JPH02170417A - 化合物半導体装置の電極の製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置の電極の製造方法Info
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- JPH02170417A JPH02170417A JP32339588A JP32339588A JPH02170417A JP H02170417 A JPH02170417 A JP H02170417A JP 32339588 A JP32339588 A JP 32339588A JP 32339588 A JP32339588 A JP 32339588A JP H02170417 A JPH02170417 A JP H02170417A
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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、化合物半導体装置の電極の製造方法に関する
。
。
（従来の技術）
従来のｌ１ｌ−Ｖ族化合物半導体の電極の製造において
は、ｎ型ＧａＡｓに対するＡｎＧｅ合金に代表されるよ
うに、ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体に幾程かの金属又は
合金等を被着し、熱処理によって化合物半導体と反応・
合金化させ、オーミック接合とする方法がち川されてい
る。しかし、この方法で形成されたオーミック電極は、
形成時の熱処理温度以−ヒの温度にさらされると、電極
材料と基板材料との反応・合金化が過剰に進行し、オー
ミック特性の劣化を生ずる。このため、たとえば電界効
果トランシ゛スタ（ト’ＥＴ）を形成する場合、他の二
［程に対して制約となるばかりでなく、信頼性の点でも
問題となっていた。
は、ｎ型ＧａＡｓに対するＡｎＧｅ合金に代表されるよ
うに、ＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体に幾程かの金属又は
合金等を被着し、熱処理によって化合物半導体と反応・
合金化させ、オーミック接合とする方法がち川されてい
る。しかし、この方法で形成されたオーミック電極は、
形成時の熱処理温度以−ヒの温度にさらされると、電極
材料と基板材料との反応・合金化が過剰に進行し、オー
ミック特性の劣化を生ずる。このため、たとえば電界効
果トランシ゛スタ（ト’ＥＴ）を形成する場合、他の二
［程に対して制約となるばかりでなく、信頼性の点でも
問題となっていた。
オーミック接合を形成する他の方法として、エピタキシ
ャル成長法などを用いて形成した高５度層に金属を被着
してオーミック電極とする方ａミがある。この方法によ
れば、絶縁１１λ堆積など、４００℃程度の熱工程を経
ても、オーミック電極の特性に劣化を生じない。特に、
電極材料として高融点金属またはその化合物を用いるこ
とにより、より耐熱性の高いオーミック電極を得ること
が可能である。しかし、 ＧａＡｓなどの化合物半導体
においては、電極界面に高い密度の界面準位が存在する
ため、電極材料と化合物半導体の間に常に０．７〜１．
０ｅＶの電位障壁を生じる。このため、本方法を用いて
も、低抵抗なオーミック接合を均一性・再現性良く形成
することは容易でなかった。
ャル成長法などを用いて形成した高５度層に金属を被着
してオーミック電極とする方ａミがある。この方法によ
れば、絶縁１１λ堆積など、４００℃程度の熱工程を経
ても、オーミック電極の特性に劣化を生じない。特に、
電極材料として高融点金属またはその化合物を用いるこ
とにより、より耐熱性の高いオーミック電極を得ること
が可能である。しかし、 ＧａＡｓなどの化合物半導体
においては、電極界面に高い密度の界面準位が存在する
ため、電極材料と化合物半導体の間に常に０．７〜１．
０ｅＶの電位障壁を生じる。このため、本方法を用いて
も、低抵抗なオーミック接合を均一性・再現性良く形成
することは容易でなかった。
（発明が解決しようとする課題）
以上、説明したように、従来の方法では、良好な特性を
有し、かつ耐熱性に優れたオーミック電極を均一性・再
現性良く、しかも容易に形成することは国道であった。
有し、かつ耐熱性に優れたオーミック電極を均一性・再
現性良く、しかも容易に形成することは国道であった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、安定性
・再現性および実用性に優れた化合物半導体装置の電極
の製造方法を提供するものである。
・再現性および実用性に優れた化合物半導体装置の電極
の製造方法を提供するものである。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段）
本発明の化合物半導体装置の電極の製造方法は。
Ａｓを構成元素として有する化合物半導体の表面を還元
すると共にその化合物半導体表面を硫化する工程と、化
合物半導体表面にオーミック電極を形成する工程とを有
することを特徴とする。
すると共にその化合物半導体表面を硫化する工程と、化
合物半導体表面にオーミック電極を形成する工程とを有
することを特徴とする。
（作 用）
本発明に述べるところの硫化水素を少なくとも含む還元
性雰囲気における熱処理あるいはプラズマ処理、あるい
は紫外光照射により、活性化されたＨ原子を生じ、Ａｓ
を構成元素として有する化合物半導体の表面を還元しう
る。この時、Ａｓ、Ｏ，などのＡｓ酸化物、およびＧａ
、 Ｏ，などの■族元素酸化物が還元される。さらに、
化化合物半導体表面に存在する過剰な元素Ａｓも還元さ
れてＡｓＨ３の形で昇華し、除去される。ＧａＡｓなど
のＡｓを構成元素として有する化合物半導体では、表面
の過剰ＡｓおよびＡｓ酸化物が表面準位発生の原因とな
っているとされており、これらが除去されることにより
、化合物半導体の表面準位密度を大幅に低減することが
できる。さらに上述の処理の他の効果として、雰囲気中
の硫化水素より生じた硫黄原子が化合物半導体表面に吸
着することにより、Ｇａ−８の結合を生じ、処理後に化
合物半導体を大気中に取り出した際の表面の酸化が抑え
られる。これにより、大気中でも表面準位密度が低下し
た状態を長時間維持することができる。
性雰囲気における熱処理あるいはプラズマ処理、あるい
は紫外光照射により、活性化されたＨ原子を生じ、Ａｓ
を構成元素として有する化合物半導体の表面を還元しう
る。この時、Ａｓ、Ｏ，などのＡｓ酸化物、およびＧａ
、 Ｏ，などの■族元素酸化物が還元される。さらに、
化化合物半導体表面に存在する過剰な元素Ａｓも還元さ
れてＡｓＨ３の形で昇華し、除去される。ＧａＡｓなど
のＡｓを構成元素として有する化合物半導体では、表面
の過剰ＡｓおよびＡｓ酸化物が表面準位発生の原因とな
っているとされており、これらが除去されることにより
、化合物半導体の表面準位密度を大幅に低減することが
できる。さらに上述の処理の他の効果として、雰囲気中
の硫化水素より生じた硫黄原子が化合物半導体表面に吸
着することにより、Ｇａ−８の結合を生じ、処理後に化
合物半導体を大気中に取り出した際の表面の酸化が抑え
られる。これにより、大気中でも表面準位密度が低下し
た状態を長時間維持することができる。
」二連の処理を行った後、オーミック電極材料を被着す
る。表面準位密度が低いため、電極と化合物半導体との
間の障壁高さは主として電極材料の仕事関数φと化合物
半導体の電子親和力χとの差（φ−χ）に依存する。し
たがって、基板材料に対して（φ−χ）が小さくなるよ
うに電極材料を選択することにより、たとえば、化合物
半導体としてＧａＡｓを用いた場合、電極材料としてＡ
Ｑ、 Ｔｉ。
る。表面準位密度が低いため、電極と化合物半導体との
間の障壁高さは主として電極材料の仕事関数φと化合物
半導体の電子親和力χとの差（φ−χ）に依存する。し
たがって、基板材料に対して（φ−χ）が小さくなるよ
うに電極材料を選択することにより、たとえば、化合物
半導体としてＧａＡｓを用いた場合、電極材料としてＡ
Ｑ、 Ｔｉ。
或は耐熱性金属例えばＷ等含む金属などがあげられる。
界面での障壁高さを小さくすることができ。
コンタクト抵抗を低減することができる。
（実施例）
本発明の一実施例を第１図（ａ）〜（ｃ）を用いて説明
する。
する。
半絶縁性ＧａＡｓ基板１にエピタキシャル成長法により
、キャリア密度２ Ｘ １０” ａｍ−３のｎ型ＧａＡ
ｓ層２を２０００人堆積する（第１図（ａ））。次に、
Ｈ，Ｓ雰囲気にて４５０℃１０ｍ１ｎの熱処理を行う
。この熱処理により、ｎ型ＱａＡｓ層２の表面の酸化物
の還元、過剰Ａｓの除去、および表面へのＳ原子の吸着
が行われる（第１図（ｂ））。次に電子ビーム蒸着法に
より、１゛ｉ膜を〜２０００人堆積し、プラズマエツチ
ング法によりパターニングしてオーミック電極３を形成
する（第１図（Ｃ））。
、キャリア密度２ Ｘ １０” ａｍ−３のｎ型ＧａＡ
ｓ層２を２０００人堆積する（第１図（ａ））。次に、
Ｈ，Ｓ雰囲気にて４５０℃１０ｍ１ｎの熱処理を行う
。この熱処理により、ｎ型ＱａＡｓ層２の表面の酸化物
の還元、過剰Ａｓの除去、および表面へのＳ原子の吸着
が行われる（第１図（ｂ））。次に電子ビーム蒸着法に
より、１゛ｉ膜を〜２０００人堆積し、プラズマエツチ
ング法によりパターニングしてオーミック電極３を形成
する（第１図（Ｃ））。
こうして得られたオーミック電極についてコンタクト抵
抗率ρ。を測定した結果、ρ。〜５ Ｘ １０−７Ω・
ｄが得られた。一方、比較例として、上記実施例のうち
、ｏ、ｓ’＃囲気での熱処理のみを省き、他を同じくし
てオーミック電極を形成したところ。
抗率ρ。を測定した結果、ρ。〜５ Ｘ １０−７Ω・
ｄが得られた。一方、比較例として、上記実施例のうち
、ｏ、ｓ’＃囲気での熱処理のみを省き、他を同じくし
てオーミック電極を形成したところ。
ρＣ〜２ Ｘ １０−’Ω・ｄであった。又、上記実施
例の電極は、ρ０の均一性、再現性についても極めて良
好であった。
例の電極は、ρ０の均一性、再現性についても極めて良
好であった。
以ト、のように、本実施例の方法によれば、コンタクト
抵抗が非常に低く、シかも均一性・再現性に優れたオー
ミック電極を得ることができる。熱処理は、ここでは４
５０℃が行ったが、４００〜５００℃の範囲が特に好ま
しい結果を得た。
抵抗が非常に低く、シかも均一性・再現性に優れたオー
ミック電極を得ることができる。熱処理は、ここでは４
５０℃が行ったが、４００〜５００℃の範囲が特に好ま
しい結果を得た。
なお、本発明の実施例は、上記実施例に限られない。例
えば、化合物半導体はＧａＡｓに限らず、ＩｎＡｓ、
ＡＱＡｓ、 ＡＱＧａＡｓなど構成元素としてＡｓを有
するものであればよい。化合物半導体表面の処理法も、
実施例の１１２３雰囲気での熱処理に限らず、プラズマ
処理、あるいはこの雰囲気下での化合物半導体への紫外
光照射でもよい。もちろん、雰囲気も１１□Ｓのみ、Ｈ
，Ｓと他の気体との混合気体のいずれでもよい。さらに
、′？ｒ１極材料としても、本実施例のＴｉに限られず
、ＡＮ、あるいはＷ、Ｍｏなどの耐熱性金属を少なくと
も含む材料であればよい。
えば、化合物半導体はＧａＡｓに限らず、ＩｎＡｓ、
ＡＱＡｓ、 ＡＱＧａＡｓなど構成元素としてＡｓを有
するものであればよい。化合物半導体表面の処理法も、
実施例の１１２３雰囲気での熱処理に限らず、プラズマ
処理、あるいはこの雰囲気下での化合物半導体への紫外
光照射でもよい。もちろん、雰囲気も１１□Ｓのみ、Ｈ
，Ｓと他の気体との混合気体のいずれでもよい。さらに
、′？ｒ１極材料としても、本実施例のＴｉに限られず
、ＡＮ、あるいはＷ、Ｍｏなどの耐熱性金属を少なくと
も含む材料であればよい。
上述した本発明の方法によれば、良好な特性を有するオ
ーミック′？Ｂ、極を均一性・再現性良く、かつ容易に
製造できる。
ーミック′？Ｂ、極を均一性・再現性良く、かつ容易に
製造できる。
第１図は本発明の一実施例を示す工程順の断面図である
。 １・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２・・・ｎ型ＧａＡ
ｓ層３・・・Ｔｉ電極
。 １・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２・・・ｎ型ＧａＡ
ｓ層３・・・Ｔｉ電極
Claims (2)
- （１）Ａｓを構成元素として有する化合物半導体の表面
を還元すると共に前記化合物半導体表面を硫化する工程
と、前記化合物半導体表面にオーミック電極を形成する
工程とを有することを特徴とする化合物半導体装置の電
極の製造方法。 - （２）硫化水素を少なくとも含む還元性雰囲気にて化合
物半導体を熱処理、プラズマ処理又は紫外光を照射する
工程と、前記化合物半導体表面にオーミック電極を形成
する工程とを有することを特徴とする化合物半導体装置
の電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32339588A JPH02170417A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 化合物半導体装置の電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32339588A JPH02170417A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 化合物半導体装置の電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02170417A true JPH02170417A (ja) | 1990-07-02 |
Family
ID=18154251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32339588A Pending JPH02170417A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 化合物半導体装置の電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02170417A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0498993A2 (en) * | 1990-11-28 | 1992-08-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Field effect transistor and production method therefor |
| US6207976B1 (en) | 1997-12-17 | 2001-03-27 | Fujitsu Limited | Semiconductor device with ohmic contacts on compound semiconductor and manufacture thereof |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP32339588A patent/JPH02170417A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0498993A2 (en) * | 1990-11-28 | 1992-08-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Field effect transistor and production method therefor |
| US6207976B1 (en) | 1997-12-17 | 2001-03-27 | Fujitsu Limited | Semiconductor device with ohmic contacts on compound semiconductor and manufacture thereof |
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