JPH0423821B2 - - Google Patents
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- JPH0423821B2 JPH0423821B2 JP57075223A JP7522382A JPH0423821B2 JP H0423821 B2 JPH0423821 B2 JP H0423821B2 JP 57075223 A JP57075223 A JP 57075223A JP 7522382 A JP7522382 A JP 7522382A JP H0423821 B2 JPH0423821 B2 JP H0423821B2
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- JP
- Japan
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- semiconductor
- alloy
- wafer
- semiconductor device
- compound semiconductor
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/60—Electrodes characterised by their materials
- H10D64/62—Electrodes ohmically coupled to a semiconductor
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/85—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は−族化合物半導体に対するオーム
性電極を有する半導体装置の製造方法に関するも
のである。
性電極を有する半導体装置の製造方法に関するも
のである。
電極形成技術に要求される問題点の一つとして
ボンデイング性がある。通常このワイヤボンデイ
ングは熱圧着法により行なわれている。すなわち
純粋なAuとAuを用いて熱圧着すると非常に強固
な接合が得られている。従来より化合物半導体に
対するオーム性電極については、AuGe／Ni／
Au，Au−Ge−Ni／Au，Au−Sn／Au，Au−
Zn／Au等が使われていた。しかしこれらの二層
あるいは三層構造の電極は蒸着中あるいは電極形
成工程後のCVD法等を用いることによつて熱処
理工程を通ると半導体構成原子やオーム性接触形
成金属のAu層への拡散が抑制できなかつた。こ
のためAu表面の変成によりワイヤボンデイング
性を悪くするという欠点があつた。
ボンデイング性がある。通常このワイヤボンデイ
ングは熱圧着法により行なわれている。すなわち
純粋なAuとAuを用いて熱圧着すると非常に強固
な接合が得られている。従来より化合物半導体に
対するオーム性電極については、AuGe／Ni／
Au，Au−Ge−Ni／Au，Au−Sn／Au，Au−
Zn／Au等が使われていた。しかしこれらの二層
あるいは三層構造の電極は蒸着中あるいは電極形
成工程後のCVD法等を用いることによつて熱処
理工程を通ると半導体構成原子やオーム性接触形
成金属のAu層への拡散が抑制できなかつた。こ
のためAu表面の変成によりワイヤボンデイング
性を悪くするという欠点があつた。
このような欠点を避けるために、Au−Ge／
Ta／Auのような三層構造により解決する方法も
ある。（特開昭56−29365）この他Ta以外にＷ，
Ptを用いる方法もあるがそれぞれ密着性、エツ
チング性に問題がある。また上記高融点金属
（Ta，Ｗ，Pt等）はエレクトロンビーム蒸着法に
よらねばならず、半導体レーザ、発光ダイオード
のように50μm〜100μm厚のウエーハに蒸着する
時、次のような欠点を生じる。この問題点を第１
図を用いて説明する。この場合高融点金属蒸着源
１４の上方のウエーハホルダー１１にウエーハ１
２を固定しなければならない。ウエーハは薄くか
つ−族化合物半導体の強度は弱く固定のため
ウエーハにネジ１３などで力を加えて抑えると割
れたりして取扱い上の困難が生じる。なお、第１
図において１３はエレクトロンビーム、１５はビ
ームを発生するＷフイラメント、１６は水冷るつ
ぼである。
Ta／Auのような三層構造により解決する方法も
ある。（特開昭56−29365）この他Ta以外にＷ，
Ptを用いる方法もあるがそれぞれ密着性、エツ
チング性に問題がある。また上記高融点金属
（Ta，Ｗ，Pt等）はエレクトロンビーム蒸着法に
よらねばならず、半導体レーザ、発光ダイオード
のように50μm〜100μm厚のウエーハに蒸着する
時、次のような欠点を生じる。この問題点を第１
図を用いて説明する。この場合高融点金属蒸着源
１４の上方のウエーハホルダー１１にウエーハ１
２を固定しなければならない。ウエーハは薄くか
つ−族化合物半導体の強度は弱く固定のため
ウエーハにネジ１３などで力を加えて抑えると割
れたりして取扱い上の困難が生じる。なお、第１
図において１３はエレクトロンビーム、１５はビ
ームを発生するＷフイラメント、１６は水冷るつ
ぼである。
本発明の目的は化合物半導体の構成原子やオー
ム性接触形成金属が電極であるAu層へ拡散する
のを抑制した高信頼性のオーム性電極を提供する
ことである。しかもワイヤボンデイング強度が強
く、且当該電極形成のための蒸着工程で薄い化合
物半導体のウエーハを破損する恐れのない簡便な
方法で製作可能である。この製造上の利点は量産
品を対象とする本発明の半導体装置用のオーム性
電極の大きい利点である。
ム性接触形成金属が電極であるAu層へ拡散する
のを抑制した高信頼性のオーム性電極を提供する
ことである。しかもワイヤボンデイング強度が強
く、且当該電極形成のための蒸着工程で薄い化合
物半導体のウエーハを破損する恐れのない簡便な
方法で製作可能である。この製造上の利点は量産
品を対象とする本発明の半導体装置用のオーム性
電極の大きい利点である。
上記の目的を達成するために下記の構成を取
る。その骨子は、 (1) −族化合物半導体基体に対し、該基体と
の間にオーム性接触を構成し且Auを主体とす
る第１の金属層を設けること、 (2) 第１の金属層上にPdからなる第２の金属層
を設けることである。
る。その骨子は、 (1) −族化合物半導体基体に対し、該基体と
の間にオーム性接触を構成し且Auを主体とす
る第１の金属層を設けること、 (2) 第１の金属層上にPdからなる第２の金属層
を設けることである。
通常、半導体装置と他の部材との接続に有利に
せしむるためAu等よりなる第３の金属層が設け
られる。但し、Pd層をその目的のため十分に厚
くすれば必ずしも必要ではない。しかし、Pd層
の形成を通常の蒸着法に依る場合、余り厚いPd
層は形成しにくいのでこの方法は有利ではない。
せしむるためAu等よりなる第３の金属層が設け
られる。但し、Pd層をその目的のため十分に厚
くすれば必ずしも必要ではない。しかし、Pd層
の形成を通常の蒸着法に依る場合、余り厚いPd
層は形成しにくいのでこの方法は有利ではない。
本発明はPdより成る第２の金属層によつて化
合物半導体基体の構成原子（たとえばGaAsの場
合はGa）或いはオーム性接触形成金属（たとえ
ばZn）等が当該電極層に拡散することを抑制す
ることができ、十分に高信頼性を確保することが
できる。
合物半導体基体の構成原子（たとえばGaAsの場
合はGa）或いはオーム性接触形成金属（たとえ
ばZn）等が当該電極層に拡散することを抑制す
ることができ、十分に高信頼性を確保することが
できる。
本発明は化合物半導体基体表面に高濃度の不純
物層が形成されていない基体に適用して極めて有
用である。
物層が形成されていない基体に適用して極めて有
用である。
前記第１の金属層としては通常、−族化合
物半導体の導電性と一致する不純物元素を少なく
とも含有し且Auを主成分とする合金が用いられ
る。Ｐ導電形に対してはAu−Zn，Au−Be、Ｎ
導電形に対してはAu−Si，Au−Ge，Au−Ge−
Ni，Au−Sn等が代表的な例である。
物半導体の導電性と一致する不純物元素を少なく
とも含有し且Auを主成分とする合金が用いられ
る。Ｐ導電形に対してはAu−Zn，Au−Be、Ｎ
導電形に対してはAu−Si，Au−Ge，Au−Ge−
Ni，Au−Sn等が代表的な例である。
これら合金の不純物元素の含有量は、この合金
を溶融した場合、化合物半導体基体内に高濃度に
不純物をドープ可能な程度を目安とされる。
を溶融した場合、化合物半導体基体内に高濃度に
不純物をドープ可能な程度を目安とされる。
例えばAu−Znの場合、Znは10〜20wt−％、
Au−Geの場合、Geは４〜12wt−％程度である。
Au−Geの場合、Geは４〜12wt−％程度である。
第１の金属層は通常200nm〜300nmが採用され
る。膜厚の下限は溶融の後、少なくとも連続的な
膜が形成出来る程度となす。上限は蒸着の容易さ
等他の要因で決定して良い。
る。膜厚の下限は溶融の後、少なくとも連続的な
膜が形成出来る程度となす。上限は蒸着の容易さ
等他の要因で決定して良い。
第２の金属層は50nm〜650nmが採用される。
前述したように第２の金属層（Pd層）は厚くて
も良く、この場合、第３の金属層を省略し得る。
しかし、Pdを650nm以上に厚く蒸着することは
不可能ではないが困難が伴う。
前述したように第２の金属層（Pd層）は厚くて
も良く、この場合、第３の金属層を省略し得る。
しかし、Pdを650nm以上に厚く蒸着することは
不可能ではないが困難が伴う。
第３の金属層は通常Auを用い300nm以上とな
している。
している。
本発明は通常の抵抗線加熱法を利用することが
できる。第２図を用いてこの方法を説明する。蒸
着金属２２をフイラメント２１につるす。これを
ウエーハ２４の上方に配置すれば、ウエーハの固
定は必要なく、加熱用カーボン板２３の上に置く
だけで良い。
できる。第２図を用いてこの方法を説明する。蒸
着金属２２をフイラメント２１につるす。これを
ウエーハ２４の上方に配置すれば、ウエーハの固
定は必要なく、加熱用カーボン板２３の上に置く
だけで良い。
Pdは(1)高融点金属であり拡散のバリアとして
機能する。(2)蒸着工程でウエーハの固定の必要の
ない抵抗線加熱法を用いることができる。本発明
の電極は特に−族化合物半導体素子の製造
上、蒸着工程で50〜100μmの厚みを扱う必要のあ
る場合特に有効である。
機能する。(2)蒸着工程でウエーハの固定の必要の
ない抵抗線加熱法を用いることができる。本発明
の電極は特に−族化合物半導体素子の製造
上、蒸着工程で50〜100μmの厚みを扱う必要のあ
る場合特に有効である。
以下、本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。
る。
最初にオーム性電極の形成条件について説明し
次いでGaAs−GaAlAsレ−ザの製作工程の実際
について述べる。
次いでGaAs−GaAlAsレ−ザの製作工程の実際
について述べる。
まずＮ型GaAsにAu−Ge−Ni合金（例えばAu
−12wt％ Ge−4wt％Ni）を抵抗線加熱法で
200nm〜300nm蒸着する。この蒸着中にウエーハ
は360℃〜380℃に加熱して蒸着アロイをする。次
にウエーハ温度を150℃〜250℃に下げてPd，Au
を連続蒸着する。Pdの厚みは50nm以上あれば充
分バリアとなつておりAuの表面へGe，Ga等の拡
散を抑えることができる。またその後熱処理工程
を必要とする場合はさらにその際の温度、時間に
合わせてPdを厚くしておけば良い。Auの厚みは
300nm以上であればワイヤボンデイングに支障は
ない。
−12wt％ Ge−4wt％Ni）を抵抗線加熱法で
200nm〜300nm蒸着する。この蒸着中にウエーハ
は360℃〜380℃に加熱して蒸着アロイをする。次
にウエーハ温度を150℃〜250℃に下げてPd，Au
を連続蒸着する。Pdの厚みは50nm以上あれば充
分バリアとなつておりAuの表面へGe，Ga等の拡
散を抑えることができる。またその後熱処理工程
を必要とする場合はさらにその際の温度、時間に
合わせてPdを厚くしておけば良い。Auの厚みは
300nm以上であればワイヤボンデイングに支障は
ない。
Ｎ型InPについても同様の工程が可能であるこ
とは本発明の精神から言つても明らかである。
とは本発明の精神から言つても明らかである。
次に実際の半導体レーザの作製時のウエーハ工
程について第３図１〜３を用いて述べる。第４図
は半導体レーザの斜視図である。
程について第３図１〜３を用いて述べる。第４図
は半導体レーザの斜視図である。
(1) ｎ−GaAs（100）結晶にエピタキシヤル成長
法でGaAlAsを表面にし、レーザとしての機能
を持たせるために必要な結晶構造となるように
加工を終えたウエーハ３１にＰオーム性電極３
２を形成する。このときのウエーハ厚みは
450μmである。電極にはCr／Au二層膜を約１
〜1.3μm厚み被着する。ホトエツチング工程で
電極のエツチングを行ない、スクライブしろを
形成する（第３図１）。
法でGaAlAsを表面にし、レーザとしての機能
を持たせるために必要な結晶構造となるように
加工を終えたウエーハ３１にＰオーム性電極３
２を形成する。このときのウエーハ厚みは
450μmである。電極にはCr／Au二層膜を約１
〜1.3μm厚み被着する。ホトエツチング工程で
電極のエツチングを行ない、スクライブしろを
形成する（第３図１）。
(2) 続いてウエーハの裏面を研磨および歪とりエ
ツチングする。エツチング液はH2SO4−H2O2
−H2Ｏ系を用いる。ウエーハ厚みを最終的に
100〜120μmにする（第３図２）。これはレーザ
チツプのへき開が容易におこなえる厚さであ
る。同時に局部的に大きな圧力がかかるような
取扱いを行なうとウエーハを破損する厚みでも
ある。
ツチングする。エツチング液はH2SO4−H2O2
−H2Ｏ系を用いる。ウエーハ厚みを最終的に
100〜120μmにする（第３図２）。これはレーザ
チツプのへき開が容易におこなえる厚さであ
る。同時に局部的に大きな圧力がかかるような
取扱いを行なうとウエーハを破損する厚みでも
ある。
(3) ウエーハに先に説明したAu−Ge−Ni／
Pd／Au三層膜を抵抗線加熱法によつて連続蒸
着する。蒸着中の真空度は３×10-6Torrであ
る。まずウエーハ温度を360℃に設定し、４分
間でAu−Ge−Ni３３を300nm蒸着する。この
間ｎ−GaAsとAu−Ge−Ni合金（たとえば、
Au84wt％、Ge12wt％、Ni4wt％）は蒸着中に
アロイ反応をおこし、良好なオーミツク接触を
形成する。次にウエーハ温度を200℃下げて、
Pd膜３４を200nm、Au３５を800nm連続蒸着
し、全電極膜厚を1.3μmにする（第３図３）。
Pd／Au三層膜を抵抗線加熱法によつて連続蒸
着する。蒸着中の真空度は３×10-6Torrであ
る。まずウエーハ温度を360℃に設定し、４分
間でAu−Ge−Ni３３を300nm蒸着する。この
間ｎ−GaAsとAu−Ge−Ni合金（たとえば、
Au84wt％、Ge12wt％、Ni4wt％）は蒸着中に
アロイ反応をおこし、良好なオーミツク接触を
形成する。次にウエーハ温度を200℃下げて、
Pd膜３４を200nm、Au３５を800nm連続蒸着
し、全電極膜厚を1.3μmにする（第３図３）。
(4) ウエーハ工程の終つたチツプは400μm×
300μm×100μmtの寸法にへき開とスクライブ
により分割する（第４図）。最後にパツシベー
シヨン膜としてスパツタSiO2膜をチツプのへ
き開面へ被着して端面を保護する。このときス
パツタ時にチツプの温度は上昇するがＮオーム
性電極のボンダビリテイーは劣化しない。
300μm×100μmtの寸法にへき開とスクライブ
により分割する（第４図）。最後にパツシベー
シヨン膜としてスパツタSiO2膜をチツプのへ
き開面へ被着して端面を保護する。このときス
パツタ時にチツプの温度は上昇するがＮオーム
性電極のボンダビリテイーは劣化しない。
今の例は基板がGaAsの場合であるが、InP−
InGaAsP系などの半導体レーザの場合でもInP基
板に対して同様である。
InGaAsP系などの半導体レーザの場合でもInP基
板に対して同様である。
またオーム性接触形成金属層がAu−Ge，Au
−Sn合金等であつても同じである。
−Sn合金等であつても同じである。
さらに基板としてＰ型基板を用いるレーザの場
合はオーム性接触形成金属層がたとえばAu−Zn
合金によつて形成される点が異なるだけである。
合はオーム性接触形成金属層がたとえばAu−Zn
合金によつて形成される点が異なるだけである。
さらにPdはAuのエツチング液であるNH4Ｉ−
I2系のエツチング液でエツチング可能であり、電
極のパターンニングが必要な場合も問題ない。
I2系のエツチング液でエツチング可能であり、電
極のパターンニングが必要な場合も問題ない。
第１図はエレクトロンビーム蒸着法を説明する
模式図、第２図は抵抗線加熱蒸着法を説明する模
式図、第３図はレーザ装置の電極形成工程を示す
装置の断面図である、第４図はレーザ装置の斜視
図である。 ３１……ウエーハ、３３……オーム性接触形成
の第１の金属層（Au−Ge−Ni等）、３４……Pd
よりなる第２の金属層、３５……第３の金属部
（例えばAu）。
模式図、第２図は抵抗線加熱蒸着法を説明する模
式図、第３図はレーザ装置の電極形成工程を示す
装置の断面図である、第４図はレーザ装置の斜視
図である。 ３１……ウエーハ、３３……オーム性接触形成
の第１の金属層（Au−Ge−Ni等）、３４……Pd
よりなる第２の金属層、３５……第３の金属部
（例えばAu）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ −族化合物半導体と金を主成分とする合
金とがアロイする温度で、該−族化合物半導
体からなる基板上に該合金を被着して該半導体と
該合金とからなるアロイ膜を形成する工程と、該
基板の温度を下げて該アロイ膜上にパラジウム膜
及び金膜を順次形成する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 ２ 上記−族化合物半導体は、GaAs又は
InPであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体装置の製造方法。 ３ 上記−族化合物半導体はｐ導電形であ
り、上記金を主成分とする合金はAu−Zn又はAu
−Beであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項記載の半導体装置の製造方法。 ４ 上記−族化合物半導体はｎ導電形であ
り、上記金を主成分とする合金はAu−Si，Au−
Ge，Au−Ge−Ni又はAu−Snであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の半
導体装置の製造方法。 ５ 上記半導体装置は半導体レーザであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の何
れかに記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57075223A JPS58192370A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57075223A JPS58192370A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58192370A JPS58192370A (ja) | 1983-11-09 |
| JPH0423821B2 true JPH0423821B2 (ja) | 1992-04-23 |
Family
ID=13570008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57075223A Granted JPS58192370A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58192370A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0460531A1 (de) * | 1990-06-07 | 1991-12-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Kontaktmetallisierung auf Halbleitermaterial |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728944B2 (ja) * | 1973-12-12 | 1982-06-19 |
-
1982
- 1982-05-07 JP JP57075223A patent/JPS58192370A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58192370A (ja) | 1983-11-09 |
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