JPH08236483A - 半導体装置の電極形成方法 - Google Patents

半導体装置の電極形成方法

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JPH08236483A
JPH08236483A JP5802595A JP5802595A JPH08236483A JP H08236483 A JPH08236483 A JP H08236483A JP 5802595 A JP5802595 A JP 5802595A JP 5802595 A JP5802595 A JP 5802595A JP H08236483 A JPH08236483 A JP H08236483A
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JP
Japan
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electrode
film
semiconductor
substrate
plating
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Withdrawn
Application number
JP5802595A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Suzuki
哲哉 鈴木
Toshiyuki Terada
敏行 寺田
Yukihisa Fujita
恭久 藤田
Satoshi Fujii
智 藤井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板上の半導体膜と電極膜とのオーム性接触
を容易に可能とし、かつ電極膜を所望のパターンに加工
容易な半導体装置の電極形成方法を提供する。 【構成】 電極をなすべき金属イオンを含むめっき液中
で、基板の電極を形成せんとするパターン部分のみ露出
させて第1の電圧を印加して自然酸化膜を還元させて除
去し、続けて第2の電圧を印加して電極金属を析出させ
ることで、半導体膜表面に生じた自然酸化膜を除去した
まま電極をパターン形成可能となることから、半導体膜
と電極との間に自然酸化膜が介在することがない。ま
た、成膜後のエッチング行程がなくなるため、煩雑な電
極膜と下地の半導体層とのエッチングの選択比の設定も
なくなり、行程が簡略化される。ここで、めっき用電極
を基板に於ける半導体膜と相反する側に接続すれば、電
極となる金属を析出させる際に半導体膜表面が全面均一
の電位となり、電極膜厚が均一化し、一層、半導体装置
の品質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に積層された半
導体層に金(Au)などからなる所望のパターンの電極
膜を形成するための半導体装置の電極形成方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、II−VI族化合物半導体エピタ
キシャル結晶として砒化ガリウム(GaAs)基板上へ
セレン化亜鉛(ZnSe)の結晶を成長させ、更にドー
パントとして窒素(N)を導入して青色レーザを得るた
めのp型結晶を形成する方法や装置が注目されており、
特開昭62−88329号広報にはその一例が開示され
ている。また、米国のDePuydtらによれば、MB
E法にてrfプラズマ励起セルにより活性窒素ビームを
発生させ、1×1018cm-3台の窒素ドーピングを実現
する方法が提案されており(Appl.Phys.Le
tt.57,2127(1991)参照)、これにより
低抵抗のp型結晶が得られることが示唆されている。
【0003】このとき、例えばMBE法でZnSe等の
II−VI族エピタキシャル結晶からなるp型層を形成
し、このp型層上に金(Au)電極を形成する場合、こ
のp型層を形成した基板を外に出して、別の容器にいれ
電極を形成するという過程があるため、II−VI族エ
ピタキシャル結晶からなるp型層が外気に接触し、該p
型層の表面に自然酸化膜が形成される。この自然酸化膜
はAu電極を形成した後も残り、Au電極とp型層との
間に介在することとなる。従って、特に酸化絶縁層とA
u電極との界面の電位障壁が大きく(2〜10V程度)
なり、オーム性接触が得られず、その電気的特性が低下
すると云う問題があった。この問題は、他の成膜法を用
いた場合にも同様に生じ、また他の半導体装置に於ても
同様に生じる。
【0004】そこで、例えば電極膜を形成する直前に上
記自然酸化膜をエッチングして化学的に除去したり、ス
パッタリングして物理的に除去することが考えられる
が、処理工程が増加し、エッチングによる方法では処理
後に膜表面が再び外気に接触することから再度自然酸化
膜が生じる問題があり、スパッタリングによる方法では
膜質が低下して素子の特性が劣化すると云う問題があっ
た。
【0005】一方、上記したような電極膜は形成後、エ
ッチングによりパターニングされるが、その際、この電
極膜のみをエッチングするべく下地の半導体層とのエッ
チングの選択比が問題となり、その設定が厄介になりが
ちであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述したよう
な従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主
たる目的は、基板上の半導体膜と電極膜とのオーム性接
触を容易に可能とし、かつ電極膜を所望のパターンに容
易に加工可能な半導体装置の電極形成方法を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば、半導体基板の表面に積層された半導体層上に電
極膜をパターン形成するための方法であって、前記半導
体層に直接または前記基板を介して一方のめっき用電極
を接続し、前記基板の前記半導体層の表面を所望のパタ
ーンで第1の絶縁体皮膜で覆い、前記半導体層以外の部
分を第2の絶縁体皮膜で覆い、前記基板を、前記電極膜
をなすべき金属をイオンとして含むめっき液に浸漬し、
前記一方のめっき用電極とめっき液中に設けられた他方
のめっき用電極との間に第1の電圧を印加して前記半導
体層表面の自然酸化膜を還元した後、続けて前記両電極
間に第2の電圧を印加して前記半導体層表面に前記金属
からなる所望のパターンの電極膜を成膜させ、前記第2
の絶縁体皮膜を除去することを特徴とする半導体装置の
電極形成方法を提供することにより達成される。特に、
前記一方のめっき用電極を前記基板に於ける前記半導体
層と相反する面に接続すると良い。
【0008】
【作用】このようにすれば、半導体膜表面に生じた自然
酸化膜を還元して除去した状態で電極膜を電気めっきに
より所望のパターンに析出させることができることか
ら、半導体膜と電極膜との間に自然酸化膜が介在するこ
とがなく、しかも成膜後のエッチングも不要となる。特
に、電解めっきの負極を基板に於ける半導体膜と相反す
る側に接続すれば、めっき用電極となる金属を析出させ
る際に半導体膜表面が全面均一の電位となり、電極膜厚
が均一化する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
【0010】図1は、本発明方法を実現するための電解
めっき装置の構成を示す図である。金イオンを含むめっ
き液に満たされためっきセル1内には、電位印加装置2
の正極に接続されためっき用白金電極3が設けられてい
る。また、この白金電極3と対向する位置には、電位印
加装置2の負極に接続された被めっきユニット4が配置
されている。めっきセル1に隣接する位置には参照セル
5が配置され、両セル間には塩橋6が設けられている。
尚、参照セル5内には電位印加装置2に接続された参照
電極7が配置されている。
【0011】図2(a)〜図2(c)は、本発明に基づ
く第1の実施例に於ける被めっきユニット4の形成手順
を示す断面図である。半導体基板11の表面には公知の
エピタキシャル結晶成長法により例えばII−VI族の
セレン化亜鉛などからなるエピタキシャル層12が形成
されている。また、既に自然酸化膜13が基板全面に発
生しているものとする。
【0012】まず、この半導体基板11に於けるエピタ
キシャル層12表面に、図2(a)に示すように、第1
の絶縁体皮膜16を成膜する。そして、この絶縁体皮膜
16を所望のパターンにパターニングし、その後、半導
体基板11に於けるエピタキシャル層12と相反する面
に真空熱蒸着法または電子ビーム蒸着法により導電性金
属を成膜させ、熱処理してオーム性めっき用電極14を
形成する(図2(b))。次に、めっき用電極14にコ
ンタクトリード線15の一端を接続し、半導体基板11
のAu電極を形成せんとする部分(パターン)以外の部
分を第2の絶縁体皮膜17で被覆する。同時にめっき用
電極14及びコンタクトリード線15のめっき液に漬か
る部分もこの第2の絶縁体皮膜17で被覆する(図2
(c))。そして、コンタクトリード線15の他端を電
位印加装置2の負極に接続し、この被めっきユニット4
をめっき液に浸漬する。
【0013】図2(d)〜図2(f)は、本実施例に於
ける処理手順を説明する断面図である。図1に示すよう
に被めっきユニット4をめっき液に浸漬した状態で白金
電極3とめっき用電極14との間に、自然酸化膜13が
還元する程度の電圧を印加する。これにより、図2
(d)に示すように、自然酸化膜13の露出する部分が
還元されて半導体基板11のAu電極を形成せんとする
エピタキシャル層12の表面が露出する。次に、白金電
極3とめっき用電極14との間に、エピタキシャル層1
2の表面にAuが析出する程度の電圧を印加する。これ
により、図2(e)に示すように、第1の絶縁体皮膜で
覆われていないエピタキシャル層12の表面にAuが析
出し、所望のパターンのオーム性Au電極18が得られ
る。その後、図2(f)に示すように、第2の絶縁体皮
膜17を除去し、第1の絶縁体皮膜及びAu電極18と
密着性の高い金属によりオーバーコート膜を形成すれば
電極の保護を確実に行い得る。
【0014】尚、本実施例では電極にAuを用いたが、
Crなどの電解めっきが可能であり、かつ電極として使
用できる金属であれば良い。
【0015】図3(a)〜図3(c)は、本発明に基づ
く第2の実施例に於ける被めっきユニット24の形成手
順を示す断面図であり、図3(d)〜図3(f)は、第
2の実施例に於ける処理手順を説明する断面図である。
本実施例では半導体基板21をn型半導体とし、その表
面にp型半導体層を形成している。それ以外の構造及び
行程は第1の実施例と同様である。
【0016】ここで、通常p型半導体は多数キャリアが
正孔であるとからn型半導体に比較してキャリアの移動
度が小さく高抵抗となる。また、膜の延在方向に電流を
流す場合、膜が薄いと高抵抗となる。従って、例えばp
型半導体層に直接負極を接続する場合、その接続部分の
近傍とそこから離れた位置とでは電位が均一にならず、
所望の自然酸化膜除去効果が得られないばかりでなくA
uが均一に析出し難い。そこで、本実施例のようにn型
半導体基板21に負極側めっき用電極24を接続するこ
とで、半導体の順方向に、しかも膜の厚さ方向に電流が
流れ、その抵抗が問題とならず、低い電圧の印加で良い
と共に半導体層22の表面電位が均一化して所望の自然
酸化膜除去効果が得られ、Auが均一に析出する。
【0017】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による半導体装置の電極形成方法によれば、電極をな
すべき金属イオンを含むめっき液中で、基板の電極を形
成せんとするパターン部分のみ露出させて第1の電圧を
印加して自然酸化膜を還元させて除去し、続けて第2の
電圧を印加して電極金属を析出させることで、半導体膜
表面に生じた自然酸化膜を除去したまま電極をパターン
形成可能となることから、半導体膜と電極との間に自然
酸化膜が介在することがない。また、成膜後のパターニ
ング(エッチング)行程がなくなることから、煩雑な電
極膜と下地の半導体層とのエッチングの選択比の設定も
なくなり、行程が簡略化される。ここで、めっき用電極
(負極)を基板に於ける半導体膜と相反する側に接続す
れば、電極となる金属を析出させる際に半導体膜表面が
全面均一の電位となり、電極膜厚が均一化し、一層、半
導体装置の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実現するための電解めっき装置の
構成を示す図。
【図2】(a)〜(c)は、本発明に基づく第1の実施
例に於ける被めっきユニット4の形成手順を示す断面
図、(d)〜(f)は、第1の実施例に於ける処理手順
を説明する断面図。
【図3】(a)〜(c)は、本発明に基づく第2の実施
例に於ける被めっきユニット24の形成手順を示す断面
図、(d)〜(f)は、第2の実施例に於ける処理手順
を説明する断面図。
【符号の説明】
1 めっきセル 2 電位印加装置 3 めっき用白金電極 4 被めっきユニット 5 参照セル 6 塩橋 7 参照電極 11 半導体基板 12 エピタキシャル層 13 自然酸化膜 14 めっき用電極 15 コンタクトリード線 16 第1の絶縁体皮膜 17 第2の絶縁体皮膜 18 オーム性Au電極 21 半導体基板 22 半導体層 24 負極側めっき用電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 智 相模原市淵野辺5−10−1 新日本製鐵株 式会社エレクトロニクス研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の表面に積層された半導体
    層上に電極膜をパターン形成するための方法であって、 前記半導体層に直接または前記基板を介して一方のめっ
    き用電極を接続し、 前記基板の前記半導体層の表面を所望のパターンで第1
    の絶縁体皮膜で覆い、 前記半導体層以外の部分を第2の絶縁体皮膜で覆い、 前記基板を、前記電極膜をなすべき金属をイオンとして
    含むめっき液に浸漬し、 前記一方のめっき用電極とめっき液中に設けられた他方
    のめっき用電極との間に第1の電圧を印加して前記半導
    体層表面の自然酸化膜を還元した後、続けて前記両電極
    間に第2の電圧を印加して前記半導体層表面に前記金属
    からなる所望のパターンの電極膜を成膜させ、 前記第2の絶縁体皮膜を除去することを特徴とする半導
    体装置の電極形成方法。
  2. 【請求項2】 前記一方のめっき用電極を前記基板に
    於ける前記半導体層と相反する面に接続することを特徴
    とする請求項1に記載の半導体装置の電極形成方法。
  3. 【請求項3】 前記基板がn型半導体基板からなると
    共に前記半導体層がp型半導体からなることを特徴とす
    る請求項2に記載の半導体装置の電極形成方法。
  4. 【請求項4】 前記半導体層が前記基板と導電型の異
    なるエピタキシャル結晶成長による半導体層からなるこ
    とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    の半導体装置の電極形成方法。
JP5802595A 1995-02-22 1995-02-22 半導体装置の電極形成方法 Withdrawn JPH08236483A (ja)

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