JPS60242619A - 半導体オ−ム性電極の形成方法 - Google Patents
半導体オ−ム性電極の形成方法Info
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- JPS60242619A JPS60242619A JP9809084A JP9809084A JPS60242619A JP S60242619 A JPS60242619 A JP S60242619A JP 9809084 A JP9809084 A JP 9809084A JP 9809084 A JP9809084 A JP 9809084A JP S60242619 A JPS60242619 A JP S60242619A
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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
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、微細形状が形成可能であシ、かつ超低抵抗率
を有するｎ型半導体へのオーム性電極の製造方法に関す
るものである。
を有するｎ型半導体へのオーム性電極の製造方法に関す
るものである。
従来のｎ警手、導体、特にＧａＡｓなどの化合物半導体
へのオーム性電極としては、金−ゲルマニウム膜上をニ
ッケル膜で被覆した構成の電極が良く用いられているが
、この電極の製造工程中には、熱処理あるいは合金化と
称する電極金属とＧ（ＬＡｚ結晶との合金化の過程を必
要とする。ところが、電極金属が金−ゲルマニウム膜及
び該股上をニッケル膜で被覆した構成のものでは、この
熱処理合金化の過程で電極金属が凝集を起こし、所望の
形状の電極を形成できないという欠点、及び該熱処理合
金化の過程で、合金化が不均一に起こシ、オーム性コン
タクト抵抗率が十分小さくならないという欠点があった
。また、同種の理由によシミ極の横方向の抵抗が大きい
という欠点もあった。さらに、熱処理を４５０℃程度の
高温で行なわなければならないという欠点もあった。
へのオーム性電極としては、金−ゲルマニウム膜上をニ
ッケル膜で被覆した構成の電極が良く用いられているが
、この電極の製造工程中には、熱処理あるいは合金化と
称する電極金属とＧ（ＬＡｚ結晶との合金化の過程を必
要とする。ところが、電極金属が金−ゲルマニウム膜及
び該股上をニッケル膜で被覆した構成のものでは、この
熱処理合金化の過程で電極金属が凝集を起こし、所望の
形状の電極を形成できないという欠点、及び該熱処理合
金化の過程で、合金化が不均一に起こシ、オーム性コン
タクト抵抗率が十分小さくならないという欠点があった
。また、同種の理由によシミ極の横方向の抵抗が大きい
という欠点もあった。さらに、熱処理を４５０℃程度の
高温で行なわなければならないという欠点もあった。
合金化の不均一を防ぎ、電極金属の凝縮を防ぐには、ｎ
型半導体と、金−ゲルマニウム及びニッケル膜との間に
両者と反応しないが、その一部分を通す物質の膜を形成
し、合金化を均一に、かつおだやかに行なわせれば良い
。しかし、該物質として金属のような緻密な物質を用い
ると、拡散が大きく制限され、合金化が十分性なわれな
い。一方、′電極の横方向の抵抗を低くするためには、
該金−ゲルマニウム及びニッケル膜の上に金膜を被覆す
るのが良いが、この構成では熱処理を行なうと金過剰に
なシ、オーム性コンタクト抵抗率が大きくなるという欠
点があった。
型半導体と、金−ゲルマニウム及びニッケル膜との間に
両者と反応しないが、その一部分を通す物質の膜を形成
し、合金化を均一に、かつおだやかに行なわせれば良い
。しかし、該物質として金属のような緻密な物質を用い
ると、拡散が大きく制限され、合金化が十分性なわれな
い。一方、′電極の横方向の抵抗を低くするためには、
該金−ゲルマニウム及びニッケル膜の上に金膜を被覆す
るのが良いが、この構成では熱処理を行なうと金過剰に
なシ、オーム性コンタクト抵抗率が大きくなるという欠
点があった。
本発明は、上記従来のオーム性電極形成の欠点、電極金
属が凝集を起こし、所望形状にできない点。
属が凝集を起こし、所望形状にできない点。
オーム性コンタクト抵抗率が十分小さくならない点、横
方向の低」（（抗が大きい点のいずれをも解決するもの
である。
方向の低」（（抗が大きい点のいずれをも解決するもの
である。
本発明は、これらの欠点を解決するために、金−ゲルマ
ニウム膜及びニッケル膜の上をチタン膜及び金膜で被覆
し、低温で熱処理を行なう。
ニウム膜及びニッケル膜の上をチタン膜及び金膜で被覆
し、低温で熱処理を行なう。
以下図を用いて本発明を説明する。第１図は本発明の一
実施例であって、１はｎ型半導体、２は金−ゲルマニウ
ム膜、３はニッケル膜、４はチタン膜、５は低抵抗金属
膜である。第２図は、その具体例として、不純物濃度３
Ｘ １０” ｃｍ＝のｎ型ＧａＡｚ上に設けた９ｏｏ
、；の厚さの金−ゲルマニウム合金膜２上に、１００；
の厚さのニッケル膜３を設け、その上に１０００，４の
チタン膜４を設け、その上に２００℃Ｍの金膜５を設け
て、熱処理合金化したもので、そのオーム性抵抗率の熱
処理温度依存性を示したものである。３６０℃以下では
金−ゲルマニウム合金の融点以下であるため、４３０℃
以上ではチタン膜が破れて金過剰になる事及び、０ａＡ
ｚとの界面のチタン全通した合金化が過剰になるために
、抵抗率がやや高くなっているが、３７ｒＪ℃乃至４０
０℃の範囲では従来のｎ型Ｇ ａＡＪｌへのオーム性電
極に比べ数倍乃至１桁程度低くなっておシ、先に説明し
た本発明の作用効果をよく反映している。
実施例であって、１はｎ型半導体、２は金−ゲルマニウ
ム膜、３はニッケル膜、４はチタン膜、５は低抵抗金属
膜である。第２図は、その具体例として、不純物濃度３
Ｘ １０” ｃｍ＝のｎ型ＧａＡｚ上に設けた９ｏｏ
、；の厚さの金−ゲルマニウム合金膜２上に、１００；
の厚さのニッケル膜３を設け、その上に１０００，４の
チタン膜４を設け、その上に２００℃Ｍの金膜５を設け
て、熱処理合金化したもので、そのオーム性抵抗率の熱
処理温度依存性を示したものである。３６０℃以下では
金−ゲルマニウム合金の融点以下であるため、４３０℃
以上ではチタン膜が破れて金過剰になる事及び、０ａＡ
ｚとの界面のチタン全通した合金化が過剰になるために
、抵抗率がやや高くなっているが、３７ｒＪ℃乃至４０
０℃の範囲では従来のｎ型Ｇ ａＡＪｌへのオーム性電
極に比べ数倍乃至１桁程度低くなっておシ、先に説明し
た本発明の作用効果をよく反映している。
第５図線本発明の他の実施例であって、第１図と対応箇
所は同一番号であシ、６はｎ型半導体層、７はｐ型半導
体層、８はクロム膜、９は金膜である。本発明のオーム
性電極は、従来のものに比べ低温での熱処理が可能であ
シ、従って、本実施例でｔ）型及びｎ型半導体へのオー
ム性電極を同時に熱処理して、低抵抗化することが可能
である。
所は同一番号であシ、６はｎ型半導体層、７はｐ型半導
体層、８はクロム膜、９は金膜である。本発明のオーム
性電極は、従来のものに比べ低温での熱処理が可能であ
シ、従って、本実施例でｔ）型及びｎ型半導体へのオー
ム性電極を同時に熱処理して、低抵抗化することが可能
である。
これは、ｎ型、ｐ型半導体を用いるバパイボーラトラン
ジスタ、ダイオード、ｐｎ接合型電界効果トランジスタ
などへ適用可能でオシ、工程が簡単化できるという利点
がある。
ジスタ、ダイオード、ｐｎ接合型電界効果トランジスタ
などへ適用可能でオシ、工程が簡単化できるという利点
がある。
本発明者が、前記物質及び金膜被覆方法について実馳的
に究明したところ以下の事実が判明した。
に究明したところ以下の事実が判明した。
ン膜を設け、さらにその上に金膜を設けて、熱処理合金
化すると、まずチタンの一部が金−ゲルマニウム層及び
ニッケル層を通して拡散し、ＧａＡｓ層との界面に析出
する。その後に、金−ゲルマニウム及ヒニッケルが、仁
のチタン層を通して、オタやかに、かつ均一に拡散する
事により、凝縮が無く、抵抗率の低いオーム性電極が形
成される。
化すると、まずチタンの一部が金−ゲルマニウム層及び
ニッケル層を通して拡散し、ＧａＡｓ層との界面に析出
する。その後に、金−ゲルマニウム及ヒニッケルが、仁
のチタン層を通して、オタやかに、かつ均一に拡散する
事により、凝縮が無く、抵抗率の低いオーム性電極が形
成される。
一方、チタン膜の大部分は、金−ゲルマニウム及びニッ
ケル膜と、金膜とを分離する膜として残シ、熱処理合金
化を行なっても、金−ゲルマニウム及びニッケル合金層
が金過剰になるのを防いでいるのみならず、残った金膜
は電極の横方向の抵抗を低くする役目をする。
ケル膜と、金膜とを分離する膜として残シ、熱処理合金
化を行なっても、金−ゲルマニウム及びニッケル合金層
が金過剰になるのを防いでいるのみならず、残った金膜
は電極の横方向の抵抗を低くする役目をする。
発明者は、以上の効果が、各金属膜厚及び熱処理合金化
温度と深い相関関係にあると考えて、注意深い検討を行
なった結果、金−ゲルマニウム膜厚１００Ａ〜２００１
Ｍ、ニッケル膜厚１０．（〜５００，４．チタン膜厚１
００〜４ＤＤＯＡ、低抵抗金属を１０００，４以上とす
れは、前記効果が得られる事を確認した。
温度と深い相関関係にあると考えて、注意深い検討を行
なった結果、金−ゲルマニウム膜厚１００Ａ〜２００１
Ｍ、ニッケル膜厚１０．（〜５００，４．チタン膜厚１
００〜４ＤＤＯＡ、低抵抗金属を１０００，４以上とす
れは、前記効果が得られる事を確認した。
本発明の効果は、電気的特性はもとよシ、微細な幾何学
的形状を形成することができるなど、前記従来の欠点を
その原因から取シ除く仁とに成功したことは勿論である
が、本発明に於て、金−ゲルマニウム及びニッケル膜厚
を薄くした場合に、熱処理合金化した時侵食されるＧａ
Ａｚ結晶の深さを、従来のものよシも大幅に小さくする
事が可能である事も特筆すべきである。前記侵食が及ば
ずデバイス製造上の問題は特にエピタキシャル層を使用
するデバイスでは重大な影響を与えていた。
的形状を形成することができるなど、前記従来の欠点を
その原因から取シ除く仁とに成功したことは勿論である
が、本発明に於て、金−ゲルマニウム及びニッケル膜厚
を薄くした場合に、熱処理合金化した時侵食されるＧａ
Ａｚ結晶の深さを、従来のものよシも大幅に小さくする
事が可能である事も特筆すべきである。前記侵食が及ば
ずデバイス製造上の問題は特にエピタキシャル層を使用
するデバイスでは重大な影響を与えていた。
また、従来のｎ型ＧａＡｓへのオーム性電極に比べて低
温で熱処理が可能力ため、ｐ型ＧａＡｚへのオーム性電
極と同時に熱処理を行うことが容易にｋつだことも重要
な点である。
温で熱処理が可能力ため、ｐ型ＧａＡｚへのオーム性電
極と同時に熱処理を行うことが容易にｋつだことも重要
な点である。
例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタを製作する
場合、素子の高速特性を実現するためにはベース抵抗を
低減する必要があるが、そのためには極めて細いエミッ
タ電極を形成すあ必要がある。またその場合、同時にエ
ミッタ抵抗も低減する必散があシ、コンタクト抵抗率及
びメタル自体の抵抗も十分低くなければならない。この
場合、本発明を適用すれば、以上説明したように極めて
細く、かつ抵抗率の低いオーム性抵抗を形成する事がで
き、従って素子の特性を著しく向上させる事ができると
いう利点がある。
場合、素子の高速特性を実現するためにはベース抵抗を
低減する必要があるが、そのためには極めて細いエミッ
タ電極を形成すあ必要がある。またその場合、同時にエ
ミッタ抵抗も低減する必散があシ、コンタクト抵抗率及
びメタル自体の抵抗も十分低くなければならない。この
場合、本発明を適用すれば、以上説明したように極めて
細く、かつ抵抗率の低いオーム性抵抗を形成する事がで
き、従って素子の特性を著しく向上させる事ができると
いう利点がある。
以上のような効果は、ＦＥＴ、レーザダイオード。
フォトダイオード等の素子においても同様である。
第１図は本発明の電極構成の一実施例を示す図、第２図
は本発明の具体例として、３ Ｘ １０” ａｍ−”
ドープのｎ型ＧａＡｓに対するオーム性コンタクト抵抗
率の熱処理温度依存性を示す図、第３図は本発明のｎ型
及びｐ型半導体に対するオーム性コンタクトの同時熱処
理の一実施例を示す図である。 １．６・・・ｎ型半導体、２・・・金−ゲルマニウム膜
、３・・・ニッケル膜、４・・・チタン膜、５・・・低
抵抗金属膜、７・・−ｐ型半導体、８・・・クロム膜、
９・・・金膜。 特許出願人 日本電信電話公社 第 １ 図 Ｊ す１０ 第 ２ 図 ４００ ５００ 熱処ｆｆｌ温度（ＯＣ）
は本発明の具体例として、３ Ｘ １０” ａｍ−”
ドープのｎ型ＧａＡｓに対するオーム性コンタクト抵抗
率の熱処理温度依存性を示す図、第３図は本発明のｎ型
及びｐ型半導体に対するオーム性コンタクトの同時熱処
理の一実施例を示す図である。 １．６・・・ｎ型半導体、２・・・金−ゲルマニウム膜
、３・・・ニッケル膜、４・・・チタン膜、５・・・低
抵抗金属膜、７・・−ｐ型半導体、８・・・クロム膜、
９・・・金膜。 特許出願人 日本電信電話公社 第 １ 図 Ｊ す１０ 第 ２ 図 ４００ ５００ 熱処ｆｆｌ温度（ＯＣ）
Claims (3)
- （１）ｎ型ＧαＡ９結晶上に設けた金−ゲルマニウム合
金膜上をニッケル膜で被覆し、該ニッケル膜上をチタン
膜で被覆し、該チタン膜上を低抵抗金属膜で被覆した後
、熱処理を行なってｎ型半導体ヘオーム性電極を形成す
る方法において、前記金−ゲルマニウム膜厚を１０ＯＡ
乃至ｚｏｏｏ、；、前記ニッケル膜厚を１０，４乃至５
００Ａ、前記チタン膜厚を１００；乃至４００１Ｍ 、
前記低抵抗金属を１００１Ｍ以上とすることを特徴とす
る半導体オーム性電極の形成方法。 - （２） 前記熱処理を６７０〜４００℃で行うことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体オーム性電
極の形成方法。 - （３）ｎ型ＧａＡｚ半導体とＰ型半導体とを有する半導
体デバイスにおいて、外型ＧａＡｚ半導体結晶上に設け
た金−ゲルマニウム合金膜上をニッケル膜で被覆し、該
ニッケル膜上をチタン膜で被覆し、該チタン膜上を低抵
抗金属膜で被覆し、Ｐ型半導体上にはクロム膜上に金膜
を形成した構造を作った後、熱処理を行うことを特徴と
する半導体オーム性電極の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9809084A JPS60242619A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 半導体オ−ム性電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9809084A JPS60242619A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 半導体オ−ム性電極の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60242619A true JPS60242619A (ja) | 1985-12-02 |
| JPH0586853B2 JPH0586853B2 (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=14210641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9809084A Granted JPS60242619A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 半導体オ−ム性電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60242619A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0298171A (ja) * | 1988-10-04 | 1990-04-10 | Murata Mfg Co Ltd | 耐熱性オーミック電極 |
| EP0402936A2 (en) * | 1989-06-16 | 1990-12-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electrode structure for III-V compound semiconductor element and method of manufacturing the same |
| JPH04298028A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-21 | Murata Mfg Co Ltd | オーミック電極の形成方法 |
| US5179041A (en) * | 1989-06-16 | 1993-01-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing an electrode structure for III-V compound semiconductor element |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880872A (ja) * | 1981-11-09 | 1983-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置 |
| JPS58210665A (ja) * | 1982-06-02 | 1983-12-07 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
-
1984
- 1984-05-16 JP JP9809084A patent/JPS60242619A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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| JPH04298028A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-21 | Murata Mfg Co Ltd | オーミック電極の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0586853B2 (ja) | 1993-12-14 |
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