JPS5877227A - オ−ミツク接点の形成方法 - Google Patents
オ−ミツク接点の形成方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
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- H01L21/28575—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising AIIIBV compounds
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＮ型の■−■族半導体に対するオーミック接点
の形成方法に関し、更に詳細には、ヒ化ガリウム（Ｇａ
Ａｓ）のような半導体に低抵抗接点をつくる方法に関す
る。
の形成方法に関し、更に詳細には、ヒ化ガリウム（Ｇａ
Ａｓ）のような半導体に低抵抗接点をつくる方法に関す
る。
ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴのようＺＧａＡｓ装置の信頼
性及び性能は、とりわけ、このような半導体装置と関連
して形成でれる低抵抗オーミック接点の完全性と直接関
連する。従来の接点形成方法ｕ、Ｇ ａ Ａ ａ基板に
金とゲルマ２ウム、又は・銀とゲルマニウムの固溶体を
付着Ｌ、共融点を通るような加熱によるアニーリングに
Ｌって金属を溶融し、それによって金属膜を基板と合金
化することを含む。
性及び性能は、とりわけ、このような半導体装置と関連
して形成でれる低抵抗オーミック接点の完全性と直接関
連する。従来の接点形成方法ｕ、Ｇ ａ Ａ ａ基板に
金とゲルマ２ウム、又は・銀とゲルマニウムの固溶体を
付着Ｌ、共融点を通るような加熱によるアニーリングに
Ｌって金属を溶融し、それによって金属膜を基板と合金
化することを含む。
これらの従来の方法は個別部品の用途では十分なオーミ
ック接点を与えるが、低抵抗接点が必須の条件になる大
規模集積装置の製造では大きな欠点を有する。例えば、
ＧａＡｓに対する金属のぬれの不均一性、金属及びＧａ
Ａｓの微結晶及び微偏析、半導体再成長層におけるゲル
マニウム・ドーピング特性の不均一性、ＧａＡａから接
点上部層へのガリウム及びひ素の外方拡散、及びゲルマ
ニウムの表面めら芒などの問題かめる。通常このよりな
ＧａＡａ装置で見られる高い局部的電流密度のため普通
の接点は急速に老化し且つ一様でない。これらの問題は
接点金属化の信頼性、電気抵抗及び寸法制御に悪影響を
与え、従ってＧａＡｓ装置の信頼性及び性能に悪影響を
及ぼす。
ック接点を与えるが、低抵抗接点が必須の条件になる大
規模集積装置の製造では大きな欠点を有する。例えば、
ＧａＡｓに対する金属のぬれの不均一性、金属及びＧａ
Ａｓの微結晶及び微偏析、半導体再成長層におけるゲル
マニウム・ドーピング特性の不均一性、ＧａＡａから接
点上部層へのガリウム及びひ素の外方拡散、及びゲルマ
ニウムの表面めら芒などの問題かめる。通常このよりな
ＧａＡａ装置で見られる高い局部的電流密度のため普通
の接点は急速に老化し且つ一様でない。これらの問題は
接点金属化の信頼性、電気抵抗及び寸法制御に悪影響を
与え、従ってＧａＡｓ装置の信頼性及び性能に悪影響を
及ぼす。
米国特許第３３３８８６７号及び５ｏｌｉｄＳｔａｔｅ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｖｏｔ、１０，１９６７
年、Ｉ）り、！＋８１−３８３、Ｎ、Ｂｒａｓｌａｕ他
の論文″Ｍｅｔａｌ−８ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｃｏｎｔａｃｔｓｆｏｒ ＧａＡｓ Ｂｕｌｋ
Ｅｆｆｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ ”は金、ゲルマニ
ウム及びニッケルの合金接点を形成する方法を示し、Ｉ
ＢＭ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉａｃｌｏｓｕｒｅ
Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、Ｖｏｔ、１６、屋９、Ｆｅｂｒ、ｕ
ａｒｙ １９７４、ｐｐ、 ３０７０−３０７１はＮ
型ＧａＡｓのための金ゲルマニウム合金接点の大量生産
ではニッケルの代わりに白金を用いる方がよいことを示
している。
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｖｏｔ、１０，１９６７
年、Ｉ）り、！＋８１−３８３、Ｎ、Ｂｒａｓｌａｕ他
の論文″Ｍｅｔａｌ−８ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｃｏｎｔａｃｔｓｆｏｒ ＧａＡｓ Ｂｕｌｋ
Ｅｆｆｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ ”は金、ゲルマニ
ウム及びニッケルの合金接点を形成する方法を示し、Ｉ
ＢＭ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉａｃｌｏｓｕｒｅ
Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、Ｖｏｔ、１６、屋９、Ｆｅｂｒ、ｕ
ａｒｙ １９７４、ｐｐ、 ３０７０−３０７１はＮ
型ＧａＡｓのための金ゲルマニウム合金接点の大量生産
ではニッケルの代わりに白金を用いる方がよいことを示
している。
米国特許第４１８８７１０号は清浄にし加熱した一基板
にＧｅエピタキシャル層及びＮｉ層を個別に付着し、真
空中で高温アニールすることにょっ−６２１ て１×１０ Ωｃｒｎ 〜１×１０ Ωｍ の範囲の
オーム抵抗率を有するオーミック接点をＮ型の■−Ｖ族
半導体に形成する方法を示している。
にＧｅエピタキシャル層及びＮｉ層を個別に付着し、真
空中で高温アニールすることにょっ−６２１ て１×１０ Ωｃｒｎ 〜１×１０ Ωｍ の範囲の
オーム抵抗率を有するオーミック接点をＮ型の■−Ｖ族
半導体に形成する方法を示している。
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａ Ｌｅｔｔｅｒａ １５、
１９７９年、第６７４頁には、普通のＮｔ上部層をＳ
ｉ ０２層で置換することによ、ＩＮ型ＧａＡｓに対す
る金ゲルマニウム接点の接触抵抗率が略１けた低くなる
ことがＦ、Ｖｉｄｉｍａｒｉ によって報告されてい
る。
１９７９年、第６７４頁には、普通のＮｔ上部層をＳ
ｉ ０２層で置換することによ、ＩＮ型ＧａＡｓに対す
る金ゲルマニウム接点の接触抵抗率が略１けた低くなる
ことがＦ、Ｖｉｄｉｍａｒｉ によって報告されてい
る。
本発明の目的はＧａＡｓのようなＮ型の■−■族化合物
に対する低抵抗オーミック接点を形成することである。
に対する低抵抗オーミック接点を形成することである。
本発明によれば基板の一方の表面によって支持された■
−■族半導体層例えばヒ化ガリウム層に、ニッケル（Ｎ
１ ）、金（Ａ ｕ ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）の
合金よシなり５ｉ０２層で覆われたオーミンク接点を形
成する方法が提供でれる。オーミック接点は合金化ステ
ップで形成され、１００ｍ７ ２ 程度゛までの低いオーム抵抗率が得られる。不発明の良
好な形成方法は、先ず、オーミック接点及びヒ化ガリウ
ム層の両方の共融温度よりも高い温度に基板を加熱し、
オーミック接点を合金化するのに十分な時間の開基板を
この温度に維持し、次に基板の反対側の表面を経由して
基板から熱を除去することを含む。
−■族半導体層例えばヒ化ガリウム層に、ニッケル（Ｎ
１ ）、金（Ａ ｕ ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）の
合金よシなり５ｉ０２層で覆われたオーミンク接点を形
成する方法が提供でれる。オーミック接点は合金化ステ
ップで形成され、１００ｍ７ ２ 程度゛までの低いオーム抵抗率が得られる。不発明の良
好な形成方法は、先ず、オーミック接点及びヒ化ガリウ
ム層の両方の共融温度よりも高い温度に基板を加熱し、
オーミック接点を合金化するのに十分な時間の開基板を
この温度に維持し、次に基板の反対側の表面を経由して
基板から熱を除去することを含む。
次に図面を参照して本発明の良好な実施例の説明を行な
う。第１図において、基板２は半絶縁性゛のＧａＡｓウ
ェハでめり、その上に、本発明に従って低抵抗オーミッ
ク接点がつくられる。基板２の上には、分子ビーム・エ
ピタキシ（ＭＢＥ）又は普通の気相付着によって約２０
００にのドープされないＧａＡｓバッファ層４が成長さ
れる。このＧａＡｓバッファ層４の上に、約１０ ７
ｃｍ３にＳｔドープされ０．１〜１μの厚さを有するＮ
型ＧａＡｓ層６が形成される。次に、このドープされた
ＧａＡｓ層６の上に多層接点金属６が形成される。
う。第１図において、基板２は半絶縁性゛のＧａＡｓウ
ェハでめり、その上に、本発明に従って低抵抗オーミッ
ク接点がつくられる。基板２の上には、分子ビーム・エ
ピタキシ（ＭＢＥ）又は普通の気相付着によって約２０
００にのドープされないＧａＡｓバッファ層４が成長さ
れる。このＧａＡｓバッファ層４の上に、約１０ ７
ｃｍ３にＳｔドープされ０．１〜１μの厚さを有するＮ
型ＧａＡｓ層６が形成される。次に、このドープされた
ＧａＡｓ層６の上に多層接点金属６が形成される。
多層接点金属Ｂｉｔ、電子ビーム蒸着装置において約５
０ＸのＮｉ層８、約５００ＸのＡｕ層１０、約２５０Ｘ
のＧｅ層１２、約２０００Ｘの５ｉ０２層を被覆するこ
とによって形成でれる。
０ＸのＮｉ層８、約５００ＸのＡｕ層１０、約２５０Ｘ
のＧｅ層１２、約２０００Ｘの５ｉ０２層を被覆するこ
とによって形成でれる。
本発明、によれば、多層接点金属３を形成する蒸着プロ
セスの後、接点６及び基板２を有するサンプルは、電流
ｉを受取る加熱装置１６の上に逆様に置かれる。サンプ
ルは第３図に示される加熱サイクルを受ける。サンプル
の温度は接点６及びＮ型ＧａＡｓ層６の共融温度よυも
高い温度、即ち４００℃〜５００℃の範囲の温度、好ま
しくは４５０℃の温度に約１０秒で急速に加熱される。
セスの後、接点６及び基板２を有するサンプルは、電流
ｉを受取る加熱装置１６の上に逆様に置かれる。サンプ
ルは第３図に示される加熱サイクルを受ける。サンプル
の温度は接点６及びＮ型ＧａＡｓ層６の共融温度よυも
高い温度、即ち４００℃〜５００℃の範囲の温度、好ま
しくは４５０℃の温度に約１０秒で急速に加熱される。
温度は多層接点３を合金化するのに十分な時間の間、好
ましくＦｉ３０秒の間、フォーミンク・ガス雰囲気中で
４５０℃に、保たれる。
ましくＦｉ３０秒の間、フォーミンク・ガス雰囲気中で
４５０℃に、保たれる。
合金化サイクルの後、本発明によれば、加熱装置１６へ
の電流Ｉが停止でれて、基板２０反対側の表面（裏側）
５を経由してサンプルから熱が取り除かれる。この熱の
除去は、好まし°くは、銅ブロック２０のような大′ｆ
！す、高熱容量のヒート・シンクを反対側の表面５に接
触式せることによって達成でれる。裏側５の方から冷却
することによシ、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｇａ及びＡｓよシ
なる溶融表面は溶融体−ＧａＡｓの界面で最初に結晶化
し、そして逆向きにエピタキシャル成長シ、コレにより
、２、接点６の下の結晶構造の損傷を少なくすると共に
、ＧａＡ３にＧｅのＮ ドーピングが一層効果的に行な
われるようにする。銅ブロック２０を用いてサンプルを
非常に急速に、例えば約１秒で冷却すれば好結果が得ら
れる。冷却の後、残った５ｉ０２層１４は例えば緩衝で
れたフッ化水素酸の希釈溶液で普通に取り去られる。
の電流Ｉが停止でれて、基板２０反対側の表面（裏側）
５を経由してサンプルから熱が取り除かれる。この熱の
除去は、好まし°くは、銅ブロック２０のような大′ｆ
！す、高熱容量のヒート・シンクを反対側の表面５に接
触式せることによって達成でれる。裏側５の方から冷却
することによシ、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｇａ及びＡｓよシ
なる溶融表面は溶融体−ＧａＡｓの界面で最初に結晶化
し、そして逆向きにエピタキシャル成長シ、コレにより
、２、接点６の下の結晶構造の損傷を少なくすると共に
、ＧａＡ３にＧｅのＮ ドーピングが一層効果的に行な
われるようにする。銅ブロック２０を用いてサンプルを
非常に急速に、例えば約１秒で冷却すれば好結果が得ら
れる。冷却の後、残った５ｉ０２層１４は例えば緩衝で
れたフッ化水素酸の希釈溶液で普通に取り去られる。
この新規な方法によって形成されたＧａＡａ層乙に対す
る接点３は、普通の方法によって得られる低密度で粗い
粒状組織と対象的に、非常に微細で高密度で一様な、Ｇ
ｅＮｉに富んだ粒状組織を示す。よシ具体的にいうと、
上記のプロセスを用いて形成でれたサンプルは走査電子
顕微鏡で観測した結果によれば、普通の方法を用いたサ
ンプルで観測でれる３、５Ｘ１０８ｍ２の密度に対し、
５×１０８ｃｒｎ２の粒状組織密度を示した。また普通
のプロセスでつくられたサンプルに通常存在する長い粒
状組織が存在しないことが認められた。粒状組織の密度
が高いこと及び長い粒状組織が存在しない仁とは低い接
触抵抗率と関連する。
る接点３は、普通の方法によって得られる低密度で粗い
粒状組織と対象的に、非常に微細で高密度で一様な、Ｇ
ｅＮｉに富んだ粒状組織を示す。よシ具体的にいうと、
上記のプロセスを用いて形成でれたサンプルは走査電子
顕微鏡で観測した結果によれば、普通の方法を用いたサ
ンプルで観測でれる３、５Ｘ１０８ｍ２の密度に対し、
５×１０８ｃｒｎ２の粒状組織密度を示した。また普通
のプロセスでつくられたサンプルに通常存在する長い粒
状組織が存在しないことが認められた。粒状組織の密度
が高いこと及び長い粒状組織が存在しない仁とは低い接
触抵抗率と関連する。
上記プロセスで形成でれた接点乙の１伝送線方法（ｔｒ
ａｎｓｍｉａｓｉｏｎ １ｉｒｉｅ ｍｅｔｈｏｄ ）
”を用いた測定によると、接触抵抗率は約６ Ｘ １
０−’Ωｍ であり、これは普通のプロセスで合金化で
れた同様の接点よりも５〜６倍も低い。また、接点５の
非常に微細な粒状性及び高度の一様性は接点６の老化特
性を改善する。
ａｎｓｍｉａｓｉｏｎ １ｉｒｉｅ ｍｅｔｈｏｄ ）
”を用いた測定によると、接触抵抗率は約６ Ｘ １
０−’Ωｍ であり、これは普通のプロセスで合金化で
れた同様の接点よりも５〜６倍も低い。また、接点５の
非常に微細な粒状性及び高度の一様性は接点６の老化特
性を改善する。
不、発明の方法はＮ型ＧａＡｓ層に対する多層接点金属
の形成方法として例示でれたが、不発明は一般的にＦｉ
Ｎ型の■−■族半導体に適用できる。
の形成方法として例示でれたが、不発明は一般的にＦｉ
Ｎ型の■−■族半導体に適用できる。
また本発明の方法は合金化サイクルを用いる、他の金属
又は他の半導体にも適用しうる。
又は他の半導体にも適用しうる。
第１図は接点金属の構造を示す図、第２図は基板の裏側
から熱を除去する方法を例示する図、及び第６図は加熱
サイクルのグラフを示す図でるる。 ２・・・・ＧＦＬＡａ基板、４・・・・ＧａＡｓバッフ
ァ層、６・・・・Ｎ型ＧａＡｓ層、６・・・・多層接点
金属、２０・・・・ヒート・シンク、１６・・・・加熱
装置。
から熱を除去する方法を例示する図、及び第６図は加熱
サイクルのグラフを示す図でるる。 ２・・・・ＧＦＬＡａ基板、４・・・・ＧａＡｓバッフ
ァ層、６・・・・Ｎ型ＧａＡｓ層、６・・・・多層接点
金属、２０・・・・ヒート・シンク、１６・・・・加熱
装置。
Claims (2)
- （１）基板の一方の表面によって支持された■−■族半
導体層に合金化ステップによってオーミック接点を形成
する方法にして、上記合金化ステップの後に上記基板の
他方の表面を経由して上記基板から熱を除去することを
特徴とするオーミック接点の形成方法。 - （２）上記基板の上記他方の表面にヒート・シンクを接
触させることによって上記基板から熱を急速に除去する
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載され
たオーミック接点の形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US31427881A | 1981-10-23 | 1981-10-23 | |
| US314278 | 1981-10-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877227A true JPS5877227A (ja) | 1983-05-10 |
Family
ID=23219320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14355782A Pending JPS5877227A (ja) | 1981-10-23 | 1982-08-20 | オ−ミツク接点の形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0077893A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5877227A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61102732A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-21 | Matsushita Electronics Corp | 半導体素子の製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107726A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-26 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 化合物半導体への接点の製造方法 |
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1982
- 1982-08-10 EP EP82107234A patent/EP0077893A3/en not_active Withdrawn
- 1982-08-20 JP JP14355782A patent/JPS5877227A/ja active Pending
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Also Published As
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|---|---|
| EP0077893A3 (en) | 1985-05-15 |
| EP0077893A2 (en) | 1983-05-04 |
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