JPS63126272A - Ｎ型砒化ガリウムのオ−ム性電極形成方法 - Google Patents
Ｎ型砒化ガリウムのオ−ム性電極形成方法Info
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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- H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
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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】
この発明はＮ形砒化ガリウム（ＧａＡｓ）のオーム性フ
極形成方法に関するものである。
極形成方法に関するものである。
従来、Ｎ形ＧａＡｓのオーム性電極としては、金（Ａｕ
）−ゲＪＬ／ｆ二ｗ７ Ａ （Ｇ、）８−金、金（Ａｕ
）−錫（Ｓｎ）合金などのＡｕ系電極材料が用いられて
いる。このよりなＡｕ合金の！ｌ！極材料はその材料費
自体が高価であるばかりでなく、Ａｕ線などのワイヤボ
ンディング作業を行なう際にボンディングされにくいと
いう問題点があった。
）−ゲＪＬ／ｆ二ｗ７ Ａ （Ｇ、）８−金、金（Ａｕ
）−錫（Ｓｎ）合金などのＡｕ系電極材料が用いられて
いる。このよりなＡｕ合金の！ｌ！極材料はその材料費
自体が高価であるばかりでなく、Ａｕ線などのワイヤボ
ンディング作業を行なう際にボンディングされにくいと
いう問題点があった。
通常、このようなワイヤボンディングは熱圧着法により
行なわれている。純粋なＡｕとＡｕを用いて熱圧着する
と非常に強固な接合が得られるが。
行なわれている。純粋なＡｕとＡｕを用いて熱圧着する
と非常に強固な接合が得られるが。
純粋なＡｕはＮ形ＧａＡｓに対してはオーム性電極材料
とならない。このため、前記のよりなＡｕ合金が使用さ
れているわけであるが、Ａｕは合金の形になると硬度が
増し熱圧着されにくくなるという性質がある。また、前
記Ａｕ合金はＢＫＮ形Ｇ ａ Ａ ｓ Ｉｃ ｆｌＪ触
させただけではオーム性ｔ１ｔｍにはならず、これを熱
処理する必要があるが、この熱処理によりＡｕ合金とＮ
形Ｇ ａ Ａ ｓとの間に反応が生じて複雑なき金の電
極となってしまい、これもボンデインクされにくい原因
となっていた。このようなＡｕ合金に熱圧着法によりＡ
ｕ線のワイヤボンディングを行ない、テンションメータ
を用いてこのボンディング強度を測定したところ、２ｇ
以下の弱いものが多数発生した。また、ボンディング当
初は強度があっても、温度サイクルなどの熱ストレスを
加えることによりＡｕ線がＡｕ合金からはがれることも
ある。
とならない。このため、前記のよりなＡｕ合金が使用さ
れているわけであるが、Ａｕは合金の形になると硬度が
増し熱圧着されにくくなるという性質がある。また、前
記Ａｕ合金はＢＫＮ形Ｇ ａ Ａ ｓ Ｉｃ ｆｌＪ触
させただけではオーム性ｔ１ｔｍにはならず、これを熱
処理する必要があるが、この熱処理によりＡｕ合金とＮ
形Ｇ ａ Ａ ｓとの間に反応が生じて複雑なき金の電
極となってしまい、これもボンデインクされにくい原因
となっていた。このようなＡｕ合金に熱圧着法によりＡ
ｕ線のワイヤボンディングを行ない、テンションメータ
を用いてこのボンディング強度を測定したところ、２ｇ
以下の弱いものが多数発生した。また、ボンディング当
初は強度があっても、温度サイクルなどの熱ストレスを
加えることによりＡｕ線がＡｕ合金からはがれることも
ある。
この工うに、従来のＮ形ＧａＡｓのオーム性電極として
Ａｕ合金材料を用いたものは、Ａｕ＠のワイヤボンディ
ングがされに＜＜、製造歩留りが悪くなるとともに信頼
性も低下するという欠点があった。
Ａｕ合金材料を用いたものは、Ａｕ＠のワイヤボンディ
ングがされに＜＜、製造歩留りが悪くなるとともに信頼
性も低下するという欠点があった。
この発明はこのような従来の欠点を解消するためになさ
れたもので、その目的とするところは、ワイヤボンディ
ングが与易にかつ強固に行なえて歩留りおよび信頼性が
向上し、しかもコストも安くなるようなＮ形ＧａＡｓの
オーム性電極形成方法を提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、ワイヤボンディ
ングが与易にかつ強固に行なえて歩留りおよび信頼性が
向上し、しかもコストも安くなるようなＮ形ＧａＡｓの
オーム性電極形成方法を提供することにある。
以下、この発明を実施例により詳細に説明す第１図は、
この発明の製造方法により形成されたオーム性電極をシ
リコンドーグ砒化ガリウム（ＧａＡｓ：Ｓｉ）を用いた
Ｎ面発光形の赤外線発光ダイオードに適した実施例のウ
ェハの断面図である。図において２通常ブリッジマン法
によって得られる不純物としてＳｉが添加されたＮ形Ｑ
２Ｌ Ａｓ基板＋１１の主面（図では下面）には、液
相エピタキシギル成長によりＮ形ＧａＡｓ層（２）およ
びその上にＰ形ＧａＡ１層（３）が形成されている。こ
の場合。
この発明の製造方法により形成されたオーム性電極をシ
リコンドーグ砒化ガリウム（ＧａＡｓ：Ｓｉ）を用いた
Ｎ面発光形の赤外線発光ダイオードに適した実施例のウ
ェハの断面図である。図において２通常ブリッジマン法
によって得られる不純物としてＳｉが添加されたＮ形Ｑ
２Ｌ Ａｓ基板＋１１の主面（図では下面）には、液
相エピタキシギル成長によりＮ形ＧａＡｓ層（２）およ
びその上にＰ形ＧａＡ１層（３）が形成されている。こ
の場合。
液相エピタキシャル成長において、不純物としてのＳｉ
が両性に作用し、成長過程でＮ形Ｃｙ ａ Ａ ｓ層
（２）が形成された後反転してＰ形ＧａＡｓ層＋３１が
形成される。そして、Ｎ形ＧａＡき層（２）とＰ形Ｇａ
Ａｓ層（３）の境界にはＰ−Ｎ接合（４）が形成される
。
が両性に作用し、成長過程でＮ形Ｃｙ ａ Ａ ｓ層
（２）が形成された後反転してＰ形ＧａＡｓ層＋３１が
形成される。そして、Ｎ形ＧａＡき層（２）とＰ形Ｇａ
Ａｓ層（３）の境界にはＰ−Ｎ接合（４）が形成される
。
このように形成されたウェハは、所定の厚みになるよう
にＮ形Ｇ ａ Ａ ｓ 基板＋１１の主面（図で上面）
を研鱈されるとともにその炙面を鏡面に仕上げられる。
にＮ形Ｇ ａ Ａ ｓ 基板＋１１の主面（図で上面）
を研鱈されるとともにその炙面を鏡面に仕上げられる。
次に２この表面には、チップ単位に配分されるように、
適当なマスクを用いて所定個所に選択的にオーム性電極
（５）が形成される。
適当なマスクを用いて所定個所に選択的にオーム性電極
（５）が形成される。
次にこの発明を特徴づけるところのオーム性電極（５１
の形成工程を説明する。先づ、前記ウェハを真空蒸着装
置内に装填した後、十分に排気してからウェハを１００
℃〜４５０℃の温度に加熱する。
の形成工程を説明する。先づ、前記ウェハを真空蒸着装
置内に装填した後、十分に排気してからウェハを１００
℃〜４５０℃の温度に加熱する。
次に、加熱されたウェハのＮ形ＧａＡｓ基板（１）の表
面上にマスク（図示せず）を通してＧｅを真空蒸着して
Ｇｅ層を形成させる。次に、このＧｅ層上に同じ（Ｎｉ
を真空蒸着してＮｉ層を形成させ。
面上にマスク（図示せず）を通してＧｅを真空蒸着して
Ｇｅ層を形成させる。次に、このＧｅ層上に同じ（Ｎｉ
を真空蒸着してＮｉ層を形成させ。
さらにこのＮｉ層の上に今度はＡ／を真空蒸着してＡＩ
！層を形成させる。なお、前記加熱温度は１００°Ｃ〜
４５０℃の範囲にしたが、これは、１００℃以下である
と蒸着されたＧｅ＋Ｎｉ、ＡＺからなる層がはがれるこ
とがあり、また４５０℃以内の温度で十分な強度のＧｅ
、Ｎｉ、ＡＩ！からなる層が得られるため、それ以上加
熱するのは電力の損失であり、さらに後述の工程で４５
０℃以上の温度で熱処理されるので蒸着時１ｃ４５０℃
以上に加熱する必要はないからである。このように、Ｎ
形ＧａＡｓ 基板（１）の表面上にＧｅ Ｔ Ｎ Ｉ
Ｔ Ａ ｊ’からなる層が形成されたウェハを、冷却後
真空蒸看装置からとり出し、しかる後、電極の酸化を防
止するために、不活性もしくは還元性雰囲気中、または
真空中で４６０℃〜５６０℃の温度で熱処理する。
！層を形成させる。なお、前記加熱温度は１００°Ｃ〜
４５０℃の範囲にしたが、これは、１００℃以下である
と蒸着されたＧｅ＋Ｎｉ、ＡＺからなる層がはがれるこ
とがあり、また４５０℃以内の温度で十分な強度のＧｅ
、Ｎｉ、ＡＩ！からなる層が得られるため、それ以上加
熱するのは電力の損失であり、さらに後述の工程で４５
０℃以上の温度で熱処理されるので蒸着時１ｃ４５０℃
以上に加熱する必要はないからである。このように、Ｎ
形ＧａＡｓ 基板（１）の表面上にＧｅ Ｔ Ｎ Ｉ
Ｔ Ａ ｊ’からなる層が形成されたウェハを、冷却後
真空蒸看装置からとり出し、しかる後、電極の酸化を防
止するために、不活性もしくは還元性雰囲気中、または
真空中で４６０℃〜５６０℃の温度で熱処理する。
このようにして、ウェハのＮ形ＧａＡｓ 基板（１）の
表面上には選択的に多数のＧ ｅ 、 Ｎ ｉ 、 Ａ
Ｉ！からなるオーム性電極ｔ５１が形成される。なお
、オーム性電極＋５１はＮ形ＧａＡｓ 基板（１）の表
面上に全面的にＧｅ、Ｎｉ、Ａ、／からそれぞれなる蒸
着層を形成した後２周知の写真蝕刻技術を用いて形成す
ることもできる。
表面上には選択的に多数のＧ ｅ 、 Ｎ ｉ 、 Ａ
Ｉ！からなるオーム性電極ｔ５１が形成される。なお
、オーム性電極＋５１はＮ形ＧａＡｓ 基板（１）の表
面上に全面的にＧｅ、Ｎｉ、Ａ、／からそれぞれなる蒸
着層を形成した後２周知の写真蝕刻技術を用いて形成す
ることもできる。
次に、ウェハのＰ形ＧａＡｓ 層（３）の表面には全
面的に適当な材料を用いてオーム性電極（６）が形成さ
れる。そして、このようなＮ形オーム性電極（５）とＰ
形オーム性屯極（６）が形成されたウェハは４００μｍ
Ｘ４００μｍ角に分離されて、第２図に示すような赤外
線発光ダイオードのペレットＯ０が得られる。このペレ
ット（ＩＱＩは適当な金稿ヘッダなどにＰ形オーム性屯
極（６）が接触するようにマウントし、しかる後にＮ形
オーム性電極（５）には熱圧着法によりＡｕ線のワイヤ
ボンディングがなされる。
面的に適当な材料を用いてオーム性電極（６）が形成さ
れる。そして、このようなＮ形オーム性電極（５）とＰ
形オーム性屯極（６）が形成されたウェハは４００μｍ
Ｘ４００μｍ角に分離されて、第２図に示すような赤外
線発光ダイオードのペレットＯ０が得られる。このペレ
ット（ＩＱＩは適当な金稿ヘッダなどにＰ形オーム性屯
極（６）が接触するようにマウントし、しかる後にＮ形
オーム性電極（５）には熱圧着法によりＡｕ線のワイヤ
ボンディングがなされる。
このようにして製造した赤外線発光ダイオードの順方向
電流５ＱｍＡにおける順方向電圧を測定したところり、
２５ Ｖの値が得られた。これは、従来のＡ ｕ −Ｇ
ｅ合金（Ｇｅ１２ｗｔ％）のオーム性電極を用いた発
光ダイオードと同じ特性であり、この発明によるＧｅ−
Ｎ１−ＡＪのオーム性電極が十分に低い接触抵抗を有す
ることが確認された。また。
電流５ＱｍＡにおける順方向電圧を測定したところり、
２５ Ｖの値が得られた。これは、従来のＡ ｕ −Ｇ
ｅ合金（Ｇｅ１２ｗｔ％）のオーム性電極を用いた発
光ダイオードと同じ特性であり、この発明によるＧｅ−
Ｎ１−ＡＪのオーム性電極が十分に低い接触抵抗を有す
ることが確認された。また。
このオーム性電極に対してＡｕ線のワイヤボンディング
をなす際に１通常の半導体素子のＳｉ上のＡ ｌ ｆｉ
ｌ極に対するＡｕ線のワイヤボンディングと同様に、非
常に稈易にボンディングができた。さらに、１００個の
試料に対してテンションメータを用いてボンディング強
度を測定したところ、いずれも５９以上の強度を有し、
しかもテンションメータでＡｕ線を強く引っ張ったとき
、いずれもＡｕ線が途中から切断されオーム性電極とＡ
ｕ線のｉ＝部がはずれるということは全くなかった。
をなす際に１通常の半導体素子のＳｉ上のＡ ｌ ｆｉ
ｌ極に対するＡｕ線のワイヤボンディングと同様に、非
常に稈易にボンディングができた。さらに、１００個の
試料に対してテンションメータを用いてボンディング強
度を測定したところ、いずれも５９以上の強度を有し、
しかもテンションメータでＡｕ線を強く引っ張ったとき
、いずれもＡｕ線が途中から切断されオーム性電極とＡ
ｕ線のｉ＝部がはずれるということは全くなかった。
また、製造した赤外線発光ダイオードを矢に示すような
各試験項目に対してそれぞれ４０個ずつ信頼性試験を行
なった。
各試験項目に対してそれぞれ４０個ずつ信頼性試験を行
なった。
（１）ｍ度すイクル試験；−５０℃〜１００℃５０サイ
クル。
クル。
（２）熱シヨツク試験：０℃（氷水）〜１００℃（Ｓと
う水）、５サイクル。
う水）、５サイクル。
（３） 連続通電試験： ｌｏＯｍＡ、１０００時間
。
。
（４１断線通電試験：接合温度４０℃〜１００℃２５．
０００ サイ りＩし。
０００ サイ りＩし。
（５） 耐湿試験：６０℃、９５％、１．０００時間
。
。
（６）落丁試験ニア５ＣＩｌの高さから木板上に３回落
丁。
丁。
このような試験に対して不良品は１個も発生せず、非常
に高い信頼性が得られた。
に高い信頼性が得られた。
以上の実施例では２Ｓｉを添加した液相エピタキシギル
ＧａＡｓ を用いる赤外線発光ダイオードの例につい
て説明したが、池の不純物を添加したＮ形ＧａＡｓ結晶
に対して適用でき、また赤外線発光ダイオード以外の各
種装置に応用できる。
ＧａＡｓ を用いる赤外線発光ダイオードの例につい
て説明したが、池の不純物を添加したＮ形ＧａＡｓ結晶
に対して適用でき、また赤外線発光ダイオード以外の各
種装置に応用できる。
このようにこの発明に係るＮ形Ｇ ａ Ａ ｓ オーム
性ｒｌｌ極形成方法によると、Ａｕ線などのワイヤボン
ディングをｇ易に行なうことができるとともに、製造歩
留りおよび信頼性が著しく向上する。また。
性ｒｌｌ極形成方法によると、Ａｕ線などのワイヤボン
ディングをｇ易に行なうことができるとともに、製造歩
留りおよび信頼性が著しく向上する。また。
オーム性電極材料としてＡｕを使用しないので材料費的
にも廉価になりｈＪＲ造コエコスト減できるなど数多く
の優れた効果を奏する。
にも廉価になりｈＪＲ造コエコスト減できるなど数多く
の優れた効果を奏する。
第１図はこの発明の型遣方法により形成されたオーム性
電極を用いた一実施例の赤外線発光ダイオードのウェハ
の断面図、第２図はそのペレットの断面図である。 ｆｉｌ−Ｎ形ＧａＡｓ基板、ｔ２１−Ｎ形ＧａＡｓ層、
（３１・・・Ｐ形ＧａＡｓ層、（４）・・・Ｐ−Ｎ接合
、（５）・・・Ｎ形オーム性屯極、（６）・・・Ｐ形オ
ーム性電極。
電極を用いた一実施例の赤外線発光ダイオードのウェハ
の断面図、第２図はそのペレットの断面図である。 ｆｉｌ−Ｎ形ＧａＡｓ基板、ｔ２１−Ｎ形ＧａＡｓ層、
（３１・・・Ｐ形ＧａＡｓ層、（４）・・・Ｐ−Ｎ接合
、（５）・・・Ｎ形オーム性屯極、（６）・・・Ｐ形オ
ーム性電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）金線のワイヤボンディングがなされるＮ型砒化ガ
リウムのオーム性電極において、上記オーム性電極は、
Ｎ形砒化ガリウムを加熱する工程と、加熱された前記砒
化ガリウムのＮ形層表面にゲルマニウム層を形成する工
程と、このゲルマニウム層上にニッケル層を形成する工
程と、このニッケル層上にアルミニウム層を形成する工
程と、ゲルマニウム、ニッケルおよびアルミニウム層が
形成された前記砒化ガリウムをゲルマニウム、ニッケル
、およびアルミニウム層からなるオーム性電極となる温
度で熱処理する工程とを含んで形成されることを特徴と
するＮ形砒化ガリウムのオーム性電極形成方法。 （２）ゲルマニウム、ニッケルおよびアルミニウム層は
各々真空蒸着により形成されることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のＮ形砒化ガリウムのオーム性電極
形成方法。（３）Ｎ形砒化ガリウムを加熱する工程は真
空中で行われることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載のＮ形砒化ガリウムのオーム性電極形成方法。 （４）ゲルマニウム、ニッケルおよびアルミニウム層が
形成された砒化ガリウムを熱処理する工程は不活性ない
し還元性雰囲気中、または真空中で行われることを特徴
とする特許請求の範囲第１項乃至第３項記載のオーム性
電極形成方法。 （５）Ｎ形砒化ガリウムを加熱する工程は１００℃以上
の温度で行われることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第４項記載のＮ形砒化ガリウムのオーム性電極形
成方法。 （６）ゲルマニウム、ニッケルおよびアルミニウム層が
形成された砒化ガリウムを熱処理する工程は４５０℃〜
５５０℃の温度で行われることを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第５項記載のＮ形砒化ガリウムのオーム
性電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20551187A JPS63126272A (ja) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Ｎ型砒化ガリウムのオ−ム性電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20551187A JPS63126272A (ja) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Ｎ型砒化ガリウムのオ−ム性電極形成方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54053906A Division JPS5950213B2 (ja) | 1979-04-27 | 1979-04-27 | Ｎ形砒化ガリウムのオ−ム性電極およびその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63126272A true JPS63126272A (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=16508077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20551187A Pending JPS63126272A (ja) | 1987-08-18 | 1987-08-18 | Ｎ型砒化ガリウムのオ−ム性電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63126272A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08274081A (ja) * | 1996-01-26 | 1996-10-18 | Toyoda Gosei Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体のエッチング及び電極形成方法 |
| WO2014054457A1 (ja) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | トヨタ自動車株式会社 | 光起電装置及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55145366A (en) * | 1979-04-27 | 1980-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | Ohmic electrode of n-type semiconductor of groups 3-5 metals in periodic table and forming method of the same |
-
1987
- 1987-08-18 JP JP20551187A patent/JPS63126272A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55145366A (en) * | 1979-04-27 | 1980-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | Ohmic electrode of n-type semiconductor of groups 3-5 metals in periodic table and forming method of the same |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08274081A (ja) * | 1996-01-26 | 1996-10-18 | Toyoda Gosei Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体のエッチング及び電極形成方法 |
| WO2014054457A1 (ja) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | トヨタ自動車株式会社 | 光起電装置及びその製造方法 |
| JP2014075495A (ja) * | 2012-10-04 | 2014-04-24 | Toyota Motor Corp | 光起電装置及びその製造方法 |
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