JPH06267887A - Ohmic electrode and its formation - Google Patents

Ohmic electrode and its formation

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JPH06267887A
JPH06267887A JP7897493A JP7897493A JPH06267887A JP H06267887 A JPH06267887 A JP H06267887A JP 7897493 A JP7897493 A JP 7897493A JP 7897493 A JP7897493 A JP 7897493A JP H06267887 A JPH06267887 A JP H06267887A
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thin film
ohmic electrode
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健夫 奥
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Abstract

PURPOSE:To provide an ohmic electrode having such characteristics that can practically satisfy GaAs semiconductors, etc. CONSTITUTION:The ohmic electrode is formed by successively forming a regrown n<++>-type GaAs layer 2 which is regrown from an n<+>-type GaAs substrate 1, InGaAs layer 3, and NiGe thin film 4 on the substrate 1. The ohmic electrode can be also formed by successively forming an Ni thin film, In thin film, and Ge thin film on the substrate 1 and, after patterning the thin films to the shape of the ohmic electrode, heat-treating the thin films at 400-800 deg.C for several seconds to several minutes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、オーミック電極およ
びその形成方法に関し、特に、III-V族化合物半導体基
体に対するオーミック電極およびその形成方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ohmic electrode and a method for forming the same, and more particularly to an ohmic electrode for a III-V compound semiconductor substrate and a method for forming the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】化合物半導体を用いたFETなどのデバ
イスの高性能化や信頼性の向上を図る上で、オーミック
電極の接触抵抗の低減や熱安定性の向上は重要な課題で
ある。しかしながら、化合物半導体、特にGaAs系半
導体などのIII-V族化合物半導体に対するオーミック電
極は、上記の要求を満足するものが得られていないのが
現状である。
2. Description of the Related Art In order to improve the performance and reliability of a device such as FET using a compound semiconductor, reduction of contact resistance of an ohmic electrode and improvement of thermal stability are important issues. However, as for the ohmic electrode for compound semiconductors, especially III-V group compound semiconductors such as GaAs-based semiconductors, those satisfying the above requirements have not been obtained at present.

【0003】現在、GaAs系半導体に対するオーミッ
ク電極として実用化または提案されているものを大きく
分けると次の3通りに分類することができる。すなわ
ち、分類1のオーミック電極は、オーミック金属として
GaAs系半導体に対してドナー不純物となる元素を含
むものを用い、熱処理によりその元素を半導体中に拡散
させて高不純物濃度のn型領域を電極金属と半導体との
界面に形成し、トンネル効果などによりオーミック接触
を得るものである。分類2のオーミック電極は、オーミ
ック金属として、低エネルギー障壁の中間層を形成する
元素を含むものを用い、熱処理により電極金属と半導体
との間に低エネルギー障壁の中間層を形成し、キャリア
が流れる部分のエネルギー障壁の高さを低下させること
によりオーミック接触を得るものである。分類3のオー
ミック電極は、オーミック金属として、熱処理によりG
aAs系半導体と反応し、かつ半導体の再成長層を形成
する元素とGaAs系半導体に対してドナー不純物とな
る元素とを含むものを用い、熱処理により再成長層を形
成するとともにその再成長層を高不純物濃度のn型化
し、トンネル効果などによりオーミック接触を得るもの
である。
[0003] At present, those which have been put to practical use or proposed as ohmic electrodes for GaAs-based semiconductors can be roughly classified into the following three types. That is, as the ohmic electrode of classification 1, an ohmic metal containing an element which becomes a donor impurity with respect to a GaAs semiconductor is used, and the element is diffused into the semiconductor by heat treatment to form an n-type region having a high impurity concentration as an electrode metal. It is formed at the interface between the semiconductor and the semiconductor, and ohmic contact is obtained by the tunnel effect or the like. The ohmic electrode of Class 2 uses an ohmic metal containing an element forming an intermediate layer with a low energy barrier, forms an intermediate layer with a low energy barrier between the electrode metal and the semiconductor by heat treatment, and carriers flow. Ohmic contact is obtained by lowering the height of the energy barrier of a part. The ohmic electrode of classification 3 is an ohmic metal and is G by heat treatment.
The regrowth layer is formed by heat treatment using an element that reacts with the aAs-based semiconductor and contains an element that forms a semiconductor regrowth layer and an element that serves as a donor impurity for the GaAs-based semiconductor. Ohmic contact is obtained due to a high impurity concentration of n-type and tunnel effect or the like.

【0004】分類1のオーミック電極の代表的な例を図
7に示す。この例においては、図7Aに示すように、n
+ 型GaAs基板101上にオーミック金属としてAu
Ge/Ni薄膜102を形成した後、400〜500℃
で熱処理を行うことにより、図7Bに示すようにオーミ
ック電極を形成する。図7Bにおいて、符号103はn
++型GaAs層、104はNiAsとβ−AuGaとが
混在する層を示す。
A typical example of a class 1 ohmic electrode is shown in FIG. In this example, as shown in FIG. 7A, n
Au as an ohmic metal on the + type GaAs substrate 101
After forming the Ge / Ni thin film 102, 400 to 500 ° C.
By performing a heat treatment in step 1, an ohmic electrode is formed as shown in FIG. 7B. In FIG. 7B, reference numeral 103 is n
A ++ type GaAs layer, 104 is a layer in which NiAs and β-AuGa are mixed.

【0005】しかしながら、この図7Bに示すオーミッ
ク電極は、熱安定性が悪いという問題がある。すなわ
ち、この場合には、オーミック金属としてのAuGe/
Ni薄膜102中に多量に含まれているAu(通常用い
られるAuGe中には88%のAuが含まれている)が
400℃以上の温度の熱処理によりn+ 型GaAs基板
101と反応することにより層104中にβ−AuGa
が形成されるため、オーミック電極の接触抵抗が大幅に
増大する。その結果、オーミック電極形成後に行われる
化学気相成長(CVD)などの高温プロセスによりデバ
イス特性の劣化が引き起こされる。また、n+ 型GaA
s基板101とAuGe/Ni薄膜102中のAuとの
反応によりβ−AuGaが形成されることにより、オー
ミック電極の表面の面荒れが生じ、これが後の微細加工
を行う上で問題となっている。
However, the ohmic electrode shown in FIG. 7B has a problem of poor thermal stability. That is, in this case, AuGe / as the ohmic metal
When a large amount of Au contained in the Ni thin film 102 (usually used AuGe contains 88% Au) reacts with the n + -type GaAs substrate 101 by heat treatment at a temperature of 400 ° C. or higher. Β-AuGa in the layer 104
As a result, the contact resistance of the ohmic electrode is significantly increased. As a result, deterioration of device characteristics is caused by a high temperature process such as chemical vapor deposition (CVD) performed after formation of the ohmic electrode. In addition, n + type GaA
The formation of β-AuGa by the reaction between the s substrate 101 and Au in the AuGe / Ni thin film 102 causes the surface of the ohmic electrode to become rough, which is a problem in performing subsequent fine processing. .

【0006】さらに、図7Bに示すオーミック電極は、
++型GaAs層103の薄層化やFETなどのデバイ
スの微細化に対応することができないという問題もあ
る。すなわち、n++型GaAs層103は熱処理時の拡
散によって形成されることにより、その深さや横方向
(基板に平行な方向)の広がりは熱処理の温度および時
間のみによって決まる。このため、このn++型GaAs
層103の深さや横方向の広がりを制御することはでき
ない。この結果、デバイスの高性能化や微細化のために
++型GaAs層103の薄層化やオーミック電極間の
距離の短縮を図ることは困難である。
Further, the ohmic electrode shown in FIG. 7B is
There is also a problem that it is not possible to cope with the thinning of the n ++ type GaAs layer 103 and the miniaturization of devices such as FETs. That is, since the n ++ type GaAs layer 103 is formed by diffusion during heat treatment, its depth and lateral (direction parallel to the substrate) spread are determined only by the heat treatment temperature and time. Therefore, this n ++ type GaAs
It is not possible to control the depth or lateral extent of layer 103. As a result, it is difficult to reduce the thickness of the n ++ type GaAs layer 103 and shorten the distance between ohmic electrodes in order to improve the performance and miniaturization of the device.

【0007】分類2および分類3のオーミック電極は、
上述の分類1の代表例によるオーミック電極の形成にお
いてAuGe/Ni薄膜102を用いていることによる
問題点、すなわちオーミック電極の熱安定性や電極表面
の面荒れを改善するために提案されたものである。
Ohmic electrodes of Class 2 and Class 3 are
It is proposed to improve the thermal stability of the ohmic electrode and the surface roughness of the electrode surface due to the use of the AuGe / Ni thin film 102 in the formation of the ohmic electrode according to the representative example of the above category 1. is there.

【0008】分類2のオーミック電極の代表的な例を図
8に示す。この例においては、図8Aに示すように、n
+ 型GaAs基板201上にオーミック金属としてNi
In薄膜202およびW薄膜203を順次形成した後、
900℃程度の高温で1秒程度熱処理を行うことによ
り、図8Bに示すようにオーミック電極を形成する。図
8Bにおいて、符号204はInGaAs(より正確に
はInx Ga1-x Asと書かれるがこのように略記する
ものとする。以下同様。)層、205はNi3 In薄膜
を示す。この場合には、熱処理によりn+ 型GaAs基
板201とNiIn薄膜202中のInとの反応が起き
て低エネルギー障壁の中間層としてInGaAs層20
4が形成されることにより、エネルギー障壁の実効的な
高さが低下してオーミック接触が得られる。この図8B
に示すオーミック電極は、図7Bに示す分類1のオーミ
ック電極におけるβ−AuGaのような低融点の化合物
を含まないことにより、400℃、100時間程度の熱
処理によってもオーミック電極の接触抵抗が安定である
ことが報告されている。
A typical example of a class 2 ohmic electrode is shown in FIG. In this example, as shown in FIG. 8A, n
Ni as an ohmic metal on the + type GaAs substrate 201
After sequentially forming the In thin film 202 and the W thin film 203,
By performing heat treatment at a high temperature of about 900 ° C. for about 1 second, an ohmic electrode is formed as shown in FIG. 8B. In FIG. 8B, reference numeral 204 is an InGaAs (more accurately, In x Ga 1-x As is written, but abbreviated as such. The same applies hereinafter) layer 205 is a Ni 3 In thin film. In this case, the heat treatment causes a reaction between the n + -type GaAs substrate 201 and In in the NiIn thin film 202, so that the InGaAs layer 20 serves as an intermediate layer having a low energy barrier.
By forming 4, the effective height of the energy barrier is lowered and ohmic contact is obtained. This FIG. 8B
Since the ohmic electrode shown in Fig. 7 does not include a low melting point compound such as β-AuGa in the ohmic electrode of Class 1 shown in Fig. 7B, the contact resistance of the ohmic electrode is stable even after heat treatment at 400 ° C for about 100 hours. It is reported that there is.

【0009】しかしながら、この図8Bに示すオーミッ
ク電極は、オーミック接触を得るために900℃程度の
高温の熱処理を必要とするため、JFET(接合ゲート
FET)やHEMT(高電子移動度トランジスタ)など
のような900℃以下の温度でゲートやチャネルを形成
するデバイスには用いることはできない。このため、こ
のオーミック電極は、プロセスウィンドウが小さく、適
用可能なデバイスが少ないという問題がある。
However, the ohmic electrode shown in FIG. 8B requires a high temperature heat treatment of about 900 ° C. in order to obtain ohmic contact, so that the ohmic electrode such as JFET (junction gate FET) or HEMT (high electron mobility transistor) is used. It cannot be used for a device that forms a gate or a channel at a temperature of 900 ° C. or lower. Therefore, this ohmic electrode has a problem that the process window is small and the number of applicable devices is small.

【0010】分類3のオーミック電極の代表的な例を図
9に示す。この例においては、図9Aに示すように、n
+ 型GaAs基板301上にオーミック金属としてPd
薄膜302およびGe薄膜303を順次形成した後、3
25〜375℃、30分程度の熱処理を行うことによ
り、図9Bに示すようにオーミック電極を形成する。図
9Bにおいて、符号304はn++型GaAs層、305
はPdGe薄膜を示す。この場合には、熱処理中に、ま
ずn+ 型GaAs基板301よりGaAsの再成長層が
形成され、この再成長層中にGe薄膜303からGeが
拡散することによりn++型GaAs層304が形成さ
れ、オーミック接触が得られる。
A typical example of a class 3 ohmic electrode is shown in FIG. In this example, as shown in FIG. 9A, n
Pd as ohmic metal on + type GaAs substrate 301
After sequentially forming the thin film 302 and the Ge thin film 303, 3
By performing heat treatment at 25 to 375 ° C. for about 30 minutes, an ohmic electrode is formed as shown in FIG. 9B. In FIG. 9B, reference numeral 304 is an n ++ type GaAs layer, 305
Indicates a PdGe thin film. In this case, during the heat treatment, a GaAs regrowth layer is first formed from the n + type GaAs substrate 301, and Ge is diffused from the Ge thin film 303 into the regrowth layer to form the n ++ type GaAs layer 304. Formed and ohmic contact is obtained.

【0011】この図9Bに示すオーミック電極は、再成
長したn++型GaAs層304の厚さはオーミック金属
としてのPd薄膜302やGe薄膜303の厚さを変え
ることにより制御することができるため、このn++型G
aAs層304の薄層化を図ることができるとともに、
オーミック電極間の距離の短縮を図ることも可能であ
る。しかしながら、この図9Bに示すオーミック電極
は、熱安定性に大きな問題を有している。
In the ohmic electrode shown in FIG. 9B, the thickness of the regrown n ++ type GaAs layer 304 can be controlled by changing the thicknesses of the Pd thin film 302 and the Ge thin film 303 as ohmic metals. , This n ++ type G
It is possible to reduce the thickness of the aAs layer 304, and
It is also possible to reduce the distance between the ohmic electrodes. However, the ohmic electrode shown in FIG. 9B has a great problem in thermal stability.

【0012】以上の分類1、分類2および分類3のオー
ミック電極の諸特性を表1にまとめて示す。
Table 1 collectively shows various characteristics of the ohmic electrodes of Class 1, Class 2 and Class 3 described above.

【0013】 表1 ────────────────────────────────── 分類 プロセス難易度 接触抵抗 熱安定性 表面平坦性 短拡散距離 ────────────────────────────────── 1 〇 〇 × × × 2 × 〇 〇 〇 〇 3 〇 〇 × 〇 〇 ────────────────────────────────── 本発明 〇 〇 〇 〇 〇 ──────────────────────────────────Table 1 ────────────────────────────────── Classification Process difficulty Contact resistance Thermal stability Surface flatness Properties Short diffusion distance ────────────────────────────────── 1 〇 〇 × × × 2 × 〇 〇 〇 〇 〇 3 〇 〇 × 〇 〇 ────────────────────────────────── The present invention 〇 〇 〇 〇 〇 ─── ───────────────────────────────

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
GaAs系半導体に対するオーミック電極はいずれも不
満足なものであるため、実用上満足しうる特性を有する
オーミック電極の実現が望まれていた。
As described above, since the conventional ohmic electrodes for GaAs semiconductors are all unsatisfactory, it has been desired to realize an ohmic electrode having practically satisfactory characteristics.

【0015】従って、この発明の目的は、GaAs系半
導体その他のIII-V族化合物半導体基体に対する実用的
に満足しうる特性を有するオーミック電極を提供するこ
とにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an ohmic electrode having practically satisfactory characteristics for a GaAs-based semiconductor or other III-V group compound semiconductor substrate.

【0016】この発明の他の目的は、GaAs系半導体
その他のIII-V族化合物半導体基体に対する実用的に満
足しうる特性を有するオーミック電極を容易に形成する
ことができるオーミック電極の形成方法を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to provide a method for forming an ohmic electrode capable of easily forming an ohmic electrode having practically satisfactory characteristics for a GaAs-based semiconductor or other III-V group compound semiconductor substrate. To do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によるオーミック電極は、III-V族化合物
半導体基体より再成長した、III-V族化合物半導体基体
よりも高不純物濃度の再成長III-V族化合物半導体層
と、再成長III-V族化合物半導体層上に形成された半導
体層と、半導体層上に形成された、金属または金属間化
合物から成る薄膜とを有し、半導体層と金属または金属
間化合物から成る薄膜との間のエネルギー障壁の高さは
再成長III-V族化合物半導体層と金属または金属間化合
物から成る薄膜との間のエネルギー障壁の高さよりも低
いことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the ohmic electrode according to the present invention is regrown from a III-V compound semiconductor substrate and has a higher impurity concentration than that of a III-V compound semiconductor substrate. A semiconductor having a grown III-V group compound semiconductor layer, a semiconductor layer formed on the regrown III-V group compound semiconductor layer, and a thin film made of a metal or an intermetallic compound formed on the semiconductor layer. The height of the energy barrier between the layer and the thin film made of metal or intermetallic compound is lower than the height of the energy barrier between the regrown III-V compound semiconductor layer and the thin film made of metal or intermetallic compound. Is characterized by.

【0018】ここで、III-V族化合物半導体基体には、
例えばGaAs、AlGaAs、InGaAsなどから
成る基板または層が含まれる。また、このIII-V族化合
物半導体基体がn型である場合、このIII-V族化合物半
導体基体中にはドナー不純物として、例えばSi、G
e、Te、Snなどが含まれる。これらのドナー不純物
は、例えばイオン注入、液相エピタキシー(LPE)、
分子線エピタキシー(MBE)、有機金属気相エピタキ
シー(MOVPE)などの方法によりIII-V族化合物半
導体基体中に導入される。
Here, the III-V compound semiconductor substrate includes
For example, a substrate or layer made of GaAs, AlGaAs, InGaAs, etc. is included. When the III-V compound semiconductor substrate is n-type, Si, G, etc. may be used as a donor impurity in the III-V compound semiconductor substrate.
e, Te, Sn, etc. are included. These donor impurities include, for example, ion implantation, liquid phase epitaxy (LPE),
It is introduced into the III-V group compound semiconductor substrate by a method such as molecular beam epitaxy (MBE) or metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE).

【0019】再成長III-V族化合物半導体層には、例え
ばGaAs、AlGaAs、InGaAsなどから成る
層が含まれる。この発明の好適な一実施態様において、
この再成長III-V族化合物半導体層の不純物濃度はIII-
V族化合物半導体基体の不純物濃度よりもはるかに高
い。また、この発明の好適な一実施態様において、この
再成長III-V族化合物半導体層はIII-V族化合物半導体
基体と結晶格子が整合している。この再成長III-V族化
合物半導体層と金属または金属間化合物との間のエネル
ギー障壁の高さは、III-V族化合物半導体基体と金属ま
たは金属間化合物との間のエネルギー障壁の高さと同一
であるかまたはそれよりも低い。この再成長III-V族化
合物半導体層は、例えば、III-V族化合物半導体基体上
にこのIII-V族化合物半導体基体に対してドナー不純物
となる元素、例えばNi、Co、Pd、Ptなどのよう
な金属から成る薄膜を真空蒸着やスパッタなどの方法に
より形成した後に熱処理を行って再成長を起こさせるこ
とにより形成することができる。また、この再成長III-
V族化合物半導体層は、III-V族化合物半導体基体上に
MBEやMOVPEなどの方法によりIII-V族化合物半
導体層を直接エピタキシャル成長させ、このIII-V族化
合物半導体層上にIII-V族化合物半導体基体に対してド
ナー不純物となる元素、例えばNi、Co、Pd、Pt
などのような金属から成る薄膜を真空蒸着やスパッタな
どの方法により形成した後に熱処理を行って再成長を起
こさせることにより形成することもできる。
The regrown III-V compound semiconductor layer includes, for example, a layer made of GaAs, AlGaAs, InGaAs or the like. In a preferred embodiment of this invention,
The impurity concentration of this regrown III-V compound semiconductor layer is III-
It is much higher than the impurity concentration of the group V compound semiconductor substrate. In a preferred embodiment of the present invention, the regrown III-V compound semiconductor layer has a crystal lattice matching with the III-V compound semiconductor substrate. The height of the energy barrier between the regrown III-V compound semiconductor layer and the metal or intermetallic compound is the same as the height of the energy barrier between the III-V compound semiconductor substrate and the metal or intermetallic compound. Or lower. This regrown III-V compound semiconductor layer is formed, for example, on a III-V compound semiconductor substrate by an element serving as a donor impurity for the III-V compound semiconductor substrate, such as Ni, Co, Pd, or Pt. It can be formed by forming a thin film made of such a metal by a method such as vacuum deposition or sputtering and then performing heat treatment to cause re-growth. Also this regrowth III-
The group V compound semiconductor layer is formed by directly epitaxially growing a group III-V compound semiconductor layer on a group III-V compound semiconductor substrate by a method such as MBE or MOVPE, and forming a group III-V compound semiconductor on the group III-V compound semiconductor layer. Elements serving as donor impurities for the semiconductor substrate, such as Ni, Co, Pd, Pt
It is also possible to form a thin film made of a metal such as by forming a thin film by a method such as vacuum deposition or sputtering and then performing heat treatment to cause re-growth.

【0020】半導体層には、例えばGaAs、AlGa
As、InGaAsなどのIII-V族化合物半導体から成
る層が含まれる。この発明の好適な一実施態様におい
て、この半導体層は再成長III-V族化合物半導体層と結
晶格子が整合している。この半導体層と金属または金属
間化合物との間のエネルギー障壁の高さは、再成長III-
V族化合物半導体層と金属または金属間化合物との間の
エネルギー障壁の高さよりも低い。また、この半導体層
には、ドナー不純物として例えばSi、Ge、Te、S
nなどの金属が含まれていてもよい。この半導体層は、
例えば、III-V族化合物半導体基体上にNi、Co、P
d、Ptなどのような金属から成る薄膜を形成し、その
上にエネルギー障壁の高さを低下させる元素、例えばI
nから成る薄膜を真空蒸着やスパッタなどの方法により
形成した後に熱処理を行って再成長III-V族化合物半導
体層上に再成長させることにより形成することができ
る。また、この半導体層は、再成長III-V族化合物半導
体層上にMBEやMOVPEなどの方法により直接エピ
タキシャル成長させることもできる。
The semiconductor layer is made of, for example, GaAs or AlGa.
Layers made of III-V group compound semiconductors such as As and InGaAs are included. In a preferred embodiment of the present invention, the semiconductor layer is crystal lattice matched to the regrown III-V compound semiconductor layer. The height of the energy barrier between the semiconductor layer and the metal or intermetallic compound is regrown III-
It is lower than the height of the energy barrier between the group V compound semiconductor layer and the metal or intermetallic compound. Further, in this semiconductor layer, for example, Si, Ge, Te, S is used as a donor impurity.
A metal such as n may be included. This semiconductor layer is
For example, Ni, Co, P on a III-V group compound semiconductor substrate
An element that forms a thin film of a metal such as d or Pt and lowers the height of the energy barrier, for example, I
It can be formed by forming a thin film of n by a method such as vacuum deposition or sputtering, and then performing heat treatment to regrow it on the regrown III-V compound semiconductor layer. This semiconductor layer can also be directly epitaxially grown on the regrown III-V compound semiconductor layer by a method such as MBE or MOVPE.

【0021】金属または金属間化合物から成る薄膜は、
好適には電気抵抗率が十分に低く、また、800℃以上
の融点を有する。この金属または金属間化合物から成る
薄膜には、例えば、WやTaなどの単体金属から成るも
のや、NiGe、NiSi、WSi2 などの二元系の金
属間化合物、さらには三元系の金属間化合物から成るも
のなどが含まれる。この金属または金属間化合物から成
る薄膜は、例えば、III-V族化合物半導体基体上にN
i、Co、Pd、Ptなどのような金属から成る薄膜を
形成し、その上に例えばInから成る薄膜を形成し、さ
らにその上にGeなどから成る薄膜を形成した後に熱処
理を行うことにより半導体層上に形成することができ
る。また、この金属または金属間化合物から成る薄膜
は、半導体層上に真空蒸着やスパッタなどの方法により
形成することもできる。
The thin film made of metal or intermetallic compound is
It preferably has a sufficiently low electrical resistivity and a melting point of 800 ° C. or higher. The thin film made of this metal or intermetallic compound includes, for example, a single metal such as W and Ta, a binary intermetallic compound such as NiGe, NiSi, and WSi 2, and a ternary intermetallic compound. Those composed of compounds are included. A thin film made of this metal or intermetallic compound is formed, for example, on a III-V group compound semiconductor substrate with N
A thin film made of a metal such as i, Co, Pd, Pt, etc. is formed, a thin film made of, for example, In is formed on the thin film, and a thin film made of Ge or the like is further formed on the thin film. It can be formed on a layer. The thin film made of this metal or intermetallic compound can also be formed on the semiconductor layer by a method such as vacuum deposition or sputtering.

【0022】金属または金属間化合物から成る薄膜上に
は、好適には電気抵抗率が十分に低い金属、例えばA
l、Au、Au/Tiなどから成る薄膜を形成してもよ
い。
On a thin film made of a metal or an intermetallic compound, a metal having a sufficiently low electric resistivity, such as A, is preferably used.
A thin film made of 1, Au, Au / Ti, or the like may be formed.

【0023】この発明によるオーミック電極の形成方法
は、III-V族化合物半導体基体上に、III-V族化合物半
導体基体に対してドナー不純物となる第1の元素から成
る第1の薄膜、金属または金属間化合物とIII-V族化合
物半導体との間のエネルギー障壁の高さを低下させる第
2の元素から成る第2の薄膜および第1の元素との反応
により金属間化合物を形成する第3の元素から成る第3
の薄膜を順次形成する工程と、第1の薄膜、第2の薄膜
および第3の薄膜が形成されたIII-V族化合物半導体基
体を熱処理する工程とを有することを特徴とする。
The method of forming an ohmic electrode according to the present invention comprises a first thin film, a metal or a first thin film made of a first element which serves as a donor impurity for the III-V compound semiconductor substrate on the III-V compound semiconductor substrate. A second thin film made of a second element that lowers the height of the energy barrier between the intermetallic compound and the III-V compound semiconductor, and a third thin film which forms an intermetallic compound by reaction with the first element. Third consisting of elements
And the step of heat-treating the III-V group compound semiconductor substrate on which the first thin film, the second thin film and the third thin film are formed.

【0024】ここで、III-V族化合物半導体基体には、
例えばGaAs、AlGaAsまたはInGaAsなど
から成る基板または層が含まれる。同様に、III-V族化
合物半導体には、例えばGaAs、AlGaAsまたは
InGaAsが含まれる。また、この発明の好適な一実
施態様において、第1の薄膜、第2の薄膜および第3の
薄膜はそれぞれNi薄膜、In薄膜およびGe薄膜であ
る。さらに、この発明の好適な一実施例において、熱処
理の温度は400〜800℃である。
Here, the III-V group compound semiconductor substrate includes
Substrates or layers of, for example, GaAs, AlGaAs or InGaAs are included. Similarly, III-V group compound semiconductors include, for example, GaAs, AlGaAs, or InGaAs. In a preferred embodiment of the present invention, the first thin film, the second thin film and the third thin film are a Ni thin film, an In thin film and a Ge thin film, respectively. Further, in a preferred embodiment of the present invention, the temperature of the heat treatment is 400 to 800 ° C.

【0025】[0025]

【作用】上述のように構成されたこの発明によるオーミ
ック電極によれば、実用上デバイスに要求される特性、
すなわち熱安定性、低接触抵抗、低膜抵抗、表面の平坦
性、短拡散距離などを満足し、しかもその形成に必要な
プロセスも容易なオーミック電極を実現することができ
る。
With the ohmic electrode according to the present invention having the above-described structure, the characteristics required for a device in practice,
That is, it is possible to realize an ohmic electrode satisfying thermal stability, low contact resistance, low film resistance, surface flatness, short diffusion distance, and the like, and the process required for its formation is easy.

【0026】上述のように構成されたこの発明によるオ
ーミック電極の形成方法によれば、実用上デバイスに要
求される特性を満足するオーミック電極を容易に形成す
ることができる。
According to the ohmic electrode forming method of the present invention having the above-described structure, it is possible to easily form the ohmic electrode satisfying the characteristics practically required for the device.

【0027】[0027]

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】この一実施例においては、図1に示すよう
に、n+ 型GaAs基板1上に、このn+ 型GaAs基
板1より再成長したn++型再成長GaAs層2、InG
aAs層3およびNiGe薄膜4が順次積層された構造
のオーミック電極が形成されている。
[0028] In this embodiment, as shown in FIG. 1, n + -type on the GaAs substrate 1, the n + -type GaAs substrate 1 from the regrown n ++ type regrown GaAs layer 2, InG
An ohmic electrode having a structure in which the aAs layer 3 and the NiGe thin film 4 are sequentially stacked is formed.

【0029】図2にこの一実施例によるオーミック電極
のエネルギーバンド図を示す。図2中、Ec およびEv
はそれぞれ伝導帯の下端のエネルギーおよび価電子帯の
上端のエネルギー、EF はフェルミエネルギーを示す。
図2からわかるように、n++型再成長GaAs層2とN
iGe薄膜4との間にInGaAs層3が形成されてい
ることにより、n++型再成長GaAs層2とNiGe薄
膜4との間のエネルギー障壁の高さは実効的に低下して
いる。
FIG. 2 shows an energy band diagram of the ohmic electrode according to this embodiment. In FIG. 2, E c and E v
Represents the energy at the bottom of the conduction band and the energy at the top of the valence band, and E F represents the Fermi energy.
As can be seen from FIG. 2, the n ++ type regrown GaAs layer 2 and N
Since the InGaAs layer 3 is formed between the iGe thin film 4 and the iGe thin film 4, the height of the energy barrier between the n ++ regrown GaAs layer 2 and the NiGe thin film 4 is effectively lowered.

【0030】次に、上述のように構成されたこの一実施
例によるオーミック電極の形成方法について説明する。
Next, a method for forming the ohmic electrode according to this embodiment having the above-mentioned structure will be described.

【0031】まず、図3Aに示すように、n+ 型GaA
s基板1上にフォトレジストを塗布した後、このフォト
レジストをフォトリソグラフィー法によりパターニング
し、形成すべきオーミック電極に対応する部分に開口を
有するレジストパターン5を形成する。このフォトリソ
グラフィーにおける露光は、例えば縮小投影露光装置
(いわゆるステッパー)のような光学式露光装置を用い
て行われる。なお、このレジストパターン5の形成は、
電子線レジストと電子ビームリソグラフィー法とを用い
て行うようにしてもよい。
First, as shown in FIG. 3A, n + type GaA
After coating a photoresist on the substrate 1, the photoresist is patterned by a photolithography method to form a resist pattern 5 having an opening at a portion corresponding to an ohmic electrode to be formed. The exposure in this photolithography is performed using an optical exposure apparatus such as a reduction projection exposure apparatus (so-called stepper). The resist pattern 5 is formed by
It may be performed using an electron beam resist and an electron beam lithography method.

【0032】次に、図3Bに示すように、例えばスパッ
タや真空蒸着などの方法により、Ni薄膜6、In薄膜
7およびGe薄膜8を順次全面に形成する。この場合、
レジストパターン5の厚さは、これらのNi薄膜6、I
n薄膜7およびGe薄膜8の合計の厚さよりも十分に大
きくなるように選ばれている。
Next, as shown in FIG. 3B, a Ni thin film 6, an In thin film 7 and a Ge thin film 8 are sequentially formed on the entire surface by a method such as sputtering or vacuum deposition. in this case,
The thickness of the resist pattern 5 is such that these Ni thin films 6, I
It is selected to be sufficiently larger than the total thickness of the n thin film 7 and the Ge thin film 8.

【0033】次に、このようにしてNi薄膜6、In薄
膜7およびGe薄膜8が形成されたn+ 型GaAs基板
1を例えばアセトンのような有機溶剤に浸けてレジスト
パターン5を溶解除去することにより、このレジストパ
ターン5上に形成されたNi薄膜6、In薄膜7および
Ge薄膜8を除去する。これによって、図3Cに示すよ
うに、レジストパターン5の開口部におけるn+ 型Ga
As基板1上にのみNi薄膜6、In薄膜7およびGe
薄膜8が残される。
Next, the resist pattern 5 is dissolved and removed by immersing the n + type GaAs substrate 1 on which the Ni thin film 6, the In thin film 7 and the Ge thin film 8 are formed in this way in an organic solvent such as acetone. Thus, the Ni thin film 6, the In thin film 7 and the Ge thin film 8 formed on the resist pattern 5 are removed. As a result, as shown in FIG. 3C, n + -type Ga in the opening of the resist pattern 5 is formed.
Ni thin film 6, In thin film 7 and Ge only on As substrate 1
The thin film 8 is left.

【0034】次に、このNi薄膜6、In薄膜7および
Ge薄膜8が形成されたn+ 型GaAs基板1を、例え
ばRTA(Rapid Thermal Annealing)法や一般的な電気
炉による方法により、例えばN2 ガス雰囲気中において
例えば400〜800℃の温度で例えば数秒〜数分間熱
処理を行う。この熱処理により、図1に示すように、n
+ 型GaAs基板1よりGaAs層が再成長するととも
にこのGaAs層にNiが拡散することによりn++型再
成長GaAs層2が形成され、また、このn++型再成長
GaAs層2上にInとGaAsとの反応によりInG
aAs層3が形成され、さらに、このInGaAs層3
上にNiとGeとの反応によりNiGe薄膜4が形成さ
れる。
Next, the n + type GaAs substrate 1 on which the Ni thin film 6, In thin film 7 and Ge thin film 8 are formed is subjected to, for example, N by a method such as RTA (Rapid Thermal Annealing) method or a general electric furnace. Heat treatment is performed in a two- gas atmosphere at a temperature of 400 to 800 ° C. for a few seconds to a few minutes, for example. By this heat treatment, as shown in FIG.
When the GaAs layer is regrown from the + type GaAs substrate 1 and Ni is diffused into this GaAs layer, an n ++ type regrown GaAs layer 2 is formed, and on the n ++ type regrown GaAs layer 2. InG due to the reaction between In and GaAs
The aAs layer 3 is formed, and further the InGaAs layer 3 is formed.
The NiGe thin film 4 is formed on the upper surface by the reaction of Ni and Ge.

【0035】以上のようにして、図1に示すオーミック
電極が形成される。
As described above, the ohmic electrode shown in FIG. 1 is formed.

【0036】上述のオーミック電極を形成するための熱
処理をRTA法により行い、そのときの熱処理温度を5
00℃から730℃まで変えたときのオーミック電極の
接触抵抗の変化を図4に示す。ただし、測定に用いた試
料においては、Ni薄膜6、In薄膜7およびGe薄膜
8は電子ビーム蒸着法により形成し、これらのNi薄膜
6、In薄膜7およびGe薄膜8の厚さはそれぞれ60
nm、3nmおよび100nmとした。なお、熱処理を
行う前におけるNi薄膜6、In薄膜7およびGe薄膜
8を透過型電子顕微鏡により観察した結果、In薄膜7
はNi薄膜6とGe薄膜8との界面に存在していること
が確認された。
The heat treatment for forming the above ohmic electrode is performed by the RTA method, and the heat treatment temperature at that time is 5
FIG. 4 shows the change in contact resistance of the ohmic electrode when changing from 00 ° C. to 730 ° C. However, in the sample used for the measurement, the Ni thin film 6, the In thin film 7 and the Ge thin film 8 were formed by the electron beam evaporation method, and the thickness of each of the Ni thin film 6, the In thin film 7 and the Ge thin film 8 was 60.
nm, 3 nm and 100 nm. As a result of observing the Ni thin film 6, the In thin film 7, and the Ge thin film 8 before the heat treatment with a transmission electron microscope, the In thin film 7
Was confirmed to exist at the interface between the Ni thin film 6 and the Ge thin film 8.

【0037】図4から明らかなように、熱処理を700
℃前後の温度で行うことにより、良好な接触抵抗が得ら
れる。この700℃前後の温度で熱処理を行うことによ
り形成されたオーミック電極を透過型電子顕微鏡により
観察した結果、NiとGeとの反応により形成されたN
iGe薄膜が最上面に形成され、このNiGe薄膜とn
++型再成長GaAs層との間に低エネルギー障壁を有す
るInGaAs層が形成されていることが観察された。
また、n++型再成長GaAs層とInGaAs層との界
面近傍におけるn++型再成長GaAs層には多くの筋が
観察されたが、これらの筋は低温で形成されたNiGa
As層からGaAs層およびInGaAs層が再成長し
たときに発生した格子欠陥である。
As is apparent from FIG. 4, the heat treatment is performed at 700
Good contact resistance can be obtained by carrying out at a temperature of around ℃. As a result of observing the ohmic electrode formed by performing the heat treatment at a temperature of about 700 ° C. with a transmission electron microscope, N formed by the reaction between Ni and Ge was observed.
An iGe thin film is formed on the uppermost surface, and this NiGe thin film and n
It was observed that an InGaAs layer having a low energy barrier was formed between the ++ type regrown GaAs layer.
Also, many streaks were observed in the n ++ type regrown GaAs layer near the interface between the n ++ type regrown GaAs layer and the InGaAs layer, but these streaks were formed at low temperature in NiGa.
This is a lattice defect generated when the GaAs layer and the InGaAs layer are regrown from the As layer.

【0038】図5は、上述の一実施例においてRTA法
により700℃で熱処理を行うことによりオーミック電
極を形成した後、試料を400℃で熱処理したときのオ
ーミック電極の接触抵抗の経時変化、すなわちオーミッ
ク電極の熱安定性を測定した結果を示す。図5から明ら
かなように、オーミック電極形成後に400℃で1時間
以上熱処理を行っても、接触抵抗の変化はほとんど見ら
れない。
FIG. 5 shows the change with time of the contact resistance of the ohmic electrode when the sample is heat-treated at 400 ° C. after the ohmic electrode is formed by heat-treating at 700 ° C. by the RTA method in the above-mentioned embodiment, that is, The result of having measured the thermal stability of an ohmic electrode is shown. As is clear from FIG. 5, even if the heat treatment is performed at 400 ° C. for 1 hour or more after the ohmic electrode is formed, the contact resistance hardly changes.

【0039】図6は、上述の一実施例においてオーミッ
ク電極形成用のNi薄膜6およびGe薄膜8の厚さをそ
れぞれ60nmおよび100nmに固定し、In薄膜7
の厚さを変えたときのオーミック電極の接触抵抗の変化
を示す。ただし、オーミック電極を形成するための熱処
理はRTA法により700℃で行った。図6から明らか
なように、In薄膜7の厚さを3nm以上にすることに
より、接触抵抗の値は急激に低下し、接触抵抗が改善さ
れる。このことから、オーミック電極形成用の膜中にI
n薄膜7を含ませて低エネルギー障壁を有するInGa
As層を形成することがオーミック電極の接触抵抗を改
善する上で重要であることがわかる。
In FIG. 6, the thickness of the Ni thin film 6 and the Ge thin film 8 for forming the ohmic electrode is fixed to 60 nm and 100 nm, respectively, and the In thin film 7 is formed in the above-described embodiment.
The change in the contact resistance of the ohmic electrode when the thickness of is changed is shown. However, the heat treatment for forming the ohmic electrode was performed at 700 ° C. by the RTA method. As is clear from FIG. 6, by setting the thickness of the In thin film 7 to 3 nm or more, the value of contact resistance sharply decreases and the contact resistance is improved. From this fact, I was added to the film for forming the ohmic electrode.
InGa having a low energy barrier including an n thin film 7
It can be seen that forming the As layer is important for improving the contact resistance of the ohmic electrode.

【0040】以上のように、この一実施例によれば、n
+ 型GaAs基板1上に、Ni薄膜6、In薄膜7およ
びGe薄膜8を所定パターンで形成し、その後に400
〜800℃の温度で熱処理を行うことにより、図1に示
すように、n+ 型GaAs基板1上に、n++型再成長G
aAs層2、InGaAs層3およびNiGe薄膜4が
順次積層された構造のオーミック電極を形成することが
できる。このオーミック電極は、熱安定性や表面の平坦
性が良好であり、低接触抵抗、低膜抵抗、短拡散距離で
あり、さらにはその形成に必要なプロセスも簡単であ
り、GaAsに対するオーミック電極として極めて優れ
たものである。
As described above, according to this embodiment, n
A Ni thin film 6, an In thin film 7, and a Ge thin film 8 are formed in a predetermined pattern on the + type GaAs substrate 1, and then 400
By performing the heat treatment at a temperature of to 800 ° C., as shown in FIG. 1, on the n + -type GaAs substrate 1, n ++ type regrown G
An ohmic electrode having a structure in which the aAs layer 2, the InGaAs layer 3, and the NiGe thin film 4 are sequentially stacked can be formed. This ohmic electrode has good thermal stability and surface flatness, low contact resistance, low film resistance, short diffusion distance, and the process required for its formation is simple. It is extremely excellent.

【0041】以上、この発明の一実施例につき具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。
Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention. .

【0042】例えば、上述の一実施例において説明した
オーミック電極の形成方法においては、オーミック電極
に対応した形状のNi薄膜6、In薄膜7およびGe薄
膜8をいわゆるリフトオフ法により形成したが、このオ
ーミック電極に対応した形状のNi薄膜6、In薄膜7
およびGe薄膜8は、n+ 型GaAs基板1の全面にN
i薄膜6、In薄膜7およびGe薄膜8を順次形成した
後にこれらのNi薄膜6、In薄膜7およびGe薄膜8
をエッチング法によりオーミック電極の形状にパターニ
ングすることにより形成するようにしてもよい。
For example, in the method of forming the ohmic electrode described in the above-mentioned embodiment, the Ni thin film 6, the In thin film 7 and the Ge thin film 8 having a shape corresponding to the ohmic electrode were formed by the so-called lift-off method. Ni thin film 6 and In thin film 7 having shapes corresponding to the electrodes
And Ge thin film 8 are formed on the entire surface of n + type GaAs substrate 1 by N
After forming the i thin film 6, the In thin film 7 and the Ge thin film 8 in order, these Ni thin film 6, In thin film 7 and Ge thin film 8 are formed.
May be formed by patterning into the shape of the ohmic electrode by an etching method.

【0043】また、上述の一実施例においては、n+
GaAs基板1に対するオーミック電極にこの発明を適
用した場合について説明したが、例えばエピタキシャル
成長などにより形成されたn+ 型GaAs層に対するオ
ーミック電極にこの発明を適用することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the ohmic electrode for the n + type GaAs substrate 1 has been described, but for example, for the ohmic electrode for the n + type GaAs layer formed by epitaxial growth or the like. It is also possible to apply the present invention.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によるオー
ミック電極によれば、III-V族化合物半導体基体に対す
る実用的に満足しうる特性を有するオーミック電極を実
現することができる。また、この発明によるオーミック
電極の形成方法によれば、III-V族化合物半導体基体に
対する実用的に満足しうる特性を有するオーミック電極
を容易に形成することができる。
As described above, according to the ohmic electrode of the present invention, it is possible to realize the ohmic electrode having practically satisfactory characteristics for the III-V compound semiconductor substrate. Further, according to the method for forming an ohmic electrode according to the present invention, it is possible to easily form an ohmic electrode having practically satisfactory characteristics for a III-V group compound semiconductor substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例によるオーミック電極を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an ohmic electrode according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施例によるオーミック電極のエ
ネルギーバンド図である。
FIG. 2 is an energy band diagram of an ohmic electrode according to an embodiment of the present invention.

【図3】この発明の一実施例によるオーミック電極の形
成方法を説明するための断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of forming an ohmic electrode according to an embodiment of the present invention.

【図4】この発明の一実施例によるオーミック電極の接
触抵抗の熱処理温度依存性の測定結果の一例を示すグラ
フである。
FIG. 4 is a graph showing an example of measurement results of heat treatment temperature dependence of contact resistance of an ohmic electrode according to an embodiment of the present invention.

【図5】この発明の一実施例によるオーミック電極の熱
安定性の測定結果の一例を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example of measurement results of thermal stability of ohmic electrodes according to an example of the present invention.

【図6】この発明の一実施例によるオーミック電極の接
触抵抗のオーミック電極形成用のIn薄膜の厚さ依存性
の測定結果の一例を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of the measurement result of the thickness dependence of the contact resistance of the ohmic electrode of the In thin film for forming the ohmic electrode according to the embodiment of the present invention.

【図7】従来のオーミック電極の一例を説明するための
断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining an example of a conventional ohmic electrode.

【図8】従来のオーミック電極の他の例を説明するため
の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining another example of the conventional ohmic electrode.

【図9】従来のオーミック電極のさらに他の例を説明す
るための断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining still another example of the conventional ohmic electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n+ 型GaAs基板 2 n++型再成長GaAs層 3 InGaAs層 4 NiGe薄膜 5 レジストパターン 6 Ni薄膜 7 In薄膜 8 Ge薄膜1 n + type GaAs substrate 2 n ++ type regrown GaAs layer 3 InGaAs layer 4 NiGe thin film 5 Resist pattern 6 Ni thin film 7 In thin film 8 Ge thin film

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 III-V族化合物半導体基体より再成長し
た、上記III-V族化合物半導体基体よりも高不純物濃度
の再成長III-V族化合物半導体層と、 上記再成長III-V族化合物半導体層上に形成された半導
体層と、 上記半導体層上に形成された、金属または金属間化合物
から成る薄膜とを有し、 上記半導体層と上記金属または金属間化合物から成る薄
膜との間のエネルギー障壁の高さは上記再成長III-V族
化合物半導体層と上記金属または金属間化合物から成る
薄膜との間のエネルギー障壁の高さよりも低いことを特
徴とするオーミック電極。
1. A regrown III-V compound semiconductor layer regrown from a III-V compound semiconductor substrate having a higher impurity concentration than that of the III-V compound semiconductor substrate, and the regrown III-V compound. A semiconductor layer formed on the semiconductor layer, and a thin film made of a metal or an intermetallic compound formed on the semiconductor layer, between the semiconductor layer and the thin film made of the metal or an intermetallic compound. The ohmic electrode is characterized in that the height of the energy barrier is lower than the height of the energy barrier between the regrown III-V compound semiconductor layer and the thin film made of the metal or intermetallic compound.
【請求項2】 上記III-V族化合物半導体基体および上
記再成長III-V族化合物半導体層はn型であることを特
徴とする請求項1記載のオーミック電極。
2. The ohmic electrode according to claim 1, wherein the group III-V compound semiconductor substrate and the regrown group III-V compound semiconductor layer are n-type.
【請求項3】 上記III-V族化合物半導体基体および上
記再成長III-V族化合物半導体層は互いに結晶格子が整
合していることを特徴とする請求項1または2記載のオ
ーミック電極。
3. The ohmic electrode according to claim 1, wherein the III-V compound semiconductor substrate and the regrown III-V compound semiconductor layer have crystal lattices matched with each other.
【請求項4】 上記再成長III-V族化合物半導体層およ
び上記半導体層は互いに結晶格子が整合していることを
特徴とする請求項1、2または3記載のオーミック電
極。
4. The ohmic electrode according to claim 1, wherein the regrown III-V compound semiconductor layer and the semiconductor layer have crystal lattices matched with each other.
【請求項5】 上記III-V族化合物半導体基体はGaA
s、AlGaAsまたはInGaAsから成ることを特
徴とする請求項1または2記載のオーミック電極。
5. The group III-V compound semiconductor substrate is GaA.
The ohmic electrode according to claim 1 or 2, which is made of s, AlGaAs or InGaAs.
【請求項6】 上記再成長III-V族化合物半導体層はG
aAs、AlGaAsまたはInGaAsから成ること
を特徴とする請求項1、2または5記載のオーミック電
極。
6. The regrown III-V compound semiconductor layer is G
The ohmic electrode according to claim 1, which is made of aAs, AlGaAs or InGaAs.
【請求項7】 上記半導体層はGaAs、AlGaAs
またはInGaAsから成ることを特徴とする請求項
1、2、5または6記載のオーミック電極。
7. The semiconductor layer is GaAs or AlGaAs
7. The ohmic electrode according to claim 1, 2, 5 or 6, which is made of InGaAs.
【請求項8】 上記金属または金属間化合物の融点は8
00℃以上であることを特徴とする請求項1〜7のいず
れか一項記載のオーミック電極。
8. The melting point of the metal or intermetallic compound is 8
It is 00 degreeC or more, The ohmic electrode as described in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned.
【請求項9】 上記金属はWまたはTaであることを特
徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載のオーミック
電極。
9. The ohmic electrode according to claim 1, wherein the metal is W or Ta.
【請求項10】 上記金属間化合物は二元系または三元
系の金属間化合物であることを特徴とする請求項1〜7
のいずれか一項記載のオーミック電極。
10. The intermetallic compound according to claim 1, wherein the intermetallic compound is a binary or ternary intermetallic compound.
The ohmic electrode according to claim 1.
【請求項11】 上記金属間化合物はNiGe、NiS
iまたはWSi2 であることを特徴とする請求項1〜7
のいずれか一項記載のオーミック電極。
11. The intermetallic compound is NiGe or NiS.
claim, characterized in that a i or WSi 2 1 to 7
The ohmic electrode according to claim 1.
【請求項12】 III-V族化合物半導体基体上に、上記
III-V族化合物半導体基体に対してドナー不純物となる
第1の元素から成る第1の薄膜、金属または金属間化合
物とIII-V族化合物半導体との間のエネルギー障壁の高
さを低下させる第2の元素から成る第2の薄膜および上
記第1の元素との反応により金属間化合物を形成する第
3の元素から成る第3の薄膜を順次形成する工程と、 上記第1の薄膜、上記第2の薄膜および上記第3の薄膜
が形成された上記III-V族化合物半導体基体を熱処理す
る工程とを有することを特徴とするオーミック電極の形
成方法。
12. A III-V compound semiconductor substrate, the above
A first thin film made of a first element that serves as a donor impurity for a III-V group compound semiconductor substrate, and a height of an energy barrier between the metal or intermetallic compound and the III-V group compound semiconductor, A step of sequentially forming a second thin film of the second element and a third thin film of the third element that forms an intermetallic compound by reaction with the first element, and the first thin film and the first thin film. And a step of heat-treating the III-V group compound semiconductor substrate on which the thin film of No. 2 and the third thin film have been formed.
【請求項13】 上記III-V族化合物半導体基体はGa
As、AlGaAsまたはInGaAsから成ることを
特徴とする請求項12記載のオーミック電極の形成方
法。
13. The III-V compound semiconductor substrate is Ga.
13. The method for forming an ohmic electrode according to claim 12, wherein the ohmic electrode is made of As, AlGaAs or InGaAs.
【請求項14】 上記III-V族化合物半導体はGaA
s、AlGaAsまたはInGaAsであることを特徴
とする請求項12または13記載のオーミック電極の形
成方法。
14. The III-V compound semiconductor is GaA.
14. The method for forming an ohmic electrode according to claim 12, wherein the ohmic electrode is s, AlGaAs or InGaAs.
【請求項15】 上記第1の薄膜、上記第2の薄膜およ
び上記第3の薄膜はそれぞれNi薄膜、In薄膜および
Ge薄膜であることを特徴とする請求項12、13また
は14記載のオーミック電極の形成方法。
15. The ohmic electrode according to claim 12, 13 or 14, wherein the first thin film, the second thin film and the third thin film are a Ni thin film, an In thin film and a Ge thin film, respectively. Forming method.
【請求項16】 上記熱処理の温度は400〜800℃
であることを特徴とする請求項12、13、14または
15記載のオーミック電極の形成方法。
16. The temperature of the heat treatment is 400 to 800 ° C.
16. The method for forming an ohmic electrode according to claim 12, 13, 14 or 15.
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