JPH0247869A - 半導体装置の電極形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は半導体装置と外部回路との電気的な接続を得る
ために形成される半導体装置の電極形成方法に関する。

［従来の技術］ 一般に、半導体装置では、外部回路との電気的な接続を
得るために、半導体基板上の外部回路との接続部分に接
触抵抗の低いオーム性の電極金属が形成されることが多
い。半導体装置の素子性能はこの接触抵抗の値により大
きく影響を受けるため、この接触抵抗の値は小さいこと
が望ましい。

ところで、半導体と金属間の接触抵抗は、一般に、半導
体表面近傍のキャリヤ濃度が高くなるほど小さくなる。

たとえば「ガリウム　アーセナイド　プロセシング　テ
クニックス、　アーチツクハウス　１９８４年（Ｇ　ａ
ｌｌｉｕｍ　　Ａ　ｒｓｅｎｉｄｅ　　Ｐ　ｒｏｅｅｓ
ｓｉｎｇ　　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、　　ＡＲＴＥＣＨ
ＨＯｔＪＳＥ　　＋９８４）Ｊの第２２９頁には、ラル
フ・イー・ウィリアムス（Ｒａｌｐｈ　　Ｅ　　Ｗｉｌ
ｌｉａｍｓ）により、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）の半導
体基板では第２図に示すような表面近傍のキャリヤ濃度
Ｎとこの半導体基板上に形成したオーミック電極の接触
抵抗ＲＣとの関係があることが報告されている。この第
２図からＧａＡｓ基板の表面近傍のキャリヤ濃度Ｎが小
さくなるにつれて接触抵抗ＲＣが増加していることが分
かる。

また、活性層を形成するために不純物イオンとしてシリ
コン（Ｓ　ｉ）イオンを注入したＧａＡｓ基板中のキャ
リヤ濃度分布の一例を第３図に示す。この第３図におい
て、曲線り、はシリコンイオンを３００ＫｅＶで注入し
たものの不純物分布を示し、曲線り、はシリコンイオン
を１５０ＫｅＶで注入したものの不純物分布を示す。上
記第３図から分かるように、キャリヤ濃度Ｎのピークは
、シリコンイオンを注入するエネルギの大小によって決
まり、シリコンイオンの注入エネルギが高くなるほど基
板表面近傍のキャリヤ濃度Ｎが小さくなる。

ところで、半導体基板に厚い活性層を必要とするような
半導体装置では、半導体基板に高いエネルギで不純物イ
オンを注入するので、半導体基板表面のキャリヤ濃度Ｎ
が小さくなり、外部回路との接続を得るために形成され
る電極金属との接触抵抗が大きくなってしまう。

この接触抵抗を小さくするための手法としては、次のよ
うな方法が周知である。

方法■ 半導体基板に高エネルギで不純物イオンを注入した後、
さらに比較的低エネルギで不純物イオンを再注入する方
法。

たとえば、３００　ＫｅＶでＳｉイオン注入したＧａＡ
ｓ基板に、比較的底い１５０ＫｅＶでＳｉイオンを再注
入する。このようにすれば、ＧａＡｓ基板中では、第３
図において曲線ｈ３で示すようなキャリヤ濃度分布が得
られる。このキャリヤ濃度分布からも分かるように、低
エネルギでのＳｉイオンの再注入により、ＧａＡｓ基板
と電極金属間の接触抵抗を低（することができる。

方法■ 半導体基板全面にイオン注入を行な、い、キャリヤ濃度
の小さい表面部分をエツチングにより除去する方法。

たとえば、３００　ＫｅＶでＳｉイオン注入を行なった
ＧａＡｓ基板の表面近傍の低キャリヤ濃度部分を、エツ
チングにより、たとえば第４図に斜線を付して示すよう
に除去すると、ＧａＡｓ基板の表面部分に高キャリヤ濃
度部が露出する。よって、この高キャリヤ濃度部が露出
したＧａＡｓ基板にオーミック電極を形成することによ
り、低接触抵抗を得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来の方法１．では、不純物イオンを高
いエネルギと低いエネルギとで２回半導体基板に注入し
なければならないので、半導体装置の生産性およびコス
ト面で不利であるという問題かあった。

また、上記従来の方法■、では、厚い活性層を得るため
に高エネルギで不純物イオンを注入したにもかかわらず
、不純物イオン注入後の半導体基板表面全面をエツチン
グすることで、活性層の厚さが薄くなってしまうという
問題があった。

本発明の目的は、活性層の厚みが厚く、しかも半導体基
板と電極金属間の接触抵抗が低い半導体装置を低コスト
で効率よく製造することのできる半導体装置の電極形成
方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ このため、本発明は、半導体基板表面に不純物イオン注
入により形成した活性層の必要部分をマスクして他の部
分をエツチングにより除去した後、残った活性層の電極
形成箇所の上に位置しているマスクを除去し、このマス
ク除去部分を窓にして上記活性層を一部エッチングによ
り除去し、この活性層のエツチング部分にオーミック電
極を形成することを特徴としている。

［作用コ 半導体基板表面の活性層は、その電極形成箇所が充分な
キャリヤ濃度を有する深さまでエツチングされる。よっ
て、このエツチング部分とそれに形成された電極との間
の接触抵抗は小さくなる。

［発明の効果］ 本発明によれば、半導体基板表面の活性層の電極形成箇
所が充分なキャリヤ濃度を有する深さまでエツチングさ
れるが、半導体基板表面の活性層の他の部分はエツチン
グされないので、活性層の厚みが厚く、しかも半導体基
板と電極間の接触抵抗も低くなる。

また、本発明によれば、不純物イオン注入により表面に
活性層を形成した後、電極形成箇所をエッチングすれば
よいので、不純物イオン注入工程が少なく、半導体装置
を低コストで効率よく製造することができる。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

表面全面に不純物イオンとしてＳｉイオンを注入して活
性層を形成したＧ　ａ　Ａ　ｓ基板を有する半導体装置
に本発明を適用した実施例について第１図（ａ）ないし
第１図（「）により説明する。

先ず、第１図（ａ）に示すように、不純物イオンとして
ＳｉイオンをＧａＡｓ基板ｌ基板面に注入し、ＧａＡｓ
基板１の全面に活性層２を形成する。この活性層２の半
導体装置を構成する部分のみを、第１図（ｂ）に示すよ
うに、たとえばレジスト、５ｉＯｚおよびＳｉ３Ｎ４等
のマスク３によりマスクする。

そして、第１図（Ｃ）に示すように、上記マスク３でマ
スクされた以外の活性層２を、エツチングにより除去す
る。

次いで、第１図（ｄ）に示すように、上記エツチング後
に残された活性層２上のマスク３を部分的に除去して窓
４を開け、この窓４を通して、その下の活性層２をキャ
リヤ濃度が高い層に達するまで、エツチングする。

このエツチングにより形成された活性ｌ１２の凹部に、
第１図（ｅ）に示すように、たとえばＮｉ／ＡｕＧｅの
オーミック電極５を形成した後、マスク３を除去する。

以上の工程により形成された半導体装置の平面図を第１
図（ｆ）に示す。

このようにすれば、オーミック電極５がＧａＡｓ基板ｌ
基板面層２のキャリヤ濃度が高い深さ位置にて活性層に
接触するので、オーミック電極５と活性層２との接触抵
抗が大幅に低下する。

上記実施例では、ＧａＡｓ基板１の活性層２の表面のキ
ャリヤ濃度は５　Ｘ　１０　ｌ５ｃｎ＋−”であるが、
０゜１５μｍの深さではキャリヤ濃度はＩ　Ｘ　ｌ　Ｏ
”ｃｍ−３であり、活性層２の表面から深さ０．１５μ
ｍの位置では、キャリヤ濃度は表面の２０倍となった。

このため、ＧａＡｓ基板ｌ基板面層２の表面にオーミッ
ク電極５を形成した場合の接触抵抗は１０−’Ω・ｃｍ
”であったものが、上記実施例では、２ＸＩＯ−５Ω”
　ｃｍ”と１１５０に低減された。

上記では、ＧａＡｓ基板に不純物イオンとしてＳｉイオ
ンを注入する実施例について説明したが、Ｓｉ基板、Ｇ
ａＰ基板等の半導体基板材料を用い、ｎ型およびｐ型用
の不純物イオンを注入することにより活性層を形成する
ものにも本発明を適用することができる。

本発明はホール素子、トランジスタあるいは集積回路等
のプロセス技術に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、第１図（ｂ）、第１図（Ｃ）、第１図（
ｄ）。 第１図（ｅ）および第１図（ｆ）はそれぞれ本発明に係
る半導体装置の電極形成方法の一実施例の電極形成工程
の説明図、 第２図はキャリヤ濃度と接触抵抗との関係を示す説明図
、 第３図はイオン注入によるキャリヤ濃度の説明図、 第４図は半導体基板の活性層を一部エッチングした後の
キャリヤ濃度分布の説明図である。 １−ＧａＡｓ基板、　　　２・・・活性層、３・・・マ
スク、　　　４・・・窓、 ５・・・オーミック電極（金属電極）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板表面に不純物イオン注入により形成し
   た活性層の必要部分をマスクして他の部分をエッチング
   により除去した後、残った活性層の電極形成箇所の上に
   位置しているマスクを除去し、このマスク除去部分を窓
   にして上記活性層を途中までエッチングにより除去し、
   この活性層のエッチング部分にオーミック電極を形成す
   ることを特徴とする半導体装置の電極形成方法。