JPH04109674A - 化合物半導体装置 - Google Patents
化合物半導体装置Info
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- JPH04109674A JPH04109674A JP22888890A JP22888890A JPH04109674A JP H04109674 A JPH04109674 A JP H04109674A JP 22888890 A JP22888890 A JP 22888890A JP 22888890 A JP22888890 A JP 22888890A JP H04109674 A JPH04109674 A JP H04109674A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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
本発明は、GaAs(ガリウム砒素)などの化合物を用
いた半導体装置にかかるものであり、特に、ワイヤボン
ディングやダイマウントなどのアセンブリに好適な化合
物半導体装置に関するものである。
いた半導体装置にかかるものであり、特に、ワイヤボン
ディングやダイマウントなどのアセンブリに好適な化合
物半導体装置に関するものである。
化合物半導体2例えば、G a A s用のオーミック
電極としては、−船釣にAu(金)合金が用いられてい
る。しかし、電極形成後の熱処理時にGaAs中のGa
などが電極表面まで拡散し、これが原因となってAu線
におけるワイヤボンダビリティが低下する。また、In
(インジウム)などのろう材に対する電極面のぬれ性も
低下する。 そこで、このような性能低下を防止するため、拡散バリ
ヤを有する電極構造が種々検討されている。例えば、昭
和58年、春、応用物理学会予稿集のr7a−D−7J
には、第3図に示すように、Pdを拡散バリアとしたG
a A s用オーミック電極が開示されている。同図
において、GaAs1O上には、Au合金膜12を介し
てPd(パラジウム)膜14が拡散バリアとして形成さ
れており、その上にはAu膜16が形成されている。こ
れによれば、300℃以下の熱処理に対してはGaの拡
散がPd膜14で抑えられ、良好なワイヤボンダビリテ
ィを有することが報告されている。
電極としては、−船釣にAu(金)合金が用いられてい
る。しかし、電極形成後の熱処理時にGaAs中のGa
などが電極表面まで拡散し、これが原因となってAu線
におけるワイヤボンダビリティが低下する。また、In
(インジウム)などのろう材に対する電極面のぬれ性も
低下する。 そこで、このような性能低下を防止するため、拡散バリ
ヤを有する電極構造が種々検討されている。例えば、昭
和58年、春、応用物理学会予稿集のr7a−D−7J
には、第3図に示すように、Pdを拡散バリアとしたG
a A s用オーミック電極が開示されている。同図
において、GaAs1O上には、Au合金膜12を介し
てPd(パラジウム)膜14が拡散バリアとして形成さ
れており、その上にはAu膜16が形成されている。こ
れによれば、300℃以下の熱処理に対してはGaの拡
散がPd膜14で抑えられ、良好なワイヤボンダビリテ
ィを有することが報告されている。
ところが、この従来技術では、300℃を越える熱処理
を行なうとワイヤボンダビリティは低下するようになる
。このため、かかるワイヤボンダビリティ維持のための
電極形成後に300℃を越えるような熱工程、例えば表
面保護を目的としたプラズマ気相成長法による無機絶縁
膜の形成や熱硬化法によるポリイミド樹脂膜の形成など
を行なうことができず、後工程の自由度が狭くなるとい
う不都合がある。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、耐熱性の
向上を図って後工程に対する制約を緩和することができ
るとともに、ワイヤボンダビリティに優れた信頼性の高
い化合物半導体装置を提供することを、その目的とする
ものである。
を行なうとワイヤボンダビリティは低下するようになる
。このため、かかるワイヤボンダビリティ維持のための
電極形成後に300℃を越えるような熱工程、例えば表
面保護を目的としたプラズマ気相成長法による無機絶縁
膜の形成や熱硬化法によるポリイミド樹脂膜の形成など
を行なうことができず、後工程の自由度が狭くなるとい
う不都合がある。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、耐熱性の
向上を図って後工程に対する制約を緩和することができ
るとともに、ワイヤボンダビリティに優れた信頼性の高
い化合物半導体装置を提供することを、その目的とする
ものである。
本発明は、化合物半導体によるデバイス主要部に、引出
し手段に接続される電極部が形成された化合物半導体装
置において、前記デバイス主要部上に形成されたオーミ
ック接触電極と、このオーミック接触電極上にTiN膜
、Ti膜、Au膜を順に形成した上乗せ電極とを備えた
ことを特徴とするものである。 [作用1 本発明によれば、デバイス主要部の化合物などの拡散や
不要な合金化は、上乗せ電極のTiN膜によって良好に
防止さ九、これによってAu膜とワイヤなどの引出し手
段との付着性やぬれ性が向上するようになる。Ti膜は
、TiN膜とAu膜の付着力を向上させる働きをする。
し手段に接続される電極部が形成された化合物半導体装
置において、前記デバイス主要部上に形成されたオーミ
ック接触電極と、このオーミック接触電極上にTiN膜
、Ti膜、Au膜を順に形成した上乗せ電極とを備えた
ことを特徴とするものである。 [作用1 本発明によれば、デバイス主要部の化合物などの拡散や
不要な合金化は、上乗せ電極のTiN膜によって良好に
防止さ九、これによってAu膜とワイヤなどの引出し手
段との付着性やぬれ性が向上するようになる。Ti膜は
、TiN膜とAu膜の付着力を向上させる働きをする。
【実施例]
以下、本発明にかかる化合物半導体装置の実施例につい
て、添付図面を参照しながら説明する。 く第1実施例〉 最初に、第1図を参照しながら、本発明の第1実施例に
ついて説明する。この実施例は、本発明をG a A
sダイオードに適用した場合の例である。 製造工程は、次の通りである。 まず、同図(A)に示すように、G a A s基板は
P型GaAs膜20及びn型GaAs膜22によるpn
接合を有している。これらのうちのn型G a A s
膜22上には、鳶初にA u G e N i Itj
24が蒸着法によって形成される(同図(B)参照)
。その膜厚は、例えば200nmである。 次に、このA u G e N i膜24上にTiN
(窒化チタン)膜26が形成される。このときの膜厚は
、例えば1100nである。TiN膜26は、−船釣に
スパッタ法で形成されることが多いが、ここでは蒸着法
で形成することとする。例えば、空容器内で、電子ビー
ム法によって真性のTi (チタン)の蒸着を行なう。 このとき、この真空容器内にN2ガスを容器内圧力が1
〜2X10−5Torr程度になるように導入すると、
1.0〜1.5Ωm/secの蒸着速度でTi、Nを含
む膜が形成される。 そして、その後H2中で400℃、4分間の熱処理が行
なわれ、TiN膜26が形成される。 なお、ここではTiN膜26の膜厚を1100nとした
が、この膜厚が3OnIll1未満では所望のバリア効
果が得られない。他方、この膜厚が300nmを越える
ようになると、TiN膜26の比抵抗がAuの2.4X
10−6Ω”cmと比較して〜2゜0XIO−3Ω・c
Illと高いために熱抵抗が増大して信頼性が劣化する
。このため、TiN膜26の膜厚d1は30≦d1≦3
00nmの範囲が好ましい。 次に、以上のようにして形成されたTiN膜2膜上6上
Ti膜28が例えば30nmの膜厚で形成され、更にこ
のTi膜28上に、Au膜30が例えば500nmの膜
厚で順次蒸着法によって形成される(同図(B)参照)
。 この場合において、Ti膜28の膜厚が20nm未満で
は、Ti膜28自体の均一な形成が困難なためにAu膜
30の付着力が低下する。また、膜厚が300nmを越
えると、熱処理工程でA u −Tiの合金化が進み、
Au膜30に対するAu線のボンディング性あるいはI
n等のろう材のぬれ性が劣化する。このため、Ti膜2
8の膜厚d2は20≦d2≦300nmの範囲が好まし
い。 次に、p型G a A s膜20側の電極形成について
説明する。このp型G a A s膜20側には、最初
にA u Z n膜32が蒸着法によって形成される。 その膜厚は、例えば200nmである。そして、このA
u Z n膜32上に、TiN膜34.Ti膜36、
Au膜38が、上述したn型G a A s膜22側と
同様にして各々形成される。なお、形成手段や膜厚など
も同様である(同図(C)参照)。 次に、以上のようにしてPynいずれの面にも電極が形
成された基板を例えば300μm角程度にチンプ化する
。そして、Auをコートした金属板40上に、Inある
いはIn合金によるろう材42によって、チップの2面
側のAu膜38のろう付けが行なわれる(同図(D)参
照)。また、かかるチップのn面側には、Au膜3oに
Au線44のボンディングが行なわれる(同図(E)参
照)。 次に、以上のように構成されたGaAsダイオードの電
極の作用について説明する。まず、np各面にA u
G e N i膜24 、 A u Z n膜32が各
4校けられており、これらによって電極はオーミック性
を有することになる。 また、TiN膜26,34は、拡散バリアとして作用す
る。これらのTiN膜26,34によって、G a A
s中のGaの一電極表面への拡散が低減される。また
、TiN膜34によってAu−Inの合金化が効果的に
抑制される。このため、合金化による硬化が生じたとき
に発生するストレスが直接半導体部分(G a A s
膜20,22)に加わらないようになる。 また、これらTiN膜26,34とAu膜30゜38と
の導電性や付着力を高めるために形成されたTi膜28
.36によって、Au膜30.38のぬれ性やAu線4
4に対する付着性が改善される。 以上のように、本実施例によれば、次のような効果があ
る。 (1)400℃の熱処理を行なってもAu線44のボン
ディング性が劣化しないため、電極の耐熱性が向上し、
後工程の自由度が広がる。また、ボンディングの付着性
が向上して不良発生が低減されるため、歩留まり、信頼
性が向上する。 (2)InあるいはIn合金をろう材としたろう付は面
において、Au−Inの合金化がTiN膜34によって
抑えられるため、合金化に基づいて発生するストレスが
直接半導体面に加わらないようになる。また、ろう付は
面のぬれ性が良好となって、歩留まり、信頼性が向上す
る。 (3)TiN膜26,34が蒸着法によって形成される
ので、オーミック接触電極(A u G e N x膜
24.AuZn膜32)及び上乗せ電極(Ti膜28,
36.Au膜30,38)を連続して蒸着法で形成する
ことが可能であり、全体としてみると工程を簡略化する
ことができる。 く第2実施例〉 次に、第2図を参照しながら、本発明の第2実施例につ
いて説明する。なお、上述した第1実施例と同様又は相
当する構成部分には、同一の符号を用いることとする。 上述した第1実施例では、Aun44のボンディング面
及びろう付は面の両面に対して本発明を適用したもので
あるが、この第2実施例では、−方にのみ本発明が適用
されている。まず、同図(A)の実施例では、ボンディ
ング面側にのみ上乗せ電極のTiN腹26.Ti膜28
.Au膜30が各々形成されている。 これに対し、同図(B)の実施例では、ろう付は面側に
のみ上乗せ電極のTiN膜34.Ti膜36、Au膜3
8が各々形成されている。 なお、オーミック接触電極であるA u G e N
i膜24.AuZn膜32は、いずれにおいても各々形
成されでいる。このように、ボンディング面あるいはろ
う付は面のいずれか一方の面にのみ本発明を適用しても
、各面において同様の効果が得られる。 く他の実施例〉 なお、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
なく、例えば、デバイス主要部分の導電型がpn逆にな
ってもよい。しかし、pn各面におけるオーミック接触
電極は、2面側がA u Z n 。 n面側がAuGeNiになる。また、これらのオーミン
ク接触電極として、p側にA u B eなどを、n側
にA u S nやA u S iなどを用いるように
してもよい。電極に対する引出し手段としても、AUを
コートした金属板40以外のものを用いてよい。 また、基板として、前記G a A s以外にAlGa
AsやInPなどの化合物半導体を用いるようにしても
よい。こ九らの基板のデバイス構造としては、前記pn
ダイオードの他、半導体レーザやFETなと、種々のデ
バイスに対して本発明は適用可能である。その他、各部
の製造方法や条件などについても同様である。 【発明の効果】 以上説明したように、本発明にかかる化合物半導体装置
によれば、オーミック接触電極上に、TiN膜、Ti膜
、Au膜による上乗せ電極を形成することとしたので、
耐熱性が向上して後工程に対する制約が緩和されるとと
もに、ワイヤボンダビリティに優れ、歩留まりや信頼性
も高いという効果がある。
て、添付図面を参照しながら説明する。 く第1実施例〉 最初に、第1図を参照しながら、本発明の第1実施例に
ついて説明する。この実施例は、本発明をG a A
sダイオードに適用した場合の例である。 製造工程は、次の通りである。 まず、同図(A)に示すように、G a A s基板は
P型GaAs膜20及びn型GaAs膜22によるpn
接合を有している。これらのうちのn型G a A s
膜22上には、鳶初にA u G e N i Itj
24が蒸着法によって形成される(同図(B)参照)
。その膜厚は、例えば200nmである。 次に、このA u G e N i膜24上にTiN
(窒化チタン)膜26が形成される。このときの膜厚は
、例えば1100nである。TiN膜26は、−船釣に
スパッタ法で形成されることが多いが、ここでは蒸着法
で形成することとする。例えば、空容器内で、電子ビー
ム法によって真性のTi (チタン)の蒸着を行なう。 このとき、この真空容器内にN2ガスを容器内圧力が1
〜2X10−5Torr程度になるように導入すると、
1.0〜1.5Ωm/secの蒸着速度でTi、Nを含
む膜が形成される。 そして、その後H2中で400℃、4分間の熱処理が行
なわれ、TiN膜26が形成される。 なお、ここではTiN膜26の膜厚を1100nとした
が、この膜厚が3OnIll1未満では所望のバリア効
果が得られない。他方、この膜厚が300nmを越える
ようになると、TiN膜26の比抵抗がAuの2.4X
10−6Ω”cmと比較して〜2゜0XIO−3Ω・c
Illと高いために熱抵抗が増大して信頼性が劣化する
。このため、TiN膜26の膜厚d1は30≦d1≦3
00nmの範囲が好ましい。 次に、以上のようにして形成されたTiN膜2膜上6上
Ti膜28が例えば30nmの膜厚で形成され、更にこ
のTi膜28上に、Au膜30が例えば500nmの膜
厚で順次蒸着法によって形成される(同図(B)参照)
。 この場合において、Ti膜28の膜厚が20nm未満で
は、Ti膜28自体の均一な形成が困難なためにAu膜
30の付着力が低下する。また、膜厚が300nmを越
えると、熱処理工程でA u −Tiの合金化が進み、
Au膜30に対するAu線のボンディング性あるいはI
n等のろう材のぬれ性が劣化する。このため、Ti膜2
8の膜厚d2は20≦d2≦300nmの範囲が好まし
い。 次に、p型G a A s膜20側の電極形成について
説明する。このp型G a A s膜20側には、最初
にA u Z n膜32が蒸着法によって形成される。 その膜厚は、例えば200nmである。そして、このA
u Z n膜32上に、TiN膜34.Ti膜36、
Au膜38が、上述したn型G a A s膜22側と
同様にして各々形成される。なお、形成手段や膜厚など
も同様である(同図(C)参照)。 次に、以上のようにしてPynいずれの面にも電極が形
成された基板を例えば300μm角程度にチンプ化する
。そして、Auをコートした金属板40上に、Inある
いはIn合金によるろう材42によって、チップの2面
側のAu膜38のろう付けが行なわれる(同図(D)参
照)。また、かかるチップのn面側には、Au膜3oに
Au線44のボンディングが行なわれる(同図(E)参
照)。 次に、以上のように構成されたGaAsダイオードの電
極の作用について説明する。まず、np各面にA u
G e N i膜24 、 A u Z n膜32が各
4校けられており、これらによって電極はオーミック性
を有することになる。 また、TiN膜26,34は、拡散バリアとして作用す
る。これらのTiN膜26,34によって、G a A
s中のGaの一電極表面への拡散が低減される。また
、TiN膜34によってAu−Inの合金化が効果的に
抑制される。このため、合金化による硬化が生じたとき
に発生するストレスが直接半導体部分(G a A s
膜20,22)に加わらないようになる。 また、これらTiN膜26,34とAu膜30゜38と
の導電性や付着力を高めるために形成されたTi膜28
.36によって、Au膜30.38のぬれ性やAu線4
4に対する付着性が改善される。 以上のように、本実施例によれば、次のような効果があ
る。 (1)400℃の熱処理を行なってもAu線44のボン
ディング性が劣化しないため、電極の耐熱性が向上し、
後工程の自由度が広がる。また、ボンディングの付着性
が向上して不良発生が低減されるため、歩留まり、信頼
性が向上する。 (2)InあるいはIn合金をろう材としたろう付は面
において、Au−Inの合金化がTiN膜34によって
抑えられるため、合金化に基づいて発生するストレスが
直接半導体面に加わらないようになる。また、ろう付は
面のぬれ性が良好となって、歩留まり、信頼性が向上す
る。 (3)TiN膜26,34が蒸着法によって形成される
ので、オーミック接触電極(A u G e N x膜
24.AuZn膜32)及び上乗せ電極(Ti膜28,
36.Au膜30,38)を連続して蒸着法で形成する
ことが可能であり、全体としてみると工程を簡略化する
ことができる。 く第2実施例〉 次に、第2図を参照しながら、本発明の第2実施例につ
いて説明する。なお、上述した第1実施例と同様又は相
当する構成部分には、同一の符号を用いることとする。 上述した第1実施例では、Aun44のボンディング面
及びろう付は面の両面に対して本発明を適用したもので
あるが、この第2実施例では、−方にのみ本発明が適用
されている。まず、同図(A)の実施例では、ボンディ
ング面側にのみ上乗せ電極のTiN腹26.Ti膜28
.Au膜30が各々形成されている。 これに対し、同図(B)の実施例では、ろう付は面側に
のみ上乗せ電極のTiN膜34.Ti膜36、Au膜3
8が各々形成されている。 なお、オーミック接触電極であるA u G e N
i膜24.AuZn膜32は、いずれにおいても各々形
成されでいる。このように、ボンディング面あるいはろ
う付は面のいずれか一方の面にのみ本発明を適用しても
、各面において同様の効果が得られる。 く他の実施例〉 なお、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
なく、例えば、デバイス主要部分の導電型がpn逆にな
ってもよい。しかし、pn各面におけるオーミック接触
電極は、2面側がA u Z n 。 n面側がAuGeNiになる。また、これらのオーミン
ク接触電極として、p側にA u B eなどを、n側
にA u S nやA u S iなどを用いるように
してもよい。電極に対する引出し手段としても、AUを
コートした金属板40以外のものを用いてよい。 また、基板として、前記G a A s以外にAlGa
AsやInPなどの化合物半導体を用いるようにしても
よい。こ九らの基板のデバイス構造としては、前記pn
ダイオードの他、半導体レーザやFETなと、種々のデ
バイスに対して本発明は適用可能である。その他、各部
の製造方法や条件などについても同様である。 【発明の効果】 以上説明したように、本発明にかかる化合物半導体装置
によれば、オーミック接触電極上に、TiN膜、Ti膜
、Au膜による上乗せ電極を形成することとしたので、
耐熱性が向上して後工程に対する制約が緩和されるとと
もに、ワイヤボンダビリティに優れ、歩留まりや信頼性
も高いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる化合物半導体装置の第1実施例
を示す説明図、第2図は本発明の第2実施例を示す説明
図、第3図は従来例を示す説明図である。 20・・・P型G a A s膜(デバイス主要部)、
22・・・n型G a A s膜(デバイス主要部)、
24・・・A u G e N i膜(オーミック接触
電極)、26゜34・・・TiN膜(上乗せ電極)、2
8,36・・・Ti膜(上乗せ電極)、30.38 (
上乗せ電極)・・・Au膜、32・・・A u Z n
膜(オーミック接触電極)、40・・・金属板(引出し
手段)、42・・・ろう材(引出し手段)、44・・・
Au線(引出し手段)。 特許出願人 日本ビクター株式会社
を示す説明図、第2図は本発明の第2実施例を示す説明
図、第3図は従来例を示す説明図である。 20・・・P型G a A s膜(デバイス主要部)、
22・・・n型G a A s膜(デバイス主要部)、
24・・・A u G e N i膜(オーミック接触
電極)、26゜34・・・TiN膜(上乗せ電極)、2
8,36・・・Ti膜(上乗せ電極)、30.38 (
上乗せ電極)・・・Au膜、32・・・A u Z n
膜(オーミック接触電極)、40・・・金属板(引出し
手段)、42・・・ろう材(引出し手段)、44・・・
Au線(引出し手段)。 特許出願人 日本ビクター株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 化合物半導体によるデバイス主要部に、引出し手段に接
続される電極部が形成された化合物半導体装置において
、 前記デバイス主要部上に形成されたオーミック接触電極
と、このオーミック接触電極上にTiN膜、Ti膜、A
u膜を順に形成した上乗せ電極とを備えたことを特徴と
する化合物半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22888890A JPH04109674A (ja) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | 化合物半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22888890A JPH04109674A (ja) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | 化合物半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04109674A true JPH04109674A (ja) | 1992-04-10 |
Family
ID=16883430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22888890A Pending JPH04109674A (ja) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | 化合物半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04109674A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014232859A (ja) * | 2013-04-30 | 2014-12-11 | 豊田合成株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2015008264A (ja) * | 2013-05-29 | 2015-01-15 | 豊田合成株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
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-
1990
- 1990-08-29 JP JP22888890A patent/JPH04109674A/ja active Pending
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