JPS60245220A - 砒化ガリウムへのオ−ム性電極の形成方法 - Google Patents

砒化ガリウムへのオ−ム性電極の形成方法

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JPS60245220A
JPS60245220A JP10067784A JP10067784A JPS60245220A JP S60245220 A JPS60245220 A JP S60245220A JP 10067784 A JP10067784 A JP 10067784A JP 10067784 A JP10067784 A JP 10067784A JP S60245220 A JPS60245220 A JP S60245220A
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JP
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film
thin film
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heat treatment
germanium
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JP10067784A
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Hiroshi Ishimura
石村 浩
Mitsugi Higashiura
東浦 貢
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture 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
    • H01L21/18Manufacture 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
    • H01L21/28Manufacture 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体装置の製造における電極の形成方法K
かかシ、419 K n型砒化ガリウム結晶基体にオー
ム性電極を形成する方法の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、n型砒化ガリウム結晶基体(以下Ga Aa基体
と称する)へのオーム性電極形成の電極材料として、ド
ナー不純物となる元素と金(Au)の合金、例えば金−
ゲルマニウム(AuGe )合金系電極が多く用いられ
ている。かかる電極材料による電極の形成工程中には、
必ず合金化熱処理、またはアロイ(A11oy )と称
される電極金属とGaps 基体との合金化の過程が必
要である。
しかし、使用するAmGe合金中のゲルマニウムの含有
量K、応じて適尚なアロイ温度の温度域があって良好な
オーム性接触を得る丸めの温度域が狭いという制約があ
った。また、このアロイの過程で電極金属が不均一に反
応し島状の凝集を生じ、Gaps基体とのオーム性接触
部が電極領域内で不均一になシ、接触抵抗が充分低下し
ない上に電極表面が平滑にならない場合が多いという問
題点がある。
上記凝集化を防ぐためKGa入3基体上に設けたAuG
a合金膜上をニッケルや白金の薄膜で被覆しておいてア
薗イを施す方法も用いられている。しかし、この方法に
よっても完全圧凝集化を防止で鼾るものでなく5アロイ
工程時に金属層間や、合金層とGaAsとの反応を複雑
和し、接触抵抗がアロイ条件に敏感に左右されるように
なる。更には、電極形成後の高温保管時に=ツケル、白
金によって生じるオーム性劣化堺象を生ずる場合がある
。成上の不都合を避け、低接触抵抗で信頼性に優れると
ともに嵐好な電極表面を得るKは上記アロイ条件の他に
ムuGeを被覆するニッケル、白金層の層厚にも注意t
−要するなどの問題点もある。
上に述べたように、従来から一般に使用されている五w
Ge系電極はその形成過@に多くの制約が69困難なも
のであった。
〔発明の目的〕
この発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、熱処
理条件に制約の多い合金化を行なわず、かつ平滑な表面
の電極を有するn型砒化ガリウム結晶基体にオーム性電
極を形成する改良方法を提供する。
〔発明の概要〕
この発明にがかる砒化ガリウムへのオーム性電極の形成
方法は、n型砒化ガリウム結晶基体表面の電極配設予定
域にゲルマニウム膜を被着し、熱処理を施して上記ゲル
マニウムと基体とを反応させたのち電極用金属膜を被着
する電極の形成方法において、ゲルマニウム膜の形成に
ドナー不純物が添加されたゲルマニウムを用いることを
特徴とする。
〔発明の実施例〕
次にこの発明の1実施例を第1図ないし第4図によシ説
明する。
まず、第1図(−に示すように、半絶縁性GaAs基体
(1)K加速エネルギ180 keVでドーズ量4.5
×101″cf”のシリコンイオン(8i+) tマス
ク(2)を介して選択的にイオン注入して表面導電層領
域(3)を形成する。
次に、第1図(b)に示すようにオーム性電極配設予定
域に比抵抗10−sΩ1の砒素(入S)ドープのゲルマ
ニウムCGe)’?:原材料として真空蒸着によシ厚菫
500λのGa薄膜(4)を被着する。なお、上記被着
技術は通常のホトエツチング技術とり7トオフ法、ある
いはフレオンガス(CF4 )とHMA (01)ガス
を用いたプラズマエツチング技術等を組み合わせれば容
易に達成できる。なお、成上のリフトオフ法の他にエツ
チングによっても所定の形状に容易に加工できることは
、従来法のムuGe合金系電極の微細加工が専らリフト
オフ法によって行なうこと全必要としたのに比し顕著な
利点である。ついで、アルシン(ムmH1)ガスを含ん
だアルゴン(ムr)ガス雰囲気中で800℃、20分間
の熱処理を施す。
この熱処理によりGe薄膜(4)と01人3基体(1)
とが反応するとともに、GaA易基体(1)K対し施さ
れたイオン注入によるシリコンの活性化熱処理(アニー
リング)も兼ねるものである。
次に、第1図(c)4C示すように%Ge薄膜(4)上
を含む01ム$基体(1)の上面KCVD@によって二
酸化シリコン(sto、)膜(5)を約5oooX厚に
被着したのち、これに積層させてホトレジスト膜(6)
を被着する。ついで、ホトエツチング技術によJ 8i
0.膜(5)の電極配設域に窓(7)を形成する。
次に%第1図(d)に示すように、金属膜(8)の例え
ばチタ/(Ti)膜を真空蒸着したのち、ホトレジスト
膜(6)上のTIJiKをり7トオ7法によってホトレ
ジスト膜とともに除去することにより、Ge薄膜(4)
上にのみ残して第1図(e)に示すように一例のホール
素子的が得られる。また、このホール素子QJを上面図
で第2図に示す。なお、゛図中同一符号は同じ部分ない
しは相当部分を示すものとし、説F!Aを省略する。
なお、成上の実施例においては、熱処理を入sHgを含
むAr雰囲気中で行なったが、Ge薄膜(4)ヲ含むG
a4−基体全面%または一部をStO,中室化シリコン
(引、N4)等の熱処理保護膜で被覆して適当、な雰囲
気、例えばアルぜン雰囲気の中で熱処理を施してもよい
。このときKは、この熱処理用の保護膜をそのまま上記
実施例の工程における第1図(C)の81O2膜(5)
に替え、その後の工程で使用できる。
また、熱処理後KGe薄膜(4) K被着する金属膜(
8)はTi K限定されるものでなり、例えばNb 、
・V。
Ta 、 W 、 Moなどの高融点金属やムuGeな
どの合金でもよく、さらKTI/人1 、 Ti / 
Pt / Au 等、2層以上を積層させてもよい。
この発明の製造方法によるオーム性電極のn型Ga/k
mに対する接触抵抗は、Ge −GaAm間、Ga自体
、およびGe−金属膜間の抵抗ではぼ決定される。
従って接触抵抗の低い良好なオーム性接触を再現性良く
得るには、Ge薄膜(4)自体の比抵抗を下げるととも
にこれと金属膜間の接触抵抗を小さくする必要がある。
このため、Ge薄膜(4)中のドナー不純物濃度を高く
することが効果的で、少くとも10”Ca1以上の不純
物濃度であること、また良好なオーム性接触を得るため
Kはl Q” CIL”以上の不純物濃度であることが
望ましい。この観点から発明者は種穫の比抵抗を有する
Goを用いて実験を行なった結果、10−2Ω1以下の
低比抵抗n m Geが薄膜形成用材料として適当であ
ることを見出し友。なお、前記実施例では薄膜形成用材
料としてム$ドープ伽を用いたが、低比抵抗のリン(P
)ドープ伽、アンチ七ン(8b)ドープGe等を用いて
もよい結果が得られた。
次にGe薄膜(4)を被着したのらの熱処理温度は、G
a1g基体(1)の種類、適用する素子、Ge薄膜(4
)の膜厚等によって最適な熱処理温度が存在するが、こ
の温度をあまり低くするとGaAsとGeとの反応が不
十分となシ、良好なオーム性を示さなくなる。
この温度として上記実施例ではイオン注入後のアニーリ
ングを兼ねている丸め800℃を選んだが、他の場合に
おいても概ねほぼこの程度の温度で熱処理を施すことが
望ましい。
〔発明の効果〕
以上述べたようKこの発明によれば、金属膜をGaAs
基体上の所定の領域、例えばオーム性電極形成域に設は
九〇a薄膜上に被着することによって−わゆる非合金化
オーム性電極を得ることができる。
また、工程中で高温の熱処理を施す必要があるものの、
この熱処理後でもGe薄膜の表面に平滑に保たれており
、[有]薄膜が加工性に富むことと相俟って所望の形状
のオーム性電極を容易に傅ることができる。
さらに、従来n型GaAs K対しショットキ接触にし
がならなかった金属でもオーム性接触が得られる丸め、
他の素子、例えばショットキゲート型電界効果トランジ
スタ等の製造工程も大幅な短縮が可能となる効果もあシ
、その工業的価値はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図(、)〜(e)はこの発明にかかる製造方法の一
実施例を工程JIK示すいずれも断面図で、図(−は導
電層領域形成工程を、図(b)はGe薄膜の形成工程を
、図(C)Fi電極形成のための窓を形成する工11を
、図(d)はリフトオフによ゛る電極形成工程を、図(
e)は形成されたホール素子を夫々示すいずれも断面図
、dμ 第2図は第1図(e) K対応しホール素子の上面図で
ある。 1・・・・・・半絶縁性GaAm基体 2・・・イオン注入のマスク 3・・・・・・表面導電層領域 4・・・・・Ge薄膜 5・・−・8i0.膜 6・−・・・・ホトレジスト膜 7・・・・・・ホトレジスト膜の窓 8・・・・・・金属膜 10 ・−ホール素子代理人 
弁理士 井 上 −男 第 1 図 (OL) Cb) (d) 第 1 図 。 (e) 第 2 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 、Wi砒化ガリウム結晶基体の表面の所定の領域にゲル
    マニウム薄膜を設ける工程と、前記n型砒化ガリウム結
    晶基体を前記ゲルマニウム薄膜と共に所定の熱処理を行
    なう工程と、前記ゲルマニウム薄膜上に金属膜を被着す
    る工程とを具備するn型砒化ガリウムへのオーム性電極
    の形成方法に於て、前記ゲルマニウム薄膜は、ドナー不
    純物が添加されたゲルマニウムを原材料とした薄膜形成
    法に依って設けられるととt−特徴とするall砒化ガ
    リウムへのオーム性電極の形成方法。
JP10067784A 1984-05-21 1984-05-21 砒化ガリウムへのオ−ム性電極の形成方法 Pending JPS60245220A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883773A (en) * 1986-12-16 1989-11-28 Sharp Kabushiki Kaisha Method of producing magnetosensitive semiconductor devices
JP2016510511A (ja) * 2013-01-30 2016-04-07 エクシコ フランス 半導体デバイスのための改善された低抵抗接点

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883773A (en) * 1986-12-16 1989-11-28 Sharp Kabushiki Kaisha Method of producing magnetosensitive semiconductor devices
JP2016510511A (ja) * 2013-01-30 2016-04-07 エクシコ フランス 半導体デバイスのための改善された低抵抗接点
JP2021061436A (ja) * 2013-01-30 2021-04-15 エクシコ フランス 半導体デバイスのための改善された低抵抗接点

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