JPH03184377A - 化合物半導体用電極 - Google Patents
化合物半導体用電極Info
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- JPH03184377A JPH03184377A JP1321415A JP32141589A JPH03184377A JP H03184377 A JPH03184377 A JP H03184377A JP 1321415 A JP1321415 A JP 1321415A JP 32141589 A JP32141589 A JP 32141589A JP H03184377 A JPH03184377 A JP H03184377A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、■−■族化合物半導体のオーミック電極の構
造に関する。
造に関する。
ｍ−ｖ族化合物半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ。
ＧａＰなど）のオーミック電極においては、下地半導体
層の不純物濃度が十分高い場合を別として、通常は、下
地半導体層の導伝型と同型の導伝型を形成することがで
きる不純物元素を含む合金層または単一金属層を第１層
目に設ける。ついで、必要に応じて、拡散バリヤ層を設
ける。ここで、バリヤ層は、最上層のボンディング用金
属層通に。
層の不純物濃度が十分高い場合を別として、通常は、下
地半導体層の導伝型と同型の導伝型を形成することがで
きる不純物元素を含む合金層または単一金属層を第１層
目に設ける。ついで、必要に応じて、拡散バリヤ層を設
ける。ここで、バリヤ層は、最上層のボンディング用金
属層通に。
下地半導体の構成元素の原子や、電極の第−層を構成す
る金属原子の外方拡散を防止するための層である。さら
に、最上層にはワイヤボンディングやダイボンディング
のためのＡｕ、Ａｇ、Ａｌ１などで構成されるボンディ
ング層を設けている。そして、電極金属層被着後に、熱
処理を施して下地半導体層と電極金属層を合金化させて
いる。
る金属原子の外方拡散を防止するための層である。さら
に、最上層にはワイヤボンディングやダイボンディング
のためのＡｕ、Ａｇ、Ａｌ１などで構成されるボンディ
ング層を設けている。そして、電極金属層被着後に、熱
処理を施して下地半導体層と電極金属層を合金化させて
いる。
この処理により半導体層の表面には、第−層電極金属層
中に含まれる不純物原子がドープされた高不純物濃度層
が形成され、オーミック接触を有する電極が構成される
。
中に含まれる不純物原子がドープされた高不純物濃度層
が形成され、オーミック接触を有する電極が構成される
。
この際、オーミック電極の接触抵抗を低減させるには、
熱処理後に形成される再結晶層中の不純物濃度ができ得
る限り高くなるようにする必要がある。下地半導体がＧ
ａＡｓである場合を例にとれば、オーミック接触用の第
１層金属の被着に先立って、例えば、厚さ数１００人の
Ａｕ層を被着する構成とし、熱処理により生じる、Ａｕ
層中へのＧａの外方拡散により多量のＧａ空格子を発生
させ、オーミック接触用の不純物原子（例えばＺｎなど
）のドーピング効率を高める方法がある。
熱処理後に形成される再結晶層中の不純物濃度ができ得
る限り高くなるようにする必要がある。下地半導体がＧ
ａＡｓである場合を例にとれば、オーミック接触用の第
１層金属の被着に先立って、例えば、厚さ数１００人の
Ａｕ層を被着する構成とし、熱処理により生じる、Ａｕ
層中へのＧａの外方拡散により多量のＧａ空格子を発生
させ、オーミック接触用の不純物原子（例えばＺｎなど
）のドーピング効率を高める方法がある。
このような空格子発生を促進させる目的で被着するＡｕ
層は、下地半導体層との密着性が必ずしも充分でない場
合があり、電極形成工程で金属層の剥離がしばしば生じ
、問題となっていた。
層は、下地半導体層との密着性が必ずしも充分でない場
合があり、電極形成工程で金属層の剥離がしばしば生じ
、問題となっていた。
本発明は、電極形成工程で金属層の剥離が生じない、低
接触抵抗を有するオーミック電極を提供することを目的
とする。
接触抵抗を有するオーミック電極を提供することを目的
とする。
上記の目的を達成するために、不純物原子のドーピング
効果を高めるためのＡｕ層の被着に先立って、下地半導
体層との密着性に優れる、Ｔｉ。
効果を高めるためのＡｕ層の被着に先立って、下地半導
体層との密着性に優れる、Ｔｉ。
Ｃｒ、またはこれらの合金からなる金属層を被着した。
密着性に優れる上記のバインダ金属層は、下地半導体層
とＡｕ層との密着性を改善し、電極形成時の金属層の剥
離を防止する。バインダ金属層の厚さが増大すると、不
純物原子のドーピング効率を低下させることになるので
、必要以上に厚くすることは好ましくない。種々実験の
結果、バインダ金属層の厚さを３０〜２００Ａとするこ
とにより、不純物原子のドーピング効率を低下させるこ
となく、電極層の密着性を改善することができる。
とＡｕ層との密着性を改善し、電極形成時の金属層の剥
離を防止する。バインダ金属層の厚さが増大すると、不
純物原子のドーピング効率を低下させることになるので
、必要以上に厚くすることは好ましくない。種々実験の
結果、バインダ金属層の厚さを３０〜２００Ａとするこ
とにより、不純物原子のドーピング効率を低下させるこ
となく、電極層の密着性を改善することができる。
以下１本発明の実施例を第１図、第２図を用いて詳細に
説明する。
説明する。
実施例１
第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。まず
、ｎ−ＧａＡｓ基板１（不純物濃度約１Ｘ １０ ”ａ
ｍ−’）上に、ｐ −Ｇ ａ Ａ ｓ層２（厚さ約２μ
ｍ、不純物濃度約Ｉ Ｘ １０ ”（１ｍ−８）をエピ
タキシャル成長させる。
、ｎ−ＧａＡｓ基板１（不純物濃度約１Ｘ １０ ”ａ
ｍ−’）上に、ｐ −Ｇ ａ Ａ ｓ層２（厚さ約２μ
ｍ、不純物濃度約Ｉ Ｘ １０ ”（１ｍ−８）をエピ
タキシャル成長させる。
次に、本発明によるオーミック電極を、以下に示す手順
で形成する。
で形成する。
まず、ｐ−ＧａＡｓ層２上に、Ｔｉ層３を厚さ５０人被
着し、ついでＡｕ層４を厚さ１０００人、ＡｕＺｎ層５
（Ｚｎ濃度２０ｗｔ％）を厚さ４００人、最上層Ａｕ層
６を厚さ５０００λ真空連続蒸着した。
着し、ついでＡｕ層４を厚さ１０００人、ＡｕＺｎ層５
（Ｚｎ濃度２０ｗｔ％）を厚さ４００人、最上層Ａｕ層
６を厚さ５０００λ真空連続蒸着した。
次に、ｎ−ＧａＡｓ基板１側には、Ｔｉ層７を厚さ５０
Ａ、Ａｕ層８を厚さ１０００人、Ａ ｕ Ｇ ｅ層９（
Ｇｅ濃度８ｗｔ％）を厚さ６００Ａ、Ａｕ層１０を厚さ
約５０００人、真空連続蒸着した。
Ａ、Ａｕ層８を厚さ１０００人、Ａ ｕ Ｇ ｅ層９（
Ｇｅ濃度８ｗｔ％）を厚さ６００Ａ、Ａｕ層１０を厚さ
約５０００人、真空連続蒸着した。
次に、上記ウェーハを水素ガス雰囲気中で、４００℃、
３分間の熱処理を行ってｐ側、ｎ側両サイドのオーミッ
ク電極を形成した。
３分間の熱処理を行ってｐ側、ｎ側両サイドのオーミッ
ク電極を形成した。
この後、所定の大きさのチップに分割した後。
パッケージに組立て、端部放射型の赤外発光ダイオード
を製作した。
を製作した。
下地半導体層と直接接触し、電極の良好な密着性の確保
に機能するＴｉ層については、Ｔｉ層中をドーパント金
属（ＺｎやＧｅ）が拡散して下地半導体表面と合金化す
る必要があるので、Ｔｉ層の厚さを３０〜１５０λとす
るのが良い。このＴｉ層が厚すぎるとオーミック特性の
低下を招く。
に機能するＴｉ層については、Ｔｉ層中をドーパント金
属（ＺｎやＧｅ）が拡散して下地半導体表面と合金化す
る必要があるので、Ｔｉ層の厚さを３０〜１５０λとす
るのが良い。このＴｉ層が厚すぎるとオーミック特性の
低下を招く。
実施例２
第２図に１本発明の他の実施例によるＩｎＰ系ダブルへ
テロ型赤外発光ダイオードの断面図を示す。
テロ型赤外発光ダイオードの断面図を示す。
なお、ｐ−ＩｎＰ基板２１（不純度濃度２×１０１ａａ
ｎ−”）上に、エピタキシャル成長法により、ｐ−Ｉｎ
Ｐバッファ層２２（不純物濃度２Ｘ１０”ｃｎ″″３．
厚さ０．５μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッド層２３（不純物
濃度２ Ｘ Ｉ Ｑ １６ｃｍ−’、厚さ１μｍ）、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層２４（アンドープ、厚さ０．３１”
ｍ を発光波長１．３ μｍ組成）、ｎ−ＩｎＰクラ
ッド層２５（不純物濃度１．５Ｘ１０１８ｃｍ−８，厚
さ３．５ μｍ）、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層キャップ層２
６（不純物濃度２ Ｘ １０１８ａｎ−３，厚さｌｔｌ
ｍ、λ＝１．５μｍ相当組成）をエピタキシャル成長し
た。
ｎ−”）上に、エピタキシャル成長法により、ｐ−Ｉｎ
Ｐバッファ層２２（不純物濃度２Ｘ１０”ｃｎ″″３．
厚さ０．５μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッド層２３（不純物
濃度２ Ｘ Ｉ Ｑ １６ｃｍ−’、厚さ１μｍ）、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層２４（アンドープ、厚さ０．３１”
ｍ を発光波長１．３ μｍ組成）、ｎ−ＩｎＰクラ
ッド層２５（不純物濃度１．５Ｘ１０１８ｃｍ−８，厚
さ３．５ μｍ）、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層キャップ層２
６（不純物濃度２ Ｘ １０１８ａｎ−３，厚さｌｔｌ
ｍ、λ＝１．５μｍ相当組成）をエピタキシャル成長し
た。
次に、上記のｎ側表面に、リフトオフ法によりバタン化
したオーミック電極を形成するために。
したオーミック電極を形成するために。
厚さ約６０００Åの５ｉＯｚ膜２７を被着したのち、ホ
トレジスト技術を用いてＳｉ○２膜２７膜幅７００μｍ
の帯状の溝状電極窓を形成した。
トレジスト技術を用いてＳｉ○２膜２７膜幅７００μｍ
の帯状の溝状電極窓を形成した。
ついで、レジスト膜（図示せず）を残した状態でｎ側表
面に、Ｔｉ層２８を厚さ７００λ、ｐｔ層２９を厚さ１
５００λ、Ａｕｕ層０を厚さ２０００Å真空連続蒸着し
た。ついで、レジスト層とともに不要部分のｎ側電極層
をリフトオフ法を用いて除去し、第２図２８．２９．３
０に示す帯状にバタン化されたｎ型電極層を形成した。
面に、Ｔｉ層２８を厚さ７００λ、ｐｔ層２９を厚さ１
５００λ、Ａｕｕ層０を厚さ２０００Å真空連続蒸着し
た。ついで、レジスト層とともに不要部分のｎ側電極層
をリフトオフ法を用いて除去し、第２図２８．２９．３
０に示す帯状にバタン化されたｎ型電極層を形成した。
次に、ｐ−ＩｎＰ基板２１側に、本発明による電極形成
法によりｐ型オーミック電極を形成した。
法によりｐ型オーミック電極を形成した。
まず、Ｐ型基板２工上にＣｒ層３１を厚さ６０人、さら
に、Ａｕｕ層２を厚さ１００ＯＡ、Ｔｉ層３３を厚さ３
０００人、Ｍｏ層を厚５０Ｃ）Ａ、最上層Ａｕ層３５を
厚さ２０００Å真空連続蒸着した。
に、Ａｕｕ層２を厚さ１００ＯＡ、Ｔｉ層３３を厚さ３
０００人、Ｍｏ層を厚５０Ｃ）Ａ、最上層Ａｕ層３５を
厚さ２０００Å真空連続蒸着した。
最後に、上記の試料を不活性ガス雰囲気中で、温度４３
０℃９時間２分間の熱処理（アロイング）を行い−ｐ、
ｎ両側のオーミック電極を完成した。
０℃９時間２分間の熱処理（アロイング）を行い−ｐ、
ｎ両側のオーミック電極を完成した。
最後に、上記のウェーハを所定のサイズのチップに切断
して、端部放射型の発光ダイオードを製作した。
して、端部放射型の発光ダイオードを製作した。
本実施例では−Ｐ＋ ｎ両側の電極に拡散バリヤ層（Ｔ
ｉ−Ｐｔ、Ｔｉ−Ｍｏ）を導入しているので、実施例１
に比較してより確実なボンダビリティ（ワイヤボンダビ
リティ、ダイボンダビリティ）が得られる。
ｉ−Ｐｔ、Ｔｉ−Ｍｏ）を導入しているので、実施例１
に比較してより確実なボンダビリティ（ワイヤボンダビ
リティ、ダイボンダビリティ）が得られる。
本発明によれば、オーミック電極形成時のドーピング金
属（例えば、ＧｅやＺｎ）の下地半導体層中への拡散を
阻害することなく、第１層金属（Ｔｉ、Ｃｒまたはこれ
らの合金）の設置により電極層の密着性を大幅に改善す
ることができる。
属（例えば、ＧｅやＺｎ）の下地半導体層中への拡散を
阻害することなく、第１層金属（Ｔｉ、Ｃｒまたはこれ
らの合金）の設置により電極層の密着性を大幅に改善す
ることができる。
また、本発明は、リフトオフ法を用いた電極形成時に特
に効果的であり、レジスト剥離工程時に電極金属層が剥
離しやすいという従来のトラブルを完全に解消すること
ができる。
に効果的であり、レジスト剥離工程時に電極金属層が剥
離しやすいという従来のトラブルを完全に解消すること
ができる。
第１図は本発明の一実施例を示す半導体装置の断面図、
第２図は本発明の他の実施例を示す半導体装置の断面図
である。 １− ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、３，７＝Ｔｉ層、４
，８− Ａ ｕ層、５−Ａ ｕ Ｚ ｎ層、６．ＩＣ１
・ａＡｕ層、９・・・Ａ ｕ Ｇ ｅ層、 ２１・・・ｐ−ＩｎＰ基板、 ３１・・・ Ｃｒ層、 ３２・・・Ａｕ層、 ３２゜ ３３・・・Ｔｉ。 Ｍ。
第２図は本発明の他の実施例を示す半導体装置の断面図
である。 １− ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、３，７＝Ｔｉ層、４
，８− Ａ ｕ層、５−Ａ ｕ Ｚ ｎ層、６．ＩＣ１
・ａＡｕ層、９・・・Ａ ｕ Ｇ ｅ層、 ２１・・・ｐ−ＩｎＰ基板、 ３１・・・ Ｃｒ層、 ３２・・・Ａｕ層、 ３２゜ ３３・・・Ｔｉ。 Ｍ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、III−Ｖ族化合物半導体用のオーミック電極におい
て、下地半導体層に最も近い第１層金属として密着性に
優れる高融点金属、第２層金属として、下地半導体の構
成原子の外方拡散を促進助長する金属、第３層以上のい
ずれかの金属層中に下地半導体の導伝形と同形の導電型
を形成することができるドーパント金属を含むことを特
徴とする化合物半導体用電極。 ２、上記第１層金属が、Ｔｉ、Ｃｒまたはこれらの合金
により構成されることを特徴とする請求項１記載の化合
物半導体用電極。 ３、上記した下地半導体の構成原子の外方拡散を促進・
助長する金属が、Ａｕ、Ｐｔまたはこれらの合金である
ことを特徴とする請求項１もしくは２記載の化合物半導
体用電極。 ４、上記ドーパント金属が、ＧｅまたはＺｎであること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の化合物
半導体用電極。 ５、第１層金属がＴｉまたはＣｒ、第２層金属がＡｕ、
第３層以上の電極層中にＧｅまたはＺｎを含むことを特
徴とする請求項１記載の化合物半導体用電極。 ６、第１層金属層の厚さが３０〜１５０Åであることを
特徴とする請求項５記載の化合物半導体用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321415A JPH03184377A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 化合物半導体用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1321415A JPH03184377A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 化合物半導体用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03184377A true JPH03184377A (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=18132295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1321415A Pending JPH03184377A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 化合物半導体用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03184377A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5523623A (en) * | 1994-03-09 | 1996-06-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ohmic electrode for a p-type compound semiconductor and a bipolar transistor incorporating the ohmic electrode |
| JP2010067903A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toshiba Corp | 発光素子 |
| WO2020196739A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
| JP2020167372A (ja) * | 2019-12-05 | 2020-10-08 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
| US11158514B2 (en) | 2019-03-18 | 2021-10-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| CN113646907A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-11-12 | 优志旺电机株式会社 | 红外led元件 |
-
1989
- 1989-12-13 JP JP1321415A patent/JPH03184377A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5523623A (en) * | 1994-03-09 | 1996-06-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ohmic electrode for a p-type compound semiconductor and a bipolar transistor incorporating the ohmic electrode |
| JP2010067903A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toshiba Corp | 発光素子 |
| US11158514B2 (en) | 2019-03-18 | 2021-10-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| US11694900B2 (en) | 2019-03-18 | 2023-07-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| WO2020196739A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | ウシオオプトセミコンダクター株式会社 | 赤外ｌｅｄ素子 |
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