JP2904156B2 - Method of manufacturing ohmic electrode - Google Patents

Method of manufacturing ohmic electrode

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JP2904156B2 JP29517496A JP29517496A JP2904156B2 JP 2904156 B2 JP2904156 B2 JP 2904156B2 JP 29517496 A JP29517496 A JP 29517496A JP 29517496 A JP29517496 A JP 29517496A JP 2904156 B2 JP2904156 B2 JP 2904156B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、III−V族化合
物半導体に対するオーミック電極の形成方法に関する。
The present invention relates to a method for forming an ohmic electrode on a III-V compound semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAsなどのIII−V族化合物半導
体を用いた金属・半導体電界効果トランジスタ(MES
FET)、ヘテロ接合電界効果トランジスタ(HJFE
T)、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)な
どのデバイスにおいて、その特性を向上させるために
は、オーミック電極における接触抵抗低減が非常に重要
である。また、長期動作信頼性を向上させるため、およ
び製造工程においてオーミック電極形成後に行われる配
線工程などのプロセスウィンドウを広げるためには、オ
ーミック電極の熱安定性向上が重要である。
2. Description of the Related Art Metal-semiconductor field effect transistors (MES) using III-V compound semiconductors such as GaAs.
FET), heterojunction field effect transistor (HJFE)
T) In a device such as a heterojunction bipolar transistor (HBT), it is very important to reduce the contact resistance in the ohmic electrode in order to improve the characteristics. Further, in order to improve long-term operation reliability and to widen a process window such as a wiring step performed after the formation of the ohmic electrode in the manufacturing process, it is important to improve the thermal stability of the ohmic electrode.

【0003】N型GaAsへの高耐熱性オーミック電極
の製造方法が、例えば公開特許公報特開平6−2678
87に提案されている。この方法では、まず図7(a)
に示すように、N型GaAs層2上にNi薄膜4、In
薄膜5、Ge薄膜6を堆積する。次に熱処理を行うこと
により、図7(b)に示すように、N型GaAs基板2
上にN+型GaAs再成長層7およびN+型InGaAs
再成長層8が形成され、その上にNiGe合金層9が形
成されてオーミック電極が形成される。
A method of manufacturing a high heat resistant ohmic electrode on N-type GaAs is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-2678.
87 has been proposed. In this method, first, FIG.
As shown in FIG. 1, a Ni thin film 4 and an In thin film 4 are formed on an N-type GaAs layer 2.
A thin film 5 and a Ge thin film 6 are deposited. Next, by performing a heat treatment, the N-type GaAs substrate 2 is formed as shown in FIG.
An N + -type GaAs regrowth layer 7 and an N + -type InGaAs
A regrowth layer 8 is formed, on which a NiGe alloy layer 9 is formed to form an ohmic electrode.

【0004】この方法において、N+型InGaAs再
成長層8により、N型GaAs基板2とNiGe合金層
9との間のエネルギー障壁が低下し、低接触抵抗が得ら
れる。さらにNiGe合金が800℃以上の高い融点を
有するため、良好な耐熱性が得られる。例えば、400
℃で1時間熱処理を行っても接触抵抗の変化はほとんど
見られない。
In this method, the energy barrier between the N-type GaAs substrate 2 and the NiGe alloy layer 9 is reduced by the N + -type InGaAs re-growth layer 8, and a low contact resistance is obtained. Furthermore, since the NiGe alloy has a high melting point of 800 ° C. or more, good heat resistance can be obtained. For example, 400
Even if heat treatment is performed at 1 ° C. for 1 hour, almost no change in contact resistance is observed.

【0005】また、N型GaAsへの低接触抵抗かつ高
耐熱性オーミック電極がM.Woodallによって
U.S.Patent 4801984に提案されてい
る。この方法では、図8のように、N型GaAs層2上
に、N型InGaAsのInAs混晶比を表面に向かっ
て徐々に大きくしたN型InGaAs傾斜組成層26お
よびInAs混晶比の大きいN型InGaAs(例えば
N型InAs)層27を形成し、その上に電極金属28
を形成している。N型InGaAs傾斜組成層26によ
りN型GaAs層2からN型InAs層27まで伝導帯
のエネルギーバンドが滑らかにつながる。またN型In
As層27と電極金属28との間のショットキー障壁高
さは、電極金属の種類によらずほとんどゼロである。こ
うして、エネルギー障壁がほとんど存在しない理想的な
オーミック電極が得られる。さらに、電極金属にWSi
のような高融点金属を用いることにより、接触抵抗を増
大させることなく、耐熱性を向上させている。
Further, an ohmic electrode having low contact resistance and high heat resistance to N-type GaAs has been proposed by M.K. By Woodall in U.S.A. S. Patent 4801984. In this method, as shown in FIG. 8, on the N-type GaAs layer 2, the N-type InGaAs gradient composition layer 26 in which the InAs mixed crystal ratio of N-type InGaAs is gradually increased toward the surface and the N-type InGaAs mixed crystal ratio is large. Type InGaAs (for example, N-type InAs) layer 27 is formed, and an electrode metal 28 is formed thereon.
Is formed. The energy band of the conduction band from the N-type GaAs layer 2 to the N-type InAs layer 27 is smoothly connected by the N-type InGaAs gradient composition layer 26. N-type In
The Schottky barrier height between the As layer 27 and the electrode metal 28 is almost zero regardless of the type of the electrode metal. Thus, an ideal ohmic electrode having almost no energy barrier can be obtained. Furthermore, WSi is used for the electrode metal.
The use of such a high melting point metal improves the heat resistance without increasing the contact resistance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平6−2
67887に示されたオーミック電極の製造方法では、
再成長によって形成されるN+型InGaAs層が薄
く、かつ均一に形成されにくいため、接触抵抗が大きく
なりやすく、また、接触抵抗の基板面内均一性やロット
間均一性が低下する問題点がある。これは、金属薄膜、
特にInの酸化やGaAs表面の酸化により金属の拡散
が妨げられ、再成長が十分に起こらないためと本発明者
は考えている。
However, Japanese Patent Laid-Open No. 6-2 / 1994
In the method for manufacturing an ohmic electrode shown in US Pat.
Since the N + -type InGaAs layer formed by the regrowth is thin and difficult to form uniformly, the contact resistance tends to increase, and the uniformity of the contact resistance within the substrate surface and the uniformity between lots decrease. is there. This is a metal thin film,
In particular, the present inventor believes that the oxidation of In or the oxidation of the GaAs surface hinders the diffusion of metal and does not sufficiently cause regrowth.

【0007】また、形成されるN+型InGaAs再成
長層は、エネルギー障壁を小さくするため、GaAs基
板側から表面側へ徐々にInAs混晶比が増加するよう
な傾斜組成構造が望ましいが、この従来の製造方法では
傾斜組成構造は形成されず、N+型InGaAs再成長
層とGaAs基板あるいは金属との間に大きなエネルギ
ー障壁が生じるため、接触抵抗の低減に限界がある。
The N + -type InGaAs regrown layer to be formed preferably has a gradient composition structure in which the InAs mixed crystal ratio gradually increases from the GaAs substrate side to the surface side in order to reduce the energy barrier. In the conventional manufacturing method, a gradient composition structure is not formed, and a large energy barrier is generated between the N + -type InGaAs regrown layer and the GaAs substrate or metal, so that there is a limit in reducing the contact resistance.

【0008】また、Woodallによるオーミック電
極の製造方法では、InAs混晶比の大きいInGaA
s層を成長すると、GaAs基板との格子定数差が大き
いため表面荒れが生じ、リソグラフィー工程が困難にな
るという問題点がある。また、InAs混晶比の大きい
InGaAs層はドライエッチングが困難であり、ゲー
ト電極形成部分などの不要なInGaAs傾斜組成層を
除去することができないという問題もある。これらの問
題はInGaAs傾斜組成層のInAs混晶比を低くす
ることにより解決されるが、その場合には接触抵抗が大
きくなる。
In the method for manufacturing an ohmic electrode by Woodall, InGaAs having a large InAs mixed crystal ratio is used.
When the s layer is grown, there is a problem that the lithography process becomes difficult due to a large surface roughness due to a large lattice constant difference from the GaAs substrate. In addition, it is difficult to dry-etch an InGaAs layer having a large InAs mixed crystal ratio, and there is a problem that an unnecessary InGaAs gradient composition layer such as a gate electrode forming portion cannot be removed. These problems can be solved by lowering the InAs mixed crystal ratio of the InGaAs gradient composition layer, but in that case, the contact resistance increases.

【0009】本発明は、これらの問題点に鑑みてなされ
たものであり、低接触抵抗かつ高耐熱性を有するオーミ
ック電極を、基板面内の均一性およびロット間の均一性
良く製造する方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of these problems, and a method of manufacturing an ohmic electrode having low contact resistance and high heat resistance with good uniformity in a substrate surface and uniformity between lots. The purpose is to provide.

【0010】また、本発明は、従来のInAs混晶比の
高いInGaAs層を用いたときの問題点を解決し、表
面荒れの問題を生ずることなく低接触抵抗かつ高耐熱性
であるオーミック電極の製造方法を提供することを目的
とする。
Further, the present invention solves the problems when using the conventional InGaAs layer having a high InAs mixed crystal ratio, and provides an ohmic electrode having low contact resistance and high heat resistance without causing the problem of surface roughness. It is intended to provide a manufacturing method.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本出願の第1の発明は、
III−V族化合物半導体基板に対してN型不純物とな
る第1の元素からなる薄膜、およびIII−V族化合物
半導体と金属との間のエネルギー障壁の高さを低下させ
る第2の元素と前記第1の元素との反応により高融点合
金を形成する第3の元素からなる薄膜を、前記III−
V族化合物半導体基板上に、第2の元素と第3の元素か
らなる薄膜を積層し、次に第1の元素からなる薄膜を積
層する工程と、これらの薄膜が形成されたIII−V族
化合物半導体基板を還元性ガス雰囲気中で熱処理する工
程とを有することを特徴とするオーミック電極の製造方
法に関する。ここで、第2の元素と第3の元素からなる
薄膜は、薄膜中において、第2の元素と第3の元素は連
続的に混合されていても良く、また、例えば第3の元素
/第2の元素/第3の元素/第2の元素/第3の元素と
いうように薄膜の積層構造であっても良い。
Means for Solving the Problems The first invention of the present application is:
A thin film made of the first element that becomes an N-type impurity with respect to the III-V compound semiconductor substrate, and a second element that lowers the height of an energy barrier between the III-V compound semiconductor and the metal; A thin film made of a third element, which forms a high melting point alloy by reacting with the first element,
Stacking a thin film made of a second element and a third element on a group V compound semiconductor substrate, and then stacking a thin film made of the first element; Heat treating the compound semiconductor substrate in a reducing gas atmosphere. Here, in the thin film composed of the second element and the third element, the second element and the third element may be continuously mixed in the thin film. A stacked structure of thin films such as element 2 / third element / second element / third element may be used.

【0013】本出願の第2の発明は、III−V族化合
物半導体基板上に、III−V族化合物半導体と金属と
の間のエネルギー障壁の高さを低下させる第2の元素を
含む半導体層を形成する工程と、この半導体層上に、I
II−V族化合物半導体基板に対してN型不純物となる
第1の元素からなる薄膜と前記第1の元素との反応によ
り高融点合金を形成する第3の元素からなる薄膜とを第
3の元素からなる薄膜から順に積層する工程と、この半
導体層および薄膜が形成されたIII−V族化合物半導
体基板を還元性ガス雰囲気中で熱処理する工程とを有す
ることを特徴とするオーミック電極の製造方法に関す
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor layer containing a second element for reducing the height of an energy barrier between a III-V compound semiconductor and a metal on a III-V compound semiconductor substrate. And forming I on the semiconductor layer.
A thin film made of a first element which becomes an N-type impurity and a thin film made of a third element which forms a high melting point alloy by a reaction with the first element are formed on a II-V compound semiconductor substrate by a third method. A method of manufacturing an ohmic electrode, comprising: a step of sequentially laminating thin films made of elements; and a step of heat-treating a III-V compound semiconductor substrate on which the semiconductor layer and the thin film are formed in a reducing gas atmosphere. About.

【0014】この方法では、前記第2の元素を含む前記
の半導体層を、オーミック電極形成領域に選択的に形成
することが好ましい。
In this method, it is preferable that the semiconductor layer containing the second element is selectively formed in an ohmic electrode formation region.

【0015】本発明において、III−V族化合物半導
体基板としては、例えばGaAs、AlGaAs、In
GaAs等の基板を挙げることができる。これらの基板
は、必要に応じてドナー不純物を含んでいても良く、ま
た、表面にエピタキシャル層等が形成されていてもよ
い。
In the present invention, the group III-V compound semiconductor substrate includes, for example, GaAs, AlGaAs, In
A substrate such as GaAs can be used. These substrates may contain donor impurities as necessary, and may have an epitaxial layer or the like formed on the surface.

【0016】III−V族化合物半導体に対してN型不
純物となる第1の元素は、通常III−V族化合物半導
体に対してN型不純物となる元素の中から、熱処理によ
り容易にN型不純物となるものを選択して使用すること
が好ましい。例えばGe、Si、Sn、S、Se、Te
等であり、特にGe、Siが蒸着により容易に成膜で
き、かつ比較的低い温度の熱処理によりN型不純物にな
るので好ましい。
The first element which becomes an N-type impurity with respect to the group III-V compound semiconductor can be easily selected from the elements which become the N-type impurity with respect to the group III-V compound semiconductor by heat treatment. It is preferable to select and use the following. For example, Ge, Si, Sn, S, Se, Te
In particular, Ge and Si are preferable because they can be easily formed by vapor deposition and become N-type impurities by heat treatment at a relatively low temperature.

【0017】III−V族化合物半導体と金属との間の
エネルギー障壁の高さを低下させる第2の元素として
は、基板を構成するIII−V族化合物半導体と混晶を
形成するものが好ましく、例えばIn、Sb等を挙げる
ことができるが、特にInGaAsの形成によりエネル
ギー障壁の高さをほとんどゼロ近くにすることが可能に
なるのでInが好ましい。
The second element which lowers the height of the energy barrier between the III-V compound semiconductor and the metal is preferably a compound which forms a mixed crystal with the III-V compound semiconductor constituting the substrate, For example, In, Sb, and the like can be given. In particular, In is preferable because the formation of InGaAs makes it possible to make the height of the energy barrier almost zero.

【0018】また、第1の元素との反応により高融点合
金を形成する第3の元素としては、Ni、Pd、Co、
Pt等を挙げることができ、特にIII−V族化合物半
導体との反応性が大きいNiおよびPdが好ましい。
The third element forming a high melting point alloy by reaction with the first element is Ni, Pd, Co,
Pt and the like can be mentioned, and Ni and Pd, which have high reactivity with the group III-V compound semiconductor, are particularly preferable.

【0019】還元性ガスとしては、H2、HI、CO、
SO2、N24、NH3、SiH4、Si26、PH3、H
2S、AsH3、H2Se等を挙げることができ、特に本
発明で用いる化合物半導体基板等に対して悪影響がな
く、扱いが容易なH2が好ましい。また、水素ガス等は
必要に応じて不活性ガスで希釈して用いても良い。
As the reducing gas, H 2 , HI, CO,
SO 2 , N 2 H 4 , NH 3 , SiH 4 , Si 2 H 6 , PH 3 , H
2 S, AsH 3, H 2 Se or the like can be exemplified without particular adverse effect on the compound semiconductor substrate or the like for use in the present invention, handling easy H 2 is preferable. Further, hydrogen gas or the like may be diluted with an inert gas as needed.

【0020】また、第2の発明における第2の元素を含
む半導体層としては、第2の元素を1成分とする混晶化
合物半導体層が好ましく、例えばGaAs基板等のGa
Asを含む基板に対しては、Inを第2の元素とするI
nGaAs層を挙げることができる。また、この半導体
層の中で厚さ方向にInの割合を変えた傾斜組成層とし
ても良い。
The semiconductor layer containing the second element in the second invention is preferably a mixed crystal compound semiconductor layer containing the second element as a component, for example, a Ga compound such as a GaAs substrate.
For a substrate containing As, I with In being the second element
An nGaAs layer can be used. Further, a graded composition layer in which the ratio of In in the thickness direction is changed in the semiconductor layer may be used.

【0021】第2の発明において、III−V族半導体
基板上に第2の元素を含む半導体層を形成した後、その
上に第3の元素からなる薄膜を形成し、さらに第1の元
素からなる薄膜を積層するが、このとき第3の元素から
なる薄膜と第1の元素からなる薄膜の間に、第2の元素
からなる薄膜を形成しても良い。
In the second invention, after a semiconductor layer containing a second element is formed on a III-V semiconductor substrate, a thin film made of a third element is formed thereon, and a thin film made of the third element is further formed. The thin film made of the second element may be formed between the thin film made of the third element and the thin film made of the first element.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明では、熱処理を還元性ガス
雰囲気中で行うため、金属薄膜、特にIn薄膜の酸化や
GaAs表面の酸化の影響が除去でき、均一でかつ厚い
+型InGaAs層の再成長が可能である。従って接
触抵抗が低減でき、かつ接触抵抗の基板面内均一性やロ
ット間均一性も向上する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, since the heat treatment is performed in a reducing gas atmosphere, the influence of the oxidation of the metal thin film, particularly the In thin film, and the oxidation of the GaAs surface can be removed, and a uniform and thick N + -type InGaAs layer is formed. Regrowth is possible. Accordingly, the contact resistance can be reduced, and the uniformity of the contact resistance in the substrate surface and the uniformity between lots can be improved.

【0023】また、例えばInGaAs層のような、第
2の元素を含む半導体層を基板上に最初に形成する方法
においては、分子線エピタキシー(MBE)法や有機金
属気相成長(MOVPE)法などにより、InGaAs
層の厚さやInAs混晶比を自由に設計でき、傾斜組成
層の形成も容易である。従って、熱処理後に形成される
+型InGaAs再成長層とGaAs基板あるいは金
属との間のエネルギー障壁を小さくするようにInGa
As層の構造を最適化し、接触抵抗を低減することが可
能である。また、InAs混晶比の高いInGaAs層
を成長しなくても低い接触抵抗が得られるため、InA
s混晶比の高いInGaAs層によって生じる問題を回
避できる。
In a method of first forming a semiconductor layer containing a second element, such as an InGaAs layer, on a substrate, a molecular beam epitaxy (MBE) method, a metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) method, or the like is used. By InGaAs
The thickness of the layer and the InAs mixed crystal ratio can be freely designed, and the formation of the gradient composition layer is easy. Accordingly, InGa is formed so as to reduce the energy barrier between the N + -type InGaAs regrown layer formed after the heat treatment and the GaAs substrate or metal.
It is possible to optimize the structure of the As layer and reduce the contact resistance. Further, since a low contact resistance can be obtained without growing an InGaAs layer having a high InAs mixed crystal ratio, InA
The problem caused by the InGaAs layer having a high s mixed crystal ratio can be avoided.

【0024】さらに、第2の元素を含む半導体層として
InGaAs層を基板上のオーミック電極形成領域に選
択的に形成する方法においては、ゲート電極形成部分な
どの不要なInGaAs層を除去する工程が不要にな
る。従って、ドライエッチングを用いる必要が無いの
で、より接触抵抗の小さいInAs混晶比の大きいIn
GaAs層を形成することが許容される。この場合、G
aAs基板との格子定数差が大きいためにInGaAs
層に表面荒れが生じるが、表面のInGaAsがNiお
よびGeと合金化し、表面がNiGe合金で覆われて平
坦になるため問題とはならない。
Further, in the method of selectively forming an InGaAs layer as a semiconductor layer containing the second element in an ohmic electrode formation region on a substrate, a step of removing an unnecessary InGaAs layer such as a gate electrode formation portion is unnecessary. become. Therefore, since it is not necessary to use dry etching, InAs having a smaller InAs mixed crystal ratio having a smaller contact resistance can be used.
Forming a GaAs layer is allowed. In this case, G
Because of the large lattice constant difference from the aGaAs substrate, InGaAs
Although the surface is roughened in the layer, no problem arises because InGaAs on the surface is alloyed with Ni and Ge, and the surface is covered with the NiGe alloy and becomes flat.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

[実施例1]本発明の第1の実施例について、図を参照
して説明する。図1(a)〜(d)は第1の元素、第2
の元素、第3の元素をそれぞれGe、In、Niとし、
還元性ガスを水素とした場合の実施例を説明するため
の、製造工程順に示した図である。
[Embodiment 1] A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1A to 1D show the first element and the second element.
And the third element are Ge, In, and Ni, respectively.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which the reducing gas is hydrogen, which is shown in the order of the manufacturing process.

【0026】はじめに図1(a)に示すように、半絶縁
性GaAs基板1上にMBE法やMOVPE法などによ
り成長したN型GaAs層2上に、フォトリソグラフィ
ー法によりオーミック電極形成部分のフォトレジストパ
タン3を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a photoresist on an ohmic electrode forming portion is formed on a semi-insulating GaAs substrate 1 on an N-type GaAs layer 2 grown by MBE or MOVPE by photolithography. A pattern 3 is formed.

【0027】次に図1(b)に示すように、N型GaA
s層2の表面のGaAs酸化物や汚染物を燐酸などの酸
処理により除去した後、真空蒸着法やスパッタ法などに
よりNi薄膜4、In薄膜5、Ge薄膜6の順に堆積す
る。各薄膜の厚さはそれぞれ75nm、6nm、100
nmとする。
Next, as shown in FIG. 1B, N-type GaAs
After the GaAs oxide and contaminants on the surface of the s layer 2 are removed by an acid treatment such as phosphoric acid, a Ni thin film 4, an In thin film 5, and a Ge thin film 6 are sequentially deposited by a vacuum evaporation method or a sputtering method. The thickness of each thin film is 75 nm, 6 nm, 100
nm.

【0028】次に図1(c)に示すように、有機溶剤で
フォトレジスト3を除去することにより不要な金属膜を
リフトオフし、オーミック電極パタンを形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, the unnecessary metal film is lifted off by removing the photoresist 3 with an organic solvent to form an ohmic electrode pattern.

【0029】次に図1(d)に示すように、ランプアニ
ール法(Rapid Thermal Anneali
ng(RTA)法ともいう)により熱処理を行う。雰囲
気ガスとして水素ガスを用いて、600℃で5秒間行
う。この熱処理は通常の電気炉によって行ってもよい。
熱処理により、N型GaAs層2内にGeが拡散してN
+型GaAs再成長層7が形成され、さらにInとN+
GaAs層との反応によりN+型InGaAs再成長層
8が形成される。その上にNiGe合金層9が形成され
る。このようにしてオーミック電極が形成される。この
オーミック電極において得られた接触抵抗は0.3Ωm
mと低く、400℃で1時間保管しても変化は見られな
い。また、接触抵抗の基板面内均一性やロット間均一性
も良好である。
Next, as shown in FIG.
Method (Rapid Thermal Anneali)
ng (RTA) method). Atmosphere
Using hydrogen gas as the gas gas at 600 ° C for 5 seconds
U. This heat treatment may be performed in a usual electric furnace.
Due to the heat treatment, Ge diffuses into the N-type GaAs layer 2 and N
+Type GaAs regrown layer 7 is formed, and In and N+Type
N by reaction with GaAs layer+-Type InGaAs regrowth layer
8 are formed. A NiGe alloy layer 9 is formed thereon.
You. Thus, an ohmic electrode is formed. this
The contact resistance obtained at the ohmic electrode is 0.3Ωm
m, no change is observed even after storage at 400 ° C for 1 hour.
No. In addition, the uniformity of the contact resistance within the substrate surface and the uniformity between lots
Is also good.

【0030】本実施例においては、Ni/In/Ge積
層膜を用いたが、NiとInを同時に蒸着したNi−I
n膜/Ge膜の積層膜や、Ni/In/Ni/In/N
i/Ge多層膜などを用いても良い。その場合にはNi
/In/Ge積層膜のようにInが島状に堆積されるこ
とが無く均一なIn層が形成される。従って、より均一
なN+型InGaAs再成長層8が形成され、さらに低
い接触抵抗が得られる。
In this embodiment, a Ni / In / Ge laminated film is used.
laminated film of n film / Ge film, Ni / In / Ni / In / N
An i / Ge multilayer film may be used. In that case, Ni
A uniform In layer is formed without depositing In like an island like a / In / Ge laminated film. Therefore, a more uniform N + -type InGaAs regrown layer 8 is formed, and a lower contact resistance can be obtained.

【0031】[実施例2]次に本発明の第2の実施例に
ついて、図を参照して説明する。図2(a)〜(f)
は、第1の元素、第2の元素、第3の元素をそれぞれG
e、In、Niとし、第2の元素を含む半導体層をN型
InGaAs層とし、還元性ガスを水素とした場合の実
施例を製造工程順に示した図である。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 (a) to (f)
Represents the first element, the second element, and the third element as G
FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating an example in which a semiconductor layer including e, In, and Ni is used as an N-type InGaAs layer, and a reducing gas is hydrogen, in the order of manufacturing steps.

【0032】はじめに図2(a)に示すように、半絶縁
性GaAs基板1上にMBE法やMOVPE法などによ
り、N型GaAs層2およびN型InGaAs層10を
成長する。N型InGaAs層10の厚さを10nmと
し、GaAs基板側から表面側へInAs混晶比を0か
ら0.3に増加させた傾斜組成層とする。Siのドーピ
ング濃度は、3×1018cm-3とする。
First, as shown in FIG. 2A, an N-type GaAs layer 2 and an N-type InGaAs layer 10 are grown on a semi-insulating GaAs substrate 1 by MBE or MOVPE. The thickness of the N-type InGaAs layer 10 is set to 10 nm, and a graded composition layer in which the InAs mixed crystal ratio is increased from 0 to 0.3 from the GaAs substrate side to the surface side. The doping concentration of Si is set to 3 × 10 18 cm −3 .

【0033】次に図2(b)に示すように、フォトリソ
グラフィー法とBCl3/SF6混合ガスを用いたドライ
エッチング法により、オーミック電極形成部分以外の不
要なN型InGaAs層を除去する。
Next, as shown in FIG. 2B, unnecessary N-type InGaAs layers other than the ohmic electrode forming portion are removed by photolithography and dry etching using a mixed gas of BCl 3 / SF 6 .

【0034】次に図2(c)に示すように、フォトリソ
グラフィー法によりオーミック電極形成部分のフォトレ
ジストパタン3を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, a photoresist pattern 3 at an ohmic electrode forming portion is formed by photolithography.

【0035】次に図2(d)に示すように、N型InG
aAs層10の表面のInGaAs酸化物や汚染物を燐
酸などの酸処理により除去した後、真空蒸着法やスパッ
タ法などによりNi薄膜4、In薄膜5、Ge薄膜6の
順に堆積する。各薄膜の厚さはそれぞれ75nm、6n
m、100nmとする。
Next, as shown in FIG.
After the InGaAs oxide and contaminants on the surface of the aAs layer 10 are removed by an acid treatment such as phosphoric acid, a Ni thin film 4, an In thin film 5, and a Ge thin film 6 are sequentially deposited by a vacuum evaporation method or a sputtering method. The thickness of each thin film is 75 nm and 6 n, respectively.
m and 100 nm.

【0036】次に図2(e)に示すように、有機溶剤で
フォトレジスト3を除去することにより不要な金属膜を
リフトオフし、オーミック電極パタンを形成する。
Next, as shown in FIG. 2E, the unnecessary metal film is lifted off by removing the photoresist 3 with an organic solvent to form an ohmic electrode pattern.

【0037】次に図2(f)に示すように、雰囲気ガス
として水素ガスを用いたRTA法により600℃で5秒
間熱処理を行う。この熱処理は通常の電気炉によって行
ってもよい。熱処理により、N型GaAs層2およびN
型InGaAs層10内にGeが拡散してN+型GaA
s再成長層7およびN+型InGaAs再成長層8が形
成される。その上にNiGe合金層9が形成される。こ
のようにしてオーミック電極が形成される。このオーミ
ック電極において形成されたN+型InGaAs再成長
層8は、傾斜組成構造となるため、N+型InGaAs
再成長層8とN+型GaAs再成長層7あるいはNiG
e合金層9との間のエネルギー障壁が小さくなる。従っ
て、第1の実施例よりもさらに低い接触抵抗が得られ、
かつ耐熱性が低下することがない。さらに、N型InG
aAs層10のInAs混晶比が低いため、従来の方法
によるInAs混晶比の高いInGaAs層による問題
を回避することができる。
Next, as shown in FIG. 2F, heat treatment is performed at 600 ° C. for 5 seconds by the RTA method using hydrogen gas as an atmosphere gas. This heat treatment may be performed in a usual electric furnace. By the heat treatment, the N-type GaAs layer 2 and N
Ge diffuses into the N + -type InGaAs layer 10 to form N + -type GaAs.
An s regrowth layer 7 and an N + type InGaAs regrowth layer 8 are formed. A NiGe alloy layer 9 is formed thereon. Thus, an ohmic electrode is formed. Since the N + -type InGaAs regrown layer 8 formed in the ohmic electrode has a gradient composition structure, the N + -type InGaAs
Regrown layer 8 and N + -type GaAs regrown layer 7 or NiG
The energy barrier with the e-alloy layer 9 is reduced. Therefore, a lower contact resistance than that of the first embodiment can be obtained,
And the heat resistance does not decrease. Furthermore, N-type InG
Since the InAs mixed crystal ratio of the aAs layer 10 is low, the problem of the InGaAs layer having a high InAs mixed crystal ratio according to the conventional method can be avoided.

【0038】本実施例においては、N型InGaAs層
10として、傾斜組成層を用いたが、InAs混晶比は
一定でもよい。また、In0.1Ga0.9As/In0.2
0.8As/In0.3Ga0.7Asのような多層構造でも
よい。
In this embodiment, a graded composition layer is used as the N-type InGaAs layer 10, but the InAs mixed crystal ratio may be constant. In addition, In 0.1 Ga 0.9 As / In 0.2 G
A multilayer structure such as a 0.8 As / In 0.3 Ga 0.7 As may be used.

【0039】また金属膜としてNi薄膜とIn薄膜とG
e薄膜を用いたが、Ni薄膜とGe薄膜のみでもよい。
As a metal film, a Ni thin film, an In thin film and G
Although the e thin film was used, only the Ni thin film and the Ge thin film may be used.

【0040】[実施例3]次に本発明の第3の実施例に
ついて、図を参照して説明する。図3(a)〜(f)
は、第1の元素、第2の元素、第3の元素をそれぞれG
e、In、Niとし、第2の元素を含む半導体層をN型
InGaAs選択成長層とし、還元性ガスを水素とした
場合の実施例を製造工程順に示した図である。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 3 (a) to 3 (f)
Represents the first element, the second element, and the third element as G
FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating an example in which a semiconductor layer containing e, In, and Ni is used as an N-type InGaAs selective growth layer, and a reducing gas is hydrogen, in the order of manufacturing steps.

【0041】はじめに図3(a)に示すように、半絶縁
性GaAs基板1上にMBE法やMOVPE法などによ
り成長したN型GaAs層2上に、化学的気相成長法に
よりSiO2膜11を成長する。フォトリソグラフィー
法とCF4を用いたドライエッチング法により、オーミ
ック電極形成部分のSiO2膜11に開口部分を形成す
る。
First, as shown in FIG. 3A, an SiO 2 film 11 is formed on a N-type GaAs layer 2 grown on a semi-insulating GaAs substrate 1 by MBE or MOVPE by a chemical vapor deposition method. Grow. By photolithography and dry etching using CF 4 , an opening is formed in the SiO 2 film 11 where the ohmic electrode is to be formed.

【0042】次に図3(b)に示すように、有機金属分
子線エピタキシー(MOMBE)法により、SiO2
開口部分のN型GaAs層2上のみにN型InGaAs
選択成長層12を形成する。MOMBE法においては、
Ga原料としてトリエチルガリウム、In原料としてト
リメチルインジウム、As原料として金属砒素、N型ド
ーパントとしてジシランを用いることにより、例えば基
板温度500℃において、容易にN型InGaAs選択
成長層12を形成することができる。N型InGaAs
層12の厚さは10nmとし、GaAs基板側から表面
側へInAs混晶比を0から0.3に増加させた傾斜組
成層とする。Siのドーピング濃度は、3×1018cm
-3とする。
Next, as shown in FIG. 3B, N-type InGaAs is formed only on the N-type GaAs layer 2 at the opening of the SiO 2 film by the metal organic molecular beam epitaxy (MOMBE) method.
The selective growth layer 12 is formed. In the MOMBE method,
By using triethylgallium as the Ga source, trimethylindium as the In source, metal arsenic as the As source, and disilane as the N-type dopant, the N-type InGaAs selective growth layer 12 can be easily formed, for example, at a substrate temperature of 500 ° C. . N-type InGaAs
The thickness of the layer 12 is 10 nm, and a graded composition layer in which the InAs mixed crystal ratio is increased from 0 to 0.3 from the GaAs substrate side to the surface side. The Si doping concentration is 3 × 10 18 cm
-3 .

【0043】次に図3(c)に示すように、フォトリソ
グラフィー法により、オーミック電極形成部分のフォト
レジストパタン3を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, a photoresist pattern 3 is formed on the ohmic electrode forming portion by photolithography.

【0044】次に図3(d)に示すように、N型InG
aAs選択成長層12の表面のInGaAs酸化物や汚
染物を燐酸などの酸処理により除去した後、真空蒸着法
やスパッタ法などによりNi薄膜4、In薄膜5、Ge
薄膜6の順に堆積する。各薄膜の厚さはそれぞれ75n
m、6nm、100nmとする。
Next, as shown in FIG.
After removing the InGaAs oxide and contaminants on the surface of the aAs selective growth layer 12 by an acid treatment such as phosphoric acid, the Ni thin film 4, the In thin film 5, and the Ge thin film are formed by a vacuum deposition method or a sputtering method.
The thin films 6 are deposited in this order. Each thin film has a thickness of 75n
m, 6 nm, and 100 nm.

【0045】次に図3(e)に示すように、有機溶剤で
フォトレジスト3を除去することにより不要な金属膜を
リフトオフし、オーミック電極パタンを形成する。
Next, as shown in FIG. 3E, the unnecessary metal film is lifted off by removing the photoresist 3 with an organic solvent to form an ohmic electrode pattern.

【0046】次に図3(f)に示すように、雰囲気ガス
として水素ガスを用いたRTA法により、600℃で5
秒間熱処理を行う。この熱処理は通常の電気炉によって
行ってもよい。熱処理により、N型GaAs層2および
N型InGaAs選択成長層12内にGeが拡散してN
+型GaAs再成長層7およびN+型InGaAs再成長
層8が形成される。その上にNiGe合金層9が形成さ
れる。このようにしてオーミック電極が形成される。S
iO2膜11は不要ならば弗酸などにより除去する。
Next, as shown in FIG. 3 (f), the RTA method using hydrogen gas
Heat treatment is performed for seconds. This heat treatment may be performed in a usual electric furnace. Due to the heat treatment, Ge diffuses into the N-type GaAs layer 2 and the N-type InGaAs selective growth layer 12 to form N.
A + type GaAs regrowth layer 7 and an N + type InGaAs regrowth layer 8 are formed. A NiGe alloy layer 9 is formed thereon. Thus, an ohmic electrode is formed. S
If unnecessary, the iO 2 film 11 is removed with hydrofluoric acid or the like.

【0047】このオーミック電極において形成されたN
+型InGaAs再成長層8は、傾斜組成構造となるた
め、N+型InGaAs再成長層8とN+型GaAs再成
長層7あるいはNiGe合金層9との間のエネルギー障
壁が小さくなる。従って、第1の実施例よりもさらに低
い接触抵抗が得られ、かつ耐熱性が低下することがな
い。また、ゲート電極形成部分などの不要なInGaA
s層を除去する工程が不要になるため、N型InGaA
s選択成長層12のInAs混晶比をさらに大きくする
ことが可能であり、さらに接触抵抗を下げることができ
る。この場合、GaAs基板との格子定数差が大きいた
めにN型InGaAs選択成長層に表面荒れが生じる
が、表面のInGaAsがNiおよびGeと合金化する
ため問題とはならない。
The N formed in the ohmic electrode
Since the + type InGaAs regrowth layer 8 has a gradient composition structure, the energy barrier between the N + type InGaAs regrowth layer 8 and the N + type GaAs regrowth layer 7 or the NiGe alloy layer 9 is reduced. Therefore, a lower contact resistance than in the first embodiment can be obtained, and the heat resistance does not decrease. Unnecessary InGaAs such as a gate electrode forming part is unnecessary.
Since the step of removing the s layer becomes unnecessary, N-type InGaAs
The InAs mixed crystal ratio of the s selective growth layer 12 can be further increased, and the contact resistance can be further reduced. In this case, since the lattice constant difference from the GaAs substrate is large, the surface of the selectively grown N-type InGaAs layer is roughened. However, there is no problem because InGaAs on the surface is alloyed with Ni and Ge.

【0048】本実施例においては、N型InGaAs選
択成長層12をMOMBE法により形成したが、MOV
PE法においても容易に形成できる。また、N型InG
aAs選択成長層12として、傾斜組成層を用いたが、
InAs混晶比は一定でもよい。また、In0.1Ga0.9
As/In0.2Ga0.8As/In0.3Ga0.7Asのよう
な多層構造でもよい。また金属膜としてNi薄膜とIn
薄膜とGe薄膜を用いたが、Ni薄膜とGe薄膜のみで
もよい。
In this embodiment, the N-type InGaAs selective growth layer 12 is formed by the MOMBE method.
It can be easily formed by the PE method. Also, N-type InG
Although a graded composition layer was used as the aAs selective growth layer 12,
The InAs mixed crystal ratio may be constant. In addition, In 0.1 Ga 0.9
A multilayer structure such as As / In 0.2 Ga 0.8 As / In 0.3 Ga 0.7 As may be used. In addition, a Ni thin film and In
Although the thin film and the Ge thin film are used, only the Ni thin film and the Ge thin film may be used.

【0049】[実施例4]次に本発明の第4の実施例に
ついて、図を参照して説明する。図4は、本発明の製造
方法で作成したオーミック電極を有する金属・半導体電
界効果トランジスタ(MESFET)を示す断面図であ
る。
Embodiment 4 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a metal / semiconductor field effect transistor (MESFET) having an ohmic electrode formed by the manufacturing method of the present invention.

【0050】半絶縁性GaAs基板1上にN型GaAs
層2が形成され、その上にソース・ドレイン電極13お
よびゲート電極14が形成されている。N型GaAs層
2は、Siのイオン注入法、MBE法、MOVPE法な
どにより形成される。ソース・ドレイン電極13の形成
には、第1、第2あるいは第3の実施例に示したオーミ
ック電極の製造方法のどの方法を用いてもよい。ゲート
電極14はTi/Pt/Au多層膜やWSi膜などを用
い、リソグラフィー法、蒸着法あるいはスパッタ法、リ
フトオフ法あるいはドライエッチング法などを組み合わ
せることにより形成できる。本実施例において、低接触
抵抗かつ高耐熱性オーミック電極が歩留まり良く製造で
きるので、MESFETの高性能化、高信頼化および歩
留まりの向上が可能になる。
N-type GaAs is formed on a semi-insulating GaAs substrate 1.
A layer 2 is formed, on which a source / drain electrode 13 and a gate electrode 14 are formed. The N-type GaAs layer 2 is formed by a Si ion implantation method, an MBE method, a MOVPE method, or the like. The source / drain electrodes 13 may be formed by any of the ohmic electrode manufacturing methods shown in the first, second and third embodiments. The gate electrode 14 can be formed by using a Ti / Pt / Au multilayer film, a WSi film, or the like, and combining lithography, vapor deposition, sputtering, lift-off, dry etching, or the like. In this embodiment, since the ohmic electrode having low contact resistance and high heat resistance can be manufactured with high yield, it is possible to improve the performance, reliability and yield of the MESFET.

【0051】[実施例5]次に本発明の第5の実施例に
ついて、図を参照して説明する。図5は、本発明の製造
方法で作成したオーミック電極を有するヘテロ接合電界
効果トランジスタ(HJFET)を示す断面図である。
半絶縁性GaAs基板1上にノンドープInGaAsチ
ャネル層15およびN型AlGaAs電子供給層16が
形成され、その上にゲート電極14が形成されている。
また、ソース・ドレイン電極領域においては、ソース抵
抗低減のためN型AlGaAs電子供給層16上にN+
型GaAsキャップ層17が形成され、その上にソース
・ドレイン電極13が形成されている。
Embodiment 5 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a heterojunction field effect transistor (HJFET) having an ohmic electrode manufactured by the manufacturing method of the present invention.
A non-doped InGaAs channel layer 15 and an N-type AlGaAs electron supply layer 16 are formed on a semi-insulating GaAs substrate 1, and a gate electrode 14 is formed thereon.
In the source / drain electrode region, N + is deposited on the N-type AlGaAs electron supply layer 16 to reduce the source resistance.
A type GaAs cap layer 17 is formed, and a source / drain electrode 13 is formed thereon.

【0052】ノンドープInGaAsチャネル層15お
よびN型AlGaAs電子供給層16はMBE法やMO
VPE法などにより形成できる。N+型GaAsキャッ
プ層17は、MBE法やMOVPE法で成長後にゲート
電極形成部分をエッチングする方法や、MOMBE法や
MOVPE法によりソース・ドレイン領域のみに選択成
長する方法により形成できる。
The non-doped InGaAs channel layer 15 and the N-type AlGaAs electron supply layer 16 are formed by MBE or MO.
It can be formed by a VPE method or the like. The N + -type GaAs cap layer 17 can be formed by a method of etching the gate electrode formation portion after growth by the MBE method or the MOVPE method, or a method of selectively growing only the source / drain region by the MOMBE method or the MOVPE method.

【0053】ソース・ドレイン電極13の形成には、第
1、第2あるいは第3の実施例に示したオーミック電極
の製造方法のどの方法を用いてもよい。ゲート電極14
はTi/Pt/Au多層膜やWSi膜などを用い、リソ
グラフィー法、蒸着法あるいはスパッタ法、リフトオフ
法あるいはドライエッチング法などを組み合わせること
により形成できる。本実施例において、低接触抵抗かつ
高耐熱性オーミック電極が歩留まり良く製造できるの
で、HJFETの高性能化や高信頼化や歩留まりの向上
が可能になる。
The source / drain electrodes 13 may be formed by any of the ohmic electrode manufacturing methods shown in the first, second, and third embodiments. Gate electrode 14
Can be formed by using a Ti / Pt / Au multilayer film, a WSi film, or the like, and combining lithography, vapor deposition or sputtering, lift-off, or dry etching. In this embodiment, ohmic electrodes having low contact resistance and high heat resistance can be manufactured with a high yield, so that the performance and reliability of the HJFET and the yield can be improved.

【0054】[実施例6]次に本発明の第6の実施例に
ついて、図を参照して説明する。図6は、本発明の製造
方法で作成したオーミック電極を有するヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタ(HBT)を示す断面図である。半
絶縁性GaAs基板1上にN+型GaAsサブコレクタ
層18、N-型GaAsコレクタ層19、P+型GaAs
ベース層20、N型AlGaAsエミッタ層21、N+
型GaAsエミッタキャップ層22が、MBE法やMO
VPE法などにより形成されている。コレクタ電極2
3、ベース電極24、エミッタ電極25は、それぞれ、
+型GaAsサブコレクタ層18、P+型GaAsベー
ス層20、N+型GaAsエミッタキャップ層22上に
形成されている。
Embodiment 6 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a sectional view showing a heterojunction bipolar transistor (HBT) having an ohmic electrode formed by the manufacturing method of the present invention. An N + -type GaAs sub-collector layer 18, an N -type GaAs collector layer 19, and a P + -type GaAs are formed on a semi-insulating GaAs substrate 1.
Base layer 20, N-type AlGaAs emitter layer 21, N +
Type GaAs emitter cap layer 22 is formed by MBE or MO
It is formed by a VPE method or the like. Collector electrode 2
3, the base electrode 24 and the emitter electrode 25 are respectively
The N + -type GaAs sub-collector layer 18, the P + -type GaAs base layer 20, and the N + -type GaAs emitter cap layer 22 are formed.

【0055】コレクタ電極23、エミッタ電極25の形
成には、第1、第2あるいは第3の実施例に示したオー
ミック電極の製造方法のどの方法を用いてもよい。ベー
ス電極24は、AuMnやPt/Ti/Pt/Au多層
膜などをリソグラフィー法、蒸着法、リフトオフ法など
の組み合わせにより堆積し、熱処理により合金化して形
成できる。
For forming the collector electrode 23 and the emitter electrode 25, any of the methods for manufacturing an ohmic electrode shown in the first, second or third embodiment may be used. The base electrode 24 can be formed by depositing AuMn or a Pt / Ti / Pt / Au multilayer film by a combination of a lithography method, a vapor deposition method, a lift-off method, and the like, and alloying by heat treatment.

【0056】本実施例において、低接触抵抗かつ高耐熱
性オーミック電極が歩留まり良く製造でき、HBTの高
性能化や高信頼化や歩留まりの向上が可能になる。
In this embodiment, an ohmic electrode having low contact resistance and high heat resistance can be manufactured with good yield, and high performance, high reliability and high yield of the HBT can be achieved.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明によれば、低接触抵抗かつ高耐熱
性を有するオーミック電極を、基板面内の均一性および
ロット間の均一性良く製造できる。
According to the present invention, an ohmic electrode having low contact resistance and high heat resistance can be manufactured with good uniformity on the substrate surface and uniformity between lots.

【0058】また、本発明によれば、従来InAs混晶
比の高いInGaAs層を用いたときの問題点を解決
し、表面荒れの問題を生ずることなく低接触抵抗かつ高
耐熱性であるオーミック電極を製造することができる。
Further, according to the present invention, the problem of using the conventional InGaAs layer having a high InAs mixed crystal ratio is solved, and the ohmic electrode having low contact resistance and high heat resistance without causing the problem of surface roughness. Can be manufactured.

【0059】さらに、本発明のオーミック電極の製造方
法を用いることにより、MESFET、HJFET、H
BTなどのデバイスの高性能化、高信頼化および歩留ま
りの向上が可能である。
Further, by using the method of manufacturing an ohmic electrode of the present invention, MESFET, HJFET, H
It is possible to improve the performance, reliability and yield of devices such as BT.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施例によるオーミック電極の製造方法
の工程図である。
FIG. 1 is a process chart of a method for manufacturing an ohmic electrode according to a first embodiment.

【図2】第2の実施例によるオーミック電極の製造方法
の工程図である。
FIG. 2 is a process chart of a method for manufacturing an ohmic electrode according to a second embodiment.

【図3】第3の実施例によるオーミック電極の製造方法
の工程図である。
FIG. 3 is a process chart of a method for manufacturing an ohmic electrode according to a third embodiment.

【図4】第4の実施例によるMESFETの構造を説明
するための断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a MESFET according to a fourth embodiment.

【図5】第5の実施例によるHJFETの構造を説明す
るための断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a structure of an HJFET according to a fifth embodiment.

【図6】第6の実施例によるHBTの構造を説明するた
めの断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a structure of an HBT according to a sixth embodiment.

【図7】従来のオーミック電極の製造方法を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a conventional method for manufacturing an ohmic electrode.

【図8】従来のオーミック電極の構造を説明するための
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a structure of a conventional ohmic electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半絶縁性GaAs基板 2 N型GaAs層 3 フォトレジスト 4 Ni薄膜 5 In薄膜 6 Ge薄膜 7 N+型GaAs再成長層 8 N+型InGaAs再成長層 9 NiGe合金層 10 N型InGaAs層 11 SiO2膜 12 N型InGaAs選択成長層 13 ソース・ドレイン電極 14 ゲート電極 15 ノンドープInGaAsチャネル層 16 N型AIGaAs電子供給層 17 N+型GaAsキャップ層 18 N+型GaAsサブコレクタ層 19 N-型GaAsコレクタ層 20 P+型GaAsベース層 21 N型AIGaAsエミッタ層 22 N+型GaAsエミッタキャップ層 23 コレクタ電極 24 ベース電極 25 エミッタ電極 26 N型InGaAs傾斜組成層 27 N型InAs層 28 電極金属REFERENCE SIGNS LIST 1 semi-insulating GaAs substrate 2 N-type GaAs layer 3 photoresist 4 Ni thin film 5 In thin film 6 Ge thin film 7 N + type GaAs regrowth layer 8 N + type InGaAs regrowth layer 9 NiGe alloy layer 10 N-type InGaAs layer 11 SiO 2 film 12 N-type InGaAs selective growth layer 13 source / drain electrode 14 gate electrode 15 non-doped InGaAs channel layer 16 N-type AIGAAs electron supply layer 17 N + type GaAs cap layer 18 N + type GaAs subcollector layer 19 N type GaAs collector Layer 20 P + -type GaAs base layer 21 N-type AIGaAs emitter layer 22 N + -type GaAs emitter cap layer 23 Collector electrode 24 Base electrode 25 Emitter electrode 26 N-type InGaAs gradient composition layer 27 N-type InAs layer 28 Electrode metal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/778 29/812 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/44 - 21/445 H01L 29/40 - 29/51 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI H01L 29/778 29/812 (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/28-21/288 H01L 21/44-21/445 H01L 29/40-29/51

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 III−V族化合物半導体基板に対して
N型不純物となる第1の元素からなる薄膜、およびII
I−V族化合物半導体と金属との間のエネルギー障壁の
高さを低下させる第2の元素と前記第1の元素との反応
により高融点合金を形成する第3の元素からなる薄膜
を、前記III−V族化合物半導体基板上に、第2の元
素と第3の元素からなる薄膜を積層し、次に第1の元素
からなる薄膜を積層する工程と、 これらの薄膜が形成されたIII−V族化合物半導体基
板を還元性ガス雰囲気中で熱処理する工程とを有するこ
とを特徴とするオーミック電極の製造方法。
A thin film made of a first element which becomes an N-type impurity with respect to a group III-V compound semiconductor substrate;
Forming a thin film made of a third element that forms a high melting point alloy by a reaction between the second element that lowers the height of the energy barrier between the group IV compound semiconductor and the metal and the first element; Stacking a thin film made of the second element and the third element on the group III-V compound semiconductor substrate, and then stacking a thin film made of the first element; Heat treating the group V compound semiconductor substrate in a reducing gas atmosphere.
【請求項2】 III−V族化合物半導体基板上に、I
II−V族化合物半導体と金属との間のエネルギー障壁
の高さを低下させる第2の元素を含む半導体層を形成す
る工程と、 この半導体層上に、III−V族化合物半導体基板に対
してN型不純物となる第1の元素からなる薄膜と前記第
1の元素との反応により高融点合金を形成する第3の元
素からなる薄膜とを第3の元素からなる薄膜から順に積
層する工程と、 この半導体層および薄膜が形成されたIII−V族化合
物半導体基板を還元性ガス雰囲気中で熱処理する工程と
を有することを特徴とするオーミック電極の製造方法。
2. The method according to claim 1, further comprising the step of:
Forming a semiconductor layer containing a second element that reduces the height of the energy barrier between the II-V compound semiconductor and the metal; and forming a semiconductor layer on the III-V compound semiconductor substrate on the semiconductor layer. Laminating a thin film made of a first element to be an N-type impurity and a thin film made of a third element to form a high melting point alloy by reacting with the first element in order from a thin film made of the third element; Heat-treating the group III-V compound semiconductor substrate on which the semiconductor layer and the thin film are formed in a reducing gas atmosphere.
【請求項3】 前記第2の元素を含む前記の半導体層
を、オーミック電極形成領域に選択的に形成することを
特徴とする請求項2記載のオーミック電極の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the semiconductor layer containing the second element is selectively formed in an ohmic electrode formation region.
【請求項4】 前記第1の元素がGeまたはSiであ
り、前記第2の元素がInであり、前記第3の元素がN
iまたはPdであることを特徴とする請求項1〜3のい
ずれかに記載のオーミック電極の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the first element is Ge or Si, the second element is In, and the third element is N.
The method for producing an ohmic electrode according to claim 1, wherein the method is i or Pd.
【請求項5】 前記還元性ガスが水素である請求項1〜
4のいずれかに記載のオーミック電極の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the reducing gas is hydrogen.
5. The method for producing an ohmic electrode according to any one of 4.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載のオーミ
ック電極の製造方法を1工程として含む金属・半導体電
界効果トランジスタの製造方法。
6. A method for manufacturing a metal / semiconductor field effect transistor, comprising the method for manufacturing an ohmic electrode according to claim 1 as one step.
【請求項7】 請求項1〜5のいずれかに記載のオーミ
ック電極の製造方法を1工程として含むヘテロ接合電界
効果トランジスタの製造方法。
7. A method for manufacturing a heterojunction field-effect transistor, comprising the method for manufacturing an ohmic electrode according to claim 1 as one step.
【請求項8】 請求項1〜5のいずれかに記載のオーミ
ック電極の製造方法を1工程として含むヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタの製造方法。
8. A method for manufacturing a heterojunction bipolar transistor, comprising the method for manufacturing an ohmic electrode according to claim 1 as one step.
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