JPH0224384B2 - - Google Patents
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- JPH0224384B2 JPH0224384B2 JP6367283A JP6367283A JPH0224384B2 JP H0224384 B2 JPH0224384 B2 JP H0224384B2 JP 6367283 A JP6367283 A JP 6367283A JP 6367283 A JP6367283 A JP 6367283A JP H0224384 B2 JPH0224384 B2 JP H0224384B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/452—Ohmic electrodes on AIII-BV compounds
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はｐ形砒化ガリウム（以下GaAsと称す
る。）基体用のオーム性接触電極およびその製造
方法に関するもので、ｐ形GaAs基体の正孔密度
が比較的低濃度で、かつ薄膜の場合でも良好なオ
ーム性接触を得ることができる化合物半導体オー
ム性接触電極とその製造方法に関する。
る。）基体用のオーム性接触電極およびその製造
方法に関するもので、ｐ形GaAs基体の正孔密度
が比較的低濃度で、かつ薄膜の場合でも良好なオ
ーム性接触を得ることができる化合物半導体オー
ム性接触電極とその製造方法に関する。
ｐ形GaAs基体に対するオーム性接触電極を作
る金属としては、従来、金−亜鉛合金（Au−Zn
合金）や金−ベリウム合金（Au−Be合金）など
金と族元素との合金あるいはチタン（Ti）、タ
ンタル（Ta）アルミニウム（Al）などの金属が
知られている。
る金属としては、従来、金−亜鉛合金（Au−Zn
合金）や金−ベリウム合金（Au−Be合金）など
金と族元素との合金あるいはチタン（Ti）、タ
ンタル（Ta）アルミニウム（Al）などの金属が
知られている。
これらの金属のうち、Au−Zn合金やAu−Be
合金はオーム性接触電極を作る場合にいづれもｐ
形GaAs基体に被着したのち、所定の条件で熱処
理を行つている。この熱処理によりZn、Beなど
の族元素がアクセプタ不純物としてGaAs基体
中に導入され、その結果ｐ形GaAs基体表面に高
濃度のｐ形層（p+層）を形成し、良好なオーム
性接触が得られるものと考えられている。
合金はオーム性接触電極を作る場合にいづれもｐ
形GaAs基体に被着したのち、所定の条件で熱処
理を行つている。この熱処理によりZn、Beなど
の族元素がアクセプタ不純物としてGaAs基体
中に導入され、その結果ｐ形GaAs基体表面に高
濃度のｐ形層（p+層）を形成し、良好なオーム
性接触が得られるものと考えられている。
しかし、このような合金で得られるp+層は、
通常0.1μｍ以上の厚さを有する。したがつて、例
えば0.05μｍ程度の薄いpn接合を持つ素子に対し、
Au−Zn合金やAu−Be合金でオーム性接触電極
を作ると、P+層がpn接合に比して厚いため、オ
ーム性接触がｐ形領域を通り越して、ｎ形領域に
達し（いわゆる「突抜け」と称する現象。）、pn
接合が破壊されてしまう。このため薄いpn接合
を持つ素子に対しては、Au−Zn合金やAu−Be
合金はオーム性接触電極形成用の金属として利用
することができなかつた。
通常0.1μｍ以上の厚さを有する。したがつて、例
えば0.05μｍ程度の薄いpn接合を持つ素子に対し、
Au−Zn合金やAu−Be合金でオーム性接触電極
を作ると、P+層がpn接合に比して厚いため、オ
ーム性接触がｐ形領域を通り越して、ｎ形領域に
達し（いわゆる「突抜け」と称する現象。）、pn
接合が破壊されてしまう。このため薄いpn接合
を持つ素子に対しては、Au−Zn合金やAu−Be
合金はオーム性接触電極形成用の金属として利用
することができなかつた。
また、Ti、Ta、Alなどの金属はｐ形GaAs基
体に被着したあとの熱処理が必ずしも必要でない
ため、ｐ形基体が薄い場合でも実用上特に支障は
なかつた。しかし、これらの金属は、先に説明し
たAu−Zn合金やAu−Be合金などとは異なり、
Zn、Beなどの族元素が含まれないため、高濃
度ｐ形層（P+層）が形成されない。したがつて、
これらの金属はｐ形GaAs基体の正孔密度が高濃
度の場合は良好なオーム性接触が得られるもの
の、低濃度の場合は十分なオーム性接触が得られ
ない欠点があつた。
体に被着したあとの熱処理が必ずしも必要でない
ため、ｐ形基体が薄い場合でも実用上特に支障は
なかつた。しかし、これらの金属は、先に説明し
たAu−Zn合金やAu−Be合金などとは異なり、
Zn、Beなどの族元素が含まれないため、高濃
度ｐ形層（P+層）が形成されない。したがつて、
これらの金属はｐ形GaAs基体の正孔密度が高濃
度の場合は良好なオーム性接触が得られるもの
の、低濃度の場合は十分なオーム性接触が得られ
ない欠点があつた。
このため、従来は低濃度でかつ薄いｐ形GaAs
基体に対して良好なオーム性接触が得られるよう
な電極金属が要望されていた。
基体に対して良好なオーム性接触が得られるよう
な電極金属が要望されていた。
本発明の目的は低濃度でかつ薄いｐ形GaAs基
体に対しても良好なオーム性接触を実現できるオ
ーム性接触電極およびその製造方法を提供するも
のである。
体に対しても良好なオーム性接触を実現できるオ
ーム性接触電極およびその製造方法を提供するも
のである。
本発明はｐ形GaAs基体の表面に白金とGaAs
を含む層でオーム性接触電極を形成するもので、
ｐ形GaAs基体に白金を被着したのち熱処理し、
基体表面に白金とGaAsとの合金層を形成し、こ
れをオーム性接触電極とするものである。
を含む層でオーム性接触電極を形成するもので、
ｐ形GaAs基体に白金を被着したのち熱処理し、
基体表面に白金とGaAsとの合金層を形成し、こ
れをオーム性接触電極とするものである。
以下図面を参照してパラクタダイオードの場合
を例にとり本発明の一実施例を説明する。
を例にとり本発明の一実施例を説明する。
図ａはGaAsウエフアであり、GaAs ｎ形低比
抵抗基板（ｎ基板）１とその表面に成長されたｎ
形高比抵抗エピタキシヤル層（ｎ層）２とからな
つている。
抵抗基板（ｎ基板）１とその表面に成長されたｎ
形高比抵抗エピタキシヤル層（ｎ層）２とからな
つている。
上記構成のGaAsウエフアに対し、図ｂの矢印
で示すように上方から亜鉛（Zn）イオン３を加
速エネルギ50〜100kev、ドース量５×1012〜１×
1014／cm2の条件でイオン注入する。また、イオン
注入後にアルゴンガスをキヤリアガスとするアル
シン（AsH3）雰囲気中で600〜900℃、15〜60分
間の加熱処理（アニール）することにより、注入
イオン（Znイオン）の活性化を行い、図Ｃに示
すようにウエフア内にｐ形層４を形成する。この
ｐ層４の濃度や厚さは、Znイオンの注入条件
（加速エネルギとドース量）およびアニール条件
（温度と時間）で相違することになるが、例えば
濃度を２×1017〜２×1018／cm3、厚さを500〜
1500Åに形成する。
で示すように上方から亜鉛（Zn）イオン３を加
速エネルギ50〜100kev、ドース量５×1012〜１×
1014／cm2の条件でイオン注入する。また、イオン
注入後にアルゴンガスをキヤリアガスとするアル
シン（AsH3）雰囲気中で600〜900℃、15〜60分
間の加熱処理（アニール）することにより、注入
イオン（Znイオン）の活性化を行い、図Ｃに示
すようにウエフア内にｐ形層４を形成する。この
ｐ層４の濃度や厚さは、Znイオンの注入条件
（加速エネルギとドース量）およびアニール条件
（温度と時間）で相違することになるが、例えば
濃度を２×1017〜２×1018／cm3、厚さを500〜
1500Åに形成する。
次いでｐ形層４の上方に、図ｄに示すように熱
分解二酸化ケイ素（CVDSiO2）膜５を被着する。
また裏面にはAu−Ge合金を蒸着したのち、350
〜450℃の熱処理を行ない図ｅで示すように裏面
電極６を形成する。裏面電極６形成後に、熱分解
二酸化ケイ素膜の上部に光触技術により所定位置
にフオトレジスト７マスクを形成し、このマスク
７を利用してSiO2膜５を除去し、前記ｐ形層４
裏面の一部４′を露出させる。この状態を図ｅで
示す。続いてｐ形層４が露出された方向から白金
（Pt）を50〜450Å程度の厚さで蒸着を行い、リ
フトオフ法を用いて、ｐ形層４の露出面以外の白
金を除去する。この結果図ｆのようにｐ形層の露
出面にPt層８が形成される。
分解二酸化ケイ素（CVDSiO2）膜５を被着する。
また裏面にはAu−Ge合金を蒸着したのち、350
〜450℃の熱処理を行ない図ｅで示すように裏面
電極６を形成する。裏面電極６形成後に、熱分解
二酸化ケイ素膜の上部に光触技術により所定位置
にフオトレジスト７マスクを形成し、このマスク
７を利用してSiO2膜５を除去し、前記ｐ形層４
裏面の一部４′を露出させる。この状態を図ｅで
示す。続いてｐ形層４が露出された方向から白金
（Pt）を50〜450Å程度の厚さで蒸着を行い、リ
フトオフ法を用いて、ｐ形層４の露出面以外の白
金を除去する。この結果図ｆのようにｐ形層の露
出面にPt層８が形成される。
次いで300〜500℃の温度で３〜30分間熱処理
し、PtとGaAsとを反応させ、Pt層の形成された
部分に図ｇで示すようにPt、GaAsを含む合金層
９を形成する。このとき形成される合金層９は、
主としてPtAs2から構成されており、その厚さは
先に蒸着されたPt層８の膜厚の２倍程度である。
したがつて蒸着されるPt層８の膜厚を制御する
ことにより、合金層の厚さが調整できることにな
る。このためpn接合の厚さを考慮してPt層の蒸
着厚さを適当に選べば「突抜け」によるpn接合
の破壊は防止できることになる。合金層の形成後
にCVD SiO2膜５を除去し、先に形成された合金
層９をマスクにして硫酸、過酸化水素、水の混合
液でｐ形層４およびｎ層２をエツチングすれば、
図ｈのようにメサ構造のバラクタダイオードが形
成できる。
し、PtとGaAsとを反応させ、Pt層の形成された
部分に図ｇで示すようにPt、GaAsを含む合金層
９を形成する。このとき形成される合金層９は、
主としてPtAs2から構成されており、その厚さは
先に蒸着されたPt層８の膜厚の２倍程度である。
したがつて蒸着されるPt層８の膜厚を制御する
ことにより、合金層の厚さが調整できることにな
る。このためpn接合の厚さを考慮してPt層の蒸
着厚さを適当に選べば「突抜け」によるpn接合
の破壊は防止できることになる。合金層の形成後
にCVD SiO2膜５を除去し、先に形成された合金
層９をマスクにして硫酸、過酸化水素、水の混合
液でｐ形層４およびｎ層２をエツチングすれば、
図ｈのようにメサ構造のバラクタダイオードが形
成できる。
本発明によればｐ形層が低濃度でかつ薄い形状
であつても、接触比抵抗が10-5Ωcm2以下の良好な
オーム性接触が得られ、pn接合の破壊もなく、
また耐圧、リーク電流などの特性にも何ら異常が
認められなかつた。
であつても、接触比抵抗が10-5Ωcm2以下の良好な
オーム性接触が得られ、pn接合の破壊もなく、
また耐圧、リーク電流などの特性にも何ら異常が
認められなかつた。
なお、ptとGaAsとの合金層がｐ形GaAs層に
対して良好なオーム性接触電極となる理由は明確
ではないが、合金層がｐ形層に対して、障壁の高
さの充分低いヘテロ接合を形成するためと考えら
れる。
対して良好なオーム性接触電極となる理由は明確
ではないが、合金層がｐ形層に対して、障壁の高
さの充分低いヘテロ接合を形成するためと考えら
れる。
前記した実施例ではptのみの場合で説明した
が、オーム性接触と外部端子との接続を容易にす
るために、例えばptの上に更にAl、Auなどの金
属を設ける構成でもよく、またptの上にモリブデ
ン（Mo）、Ti、Ta、バナジウム（Ｖ）タングス
テン（Ｗ）などの中間金属もしくはこれらの幾つ
かを組み合せた中間金属を介して、Al、Auなど
の層を設けてもよい。
が、オーム性接触と外部端子との接続を容易にす
るために、例えばptの上に更にAl、Auなどの金
属を設ける構成でもよく、またptの上にモリブデ
ン（Mo）、Ti、Ta、バナジウム（Ｖ）タングス
テン（Ｗ）などの中間金属もしくはこれらの幾つ
かを組み合せた中間金属を介して、Al、Auなど
の層を設けてもよい。
また、実施例では約２×1017〜２×1018／cm3の
低濃度で、しかも500〜1500Å程度の浅いｐ形層
の場合で説明したが、これより高濃度である場合
や、あるいはこれより深い場合にも適用出来るこ
とは勿論である。
低濃度で、しかも500〜1500Å程度の浅いｐ形層
の場合で説明したが、これより高濃度である場合
や、あるいはこれより深い場合にも適用出来るこ
とは勿論である。
また、実施例ではZnのイオン注入を用いてｐ
形層の形成を行つたが、例えばBe、マグネシウ
ム（Mg）などの族元素も用いられる。あるい
は、ｐ形層の形成にイオン注入法ではなく、例え
ばZn等の熱拡散法や気相成長法あるいは分子線
エピタキシヤル成長法を用いてもよい。また、実
施例ではメサ構造の場合について述べたが、必ず
しもこの構造に限定されることはなく、予め選択
的にｐ形層を形成しておき、その部分に本発明の
合金層を形成するプレーナ構造に適用しても、同
様の効果を得ることが出来る。
形層の形成を行つたが、例えばBe、マグネシウ
ム（Mg）などの族元素も用いられる。あるい
は、ｐ形層の形成にイオン注入法ではなく、例え
ばZn等の熱拡散法や気相成長法あるいは分子線
エピタキシヤル成長法を用いてもよい。また、実
施例ではメサ構造の場合について述べたが、必ず
しもこの構造に限定されることはなく、予め選択
的にｐ形層を形成しておき、その部分に本発明の
合金層を形成するプレーナ構造に適用しても、同
様の効果を得ることが出来る。
さらに、実施例ではパラクタダイオードについ
て述べたが、例えば接合形GaAsFETあるいは接
合形GaAsFETを含んで構成される集積回路素子
のゲート電極としても本発明の合金層を用いるこ
とが出来る。
て述べたが、例えば接合形GaAsFETあるいは接
合形GaAsFETを含んで構成される集積回路素子
のゲート電極としても本発明の合金層を用いるこ
とが出来る。
以上述べたように本発明によれば、白金と
GaAs基体との間に合金層を形成することによ
り、比較的低濃度で且つ薄いｐ形GaAs基体に対
して良好なオーム性接触を容易に得ることがで
き、また浅いpn接合を持つ素子に適用する場合
に「突抜け」による接合の破壊を回避出来る化合
物半導体基体のオーム性接触電極及びその製造方
法を提供できる。
GaAs基体との間に合金層を形成することによ
り、比較的低濃度で且つ薄いｐ形GaAs基体に対
して良好なオーム性接触を容易に得ることがで
き、また浅いpn接合を持つ素子に適用する場合
に「突抜け」による接合の破壊を回避出来る化合
物半導体基体のオーム性接触電極及びその製造方
法を提供できる。
なお、本発明の白金とGaAsとの合金層形成の
際、ｐ形層の一部がこれより低比抵抗の合金層に
変化するので、この部分の抵抗が減少するという
効果も生ずる。
際、ｐ形層の一部がこれより低比抵抗の合金層に
変化するので、この部分の抵抗が減少するという
効果も生ずる。
第１図は本発明の一実施例を説明する図であ
り、ａはエピタキシヤルウエフアを示す図、ｂは
Znイオンをイオン注入する工程を示す図、ｃは
アニールによりｐ形層を形成する工程を示す図、
ｄはCVD SiO2を被着する工程を示す図、ｅは
CVD SiO2膜の一部をエツチング除去してｐ形層
の一部を露出する工程を示す図、ｆはリフトオフ
法を用いて所定の部分にPtを被着する工程を示
す図、ｇはPtとGaAsの反応により合金層を形成
する工程を示す図ｈは各工程により形成されたメ
サ形構造のバラクタダイオードを示す図である。 １はｎ形低比抵抗GaAs基体、２……ｎ形高比
抵抗エピタキシヤル層、３……Znイオン、４…
…ｐ形層、５……CVD SiO2膜、６……裏面電
極、７……フオトレジスト、８……Pt層、９…
…Pt−GaAs合金層。
り、ａはエピタキシヤルウエフアを示す図、ｂは
Znイオンをイオン注入する工程を示す図、ｃは
アニールによりｐ形層を形成する工程を示す図、
ｄはCVD SiO2を被着する工程を示す図、ｅは
CVD SiO2膜の一部をエツチング除去してｐ形層
の一部を露出する工程を示す図、ｆはリフトオフ
法を用いて所定の部分にPtを被着する工程を示
す図、ｇはPtとGaAsの反応により合金層を形成
する工程を示す図ｈは各工程により形成されたメ
サ形構造のバラクタダイオードを示す図である。 １はｎ形低比抵抗GaAs基体、２……ｎ形高比
抵抗エピタキシヤル層、３……Znイオン、４…
…ｐ形層、５……CVD SiO2膜、６……裏面電
極、７……フオトレジスト、８……Pt層、９…
…Pt−GaAs合金層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ｐ形砒化ガリウム基体に白金と砒化ガリウム
を含む合金層で形成された化合物半導体オーム性
接触電極。 ２ ｐ形砒化ガリウム基体に白金を被着する工程
と、前記白金が被着されたｐ形砒化ガリウム基体
を熱処理し、基体白金と砒化ガリウムとの合金層
を形成する工程とから成る化合物半導体オーム性
接触電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6367283A JPS59189669A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 化合物半導体オ−ム性接触電極およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6367283A JPS59189669A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 化合物半導体オ−ム性接触電極およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59189669A JPS59189669A (ja) | 1984-10-27 |
| JPH0224384B2 true JPH0224384B2 (ja) | 1990-05-29 |
Family
ID=13236076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6367283A Granted JPS59189669A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 化合物半導体オ−ム性接触電極およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59189669A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03219674A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Toshiba Corp | 半導体装置の電極構造及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-04-13 JP JP6367283A patent/JPS59189669A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59189669A (ja) | 1984-10-27 |
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