JPH04186617A - オーミックコンタクト電極 - 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〉 本発明は、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ等の化合物半導体の
薄いｐ型の層にも良好なオーミ・・クコンタクトを形成
する電極の構成に関するものである。

〈従来の技術〉 従来はＧａＡｓ　、ＡｌＧａＡｓ等のＩ−Ｖ族化合物半
導体のｐ型層にオーミックコンタクト電極を形成すると
きは、Ｍｎを４％程度添加し九合金（ＡｕＭｎ合企）の
蒸発源、又は、ＡｕとＭｎの２つの蒸発源をもつ高真空
蒸着装置で堆積していた。

以上のように電極金属を堆積した後、４００℃程度の熱
処理（アロイイング）を行って、オーミ・クコンタクト
の接触抵抗を小さくしていた。

以上で説明した従来のオーミ・り電極の断面を示したの
が、第２図である。この第２図で、２１は低圧のＭＯＣ
ＶＤ（ＬＰ−ＭＯＣＶＤ）などで形成した結晶性と平坦
性のよい高不純物濃度のｐ型ＧａＡｓ層（ｐ＋−ＧａＡ
ｓ層）であシ、この層２１の表面にＡｕＭｎ膜２２全２
２した上を厚いＡｕ膜２８で覆っていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 以上のＧａＡｓ　、ＡＪＧａＡｓ等の化合物半導体のｐ
型層に形成したＡｕＭｎ合金膜の構成では比較的低温の
アロイイングによ−でも、該化合物半導体の構成元素で
あるＧａがＡｕＭｎ合金膜に拡散すると共に、ＡｕＭｎ
合金膜のＡｕ及びＭｎか− 元素Ｙ該化合物半導体中へ拡散している。従・て以上の
オーミックコンタクトを形成するｐ型層が該化合物半導
体の高速のｎｐｎ型バイポーラトランジスタのベース層
、又は、ｐチャンネルの電界効果トランジスタのソース
やドレイン領域のように極めて薄い層で形成されている
ときは、上記の電極を構成する金属が、その電極を形成
したｐ層を拡散で完全に突き抜けてしまうこともある。

このように電極金属が拡散すると該ｐ層によって形成さ
れたｐｎ接合の特性を低下させることになる。

なお、以上で説明した電極金属の拡散による該デバイス
の特性低下の問題は、その製造工程において発生するだ
けでなく、該デバイスを動作させているときも進行する
ことがある。

本発明は、以上で説明したＩ−Ｖ族化合物半導体の薄い
ｐ型層に形成したオーミックコンタクト電極がもつ課題
分解消し、ａ配化合物半導体の薄いｐ型層にも特性の良
いオーミックコンタクトを形成する電極の構造を提供す
ることを目的としている。

ぐ課題を解決するための手段〉 本発明による前記化合物半導体の薄いｐ型層へのオーミ
ックコンタクトの形成は、先ず、該半導体のｐ型層表面
に薄いｐ層膜を形成するものである。このＰｔ膜を形成
した上に、従来の外部と電気的な接続をするための、Ａ
ｕ又はＭｎなどの金属電臣膜を形成している。以上の電
極の構成にすることで、Ｐｔ膜がＡｕやＭｎが半導体層
へ拡散するのを防ぐバリアの作用をするので、従来のよ
うなデバイスの劣化の問題は解消される。

なお、前記のｐ層膜は、該膜を形成したことによりａ記
半導体とのオーミックコンタクト形成部における抵抗の
増加を防ぐため、極めて薄い２０ｎｍ以下にしている。

く作　用〉 以上で説明したように本発明のＰｔ膜は融点が高く、比
較的高温迄安定していて、ＡｕやＭｎなどの拡散バリア
の作用する。従って、従来の゛ように電極金属の拡散に
よりデバイスが劣化することがなくなまた。

ぐ実施例〉 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示したのは、本発明によるｐ型ＧａＡｓノ薄い
層１１へのオーミックコンタクト電衝の横断の断面図で
ある。

上記の層１１は、ＧａＡｓとＡＪＧａＡｓのへテロ接合
構造による高速バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）Ｏベ
ース層でＬＰ−ＭＯＣＶＤで形成した特性のよいｐ型層
であり、該層の不純物である炭素（Ｃ）濃度は４×１０
　（至）　であシ、層厚は約ｓｏｎｍである。

上記のｐ”−ＧａＡｓ半導体層の上に形成しｔオーミッ
クコンタクトの！ｆｆｉ金興膜は、一般に使用されてい
る抵抗加熱又は電子ビーム加熱の蒸発源をもった高真空
蒸着装置によって堆積した。堆積した電極の金属膜は第
１図にも示したように、膜厚ｉ０ｎｍのＰｔ膜１２．膜
厚６０ｎｍのＡｕＭｎ膜１８及び膜厚８０ｎｍ１７）Ａ
ｕ膜を順次堆積して形成した。

以上の膜１２，１８．１４からなる金＠電極は薄いビー
ＧａＡｓ層１１との間で、相互の拡散等による劣化のな
い良好なオーミックコンタクトを形成することができ高
速動作のＨＢＴとしても設計通シの動作をすることが分
った。

なお、上記で説明した本発明の電極は堆積直後でもオー
ミックコンタクトとしての動作をしたがこれは真空蒸着
の工程において、装置内のヒーターなどによる加熱の効
果もあることが考えられる。

又、上記で堆積した電極を、ｇｏｏ″Ｃから４００℃で
アロイイングの熱処理を行ったが、このアロイイングに
よシ接触抵抗も下がって、更に良好なオーミックコンタ
クトにすることができた。

このアロイイング工程においても、従来のようなＧａＡ
ｓ層とＡｕＭｎ膜との間で相互拡散を発生した形跡はな
か−た。このよう−に良好なオーミックコンタクトを形
成できたのはＰｔ１ｌが拡散のバリアの作用をしている
と考えられ、更に、本実施例がＣの高濃度不純物Ｇ　ａ
Ａｓ層を用いたこともオーミ・ツクコンタクトを形成し
やすい条件になっていたと考えられる。

なお、実施例においては前記で説明した拡散バリアにし
たＰｔ膜を１０ｎｍの膜厚にしたがこのＰｔ膜は５ｎｍ
の膜厚にしてもバリア膜の作用があることが確認でき、
又、Ｐｔ膜厚を２０ｎｍ迄膜厚にしても接触抵抗が大き
くなることはなく、良好なオーミンクコンタクトを形成
することができた。

更に、実施例においては拡散バリアのＰｔ膜の上に、Ａ
ｕＭｎ膜を形成したが、本発明は、この実施例の構成に
限定されることなく、該Ｐｔ膜上に、Ａｕ膜とＭｎ膜又
はその他の電極金属膜との積層又は単層の金属膜にする
こともできる。

以上は、本発明を実施例によって説明したが、本発明は
実施例によって限定されるものでなく、本発明の主旨を
記載した特許請求の範囲に記載した範囲とする。

ぐ発明の効果〉 本発明によるＡｕＭｎなどの接触電極と、ｐ型のＧａＡ
ｓ又はＡｌＧａＡｓ等の夏−■族生導体層の間にＰｔ薄
膜を介在させたオーミックコンタクトハ、従来このよう
な電極に使用されていたＡｕＭｎコンタクトに比較し接
触抵抗が低く、温度変化によシ劣化することのない安定
した衝めて特性のよい電極を形成することができる。

従−て、今後半導体デバイスの特性向上の要求から、ｎ
ｐｎバイポーラトランジスタにおける非常に薄いｐ型の
半導体層などへのオーミックコンタクトとして利用でき
る電極である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオーミックコンタクト電極の実施例の
断面図、第２図は従来例の電極の断面図である。 １１．２１−ｐ”−ＧａＡｓ層、１２・　Ｐｔ薄膜、１
８．２２＝ＡｕＭｎ薄膜、１４　、２　ｆｌｌ−Ａｕ薄
膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｐ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ等のIII−Ｖ族化合
   物半導体の表面に、薄い白金（Ｐｔ）薄膜を形成し、続
   いてマンガン（Ｍｎ）を添加した金（Ａｕ）合金の薄膜
   を形成したことを特徴とするオーミックコンタクト電極
   。 ２、ｐ型のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ等のIII−Ｖ族化合
   物半導体の表面に薄い白金（Ｐｔ）薄膜を形成し、続い
   てＡｕ又はＭｎ等の電極金属の単層膜又は複数の金属の
   積層膜を形成したことを特徴とするオーミックコンタク
   ト電極。 ３、前記Ｐｔ薄膜の厚さを５ｎｍから２０ｎｍ間にした
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のオーミックコン
   タクト電極。