JPH09106959A - 化合物半導体のオーム性電極及びその形成方法 - Google Patents
化合物半導体のオーム性電極及びその形成方法Info
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 接触抵抗が低く、かつそのバラツキも小さ
く、安定性と耐熱性のよいｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体のＡｕ−Ｓｉ系オーム性電極を提供する。 【解決手段】 金（Ａｕ）、シリコン（Ｓｉ）及びニッ
ケル（Ｎｉ）よりなる合金を用いて形成されたｎ型ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極であり、該ｎ型Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜
を被着後該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電極に加工した後
に、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を非酸化性雰囲気中において高温および低温の二段の熱
処理をして形成されたことを特徴とする。
く、安定性と耐熱性のよいｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体のＡｕ−Ｓｉ系オーム性電極を提供する。 【解決手段】 金（Ａｕ）、シリコン（Ｓｉ）及びニッ
ケル（Ｎｉ）よりなる合金を用いて形成されたｎ型ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極であり、該ｎ型Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜
を被着後該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電極に加工した後
に、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を非酸化性雰囲気中において高温および低温の二段の熱
処理をして形成されたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体、特
にｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に対して形成されるオ
ーム性電極及びその形成方法に関する。
にｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に対して形成されるオ
ーム性電極及びその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用い
た半導体装置、例えばＧａＰ発光ダイオードのｎ型オー
ム性電極には、ＡｕとＧｅとＮｉの合金（以下、Ａｕ−
Ｇｅ−Ｎｉという。）或いはＡｕとＳｉの合金（以下、
Ａｕ−Ｓｉという。）が用いられてきた。
た半導体装置、例えばＧａＰ発光ダイオードのｎ型オー
ム性電極には、ＡｕとＧｅとＮｉの合金（以下、Ａｕ−
Ｇｅ−Ｎｉという。）或いはＡｕとＳｉの合金（以下、
Ａｕ−Ｓｉという。）が用いられてきた。
【０００３】オーム性電極を形成するには、これらの金
属を電極を形成すべきｎ型化合物半導体上に、真空蒸着
法等で被着し、ホトエッチング技法で所定の形状にパタ
ーン化した後、熱処理を行なうことが必要である。Ａｕ
−Ｇｅ−Ｎｉ電極は４５０〜５５０℃の温度範囲の熱処
理で、またＡｕ−Ｓｉ電極は５９０〜６１０℃の温度範
囲の熱処理によってオーム性電極が得られる。
属を電極を形成すべきｎ型化合物半導体上に、真空蒸着
法等で被着し、ホトエッチング技法で所定の形状にパタ
ーン化した後、熱処理を行なうことが必要である。Ａｕ
−Ｇｅ−Ｎｉ電極は４５０〜５５０℃の温度範囲の熱処
理で、またＡｕ−Ｓｉ電極は５９０〜６１０℃の温度範
囲の熱処理によってオーム性電極が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した様に、Ａｕ−
Ｇｅ−Ｎｉ電極は４５０〜５５０℃と比較的低温の熱処
理によってオーム性電極が得られるが、接触抵抗のバラ
ツキが大きく、また熱処理時間を長くすると接触抵抗が
急激に増加したりする（オーム性を失する場合もある）
等の欠点、即ち、再現性よく、接触抵抗が低くかつバラ
ツキの小さいオーム性電極が得られないという欠点があ
る。さらにＡｕ系電極であるにもかかわらず、その表面
が素子化工程で用いられる強酸（例えば、硫酸と過酸化
水素水の混合液）に侵され易く、製造工程上、或いは品
質上問題となる。
Ｇｅ−Ｎｉ電極は４５０〜５５０℃と比較的低温の熱処
理によってオーム性電極が得られるが、接触抵抗のバラ
ツキが大きく、また熱処理時間を長くすると接触抵抗が
急激に増加したりする（オーム性を失する場合もある）
等の欠点、即ち、再現性よく、接触抵抗が低くかつバラ
ツキの小さいオーム性電極が得られないという欠点があ
る。さらにＡｕ系電極であるにもかかわらず、その表面
が素子化工程で用いられる強酸（例えば、硫酸と過酸化
水素水の混合液）に侵され易く、製造工程上、或いは品
質上問題となる。
【０００５】前記強酸に侵され易いＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ電
極の代替として、強酸に侵され難いＡｕ−Ｓｉ電極が用
いられるが、Ａｕ−Ｓｉの場合にも、次に示す様な欠点
がある。 Ａｕ−Ｓｉを真空蒸着法により被着する際、被着金属
中のＳｉ濃度を許容濃度内に制御することが極めて困難
であり、このため接触抵抗のバラツキが大きくなる。 オーム性接触を得るには６００℃前後の高温の熱処理
が必要であり、分解し易いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の
熱処理としては高温すぎる。 ホトエッチング技法（特に、ノンシアン系のヨウ素ヨ
ウ化カリウムのエッチャントの場合）による電極パター
ン化が困難である。
極の代替として、強酸に侵され難いＡｕ−Ｓｉ電極が用
いられるが、Ａｕ−Ｓｉの場合にも、次に示す様な欠点
がある。 Ａｕ−Ｓｉを真空蒸着法により被着する際、被着金属
中のＳｉ濃度を許容濃度内に制御することが極めて困難
であり、このため接触抵抗のバラツキが大きくなる。 オーム性接触を得るには６００℃前後の高温の熱処理
が必要であり、分解し易いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の
熱処理としては高温すぎる。 ホトエッチング技法（特に、ノンシアン系のヨウ素ヨ
ウ化カリウムのエッチャントの場合）による電極パター
ン化が困難である。
【０００６】本発明者らは、上記した従来のオーム性電
極の欠点を解決した電極としてＡｕ−Ｓｉに１〜３０重
量％のＮｉを加えた３元合金（以下Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉと
いう）を既に提案した（特開平７−１７６７９０号公
報）。しかし、このＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉの場合には熱処理
条件によっては安定性と耐熱性のよいオーム性接合が得
られないという問題があった。
極の欠点を解決した電極としてＡｕ−Ｓｉに１〜３０重
量％のＮｉを加えた３元合金（以下Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉと
いう）を既に提案した（特開平７−１７６７９０号公
報）。しかし、このＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉの場合には熱処理
条件によっては安定性と耐熱性のよいオーム性接合が得
られないという問題があった。
【０００７】本発明の目的は、接触抵抗が低く、かつそ
のバラツキも小さく、安定性と耐熱性のよいｎ型ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体のＡｕ−Ｓｉ系オーム性電極及びそ
の形成方法を提供することである。
のバラツキも小さく、安定性と耐熱性のよいｎ型ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体のＡｕ−Ｓｉ系オーム性電極及びそ
の形成方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の態様では、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体のオーム性電極として、Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉの３
元合金を用い、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に
Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を被着し該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜
を電極に加工した後に、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を非酸化性雰囲気中において高温お
よび低温の二段の熱処理をして形成することとした。
めに、本発明の第１の態様では、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体のオーム性電極として、Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉの３
元合金を用い、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上に
Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を被着し該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜
を電極に加工した後に、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を非酸化性雰囲気中において高温お
よび低温の二段の熱処理をして形成することとした。
【０００９】前記高温の熱処理が５２０℃〜６００℃の
温度範囲で、前記低温の熱処理が３５０℃〜４８０℃の
温度範囲であることが好ましく、この温度範囲を外れる
と良好なオーム性接合が得られない。熱処理時間はどち
らの熱処理でも３０秒〜１２０分間であることが好まし
いが、用いる熱処理手段によって最適な熱処理条件が異
なる。即ち、通常の抵抗加熱式の熱処理炉を用いる場合
には１０〜１２０分間の熱処理が必要であるが、ランプ
加熱方式のラピッドサーマルアニーラーを用いる場合に
は３０秒から２分程度の熱処理で充分である。
温度範囲で、前記低温の熱処理が３５０℃〜４８０℃の
温度範囲であることが好ましく、この温度範囲を外れる
と良好なオーム性接合が得られない。熱処理時間はどち
らの熱処理でも３０秒〜１２０分間であることが好まし
いが、用いる熱処理手段によって最適な熱処理条件が異
なる。即ち、通常の抵抗加熱式の熱処理炉を用いる場合
には１０〜１２０分間の熱処理が必要であるが、ランプ
加熱方式のラピッドサーマルアニーラーを用いる場合に
は３０秒から２分程度の熱処理で充分である。
【００１０】また、本発明の第２の態様においては、ｎ
型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極として、Ａ
ｕ−Ｓｉ−Ｎｉの３元合金を用い、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を被着し該Ａ
ｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電極に加工した後に、該電極形成
をした該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を非酸化性雰囲
気の炉中において高温で保持した後該炉内でそのまま冷
却をして形成することとした。
型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極として、Ａ
ｕ−Ｓｉ−Ｎｉの３元合金を用い、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を被着し該Ａ
ｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電極に加工した後に、該電極形成
をした該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を非酸化性雰囲
気の炉中において高温で保持した後該炉内でそのまま冷
却をして形成することとした。
【００１１】前記高温の熱処理が５２０℃〜６００℃の
温度範囲であることが好ましく、この温度範囲を外れる
と良好なオーム性接合が得られない。熱処理時間は３０
秒〜１２０分間であることが好ましいが、用いる熱処理
手段によって最適な熱処理条件がことなる。即ち、通常
の抵抗加熱式の熱処理炉を用いる場合には１０〜１２０
分間の熱処理が必要であるが、ランプ加熱方式のラピッ
ドサーマルアニーラーを用いる場合には３０秒から２分
程度の熱処理で充分である。高温からの炉内での冷却の
場合の降温レートは５℃／分〜１００℃／分であること
が好ましく、２５〜２００℃の温度範囲まで冷却して炉
から取り出すのが望ましい。
温度範囲であることが好ましく、この温度範囲を外れる
と良好なオーム性接合が得られない。熱処理時間は３０
秒〜１２０分間であることが好ましいが、用いる熱処理
手段によって最適な熱処理条件がことなる。即ち、通常
の抵抗加熱式の熱処理炉を用いる場合には１０〜１２０
分間の熱処理が必要であるが、ランプ加熱方式のラピッ
ドサーマルアニーラーを用いる場合には３０秒から２分
程度の熱処理で充分である。高温からの炉内での冷却の
場合の降温レートは５℃／分〜１００℃／分であること
が好ましく、２５〜２００℃の温度範囲まで冷却して炉
から取り出すのが望ましい。
【００１２】上記した本発明の第１及び第２の態様のＡ
ｕ−Ｓｉ−Ｎｉにおいて、３元合金中のＮｉの濃度は、
好ましくは１〜３０重量％、さらに好ましくは３〜２０
重量％、である。
ｕ−Ｓｉ−Ｎｉにおいて、３元合金中のＮｉの濃度は、
好ましくは１〜３０重量％、さらに好ましくは３〜２０
重量％、である。
【００１３】さらには、本発明方法の第１の態様では、
ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎ
ｉ被膜を被着する工程と、該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電
極に加工する工程と、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体を非酸化性雰囲気中において高温およ
び低温の二段の熱処理する工程とを用い、ｎ型ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体のオーム性電極を形成するようにし
た。
ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎ
ｉ被膜を被着する工程と、該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電
極に加工する工程と、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体を非酸化性雰囲気中において高温およ
び低温の二段の熱処理する工程とを用い、ｎ型ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体のオーム性電極を形成するようにし
た。
【００１４】また、本発明方法の第２の態様では、ｎ型
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被
膜を被着する工程と、該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電極に
加工する工程と、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体を非酸化性雰囲気の炉中において高温で保
持した後に該炉内でそのまま冷却する熱処理工程とを用
い、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極を形
成するようにした。
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被
膜を被着する工程と、該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電極に
加工する工程と、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体を非酸化性雰囲気の炉中において高温で保
持した後に該炉内でそのまま冷却する熱処理工程とを用
い、ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極を形
成するようにした。
【００１５】なお、上記したｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体のオーム性電極の形成における熱処理条件の説明は
いずれも本発明方法に対しても同様に適用可能なもので
ある。また、本発明方法においても、Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ
よりなる３元合金中のＮｉ濃度は、好ましくは１〜３０
重量％、さらに好ましくは３〜２０重量％、である。
導体のオーム性電極の形成における熱処理条件の説明は
いずれも本発明方法に対しても同様に適用可能なもので
ある。また、本発明方法においても、Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ
よりなる３元合金中のＮｉ濃度は、好ましくは１〜３０
重量％、さらに好ましくは３〜２０重量％、である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一つの実施の形態
を説明する。
を説明する。
【００１７】本発明のオーム性電極をｎ型ＧａＰ上に形
成する工程（ａ）（ｂ）（ｃ）を、図１とともに説明す
る。
成する工程（ａ）（ｂ）（ｃ）を、図１とともに説明す
る。
【００１８】工程（ａ）：まず、１００〜２００℃に加
熱したキャリア濃度１〜３×１０17／ｃｍ3 のｎ型Ｇａ
Ｐ基板１上に真空蒸着法で、厚さ約３０００ÅのＡｕ−
Ｓｉ−Ｎｉ被膜２を被着する。該被膜２の各組成割合
は、Ｓｉ：１重量％、Ｎｉ：１０重量％、Ａｕ：８９重
量％とした。
熱したキャリア濃度１〜３×１０17／ｃｍ3 のｎ型Ｇａ
Ｐ基板１上に真空蒸着法で、厚さ約３０００ÅのＡｕ−
Ｓｉ−Ｎｉ被膜２を被着する。該被膜２の各組成割合
は、Ｓｉ：１重量％、Ｎｉ：１０重量％、Ａｕ：８９重
量％とした。
【００１９】工程（ｂ）：次に、前記Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ
被膜２を、エッチャントとしてＫＩ−Ｉ2 水溶液を用い
たホトエッチング技法により、直径６０μｍの円形電極
３（ピッチ１２０μｍ、即ち電極間距離６０μｍ）に加
工する。
被膜２を、エッチャントとしてＫＩ−Ｉ2 水溶液を用い
たホトエッチング技法により、直径６０μｍの円形電極
３（ピッチ１２０μｍ、即ち電極間距離６０μｍ）に加
工する。
【００２０】工程（ｃ）：次に、Ａｒ雰囲気中におい
て、前記電極形成をしたｎ型ＧａＰ基板１を５２０〜６
２０℃の温度範囲で３０秒〜１２０分間熱処理した後、
３５０〜４８０℃の温度範囲で３０秒〜１２０分間熱処
理するか、降温レートが５℃／分〜１００℃／分で炉冷
を行なって８０℃で取り出して、オーム性電極の形成を
完了した。符号４はアロイ部分で、上記Ａｕ−Ｓｉ−Ｎ
ｉ被膜２とｎ型ＧａＰ基板１の表面が熱処理により合金
化し、オーム性接触を示す。
て、前記電極形成をしたｎ型ＧａＰ基板１を５２０〜６
２０℃の温度範囲で３０秒〜１２０分間熱処理した後、
３５０〜４８０℃の温度範囲で３０秒〜１２０分間熱処
理するか、降温レートが５℃／分〜１００℃／分で炉冷
を行なって８０℃で取り出して、オーム性電極の形成を
完了した。符号４はアロイ部分で、上記Ａｕ−Ｓｉ−Ｎ
ｉ被膜２とｎ型ＧａＰ基板１の表面が熱処理により合金
化し、オーム性接触を示す。
【００２１】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げてさらに具体的
に説明する。
に説明する。
【００２２】実施例１〜４及び比較例１〜３：二段熱処
理による電極形成実験 上記工程（ｃ）における熱処理条件を初段５３０℃６０
分＋二段目４００℃３０分（実施例１）、初段５３０℃
９０分＋二段目４００℃３０分（実施例２）、初段５７
０℃４０分＋二段目４８０℃３０分（実施例３）及び初
段５８０℃１０分＋二段目４５０℃１０分（実施例４）
として、上記工程（ａ）（ｂ）（ｃ）に従ってオーム性
電極を形成した。また、比較のために、熱処理条件を５
８０℃１０分のみ（比較例１）、４５０℃６０分のみ
（比較例２）及び初段４８０℃６０分＋二段目３５０℃
６０分（比較例３）として、上記工程（ａ）（ｂ）
（ｃ）に従ってオーム性電極を形成した試料も作成し
た。
理による電極形成実験 上記工程（ｃ）における熱処理条件を初段５３０℃６０
分＋二段目４００℃３０分（実施例１）、初段５３０℃
９０分＋二段目４００℃３０分（実施例２）、初段５７
０℃４０分＋二段目４８０℃３０分（実施例３）及び初
段５８０℃１０分＋二段目４５０℃１０分（実施例４）
として、上記工程（ａ）（ｂ）（ｃ）に従ってオーム性
電極を形成した。また、比較のために、熱処理条件を５
８０℃１０分のみ（比較例１）、４５０℃６０分のみ
（比較例２）及び初段４８０℃６０分＋二段目３５０℃
６０分（比較例３）として、上記工程（ａ）（ｂ）
（ｃ）に従ってオーム性電極を形成した試料も作成し
た。
【００２３】上記形成された隣接するｎ型電極間に、Ｄ
Ｃ１００ｍＡの電流（Ｉ）を流すのに必要な印加電圧
（Ｖ）を測定して、電圧−電流の関係より電極間抵抗
（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）を求め、この電極間抵抗を以って接触抵
抗の代わりとした。形成した電極の安定性を示すデータ
として、電極間抵抗の測定を電極形成直後及びｐ型電極
形成時の熱処理条件である５２５℃１０分の熱処理を行
なった後にも行なった。上記した二段熱処理による電極
形成実験例の実験条件とその結果を表１に示した。
Ｃ１００ｍＡの電流（Ｉ）を流すのに必要な印加電圧
（Ｖ）を測定して、電圧−電流の関係より電極間抵抗
（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）を求め、この電極間抵抗を以って接触抵
抗の代わりとした。形成した電極の安定性を示すデータ
として、電極間抵抗の測定を電極形成直後及びｐ型電極
形成時の熱処理条件である５２５℃１０分の熱処理を行
なった後にも行なった。上記した二段熱処理による電極
形成実験例の実験条件とその結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１における注釈（＊）は次の通りであ
る。 ＊１：部分的にはオーム性接触となっていない部分有
り。
る。 ＊１：部分的にはオーム性接触となっていない部分有
り。
【００２６】実施例５：二段熱処理電極の熱安定性確認
実験 上記工程（ｃ）における熱処理条件を初段５８０℃３０
分＋二段目４８０℃３０分として、上記工程（ａ）
（ｂ）（ｃ）に従ってオーム性電極を形成した。電極形
成を行なったウェーハを４８０℃で１０分から１２０分
間熱処理を行ない電極間抵抗の変化を測定したが、図２
に示すように１２０分までの熱処理では電極間抵抗は変
化せず、非常に安定なものであることが明らかとなっ
た。
実験 上記工程（ｃ）における熱処理条件を初段５８０℃３０
分＋二段目４８０℃３０分として、上記工程（ａ）
（ｂ）（ｃ）に従ってオーム性電極を形成した。電極形
成を行なったウェーハを４８０℃で１０分から１２０分
間熱処理を行ない電極間抵抗の変化を測定したが、図２
に示すように１２０分までの熱処理では電極間抵抗は変
化せず、非常に安定なものであることが明らかとなっ
た。
【００２７】実施例６〜９及び比較例４〜５：高温保持
後炉冷処理による電極形成実験 上記工程（ｃ）における熱処理条件を初段５８０℃１０
分＋降温レート１００℃／分（実施例６）、初段５８０
℃４０分＋降温レート１００℃／分（実施例７）、初段
５７０℃３０分＋降温レート３０℃／分（実施例８）及
び初段５３０℃３０分＋降温レート１０℃／分（実施例
９）として、上記工程（ａ）（ｂ）（ｃ）に従ってオー
ム性電極を形成した。また、比較のために、熱処理条件
を初段５８０℃３０分＋降温レート２００℃／分（比較
例４）及び初段５２０℃３０分＋降温レート２００℃／
分（比較例５）として、上記工程（ａ）（ｂ）（ｃ）に
従ってオーム性電極を形成した試料も作成した。尚、実
施例、比較例ともに試料の炉からの取り出し温度は８０
℃とした。
後炉冷処理による電極形成実験 上記工程（ｃ）における熱処理条件を初段５８０℃１０
分＋降温レート１００℃／分（実施例６）、初段５８０
℃４０分＋降温レート１００℃／分（実施例７）、初段
５７０℃３０分＋降温レート３０℃／分（実施例８）及
び初段５３０℃３０分＋降温レート１０℃／分（実施例
９）として、上記工程（ａ）（ｂ）（ｃ）に従ってオー
ム性電極を形成した。また、比較のために、熱処理条件
を初段５８０℃３０分＋降温レート２００℃／分（比較
例４）及び初段５２０℃３０分＋降温レート２００℃／
分（比較例５）として、上記工程（ａ）（ｂ）（ｃ）に
従ってオーム性電極を形成した試料も作成した。尚、実
施例、比較例ともに試料の炉からの取り出し温度は８０
℃とした。
【００２８】上記形成された隣接するｎ型電極間に、Ｄ
Ｃ１００ｍＡの電流（Ｉ）を流すのに必要な印加電圧
（Ｖ）を測定して、電圧−電流の関係より電極間抵抗
（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）を求め、この電極間抵抗を以って接触抵
抗の代わりとした。形成した電極の安定性を示すデータ
として、電極間抵抗の測定を電極形成直後及びｐ型電極
形成時の熱処理条件である５２５℃１０分の熱処理を行
なった後にも行なった。上記した高温保持後炉冷熱処理
による電極形成実験例の実験条件とその結果を表２に示
した。
Ｃ１００ｍＡの電流（Ｉ）を流すのに必要な印加電圧
（Ｖ）を測定して、電圧−電流の関係より電極間抵抗
（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）を求め、この電極間抵抗を以って接触抵
抗の代わりとした。形成した電極の安定性を示すデータ
として、電極間抵抗の測定を電極形成直後及びｐ型電極
形成時の熱処理条件である５２５℃１０分の熱処理を行
なった後にも行なった。上記した高温保持後炉冷熱処理
による電極形成実験例の実験条件とその結果を表２に示
した。
【００２９】
【表２】
【００３０】表２における注釈（＊）は次の通りであ
る。 ＊２：部分的にはオーム性接触となっていない部分有
り。 ＊３：ウェーハ全面でオーム性接触とならず。
る。 ＊２：部分的にはオーム性接触となっていない部分有
り。 ＊３：ウェーハ全面でオーム性接触とならず。
【００３１】オーム性電極として使用可能な電極間抵抗
としては、一応５０Ω以下とされているが、３０Ω以下
であれば好適に使用されるものである。表１及び表２に
示した測定結果から明らかなごとく、実施例１〜５、即
ちＡｕ８９重量％、Ｓｉ１重量％及びＮｉ１０重量％の
組成を用い、初段に５２０〜６４０℃の温度範囲で３０
秒から１２０分熱処理し、次いで３５０〜４８０℃の温
度範囲で３０秒から１２０分熱処理した場合と、実施例
６〜９、即ちＡｕ８９重量％、Ｓｉ１重量％及びＮｉ１
０重量％の組成を用い、初段に５２０〜６４０℃の温度
範囲で３０秒から１２０分熱処理し、次いで１０〜１０
０℃／分の降温レートで炉冷を行なった場合ともに良好
なオーム性接触が得られ、何れの条件で作成した電極も
ｐ型電極形成相当の熱処理を行なったのちも良好なオー
ム性接触を維持していた。比較例ではウェーハ面内で良
好なオーム性接触が得られた部分がある条件もあるが、
ウェーハ全面で良好なオーム性接触は得られなかった。
としては、一応５０Ω以下とされているが、３０Ω以下
であれば好適に使用されるものである。表１及び表２に
示した測定結果から明らかなごとく、実施例１〜５、即
ちＡｕ８９重量％、Ｓｉ１重量％及びＮｉ１０重量％の
組成を用い、初段に５２０〜６４０℃の温度範囲で３０
秒から１２０分熱処理し、次いで３５０〜４８０℃の温
度範囲で３０秒から１２０分熱処理した場合と、実施例
６〜９、即ちＡｕ８９重量％、Ｓｉ１重量％及びＮｉ１
０重量％の組成を用い、初段に５２０〜６４０℃の温度
範囲で３０秒から１２０分熱処理し、次いで１０〜１０
０℃／分の降温レートで炉冷を行なった場合ともに良好
なオーム性接触が得られ、何れの条件で作成した電極も
ｐ型電極形成相当の熱処理を行なったのちも良好なオー
ム性接触を維持していた。比較例ではウェーハ面内で良
好なオーム性接触が得られた部分がある条件もあるが、
ウェーハ全面で良好なオーム性接触は得られなかった。
【００３２】また、上記実施例１〜９で得られた電極は
強酸（例えば、硫酸と過酸化水素水の混合液）に浸漬し
ても、全く侵されないことも確認した。
強酸（例えば、硫酸と過酸化水素水の混合液）に浸漬し
ても、全く侵されないことも確認した。
【００３３】尚、ｎ型ＧａＡｓ、ｎ型ＧａＡｌＡｓにつ
いても、各実施例に示したｎ型ＧａＰの場合と同様の結
果が得られた。
いても、各実施例に示したｎ型ＧａＰの場合と同様の結
果が得られた。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明のｎ型ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極は、接触抵抗が低
く、かつそのバラツキも小さく、安定性と耐熱性がよい
という効果を有する。また、本発明方法によれば、本発
明のオーム性電極を効果的に形成することができるとい
う利点がある。
−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極は、接触抵抗が低
く、かつそのバラツキも小さく、安定性と耐熱性がよい
という効果を有する。また、本発明方法によれば、本発
明のオーム性電極を効果的に形成することができるとい
う利点がある。
【図１】本発明の化合物半導体のオーム性電極形成手順
を示す工程図である。
を示す工程図である。
【図２】実施例５における本発明の化合物半導体のオー
ム性電極形成の熱安定性を示すグラフである。
ム性電極形成の熱安定性を示すグラフである。
１ ｎ型ＧａＰ基板 ２ Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜 ３ 電極 ４ 熱処理により形成されたＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉとｎ型Ｇ
ａＰとのアロイ部分
ａＰとのアロイ部分
Claims (10)
- 【請求項１】 金（Ａｕ）、シリコン（Ｓｉ）及びニッ
ケル（Ｎｉ）よりなる合金を用いて形成されたｎ型ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極であり、該ｎ型Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜
を被着し該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電極に加工した後
に、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を非酸化性雰囲気中において高温および低温の二段の熱
処理をして形成されたことを特徴とするｎ型ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体のオーム性電極。 - 【請求項２】 前記高温の熱処理が５２０℃〜６００℃
の温度範囲で３０秒〜１２０分間熱処理するものであ
り、前記低温の熱処理が３５０℃〜４８０℃の温度範囲
で３０秒〜１２０分間熱処理するものであることを特徴
とする請求項１記載のｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の
オーム性電極。 - 【請求項３】 金（Ａｕ）、シリコン（Ｓｉ）及びニッ
ケル（Ｎｉ）よりなる合金を用いて形成されたｎ型ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極であり、該ｎ型Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜
を被着し該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被膜を電極に加工した後
に、該電極形成をした該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を非酸化性雰囲気の炉中において高温で保持した後該炉
内でそのまま冷却して形成されたことを特徴とするｎ型
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極。 - 【請求項４】 前記高温の熱処理が５２０℃〜６００℃
の温度範囲で３０秒〜１２０分間熱処理するものであ
り、上記炉内での冷却の降温レートが５℃／分〜１００
℃／分で２５℃〜２００℃の温度範囲まで冷却すること
を特徴とする請求項３に記載のｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体のオーム性電極。 - 【請求項５】 前記金（Ａｕ）、シリコン（Ｓｉ）及び
ニッケル（Ｎｉ）よりなる合金のニッケル（Ｎｉ）濃度
が１〜３０重量％であることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか１項記載のｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の
オーム性電極。 - 【請求項６】 金（Ａｕ）、シリコン（Ｓｉ）及びニッ
ケル（Ｎｉ）よりなる合金を用いて形成されたｎ型ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極の形成方法であ
り、該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓ
ｉ−Ｎｉ被膜を被着する工程と、該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被
膜を電極に加工する工程と、該電極形成をした該ｎ型Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体を非酸化性雰囲気中において高
温および低温の二段の熱処理する工程とからなることを
特徴とするｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電
極の形成方法。 - 【請求項７】 前記高温の熱処理が５２０℃〜６００℃
の温度範囲で３０秒〜１２０分間熱処理するものであ
り、前記低温の熱処理が３５０℃〜４８０℃の温度範囲
で３０秒〜１２０分間熱処理するものであることを特徴
とする請求項６記載のｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の
オーム性電極形成方法。 - 【請求項８】 金（Ａｕ）、シリコン（Ｓｉ）及びニッ
ケル（Ｎｉ）よりなる合金を用いて形成されたｎ型ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体のオーム性電極の形成方法であ
り、該ｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板上にＡｕ−Ｓ
ｉ−Ｎｉ被膜を被着する工程と、該Ａｕ−Ｓｉ−Ｎｉ被
膜を電極に加工する工程と、該電極形成をした該ｎ型Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体を非酸化性雰囲気の炉中におい
て高温で保持した後に該炉内でそのまま冷却する熱処理
工程とからなることを特徴とするｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体のオーム性電極の形成方法。 - 【請求項９】 前記高温の熱処理が５２０℃〜６００℃
の温度範囲で３０秒〜１２０分間熱処理するものであ
り、上記炉内での冷却の降温レートが５℃／分〜１００
℃／分で２５℃〜２００℃の温度範囲まで冷却すること
を特徴とする請求項８記載のｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体のオーム性電極の形成方法。 - 【請求項１０】 前記金（Ａｕ）、シリコン（Ｓｉ）及
びニッケル（Ｎｉ）よりなる合金のニッケル（Ｎｉ）濃
度が１〜３０重量％であることを特徴とする請求項６〜
９のいずれか１項記載のｎ型ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
のオーム性電極の形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26509895A JP3267480B2 (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 化合物半導体の製造方法及び化合物半導体のオーム性電極の形成方法 |
| TW84110982A TW301804B (en) | 1995-10-13 | 1995-10-18 | The Ohm electrode and its forming method for compound semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26509895A JP3267480B2 (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 化合物半導体の製造方法及び化合物半導体のオーム性電極の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09106959A true JPH09106959A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3267480B2 JP3267480B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=17412583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26509895A Expired - Lifetime JP3267480B2 (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 化合物半導体の製造方法及び化合物半導体のオーム性電極の形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3267480B2 (ja) |
| TW (1) | TW301804B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100356594C (zh) * | 2004-12-08 | 2007-12-19 | 深圳市方大国科光电技术有限公司 | 改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法 |
| CN102549728A (zh) * | 2009-10-05 | 2012-07-04 | 住友电气工业株式会社 | 制造半导体器件的方法 |
| CN105712287A (zh) * | 2014-12-02 | 2016-06-29 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体器件的制作方法 |
-
1995
- 1995-10-13 JP JP26509895A patent/JP3267480B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-18 TW TW84110982A patent/TW301804B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100356594C (zh) * | 2004-12-08 | 2007-12-19 | 深圳市方大国科光电技术有限公司 | 改善氮化镓基半导体发光二极管欧姆接触的合金方法 |
| CN102549728A (zh) * | 2009-10-05 | 2012-07-04 | 住友电气工业株式会社 | 制造半导体器件的方法 |
| US8846531B2 (en) | 2009-10-05 | 2014-09-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing an ohmic electrode containing titanium, aluminum and silicon on a silicon carbide surface |
| CN102549728B (zh) * | 2009-10-05 | 2015-06-03 | 住友电气工业株式会社 | 制造半导体器件的方法 |
| CN105712287A (zh) * | 2014-12-02 | 2016-06-29 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体器件的制作方法 |
| CN105712287B (zh) * | 2014-12-02 | 2017-09-26 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体器件的制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW301804B (en) | 1997-04-01 |
| JP3267480B2 (ja) | 2002-03-18 |
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