JPH02158169A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02158169A JPH02158169A JP31320188A JP31320188A JPH02158169A JP H02158169 A JPH02158169 A JP H02158169A JP 31320188 A JP31320188 A JP 31320188A JP 31320188 A JP31320188 A JP 31320188A JP H02158169 A JPH02158169 A JP H02158169A
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Landscapes
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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】
〔概 要〕
半導体装置における電極形成方法に関し、化合物半導体
層と電極層の接−抵抗を低減することを目的とし、 化合物半導体層の上にインジウム層を形成する工程と、
不純物元素を含有した不純物含有層を上記インジウム層
の上に形成する工程と、上記不純物含有層の上に電極層
を形成する工程と、電極層を形成した後に上記電極層、
上記不純物含有層、上記インジウム層及び上記化合物半
導体層を加熱する工程とを含み構成する。
層と電極層の接−抵抗を低減することを目的とし、 化合物半導体層の上にインジウム層を形成する工程と、
不純物元素を含有した不純物含有層を上記インジウム層
の上に形成する工程と、上記不純物含有層の上に電極層
を形成する工程と、電極層を形成した後に上記電極層、
上記不純物含有層、上記インジウム層及び上記化合物半
導体層を加熱する工程とを含み構成する。
本発明は、半導体装置の製造方法に間し、より詳しくは
、半導体レーザ、発光ダイオード、電界効果トランジス
タ、バイポーラトランジスタ等の製造方法のように、電
極を形成する工程を含む半導体装置の製造方法に関する
。
、半導体レーザ、発光ダイオード、電界効果トランジス
タ、バイポーラトランジスタ等の製造方法のように、電
極を形成する工程を含む半導体装置の製造方法に関する
。
半導体装置中のガリウム砒素層、例えばヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタ（Ｉ（ＢＴ）のベースを構成するガ
リウム砒素層の上にオーミック電極を形成する場合には
、例えば第４図に見られるように、ｐ型のガリウム砒素
層５０の上に金・ベリリウム合金層５１と金電極Ｎ５２
とを順に積層してこれを加熱し、金とベリリウムとガリ
ウム砒素層５０表面部分とを溶解させることが行われて
おり、この電極形成方法によれば、高濃度のベリリウム
不純物によりガリウム砒素層５０界面に生じるエネルギ
障壁を薄くしてオーミック抵抗を低くすることができる
。
ポーラトランジスタ（Ｉ（ＢＴ）のベースを構成するガ
リウム砒素層の上にオーミック電極を形成する場合には
、例えば第４図に見られるように、ｐ型のガリウム砒素
層５０の上に金・ベリリウム合金層５１と金電極Ｎ５２
とを順に積層してこれを加熱し、金とベリリウムとガリ
ウム砒素層５０表面部分とを溶解させることが行われて
おり、この電極形成方法によれば、高濃度のベリリウム
不純物によりガリウム砒素層５０界面に生じるエネルギ
障壁を薄くしてオーミック抵抗を低くすることができる
。
この場合の金電極Ｎ５２とガリウム砒素層５０との接触
抵抗率を測定すると、第３図の破線で示すように、ｔｘ
ｉｏ−’ｔ：Ω・ｃ＋ｊ）程度の値が得られる。
抵抗率を測定すると、第３図の破線で示すように、ｔｘ
ｉｏ−’ｔ：Ω・ｃ＋ｊ）程度の値が得られる。
〔発明が解決しようとする課題）
しかし、この程度の大きさの抵抗率では、依然として半
導体装置の充分な高速動作が図れないという問題がある
。
導体装置の充分な高速動作が図れないという問題がある
。
もとより、金・ベリリウム合金５１からガリウム砒素層
５０表面に入り込む不純物濃度を高（して接触抵抗率を
さらに低下させるといった方法もあるが、ガリウム砒素
ｒｉＳＧ内の固溶度を越えた場合にその結晶が破壊され
るといった不都合がある。
５０表面に入り込む不純物濃度を高（して接触抵抗率を
さらに低下させるといった方法もあるが、ガリウム砒素
ｒｉＳＧ内の固溶度を越えた場合にその結晶が破壊され
るといった不都合がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、化合物半導体層と電極層の接触抵抗をさらに低減する
ことができる半導体装置の製造方法を提供することを目
的とする。
、化合物半導体層と電極層の接触抵抗をさらに低減する
ことができる半導体装置の製造方法を提供することを目
的とする。
上記した課題は、少なくともＧａ＋ＡＩ＋Ｉｌｓ＋Ｓｂ
、Ｐ＋Ｉｎのうち１つの元素を含む化合物半導体層の上
にインジウム層を形成する工程と、不純物元素を含有し
た不純物含有層を上記インジウム層の上に形成する工程
と、上記不純物含有層の上に電極層を形成する工程と、
電極層を形成した後に上記電極層、上記不純物含有層、
上記インジウム層及び上記化合物半導体層を加熱する工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法に
より解決する。
、Ｐ＋Ｉｎのうち１つの元素を含む化合物半導体層の上
にインジウム層を形成する工程と、不純物元素を含有し
た不純物含有層を上記インジウム層の上に形成する工程
と、上記不純物含有層の上に電極層を形成する工程と、
電極層を形成した後に上記電極層、上記不純物含有層、
上記インジウム層及び上記化合物半導体層を加熱する工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法に
より解決する。
（作 用］
本発明において、電極層、不純物含有層及びインジウム
層を上から順に積層した化合物半導体層を例えば３００
〜５００℃の温度で加熱すると、不純物含有Ｍ（例えば
、金・ベリリウム層）とインジウム層と化合物半導体層
（例えば、ガリウム砒素層）の表面部分とが合金化する
。
層を上から順に積層した化合物半導体層を例えば３００
〜５００℃の温度で加熱すると、不純物含有Ｍ（例えば
、金・ベリリウム層）とインジウム層と化合物半導体層
（例えば、ガリウム砒素層）の表面部分とが合金化する
。
ところで、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）に
対するベリリウムの固溶度は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ
）に対する場合よりも高い、そして、不純物含有層とガ
リウム砒素層の間にインジウム層を介在させて加熱する
と、ＧａＡｓの一部がＩｎＧａＡｓとなるために不純物
含有層をガリウム砒素層に直接積層して合金化する場合
よりも不純物であるベリリウムは合金化層内により高濃
度に溶は込み、化合物半導体層の界面の不純物濃度が高
くなって電極層に対するエネルギ障壁が薄くなる。
対するベリリウムの固溶度は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ
）に対する場合よりも高い、そして、不純物含有層とガ
リウム砒素層の間にインジウム層を介在させて加熱する
と、ＧａＡｓの一部がＩｎＧａＡｓとなるために不純物
含有層をガリウム砒素層に直接積層して合金化する場合
よりも不純物であるベリリウムは合金化層内により高濃
度に溶は込み、化合物半導体層の界面の不純物濃度が高
くなって電極層に対するエネルギ障壁が薄くなる。
従って、ガリウム砒素層と金属電極層との接触抵抗率は
ｌＸｌ０−’（Ω・ｃ＋１）程度に低下する。
ｌＸｌ０−’（Ω・ｃ＋１）程度に低下する。
このように、ガリウム砒素層等のような半導体層と電極
層との接触抵抗が低下し、半導体装置の高速性を高める
ことになる。
層との接触抵抗が低下し、半導体装置の高速性を高める
ことになる。
第１図は、本発明の一実施例を示す断面図であって、図
中符号１は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢ
Ｔ）のベースを構成するガリウム砒素（ＧａＡｓ）層で
、ｐ型化されており、また、このＧａＡｓ１ｉｌｌの一
部には、インジウム（Ｉｎ）層２、金・ベリリウム層３
及び金電穫層４を積層してなるベース電極１０が形成さ
れている。
中符号１は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢ
Ｔ）のベースを構成するガリウム砒素（ＧａＡｓ）層で
、ｐ型化されており、また、このＧａＡｓ１ｉｌｌの一
部には、インジウム（Ｉｎ）層２、金・ベリリウム層３
及び金電穫層４を積層してなるベース電極１０が形成さ
れている。
このように金電極層４等の積層処理を施したＧａＡｓ層
１を窒素雰囲気中におき、３００〜５００℃の温度で加
熱すると、金・ベリリウム合金層内の金、ベリリウムが
インジウム層２に溶解するとともに、インジウムとベリ
リウムがＧａＡｓ層１表面に拡散するために、ｐ型Ｇａ
Ａｓ層１の界面の不純物濃度が高くなってベース電極ｌ
Ｏに対するエネルギ障壁が薄くなる。
１を窒素雰囲気中におき、３００〜５００℃の温度で加
熱すると、金・ベリリウム合金層内の金、ベリリウムが
インジウム層２に溶解するとともに、インジウムとベリ
リウムがＧａＡｓ層１表面に拡散するために、ｐ型Ｇａ
Ａｓ層１の界面の不純物濃度が高くなってベース電極ｌ
Ｏに対するエネルギ障壁が薄くなる。
ところで、ＩｎＧａＡｓに対するベリリウムの固溶度は
、ＧａＡｓに対する場合よりも高いために、金・ベリリ
ウム層３とＧａＡｓ層１の間にインジウム層２を介在さ
せて加熱すると、前記ＧａＡｓ層１の表層部分に一部Ｇ
ａＡｓが形成されるので、金・ベリリウム層２をＧａＡ
ｓ層１に直接積層して合金化する場合よりもＧａＡｓｊ
！１界面の不純物濃度が高くなり、接触抵抗が低下する
。
、ＧａＡｓに対する場合よりも高いために、金・ベリリ
ウム層３とＧａＡｓ層１の間にインジウム層２を介在さ
せて加熱すると、前記ＧａＡｓ層１の表層部分に一部Ｇ
ａＡｓが形成されるので、金・ベリリウム層２をＧａＡ
ｓ層１に直接積層して合金化する場合よりもＧａＡｓｊ
！１界面の不純物濃度が高くなり、接触抵抗が低下する
。
この場合、金電極層４と金・ベリリウム層３の界面は加
熱処理により融合するためにその接触抵抗は極めて低く
、ベース電極層１０とＧａＡｓ層１との間の抵抗率はｌ
Ｘｌ０−’（Ω・ｄ〕程度となる。
熱処理により融合するためにその接触抵抗は極めて低く
、ベース電極層１０とＧａＡｓ層１との間の抵抗率はｌ
Ｘｌ０−’（Ω・ｄ〕程度となる。
なお、図中符号５．６は、トランジスタのエミッタとコ
レクタ、７．８はエミッタ、コレクタ用の電極を示して
いる。
レクタ、７．８はエミッタ、コレクタ用の電極を示して
いる。
次に、Ｐ型のＧａＡｓ層の上に電極を形成する工程とそ
の抵抗率の測定の詳細を、第２図に基づいて説明する。
の抵抗率の測定の詳細を、第２図に基づいて説明する。
尚、以下の工程は、ＧａＡｓ層に不純物をイオン注入す
ることによって、Ｐ型のＧａＡｓ層を形成しているが、
イオン注入を行わずエピタキシャル成長によってＰ型の
ＧａＡｓＮを形成している。
ることによって、Ｐ型のＧａＡｓ層を形成しているが、
イオン注入を行わずエピタキシャル成長によってＰ型の
ＧａＡｓＮを形成している。
まず、ＧａＡｓ層３１をＰ型とする処理を行う。
すなわち、第２図（ａ）に示すように、支持基板３０上
のＧａＡｓ層３１にベリリウム（Ｂｅ）イオンを注入エ
ネルギー４０にｅＶ、ドーズ量ｌＸｌ０”個／ｃｏｗ”
の大きさで注入する。この後に、ＧａＡｓ層３１表面に
窒化アルミニウム（＾ＩＮ）膜１１を形成して７５０〜
８５０ ’Ｃの温度でアニール処理を行うと、ＧａＡｓ
層３１は再結晶化によってｐ型化する（第２図（ｂ））
。
のＧａＡｓ層３１にベリリウム（Ｂｅ）イオンを注入エ
ネルギー４０にｅＶ、ドーズ量ｌＸｌ０”個／ｃｏｗ”
の大きさで注入する。この後に、ＧａＡｓ層３１表面に
窒化アルミニウム（＾ＩＮ）膜１１を形成して７５０〜
８５０ ’Ｃの温度でアニール処理を行うと、ＧａＡｓ
層３１は再結晶化によってｐ型化する（第２図（ｂ））
。
この後に、窒化アルミニウム膜１１を熱燐酸により除去
する。
する。
次に、ＧａＡｓＮ ３１の表面をエツチングすることに
より表面の不純物濃度の調整が可能であり、本実施例で
はｌＸｌ０”（個／ ｃｄ ）程度となるように調整し
た（第２図（Ｃ））。
より表面の不純物濃度の調整が可能であり、本実施例で
はｌＸｌ０”（個／ ｃｄ ）程度となるように調整し
た（第２図（Ｃ））。
このような工程を経てＰ型化したＧａＡｓ層１の上にフ
ォトレジスト１２を塗布した後、このフォトレジスト１
２に露光処理、現像処理を施してストライプ状に形成す
る。この場合、ストライプ状レジスト１２の間隔りを同
一に形成するとともに、ストライプの幅Ｗが徐々に太き
（なるようにする（第２図（ｄ））。
ォトレジスト１２を塗布した後、このフォトレジスト１
２に露光処理、現像処理を施してストライプ状に形成す
る。この場合、ストライプ状レジスト１２の間隔りを同
一に形成するとともに、ストライプの幅Ｗが徐々に太き
（なるようにする（第２図（ｄ））。
次に、レジスト１２をストライプ状に積層したＧａＡｓ
層３１を図示しない真空蒸着室に入れてその雰囲気を３
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ以下にし、ＧａＡｓ層３１の上
にインジウム層３２を５０〜２００人の厚さに積層し、
さらに、この上に１重量％の金・ベリリウム合金膜３３
と金電極膜３４をそれぞれ２００〜５００人、２８００
〜４５００人の厚さに蒸着する（第２図（ｅ））。
層３１を図示しない真空蒸着室に入れてその雰囲気を３
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ以下にし、ＧａＡｓ層３１の上
にインジウム層３２を５０〜２００人の厚さに積層し、
さらに、この上に１重量％の金・ベリリウム合金膜３３
と金電極膜３４をそれぞれ２００〜５００人、２８００
〜４５００人の厚さに蒸着する（第２図（ｅ））。
この後に、レジスト１２上に積層された膜をリフトオフ
法により除去すると、ＧａＡｓ層３１の上には間隔を徐
々に広げて形成した同一幅のストライプ状の電極３５が
複数形成されることになる。この電極３５は、インジウ
ム膜３２、金・ベリリウム合金膜３３及び金電極膜３４
よりなる三層構造となる（第２図（ｒ））。
法により除去すると、ＧａＡｓ層３１の上には間隔を徐
々に広げて形成した同一幅のストライプ状の電極３５が
複数形成されることになる。この電極３５は、インジウ
ム膜３２、金・ベリリウム合金膜３３及び金電極膜３４
よりなる三層構造となる（第２図（ｒ））。
このようにして三層状の電極３５を形成したＧａＡｓＪ
！Ｊ３１を加熱して該ストライプ状電極３５とＧａ８５
層３１とを合金化した後に、各ストライプ状電極３５に
同一電流を流して各金電極層３４間の電圧を測定し、抵
抗率を求める。
！Ｊ３１を加熱して該ストライプ状電極３５とＧａ８５
層３１とを合金化した後に、各ストライプ状電極３５に
同一電流を流して各金電極層３４間の電圧を測定し、抵
抗率を求める。
この加熱温度を３００〜５００°Ｃの範囲で変化するこ
とにより、温度と抵抗率の関係を求めると、第３図の実
線で示す値が得られた。
とにより、温度と抵抗率の関係を求めると、第３図の実
線で示す値が得られた。
この測定結果によれば、３５０°Ｃよりも加熱温度を高
くすると、ＧａＡｓ層３１に金・ベリリウム合金層３３
を直接形成した場合（図中破線）よりも、抵抗率が低下
することが明らかになった。特に、４００°Ｃ以上で加
熱する場合には、抵抗率が１桁低下することがわかる。
くすると、ＧａＡｓ層３１に金・ベリリウム合金層３３
を直接形成した場合（図中破線）よりも、抵抗率が低下
することが明らかになった。特に、４００°Ｃ以上で加
熱する場合には、抵抗率が１桁低下することがわかる。
なお、上記した実施例では、インジウム層の上に形成す
る層を金・ベリリウムとしたが、亜鉛マンガン、マグネ
シウム等のようなＰ型の元素と金を合金化した材料を使
用することもできる。
る層を金・ベリリウムとしたが、亜鉛マンガン、マグネ
シウム等のようなＰ型の元素と金を合金化した材料を使
用することもできる。
また、上記した実施例では、ＧａＡｓ層をＰ型にした場
合について説明したが、ＧａＡｓ１をｎ型にする場合に
、インジウム層の上に金・ゲルマニウム合金層などｎ型
不純物を含む合金層を積層し、これを加熱することによ
り接触抵抗を低下させることも可能である。
合について説明したが、ＧａＡｓ１をｎ型にする場合に
、インジウム層の上に金・ゲルマニウム合金層などｎ型
不純物を含む合金層を積層し、これを加熱することによ
り接触抵抗を低下させることも可能である。
さらに、上記した実施例ではＧａＡｓ層の上に電極を形
成する場合について説明したが、ＧａＡｓだけでなく
ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＡｌＳｂ
をはじめＧａ、＾Ｉ。
成する場合について説明したが、ＧａＡｓだけでなく
ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＡｌＳｂ
をはじめＧａ、＾Ｉ。
＾ｓ、Ｓｂ、Ｐのいずれかを含む化合物半導体やＩｎを
含む化合物半導体であっても同様の効果を得ることがで
きる。
含む化合物半導体であっても同様の効果を得ることがで
きる。
〔発明の効果］
以上述べたように、化合物半導体層表面にインジウム層
を積層するとともに、この上に、ガリウム砒素をｐ型化
又はｎ型化する不純物元素を含存する層と電極層を形成
し、これらの層を加熱するようにしたので、不純物の固
溶度を高くして電極の接触抵抗を低減することができる
。
を積層するとともに、この上に、ガリウム砒素をｐ型化
又はｎ型化する不純物元素を含存する層と電極層を形成
し、これらの層を加熱するようにしたので、不純物の固
溶度を高くして電極の接触抵抗を低減することができる
。
第１図は、本発明の一実施例を示すＨＢＴの断面図、
第２図は、本発明の一実施例の工程と、接触抵抗の測定
方法を示す断面図、 第３図は、本発明による方法と、従来方法によって形成
した電極の接触抵抗の一例を示す温度抵抗率測定図、 第４図は、従来方法の一例を示す断面図である。 （符号の説明） １．３１・・・ガリウム砒素層、 ２．３２・・・インジウム層、 ３．３３・・・金・ベリリウム層、 ４．３４・・・金電極層、 ５・・・エミッタ、 ６・・・コレクタ、 ７・・・電極、 １０・・・ベース電極、 ３５・・・電極。
方法を示す断面図、 第３図は、本発明による方法と、従来方法によって形成
した電極の接触抵抗の一例を示す温度抵抗率測定図、 第４図は、従来方法の一例を示す断面図である。 （符号の説明） １．３１・・・ガリウム砒素層、 ２．３２・・・インジウム層、 ３．３３・・・金・ベリリウム層、 ４．３４・・・金電極層、 ５・・・エミッタ、 ６・・・コレクタ、 ７・・・電極、 １０・・・ベース電極、 ３５・・・電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 少なくとも、Ｇａ、Ａｌ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｐ、Ｉｎのうち
１つの元素を含む化合物半導体層の上にインジウム層を
形成する工程と、 不純物元素を含有した不純物含有層を上記インジウム層
の上に形成する工程と、 上記不純物含有層の上に電極層を形成する工程と、 電極層を形成した後に上記電極層、上記不純物含有層、
上記インジウム層及び上記化合物半導体層を加熱する工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31320188A JPH02158169A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31320188A JPH02158169A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02158169A true JPH02158169A (ja) | 1990-06-18 |
Family
ID=18038322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31320188A Pending JPH02158169A (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02158169A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100379614B1 (ko) * | 2000-07-05 | 2003-04-10 | 한국과학기술원 | 이종접합 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| KR100570910B1 (ko) * | 1998-07-31 | 2006-04-14 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 인듐이 도핑된 베이스를 갖는 실리콘 게르마늄 헤테로구조 바이폴라 트랜지스터 |
-
1988
- 1988-12-12 JP JP31320188A patent/JPH02158169A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100570910B1 (ko) * | 1998-07-31 | 2006-04-14 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 인듐이 도핑된 베이스를 갖는 실리콘 게르마늄 헤테로구조 바이폴라 트랜지스터 |
| KR100379614B1 (ko) * | 2000-07-05 | 2003-04-10 | 한국과학기술원 | 이종접합 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조방법 |
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