JPS607175A - ３−５化合物半導体素子の電極構造 - Google Patents
３−５化合物半導体素子の電極構造Info
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- JPS607175A JPS607175A JP11381383A JP11381383A JPS607175A JP S607175 A JPS607175 A JP S607175A JP 11381383 A JP11381383 A JP 11381383A JP 11381383 A JP11381383 A JP 11381383A JP S607175 A JPS607175 A JP S607175A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/452—Ohmic electrodes on AIII-BV 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Ｉ−Ｖ化合物半導体素子の電極構造に関する。
Ｉ−Ｖ化合物半導体素子の電極は該素子のショットキー
バリア特性あるいはオーム性に関する電気的特性のみな
らず、該素子の信頼性にも大きく影響する。例えば従来
より、Ｉ−Ｖ化合物半導体素子の電極材として、ｎ側電
極にはＡｕＺｎ 。
バリア特性あるいはオーム性に関する電気的特性のみな
らず、該素子の信頼性にも大きく影響する。例えば従来
より、Ｉ−Ｖ化合物半導体素子の電極材として、ｎ側電
極にはＡｕＺｎ 。
↓
ｎ側電極にはＡｕＧｅのように人Ｕ基体とした合金が用
いられている。しかしながら、Ａｕを基体とした合金電
極は約２００℃以上の高温動作において、半導体と不規
則な合金反応が生じ、しばしば、該半導体素子を劣化せ
しめることが知られている。
いられている。しかしながら、Ａｕを基体とした合金電
極は約２００℃以上の高温動作において、半導体と不規
則な合金反応が生じ、しばしば、該半導体素子を劣化せ
しめることが知られている。
例えばＩｎＰ半導体とＡｕＺｎ電極の反応では選択的に
ＡｕＩｎ合金が形成することによってＡｕ原子が半導体
中に拡散し、しばしば、素子特性に影響を及ぼす。従っ
て、信頼性の高い電極を得るには、Ａｕ電極と半導体と
の間にＡｕの拡散を防ぐバリア金属、例えばＴｉ 、
Ｐｔ等を挿入した半導体／Ｔｉ／Ｐｔ／人Ｕのような層
構造の電極が採用されるようになってきた。これによっ
てＡｕの半導体への拡散は抑制され３００〜４００℃に
おいても電極間反応は無視できるようになった。これは
ＴｉとＰｔの界面反応によってＴｉＰｔ合金が形成され
Ａｕの拡散を有効に阻止するためである。しかしながら
、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ構造においてもしばしばＡｕＺｎの
場合と同様に、素子の劣化が生じるため、素子の信頼性
に幾分の問題が残されている。これはＴｉあるいはＰｔ
の粒界を介したＡｕの拡散が生じる事と、Ｔｉ、Ｐｉ
のような硬い金属では、半導体との界面ストレスが影響
してくる事による。
ＡｕＩｎ合金が形成することによってＡｕ原子が半導体
中に拡散し、しばしば、素子特性に影響を及ぼす。従っ
て、信頼性の高い電極を得るには、Ａｕ電極と半導体と
の間にＡｕの拡散を防ぐバリア金属、例えばＴｉ 、
Ｐｔ等を挿入した半導体／Ｔｉ／Ｐｔ／人Ｕのような層
構造の電極が採用されるようになってきた。これによっ
てＡｕの半導体への拡散は抑制され３００〜４００℃に
おいても電極間反応は無視できるようになった。これは
ＴｉとＰｔの界面反応によってＴｉＰｔ合金が形成され
Ａｕの拡散を有効に阻止するためである。しかしながら
、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ構造においてもしばしばＡｕＺｎの
場合と同様に、素子の劣化が生じるため、素子の信頼性
に幾分の問題が残されている。これはＴｉあるいはＰｔ
の粒界を介したＡｕの拡散が生じる事と、Ｔｉ、Ｐｉ
のような硬い金属では、半導体との界面ストレスが影響
してくる事による。
従って、本発明の目的は、上記のＡｕの拡散をより有効
に阻止し、かつストレスを緩和したＩ −■化合物半導
体素子の電極構造を提供することである。
に阻止し、かつストレスを緩和したＩ −■化合物半導
体素子の電極構造を提供することである。
本発明はＡｕのバリアとなる第１のバリア金属から成る
第１の金属層とＡｕのバリアとなる第２のバリア金属か
ら成る第２の金属層とを交互に少なくとも２層ずつ以上
積層したうえにＡｕを積層している事を特徴としている
〇 以下、本発明を実施例によってより詳細に説明する。
第１の金属層とＡｕのバリアとなる第２のバリア金属か
ら成る第２の金属層とを交互に少なくとも２層ずつ以上
積層したうえにＡｕを積層している事を特徴としている
〇 以下、本発明を実施例によってより詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例の断面図で、ＩｎＰ半導体１
に第１の金属層のＴｉ金属層２と第２の金属層のｐｔ金
属層３を各々５００ Ａ 、 ７００ Ａの厚さで３層
ずつ交互に積層したうえにＡｕ金属４を１５０ＯＡ、電
子線加熱蒸着法によって形成したものである。金属蒸着
後、Ｎ２雰囲気にて４００℃で熱処（３） 理して電極を形成した。第１図において第２の金属層と
してｐｉの代わりにＰｉと同じようにＡｕのバリア金属
となるＲｈ 、あるいはＷを用いても以下に述べる効果
は全く同じであった。本発明によれば、Ｔｉとｐｔとが
交互に多層積層されることによってＴｉ／Ｐｔ 界面を
多数有するため、熱処理によってＴ ｓ ／Ｐ を界面
にＴｉＰｔ 合金層が多数形成される。従ってＴｉＰｔ
合金層によるＡｕの拡散防止が従来法よりも有効に行わ
れる。更に、互いに異なるストレスの金属層が交互に積
層されることにより、界面ストレスの緩ｔｏに有効であ
る。
に第１の金属層のＴｉ金属層２と第２の金属層のｐｔ金
属層３を各々５００ Ａ 、 ７００ Ａの厚さで３層
ずつ交互に積層したうえにＡｕ金属４を１５０ＯＡ、電
子線加熱蒸着法によって形成したものである。金属蒸着
後、Ｎ２雰囲気にて４００℃で熱処（３） 理して電極を形成した。第１図において第２の金属層と
してｐｉの代わりにＰｉと同じようにＡｕのバリア金属
となるＲｈ 、あるいはＷを用いても以下に述べる効果
は全く同じであった。本発明によれば、Ｔｉとｐｔとが
交互に多層積層されることによってＴｉ／Ｐｔ 界面を
多数有するため、熱処理によってＴ ｓ ／Ｐ を界面
にＴｉＰｔ 合金層が多数形成される。従ってＴｉＰｔ
合金層によるＡｕの拡散防止が従来法よりも有効に行わ
れる。更に、互いに異なるストレスの金属層が交互に積
層されることにより、界面ストレスの緩ｔｏに有効であ
る。
第２図は本発明の電極構造をＩｎＰ層 ＩｎＧａＡｓ
ヘテロ接合受光素子に適用した一例を示している。
ヘテロ接合受光素子に適用した一例を示している。
第２図において２１はＩｎＰ基板、２２はＩｎＰバッフ
ァ層、２３はＩｎＧａＡｓ光吸収層、２４はＩｎＰ層で
、２１〜冴は全てｎ型導電層である。２５は５７０℃で
Ｃｄを拡散して形成したｐ型導電領域である。２６は反
射防止を兼ねたパッシベーション膜である。２７はＴｉ
層、２８はＰｔ層、２９はＡｕ層で第１図と同じ構成に
している。本発明による電極構造を採用した（４） 該受光素子は、素子の信頼性で、従来のＡｕＺｎ電極、
あるいはＴ ｉ ／Ｐ ｔ ／Ａｕ電極を用いた素子よ
りも優れていることが、高温寿命試験によって実証され
た。すなわちＡｕＺｎ電極を用いた受光素子は、２５０
℃の高温寿命試験において、１００時間以内にほぼ劣化
してしまう。更に、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極を用いても、
１０００時間以内に劣化が現われてきていた。しかし、
本発明による電極構造を用いた受光素子では、１０００
時間の寿命試験においても全く劣化は生じていない。
ァ層、２３はＩｎＧａＡｓ光吸収層、２４はＩｎＰ層で
、２１〜冴は全てｎ型導電層である。２５は５７０℃で
Ｃｄを拡散して形成したｐ型導電領域である。２６は反
射防止を兼ねたパッシベーション膜である。２７はＴｉ
層、２８はＰｔ層、２９はＡｕ層で第１図と同じ構成に
している。本発明による電極構造を採用した（４） 該受光素子は、素子の信頼性で、従来のＡｕＺｎ電極、
あるいはＴ ｉ ／Ｐ ｔ ／Ａｕ電極を用いた素子よ
りも優れていることが、高温寿命試験によって実証され
た。すなわちＡｕＺｎ電極を用いた受光素子は、２５０
℃の高温寿命試験において、１００時間以内にほぼ劣化
してしまう。更に、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極を用いても、
１０００時間以内に劣化が現われてきていた。しかし、
本発明による電極構造を用いた受光素子では、１０００
時間の寿命試験においても全く劣化は生じていない。
以上、本発明によれば、２種類のバリア金属を交互に積
層して多層化する事によってＡｕの半導体への拡散が有
効に阻止できかつ電極界面ストレスの緩和に有効である
ため、素子の信頼性が向上するという利点を有している
。
層して多層化する事によってＡｕの半導体への拡散が有
効に阻止できかつ電極界面ストレスの緩和に有効である
ため、素子の信頼性が向上するという利点を有している
。
第１図は本発明の構成を示す断面図で、１は半導体、２
はＴｉから成る第１金属層、３はｐｔあるいはｈあるい
はＷから成る警２の金属層、４（５） はＡｕである。第２図は本発明を採用した受光素子の一
実施例を示していて、２ＪはＩｎＰ基板、２２はＩｎＰ
バッファ層、ｎはＩｎＧａＡｓ層、２ＡはＩｎＰ層で２
５は２４に選択的に形成した冴とは異なる導電型領域、
２６はパッシベーション膜、２７はＴｉ層、銘はＰｔあ
るいは抽あるいはＷから成る金属層、２９はＡｕである
。 代理人弁理士内ノ宗 訝 （６） 第１図 第２図 ４０
はＴｉから成る第１金属層、３はｐｔあるいはｈあるい
はＷから成る警２の金属層、４（５） はＡｕである。第２図は本発明を採用した受光素子の一
実施例を示していて、２ＪはＩｎＰ基板、２２はＩｎＰ
バッファ層、ｎはＩｎＧａＡｓ層、２ＡはＩｎＰ層で２
５は２４に選択的に形成した冴とは異なる導電型領域、
２６はパッシベーション膜、２７はＴｉ層、銘はＰｔあ
るいは抽あるいはＷから成る金属層、２９はＡｕである
。 代理人弁理士内ノ宗 訝 （６） 第１図 第２図 ４０
Claims (1)
- Ａｕのバリアとなる第１のバリア金属から成る第１の金
属層と、Ａｕのバリアとなる第２のバリア金属から成る
第２の金属層とを交互に少なくとも各２層ずつ以上積層
したうえにＡｕを積層している事を特徴としたＩ−Ｖ化
合物半導体素子の電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11381383A JPS607175A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | ３−５化合物半導体素子の電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11381383A JPS607175A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | ３−５化合物半導体素子の電極構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607175A true JPS607175A (ja) | 1985-01-14 |
Family
ID=14621689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11381383A Pending JPS607175A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | ３−５化合物半導体素子の電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607175A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6353935A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| US5646450A (en) * | 1994-06-01 | 1997-07-08 | Raytheon Company | Semiconductor structures and method of manufacturing |
| JP2010034355A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5877258A (ja) * | 1981-11-04 | 1983-05-10 | Hitachi Ltd | 高信頼性金属電極 |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP11381383A patent/JPS607175A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5877258A (ja) * | 1981-11-04 | 1983-05-10 | Hitachi Ltd | 高信頼性金属電極 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6353935A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| US5646450A (en) * | 1994-06-01 | 1997-07-08 | Raytheon Company | Semiconductor structures and method of manufacturing |
| JP2010034355A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
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