JPH0387067A - ３―５族化合物半導体素子の電極構造及びその形成方法 - Google Patents
３―５族化合物半導体素子の電極構造及びその形成方法Info
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- JPH0387067A JPH0387067A JP2141140A JP14114090A JPH0387067A JP H0387067 A JPH0387067 A JP H0387067A JP 2141140 A JP2141140 A JP 2141140A JP 14114090 A JP14114090 A JP 14114090A JP H0387067 A JPH0387067 A JP H0387067A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明はワイヤボンディング性に優れ、低オーム性の
Ｎ型■−■族化合物半導体素子の電極構造とその形成方
法に関する。 ここで■−■族化合物半導体というのはＩｎＰｌＧａＡ
ｓｌｌｎＳｂｌＧａＳｂ等の半導体を意味する。 半導体と金属の接合はそのままではショットキー的にな
る。ＦＥＴのソース、ドレイン、バイポーラトランジス
タのエミッタ、コレクタ、ベース、発光ダイオードのカ
ソード、アノードなどはオーミック接続した電極でなけ
ればならない。これは順逆方向に電流が流れ抵抗率が対
称的でしかも低抵抗でなければならない。この性質を簡
単に低オーム性とよぶことにする。
Ｎ型■−■族化合物半導体素子の電極構造とその形成方
法に関する。 ここで■−■族化合物半導体というのはＩｎＰｌＧａＡ
ｓｌｌｎＳｂｌＧａＳｂ等の半導体を意味する。 半導体と金属の接合はそのままではショットキー的にな
る。ＦＥＴのソース、ドレイン、バイポーラトランジス
タのエミッタ、コレクタ、ベース、発光ダイオードのカ
ソード、アノードなどはオーミック接続した電極でなけ
ればならない。これは順逆方向に電流が流れ抵抗率が対
称的でしかも低抵抗でなければならない。この性質を簡
単に低オーム性とよぶことにする。
【 従 来 の 技 術 】Ｎ型■−■族
化合物半導体素子のオーミック接続電極としては、従来
Ａｕ、 Ｇｅ、Ｎｉの単体またはこれらを含む合金が用
いられきた。たとえば文献、Ｇｒａｈａｍ ＆ ５ｔｅ
ｅｄｓ；Ｉｎ５ｔ、Ｐｈｙｓ、Ｃｏｎｆ、Ｓｅｒ、Ｎｏ
、Ｇ７：５ｅｅｔｉｏｎＩＯ、ｐｐ５０７（１９８３）
、Ｋｕａｎ、Ｂａｔｓｏｎ＋Ｊａｃｋｓｏｎ、Ｒｕｐｐ
ｒｅｃｈｔ、 ＆ Ｗｌｌｋｉｅ：Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈ
ｙｓ、５４．１１ｉ９５２（１９８３）等に記載がある
。 これらの材料を用いた電極では、半導体とオーミック接
続を取るためのオーミック金属層とＡｕワイヤをボンデ
ィングするためのボンディング層とを必要とする。オー
ミック接続層はＡｕＧｅＮｉなどよりなるが単に蒸着し
ただけではオーミック接続とならない。オーミック接続
とするために熱処理して半導体の一部と金属とを合金化
しなければならない。このとき半導体構成元素の一部と
くに■族元素が熱によって最上層のボンディング層にま
で拡散する。電極表面に■族元素が固溶すると最上層の
ボンディング層が硬化する。また析出元素が酸化する。 このためＡｕワイヤがボンディングされ難くなる。たと
えボンディングされてもこの強度が弱い。 オーミック接続とするため熱によって拡散をさせること
は必要であるが、これがボンディング層にまで至っては
いけないのである。 半導体と電極の界面近傍のみ相互拡散させ、そこで、半
導体構成元素の電極表面への拡散を抑制する工夫が必要
である。その工夫の例として、■熱処理後に、上層電極
として再度Ａｕ層を形成する。 ■熱処理温度を成るべく低くする。 ■半導体やオーミック金属層の構成元素の電極表面への
拡散を阻止するための中間層（以下ストッパ層という）
を設は電極を３層以上で構成する。 などの工夫が試みられている。 しかし■は工程が複雑になる。■は電極の低オーム性を
損なう慣れがある。 工程、構造の簡略化の観点からは、電極形成後に一括熱
処理する■が最も望ましい。しかしストッパ層の材料の
選択が難しい。 ■−Ｖ族化合物半導体のオーミック接続電極のストッパ
層材料としては、Ｔｉ１Ｎｏ、Ｃｒ１Ｗ等が知られてい
る。 Ｖａｎｄｅｎｂｅｒｇ ＆ Ｔｅｍｋｌｎ；Ｊ、Ａｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、５５．３Ｇ７Ｅｉ（１９８４） （従来例工 肋単層の場合） このうちＮ型■−Ｖ族化合物半導体の低オーム性電極の
ストッパ層としてはＭｏを用いた例がある（特公昭［１
３−８０５２８）。Ｍｏ層をオーミック金属層のＡｕＧ
ｅＮ １層とボンディングのＡｕ層の間に形成し相互拡
散を防止しようとするものである。Ｎｏは融点が３１６
３°Ｃと非常に高く熱処理に対しても安定である。 有効なストッパ層として機能する。しかし電極形状加工
法につぎの制約がある。 ■ Ｍｏ層は一般に電子ビーム蒸着法によって形成する
。融点と熱伝導率が高い材料であるので、蒸着中の試料
表面の温度が高くなる。その温度はフォトレジストの耐
熱温度（約１２０°Ｃ以上）より高い。 通常の材料では電極は、電極を形成したくない部分を予
めフォトレジストで被覆しその上から電極層を形威しそ
の後フォトレジストを除去し所望の形状の電極をうる。 これをリフトオフプロセスという。Ｍｏを使う場合フォ
トレジストを塗付してからＭｏを蒸着できないのでリフ
トオフプロセスが使えない。 ここでフォトレジストとは有機感光材料で半導体や電極
の形状加工に用いられる。 ■ 電極形状加工法として次に考えられるのはエツチン
グによる方法である。電極層を一様に形成してから残し
ておきたい部分をフォトレジストで被覆しエツチングま
たはエツチングガスで不要部分を除去するということで
ある。しかしＭｏは化学的にも安定でフォトレジストよ
り強く、フォトレジストをエツチングせず、Ｍｏだけを
エツチングするようなエツチング液、フォトレジストの
組み合わせが未だにない。 （従来例ｎ Ｔｉ単層の場合） そこで我々はＴｉをストッパ層とした電極を試作した。 しかしＴｉ単層ではストッパ層として機能しないことが
分かった。 第１図に試作した電極を示す。 ＩｎＰ基板上にＡｕＧｅＮｉ合金膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜の
順に形成した（以下ＡｕＧｅＮｉ／ Ｔｉ／ Ａｕのよ
うに略記することもある）。モしてオーミック金属層と
半導体の合金化のため３８０℃で熱処理をした。この結
果電極表面は変色し、Ａｕワイヤをボンディングするこ
とが困難であった。電極をマイクロオージェ分光分析法
によって分析したところ次のことが分かった。 ■ 基板構成材料のＩｎが電極最表面層のＡｕ層まで拡
散している。 ■ ＡｕＧｅＮＩＪｉＪは単層ではなく、熱処理前にす
でに、ＡｕＧｅ、 Ａｕ層と、ＧｅＮ １層に分離して
いる。 つまりもともとのＡｕＧｅＮ ｉの合金中に含まれる濃
度より遥かに高濃度の旧とＴｉが直接液している。 ■ 熱処理によって主にＮｉとＴｉが反応し両者の金属
間化合物を作る。 このようなことが分かった。上記■、■、■について図
によって説明する。 第２図は上記構造で熱処理を経た電極をマイクロオージ
ェ分光分析法によって深さ方向の元素分布を調べた結果
である。 マイクロオージェ分光分析法というのはオージェ電子分
光を利用する試料構成元素の測定法である。数ｋｅＶ〜
数十ｋｅｙの電子を試料に当て内殻電子を飛び出させる
。この電子軌道を埋めるためより外側の軌道の電子がこ
の軌道に落ちそのエネルギーによって他の電子が励起さ
れ外部に飛び出すこれをオージェ電子という。飛び出し
た電子のエネルギーと電子線強度を測定する。オージェ
電子のエネルギーは元素によって決まっているので、電
子のエネルギー分析をすれば試料表面に存在する元素の
分布が分かる。マイクロというのは試料表面の狭い範囲
に入射電子を絞ることができるようにしたものを意味す
る。これだけでは表面の元素分布しか分からないので、
Ａｒで試料表面をスパッタして表面を削り新たに露出し
た表面をさらにマイクロオージェ分光分析する。第２図
で横軸はスパッタ時間であるが、これは最外表面からの
深さを意味する。但し対象元素によってスパッタ速さが
違うのでスパッタ時間と深さは必ずしも比例しない。 第２図から熱処理後の電極において半導体構成元素のＩ
ｎが電極の最外表面にまで達していることが分かる。Ｔ
ｉがストッパ層としてはあまり役に立っていないという
ことである。これが■である。 第３図はＩｎＰ基板上にＡｕＧｅＮｉ層の旧暦形成しそ
のまま熱処理せずにマイクロオージェ分光分析法をおこ
なったものである。この図からＡｕＧｅＮｉ層は、形成
直後から単層ではなく、表面側のＧａ４旧層と、基板側
のＡｕ、 Ｇｅ層の少なくとも２層に分離していること
が分かる。これは■を説明するものである。 第２図からさらに、ＴｉとＮｉのピーク位置とプロフィ
ルが一致していることが分かる。これからＴｉとＮｉの
何らかの化合物ができているということが容易に想像さ
れる。これは■を説明するものである。さらに状態図に
よって補充する。第４図は、Ｓｍ１ｔｈｅｌｌｓ Ｍｅ
ｔａｌｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂｏｏｋ ８ｔｈ ｅ
ｄｉｔｉｏｎに所載のＴｉとＮｉの平衡状態図である。 横軸はＴｉの原子％で、左端が旧１００％、右端がＴｉ
１００％である。 旧もＴｉも化学的に非常に活性な金属である。第４図か
ら両者は数種類の金属間化合物を作ることが分かる。 ■、■、■からＴｉ層が極めて高濃度のＮｉと直接接し
ており、熱処理によって旧とＴｉは反応して変質しＴｉ
は拡散を抑止できなくなる。その結果Ｔｉ層はＡｕ１次
いでＩｎの侵入を許し、ついにはＩｎが電極最外表面の
Ａｕにまで達してしまうものと考えられる。 （従来例ｍ ＧａＡｓ基板 Ｔｉ単層の場合）特開昭
８０−２４２６１９はＧａＡｓ基板の上に、ＡｕＧｅ層
、旧暦、１１層、Ａｕ層を積層し熱処理してオーミック
接続電極を作る方法を提案している。第１１図に示す。 ＡｕＧｅ層 Ｎ Ｉ／ Ｔ Ｉ／ Ａｕ構造である。こ
れによればＴ五層がボンディング層としてのＡｕと、オ
ーミック金属層としてのＡｕＧｅ１旧とを分離するとい
ろように説明されている。しかし本発明者がＩｎＰを基
板として同じ電極を作って確かめたところ、この構造で
は、少なくとも半導体構成元素のＩｎの最外表面への拡
散を止めることができず、良好なワイヤボンディング性
が得られなかった。 その原因はＮｉとＴｉを互いに隣接して形成し熱処理し
たからであると考えられる。両者が何らかの金属間化合
物をつくってＴｌがストッパ層として機能しないのであ
る。
化合物半導体素子のオーミック接続電極としては、従来
Ａｕ、 Ｇｅ、Ｎｉの単体またはこれらを含む合金が用
いられきた。たとえば文献、Ｇｒａｈａｍ ＆ ５ｔｅ
ｅｄｓ；Ｉｎ５ｔ、Ｐｈｙｓ、Ｃｏｎｆ、Ｓｅｒ、Ｎｏ
、Ｇ７：５ｅｅｔｉｏｎＩＯ、ｐｐ５０７（１９８３）
、Ｋｕａｎ、Ｂａｔｓｏｎ＋Ｊａｃｋｓｏｎ、Ｒｕｐｐ
ｒｅｃｈｔ、 ＆ Ｗｌｌｋｉｅ：Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈ
ｙｓ、５４．１１ｉ９５２（１９８３）等に記載がある
。 これらの材料を用いた電極では、半導体とオーミック接
続を取るためのオーミック金属層とＡｕワイヤをボンデ
ィングするためのボンディング層とを必要とする。オー
ミック接続層はＡｕＧｅＮｉなどよりなるが単に蒸着し
ただけではオーミック接続とならない。オーミック接続
とするために熱処理して半導体の一部と金属とを合金化
しなければならない。このとき半導体構成元素の一部と
くに■族元素が熱によって最上層のボンディング層にま
で拡散する。電極表面に■族元素が固溶すると最上層の
ボンディング層が硬化する。また析出元素が酸化する。 このためＡｕワイヤがボンディングされ難くなる。たと
えボンディングされてもこの強度が弱い。 オーミック接続とするため熱によって拡散をさせること
は必要であるが、これがボンディング層にまで至っては
いけないのである。 半導体と電極の界面近傍のみ相互拡散させ、そこで、半
導体構成元素の電極表面への拡散を抑制する工夫が必要
である。その工夫の例として、■熱処理後に、上層電極
として再度Ａｕ層を形成する。 ■熱処理温度を成るべく低くする。 ■半導体やオーミック金属層の構成元素の電極表面への
拡散を阻止するための中間層（以下ストッパ層という）
を設は電極を３層以上で構成する。 などの工夫が試みられている。 しかし■は工程が複雑になる。■は電極の低オーム性を
損なう慣れがある。 工程、構造の簡略化の観点からは、電極形成後に一括熱
処理する■が最も望ましい。しかしストッパ層の材料の
選択が難しい。 ■−Ｖ族化合物半導体のオーミック接続電極のストッパ
層材料としては、Ｔｉ１Ｎｏ、Ｃｒ１Ｗ等が知られてい
る。 Ｖａｎｄｅｎｂｅｒｇ ＆ Ｔｅｍｋｌｎ；Ｊ、Ａｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、５５．３Ｇ７Ｅｉ（１９８４） （従来例工 肋単層の場合） このうちＮ型■−Ｖ族化合物半導体の低オーム性電極の
ストッパ層としてはＭｏを用いた例がある（特公昭［１
３−８０５２８）。Ｍｏ層をオーミック金属層のＡｕＧ
ｅＮ １層とボンディングのＡｕ層の間に形成し相互拡
散を防止しようとするものである。Ｎｏは融点が３１６
３°Ｃと非常に高く熱処理に対しても安定である。 有効なストッパ層として機能する。しかし電極形状加工
法につぎの制約がある。 ■ Ｍｏ層は一般に電子ビーム蒸着法によって形成する
。融点と熱伝導率が高い材料であるので、蒸着中の試料
表面の温度が高くなる。その温度はフォトレジストの耐
熱温度（約１２０°Ｃ以上）より高い。 通常の材料では電極は、電極を形成したくない部分を予
めフォトレジストで被覆しその上から電極層を形威しそ
の後フォトレジストを除去し所望の形状の電極をうる。 これをリフトオフプロセスという。Ｍｏを使う場合フォ
トレジストを塗付してからＭｏを蒸着できないのでリフ
トオフプロセスが使えない。 ここでフォトレジストとは有機感光材料で半導体や電極
の形状加工に用いられる。 ■ 電極形状加工法として次に考えられるのはエツチン
グによる方法である。電極層を一様に形成してから残し
ておきたい部分をフォトレジストで被覆しエツチングま
たはエツチングガスで不要部分を除去するということで
ある。しかしＭｏは化学的にも安定でフォトレジストよ
り強く、フォトレジストをエツチングせず、Ｍｏだけを
エツチングするようなエツチング液、フォトレジストの
組み合わせが未だにない。 （従来例ｎ Ｔｉ単層の場合） そこで我々はＴｉをストッパ層とした電極を試作した。 しかしＴｉ単層ではストッパ層として機能しないことが
分かった。 第１図に試作した電極を示す。 ＩｎＰ基板上にＡｕＧｅＮｉ合金膜、Ｔｉ膜、Ａｕ膜の
順に形成した（以下ＡｕＧｅＮｉ／ Ｔｉ／ Ａｕのよ
うに略記することもある）。モしてオーミック金属層と
半導体の合金化のため３８０℃で熱処理をした。この結
果電極表面は変色し、Ａｕワイヤをボンディングするこ
とが困難であった。電極をマイクロオージェ分光分析法
によって分析したところ次のことが分かった。 ■ 基板構成材料のＩｎが電極最表面層のＡｕ層まで拡
散している。 ■ ＡｕＧｅＮＩＪｉＪは単層ではなく、熱処理前にす
でに、ＡｕＧｅ、 Ａｕ層と、ＧｅＮ １層に分離して
いる。 つまりもともとのＡｕＧｅＮ ｉの合金中に含まれる濃
度より遥かに高濃度の旧とＴｉが直接液している。 ■ 熱処理によって主にＮｉとＴｉが反応し両者の金属
間化合物を作る。 このようなことが分かった。上記■、■、■について図
によって説明する。 第２図は上記構造で熱処理を経た電極をマイクロオージ
ェ分光分析法によって深さ方向の元素分布を調べた結果
である。 マイクロオージェ分光分析法というのはオージェ電子分
光を利用する試料構成元素の測定法である。数ｋｅＶ〜
数十ｋｅｙの電子を試料に当て内殻電子を飛び出させる
。この電子軌道を埋めるためより外側の軌道の電子がこ
の軌道に落ちそのエネルギーによって他の電子が励起さ
れ外部に飛び出すこれをオージェ電子という。飛び出し
た電子のエネルギーと電子線強度を測定する。オージェ
電子のエネルギーは元素によって決まっているので、電
子のエネルギー分析をすれば試料表面に存在する元素の
分布が分かる。マイクロというのは試料表面の狭い範囲
に入射電子を絞ることができるようにしたものを意味す
る。これだけでは表面の元素分布しか分からないので、
Ａｒで試料表面をスパッタして表面を削り新たに露出し
た表面をさらにマイクロオージェ分光分析する。第２図
で横軸はスパッタ時間であるが、これは最外表面からの
深さを意味する。但し対象元素によってスパッタ速さが
違うのでスパッタ時間と深さは必ずしも比例しない。 第２図から熱処理後の電極において半導体構成元素のＩ
ｎが電極の最外表面にまで達していることが分かる。Ｔ
ｉがストッパ層としてはあまり役に立っていないという
ことである。これが■である。 第３図はＩｎＰ基板上にＡｕＧｅＮｉ層の旧暦形成しそ
のまま熱処理せずにマイクロオージェ分光分析法をおこ
なったものである。この図からＡｕＧｅＮｉ層は、形成
直後から単層ではなく、表面側のＧａ４旧層と、基板側
のＡｕ、 Ｇｅ層の少なくとも２層に分離していること
が分かる。これは■を説明するものである。 第２図からさらに、ＴｉとＮｉのピーク位置とプロフィ
ルが一致していることが分かる。これからＴｉとＮｉの
何らかの化合物ができているということが容易に想像さ
れる。これは■を説明するものである。さらに状態図に
よって補充する。第４図は、Ｓｍ１ｔｈｅｌｌｓ Ｍｅ
ｔａｌｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂｏｏｋ ８ｔｈ ｅ
ｄｉｔｉｏｎに所載のＴｉとＮｉの平衡状態図である。 横軸はＴｉの原子％で、左端が旧１００％、右端がＴｉ
１００％である。 旧もＴｉも化学的に非常に活性な金属である。第４図か
ら両者は数種類の金属間化合物を作ることが分かる。 ■、■、■からＴｉ層が極めて高濃度のＮｉと直接接し
ており、熱処理によって旧とＴｉは反応して変質しＴｉ
は拡散を抑止できなくなる。その結果Ｔｉ層はＡｕ１次
いでＩｎの侵入を許し、ついにはＩｎが電極最外表面の
Ａｕにまで達してしまうものと考えられる。 （従来例ｍ ＧａＡｓ基板 Ｔｉ単層の場合）特開昭
８０−２４２６１９はＧａＡｓ基板の上に、ＡｕＧｅ層
、旧暦、１１層、Ａｕ層を積層し熱処理してオーミック
接続電極を作る方法を提案している。第１１図に示す。 ＡｕＧｅ層 Ｎ Ｉ／ Ｔ Ｉ／ Ａｕ構造である。こ
れによればＴ五層がボンディング層としてのＡｕと、オ
ーミック金属層としてのＡｕＧｅ１旧とを分離するとい
ろように説明されている。しかし本発明者がＩｎＰを基
板として同じ電極を作って確かめたところ、この構造で
は、少なくとも半導体構成元素のＩｎの最外表面への拡
散を止めることができず、良好なワイヤボンディング性
が得られなかった。 その原因はＮｉとＴｉを互いに隣接して形成し熱処理し
たからであると考えられる。両者が何らかの金属間化合
物をつくってＴｌがストッパ層として機能しないのであ
る。
ワイヤボンディング性に優れ、低オーム性であって、形
状加工が容易であるＮ型■−■族化合物半導体の電極構
造を提供することが本発明の目的である。このためにス
トッパ層をなす元素が、熱処理の間、半導体元素、オー
ミック金属層元素の表面方向への拡散を抑止出来るよう
にすることが課題となる。
状加工が容易であるＮ型■−■族化合物半導体の電極構
造を提供することが本発明の目的である。このためにス
トッパ層をなす元素が、熱処理の間、半導体元素、オー
ミック金属層元素の表面方向への拡散を抑止出来るよう
にすることが課題となる。
本発明の■−ｖ族化合物半導体素子の電極構造は、Ｎ型
■−■族化合物半導体素子上に形成された積層構造体を
熱処理することによって形成される電極構造であって、
前記積層構造体が、前記半導体素子上に形成された少な
くともＮｉを含むオーミック金属層と、ボンディングワ
イヤが接続されるＡｕよりなるボンディング層と、前記
オーミック金属層とボンディング層との間に挿入され半
導体構成元素及びオーミック金属層の構成元素の電極表
面への拡散を抑制するためのＴｉまたはＭｏよりなるス
トッパ層と、前記オーミック金属層と前記ストッパ層と
の間に挿入され前記オーミック金属層から前記ストッパ
層を分離するＡｕまたはＰｔよりなる分離層を含んでい
ることを特徴とする。 本発明の■−■族化合物半導体素子の電極形成方法は、
ｍ−ｖ族化合物半導体素子上に電極構造を形成する方法
であって、少なくともＮｉを含むオーミック金属層、Ａ
ｕまたはＰｔよりなる分離層、ＴｉまたはＮｏよりなる
ストッパ層、Ａｕよりなるボンディング層をこの順に前
記■−■族化合物半導体の上に形成し、これを３００℃
〜５００℃で熱処理してオーミック金属層と半導体とを
合金化したことを特徴とする。 第５図に本発明の電極構造を示す。 Ｎ型■−ｖ族化合物半導体基板１の上に、少なくともＮ
ｌを含むオーミック金ＢＮＩ２、ＡｕまたはＰｔよりな
る分離層３、 ＴｉまたはＭｏよりなるストッパ層４、Ａｕよりなるボ
ンディング層５、 を設けたものが本発明の電極である。 オーミック金属層２の厚みは例えばＩｏｎ■〜５００ｎ
ｍの範囲内で、接触抵抗や、シート抵抗等の要求特性に
より決められる。 分離層３のＡｕ１Ｐｔ１ストッパ層４のＴｉ１Ｎｏの厚
みは、熱処理温度と、オーミック金属層の膜厚に依存し
て決められる。たとえばオーミック金属層の膜厚が１１
００ｎ 、熱処理温度が３００〜４００℃の時は、分離
層のＡｕ１Ｐｔの厚みは１０〜３００ｎｍで、ストッパ
層のＴｉ、Ｎｏ厚みは３０〜３００ ｎｍである。 これら分離層、ストッパ層の厚みは、Ａｕ以外の元素が
、ストッパ層を通ってボンディング層中に拡散せず、か
つボンディング層のＡｕが基板側に拡散しないように決
定される。
■−■族化合物半導体素子上に形成された積層構造体を
熱処理することによって形成される電極構造であって、
前記積層構造体が、前記半導体素子上に形成された少な
くともＮｉを含むオーミック金属層と、ボンディングワ
イヤが接続されるＡｕよりなるボンディング層と、前記
オーミック金属層とボンディング層との間に挿入され半
導体構成元素及びオーミック金属層の構成元素の電極表
面への拡散を抑制するためのＴｉまたはＭｏよりなるス
トッパ層と、前記オーミック金属層と前記ストッパ層と
の間に挿入され前記オーミック金属層から前記ストッパ
層を分離するＡｕまたはＰｔよりなる分離層を含んでい
ることを特徴とする。 本発明の■−■族化合物半導体素子の電極形成方法は、
ｍ−ｖ族化合物半導体素子上に電極構造を形成する方法
であって、少なくともＮｉを含むオーミック金属層、Ａ
ｕまたはＰｔよりなる分離層、ＴｉまたはＮｏよりなる
ストッパ層、Ａｕよりなるボンディング層をこの順に前
記■−■族化合物半導体の上に形成し、これを３００℃
〜５００℃で熱処理してオーミック金属層と半導体とを
合金化したことを特徴とする。 第５図に本発明の電極構造を示す。 Ｎ型■−ｖ族化合物半導体基板１の上に、少なくともＮ
ｌを含むオーミック金ＢＮＩ２、ＡｕまたはＰｔよりな
る分離層３、 ＴｉまたはＭｏよりなるストッパ層４、Ａｕよりなるボ
ンディング層５、 を設けたものが本発明の電極である。 オーミック金属層２の厚みは例えばＩｏｎ■〜５００ｎ
ｍの範囲内で、接触抵抗や、シート抵抗等の要求特性に
より決められる。 分離層３のＡｕ１Ｐｔ１ストッパ層４のＴｉ１Ｎｏの厚
みは、熱処理温度と、オーミック金属層の膜厚に依存し
て決められる。たとえばオーミック金属層の膜厚が１１
００ｎ 、熱処理温度が３００〜４００℃の時は、分離
層のＡｕ１Ｐｔの厚みは１０〜３００ｎｍで、ストッパ
層のＴｉ、Ｎｏ厚みは３０〜３００ ｎｍである。 これら分離層、ストッパ層の厚みは、Ａｕ以外の元素が
、ストッパ層を通ってボンディング層中に拡散せず、か
つボンディング層のＡｕが基板側に拡散しないように決
定される。
この発明の電極構造は以上のような構成をもち次のよう
な作用がある。 オーミック金属層には少なくともＮｉが含まれているの
で、熱処理により半導体構成元素の一部とオーミック金
属層が相互拡散し合金化する。これによりオーミック接
続が得られる。 ストッパ層はＴｉまたはＭｏよりなり、熱処理中に半導
体構成元素特に■族元素の拡散を防止しこれが電極の最
外表面に拡散するのを抑制する。またボンディング層の
Ａｕが内部に拡散するのを防ぐ作用もある。 分離層はストッパ層のＴｉ、Ｎｏが、熱処理中にオーミ
ック金属層のＮｉと化学反応し金属間化合物を作るのを
防ぐ。この為ストッパ層が層として維持され、半導体構
成元素等の拡散を有効に防止できる。この発明の新規な
点は主にここにある。 第６図はＡｕとＮｉの平衡状態図である。これはＳｍ１
ｔｈｅｌｌｓ Ｍｅｔａｌｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂ
ｏｏｋ ６ｔｈ ｅｄｌｌｌｏｎからの引用である。縦
軸は温度、横軸はＮｉとＡｕの重量％を示す。この図よ
りＡｕとＮｌは金属間化合物を作らないという事がわか
る。またＡｕ中のＮｉの拡散速度は比較的遅い。５００
℃以下の熱処理ではＮｉはＡｕに遮られて７１層までほ
とんど達しない。それ故、Ｔｉ層が熱処理中もそのまま
維持されストッパ層としての機能を保つ。 ボンディング層のＡｕ層は、熱処理中に電極内部から他
の元素が拡散してとないので純粋なＡｕのままとなる。 したがってワイヤボンディング性は良好である。 ストッパ層としてＴｉを使う場合は形状加工性が良いと
いう利点がある。Ｔｉは緩衝弗酸で容易にエツチングで
きる。Ｔｉを電子ビーム蒸着する時の基板温度も低いの
でフォトレジストを使うことができる。リフトオフプロ
セスが可能である。このため形状加工性が良い。 第７図によって上記電極構造の形成方法を説明する。ま
ず■−ｖ族化合物半導体の上に、少なくともＮｉを含む
単層からなるオーミック金属層を例えば抵抗加熱蒸着法
によって形成する。次に分離層のＡｕと例えば抵抗加熱
蒸着法で形成する。その次にＴｉを電子ビーム加熱蒸着
法で形成する。さらにボンディング層のＡｕと同様に形
成する。電極は所望の形状加工をされたのち３００〜５
００℃の温度範囲で熱処理する。 こうしてワイヤボンディング性に優れ、低オーム性の電
極を得ることができる。またＴｉをストッパ層とすれば
電極の形状加工性に優れる。
な作用がある。 オーミック金属層には少なくともＮｉが含まれているの
で、熱処理により半導体構成元素の一部とオーミック金
属層が相互拡散し合金化する。これによりオーミック接
続が得られる。 ストッパ層はＴｉまたはＭｏよりなり、熱処理中に半導
体構成元素特に■族元素の拡散を防止しこれが電極の最
外表面に拡散するのを抑制する。またボンディング層の
Ａｕが内部に拡散するのを防ぐ作用もある。 分離層はストッパ層のＴｉ、Ｎｏが、熱処理中にオーミ
ック金属層のＮｉと化学反応し金属間化合物を作るのを
防ぐ。この為ストッパ層が層として維持され、半導体構
成元素等の拡散を有効に防止できる。この発明の新規な
点は主にここにある。 第６図はＡｕとＮｉの平衡状態図である。これはＳｍ１
ｔｈｅｌｌｓ Ｍｅｔａｌｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂ
ｏｏｋ ６ｔｈ ｅｄｌｌｌｏｎからの引用である。縦
軸は温度、横軸はＮｉとＡｕの重量％を示す。この図よ
りＡｕとＮｌは金属間化合物を作らないという事がわか
る。またＡｕ中のＮｉの拡散速度は比較的遅い。５００
℃以下の熱処理ではＮｉはＡｕに遮られて７１層までほ
とんど達しない。それ故、Ｔｉ層が熱処理中もそのまま
維持されストッパ層としての機能を保つ。 ボンディング層のＡｕ層は、熱処理中に電極内部から他
の元素が拡散してとないので純粋なＡｕのままとなる。 したがってワイヤボンディング性は良好である。 ストッパ層としてＴｉを使う場合は形状加工性が良いと
いう利点がある。Ｔｉは緩衝弗酸で容易にエツチングで
きる。Ｔｉを電子ビーム蒸着する時の基板温度も低いの
でフォトレジストを使うことができる。リフトオフプロ
セスが可能である。このため形状加工性が良い。 第７図によって上記電極構造の形成方法を説明する。ま
ず■−ｖ族化合物半導体の上に、少なくともＮｉを含む
単層からなるオーミック金属層を例えば抵抗加熱蒸着法
によって形成する。次に分離層のＡｕと例えば抵抗加熱
蒸着法で形成する。その次にＴｉを電子ビーム加熱蒸着
法で形成する。さらにボンディング層のＡｕと同様に形
成する。電極は所望の形状加工をされたのち３００〜５
００℃の温度範囲で熱処理する。 こうしてワイヤボンディング性に優れ、低オーム性の電
極を得ることができる。またＴｉをストッパ層とすれば
電極の形状加工性に優れる。
（実施例■）
第８図に本発明の実施例に係る電極構造の断面図を示す
。 ■−■族化合物半導体としてＩｎＰを用いる。その表面
に、 オーミック金属層 ＡｕＧｅＮｉ合金膜 １１０ｎ
ｍ分離層 Ａｕ膜 ２００ｎｍ
ストッパ層 Ｔｉ膜 １１００
ｎボンディング層 Ａｕ膜 ３００ｎｍ
をこの順に真空中で形成した。 これを形状加工の後、窒素雰囲気にて３６０°Ｃ１５分
間の熱処理をしてオーミック金属層と半導体の一部を合
金化した。 直径が３０μｍのＡｕワイヤを電極に圧着し、Ａｕワイ
ヤとこの電極の密着強度を引っ張り試験した。 すべての試験サンプルは強度１０ｇ以上でＡｕワイヤが
破断した。電極とＡｕワイヤの界面が剥がれたものはな
かった。非常に良好な密着強度が得られた。 本発明の分離層、ストッパ層の効果を確かめるために、
この試料をマイクロオージェ分光分析した。第９図は熱
処理前の結果を示す。第１０図は熱処理後の結果を示す
。横軸はスパッタ時間である。これはさきに述べたよう
に表面からの深さに対応している。しかしスパッタの速
さは物質によって違うので深さとスパッタ時間がリニヤ
ではない。縦軸は信号強度で任意目盛りである。 第９図において深い方から、順にＩｎ Ｐ ／ ＡｕＧ
ｅＮｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕというようにほぼ形成したま
まの元素分布が得られる。ただし先に説明したようにＡ
ｕＧｅＮｉ層ではＧｅＮｌｆｔより外側にＡｕはより内
側に分布している。 第１０図は熱処理後であるので元素分布がかなり変化し
ている。 ストッパ層のＴｉが分離層のＡｕのなかへかなり深く拡
散している。拡散のテイルでＮｉとプロフィルが重なっ
ているのでここではＮｉとＴｉの金属間化合物ができて
いるのであろう。しかしＴｉの大部分は尚もとのストッ
パ層の位置に残存し障壁としての機能を保っている。 オーミック金属層のＡｕと分離層のＡｕが混然一体化し
元の分離層、ストッパ層、オーミック金属層に及ぶなだ
らかなピークを示している。 オーミック金属層のＮｌが分離層のＡｕに遮られて殆ど
拡散しない。これがストッパ層に至ってストッパ層のＴ
ｉの障壁を破壊するということがない。 純粋の金層が最外表面を覆っている。Ｉｎが最外表面に
現れていない。純粋のＡｕであるのでワイヤボンディン
グ性は良好である。 このように分離層がＮｌとＴｉを分離し、ＴｉがＩｎの
拡散を防いでいる。分離層、ストッパ層が有効に機能し
ていることが分かる。 （実施例■） 実施例■のＩｎＰの代わりにＧａＡｓを■−Ｖ族化合物
半導体とし、Ｔｉの代わりに厚さ１００ｎｍのＭｏを電
子ビーム加熱蒸着した。第１２図にその断面図を示す。 ＧａＡｓ基板の上の構造は順に、 オーミック金属層 ＡｕＧｅＮｉ合金膜 １１０ｎ
ｍ分離層 Ａｕ膜 ２００ｎｍ
ストッパ層 Ｍｏ膜 １１００
ｎボンディング層 Ａｕ膜 ３（ｌｏｎ
ｍとなる。電極の形状加工は行わなかった。実施例■よ
りも高温の５００″Ｃで熱処理をおこなったが、ワイヤ
ボンディング性は良好であった。 Ｇａｐｓの熱処理はＩｎＰよりも高温で行われる事が多
い。そのため元素間の反応や相互拡散がより起こり易い
。このように高温の熱処理をする場合はストッパ層はＭ
ｏが有効である。Ｍｏ単層ではなくＡｕの分離層でオー
ミック金属層と分離しであるからＮｏがＮｌ、Ｇｅと反
応することはない。 （実施例■） 実施例■の分離層のＡｕの代わりに厚さ１１００ｎのＰ
ｔを電子ビーム蒸着した。他の条件は実施例のと同じで
ある。ＩｎＰ基板の上の構造は、オーミック金属層
ＡｕＧｅＮｉ合金膜 １１０ｎｍ分離層
ＰｔＪＩｉ １１００ｎストッパ層
Ｔｉ膜 １１００ｎボンディング層
Ａｕ膜 ３００ｎｍである。Ｐｔは元素
周期率表でＡｕの隣に位置し、同じく面心立方格子を有
する。そして化学的に極めて安定であるなどＡｕと物性
的に良く似ている。 それで分離層としてＡｕと同様の働きをし同様の効果が
あることを確認した。 （実施例■） 実施例■のオーミック金属層のＡｕＧｅＮ Ｉの代わり
に厚さ１１００ｎのＡｕＧｅ合金厚さ５０ｎｍのＮｉを
この順に形成した。他の条件は実施例■を同じである。 第１４図に断面図を示す。［ｎＰ蓋基板上の構造は、オ
ーミック金属層 ＡｕＧｅ合金膜 １００ｎｎ＋
旧膜 ５０ｎｍ 分離層 Ａｕ膜 ２００ｎｍス
トッパ層 Ｔｉ膜 １１００ｎ
ボンディング層 Ａｕ膜 ３００ｎｍで
ある。この構造でも良好なワイヤボンディング性、低オ
ーム性が得られた。 【 発 明 の 効 果 ］Ｎ型■−Ｖ族
化合物半導体の上に、Ｎｌを含むオーミック金属層、Ａ
ｕ、 Ｐｔの分離層、Ｔｉ、 Ｎｏのストッパ層、Ａｕ
のボンディング層を設けた電極である。分離層がＴｉや
Ｍｏを、Ｎｉから分離し熱処理中においてもこれらの元
素が反応しない。熱処理を経てもストッパ層は存在する
。これは半導体元素特に■族元素の拡散を防止する。し
たがって最外表面のＡｕは純粋なままに保たれワイヤボ
ンディング性が良好である。 オーミック金属層はＮＩを含むので低オーム性となる。 本発明によればＡｕワイヤと電極の密着力に優れた低オ
ーム性のＮ型■−Ｖ族化合物半導体の電極を形成でき有
用な発明である。
。 ■−■族化合物半導体としてＩｎＰを用いる。その表面
に、 オーミック金属層 ＡｕＧｅＮｉ合金膜 １１０ｎ
ｍ分離層 Ａｕ膜 ２００ｎｍ
ストッパ層 Ｔｉ膜 １１００
ｎボンディング層 Ａｕ膜 ３００ｎｍ
をこの順に真空中で形成した。 これを形状加工の後、窒素雰囲気にて３６０°Ｃ１５分
間の熱処理をしてオーミック金属層と半導体の一部を合
金化した。 直径が３０μｍのＡｕワイヤを電極に圧着し、Ａｕワイ
ヤとこの電極の密着強度を引っ張り試験した。 すべての試験サンプルは強度１０ｇ以上でＡｕワイヤが
破断した。電極とＡｕワイヤの界面が剥がれたものはな
かった。非常に良好な密着強度が得られた。 本発明の分離層、ストッパ層の効果を確かめるために、
この試料をマイクロオージェ分光分析した。第９図は熱
処理前の結果を示す。第１０図は熱処理後の結果を示す
。横軸はスパッタ時間である。これはさきに述べたよう
に表面からの深さに対応している。しかしスパッタの速
さは物質によって違うので深さとスパッタ時間がリニヤ
ではない。縦軸は信号強度で任意目盛りである。 第９図において深い方から、順にＩｎ Ｐ ／ ＡｕＧ
ｅＮｉ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕというようにほぼ形成したま
まの元素分布が得られる。ただし先に説明したようにＡ
ｕＧｅＮｉ層ではＧｅＮｌｆｔより外側にＡｕはより内
側に分布している。 第１０図は熱処理後であるので元素分布がかなり変化し
ている。 ストッパ層のＴｉが分離層のＡｕのなかへかなり深く拡
散している。拡散のテイルでＮｉとプロフィルが重なっ
ているのでここではＮｉとＴｉの金属間化合物ができて
いるのであろう。しかしＴｉの大部分は尚もとのストッ
パ層の位置に残存し障壁としての機能を保っている。 オーミック金属層のＡｕと分離層のＡｕが混然一体化し
元の分離層、ストッパ層、オーミック金属層に及ぶなだ
らかなピークを示している。 オーミック金属層のＮｌが分離層のＡｕに遮られて殆ど
拡散しない。これがストッパ層に至ってストッパ層のＴ
ｉの障壁を破壊するということがない。 純粋の金層が最外表面を覆っている。Ｉｎが最外表面に
現れていない。純粋のＡｕであるのでワイヤボンディン
グ性は良好である。 このように分離層がＮｌとＴｉを分離し、ＴｉがＩｎの
拡散を防いでいる。分離層、ストッパ層が有効に機能し
ていることが分かる。 （実施例■） 実施例■のＩｎＰの代わりにＧａＡｓを■−Ｖ族化合物
半導体とし、Ｔｉの代わりに厚さ１００ｎｍのＭｏを電
子ビーム加熱蒸着した。第１２図にその断面図を示す。 ＧａＡｓ基板の上の構造は順に、 オーミック金属層 ＡｕＧｅＮｉ合金膜 １１０ｎ
ｍ分離層 Ａｕ膜 ２００ｎｍ
ストッパ層 Ｍｏ膜 １１００
ｎボンディング層 Ａｕ膜 ３（ｌｏｎ
ｍとなる。電極の形状加工は行わなかった。実施例■よ
りも高温の５００″Ｃで熱処理をおこなったが、ワイヤ
ボンディング性は良好であった。 Ｇａｐｓの熱処理はＩｎＰよりも高温で行われる事が多
い。そのため元素間の反応や相互拡散がより起こり易い
。このように高温の熱処理をする場合はストッパ層はＭ
ｏが有効である。Ｍｏ単層ではなくＡｕの分離層でオー
ミック金属層と分離しであるからＮｏがＮｌ、Ｇｅと反
応することはない。 （実施例■） 実施例■の分離層のＡｕの代わりに厚さ１１００ｎのＰ
ｔを電子ビーム蒸着した。他の条件は実施例のと同じで
ある。ＩｎＰ基板の上の構造は、オーミック金属層
ＡｕＧｅＮｉ合金膜 １１０ｎｍ分離層
ＰｔＪＩｉ １１００ｎストッパ層
Ｔｉ膜 １１００ｎボンディング層
Ａｕ膜 ３００ｎｍである。Ｐｔは元素
周期率表でＡｕの隣に位置し、同じく面心立方格子を有
する。そして化学的に極めて安定であるなどＡｕと物性
的に良く似ている。 それで分離層としてＡｕと同様の働きをし同様の効果が
あることを確認した。 （実施例■） 実施例■のオーミック金属層のＡｕＧｅＮ Ｉの代わり
に厚さ１１００ｎのＡｕＧｅ合金厚さ５０ｎｍのＮｉを
この順に形成した。他の条件は実施例■を同じである。 第１４図に断面図を示す。［ｎＰ蓋基板上の構造は、オ
ーミック金属層 ＡｕＧｅ合金膜 １００ｎｎ＋
旧膜 ５０ｎｍ 分離層 Ａｕ膜 ２００ｎｍス
トッパ層 Ｔｉ膜 １１００ｎ
ボンディング層 Ａｕ膜 ３００ｎｍで
ある。この構造でも良好なワイヤボンディング性、低オ
ーム性が得られた。 【 発 明 の 効 果 ］Ｎ型■−Ｖ族
化合物半導体の上に、Ｎｌを含むオーミック金属層、Ａ
ｕ、 Ｐｔの分離層、Ｔｉ、 Ｎｏのストッパ層、Ａｕ
のボンディング層を設けた電極である。分離層がＴｉや
Ｍｏを、Ｎｉから分離し熱処理中においてもこれらの元
素が反応しない。熱処理を経てもストッパ層は存在する
。これは半導体元素特に■族元素の拡散を防止する。し
たがって最外表面のＡｕは純粋なままに保たれワイヤボ
ンディング性が良好である。 オーミック金属層はＮＩを含むので低オーム性となる。 本発明によればＡｕワイヤと電極の密着力に優れた低オ
ーム性のＮ型■−Ｖ族化合物半導体の電極を形成でき有
用な発明である。
第１図は本発明者が試作したＴｉ単層のストッパ層と持
つ電極構造の断面図。 第２図は第１図の電極を熱処理しマイクロオージェ分光
分析して深さ方向の元素分布を調べたものの結果を示す
グラフ。 第３図はＡｕＧｅＮｉ合金膜を抵抗加熱蒸着法によって
形成しその直後にマイクロオージェ分光分析して深さ方
向の元素分布を調べたものの結果を示すグラフ。 第４図はＳ旧ｔｈｅｌｌ’ｓ Ｍｅｔａｌ ｒｅｆｅｒ
ｅｎｃｅ ｂｏｏｋより引用したＴｉとＮｌの平衡状態
図。 第５図は本発明の電極構造を示す図。 第６図はＳｍ１ｔｈｅｌｌｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂ
ｏｏｋ Ｅｉｔｈ ｅｄｌｔｌｏｎより引用したＡｕと
Ｎｉの平衡状態図。 第７図は第５図の電極の形成方法を示す図。 第８図は本発明の実施例■に係る電極構造の断面図。 第９図は第８図の電極を熱処理前にマイクロオージェ分
光分析して深さ方向の元素分布を調べた結果を示すグラ
フ。 第１０図は第８図の電極を熱処理後にマイクロオージェ
分光分析して深さ方向の元素分布を調べた結果を示すグ
ラフ。 第１１図は特開昭ＧＯ−２４２６１９によって提案され
た電極構造の断面図。 第１２図は本発明の実施例■の電極の断面図。 第１３図は本発明の実施例■の電極の断面図。 第１４図は本薄膜の実施例■の電極の断面図。 １・・・・・■−■族化合物半導体基板２・・・・・オ
ーミック金属層 ３・・・・・分 ＋ｌＩＩ 層 ４・・・・・ストッパ層 ・ボンデイ ング層 発 明 者 矢 野 孝 山 林 直 之
つ電極構造の断面図。 第２図は第１図の電極を熱処理しマイクロオージェ分光
分析して深さ方向の元素分布を調べたものの結果を示す
グラフ。 第３図はＡｕＧｅＮｉ合金膜を抵抗加熱蒸着法によって
形成しその直後にマイクロオージェ分光分析して深さ方
向の元素分布を調べたものの結果を示すグラフ。 第４図はＳ旧ｔｈｅｌｌ’ｓ Ｍｅｔａｌ ｒｅｆｅｒ
ｅｎｃｅ ｂｏｏｋより引用したＴｉとＮｌの平衡状態
図。 第５図は本発明の電極構造を示す図。 第６図はＳｍ１ｔｈｅｌｌｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂ
ｏｏｋ Ｅｉｔｈ ｅｄｌｔｌｏｎより引用したＡｕと
Ｎｉの平衡状態図。 第７図は第５図の電極の形成方法を示す図。 第８図は本発明の実施例■に係る電極構造の断面図。 第９図は第８図の電極を熱処理前にマイクロオージェ分
光分析して深さ方向の元素分布を調べた結果を示すグラ
フ。 第１０図は第８図の電極を熱処理後にマイクロオージェ
分光分析して深さ方向の元素分布を調べた結果を示すグ
ラフ。 第１１図は特開昭ＧＯ−２４２６１９によって提案され
た電極構造の断面図。 第１２図は本発明の実施例■の電極の断面図。 第１３図は本発明の実施例■の電極の断面図。 第１４図は本薄膜の実施例■の電極の断面図。 １・・・・・■−■族化合物半導体基板２・・・・・オ
ーミック金属層 ３・・・・・分 ＋ｌＩＩ 層 ４・・・・・ストッパ層 ・ボンデイ ング層 発 明 者 矢 野 孝 山 林 直 之
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）Ｎ型III−Ｖ族化合物半導体素子上に形成された
積層構造体を熱処理することによって形成される電極構
造であって、前記積層構造体が、前記半導体素子上に形
成された少なくともＮｉを含むオーミック金属層と、ボ
ンディングワイヤが接続されるＡｕよりなるボンディン
グ層と、前記オーミック金属層とボンディング層との間
に挿入され半導体構成元素及びオーミック金属層の構成
元素の電極表面への拡散を抑制するためのＴｉまたはＭ
ｏよりなるストッパ層と、前記オーミック金属層と前記
ストッパ層との間に挿入され前記オーミック金属層から
前記ストッパ層を分離するＡｕまたはＰｔよりなる分離
層を含んでいることを特徴とするIII−Ｖ族化合物半導
体素子の電極構造。 （２）前記オーミック金属層がＡｕＧｅＮｉ合金層であ
ることを特徴とする請求項（１）に記載のIII−Ｖ族化
合物半導体素子の電極構造。 （３）前記オーミック金属層がＡｕＧｅ合金と、Ｎｉの
２層からなることを特徴とする請求項（１）に記載のI
II−Ｖ族化合物半導体素子の電極構造。 （４）前記オーミック金属層がＮｉの単層からなること
を特徴とする請求項（１）に記載のIII−Ｖ族化合物半
導体素子の電極構造。 （５）前記オーミック金属層が、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｉの３
層からなることを特徴とする請求項（１）に記載のIII
−Ｖ族化合物半導体素子の電極構造。 （ｅ）前記オーミック金属層が、ＡｕＮｉ合金を含むこ
とを特徴とする請求項（１）に記載のIII−Ｖ族化合物
半導体素子の電極構造。 （７）前記オーミック金属層がＧｅＮｉ合金を含むこと
を特徴とする請求項（１）に記載のIII−Ｖ族化合物半
導体素子の電極構造。 （８）前記III−Ｖ族化合物半導体がＩｎＰであり、前
記オーミック金属層がＡｕＧｅＮｉ合金層であり、前記
ボンディング層がＡｕ層であり、前記分離層がＡｕであ
ることを特徴とする請求項（１）に記載のIII−Ｖ族化
合物半導体素子の電極構造。 （９）前記III−Ｖ族化合物半導体がＧａＡｓであり、
前記オーミック金属層がＡｕＧｅＮｉ合金層であり、前
記ボンディング層がＡｕ層であり、前記ストッパ層がＭ
ｏ層であり、前記分離層がＡｕ層であることを特徴とす
る請求項（１）に記載のIII−Ｖ族化合物半導体素子の
電極構造。 （１０）前記III−Ｖ族化合物半導体がＩｎＰであり、
前記オーミック金属層がＡｕＧｅＮｉ合金層であり、前
記ボンディング層がＡｕ層であり、前記ストッパ層がＴ
ｉであり、前記分離層がＰｔ層であることを特徴とする
請求項（１）に記載のIII−Ｖ族化合物半導体素子の電
極構造。 （１１）前記III−Ｖ族化合物半導体がＩｎＰであり、
前記オーミック金属層がＡｕＧｅ合金層及びＮｉ層より
なり、前記ボンディング層がＡｕ層であり、前記ストッ
パ層がＴｉであり、前記分離層がＰｔ層であることを特
徴とする請求項（１）に記載のIII−Ｖ族化合物半導体
素子の電極構造。 （１２）III−Ｖ族化合物半導体素子上に電極構造を形
成する方法であって、少なくともＮｉを含むオーミック
金属層、ＡｕまたはＰｔよりなる分離層、ＴｉまたはＭ
ｏよりなるストッパ層、Ａｕよりなるボンディング層を
この順に前記III−Ｖ族化合物半導体の上に形成し、こ
れを３００℃〜５００℃で熱処理してオーミック金属層
と半導体とを合金化したことを特徴とするIII−Ｖ族化
合物半導体素子の電極形成方法。
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