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Info
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-
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- 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】
〔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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10067784A JPS60245220A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 砒化ガリウムへのオ−ム性電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10067784A JPS60245220A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 砒化ガリウムへのオ−ム性電極の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60245220A true JPS60245220A (ja) | 1985-12-05 |
Family
ID=14280382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10067784A Pending JPS60245220A (ja) | 1984-05-21 | 1984-05-21 | 砒化ガリウムへのオ−ム性電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60245220A (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
-
1984
- 1984-05-21 JP JP10067784A patent/JPS60245220A/ja active Pending
Cited By (3)
| 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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