JPH04364035A - 電極配線 - Google Patents
電極配線Info
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- JPH04364035A JPH04364035A JP13810291A JP13810291A JPH04364035A JP H04364035 A JPH04364035 A JP H04364035A JP 13810291 A JP13810291 A JP 13810291A JP 13810291 A JP13810291 A JP 13810291A JP H04364035 A JPH04364035 A JP H04364035A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に係り、特に
電極配線に関するものである。
電極配線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】砒化ガリウム（ＧａＡｓ）トランジスタ
およびＩＣの電極配線として、主として金（Ａｕ）が用
いられている。Ａｕは化学的に安定であり、また電気抵
抗率が２．３μΩ−ｃｍと小さい。さらに、Ａｕの電極
配線は真空蒸着法とリフトオフ法の組み合わせにより容
易に形成できる。もちろんスパッタ法とイオンミリング
法の組み合わせ、あるいはメッキ法によっても形成でき
る。実際には、図３の従来例の電極配線の断面図に示さ
れるように、チタン（Ｔｉ）２，白金（Ｐｔ）３，Ａｕ
４の順に積層した金属多層膜等が用いられている。図３
ではＧａＡｓ基板１上の電極配線として示されている。 この電極配線の構造は、例えばヒダ（Ｈｉｄａ）等によ
りアイ・イー・イー・イー トランザクションズ
オン エレクトロン デバイシズ（ＩＥＥＥ Ｔ
ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｄｅｖｉｃｅｓ）第３６巻２２２３頁（１９８９年
）に示されている。この構造でＴｉ層２は下地となるＧ
ａＡｓ基板１あるいは絶縁膜との密着性を向上するため
に用いられ、Ｐｔ層３はＡｕ，Ｔｉ，Ｇａ，Ａｓ等の原
子が相互拡散するのを防止するために用いられる。この
金属多層膜は真空蒸着法とリフトオフ法の組み合わせに
より形成できる。
およびＩＣの電極配線として、主として金（Ａｕ）が用
いられている。Ａｕは化学的に安定であり、また電気抵
抗率が２．３μΩ−ｃｍと小さい。さらに、Ａｕの電極
配線は真空蒸着法とリフトオフ法の組み合わせにより容
易に形成できる。もちろんスパッタ法とイオンミリング
法の組み合わせ、あるいはメッキ法によっても形成でき
る。実際には、図３の従来例の電極配線の断面図に示さ
れるように、チタン（Ｔｉ）２，白金（Ｐｔ）３，Ａｕ
４の順に積層した金属多層膜等が用いられている。図３
ではＧａＡｓ基板１上の電極配線として示されている。 この電極配線の構造は、例えばヒダ（Ｈｉｄａ）等によ
りアイ・イー・イー・イー トランザクションズ
オン エレクトロン デバイシズ（ＩＥＥＥ Ｔ
ｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｄｅｖｉｃｅｓ）第３６巻２２２３頁（１９８９年
）に示されている。この構造でＴｉ層２は下地となるＧ
ａＡｓ基板１あるいは絶縁膜との密着性を向上するため
に用いられ、Ｐｔ層３はＡｕ，Ｔｉ，Ｇａ，Ａｓ等の原
子が相互拡散するのを防止するために用いられる。この
金属多層膜は真空蒸着法とリフトオフ法の組み合わせに
より形成できる。
【０００３】また、拡散防止層としてＰｔの代わりに、
モリブデン（Ｍｏ），窒化チタン（ＴｉＮ），チタンタ
ングステン（ＴｉＷ），窒化チタンタングステン（Ｔｉ
ＷＮ），タングステン（Ｗ），タングステンシリサイド
（ＷＳｉ），窒化タングステンシリサイド（ＷＳｉＮ）
，ほう化チタン（ＴｉＢ２ ）等の耐熱性金属も用いら
れている。例えばＴｉ／Ｍｏ／Ａｕ構造の電極配線は藤
井等によって第３５回応用物理学関係連合講演会講演予
稿集９２５頁（１９８８年）に示されている。これらの
耐熱性金属はＰｔよりも良好な拡散防止効果を示す。 形成方法としては、これらの金属が高融点のためスパッ
タ法あるいは反応性スパッタ法が主として用いられる。
モリブデン（Ｍｏ），窒化チタン（ＴｉＮ），チタンタ
ングステン（ＴｉＷ），窒化チタンタングステン（Ｔｉ
ＷＮ），タングステン（Ｗ），タングステンシリサイド
（ＷＳｉ），窒化タングステンシリサイド（ＷＳｉＮ）
，ほう化チタン（ＴｉＢ２ ）等の耐熱性金属も用いら
れている。例えばＴｉ／Ｍｏ／Ａｕ構造の電極配線は藤
井等によって第３５回応用物理学関係連合講演会講演予
稿集９２５頁（１９８８年）に示されている。これらの
耐熱性金属はＰｔよりも良好な拡散防止効果を示す。 形成方法としては、これらの金属が高融点のためスパッ
タ法あるいは反応性スパッタ法が主として用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来例で述べたような
電極配線を用いた半導体装置において、長期間の使用に
おいて、ＧａＡｓ基板上の配線部分ではＡｕ層中からＡ
ｕ原子がＰｔ等の拡散防止層中を通ってＧａＡｓ基板中
に拡散することにより、電極配線とＧａＡｓ基板との間
のポテンシャル障壁が小さくなり、電極配線からＧａＡ
ｓ基板へのリーク電流が増大するという問題が生じた。 またオーム性電極上の配線部分では、同様にＡｕ原子が
オーム性電極中およびその下のＧａＡｓ中に拡散し、接
触抵抗が増大するという問題が生じた。これらの問題点
は、半導体装置の動作不良を引き起こした。
電極配線を用いた半導体装置において、長期間の使用に
おいて、ＧａＡｓ基板上の配線部分ではＡｕ層中からＡ
ｕ原子がＰｔ等の拡散防止層中を通ってＧａＡｓ基板中
に拡散することにより、電極配線とＧａＡｓ基板との間
のポテンシャル障壁が小さくなり、電極配線からＧａＡ
ｓ基板へのリーク電流が増大するという問題が生じた。 またオーム性電極上の配線部分では、同様にＡｕ原子が
オーム性電極中およびその下のＧａＡｓ中に拡散し、接
触抵抗が増大するという問題が生じた。これらの問題点
は、半導体装置の動作不良を引き起こした。
【０００５】拡散防止層としてＷＳｉのような耐熱性金
属を用いた場合には、Ａｕ原子の拡散の抑制効果は大き
い。しかし、膜質によっては、粒界を通ってＡｕ原子の
拡散７が起こることがあり、また電極配線の端部を通っ
て拡散８が起こることもあった。この電極配線端付近に
おけるＡｕ原子の拡散は先に述べた藤井等によっても報
告された。また耐熱性金属には一般的に電気抵抗率が高
いという問題点があり、さらに膜のストレスの制御が難
しく、膜はがれなどを起こすことがあった。
属を用いた場合には、Ａｕ原子の拡散の抑制効果は大き
い。しかし、膜質によっては、粒界を通ってＡｕ原子の
拡散７が起こることがあり、また電極配線の端部を通っ
て拡散８が起こることもあった。この電極配線端付近に
おけるＡｕ原子の拡散は先に述べた藤井等によっても報
告された。また耐熱性金属には一般的に電気抵抗率が高
いという問題点があり、さらに膜のストレスの制御が難
しく、膜はがれなどを起こすことがあった。
【０００６】ここで述べたようなＡｕ原子の拡散の経路
は図３に矢印で示してある。
は図３に矢印で示してある。
【０００７】本発明の目的は、従来のＡｕが下地へ拡散
しやすく、信頼性に欠けるという欠点を除去した電極配
線を提供することにある。
しやすく、信頼性に欠けるという欠点を除去した電極配
線を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の電極配線は、銀
層と、銀層上に形成された金属とによって構成されるこ
とを特徴とする。
層と、銀層上に形成された金属とによって構成されるこ
とを特徴とする。
【０００９】
【作用】図１は本発明の配線金属の一実施例として、Ｇ
ａＡｓ基板上に形成された電極配線を示す断面図である
。ＧａＡｓ基板１上にＴｉ２，Ｐｔ層３，Ａｇ層５が順
に形成されている。図２は、図１に示した実施例を用い
た半導体装置を長時間動作させた場合における、図１に
示した一実施例の配線電極の変化を示す断面図である。
ａＡｓ基板上に形成された電極配線を示す断面図である
。ＧａＡｓ基板１上にＴｉ２，Ｐｔ層３，Ａｇ層５が順
に形成されている。図２は、図１に示した実施例を用い
た半導体装置を長時間動作させた場合における、図１に
示した一実施例の配線電極の変化を示す断面図である。
【００１０】この構造において、半導体装置の長期間の
使用により、Ａｕ層５中のＡｕ原子はＡｇ層４中へ拡散
する。拡散したＡｕ原子はＡｇ原子との合金層６を形成
する。この合金層６は熱的に安定であり、下のＰｔ層３
へのＡｕ原子の拡散が起こりにくい。つまり、Ａｕ原子
の拡散が、Ａｇ層４との安定な合金層６を形成すること
により抑制されることになる。電極配線端を経由したＡ
ｕ原子の拡散も抑制できる。さらには、Ａｇ層へのＡｕ
原子の拡散速度は、Ｐｔ層などの拡散防止層へのＡｕ原
子の拡散速度に比べて小さく、Ａｇ層自信も拡散防止層
として働く。またＡｇ原子のＧａＡｓ基板１中への拡散
速度はＡｕ原子の場合より小さく問題とならない。
使用により、Ａｕ層５中のＡｕ原子はＡｇ層４中へ拡散
する。拡散したＡｕ原子はＡｇ原子との合金層６を形成
する。この合金層６は熱的に安定であり、下のＰｔ層３
へのＡｕ原子の拡散が起こりにくい。つまり、Ａｕ原子
の拡散が、Ａｇ層４との安定な合金層６を形成すること
により抑制されることになる。電極配線端を経由したＡ
ｕ原子の拡散も抑制できる。さらには、Ａｇ層へのＡｕ
原子の拡散速度は、Ｐｔ層などの拡散防止層へのＡｕ原
子の拡散速度に比べて小さく、Ａｇ層自信も拡散防止層
として働く。またＡｇ原子のＧａＡｓ基板１中への拡散
速度はＡｕ原子の場合より小さく問題とならない。
【００１１】このように、本発明の電極配線構造では、
電極配線からＧａＡｓ基板へのリーク電流が増大すると
いう問題が生じない。またオーム性電極上の配線部分で
接触抵抗が増大するという問題が生じない。従って、半
導体装置の動作不良が引き起こされるという問題が解決
される。さらに、ＷＳｉ等の高融点金属を用いなくても
十分に信頼性の高い電極配線が得られる。従って、高融
点金属を用いた場合の膜はがれのような問題とは無縁で
ある。
電極配線からＧａＡｓ基板へのリーク電流が増大すると
いう問題が生じない。またオーム性電極上の配線部分で
接触抵抗が増大するという問題が生じない。従って、半
導体装置の動作不良が引き起こされるという問題が解決
される。さらに、ＷＳｉ等の高融点金属を用いなくても
十分に信頼性の高い電極配線が得られる。従って、高融
点金属を用いた場合の膜はがれのような問題とは無縁で
ある。
【００１２】さらにＡｇの電気抵抗率は１．５９μΩ−
ｃｍであり、Ａｕよりも小さい。Ａｕとの合金層を形成
しても、抵抗率の増大は小さい。従って、少なくともＡ
ｇ層４の存在によって、配線抵抗が増大するという問題
は生じない。
ｃｍであり、Ａｕよりも小さい。Ａｕとの合金層を形成
しても、抵抗率の増大は小さい。従って、少なくともＡ
ｇ層４の存在によって、配線抵抗が増大するという問題
は生じない。
【００１３】またこの電極構造では、化学的に不活性な
Ａｕ層５によってＡｇ層４がほとんど覆われているため
、Ａｇ層４が酸化されて抵抗が増大するという問題を避
けられる。
Ａｕ層５によってＡｇ層４がほとんど覆われているため
、Ａｇ層４が酸化されて抵抗が増大するという問題を避
けられる。
【００１４】本発明の電極配線構造は、真空蒸着法とリ
フトオフ法の組み合わせにより容易に形成でき、従来の
電極配線形成の工程を複雑にすることはない。もちろん
スパッタ法とイオンミリング法の組み合わせ等の他の方
法によっても形成できる。
フトオフ法の組み合わせにより容易に形成でき、従来の
電極配線形成の工程を複雑にすることはない。もちろん
スパッタ法とイオンミリング法の組み合わせ等の他の方
法によっても形成できる。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の一実施例として、図１および
図２を参照して説明する。ＧａＡｓ基板１上にＴｉ層２
（厚さ５０ｎｍ），Ｐｔ層３（厚さ５０ｎｍ），Ａｇ層
４（厚さ５０ｎｍ），Ａｕ層５（厚さ２５０ｎｍ）が順
に形成されている。これらの多層膜は、真空蒸着法によ
ってＧａＡｓ基板上に連続して形成でき、電極配線パタ
ンはリフトオフ法によって形成できる。
図２を参照して説明する。ＧａＡｓ基板１上にＴｉ層２
（厚さ５０ｎｍ），Ｐｔ層３（厚さ５０ｎｍ），Ａｇ層
４（厚さ５０ｎｍ），Ａｕ層５（厚さ２５０ｎｍ）が順
に形成されている。これらの多層膜は、真空蒸着法によ
ってＧａＡｓ基板上に連続して形成でき、電極配線パタ
ンはリフトオフ法によって形成できる。
【００１６】この構造において、Ａｕ層５中のＡｕ原子
の拡散は、Ａｇ層４との安定な合金層６を形成すること
により抑制される。またＡｇ原子のＧａＡｓ基板１中へ
の拡散速度はＡｕ原子の場合より小さく問題とならない
。またＡｇ層４の電気抵抗率は低く、配線抵抗が増大す
るという問題は生じない。さらに、化学的に不活性なＡ
ｕ層５によってＡｇ層４がほとんど覆われているため、
Ａｇ層４が酸化されて抵抗が増大するという問題を避け
られる。Ａｇ層４は真空蒸着法とリフトオフ法の組み合
わせにより容易に形成できるため、従来の電極配線形成
の工程を複雑にすることなく、信頼性の高い電極配線が
得られる。
の拡散は、Ａｇ層４との安定な合金層６を形成すること
により抑制される。またＡｇ原子のＧａＡｓ基板１中へ
の拡散速度はＡｕ原子の場合より小さく問題とならない
。またＡｇ層４の電気抵抗率は低く、配線抵抗が増大す
るという問題は生じない。さらに、化学的に不活性なＡ
ｕ層５によってＡｇ層４がほとんど覆われているため、
Ａｇ層４が酸化されて抵抗が増大するという問題を避け
られる。Ａｇ層４は真空蒸着法とリフトオフ法の組み合
わせにより容易に形成できるため、従来の電極配線形成
の工程を複雑にすることなく、信頼性の高い電極配線が
得られる。
【００１７】各金属層の厚さはここに示した値である必
要はない。またここではＴｉ／Ｐｔ／Ａｇ／Ａｕ構造の
電極配線について述べたが、Ｐｔ層３は例えばＭｏのよ
うな他の金属層あるいは多層金属層でもかまわない。Ｐ
ｔやＭｏなどの拡散防止層はなくてもかまわないが、存
在する方がＡｕの拡散防止効果はより大きくなり、電極
配線の信頼性が増加する。Ｔｉ層２は、電極配線の下地
への密着性が問題とならない場合には無くてもかまわな
い。極端な場合、Ａｇ層４とＡｕ層５のみでも、高信頼
性が要求されない場合には十分である。またＡｇ層４と
Ａｕ層５の間にＰｔ層のような拡散防止層をはさんだＴ
ｉ／Ｐｔ／Ａｇ／Ｔｉ／Ａｕのような構造でもかまわな
い。
要はない。またここではＴｉ／Ｐｔ／Ａｇ／Ａｕ構造の
電極配線について述べたが、Ｐｔ層３は例えばＭｏのよ
うな他の金属層あるいは多層金属層でもかまわない。Ｐ
ｔやＭｏなどの拡散防止層はなくてもかまわないが、存
在する方がＡｕの拡散防止効果はより大きくなり、電極
配線の信頼性が増加する。Ｔｉ層２は、電極配線の下地
への密着性が問題とならない場合には無くてもかまわな
い。極端な場合、Ａｇ層４とＡｕ層５のみでも、高信頼
性が要求されない場合には十分である。またＡｇ層４と
Ａｕ層５の間にＰｔ層のような拡散防止層をはさんだＴ
ｉ／Ｐｔ／Ａｇ／Ｔｉ／Ａｕのような構造でもかまわな
い。
【００１８】電極配線の形成方法はここに示した方法で
ある必要はなく、例えば真空蒸着法とイオンミリング法
の組み合わせ、あるいはスパッタ法とイオンミリング法
の組み合わせなどの他の方法によってもかまわない。
ある必要はなく、例えば真空蒸着法とイオンミリング法
の組み合わせ、あるいはスパッタ法とイオンミリング法
の組み合わせなどの他の方法によってもかまわない。
【００１９】また、ここではＧａＡｓ基板１上の電極配
線について説明したが、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ多層金属膜等
で形成されたオーム性電極上の配線あるいはＴｉ／Ａｕ
等で形成されたショットキー電極上の配線に用いても、
Ａｕ原子の拡散が抑制されることにより信頼性が向上し
、十分な効果が得られる。あるいはショットキー電極そ
のものにこの電極配線構造を用いても効果が得られる。 さらには、絶縁膜上の電極配線、あるいはＩｎＰ基板や
Ｓｉ基板上の電極配線としても用いてもかまわない。
線について説明したが、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ多層金属膜等
で形成されたオーム性電極上の配線あるいはＴｉ／Ａｕ
等で形成されたショットキー電極上の配線に用いても、
Ａｕ原子の拡散が抑制されることにより信頼性が向上し
、十分な効果が得られる。あるいはショットキー電極そ
のものにこの電極配線構造を用いても効果が得られる。 さらには、絶縁膜上の電極配線、あるいはＩｎＰ基板や
Ｓｉ基板上の電極配線としても用いてもかまわない。
【００２０】
【発明の効果】本発明の電極配線構造において、Ａｕ層
中のＡｕ原子の拡散は、Ａｇ層との安定な合金層を形成
することにより抑制されるため、ＧａＡｓ中へ拡散しな
い。従って信頼性の高い電極配線が得られる。
中のＡｕ原子の拡散は、Ａｇ層との安定な合金層を形成
することにより抑制されるため、ＧａＡｓ中へ拡散しな
い。従って信頼性の高い電極配線が得られる。
【図１】本発明の一実施例を説明するための断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施例を説明するための断面図であ
る。
る。
【図３】従来の電極配線を説明するための断面図である
。
。
１ ＧａＡｓ基板
２ Ｔｉ層（密着性強化層）
３ Ｐｔ層（拡散防止層）
４ Ａｇ層
５ Ａｕ層
６ ＡｕとＡｇとの合金層
Claims (1)
- 【請求項１】 銀層と、前記銀層上に形成された金層
とによって構成されることを特徴とする電極配線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13810291A JPH04364035A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 電極配線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13810291A JPH04364035A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 電極配線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04364035A true JPH04364035A (ja) | 1992-12-16 |
Family
ID=15213999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13810291A Withdrawn JPH04364035A (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 電極配線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04364035A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005184005A (ja) * | 2003-12-23 | 2005-07-07 | Samsung Electronics Co Ltd | フリップチップ型の窒化物系発光素子及びその製造方法 |
| 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 |
| JP2011233899A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Lg Innotek Co Ltd | 発光素子パッケージ |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP13810291A patent/JPH04364035A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005184005A (ja) * | 2003-12-23 | 2005-07-07 | Samsung Electronics Co Ltd | フリップチップ型の窒化物系発光素子及びその製造方法 |
| 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 |
| JP2011233899A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Lg Innotek Co Ltd | 発光素子パッケージ |
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