JPH0366817B2 - - Google Patents
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- JPH0366817B2 JPH0366817B2 JP57120242A JP12024282A JPH0366817B2 JP H0366817 B2 JPH0366817 B2 JP H0366817B2 JP 57120242 A JP57120242 A JP 57120242A JP 12024282 A JP12024282 A JP 12024282A JP H0366817 B2 JPH0366817 B2 JP H0366817B2
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はｐ形−族化合物半導体へオーム
性接触する電極の製造方法に関するものである。
性接触する電極の製造方法に関するものである。
従来、ｐ形−族化合物半導体へオーム性接
触電極材料として銀−亜鉛（Ag−Zn）合金また
は金−亜鉛（Au−Zn）合金などがある。これら
の電極材料を用いてヒ化ガリウム（GaAs）の太
陽電池を製造した場合を例にとつて説明する。第
１図は上記従来の電極材料を用いて形成された太
陽電池の構造を示す模式断面図で、ｎ形GaAs基
板１の上にｐ形GaAs層２が形成され、光起電力
発生に必要なpn接合Ｊが両者間に形成されてい
る。さらに、ｐ形GaAs層２の上にはその中央部
を除いてｐ形アルミニウム・ガリウム・ヒ素
（AlGaAs）層３が形成され、その上には反射防
止膜４が形成されている。そして、ｐ形GaAs層
２の上記中央部の上にはｐ側電極５が形成されて
おり、これはAg−Zn合金またはAu−Zn合金を
真空蒸着などの方法で上記ｐ形GaAs層２の一部
分（中央部）に披着させ、しかる後に400〜500℃
程度の適当な温度で熱処理して、オーム性接触電
極を得ている。なお、６はｎ側電極である。
触電極材料として銀−亜鉛（Ag−Zn）合金また
は金−亜鉛（Au−Zn）合金などがある。これら
の電極材料を用いてヒ化ガリウム（GaAs）の太
陽電池を製造した場合を例にとつて説明する。第
１図は上記従来の電極材料を用いて形成された太
陽電池の構造を示す模式断面図で、ｎ形GaAs基
板１の上にｐ形GaAs層２が形成され、光起電力
発生に必要なpn接合Ｊが両者間に形成されてい
る。さらに、ｐ形GaAs層２の上にはその中央部
を除いてｐ形アルミニウム・ガリウム・ヒ素
（AlGaAs）層３が形成され、その上には反射防
止膜４が形成されている。そして、ｐ形GaAs層
２の上記中央部の上にはｐ側電極５が形成されて
おり、これはAg−Zn合金またはAu−Zn合金を
真空蒸着などの方法で上記ｐ形GaAs層２の一部
分（中央部）に披着させ、しかる後に400〜500℃
程度の適当な温度で熱処理して、オーム性接触電
極を得ている。なお、６はｎ側電極である。
このような構造のGaAs太陽電池では優れた温
度特性および優れた耐放射線性を有しており、最
近人工衛星用電源として利用できるよう期待され
ている。しかしながら、従来の構造のｐ側電極が
しばしばはがれが生じ、極めて高い信頼性が要求
される人工衛星用の太陽電池の電極としては不適
当である。さらに、高い耐放射線性を維持するた
めにはｐ形GaAs層２の厚さ、すなわち、接合の
Ｊの深さは1μｍ以下というように極めて浅くす
る必要がある。ところが、上記従来の電極材料を
用いてｐ側オーム性接触電極５を形成すると接合
リークが生じることがあつた。従つて太陽電池の
特性の１つである曲線因子が小さくなり、出力が
低下してしまうという欠点があつた。
度特性および優れた耐放射線性を有しており、最
近人工衛星用電源として利用できるよう期待され
ている。しかしながら、従来の構造のｐ側電極が
しばしばはがれが生じ、極めて高い信頼性が要求
される人工衛星用の太陽電池の電極としては不適
当である。さらに、高い耐放射線性を維持するた
めにはｐ形GaAs層２の厚さ、すなわち、接合の
Ｊの深さは1μｍ以下というように極めて浅くす
る必要がある。ところが、上記従来の電極材料を
用いてｐ側オーム性接触電極５を形成すると接合
リークが生じることがあつた。従つて太陽電池の
特性の１つである曲線因子が小さくなり、出力が
低下してしまうという欠点があつた。
一方、シリコン太陽電池ではチタン−銀（Ti
−Ag）電極が用いられ、シリコン太陽電池も接
合深さは極めて浅いにもかかわらず接合リークは
生じておらず、また、このTi−Ag電極の接着性
は極めてよく、はがれは生じていない。ところ
が、このTi−Ag電極をGaAs太陽電池のｐ側電
極材料として用いた場合、Ti−Ag電極のｐ形
GaAs層に対する接触抵抗が高く、良好なオーム
性接触が得られない。従つて、曲線因子が低下
し、太陽電池の出力が低下してしまうという欠点
があつた。
−Ag）電極が用いられ、シリコン太陽電池も接
合深さは極めて浅いにもかかわらず接合リークは
生じておらず、また、このTi−Ag電極の接着性
は極めてよく、はがれは生じていない。ところ
が、このTi−Ag電極をGaAs太陽電池のｐ側電
極材料として用いた場合、Ti−Ag電極のｐ形
GaAs層に対する接触抵抗が高く、良好なオーム
性接触が得られない。従つて、曲線因子が低下
し、太陽電池の出力が低下してしまうという欠点
があつた。
この発明は以上のような点に鑑みてなされたも
ので、ｐ形−族化合物半導体層の上に第１の
チタン層、亜鉛層、第２のチタン層、および銀層
を順次披着させ、430〜550℃の温度で熱処理する
ことにより、披着性がよく、しかも低接触抵抗を
有し、さらに浅い接合の場合でも接合特性を損傷
させることのないｐ形−族化合物半導体への
オーム性接触電極およびその製造方法を提供する
ことを目的としている。
ので、ｐ形−族化合物半導体層の上に第１の
チタン層、亜鉛層、第２のチタン層、および銀層
を順次披着させ、430〜550℃の温度で熱処理する
ことにより、披着性がよく、しかも低接触抵抗を
有し、さらに浅い接合の場合でも接合特性を損傷
させることのないｐ形−族化合物半導体への
オーム性接触電極およびその製造方法を提供する
ことを目的としている。
第２図はこの発明の一実施例の構造を、その製
造工程の途中で示す模式断面図である。ｎ形
GaAs基板１上に、例えばAl、Ga、AsおよびZn
を含む成長溶融液を用いてｐ形AlGaAs層３が液
相エピタキシヤル成長させられている。このとき
族元素であるZnが拡散してｐ形GaAs層２が形
成され、接合Ｊが出来上る。次にｐ側電極を形成
すべき部分のｐ形AlGaAs層３をホトエツチング
技術を用いて選択的に除去し、ｐ形GaAs層２表
面の露出させる。次に、これを例えば真空蒸着装
置内に装填し、その装置内を充分排気した後、ま
ず0.05〜0.1μｍの厚さの第１のTi層７ａを真空蒸
着する。つづいて、その上に0.01〜0.05μｍの厚
さのZn層７ｂを真空蒸着し、さらにその上に0.05
〜0.1μｍの厚さの第２のTi層７ｃを、最後に、そ
の上に0.2μｍ以上の厚さのAg層７ｄを真空蒸着
する。その後に、ホトエツチング技術を用いて所
要個所のみ上記蒸着層７ａ〜７ｄを残し、その上
で、不活性または還元性雰囲気中で430〜550℃の
温度で熱処理して、第３図に示すｐ側電極７が完
成する。この処理によつて、Znが第１のTi層を
透過してｐ形GaAs層中にも拡散して、オーム性
を得るに必要な高濃度表面層が形成される。もし
この第１のTi層がない場合には、いきなりZn層
がｐ形GaAs層表面上に形成されるため、熱処理
を行つても、Zn層とGaAs層との界面ではがれが
生じることがある。また、第２のTi層がない場
合には、Zn層とAg層との界面ではがれが生じる
ことがある。このように第１のTi層および第２
のTi層は、GaAs層、Zn層、Ag層との間の接着
を行うための必須の層であり、これらによつて充
分な接着強度を有する電極を得ることが可能とな
る。反射防止膜４およびｎ側電極６は従来と同様
に形成されている。
造工程の途中で示す模式断面図である。ｎ形
GaAs基板１上に、例えばAl、Ga、AsおよびZn
を含む成長溶融液を用いてｐ形AlGaAs層３が液
相エピタキシヤル成長させられている。このとき
族元素であるZnが拡散してｐ形GaAs層２が形
成され、接合Ｊが出来上る。次にｐ側電極を形成
すべき部分のｐ形AlGaAs層３をホトエツチング
技術を用いて選択的に除去し、ｐ形GaAs層２表
面の露出させる。次に、これを例えば真空蒸着装
置内に装填し、その装置内を充分排気した後、ま
ず0.05〜0.1μｍの厚さの第１のTi層７ａを真空蒸
着する。つづいて、その上に0.01〜0.05μｍの厚
さのZn層７ｂを真空蒸着し、さらにその上に0.05
〜0.1μｍの厚さの第２のTi層７ｃを、最後に、そ
の上に0.2μｍ以上の厚さのAg層７ｄを真空蒸着
する。その後に、ホトエツチング技術を用いて所
要個所のみ上記蒸着層７ａ〜７ｄを残し、その上
で、不活性または還元性雰囲気中で430〜550℃の
温度で熱処理して、第３図に示すｐ側電極７が完
成する。この処理によつて、Znが第１のTi層を
透過してｐ形GaAs層中にも拡散して、オーム性
を得るに必要な高濃度表面層が形成される。もし
この第１のTi層がない場合には、いきなりZn層
がｐ形GaAs層表面上に形成されるため、熱処理
を行つても、Zn層とGaAs層との界面ではがれが
生じることがある。また、第２のTi層がない場
合には、Zn層とAg層との界面ではがれが生じる
ことがある。このように第１のTi層および第２
のTi層は、GaAs層、Zn層、Ag層との間の接着
を行うための必須の層であり、これらによつて充
分な接着強度を有する電極を得ることが可能とな
る。反射防止膜４およびｎ側電極６は従来と同様
に形成されている。
このようにして形成された第３図に示すGaAs
太陽電池では、接合Ｊの深さが0.3μｍ程度の極め
て浅いものであつても、接合リークは全く発生す
ることはなかつた。また、ｐ側電極７の接着性は
極めて良く、電極の引張り強度試験を行つたとこ
ろ、50個の試料について、いずれも１Kg以上とい
う極めて高い値が得られた。さらに、このｐ側電
極７はｐ形GaAs層２に対する比接触抵抗値が
10-4Ω／cm2程度であり、前述のTi−Ag電極のｐ
形GaAsに対する比接触抵抗値の10-1Ω／cm2に比
して極めて低く、オーム性接触電極として優れて
いる。
太陽電池では、接合Ｊの深さが0.3μｍ程度の極め
て浅いものであつても、接合リークは全く発生す
ることはなかつた。また、ｐ側電極７の接着性は
極めて良く、電極の引張り強度試験を行つたとこ
ろ、50個の試料について、いずれも１Kg以上とい
う極めて高い値が得られた。さらに、このｐ側電
極７はｐ形GaAs層２に対する比接触抵抗値が
10-4Ω／cm2程度であり、前述のTi−Ag電極のｐ
形GaAsに対する比接触抵抗値の10-1Ω／cm2に比
して極めて低く、オーム性接触電極として優れて
いる。
この発明になるｐ側電極を有するGaAs太陽電
池は、曲線因子としては0.82以上を有し、大気圏
外太陽光AMO、135.3ｍＷ／cm2の照射条件て変換
効率は18％以上という極めて優れた特性を有して
おり、前述の優れた電極の接着性と合わせて、人
工衛星用太陽電池に適していることが判る。
池は、曲線因子としては0.82以上を有し、大気圏
外太陽光AMO、135.3ｍＷ／cm2の照射条件て変換
効率は18％以上という極めて優れた特性を有して
おり、前述の優れた電極の接着性と合わせて、人
工衛星用太陽電池に適していることが判る。
上記実施例で、第１のTi層７ａおよび第２の
Ti層７ｃの厚さを0.05〜0.1μｍとしたが、これは
この範囲が接着性の点で最適であつたからであ
る。また、Zn層７ｂの厚さを0.01〜0.05μｍとし
たが、これはこの値を越える接触抵抗の増大が見
られるからである。さらに、Ag層７ｄの厚さを
0.2μｍ以上としたのは、後の工程で外部への電極
リードを取り出すための半田付けまたは溶接など
の作業を行うための必要性による。
Ti層７ｃの厚さを0.05〜0.1μｍとしたが、これは
この範囲が接着性の点で最適であつたからであ
る。また、Zn層７ｂの厚さを0.01〜0.05μｍとし
たが、これはこの値を越える接触抵抗の増大が見
られるからである。さらに、Ag層７ｄの厚さを
0.2μｍ以上としたのは、後の工程で外部への電極
リードを取り出すための半田付けまたは溶接など
の作業を行うための必要性による。
なお、製造方法として熱処理温度を430〜550℃
としたが、これは上記範囲外では電極の接着性の
低下および接触抵抗の増大が見られるからであ
る。
としたが、これは上記範囲外では電極の接着性の
低下および接触抵抗の増大が見られるからであ
る。
以上の説明ではGaAs太陽電池の場合について
述べたが、GaAsに限らず他の−族化合物半
導体について、また太陽電池に限らず他の半導体
装置にも一般にこの発明は適用できる。
述べたが、GaAsに限らず他の−族化合物半
導体について、また太陽電池に限らず他の半導体
装置にも一般にこの発明は適用できる。
以上説明したように、この発明ではｐ形−
族化合物半導体層上に第１のTi層、Zn層、第２
のTi層、およびAg層を真空蒸着法などで順次形
成したのち、不活性または還元性雰囲気中で、
430〜550℃の温度で熱処理してｐ形−族化合
物半導体層へのオーミツク接触電極を得るように
したので、半導体層との接着性に優れ低接触抵抗
を有し、かつ、pn接合が浅い場合でもその接合
特性を損なうことのない、優れた電極が得られ
る。
族化合物半導体層上に第１のTi層、Zn層、第２
のTi層、およびAg層を真空蒸着法などで順次形
成したのち、不活性または還元性雰囲気中で、
430〜550℃の温度で熱処理してｐ形−族化合
物半導体層へのオーミツク接触電極を得るように
したので、半導体層との接着性に優れ低接触抵抗
を有し、かつ、pn接合が浅い場合でもその接合
特性を損なうことのない、優れた電極が得られ
る。
第１図は従来の電極を用いた太陽電池の構造を
示す模式断面図、第２図はこの発明の一実施例の
構造をその途中工程で示す模式断面図、第３図は
この発明の一実施例の構造を示す模式断面図であ
る。 図において、２はｐ形GaAs（−族化合物
半導体）層、７ａは第１のTi層、７ｂはZn層、
７ｃは第２のTi層、７ｄはAg層、７は電極であ
る。なお、図中同一符号は同一または相当部分を
示す。
示す模式断面図、第２図はこの発明の一実施例の
構造をその途中工程で示す模式断面図、第３図は
この発明の一実施例の構造を示す模式断面図であ
る。 図において、２はｐ形GaAs（−族化合物
半導体）層、７ａは第１のTi層、７ｂはZn層、
７ｃは第２のTi層、７ｄはAg層、７は電極であ
る。なお、図中同一符号は同一または相当部分を
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 充分排気された容器内でｐ形−族化合物
半導体層の表面に第１のチタン層、亜鉛層、第２
のチタン層、および銀層を順次被着させたのち、
不活性または還元性雰囲気中で430〜550℃の温度
で熱処理することを特徴とする半導体装置の電極
の製造方法。 ２ 第１および第２のチタン層の厚さが0.05〜
0.1μｍ、亜鉛層の厚さが0.01〜0.05μｍ、銀層の厚
さが0.2μｍ以上であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の半導体装置の電極の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12024282A JPS599965A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 半導体装置の電極およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12024282A JPS599965A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 半導体装置の電極およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599965A JPS599965A (ja) | 1984-01-19 |
| JPH0366817B2 true JPH0366817B2 (ja) | 1991-10-18 |
Family
ID=14781354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12024282A Granted JPS599965A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | 半導体装置の電極およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599965A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722141B2 (ja) * | 1984-03-07 | 1995-03-08 | 住友電気工業株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497628A (ja) * | 1972-05-25 | 1974-01-23 |
-
1982
- 1982-07-08 JP JP12024282A patent/JPS599965A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS497628A (ja) * | 1972-05-25 | 1974-01-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS599965A (ja) | 1984-01-19 |
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