JPH0732146B2 - 化合物半導体装置の電極形成方法 - Google Patents
化合物半導体装置の電極形成方法Info
- Publication number
- JPH0732146B2 JPH0732146B2 JP63000944A JP94488A JPH0732146B2 JP H0732146 B2 JPH0732146 B2 JP H0732146B2 JP 63000944 A JP63000944 A JP 63000944A JP 94488 A JP94488 A JP 94488A JP H0732146 B2 JPH0732146 B2 JP H0732146B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gallium
- layer
- indium
- substrate
- gallium arsenide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は化合物半導体装置の電極形成方法に関し、特に
オーム接触を有すする化合物半導体装置の電極形成方法
に関する。
オーム接触を有すする化合物半導体装置の電極形成方法
に関する。
集積回路、半導体レーザ及び光検知素子等の微細構造を
有する化合物半導体装置の製造において、低抵抗のオー
ム接触を有する電極形成技術はきわめて重要である。
有する化合物半導体装置の製造において、低抵抗のオー
ム接触を有する電極形成技術はきわめて重要である。
従来、低抵抗のオーム接触を有する電極を、例えば、砒
化ガリウム基板上に形成する場合、前記砒化ガリウム基
板上に、金ゲルマニウム合金層及びニッケル層を順次蒸
着し、約450℃に加熱して合金化し、オーム接触を形成
する方法がとられる。しかし、このような方法では、合
金化反応が一様でなく、未反応の砒化ガリウムの部分と
合金化した部分が平坦にならず、針状の合金化した領域
が形成される場合がある。また、組成の異なる部分が島
状に点在して表面も凹凸の形状になるという問題点があ
る。従って、合金化の工程がなく、しかも、低抵抗のオ
ーム接触を有する電極形成が望ましく、例えば、砒化ガ
リウム基板上にｎ型のゲルマニウム層を形成した後、電
極用の金属層を蒸着したり、又は、ガリウムの組成を変
化させながら砒化ガリウムインジウム層を成長させた
後、電極用の金属層を形成する方法がとられている。
化ガリウム基板上に形成する場合、前記砒化ガリウム基
板上に、金ゲルマニウム合金層及びニッケル層を順次蒸
着し、約450℃に加熱して合金化し、オーム接触を形成
する方法がとられる。しかし、このような方法では、合
金化反応が一様でなく、未反応の砒化ガリウムの部分と
合金化した部分が平坦にならず、針状の合金化した領域
が形成される場合がある。また、組成の異なる部分が島
状に点在して表面も凹凸の形状になるという問題点があ
る。従って、合金化の工程がなく、しかも、低抵抗のオ
ーム接触を有する電極形成が望ましく、例えば、砒化ガ
リウム基板上にｎ型のゲルマニウム層を形成した後、電
極用の金属層を蒸着したり、又は、ガリウムの組成を変
化させながら砒化ガリウムインジウム層を成長させた
後、電極用の金属層を形成する方法がとられている。
上述した従来の化合物半導体装置の電極形成方法は、砒
化ガリウムインジウム層を形成する場合、分子線エピタ
キシャル成長法（以下MBEと記す）や、有機金属気相成
長法（MOCVD法）を用いて形成する。そのうち、MBE法は
超高真空中で分子又は原子を結晶基板へ照射して結晶成
長を行うために、結晶成長を原子レベルで制御できる特
長を有している。MB結晶では、結晶成長のための構成元
素を、それぞれ窒化ホウ素等のるつぼに入れて真空中で
加熱し、加熱されて蒸発した分子を分子線の形で結晶基
板上に当て結晶をエピタキシャル成長させる。
化ガリウムインジウム層を形成する場合、分子線エピタ
キシャル成長法（以下MBEと記す）や、有機金属気相成
長法（MOCVD法）を用いて形成する。そのうち、MBE法は
超高真空中で分子又は原子を結晶基板へ照射して結晶成
長を行うために、結晶成長を原子レベルで制御できる特
長を有している。MB結晶では、結晶成長のための構成元
素を、それぞれ窒化ホウ素等のるつぼに入れて真空中で
加熱し、加熱されて蒸発した分子を分子線の形で結晶基
板上に当て結晶をエピタキシャル成長させる。
従来のIII族及びＶ族よりなる化合物半導体のMBE法で
は、付着係数の小さいＶ族元素を供給過剰にし、付着係
数の大きいIII族元素の供給量を制御することにより、
成長膜厚を制御する。通常の場合、基板温度を下げIII
族元素の付着係数を１とし、供給したIII族元素に対応
して成長膜を形成する。
は、付着係数の小さいＶ族元素を供給過剰にし、付着係
数の大きいIII族元素の供給量を制御することにより、
成長膜厚を制御する。通常の場合、基板温度を下げIII
族元素の付着係数を１とし、供給したIII族元素に対応
して成長膜を形成する。
砒化ガリウムインジウム層のMBE成長では、付着係数が
１のため基板上ばかりでなく基板上に形成した酸化硅素
膜等の他種の膜上にもIII族元素が付着し、多結晶が該
薄膜にも析出する。そのため気相成長法等で応用される
選択成長技術は分子線エピタキシャル法では用いること
ができないという問題点があった。
１のため基板上ばかりでなく基板上に形成した酸化硅素
膜等の他種の膜上にもIII族元素が付着し、多結晶が該
薄膜にも析出する。そのため気相成長法等で応用される
選択成長技術は分子線エピタキシャル法では用いること
ができないという問題点があった。
本発明の目的は、分子線エピタキシャル法において選択
成長を可能にし、しかも良好なオーム接触を有する電極
を形成できる電極形成方法を提供することにある。
成長を可能にし、しかも良好なオーム接触を有する電極
を形成できる電極形成方法を提供することにある。
本発明の化合物半導体装置の電極形成方法は、砒化ガリ
ウム基板上に形成した絶縁膜に選択的に開口部を形成す
る工程と、前記砒化ガリウム基板の温度を600℃乃至650
℃の範囲に保持しながら砒素およびインジウムの蒸気を
分子線の形で照射することによって前記絶縁膜の上面に
多結晶層を生じさせることなく前記開口部に露出した前
記砒化ガリウム基板の一部分とインジウムとを反応させ
ることでガリウムの組成が前記砒化ガリウム基板に近い
ところより層表面へかけて徐々に小さくなるような砒化
ガリウムインジウム層を成長しこれにひき続き砒化イン
ジウム単結晶層を前記開口部に選択成長する工程と、前
記砒化インジウム単結晶層を含む表面に金属層を選択的
に形成して前記砒化ガリウム基板とオーム接触を有する
電極を形成する工程とを含んで構成される。
ウム基板上に形成した絶縁膜に選択的に開口部を形成す
る工程と、前記砒化ガリウム基板の温度を600℃乃至650
℃の範囲に保持しながら砒素およびインジウムの蒸気を
分子線の形で照射することによって前記絶縁膜の上面に
多結晶層を生じさせることなく前記開口部に露出した前
記砒化ガリウム基板の一部分とインジウムとを反応させ
ることでガリウムの組成が前記砒化ガリウム基板に近い
ところより層表面へかけて徐々に小さくなるような砒化
ガリウムインジウム層を成長しこれにひき続き砒化イン
ジウム単結晶層を前記開口部に選択成長する工程と、前
記砒化インジウム単結晶層を含む表面に金属層を選択的
に形成して前記砒化ガリウム基板とオーム接触を有する
電極を形成する工程とを含んで構成される。
本発明のMBE法においては、Ｖ族元素は過剰に供給さ
れ、成長速度はIII族元素の供給量により依存する。そ
の供給されるIII族原子の分圧をＰ、また、加熱された
基板上における熱平衡状態でのIII族原子の分圧をPeqと
すると、結晶成長速度は、 Ｐ−Peq に比例する。従って、酸化硅素膜上での熱平衡状態での
III族原子の分圧をPeq′とすると、 Ｐ−Peq′＜０ Ｐ−Peq＞０ の条件で選択成長が可能になる。
れ、成長速度はIII族元素の供給量により依存する。そ
の供給されるIII族原子の分圧をＰ、また、加熱された
基板上における熱平衡状態でのIII族原子の分圧をPeqと
すると、結晶成長速度は、 Ｐ−Peq に比例する。従って、酸化硅素膜上での熱平衡状態での
III族原子の分圧をPeq′とすると、 Ｐ−Peq′＜０ Ｐ−Peq＞０ の条件で選択成長が可能になる。
ところで、砒化ガリウムインジウム膜の場合、インジウ
ムとガリウムの熱平衡状態での分圧は大きく異なるので
選択成長はできない。例えば、砒素圧が１×10-5Torrの
場合、砒化ガリウムの選択成長は700〜775℃の範囲であ
り、砒化インジウムの場合、550〜625℃の範囲である。
ムとガリウムの熱平衡状態での分圧は大きく異なるので
選択成長はできない。例えば、砒素圧が１×10-5Torrの
場合、砒化ガリウムの選択成長は700〜775℃の範囲であ
り、砒化インジウムの場合、550〜625℃の範囲である。
本発明では、砒化ガリウム基板の温度を600〜650℃に保
つことにより、砒化インジウム層を選択的に成長する
が、その際におこる砒化ガリウムとインジウムの反応を
利用することにより、砒化ガリウム基板表面から砒化イ
ンジウム層内へIII族の組成を変化させることが可能と
なる。すなわち、砒化ガリウムの一部分とインジウムが
吸着した際に反応し、砒化ガリウムインジウムの組成に
なり、そのガリウムの組成は砒化ガリウム基板に近いと
ころよりエピタキシャル層表面へかけて徐々に小さくな
ってゆく。したがって、選択性をもちながら、結果とし
て砒化ガリウムインジウム層を基板との界面に有する砒
化インジウム層を形成することができる。
つことにより、砒化インジウム層を選択的に成長する
が、その際におこる砒化ガリウムとインジウムの反応を
利用することにより、砒化ガリウム基板表面から砒化イ
ンジウム層内へIII族の組成を変化させることが可能と
なる。すなわち、砒化ガリウムの一部分とインジウムが
吸着した際に反応し、砒化ガリウムインジウムの組成に
なり、そのガリウムの組成は砒化ガリウム基板に近いと
ころよりエピタキシャル層表面へかけて徐々に小さくな
ってゆく。したがって、選択性をもちながら、結果とし
て砒化ガリウムインジウム層を基板との界面に有する砒
化インジウム層を形成することができる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図である。
めの工程順に示した半導体チップの断面図である。
まず、第１図（ａ）に示すように、砒化ガリウム基板１
の上に絶縁膜として酸化硅素膜２を200〜500nmの厚さに
堆積し、これを選択的にエッチングして開口部３を形成
する。
の上に絶縁膜として酸化硅素膜２を200〜500nmの厚さに
堆積し、これを選択的にエッチングして開口部３を形成
する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、砒化ガリウム基板１
を分子線エピタキシャル装置に装着し、600℃に加熱す
る。次に、結晶成長用の元素として砒素とインジウムを
窒化ホウ素のるつぼにそれぞれ入れ砒素は約200℃、イ
ンジウムは約750℃に加熱し、発生した蒸気を分子線の
形で砒化ガリウム基板１の表面に当てエピタキシャル層
４を成長させる。ここで、砒化ガリウム基板１の温度が
600〜650℃のとき、開口部３の砒化ガリウム基板１の表
面にのみエピタキシャル層４が形成され、酸化硅素膜２
の上には砒化インジウム膜が析出されない。また、ここ
で、エピタキシャル層４の導電型をｎ型にする場合には
硅素を、ｐ型にする場合にはベリリウムを同様にして分
子線として照射することにより、所望する導電型が得ら
れる。次に、開口部３を含む表面にタングステン層を蒸
着法により堆積し、これを選択的にエッチングして電極
５を形成する。
を分子線エピタキシャル装置に装着し、600℃に加熱す
る。次に、結晶成長用の元素として砒素とインジウムを
窒化ホウ素のるつぼにそれぞれ入れ砒素は約200℃、イ
ンジウムは約750℃に加熱し、発生した蒸気を分子線の
形で砒化ガリウム基板１の表面に当てエピタキシャル層
４を成長させる。ここで、砒化ガリウム基板１の温度が
600〜650℃のとき、開口部３の砒化ガリウム基板１の表
面にのみエピタキシャル層４が形成され、酸化硅素膜２
の上には砒化インジウム膜が析出されない。また、ここ
で、エピタキシャル層４の導電型をｎ型にする場合には
硅素を、ｐ型にする場合にはベリリウムを同様にして分
子線として照射することにより、所望する導電型が得ら
れる。次に、開口部３を含む表面にタングステン層を蒸
着法により堆積し、これを選択的にエッチングして電極
５を形成する。
第２図は本発明の一実施例により形成したエピタキシャ
ル層４の膜表面からの深さに対するガリウム組成の変化
の関係を示す図である。
ル層４の膜表面からの深さに対するガリウム組成の変化
の関係を示す図である。
第２図に示すように、エピタキシャル層（膜厚１μｍ）
４と砒化ガリウム基板１との界面近傍において砒化ガリ
ウムとインジウムが反応して砒化ガリウムインジウム層
が形成されている。
４と砒化ガリウム基板１との界面近傍において砒化ガリ
ウムとインジウムが反応して砒化ガリウムインジウム層
が形成されている。
本発明による砒化ガリウム基板へのオーム接触を有する
電極は、金ゲルマニウムニッケル合金により形成される
従来の電極と同程度に低いオーム接触抵抗が得られた。
電極は、金ゲルマニウムニッケル合金により形成される
従来の電極と同程度に低いオーム接触抵抗が得られた。
一方、600℃未満の基板温度で砒化インジウム層を成長
させた場合には、砒化ガリウム基板と砒化インジウム層
との界面でガリウムの組成は極めて急峻となり、砒化ガ
リウムと砒化インジウムとの電子親和力の差により、価
電子帯のエネルギーレベルが急峻に変化し、オーム接触
が形成できなかった。
させた場合には、砒化ガリウム基板と砒化インジウム層
との界面でガリウムの組成は極めて急峻となり、砒化ガ
リウムと砒化インジウムとの電子親和力の差により、価
電子帯のエネルギーレベルが急峻に変化し、オーム接触
が形成できなかった。
以上説明したように本発明は、砒化ガリウム基板上に絶
縁膜を堆積し、該絶縁膜に選択的に設けた開口部の砒化
ガリウム基板上にMBE法により砒化インジウム層をエピ
タキシャル成長させ、且つ砒化ガリウム基板と砒化イン
ジウム層の界面に砒化ガリウムインジウム層を設けるこ
とにより砒化インジウム層の上に選択的に設けた金属層
と砒化ガリウム基板との低抵抗オーム接触を形成するこ
とができ、従来の合金化法によって生ずる合金と砒化ガ
リウム基板との界面の荒れ及び合金の表面の凹凸を防ぐ
と共に、MBE法による高制御性を活かせるという効果を
有する。
縁膜を堆積し、該絶縁膜に選択的に設けた開口部の砒化
ガリウム基板上にMBE法により砒化インジウム層をエピ
タキシャル成長させ、且つ砒化ガリウム基板と砒化イン
ジウム層の界面に砒化ガリウムインジウム層を設けるこ
とにより砒化インジウム層の上に選択的に設けた金属層
と砒化ガリウム基板との低抵抗オーム接触を形成するこ
とができ、従来の合金化法によって生ずる合金と砒化ガ
リウム基板との界面の荒れ及び合金の表面の凹凸を防ぐ
と共に、MBE法による高制御性を活かせるという効果を
有する。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第２図は本
発明の一実施例により形成したエピタキシャル層の膜表
面からの深さに対するガリウム組成の変化の関係を示す
図である。 １……砒化ガリウム基板、２……酸化珪素膜、３……開
口部、４……エピタキシャル層、５……電極。
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第２図は本
発明の一実施例により形成したエピタキシャル層の膜表
面からの深さに対するガリウム組成の変化の関係を示す
図である。 １……砒化ガリウム基板、２……酸化珪素膜、３……開
口部、４……エピタキシャル層、５……電極。
Claims (1)
- 【請求項１】砒化ガリウム基板上に形成した絶縁膜に選
択的に開口部を形成する工程と、前記砒化ガリウム基板
の温度を600℃乃至650℃の範囲に保持しながら砒素およ
びインジウムの蒸気を分子線の形で照射することによっ
て前記絶縁膜の上面に多結晶層を生じさせることなく前
記開口部に露出した前記砒化ガリウム基板の一部分とイ
ンジウムとを反応させることでガリウムの組成が前記砒
化ガリウム基板に近いところより層表面へかけて徐々に
小さくなるような砒化ガリウムインジウム層を成長しこ
れにひき続き砒化インジウム単結晶層を前記開口部に選
択成長する工程と、前記砒化インジウム単結晶層を含む
表面に金属層を選択的に形成して前記砒化ガリウム基板
とオーム接触を有する電極を形成する工程とを含むこと
を特徴とする化合物半導体装置の電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63000944A JPH0732146B2 (ja) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | 化合物半導体装置の電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63000944A JPH0732146B2 (ja) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | 化合物半導体装置の電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179316A JPH01179316A (ja) | 1989-07-17 |
| JPH0732146B2 true JPH0732146B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=11487785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63000944A Expired - Lifetime JPH0732146B2 (ja) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | 化合物半導体装置の電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732146B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624958A (en) * | 1979-08-07 | 1981-03-10 | Nec Kyushu Ltd | Lead frame for semiconductor device |
| JPS5624928A (en) * | 1979-08-09 | 1981-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Electrode forming method of semiconductor |
| JPS5835919A (ja) * | 1981-08-28 | 1983-03-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 金属半導体接合電極の製造方法 |
-
1988
- 1988-01-05 JP JP63000944A patent/JPH0732146B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 分子線エピタキシー技術、高橋潔、１９８４年１月２０日、工業調査会第１５５〜１５８頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01179316A (ja) | 1989-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| GB2024506A (en) | Ohmic contacts to n-type group iii-v semiconductors | |
| JP2596547B2 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| JPH0383332A (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
| JPS6163017A (ja) | 半導体薄膜結晶層の製造方法 | |
| JP2743377B2 (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| US5363799A (en) | Method for growth of crystal | |
| US3525146A (en) | Method of making semiconductor devices having crystal extensions for leads | |
| US5793109A (en) | Structure of ohmic electrode for semiconductor by atomic layer doping | |
| US4216037A (en) | Method for manufacturing a heterojunction semiconductor device by disappearing intermediate layer | |
| EP0524817A2 (en) | Crystal growth method of III - V compound semiconductor | |
| US5221638A (en) | Method of manufacturing a Schottky barrier semiconductor device | |
| JPH0732146B2 (ja) | 化合物半導体装置の電極形成方法 | |
| EP0306153B1 (en) | Method for growth of crystal | |
| JPH0332208B2 (ja) | ||
| CA1333248C (en) | Method of forming crystals | |
| EP0625801B1 (en) | Process for fabricating an ohmic electrode | |
| US5134091A (en) | Quantum effective device and process for its production | |
| JP2870989B2 (ja) | 化合物半導体の結晶成長方法 | |
| US5132247A (en) | Quantum effective device and process for its production | |
| JPH0249422A (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
| JPS63502472A (ja) | 三次元半導体構造を生成するための液相エピタキシャル法 | |
| US20240055256A1 (en) | Method for manufacturing a contact on a silicon carbide semiconductor substrate, and silicon carbide semiconductor device | |
| JPH08306635A (ja) | 半導体成長プロセス用ドーピングプロセス | |
| JPH01161822A (ja) | 素子およびその製造法 | |
| EP0048255B1 (en) | A semiconductor device and the manufacture thereof |