JPH05190488A - オーミック電極の製造方法 - Google Patents
オーミック電極の製造方法Info
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- JPH05190488A JPH05190488A JP16855091A JP16855091A JPH05190488A JP H05190488 A JPH05190488 A JP H05190488A JP 16855091 A JP16855091 A JP 16855091A JP 16855091 A JP16855091 A JP 16855091A JP H05190488 A JPH05190488 A JP H05190488A
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- ingaas
- ohmic electrode
- gaas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】P型GaAsに、耐熱性および長期信頼性に優
れ、かつ低抵抗のオーミック電極を形成する。 【構成】半絶縁性GaAs基板1に形成されたP型Ga
As動作層2上にIn層3、P型不純物となるZn層
4、拡散防止層となるW層5を順に堆積する。高温の熱
処理を行ない、Znが高濃度に含まれたInGaAs層
またはInGaAsグレイン6を形成する。 【効果】禁制帯幅が狭く、金属とのポテンシャル障壁の
低いInGaAs層により、低抵抗のオーミックコンタ
クトが得られる。低融点合金層が形成されることなく、
拡散防止層が形成されている。InGaAs層からのI
nの拡散は小さいので、耐熱性および長期信頼性に優れ
たオーミック電極が実現された。
れ、かつ低抵抗のオーミック電極を形成する。 【構成】半絶縁性GaAs基板1に形成されたP型Ga
As動作層2上にIn層3、P型不純物となるZn層
4、拡散防止層となるW層5を順に堆積する。高温の熱
処理を行ない、Znが高濃度に含まれたInGaAs層
またはInGaAsグレイン6を形成する。 【効果】禁制帯幅が狭く、金属とのポテンシャル障壁の
低いInGaAs層により、低抵抗のオーミックコンタ
クトが得られる。低融点合金層が形成されることなく、
拡散防止層が形成されている。InGaAs層からのI
nの拡散は小さいので、耐熱性および長期信頼性に優れ
たオーミック電極が実現された。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特にP型砒化ガリウム層へのオーミック電極の製
造方法に関するものである。
関し、特にP型砒化ガリウム層へのオーミック電極の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(H
BT)のベース層として用いられるP型砒化ガリウム
(GaAs)へのオーミック電極にはつぎのものがあ
る。第1に亜鉛(Zn)・ベリリウム(Be)・クロム
(Cr)・マグネシウム(Mg)などのP型不純物とな
る金属を用いる方法がある。第2に金(Au)との積層
または合金層を用いる方法である。
BT)のベース層として用いられるP型砒化ガリウム
(GaAs)へのオーミック電極にはつぎのものがあ
る。第1に亜鉛(Zn)・ベリリウム(Be)・クロム
(Cr)・マグネシウム(Mg)などのP型不純物とな
る金属を用いる方法がある。第2に金(Au)との積層
または合金層を用いる方法である。
【0003】通常はAu/Au−Zn、Au/Zn/A
u、Au−Mn、Au−Beの構造が用いられる。熱処
理を行なうことによりAuとGaAsとが反応して合金
化し、合金層中にP型不純物が高濃度にドープされるこ
とにより、オーミックコンタクトが得られるT.San
adaらは、JJAP(Japanese Journ
al ofApplied Physics)第19
巻、L491〜L494頁(1980年)において、A
u/Zn/Au構造について述べている。
u、Au−Mn、Au−Beの構造が用いられる。熱処
理を行なうことによりAuとGaAsとが反応して合金
化し、合金層中にP型不純物が高濃度にドープされるこ
とにより、オーミックコンタクトが得られるT.San
adaらは、JJAP(Japanese Journ
al ofApplied Physics)第19
巻、L491〜L494頁(1980年)において、A
u/Zn/Au構造について述べている。
【0004】また、C.Dubon−Chevalli
erらは、JAP(Journalof Applie
d Physics)第59巻3783〜3786頁に
おいて、Au−Mn合金構造について述べている。
erらは、JAP(Journalof Applie
d Physics)第59巻3783〜3786頁に
おいて、Au−Mn合金構造について述べている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
AuがGaAsと反応し易いので、長期間の使用におい
てAuがGaAs中へ拡散し、ソース抵抗が増大して素
子特性が劣化するという問題があった。
AuがGaAsと反応し易いので、長期間の使用におい
てAuがGaAs中へ拡散し、ソース抵抗が増大して素
子特性が劣化するという問題があった。
【0006】また、熱処理工程でAuとGaAsとが反
応して、AuGaなどの合金層が形成される。この合金
層は融点が400℃以下と低いので、オーミック電極形
成後400℃以上の熱処理を伴うプロセス処理ができな
かった。
応して、AuGaなどの合金層が形成される。この合金
層は融点が400℃以下と低いので、オーミック電極形
成後400℃以上の熱処理を伴うプロセス処理ができな
かった。
【0007】このように従来技術によるオーミック電極
はAuを含むので、耐熱性や長期信頼性に欠けるという
問題点があった。
はAuを含むので、耐熱性や長期信頼性に欠けるという
問題点があった。
【0008】本発明の目的は、耐熱性および長期信頼性
に優れ、かつ低抵抗であるオーミック電極の製造方法を
提供することにある。
に優れ、かつ低抵抗であるオーミック電極の製造方法を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のオーミック電極
の製造方法は、P型砒化ガリウム層上に、亜鉛、ベリリ
ウム、クロム、マグネシウムのうち少なくとも1元素と
インジウムとを含む第1層を形成する工程と、前記第1
層上に高融点金属層、高融点金属珪化物層、高融点金属
窒化物層のうち1つからなる第2層を形成する工程と、
高温で熱処理する工程とを含むものである。
の製造方法は、P型砒化ガリウム層上に、亜鉛、ベリリ
ウム、クロム、マグネシウムのうち少なくとも1元素と
インジウムとを含む第1層を形成する工程と、前記第1
層上に高融点金属層、高融点金属珪化物層、高融点金属
窒化物層のうち1つからなる第2層を形成する工程と、
高温で熱処理する工程とを含むものである。
【0010】
【作用】Inは熱処理によりGaAsと反応してInG
aAs層あるいはInGaAsグレインを形成する。G
aAsは禁制帯幅が狭く、金属との界面に形成されるポ
テンシャル障壁が低い。したがって低抵抗のオーミック
コンタクトが得られる。
aAs層あるいはInGaAsグレインを形成する。G
aAsは禁制帯幅が狭く、金属との界面に形成されるポ
テンシャル障壁が低い。したがって低抵抗のオーミック
コンタクトが得られる。
【0011】P型不純物である亜鉛、ベリリウム、クロ
ム、マグネシウムなどは、熱処理によりInGaAs中
に拡散し、高不純物濃度P型InGaAsが形成され
る。
ム、マグネシウムなどは、熱処理によりInGaAs中
に拡散し、高不純物濃度P型InGaAsが形成され
る。
【0012】また、熱処理によってAuGaのような低
融点合金層が生成することはなく、InはInGaAs
層を形成した後はGaAs中へは拡散しにくい。またタ
ングステン(W)や珪化タングステン(WSi)や窒化
チタン(WN)などの拡散防止層を用いることにより、
In、Ga、Asなどの原子の電極表面への拡散を抑制
し、さらに耐熱性や長期信頼性が高めることができる。
融点合金層が生成することはなく、InはInGaAs
層を形成した後はGaAs中へは拡散しにくい。またタ
ングステン(W)や珪化タングステン(WSi)や窒化
チタン(WN)などの拡散防止層を用いることにより、
In、Ga、Asなどの原子の電極表面への拡散を抑制
し、さらに耐熱性や長期信頼性が高めることができる。
【0013】したがって、In層、P型層、拡散防止層
を組み合わせることにより、耐熱性および長期信頼性に
優れ、かつ低抵抗であるオーミック電極を形成すること
ができる。
を組み合わせることにより、耐熱性および長期信頼性に
優れ、かつ低抵抗であるオーミック電極を形成すること
ができる。
【0014】
【実施例】つぎに本発明の一実施例について、図1
(a)〜(d)を参照して説明する。
(a)〜(d)を参照して説明する。
【0015】はじめに図1(a)に示すように、半絶縁
性GaAs基板1上にP型GaAs動作層2を形成す
る。P型GaAs層2は、分子線エピタキシー法(MB
E)や有機金属化学的気相成長法(MOCVD)によっ
て形成することができる。
性GaAs基板1上にP型GaAs動作層2を形成す
る。P型GaAs層2は、分子線エピタキシー法(MB
E)や有機金属化学的気相成長法(MOCVD)によっ
て形成することができる。
【0016】つぎに図1(b)に示すように、全面に厚
さ5nmのIn層3、厚さ5nmのZn層4、厚さ50
nmのW層5を順次堆積する。これらの層は、真空蒸着
法やスパッタ法で堆積することができる。
さ5nmのIn層3、厚さ5nmのZn層4、厚さ50
nmのW層5を順次堆積する。これらの層は、真空蒸着
法やスパッタ法で堆積することができる。
【0017】つぎに図1(c)に示すように、レジスト
(図示せず)をマスクとして、W層5、Zn層4、In
層3の各層を選択エッチングし、電極パターンを形成す
る。エッチングは、六弗化硫黄(SF6 )ガスによるド
ライエッチング法や、アルゴン(Ar)イオンによるイ
オンミリング法を用いる。
(図示せず)をマスクとして、W層5、Zn層4、In
層3の各層を選択エッチングし、電極パターンを形成す
る。エッチングは、六弗化硫黄(SF6 )ガスによるド
ライエッチング法や、アルゴン(Ar)イオンによるイ
オンミリング法を用いる。
【0018】つぎに図1(d)に示すように、ランプア
ニール炉を用いてAs雰囲気で、800℃、5秒間の熱
処理を行う。In層3が溶融してZn層4およびP型G
aAs動作層2と反応して、高濃度のZnを含むInG
aAs層またはInGaAsグレイン6が形成され、低
抵抗のオーミック電極が得られる。W層5はどの層とも
反応しない。
ニール炉を用いてAs雰囲気で、800℃、5秒間の熱
処理を行う。In層3が溶融してZn層4およびP型G
aAs動作層2と反応して、高濃度のZnを含むInG
aAs層またはInGaAsグレイン6が形成され、低
抵抗のオーミック電極が得られる。W層5はどの層とも
反応しない。
【0019】ここで、窒化シリコンなどで電極表面を保
護して、水素雰囲気で熱処理を行なうこともできる。ま
た熱処理に電気炉を用いることもできる。本実施例で述
べたIn/Zn/W構造のオーミック電極の代りに、Z
n/In/W構造やZn/In/Zn/W構造や、ある
いはZnとInの合金層を用いることもできる。
護して、水素雰囲気で熱処理を行なうこともできる。ま
た熱処理に電気炉を用いることもできる。本実施例で述
べたIn/Zn/W構造のオーミック電極の代りに、Z
n/In/W構造やZn/In/Zn/W構造や、ある
いはZnとInの合金層を用いることもできる。
【0020】また、Znの代わりにBe、Cr、Mgを
用いることもできる。さらにはこれらのP型不純物をI
n層中に含んだIn(Be)/Zn/Wなどの構造を採
用することもできる。P型不純物を含むIn層は、MB
E法や真空蒸着法により形成することができる。拡散防
止層としてWの代りにモリブデン(Mo)、WSi、T
iNなどを用いることができる。
用いることもできる。さらにはこれらのP型不純物をI
n層中に含んだIn(Be)/Zn/Wなどの構造を採
用することもできる。P型不純物を含むIn層は、MB
E法や真空蒸着法により形成することができる。拡散防
止層としてWの代りにモリブデン(Mo)、WSi、T
iNなどを用いることができる。
【0021】また電極パターンの形成方法として用いた
ドライエッチングやイオンミリングの代りにリフトオフ
法を用いることもできる。
ドライエッチングやイオンミリングの代りにリフトオフ
法を用いることもできる。
【0022】本実施例はP型GaAs動作層上のオーミ
ック電極について説明したが、本発明はGaInAs層
やP型InGaAsP層へのオーミック電極に適用する
こともできる。これらのオーミック電極は主としてHB
Tのベース電極や半導体レーザの電極として用いられ
る。
ック電極について説明したが、本発明はGaInAs層
やP型InGaAsP層へのオーミック電極に適用する
こともできる。これらのオーミック電極は主としてHB
Tのベース電極や半導体レーザの電極として用いられ
る。
【0023】
【発明の効果】本発明のオーミック電極において、In
は熱処理によりGaAsと反応してInGaAs層ある
いはInGaAsグレインを形成する。InGaAsは
禁制帯幅が狭く、金属との界面に形成されるポテンシャ
ル障壁が低いので、低抵抗のオーミックコンタクトが得
られる。
は熱処理によりGaAsと反応してInGaAs層ある
いはInGaAsグレインを形成する。InGaAsは
禁制帯幅が狭く、金属との界面に形成されるポテンシャ
ル障壁が低いので、低抵抗のオーミックコンタクトが得
られる。
【0024】P型不純物であるZn、Be、Cr、Mg
などは熱処理によりInGaAs中に拡散し、高濃度P
型InGaAsが形成される。Auを用いないので低融
点合金層が生成することはない。
などは熱処理によりInGaAs中に拡散し、高濃度P
型InGaAsが形成される。Auを用いないので低融
点合金層が生成することはない。
【0025】InはInGaAsを形成した後はGaA
s中へは拡散しにくく、耐熱性および長期信頼性に優れ
る。これらの効果はWなどからなる拡散防止層により、
さらに高められる。
s中へは拡散しにくく、耐熱性および長期信頼性に優れ
る。これらの効果はWなどからなる拡散防止層により、
さらに高められる。
【図1】本発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。
る。
1 半絶縁性GaAs基板 2 P型GaAs動作層 3 In層 4 Zn層 5 W層(拡散防止層) 6 InGaAs層またはInGaAsグレイン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(H
BT)のベース層として用いられるP型砒化ガリウム
(GaAs)へのオーミック電極にはつぎのような方法
が用いられる。亜鉛(Zn)・ベリリウム(Be)・ク
ロム(Cr)・マグネシウム(Mg)などのP型不純物
となる金属と金(Au)との積層または合金層を用いる
方法である。
BT)のベース層として用いられるP型砒化ガリウム
(GaAs)へのオーミック電極にはつぎのような方法
が用いられる。亜鉛(Zn)・ベリリウム(Be)・ク
ロム(Cr)・マグネシウム(Mg)などのP型不純物
となる金属と金(Au)との積層または合金層を用いる
方法である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】
【作用】Inは熱処理によりGaAsと反応してInG
aAs層あるいはInGaAsグレインを形成する。I
nGaAsは禁制帯幅が狭く、金属との界面に形成され
るポテンシャル障壁が低い。したがって低抵抗のオーミ
ックコンタクトが得られる。
aAs層あるいはInGaAsグレインを形成する。I
nGaAsは禁制帯幅が狭く、金属との界面に形成され
るポテンシャル障壁が低い。したがって低抵抗のオーミ
ックコンタクトが得られる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】したがって、In、P型不純物、拡散防止
層を組み合わせることにより、耐熱性および長期信頼性
に優れ、かつ低抵抗であるオーミック電極を形成するこ
とができる。
層を組み合わせることにより、耐熱性および長期信頼性
に優れ、かつ低抵抗であるオーミック電極を形成するこ
とができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/18 9170−4M
Claims (1)
- 【請求項1】 P型砒化ガリウム層上に、亜鉛、ベリリ
ウム、クロム、マグネシウムのうち少なくとも1元素と
インジウムとを含む第1層を形成する工程と、前記第1
層上に高融点金属層、高融点金属珪化物層、高融点金属
窒化物層のうち1つからなる第2層を形成する工程と、
高温で熱処理する工程とを含むオーミック電極の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16855091A JPH05190488A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | オーミック電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16855091A JPH05190488A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | オーミック電極の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05190488A true JPH05190488A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=15870104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16855091A Withdrawn JPH05190488A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | オーミック電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05190488A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6800501B2 (en) | 1997-05-08 | 2004-10-05 | Showa Denko K.K. | Electrode for light-emitting semiconductor devices and method of producing the electrode |
-
1991
- 1991-07-10 JP JP16855091A patent/JPH05190488A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6800501B2 (en) | 1997-05-08 | 2004-10-05 | Showa Denko K.K. | Electrode for light-emitting semiconductor devices and method of producing the electrode |
US7057210B2 (en) | 1997-05-08 | 2006-06-06 | Showa Denko K.K. | Electrode for light-emitting semiconductor devices and method of producing the electrode |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |