MXPA97002916A - Estructura de capas multiples para fabricar un electrodo ohmico y electrodo ohmico - Google Patents

Abstract

Se presenta una estructura de capas múltiples para fabricar un electrodoóhmico para semiconductores de compuestos III-V tales como semiconductores GaAs que tiene características prácticamente satisfactorias y un electrodoóhmico obtenido mediante el uso de tal estructura. En un sustrato semiconductor de compuestos III-V como, por ejemplo, un sustrato GaAs de tipo A+, se aplican secuencialmente mediante depósito electrónico una capa semiconductora de cristal noúnico como por ejemplo una capa de InO.7GaO.3As de cristal noúnico, una película metálica como por ejemplo una película de N1, una película de nitruro metálico como por ejemplo una película WN y una película de metal refractario como por ejemplo una película W, etc., y se forma subsecuentemente en patrones mediante desprendimiento, etc., para elaborar una estructura de capas múltiples para fabricar electrodosóhmicos. La estructura se templa a una temperatura comprendida entre 500øC y 600øC, por ejemplo 550øC durante un segundo mediante, por ejemplo, el método RTA para fabricar un electrodoóhmico.

Description

ESTRUCTURA DE CAPAS MÚLTIPLES PARA FABRICAR UN ELECTRODO OHMICO Y ELECTRODO OHMICQ CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere a una es ru ra de capas múltiples para fabricar un electrodo óh ico y un electrodo óh ico adecuado espe ialmente para se iconduc ores compuestos ISS-V. ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA La disminución de la resistencia de contacto de los electrodos óhmicos y la mejoría de su estabilidad térmica son asuntos importantes para implementar dispositivos de alto desempeño y conf iab i 1 idad como por ejemplo FETs usando semiconductores compuestos. A la fecha, sin embargo, no se encuentran disponibles electrodos óhmicos sa isfactorios para semiconductores compuestos, especialmente, GaAs o bien otros semiconductores compuestos III—V. Actualmente, el material más frecuentemente empleado para electrodos óhmicas para semiconductores ßaAs es AuGe/Ni. El uso de AuGe/Ni como material para electrodos óhmicos hace posible fabricar electrodos óhmicos en contacto óhmico con semiconductores GaAs mediante el templado a una temperatura de 400 a 50 "C. El problema más grave con el uso de AuGe/Ni como material para electrodos óhmicos es el problema de la inestabilidad térmica de los electros óhmicos fabricados con el material.

Es decir, puesto que AuGe/Ni contiene una cantidad importante de Au (88 de AuGe típicamente empleado), A1-'. reacciona con GaAs a una temperatura de 400°C o más, y hace beta-AuGa (de una estructura hexagonal densa (HCP) con punta de fusión Tm = 735'C) , lo que provoca el deteriodo de la estabilidad térmica aún cuando contribuye a la disminución de la resistencia de contacto del electrodo óhmico. Resulta en deterioro de las caracterís icas del dispositivo debido a *r¿» procesos de alta temperatura como por ejemplo depósito químico por vapor (CVD) realizados después de la formación del elec rodo óhmico. Este problema se explica a continuación to ando un proceso de fabricación JFET específico con referencia a la figura 1. Es decir, en este proceso de fab icaci n, una capa 102 de canal de tipo n se forma primero en un sustrato 101 GaAs semi islante como se muestra en la igura ÍA mediante la implantación selectiva de iones de una impureza de tipo n y el templado subsecuente. Después, se deposita una película aislante 103, co o por ejemplo en la p€ílícula de SÍ3N4 sobre toda la superficie del sustrato 101 GaAs semia :islante, y mediante la remoción selectiva por ataque químico para formar una abertura 103a. Después de esto, una impureza de tipo p, Zn, es difundida en la capa 102 de canal de tipo n a través de la abertura 103a para hacer una región 1.04 de compuerta de tipo p+. Después, por ejemplo, se deposita una película de Ti/Pt/Au sobre toda la superficie como material para el electrodo de compuerta. Después de esto, se forma un patrón de protección (no ilustrado) que tiene una -rorma correspon iente al electrodo de compuerta sobre la película 5 de Ti/Pt/Au. Después, la película de Ti/Pt/Au es modelada por un método iónico usando el patrón de protección co o máscara. Como resultado, el electrodo de compuerta 105 es formado co o se muestra en la figura IB. Posteriormente, f^>- después de la remoci n selectiva de la película aislante 103 por medio de ataque químico para hacer las aberturas 103b, 103c, se fabrican electrodos óhmicos 106, 107 co o el electrodo de origen y el electrodo de drenaje, respe ivamente, en la capa 102 de canal de tipo n a la cual se tiene acceso a través de las aberturas 103b, 103c usando AuGe/Ni co o su material. Posteriormente, como se muestra en la figura 1C, se fabrican los alambrados de la primera capa 108, 109 respec ivamente acoplados a los electrodos óhmicos 106, 107. Posteriormente, como se muestra en la figura ID, se deposi a una película 110 aislante entre capas, como por ejemplo en la película de SÍ3N4, por medio de un método CVD sobre toda la superficie para ropor ionar el aislamiento eléctrico del alambrado de segunda capa, mencionado a con inuación, y removido sele ivamente por medio de ataque químico para elaborar las aberturas 110a, 110b. Se aplica una temperatura elevada cercana a los 400ßC en este paso de depósito de la película 110 aislante entre capas por el método CVD, y las características del dispositivo se deterioran. Para elaborar el cableado de segunda capa, se aplica, por ejemplo, una protección 111 sobre la superficie 5 excepto en las áreas piara contactos del alambrado de la segunda capa. Después de la aplicación de un material para el alambrado de segunda capa sobre toda la superficie, se remueve la protección 111. Como resultado, se obtienen los i t?tvt***r "? alambrados de segunda capa 112, 113 en forma de un alambrado de puente de aire como se muestra en la figura 1E. Aparte del problema antes indicado, el uso de AuGe/Ni como material piara el electrodo óhmico provoca beta-AuGa producido por reacción de GaAs y Au. Beta-AuGa hace que la supierficie del electrodo óhmico sea más áspera y dificulta el trabajo fino subsecuente. A la fecha se han realizado varios estudios sobre numerosos materiales para electrodos óhmicos para superar estos problemas. El enfoque más ideal desde el punta de vista de contacto óhmico es el estable imiento de un contacto óhmico mediante el uso de metal que disminuye la barrera a la energía en la interfaz con un metal de electrodo y no contienen compuesto con un bajo punto de fusión como por ejemplo beta-AuGa, como se muestra en la figura 2 en donde Ec y Ev son las energías inferior y superior de la banda de conducción, y Ef es la energía de F r i . Esta estructura de electrodo óhmico mostrada en la figura 2 se obtiene mediante el crecimiento epitaxial de una capa IpxGa 1- As como capa intermedia con una barrera de baja energía en un sustrato GaAs por medio de un método de depósito de vapor químico metalorgánico (MOCVD) , por ejemplo, y proporcionando un metal de electrodos sobre la capa. Sin embargo, el uso de un equipo de crecimiento epita:<ial como por ejemplo un aparato MOCVD para elaborar la estructura de electrodo óhmico reduce la ventana de proceso y degrada la productividad de masa. Existe un reporte, enfocado hacia la solución de estos problemas, que propone fabricar en un sustrato GaAs, una estructura de capas múltiples como por ejemplo InAs/W, InAs/Ni/ , Ni/InAs/Ni /W, mediante el depósito de la capa InAs intermedia con una barrera de baja energía mediante un método de depósito electrónico usando InAs como el blanco y mediante el depósito de las películas de W y Ni por medio del método de evaporación de rayo electrónico y para aplicar un templado subsecuente, del cual se dice que resulta en la obtención de un electrodo óhmico con una buena estabilidad térmica (J. Appl. Phys. 68, 2475 (1990)). La figura 3 muestra uno de tales ejemplos en donde el electrodo óhmico se fabrica mediante el depósito de una capa 201 InAs sobre un sustrato 200 GaAs de tipo n mediante un método de depósito electrónico, y después el depósito de una película 202 de Ni. v de una película 203 de W secuen ia lmente en la capia 201 de InAs, y po eriormente el templado de la e tructura . Este método es excelente en cuanto a produc i idad de masa debido al uso de un método de depósito electrónico que puede elaborar la capa 201 InAs a alta velocidad. Además, puesto que el electrodo óh ica emplea la película 203 de W que es un metal refractario en su capa superior, que permite el uso de cualquier tipo de metales co o por ejemplo Al, Au, etc. como material de metalización para canece ion con el electrodo óhmico sin usar un metal de barrera, el diseño permite una amplia selección en la secuencia de proceso. Sin embargo, este método sigue presentando el grave problema que la difusión de una pequeña cantidad de In en la película 203 de W durante el templado trastorna la realización de una resistencia de contacto suficientemente baja. Existe también un problema adicional que la difusión de In en la película de W 203 durante el templado hace que la superficie del electrodo óhmico sea más áspera y esto degrada significativamente su morfología. En años recientes, para resolver el problema de la morfología superficial del electrodo óhmica, el presente solicitante propuso un método para fabricar un electrodo óhmico en donde se forma una estructura de capas múltiples de? I As/Ni WSi. /W sobre un sustrato de GaAs y después se lleva a cabo el templado (Patente Japonesa Abierta No, Hei ' 7-94444). Sin embargo, el electrodo óhmico formado por el método presenta un problema que la resisten ia de contacto es elevado en comparación con el método óh ico convencional fabricado usando AuGe/Ni. Existe también un ptroble a que la 5 difusión de la impureza puede ocurrir fácilmente durante el templado y se provoca redistribución de impureza debido a la temperatura de templado necesaria para fabricar el electrodo óhmica que alcanza 700ßC hasta 800*C lo que es un nivel i=" elevado. Esto provocará un problema cuando una capa de base de alta concentración de impurezas se forma en el área estrecha en un transistor bipolar, por ejemplo. Teniendo solamente los electrodos óhmicos existentes con propiedad i nsa is factoría para su uso en semiconductores de GaAs, se ha esperado la realización de un electrodo óhmico con características prácticamente sa isfactorias. PRESENTACIÓN DE LA INVENCIÓN Por consiguiente es un objeto de la presente invención proporcionar una estructura de capas múltiples can la cual se puede fabricar fácilmente electrodos óhmicos que tienen características prácticamente s tisfactorias para semiconductores de GaAs y otros semiconduc ores compuestos III-V, así como un electrodo óhmico obtenido mediante el uso de esta estructura. Una estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico de conformidad con la presente invención, comprende una capa de semi onduc or de cristal no onocristal i no y una película que incluye cuando menos una película de nitru.ro metálico que son secuen ialmente apilados sobre un cuerpo de semiconductor compuesto III-V. 5 Además, una estructura de capas múltiples piara la fabricación de un electrodo óhmico de conformidad con la invención comprende una capa de semi onductor de cristal no monocrista 1 i no y una película que incluye cuando menos una película de nitruro metálico secuencialmente apilados en un cuerpo de semiconductor compuesto III-V, la barrera a la energía entre la capa de semiconductor de cristal no monocristali.no y la película es inferior a la barrera a la energía entre el cuerpo de semiconductor compuesto III-V y la película. 15 Un electrodo óhmico de conformidad con la presente invención se obtiene mediante el templado de una estructura de capas j múltiples para la fabricación de un electrodo óhmico, que comprende una capa de semiconductor de cristal no monocristal ino una película que incluye cuando menos una pielicula de nitru.ro metálico que se apilan secuencialmente en un cuerpo semiconductor compuesto III-V. Además, un electrodo óhmico de conformidad con la presente invención es un electrodo óhmica proporcionado en un cuerpo se iconductor compuesto II. I-V que se ob iene mediante el templado de una estructura de capas múltiples para la. fabricación de un electrodo óhmico, que comprende una capa semiconductora de cristal no monocristal ino y una película que incluye cuando menos una película de nitruro metálico, la barrera a la energía entre en dicha capa semiconductora 5 de cristal no onocri ta 1 ino y dicha película es inferior a la barrera a la energía entre dicho cuerpo semiconductor compuesto III-V y dicha película. En la invención, el cuerpo semicondu tor compuesto III-V ' -. • ^ puede ser un sustrato o una capa compuesta de, por ejemplo GaAs, AlGaAs o bien InGaAs. Si el cuerpo semiconductor compuesto III-V es de un tipo n, incluye, por ejemplo, Si, Ge, Te o bien Sn como impureza donante. La impureza donante es introducida en el cuerpo se iconductor compuesto III-V por ejemplo mediante implantación de iones, epitaxia de fase líquida (LPE), epitaxia de rayos moleculares (MBE) o bien epitaxia de fase de vapor met lorgánica (MOVPE) . i La capa semiconductora de cristal no onocristal ino puede ser una capa InAs de cristal no mopocristal ino o bien una capa InxGal-xAs de cristal no monocristal ino (o < x ¿ 1). El término "cristal no monocristal ino" pertenece aquí a materiales pol icristal inos o bien amorfos otros que materiales de cristal único. La capa semicondu tora de cristal no onocr is 1 ino se fabrica de preferencia por un método de depósito electrónico, pero se puede también emplear otro método como por ejemplo métodos de evaporación en ario, especi lmente, un método de evaporación por rayos ele rónicos. Cuando se elaborp la capa semiconductora de cri ta] no monoc ist al i no por medio de un método de depósito electrónico, se puede emplear ya sea un método de depósito 5 electrónico normal usando un blanco ú co del mismo material semiconductor que el material de la capa semiconductora de cristal no monocr istal ino, o bien un método de codepósito electrónico usando vanos blancos que contienen elementos r ? respectivos de la capa semiconductora de cristal no monocr ist 1 ino. Una película metal ica como por ejemplo una película de Ni, puede proporcionarse entre el cuerpo semiconductor compuesto III-V y la capa semiconductora de cristal no manocpstal ino para el propósito, entre otros, de mejorar la afinidad de la capa semiconductora de cristal no monacpstal ino con el cuerpo semiconductor compuesto ISI-V. s?!? En una modalidad típica de la invención, la película en la capa semiconductora de cristal no monocpstal ino comprende una película metálica y una película de ni ruro metálico proporcionada sobre la película metálica. En este caso, la película metálica se emplea con el propósito, entre otras cosas, de templar a ba a temperatura para hacer un electrodo óhmico con una baja resistencia de contacto. La película de ni tptro etáli o se e ples con el objeto de evitar que elementos que constituyen la capia semiconductora de cristal ; ' no mono istal ino, por ejemplo In, se difundan ha ia la superficie del electrodo durante el templado. Por una u otra razón, como por ejemplo la reducción de la resistencia de la lámina del electrodo óhmica o para permitir que el alambrado 5 metálico se conecte al electrodo óhmico sin estirar de un metal de barrera, se proporciona de preferencia, en la película de nitruro metálico, una película de metal refractario que tiene una resistividad más baja que la resistividad de la película de nitruro de metal que es improbable que reaccione en un material usado para el alambrada. La película metálica puede ser una película de Ni, una película de Al, o bien una película de Co. La película de nitruro metálico puede ser una película de WN, una película de WSiN, una película de TaN, una película de TaSiN, una película de TiN, una película de TiSiN, una película de TiON, etc. Estas películas de nitrura metálico pueden ser cristalinas (por ejemplo pol icristal inas) o bien amorfas). La película de metal refractario puede ser una película de W, una película de Mo, una película de Ta , etc.

Para reducir la resistencia de lámina del electrodo óhmico y para hacer posible el uso del electrodo óhmico también para cableado, la película metálica para cableado, por ejemplo, una película de Al, una película de aleación de aire (Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, etc), una película de Au , una película de Au/Ti, etc, pueden hacerse en la película de metal refra t rio. Las películas de la capia semiconduc ora de cristal no onoc r ista 1 i no , es dec i , l peí í cu 1 eta 1 i c , l p 1 ícu la de nitruro metálico, la película de metal refracta io, etc, 5 pueden elaborarse por un método de depósito electrónico o bien un método de evaporación en vacío, especialme te, un método de evaporación de rayos electrónicos. Si se preparan estas películas metálicas, películas de nitru.ro de metal, y :m? películas de metal refractario "por un método de depósito electrónico, se puede emplear ya sea un método de depósito electrónico normal usando un blanco único del mismo material que el material de una de estas películas, o bien un método de codepósits electrónico usando varios blancos que contienen elementos respectivos que constituyen una de las películas. Si se hace esta película de metal, película de nitruro de metal y película de metal refractario por medio del método de evaporación en vacío, se puede emplear ya sea una fuente de evaporación única que comprende el mismo material que el material de una de estas películas o bien una pluralidad de fuentes de evaporación cada uno comprendiendo elementos respectivos que consti uyen una de las películas. La película de metal refractario puede elaborarse por medio de un método CVD en algunos casos. De conformidad con la presente invención, un electrodo óhmico que tiene carac erí ticas prácticamente sa isfactorias requeridas en un ispositivo, como por ejemplo estabilidad térmica, baja resistencia de contacto, superficie plana, etc., puede fabricarse fácilmente proporcionando la estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico, y después mediante templado a una temperatura ubicada dentro de un rango de 500°C a 600ßC. Además, en este caso, puesto que la temperatura de templado i necesaria para fabricar el electrodo óhmico es de 500'C a 600ßC, lo que es suficientemente bajo, es posible evitar la difusión de impurezas durante el templado y por consiguiente evitar la redistribu ión del templado y por consiguiente evitar la red istribuc ion de impurezas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las figuras 1A a 1E son vistas en corte para explicar los problemas que surgen cuando se emplea un método existente para fabricar electrodos óhmicos usando AuGe/Ni como los *%?* materiales para el electrodo óhmico se emplea para fabricar electrodos óhmicas en un proceso de fabricación JFET de GaAs; la figura 2 es un diagrama de banda de energía de un electrodo óhmico ideal; la figura 3 es una vista en corte de una estructura de capas múltiples para fabricar electrodos óhmicos que tienen una estructura InAs/Ni/W usada en el método de fabricación de electrodos óhmicos existentes; las figuras 4A a 4D son vistas en corte para explicar un método para fabricar un electrodo óhmico de conformidad con una primera modalidad de la invención; la figura 5 es una gráfica que muestra cambios en la resistencia de contacto con temperaturas de templado obtenidas por medición en electrodos óhmicos fabricados por el método de fabricación de conformidad con la primera modalidad; la figura 6 es una micragráfica óptica de un electrodo ?hmico fabricado mediante la elaboración de una estructura de capas múltiples para fabricar electrodos óhmicos, templado a 500ßC durante un segundo y después templado a 400ßC durante 10 horas en el método de fabricación de conformidad con la primera modalidad de la invención; la figura 7 es una gráfica que muestra la estabilidad térmica obtenida mediante medición en electrodos óhmicos fabricados por el método de fabricación de conformidad con la primera modalidad de la invención; la figura 8 es una vista en corte de una estructura de capas' múltiples para fabricar electrodos óh icas usados en un método para fabricar electrodos óhmicos de conformidad con una primera modalidad de la invención; la figura 9 es una vista en corte de una estructura de capas múltiples para fabricar electrodos óh icos empleada en un método para fabricar electrodos óhmicos de conformidad con una tercera modalidad de la invención; y las figuras 10A a 10D son vistas en corte de una estructura de capas múltiples para fabricar electrodos óhmicos empleada en un método para fabricar electrodos óhmicos de conformidad con una cuarta mod lidad de la invención. MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN A continuación se describirán con referencia a los dibujos modalidades de la invención. En todos los dibujos, elementos 5 comunes o equival ntes se marcan con números de referencia comune . La figura 4 muestra una secuencia de procesos para la fabricación de un electrodo óhm?cs de conformidad con la (-" ' primera modalidad de la invención. 10 En la primera modalidad, primero, como se muestra en la figura 4A , se aplica una sustancia protectora fotosensible en un sustrato 1 de GaAs de tipio n+ , y después se modela par media de un método fatol i to af ico para elaborar un patrón de protección 2 que tiene una abertura en el área para elaborar los electrodos ?hmicos. El espesor del patrón 2 de protección se escoge para que sea más grande que el espesor i&t total de un cristal no monacrist l ino de capa 3 In0.7Ga0.3As, una película 4 de Ni, una película 5 de WN y una película 6 de W que se describen a continuación. La exposición en fotolitografía puede emplear un aparato de exposición óptica camo por ejemplo un aparato de exposición de proyección reducida (lo que se conoce como "disposi ivo de escalón-amiento"). El patrón de protección 2 puede también elaborarse para usar una protección de rayos electrónicos y un método de litografía por rayos electrónicos. r- Después, como se muestra en la figura 4B, se deposita un cristal no monocr ist 1 ino de capa 3 In0.7Ga0.3As sobre toda la superficie mediante el uso de un método de depósito electrónico, por ejemplo, In0.7Ga0.3As como el blanco (por 5 ejemplo, método de depósito electrónico de magnetrón), y una película 4 de Ni , una película 5 de WN, y una película 6 de W se depositan secuencialmente sobre toda la superficie por ejemplo mediante un método de depósito electrónico o bien por medio de un método de evapioración de rayos electrónicos.

Cuando se emplea un método de depósito electrónico como por ejemplo un método de depósito electrónico de magnetrón para elaborar la capa 3 de InO.7GaO.3As de cristal no monocristal ina, después de la evacuación de la cámara de elaboración de película a la presión de base de aproximadamente 2x1/100,000 Pa, se introduce gas Ar hasta la presión de apro imadamente 3x1/10 Pa en la cámara y es descargado por CC. La energía consumida para descarga es, por ejemplo 150 W. La temperatura de elaboración de película por ejemplo es la temperatura ambiente. La velocidad de elaboración de película, por ejemplo, es de 7 nm/minuto. Cuando se elabora la película 5 de WN por métodos de depósito electrónico como por ejemplo método de depósito electrónico cié magnetrón, después de la evacuación de la cámara de elaboración de película a la presión de base de 2x1/100,000 P , se introduce gas N2 hasta la presión de aproximadamente 3x1/10 Pa a la cámara y se descarga con CC. La energía consumida para descarga es de 150 W, por ejemplo. La temperatura para elaborar la película es por ejemplo la temperatura ambiente. Se puede también emplear una 5 combinación de gas N2 con gas Ar en lugar de gas N2. El método de depósito electrónico presentado arriba es lo que se conoce como un método de depósito de CC. Un método de depósito de P.F puede emplearse en lugar del método de ~ depósito electrónico CC. 10 El sustrato 1 de GaAs de tipo n+ tiene ahora sobre él el cristal no monocristal ino de capa 3 de InO.7GaO.3As, película 4 de Ni, película 5 de WN, y película 6 de W, y se sumerge en solvente orgánico, coma por ejemplo acetona, para remover de manera soluble el patrón de protección 2, provocando por consiguiente que el cristal no monocristal ino de capa 3 de InO.7GaO.3As, película 4 de Ni, película 5 de ^¿j WN, y película 6 de W en el patrón de protección 2 sea removido junto. Como resultado, como se muestra en la figura 4C , solamente partes seleccionadas del cristal no monocristal ina de capa 3 InO.7GaO.3As, película 4 de Ni, película 5 de Wn y película 6 de W en el área que corresponde a la abertura del patrón de protección 2 permanece en el sustrato 1 de GaAs de tipo n+ . El sustrato 1 de GaAs de tipo n+ que tiene esta capa 3 de InO.7GaO.3As, película 4 de Ni, película 5 de WN, y película 6 de W de cristal no monocristal ino, es de ir, la estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico se templa después, por ejemplo mediante PTA (templado térmico rápido), o bien mediante el uso de un horno eléctrico típico dentro de un rango de temperatura de 500*C a 600°C durante un tiempo corto, por ejemplo de un segundo a varios minutos. La atmósfera empleada para el templado puede componerse de gas N2 con o sin una pequeña cantidad de adicional de gas H2. Como resultado del templado, se obtiene el electrodo óhmico 7 de conformidad con lo mostrado en la figura 4D. La figura 5 muestra como resultado de la medición en el electrodo óhmico 7 efectuada por el método de conformidad con la primera modalidad de la invención para conocer la dependencia de su resistencia de contacto de la temperatura de templado. Se prepararon muestras mediante la fijación de los espesores de la capa 3 de In0.7Ga0.3As, película 5 de WN y película 6 de W de cristal no monocristal ino en 14 nm, 25 n , y 50 nm, respectivamente, mientras se cambió el espesor de la película 4 de Ni a 3 niveles de 9 nm, 10 nm y 11 nm, y mediante la preparación de los electrodos óhmicos mediante el templado durante un segundo a temperaturas diferentes ubicándose dentro de un rango de 450ßC a 655ßC, usando un método RTA. La atmósfera empleada para el templado fue nitrógeno con 5*Á de hidrógeno. Los sustratos 1 de GaAs de tipo n+ empleados fueron preparados mediante implantación de iones en sustrato de GaAs se i a islantes orientados (100) para cambiarlos a un tipo n uon la concentra i n de impurezas de 2xl018cm-3. La medición d«=» las resistencias de contacto se realizó mediante TLM (método de línea de 5 transmisión). La figura 5 describe que la resistencia de contacto es menor en la temperatura de templado de 550*C y que se puede obtener una resistencia de contacto significativamente baja de hasta 0.2-f?mm, aproximadamente. La figura 6 es una mitográfica óptica de la superficie de un electrodo óhmico 7 elaborado mediante el apila iento en un sustrato 1 de GaAs de tipo n+ de una capa 3 In0.76a0.3As, película 4 de Ni, película 5 de Wn y película 6 de W de cristal no monocristal ino para elaborar una estructura de electrodo óhmico de capas múltiples, templando después la estructura durante 1 segundo a una temper ura de 150*C mediante RTA para preparar un electrodo óhmico, y & í templ ndola adicionalmente durante 10 horas a 4 0ßC. Los espesores de la capa 3 de I nO,7GaO .3As, película 4 de Ni, película 5 de Wn y película 6 de W de cristal no monocr istal ino fueron de 14 nm , 20 nm, 25 nm, y 25 nm, respectivamente. La figura 6 describe que el electrodo óh ico 7 después de empezar durante 10 horas a 400*C muestra una excelente morfología de superficie y una excelente estabilidad térmica. La razón de la buena morfología es la existencia de la película 5 de WN en la estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo ?hmico, dicha película evita la dispersión de In de la capa 3 de InO.7GaO.3As de cristal no monocristalino hacia la superficie del electrodo durante el templado. Se midieron también cambios con el tiempo del electrodo óhmico 7, es decir, la estabilidad térmica del electrodo óhmico 7, después del templado durante 10 horas a 400ßC después de la formación. El resultado aparece en la figura 7. Los espesores de la capa 3 de InO.76aO.3As, película 4 de Ni, película 5 de WN y película 6 de W de cristal no monacristal ino fueron, respec ivamente, de 25 nm, 10 nm, 25 nm, y 50 nm. La figura 7 muestra también, con el objeto de comparar, los resultados de las estabilidades térmicas medidas de un electrodo óhmico elaborado mediante el uso de una estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico sin incluir la películ WN, más específicamente, comprendiendo una película de Ni de 15 nm de espesor y una película de W de 50 nm de espesor apilada sobre una capa de InO.7GaO.3As de cristal no monocri t lino de 25 nm de espesor, y un electrodo óhmico elaborado mediante el uso de una estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico con una película de Ni de 15 nm de espesor y una película de W de 50 nm de espesor sobre una capa de InAs de cristal no monocristalino de 23 nm de espesor. La figura 7 describe que la resistencia de contacto del 1 electrodo óhmico preparado mediante el uso de la estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico conla película de Ni de 15 n de espesor y la película de W de 50 nm de espesor apiladas sobre la capa de InO.7GaO.3As de 5 cristal no monocristalino de 25 n de espesor empieza in ementándose una hora apro imadamente después del inicio del templado. El electrodo óhmico prepiarads mediante el u o de la estructura de capas múltiples para fabricar el '- electrodo óhmico con la película de Ni de 15 nm de espesor y la película de W de 50 nm de espesor sobre la capa de InAs de cristal no monocristalino de 23 nm de espesor mantiene una resistencia constante de contacto a un después de ÍO horas después del inicio del templado, lo que significa una buena estabilidad térmica; Sin embargo, el valor de la resistencia de contacto es de aproximadamente 0.45 fímßi, lo que no es suficientemente bajo. En contraste, el electrodo óhmico 7 de conformidad con la primera modalidad elaborado cv mediante el uso de la estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico incluyendo la película de WN mantiene una resistencia de contacto constante a un después de 10 horas después del inicio del templado, lo que significa una buena estabilidad térmica, y el valor de la resistencia de contacto de hasta 0.2 JCmm. Las razones de la buena estabilidad térmica son el hecho que el electrodo óh ico 7 no incluye compuestos con bajos puntos de fusión, ,/ i ? como por ejemplo beta-AuGa, que encuentran en el electrodo óhmica elaborado mediante el uso de AuGe/Ni y el hecho que la película 5 de WN evita la dispersión de In a partir ci la capa 3 In0.7Ga0.3As de cristal no 5 onacr ista 1 ino hacia la supierficie del electrodo. En resumen, la primera modalidad puede proporcionar un electrodo óhmico 7 con una baja resistencia de contacto, una baja resistencia de película, una superficie plana o bien «- una buena morfología superficial, y una buena estabilidad térmica, mediante primero el apilamiento sobre el sustrato 1 de GaAs de tipo n+ de la capa 3 InO.76aO.3As de cristal no monocristalino, pielícula 4 de Ni, película 5 de WN y película 6 de W para formar una estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico, y después mediante su. templado durante 1 segundo, por ejemplo, a una temperatura comprendida entre 500ßC y 600ßC por un método » RTA, por ejemplo. El electrodo óhmico 7 tiene una estructura de banda de energía cercana a la estructura ideal de bandas de energía mostrada en la figura 2. El electrodo 7 óhmico permite una conexión directa del alambrado metálico sin usar un metal de barrera porque incluye W con un punto de fusión alto en su. superficie superior. La capa 3 de InO.76aO.3As de cristal no monocristalino empleada para hacer el electrodo óhmico 7 se elabora por medio de un método de depósito electrónico con una alta velocidad de formación película, lo que resulta en una piraduct i v idad elevada de los electrodos óh icas 7. El electrodo óhmico 7 muestra una baja resistencia de contacto equivalente a la resistencia le electrodos óhmicas conven ionales elaborados mediante el uso 5 de AuGe/Ni, y no deteriora las caracte ísticas de un dispositivo semiconductor usando el electrodo óhmica 7. Puesto que la temperatura de templado requerido para la fabricación del electrodo óhmico 7, es de 500*C a 600ßC, se puede evitar efectivamente una distracción indeseada de impurezas y redis ribución de impurezas durante el templado. A continua ión se explicará una sefunda modalidad de la presente invenci n. La segunda modalidad emplea una estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico como se muestra en la figura 8 en lugar de la estructura de capas múltiples para fabricar .el electrodo óhmico usado en la primera modalidad como se muestra en la figura 4C. La estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico mostrado en la figura 8 es diferente de la estructura de la figura 4C en la medida en que la primera no incluye la película 6 de W. Los demás aspectos de la segunda modalidad son iguales a la primera modalidad. La segunda modalidad hace también posible producir electrodos óhmicos con buenas c racterísticas como los de la primera modalidad con alta productividad.

A continuación se explicará una tercera modalidad de la invenc ion. La tercera modalidad de la presente invención emplea una estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico camo se muestra en la figura 9 en lugar de la estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico usado en la primera modalidad como se muestra en la figura 4C. La estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico mostrado en la figura 9 es diferente de la estructura de la figura 1C en la medida en que la primera emplea una película 8 de Al adicional sobre la película 6 de W. La tercera modalidad elabora la película 8 de Al sobre la película 6 de W, como por ejemplo, mediante un método de depósito electrónico o bien por medio de un método de evaporación de rayos electrónicos después que la película 6 de W y las demás películas estén depositadas de la misma manera que lo presentado en la figura 4B. Después de esto, mediante desprendimiento de la misma manera que lo descrito con la primera modalidad, se elabora una estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico que comprende la capa 3 de InO.7GaO.3As, la película 4 de Ni, película 5 de WN, película 6 de W y película 8 de Al en el electrodo óhmico y en el sustrato 1 de GaAs de tipo n+ . En es e caso, para un desprendimi nto más fácil, el patrón de protección ¿D empleado para el desprendimiento puede elaborarse en dos capas. Si el piatrón de protección es una protección de tipo positiva, piar ejemplo, el patrón de protección subyacente puede elaborarse de una protección más fotosensible. 5 De conformidad con la &\ c&\? modalidad, la película 8 de Al superior de la estructura ci capas múltiples para fabricar el electrodo óhmico contribuye a reducir la resistencia laminar del electro óhmico 7 elaborado mediante el uso de la ?í ' estructura de capas múltiples para fabricar el electrodo óhmica. Co o resultado, el electrodo óhmico 7 puede emplearse camo alambrado IC o bien electrodo capacitor, la que simplifi a el proceso de alambrado de dispositivos semicondu tores e incrementa la fle ibilidad en cuanto a su diseño. 15 A continuación se presentará una cuarta modalidad de la invenc ion. ¿. La cuarta modalidad se enfoca hacia un proceso para la fabricación de MESFETs de GaAs que hace electrodos óhmicos mediante el uso del método de fabricación de electrodo 20 óhmico de conformidad con la segunda modalidad y hace también electrodos de compuerta imultáneamente con los ele trodos óhmicos. En la cuarta modalidad, primero, co o se muestra en la figura 10A, un sustrato 9 de GaAs ße iaislant es implantado con iones de manera selectiva con una impureza de donante en una baja concentra ión en la parte para hacer una capa de canal de tipo n y en una concen ración elevada en partes pa a hacer la región de origen y la región de drenaje. Después, la estructura es templada a una temperatura comprendida entre 700°C y S0OßC, por ejemplo, para activar eléctricamente la impureza implantada para proporcionar la capa 10 de canal de tipo n, la región 11 de puente de tipo n+ y la región de dren je 12. Como se muestra en la figura 10B, una estructura de capas múltiples compuesta del cristal no monocristal ino de capa 3 In0.7Ga0.3As y la película 4 de Ni, se forma sobre el área para hacer el electrodo óhmico mediante el método de desprendimiento de conformidad con lo explicado en la primera modalidad. Después de esto, se deposita una película de WN sobre toda la superficie, por ejemplo mediante un método de depósito electrónico, un patrón de protección (no ilustrado) en forma que corresponde al electrodo de compuerta y al electrodo óhmico a hacer se forma sobre la película de WN mediante un método de litografía, la película de WN es atacada químicamente, por ejemplo, mediante un método de ataque químico de ion reactivo (PIE) usando el patrón de protección como máscara y usando un gas de ataque química CF4/02, y se remueve después el patrón de protección. Como resultado, co o se muestra en la figura 10C, la estructura obtenida incluye, en su. área de elaboración de electrodo, estructuras de capas múltiples para fabricar electrodos óhmicos comp»ue tos del cristal no monocrist lino de capa 3 de InO.7GaO.3As, película 4 de Ni, y película 5 de WN, y el electrodo de compuerta 13 compuesto de la película de WN. Por consiguiente, la película de WN puede emplearse para hacer el alambrado. El producto es después templado, a una temperatura de 500*C a 600*C, por ejemplo mediante un método RTA. Por consiguiente, como se muestra en la figura 10D, los elect odos óhmicos 14, 15 empleados como electrodos de fuente y de drenaje se forman de la misma manera que lo expilicado en la primera modalidad, y se completa un MESFEET de 6aAS esperado. De conformidad con la cuarta modalidad, los electrodos óhmicos 14, 15 que tienen buenas características como electrodos de fuente o de drenaje pueden prepararse fácilmente, y también el electrodo de compuerta 13 puede hacerse imul áneamente con la forma ión de las estructuras de capias múltiples empleadas piara la fabricación de los electrodos óhmicos 14, 15. Como resultado, se simplifica el proceso para la fabricación de MESFETs de GaAs. A continuación se describe una quinta modalidad de la presente invención. Cuando un dispositivo semiconductor requiere tanto de electrodo óhmico para un semiconductor compuesto III-V de tipo n y de un electrodo óhmica para un semiconductor compuesto III-V de tipo p, la quinta modalidad hace estos electrodos óhmicos simultáneamente mediante el uso de estructuras de capias múltiples para hacer electrodos óh icos . Más espiec if icamente, cuando se debe fabricar un JFET de GaAs, como por ejemplo, una región de compuerta de tipo p+, una región de fuente de tipo n y una región de drenaje se forman en un sustrato de GaAs semiaislante, y estructuras de capas múltiples pana fabricar electrodos óhmicos coma las de la primera modalidad como por ejemplo, se hacen en la región de compuerta, región de fuente y región de drenaje. Después de esto, mediante templado del producto a una temperatura, por ejemplo, de 500ßC a 600aC, se forman simultáneamente electrodos óhmicas en la región de compuerta, región de fuente y región de drenaje. Para fabricar un transistor bipolar de heterauni?n (HBT) usando semiconductores compuestos III— , es decir, una capa de AlGaAs de tipo n como capa de emisor, una capa de GaAs de tipo p como capa de base y una capa GaAs de tipo n como capa de recolección, que requiere de electrodos óhmicos para las capas de emisor, base y recolección, estos electrodos óhmicos pueden elaborarse simultáneamente en las capas de emisor, base y recolección, respectivamente, mediante la •- formación de estructuras de capas múltiples piara fabricar electrodos óhmicos como los de la primer modalidad, por ejempilo, en la-r> capias de emisor, base y recolec ión, y mediante el templado de las estructuras a una temperatura de 5 50 "C a 600° C. Se ha descrito arriba la invención, por medio de ejemplos específicos; sin embargo, no limitándose a estas modalidades, la invención involucra varias modificaciones f ? basadas en el concepto técnico de la invención. 10 Por ejemplo, la película 4 de Ni empleada en las modalidades l 4 puede ser reemplazado por una película de Co o bien una película de Al. Además, aún cuando las modalidades 1 a 3 hacen la estructura de capas múltiples para la fabricación de electrodos óhmicos mediante el método de desprendimiento, pueden hacerse por medio del api lamiente secuencial, primero, de las capas respectivas de la estructura de capas múltiples para fabricar electrodos óhmicos sobre toda la superficie del sustrato 1 de GaAs de tipo n+ y mediante subsecuentemente la formación de patrones en estas capas en forma de electrodos óhmicos por medio de un método de ataque químico. Además, aún cuando se ha explicado las modalidades 1 a 4 como la aplicación de la invención para la fabricación de ele trodos óhmicos en el sustrato de GaAs, la invención puede también aplicarse a la fabricación de electrodos óhmicos en la capa de GaAs elaborada por crecimiento epitaxial, por ejemplo. Además, la invención puede también aplicarse a la fabricación de electrodos óhmicos en la región de fuente y en la región de drenaje de un transistor de alta movilidad electrónica (HEMT) usando un semiconductor compuesto III-V, por ejemplo, HEMT de AlGaAs/GaAs. Camo antes descrito, de conformidad con la presente invención, mediante el templado de la estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico, que comprende una capa semiconductora de cristal no monocristalino y una película que incluye cuando menos una película de nitrura de metal que se apilan secuen ialmente sobre un cuerpo semiconductor compuesto III.-V, se pueden fabricar fácilmente con una productividad elevada electrodos óhmicas que tienen caracte ísticas prácticamente satisf ctorias para semiconduc ores compuestos III-V.

Claims (19)

1. REI INDICACIONES 1. Una estructura de capias múltiples para fabricar un electrodo óhmico, que comprende una capa se i onductora de cristal no monocristalino y una película que incluye cuando 5 menos una película de nitruro de metal que se apilan secuencia lmente sobre un cuerpo semiconductor compuesto III— V.
2. 2. La estructura de capas múltiples para fabricar un B?» electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 1 10 donde dicho cuerpo semiconductor compuesto III-V comprende GaAs, AlGaAs o bien InGaAs.
3. 3. La estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 1 donde dicha capa semiconductora de cristal no monocristalino 15 es una capa de cristal no monocrist lino InxGal-xAs (O < x ¿ l) .
4. 4. La estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 1 donde dicha película comprende una película metálica y una 20 película de nitruro metálico proporcionada sobre dicha película metálica.
5. 5. La estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 4 donde se proporciona ad i.c iona Imente una película de metal 25 refractario sobre dicha película de nitruro met l ico .
6. 6. La estructura de capias múltiples para fabricar un electrodo óhmico de conformidad con la reivindica i n 5 donde se proporciona adi ion lmente una película metálica piara alambrado sobre dicha película de metal refractario. 5
7. 7. La estructura de capias últipiles para fabricar un electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 4 donde dicha película metálica es una película de Ni, una película de Co o bien una película de Al, y dicha película fe*" ?* de nitruro metálico es una película de WN, una película de 10 WSiN, una película de TaN, una película de TaSiN, una pelí ula de TiN, una película ci TiSiN, o bien una película de TiON.
8. 8. La estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico de conformidad con la reivindica ión 5 15 donde dicha película de metal refractario es una película de W, una película de Ta , o bien una película de Ms.
9. 9, Una estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmica, que comprende una capa semiconductora de cris l no monocristalino y una película que incluye cuando 20 menos una película de nitruro metálico secuencialmente apiladas sobre un cuerpo semiconductor compuesto III-V, l a barrera de energía entre dicha capa semiconductora de cristal no monocrist lino y dicha película es inferior a la barrera de energía entre dicho cuerpo se icondu or 25 compuesto III-V y dicha película. /'
10. 10. Un electrodo óhmico obtenido mediante el templado de una estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico, que comprende una capa semiconductora de cristal no monocristalino y una película que incluye cuando menos una 5 película de nitruro metálico secuencialmente apilada sobre un cuerpo semiconductor compuesto III-V.
11. 11. El electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 10 donde la temperatura de templado de dicha estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico es de 10 5 0*C a 600*C.
12. 12. El electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 10 obtenida mediante el templado de dicha estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico en donde dicha cuerpo se iconductor compuesto III-V comprende GaAs, 15 AlGaAs o bien InGaAs.
13. 13. El electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 10 obtenido mediante el templado de dicha estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico en donde dicha capa semiconductora de cristal no monocristalino es 20 una capa de cristal no monocristal ino InxGal-xAs (0 < x í 1) .
14. 14. El electrodo óhmica de conformidad con la reivindicación 10 obtenido mediante el templado de dicha estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico en donde 25 dicha película co p rende una película metálica y una película de nitru.ro metálico proporcionada sobre dicha película metálica.
15. 15. El electrodo óhmico de conformidad con la rei indicaci n 14 obtenido mediante el templado de dicha estructura de capias múltiples para fabricar un electrodo óhmico en donde se proporciona además una película de metal. refractario sobre dicha película de nitruro metálico.
16. 16. El electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 15 obtenido mediante el templado de dicha estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico en donde se proporciona una película metálica para alambrado en dicha película de metal refract io.
17. 17. El electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 14 obtenido mediante el templado de dicha estructura de capas múltiples para fabricar un electrodo óhmico en donde dicha película de metal es una película de Ni, una película de Co o bien una película de Al , y dicha película de nitruro metálico es una película de WN, una película de WSiN, una película de WSiN, una película de TaN, una película de TaSiN, una película de TiN, una película de TiSiN o bien una pelícu de TiON.
18. 18. El electrodo óhmico de conformidad con la reivindicación 15 obtenido mediante el templado de dicha estructura de capas múl iples para fabricar un electrodo óhmico en donde dicha, película de metal refractario es una película de W, una película de Ta o bien una película de Mo .
19. 19. Un electrodo óhmico proporcionado en un cuerpo semiconductor compuesto III-V obtenido mediante el templado de una estructura de capas múltiples piara fabricar un electrodo óhmico, que comprende una capia semiconductora de cristal no monocristalino y una película que incluye cuando menos una película de nitruro metálico, la barrera de energía entre dicha capa semiconductora de cristal no monoc istalino y dicha película es menor que la barrera de energía entre dicho cuerpo semiconductor compuesto III-V y dicha película.