JPH01246830A - 化合物半導体装置 - Google Patents
化合物半導体装置Info
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- JPH01246830A JPH01246830A JP7331888A JP7331888A JPH01246830A JP H01246830 A JPH01246830 A JP H01246830A JP 7331888 A JP7331888 A JP 7331888A JP 7331888 A JP7331888 A JP 7331888A JP H01246830 A JPH01246830 A JP H01246830A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は電極構造を改良した化合物半導体装置に関する
。
。
（従来の技術）
従来の化合物半導体装置、特に電界効果型トランジスタ
においては、そのオーミック電極材料として、ＡｕＧｅ
、 ＡｇＧｅ 、 ＡｕＮ ｉ 、 ＡｇＮ ｉ等の
Ａｕ系あルイはＡｇ系合金が多用されている。基板上に
このオーミック電極を形成した断面を第２図に示す。こ
のＡｕ系あるいはＡｇ系合金を用いて化合物半導体例え
ばＧａＡｓの基板Ｑυに設けられたｎ型層■と良好なオ
ーミック特性を得るには、これらの金属蒸着後、基板と
の間に合金層（アロイ層）（イ）を形成するための熱処
理工程（アロイ工程）が必要である。このアロイ工程で
形成されたアロイ層（２）は、オーミック電極（ハ）直
下のみにとどまらず、オーミック電極（至）周囲の基板
にまで拡がってしまう絶縁膜（ハ）上を這う配線（至）
の材料には、Ａｕ系あるいはＭ糸材料が多用されている
が、このオーミック電極材料との間に、配線工程後のパ
ッシベーション膜形成工程あるいは層間絶縁膜形成工程
時の熱処理によってこれらのオーミック電極材料と配線
材料間に相互拡散等の反応が生じ、結果としてオーミッ
クコンタクト抵抗が悪化する現象が知られている。
においては、そのオーミック電極材料として、ＡｕＧｅ
、 ＡｇＧｅ 、 ＡｕＮ ｉ 、 ＡｇＮ ｉ等の
Ａｕ系あルイはＡｇ系合金が多用されている。基板上に
このオーミック電極を形成した断面を第２図に示す。こ
のＡｕ系あるいはＡｇ系合金を用いて化合物半導体例え
ばＧａＡｓの基板Ｑυに設けられたｎ型層■と良好なオ
ーミック特性を得るには、これらの金属蒸着後、基板と
の間に合金層（アロイ層）（イ）を形成するための熱処
理工程（アロイ工程）が必要である。このアロイ工程で
形成されたアロイ層（２）は、オーミック電極（ハ）直
下のみにとどまらず、オーミック電極（至）周囲の基板
にまで拡がってしまう絶縁膜（ハ）上を這う配線（至）
の材料には、Ａｕ系あるいはＭ糸材料が多用されている
が、このオーミック電極材料との間に、配線工程後のパ
ッシベーション膜形成工程あるいは層間絶縁膜形成工程
時の熱処理によってこれらのオーミック電極材料と配線
材料間に相互拡散等の反応が生じ、結果としてオーミッ
クコンタクト抵抗が悪化する現象が知られている。
上記反応を抑制する方法として、従来においてはオーミ
ック電極（至）の天井面に設けられ、この相互拡散反応
を抑止させる働きをもつ膜（バリアメタル）＠を備える
方法がある。
ック電極（至）の天井面に設けられ、この相互拡散反応
を抑止させる働きをもつ膜（バリアメタル）＠を備える
方法がある。
しかしながら上で述べたように、前記オーミック電極（
ハ）周囲の基板にまで拡がったアロイ層■に対してはこ
の様にオーミック電極の天井面のみバリアメタルで被覆
する従来方法によるバリアメタル被覆法では、オーミッ
ク電極（ハ）の側壁と配線（２８との反応を抑止するの
に十分とはいえず、従ってオーミックコンタクト抵抗の
悪化が生じてしまう。
ハ）周囲の基板にまで拡がったアロイ層■に対してはこ
の様にオーミック電極の天井面のみバリアメタルで被覆
する従来方法によるバリアメタル被覆法では、オーミッ
ク電極（ハ）の側壁と配線（２８との反応を抑止するの
に十分とはいえず、従ってオーミックコンタクト抵抗の
悪化が生じてしまう。
さらにこのオーミック電極（ハ）周囲に拡がったＧ ａ
Ａ ｓアロイ層（至）と配線（至）間の相互拡散によ
る悪影響は、オーミック抵抗悪化にとどまらず、長期信
頼性にも及ぶ。このような点から、従来方法のようなバ
リアメタルの形成型では、バリア効果が十分でないとい
う問題があった。
Ａ ｓアロイ層（至）と配線（至）間の相互拡散によ
る悪影響は、オーミック抵抗悪化にとどまらず、長期信
頼性にも及ぶ。このような点から、従来方法のようなバ
リアメタルの形成型では、バリア効果が十分でないとい
う問題があった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので１、オーミッ
ク電極の周囲の基板にまで拡がったアロイ層と配線間に
も十分なバリア効果を発揮するように、バリアメタルを
堆積させた構造の化合物半導体装置の提供を目的とする
。
ク電極の周囲の基板にまで拡がったアロイ層と配線間に
も十分なバリア効果を発揮するように、バリアメタルを
堆積させた構造の化合物半導体装置の提供を目的とする
。
（課題を解決するだめの手段）
本発明は、化合物半導体基板と、この基板上に形成され
、これとオーミック接触するオーミック電極と、前記オ
ーミック電極の構成元素が前記基板に拡散して形成され
たアロイ層と、前記オーミック電極及び前記アロイ層の
露出部分を覆うバリアメタルと、このバリアメタルを介
在して設けられる配線とを具備する事を特徴とする化合
物半導体装置を提供する。
、これとオーミック接触するオーミック電極と、前記オ
ーミック電極の構成元素が前記基板に拡散して形成され
たアロイ層と、前記オーミック電極及び前記アロイ層の
露出部分を覆うバリアメタルと、このバリアメタルを介
在して設けられる配線とを具備する事を特徴とする化合
物半導体装置を提供する。
（作用）
上記の如くバリアメタルを形成することによって、従来
方法では十分に抑制できなかった、オーミック電極周囲
の基板にまで拡がったアロイ層と、配線間の相互拡散等
の反応に対してのバリア効果をもたせ、両者前の相互拡
散等の反応を十分に抑制することができ、シ九がってオ
ーミック抵抗の上昇を抑止できる。
方法では十分に抑制できなかった、オーミック電極周囲
の基板にまで拡がったアロイ層と、配線間の相互拡散等
の反応に対してのバリア効果をもたせ、両者前の相互拡
散等の反応を十分に抑制することができ、シ九がってオ
ーミック抵抗の上昇を抑止できる。
（実施例）
本発明の詳細を実施例を用いて説明する。
本発明の一実施例に係るＧ ａ Ａ ｓ基板上に形成さ
れたオーミック電極を第１図に示す。半絶縁性Ｇ ａ
Ａ ｓ基板（１）にフォトマスクを用いて、Ｓｉ＋を加
速電圧１５ Ｑ ｋｅｙ、 ドーズＩ Ｘ １０１３
♂２の条件で選択イオン注入し、フォトマスクを除去し
たのちＡｓＨ３及びＡｒの雰囲気中で８２０℃、２０分
間のキャップレスアニールを行ない、先のイオン注入層
を活性化して活性層（２）を得る（第１図（ａ））。
れたオーミック電極を第１図に示す。半絶縁性Ｇ ａ
Ａ ｓ基板（１）にフォトマスクを用いて、Ｓｉ＋を加
速電圧１５ Ｑ ｋｅｙ、 ドーズＩ Ｘ １０１３
♂２の条件で選択イオン注入し、フォトマスクを除去し
たのちＡｓＨ３及びＡｒの雰囲気中で８２０℃、２０分
間のキャップレスアニールを行ない、先のイオン注入層
を活性化して活性層（２）を得る（第１図（ａ））。
次に全面に適当な膜厚の絶縁厚例えばＳ ｉ ｏｊ３１
を被着し、さらにオーミック電極形成領域のみ開口した
ホトレジスト（４）を形成する。次いでＮＨＪ’にてＳ
ｉｎ、膜をエツチングし、オーミック電極形成領域のＧ
ａＡｓ基板を露出させ、かつ前記オーミック電極形成領
域周囲の８ｉ０．膜をサイドエッチさせ、フォトレジス
トのオーバーハングを形成する。
を被着し、さらにオーミック電極形成領域のみ開口した
ホトレジスト（４）を形成する。次いでＮＨＪ’にてＳ
ｉｎ、膜をエツチングし、オーミック電極形成領域のＧ
ａＡｓ基板を露出させ、かつ前記オーミック電極形成領
域周囲の８ｉ０．膜をサイドエッチさせ、フォトレジス
トのオーバーハングを形成する。
その後全面にＡｕあるいはＡｇを含む合金例えばＡｕＧ
ｅのオーミック電極材料（５，）、（シ）を、このＳｉ
ｎ、膜（３）よシも薄く被着する（第１図（ｂ））。
ｅのオーミック電極材料（５，）、（シ）を、このＳｉ
ｎ、膜（３）よシも薄く被着する（第１図（ｂ））。
そして、リフトオフ法によシ、この５ｉ０２膜（３）上
の第１の７オトレジスト（４）ならびに前記オーミック
電極材料（島）を除去する。次に上記のようにして形成
したオーミック電極材料をアロイし、基板（１）との間
にオーミックコンタクトを形成する。これによジオ−ミ
ック電極（５１）が形成される。このとき化合物半導体
基板（１）内に、オーミック電極（５，）直下及びその
周囲にまで拡がったＧａＡｓとＡ ｕ Ｇ ｅの合金で
あるアロイ層ＯＧが形成される（第１図（Ｃ））。
の第１の７オトレジスト（４）ならびに前記オーミック
電極材料（島）を除去する。次に上記のようにして形成
したオーミック電極材料をアロイし、基板（１）との間
にオーミックコンタクトを形成する。これによジオ−ミ
ック電極（５１）が形成される。このとき化合物半導体
基板（１）内に、オーミック電極（５，）直下及びその
周囲にまで拡がったＧａＡｓとＡ ｕ Ｇ ｅの合金で
あるアロイ層ＯＧが形成される（第１図（Ｃ））。
そののちに全面に第２のフォトレジスト（６）を被着し
、この８ｉ０！膜（３）の開口部にあわせてこのフォト
レジスト（６）に開口を設け、例えばＮＨ，Ｆを用いて
５ｉｎ２膜（３）をサイドエッチし、フォトレジストオ
ーバー・・ングを再び形成する。次にバリアメタル材（
７）例えば窒化チタンを全面に被着する。
、この８ｉ０！膜（３）の開口部にあわせてこのフォト
レジスト（６）に開口を設け、例えばＮＨ，Ｆを用いて
５ｉｎ２膜（３）をサイドエッチし、フォトレジストオ
ーバー・・ングを再び形成する。次にバリアメタル材（
７）例えば窒化チタンを全面に被着する。
続いてリフトオフ法により、前記Ｓｉｎ！膜上のフォト
レジスト及びバリアメタル材（７）を除去する。
レジスト及びバリアメタル材（７）を除去する。
最後にｋｌのファースト配線（８）を設け、抵抗測定用
パターンを完成する（第１図（ｅ））。
パターンを完成する（第１図（ｅ））。
ここで（第１図（ｅ））の端子（５）、（Ｂ）間の抵抗
用を測定する。次に上記パターンを、実際の電界効果ト
ランジスタ形成工程での以後の熱処理工程に鑑み熱処理
を行ない、再び端子（５）、（Ｂ）間のＲを測定する。
用を測定する。次に上記パターンを、実際の電界効果ト
ランジスタ形成工程での以後の熱処理工程に鑑み熱処理
を行ない、再び端子（５）、（Ｂ）間のＲを測定する。
このように本発明によるバリアメタルのオーミック電極
被覆構造を有した抵抗測定用パターンでの熱処理前後で
の抵抗値を表１に示した。
被覆構造を有した抵抗測定用パターンでの熱処理前後で
の抵抗値を表１に示した。
一方、比較のため、従来方法によるバリアメタルのオー
ミック電極被覆構造を有した同一サイズの抵抗測定用パ
ターンでの熱処理前後での抵抗値を表２に示した。
ミック電極被覆構造を有した同一サイズの抵抗測定用パ
ターンでの熱処理前後での抵抗値を表２に示した。
表１表 本発明の結果
第２表 従来方法の結果
この第１表及び第２表から判る様に、オーミック電極の
天井部のみならずその側壁にもバリアメタルで被覆する
事に因シ、後工程の熱処理を経ても、アロイ層ａ■とフ
ァースト配線（８）間に相互拡散が起きない。従って、
オーミック電極の抵抗値は、熱処理工程を経ても低く保
たれる。ここではオーミック電極にはＡｕＧｅを採用し
たが、これに限ることなく他のＡｕ系合金例えばＡｕｎ
ｔ、ＡｕＴｅ等でも良いし、Ａｇ系の合金例えばＡｇ
Ｓ ｎ 、 ＡｇＧ ｅ等でも良い。バリアメタルには
窒化チタン（ＴｉＮ）に限らず例えば、硼化チタン（Ｔ
ｉＢ） 、硼化ランタン（ＬａＢ、）。
天井部のみならずその側壁にもバリアメタルで被覆する
事に因シ、後工程の熱処理を経ても、アロイ層ａ■とフ
ァースト配線（８）間に相互拡散が起きない。従って、
オーミック電極の抵抗値は、熱処理工程を経ても低く保
たれる。ここではオーミック電極にはＡｕＧｅを採用し
たが、これに限ることなく他のＡｕ系合金例えばＡｕｎ
ｔ、ＡｕＴｅ等でも良いし、Ａｇ系の合金例えばＡｇ
Ｓ ｎ 、 ＡｇＧ ｅ等でも良い。バリアメタルには
窒化チタン（ＴｉＮ）に限らず例えば、硼化チタン（Ｔ
ｉＢ） 、硼化ランタン（ＬａＢ、）。
硅化チタン（ＴｉＳｉ） 、窒化タングステン（ＷＮ）
ｃ）。
ｃ）。
硅化タングステン（ＷＳＩｘ）、硅窒化タングステン（
ＷＳｉＮ）、硅化モリブデン（ＭｏＳｉ）等でも良い。
ＷＳｉＮ）、硅化モリブデン（ＭｏＳｉ）等でも良い。
また、配線はＭに限らず例えばこれに銅や硅素を添加し
たものであるＡｔ−Ｃｕ、Ａ４−Ｃｕ−８ｉ −？上か
らＴ ｉ／Ｐ ｔ／Ａ ｕ 、 Ｔ ｔ ７’ｂｌｏ／
Ａ ｕ 、 Ｔ ｉ ／Ａｕ等の積層したもの或はＡｕ
そのものでも良い。
たものであるＡｔ−Ｃｕ、Ａ４−Ｃｕ−８ｉ −？上か
らＴ ｉ／Ｐ ｔ／Ａ ｕ 、 Ｔ ｔ ７’ｂｌｏ／
Ａ ｕ 、 Ｔ ｉ ／Ａｕ等の積層したもの或はＡｕ
そのものでも良い。
以上の実施例では抵抗測定用パターンについて述べたが
、本発明はこれにかぎるものではなく、例えばリフトオ
フ法によって形成される電界効果トランジスタのンース
・ドレイン電極にも適用できる。また、基板はＧａＡｓ
にかぎる事なく例えばＩｎＰやＡｔＧａＡｓ等の他の化
合物半導体でも良い。
、本発明はこれにかぎるものではなく、例えばリフトオ
フ法によって形成される電界効果トランジスタのンース
・ドレイン電極にも適用できる。また、基板はＧａＡｓ
にかぎる事なく例えばＩｎＰやＡｔＧａＡｓ等の他の化
合物半導体でも良い。
尚、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できる事は言うまでもない。
実施できる事は言うまでもない。
上記構成により、配線とオーミック電極やその周囲のア
ロイ層間との相互拡散等の反応を抑止でき、後工程の熱
処理時に生じるこのオーミック電極周囲に拡がった化合
物半導体基板のアロイ層と配線材間の相互拡散等の反応
に起因するオーミックコンタクト抵抗の増化を防ぐこと
ができる。
ロイ層間との相互拡散等の反応を抑止でき、後工程の熱
処理時に生じるこのオーミック電極周囲に拡がった化合
物半導体基板のアロイ層と配線材間の相互拡散等の反応
に起因するオーミックコンタクト抵抗の増化を防ぐこと
ができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す図、第２図は従来例
を示す図である。 １・・・Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２・・・活性層、３・・
・５ｉ０２膜、４・・・第１の７オトレジスト膜、５・
・・オーミック電極材料、６・・・第２の７オトレジス
ト膜、７・・・バリアメタル、８・・・ファースト配線
、１０・・・アロイ層。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 松 山 光 之 第１図
を示す図である。 １・・・Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２・・・活性層、３・・
・５ｉ０２膜、４・・・第１の７オトレジスト膜、５・
・・オーミック電極材料、６・・・第２の７オトレジス
ト膜、７・・・バリアメタル、８・・・ファースト配線
、１０・・・アロイ層。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 松 山 光 之 第１図
Claims (2)
- （１）化合物半導体基板と、この基板上に形成され、こ
れとオーミック接触するオーミック電極と、前記オーミ
ック電極の構成元素が前記基板に拡散して形成されるア
ロイ層と、前記オーミック電極及び前記アロイ層の露出
部分を覆うバリアメタルと、このバリアメタルを介在し
て設けられる配線とを具備する事を特徴とする化合物半
導体装置。 - （２）前記化合物半導体基板は半絶縁性のＧａＡｓであ
り、前記オーミック電極はＡｕあるいはＡｇを含む材料
から選ばれ、前記バリアメタルはチタン合金、タングス
テン合金、硅化モリブデン、硼化ランタンから選ばれ、
前記配線はＡｕあるいはＡｌを含む材料から選ばれる事
を特徴とする請求項１記載の化合物半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7331888A JPH01246830A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 化合物半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7331888A JPH01246830A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 化合物半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01246830A true JPH01246830A (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=13514704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7331888A Pending JPH01246830A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 化合物半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01246830A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0460531A1 (de) * | 1990-06-07 | 1991-12-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Kontaktmetallisierung auf Halbleitermaterial |
| US7795144B2 (en) | 2007-06-06 | 2010-09-14 | Sony Corporation | Method for forming electrode structure for use in light emitting device and method for forming stacked structure |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP7331888A patent/JPH01246830A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0460531A1 (de) * | 1990-06-07 | 1991-12-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Kontaktmetallisierung auf Halbleitermaterial |
| US7795144B2 (en) | 2007-06-06 | 2010-09-14 | Sony Corporation | Method for forming electrode structure for use in light emitting device and method for forming stacked structure |
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