るを示し、総合評価は、○が優れて
いる、△がやや劣る、×が劣るを示し、○* はＰｄがＴ
ｉより良いことを示している。
ド工程で電極が剥がれなかった、×がワイヤボンド工程
で電極が剥がれたことを示し、電気特性（ショットキ）
の評価は、◎が非常に優れている、○が優れている、△
がやや劣る、×が劣るを示し、総合評価は、○が優れて
いる、△がやや劣る、×が劣るを示し、○* はＰｄがＴ
ｉより良いことを示している。
【００１１】表１から明らかなように、Ａｕ電極はショ
ットキ特性が最も良いが、耐ワイヤボンド性が悪い。ワ
イヤボンド可能な金属はＰｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｄであ
り、その中でＰｄが最も優れたショットキ特性を示して
いることが分かる。
ットキ特性が最も良いが、耐ワイヤボンド性が悪い。ワ
イヤボンド可能な金属はＰｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｄであ
り、その中でＰｄが最も優れたショットキ特性を示して
いることが分かる。
【００１２】
〔実施例１〕ｎ型ＧａＡｓ半導体基板（Ｓｉドープ、キ
ャリア濃度５×１０16ｃｍ-3）の裏面にＡｕＧｅＮｉ／
Ｎｉ／Ａｕを順次蒸着し、４００℃で３分間保持し、合
金化してオーミック電極を形成した。表面にはフォトリ
ソグラフィを用いて直径３００μｍのショットキ用円形
パターンを形成した。そして、Ｐｄ濃度５重量％のＡｕ
Ｐｄ合金〔以下、ＡｕＰｄ合金（Ｐｄ５ｗｔ％）と表記
する〕を抵抗加熱方式で厚さ約１０００Ａ蒸着し、その
上にＡｕ電極を抵抗加熱蒸着法で厚さ約７０００Ａ蒸着
した後、リフトオフによりショットキ電極を形成した。
ャリア濃度５×１０16ｃｍ-3）の裏面にＡｕＧｅＮｉ／
Ｎｉ／Ａｕを順次蒸着し、４００℃で３分間保持し、合
金化してオーミック電極を形成した。表面にはフォトリ
ソグラフィを用いて直径３００μｍのショットキ用円形
パターンを形成した。そして、Ｐｄ濃度５重量％のＡｕ
Ｐｄ合金〔以下、ＡｕＰｄ合金（Ｐｄ５ｗｔ％）と表記
する〕を抵抗加熱方式で厚さ約１０００Ａ蒸着し、その
上にＡｕ電極を抵抗加熱蒸着法で厚さ約７０００Ａ蒸着
した後、リフトオフによりショットキ電極を形成した。
【００１３】比較のために、抵抗加熱蒸着法で厚さ７
０００ＡのＡｕ電極を、電子ビーム蒸着法でＴｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕ電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ＝５００／５００／７
０００Ａ厚）を、電子ビーム蒸着法でＰｄ／Ａｕ電極
（Ｐｄ／Ａｕ＝１０００／７０００Ａ厚）を作製した。
さらに、Ｐｄ濃度２０重量％のＡｕＰｄ合金からなる厚
さ約１０００Ａの電極を電子ビーム蒸着法で作製した。
ＡｕＰｄ（Ｐｄ２０重量％）合金は高融点のため抵抗加
熱蒸着法では蒸着が困難のため、電子ビーム蒸着法で作
製した。なお、ＡｕＰｄ合金の純度は３Ｎ以上であっ
た。
０００ＡのＡｕ電極を、電子ビーム蒸着法でＴｉ／Ｐ
ｔ／Ａｕ電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ＝５００／５００／７
０００Ａ厚）を、電子ビーム蒸着法でＰｄ／Ａｕ電極
（Ｐｄ／Ａｕ＝１０００／７０００Ａ厚）を作製した。
さらに、Ｐｄ濃度２０重量％のＡｕＰｄ合金からなる厚
さ約１０００Ａの電極を電子ビーム蒸着法で作製した。
ＡｕＰｄ（Ｐｄ２０重量％）合金は高融点のため抵抗加
熱蒸着法では蒸着が困難のため、電子ビーム蒸着法で作
製した。なお、ＡｕＰｄ合金の純度は３Ｎ以上であっ
た。
【００１４】上記ショットキ電極について、Ｉ−Ｖ測定
により理想ファクタｎ値、バイアハイトφｂ、逆方向リ
ーク電流密度Ｊｒ（Ｖ＝−５Ｖにおける値）を求めて表
２に示した。それぞれの評価は、その項目において○が
優れている、△がやや劣ることを示している。
により理想ファクタｎ値、バイアハイトφｂ、逆方向リ
ーク電流密度Ｊｒ（Ｖ＝−５Ｖにおける値）を求めて表
２に示した。それぞれの評価は、その項目において○が
優れている、△がやや劣ることを示している。
【００１５】
【表２】
【００１６】表２から明らかなように、ＡｕＰｄ（Ｐｄ
５重量％）電極は、Ａｕ電極と同程度かそれ以上のショ
ットキ特性（ｎ値が小さく、φｂが大きく、Ｊｒが小さ
い）を示していることが分かる。
５重量％）電極は、Ａｕ電極と同程度かそれ以上のショ
ットキ特性（ｎ値が小さく、φｂが大きく、Ｊｒが小さ
い）を示していることが分かる。
【００１７】〔実施例２〕実施例１において、ＡｕＰｄ
ショットキ電極のＰｄ濃度を、０重量％、２重量％、５
重量％、１０重量％に変化させ、試料として、気相成長
法により作製したｎ型ＧａＡｓ層（キャリア濃度２．５
×１０17ｃｍ-3、厚み０．５５μｍ）を用い、他の条件
を実施例１と同様にして抵抗加熱蒸着法でショットキ電
極を形成した。上記ショットキ電極について、Ｉ−Ｖ測
定により理想ファクタｎ値、バイアハイトφｂ、逆方向
リーク電流密度Ｊｒ（Ｖ＝−３Ｖにおける値）を求め
た。
ショットキ電極のＰｄ濃度を、０重量％、２重量％、５
重量％、１０重量％に変化させ、試料として、気相成長
法により作製したｎ型ＧａＡｓ層（キャリア濃度２．５
×１０17ｃｍ-3、厚み０．５５μｍ）を用い、他の条件
を実施例１と同様にして抵抗加熱蒸着法でショットキ電
極を形成した。上記ショットキ電極について、Ｉ−Ｖ測
定により理想ファクタｎ値、バイアハイトφｂ、逆方向
リーク電流密度Ｊｒ（Ｖ＝−３Ｖにおける値）を求め
た。
【００１８】図１は、理想ファクタｎ値及びバイアハイ
トφｂのＰｄ濃度依存性を示したグラフである。各試料
とも２点のデータをプロットしてある（１点にみえるの
は２点が重なっている）。ｎ値はＰｄ濃度に依存せず、
ｎ＝１．０８〜１．０９と良好であった。また、φｂ
は、Ｐｄ濃度を０重量％から１０重量％に増加させるに
したがって、０．７８ｅＶから０．８５ｅＶに増加し
た。
トφｂのＰｄ濃度依存性を示したグラフである。各試料
とも２点のデータをプロットしてある（１点にみえるの
は２点が重なっている）。ｎ値はＰｄ濃度に依存せず、
ｎ＝１．０８〜１．０９と良好であった。また、φｂ
は、Ｐｄ濃度を０重量％から１０重量％に増加させるに
したがって、０．７８ｅＶから０．８５ｅＶに増加し
た。
【００１９】図２は、逆方向リーク電流密度ＪｒのＰｄ
濃度依存性を示したグラフである。Ｊｒは、Ｐｄ濃度を
０重量％から１０重量％に増加させるにしたがって、２
×１０-4Ａ／ｃｍ2 から３×１０-5Ａ／ｃｍ2 に減少し
た。
濃度依存性を示したグラフである。Ｊｒは、Ｐｄ濃度を
０重量％から１０重量％に増加させるにしたがって、２
×１０-4Ａ／ｃｍ2 から３×１０-5Ａ／ｃｍ2 に減少し
た。
【００２０】図３は、ＡＥＳ分析により、Ｐｄ濃度５重
量％のＡｕＰｄショットキ電極の深さ方向の元素分析結
果を示したグラフである。図から明らかなように、Ｐｄ
は深さ方向にほぼ均一な濃度に分布しており、また不純
物は検出されなかった。また、ＩＣＰ分析（誘導結合プ
ラズマ発光分析）により分析した蒸着膜中のＰｄ濃度は
３．７重量％であった。
量％のＡｕＰｄショットキ電極の深さ方向の元素分析結
果を示したグラフである。図から明らかなように、Ｐｄ
は深さ方向にほぼ均一な濃度に分布しており、また不純
物は検出されなかった。また、ＩＣＰ分析（誘導結合プ
ラズマ発光分析）により分析した蒸着膜中のＰｄ濃度は
３．７重量％であった。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、ＧａＡｓ半導体基板に対する密着性に優れ、か
つ、電気特性の優れたショットキ電極の提供を可能にし
た。
より、ＧａＡｓ半導体基板に対する密着性に優れ、か
つ、電気特性の優れたショットキ電極の提供を可能にし
た。
【図１】実施例２のショットキ電極の理想ファクタｎ値
及びバイアハイトφｂのＰｄ濃度依存性を示したグラフ
である。
及びバイアハイトφｂのＰｄ濃度依存性を示したグラフ
である。
【図２】実施例２のショットキ電極の逆方向リーク電流
密度ＪｒのＰｄ濃度依存性を示したグラフである。
密度ＪｒのＰｄ濃度依存性を示したグラフである。
【図３】実施例２のＡｕＰｄショットキ電極（Ｐｄ濃度
５重量％）の深さ方向のＡＥＳ分析結果を示したグラフ
である。
５重量％）の深さ方向のＡＥＳ分析結果を示したグラフ
である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｐｄを１〜１２重量％含有するＡｕ−Ｐ
ｄ合金からなるショットキ電極。 - 【請求項２】 Ｐｄを１〜１２重量％含有するＡｕ−Ｐ
ｄ合金からなるショットキ電極をｎ型ＧａＡｓ半導体基
板に抵抗加熱蒸着法で形成することを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19655495A JP2783203B2 (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | ショットキ電極及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19655495A JP2783203B2 (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | ショットキ電極及びその形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945939A JPH0945939A (ja) | 1997-02-14 |
| JP2783203B2 true JP2783203B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=16359673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19655495A Expired - Fee Related JP2783203B2 (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | ショットキ電極及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2783203B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-01 JP JP19655495A patent/JP2783203B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0945939A (ja) | 1997-02-14 |
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