JPS5950215B2 - Ｎ形砒化ガリウムへのオ−ム性電極の形成方法 - Google Patents
Ｎ形砒化ガリウムへのオ−ム性電極の形成方法Info
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- JPS5950215B2 JPS5950215B2 JP54101979A JP10197979A JPS5950215B2 JP S5950215 B2 JPS5950215 B2 JP S5950215B2 JP 54101979 A JP54101979 A JP 54101979A JP 10197979 A JP10197979 A JP 10197979A JP S5950215 B2 JPS5950215 B2 JP S5950215B2
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- electrode
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- ohmic
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/40—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
- H10P14/42—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials using a gas or vapour
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- Led Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はＮ形砒化ガリウム（ＧａＡｓ）へ良好にオー
ム性電極を形成するための形成方法に関するものである
。
ム性電極を形成するための形成方法に関するものである
。
従来、Ｎ形ＧａＡｓに形成するオーム性電極としてはＡ
ｕ（金）−Ｇｅ（ゲルマニウム）合金、Ａｕ−Ｓｎ（ス
ズ）合金などのＡｕ系電極材料が用いられていた。
ｕ（金）−Ｇｅ（ゲルマニウム）合金、Ａｕ−Ｓｎ（ス
ズ）合金などのＡｕ系電極材料が用いられていた。
このオーム性電極にＡｕ線などのワイヤボンディングを
行なう際、通常、熱圧着法もしくは超音波圧着法が用い
られるが、このようなＡｕ系電極材料は合金のため非常
に硬度が大きくなりこれらの方法によるボンディングが
安定になされにくいという問題があつた。オーム性電極
として純粋のＡｕを使用すれば、Ａｕ線と強固な圧着が
なされ良好であるが、純粋のＡｕはＮ形ＧａＡｓに対し
てオーム性電極とならないために使用は困難である。ま
た、オーム性電極の前記合金をＮ形ＧａＡｓに形成する
のには、単に接着させただけではオーム性接触は得られ
ず、接着後に適当な熱処理を行なう必要がある。
行なう際、通常、熱圧着法もしくは超音波圧着法が用い
られるが、このようなＡｕ系電極材料は合金のため非常
に硬度が大きくなりこれらの方法によるボンディングが
安定になされにくいという問題があつた。オーム性電極
として純粋のＡｕを使用すれば、Ａｕ線と強固な圧着が
なされ良好であるが、純粋のＡｕはＮ形ＧａＡｓに対し
てオーム性電極とならないために使用は困難である。ま
た、オーム性電極の前記合金をＮ形ＧａＡｓに形成する
のには、単に接着させただけではオーム性接触は得られ
ず、接着後に適当な熱処理を行なう必要がある。
この熱処理によつて両者の接着面に相互の反応が生じオ
ーム性接触が得られるわけであるが、熱処理の際に電極
は複雑な合金となり、これによつてさらにボンディング
がされにくくなるという問題もあつた。このような従来
のオーム性電極に熱圧着または超音波圧着でＡｕ線をワ
イヤボンディングしたものについて、テンションメータ
でボンデインダ強度を測定したところ２ｇ以下の弱いも
のがかなり生じた。
ーム性接触が得られるわけであるが、熱処理の際に電極
は複雑な合金となり、これによつてさらにボンディング
がされにくくなるという問題もあつた。このような従来
のオーム性電極に熱圧着または超音波圧着でＡｕ線をワ
イヤボンディングしたものについて、テンションメータ
でボンデインダ強度を測定したところ２ｇ以下の弱いも
のがかなり生じた。
また、当初はボンディングが所定の強度でなされていて
も、温度サイクルなどの熱ストレスを受けることにより
Ａｕ線が電極からはがれるものがしばしば発生した。こ
のため、従来のものは、Ａｕ線のワイヤボンディング作
業が難しく、また十分なボンディング’強度が得られな
いために製造歩留りが悪く、かつ信頼性が低いという欠
点があつた。
も、温度サイクルなどの熱ストレスを受けることにより
Ａｕ線が電極からはがれるものがしばしば発生した。こ
のため、従来のものは、Ａｕ線のワイヤボンディング作
業が難しく、また十分なボンディング’強度が得られな
いために製造歩留りが悪く、かつ信頼性が低いという欠
点があつた。
この発明は従来のこのような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
ングが容易にかつ強固になされ、・製造価格も低減でき
るようなＮ形ＧａＡｓへのオーム性電極の形成方法を提
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
ングが容易にかつ強固になされ、・製造価格も低減でき
るようなＮ形ＧａＡｓへのオーム性電極の形成方法を提
供することにある。
このような目的を達成するために、この発明は次のよう
な工程によりＧｅ、Ｎｉ（ニツケル）、Ａｌ（アルミニ
ウム）からなるオーム性電極を形成するものである。ま
ず、Ｎ形層を含むＧａＡｓの基板を真空蒸着装置内に入
れ、内部の空気を十分に排気した後に基体を４５０℃〜
５５０℃の温度に加熱する。
な工程によりＧｅ、Ｎｉ（ニツケル）、Ａｌ（アルミニ
ウム）からなるオーム性電極を形成するものである。ま
ず、Ｎ形層を含むＧａＡｓの基板を真空蒸着装置内に入
れ、内部の空気を十分に排気した後に基体を４５０℃〜
５５０℃の温度に加熱する。
次に加熱された基体のＮ形層表面に真空蒸着によりＧｅ
層を形成する。次に、引続いてＧｅ層上に同じく真空蒸
着によりＮｉ層を形成する。そして前記４５０℃〜５５
０℃の温度は所定時間保持する。しかる後、基板を４０
０℃以下に冷却し、次いでＮｉ層上に真空蒸着によりＡ
ｌ層を形成する。ここで、Ｇｅ、Ｎｉの層を真空蒸着で
形成する際の基体温度を４５０℃〜５５０℃にしたのは
、詳細は後述するが、接触抵抗を低くおさえるためであ
り、また、Ａｌの層を真空蒸着で形成する際の基体温度
を４００℃以下にしたのは、これより温度が高いとＧｅ
−Ｎｉ層とＡｌとが反応するためである。次に、この発
明をＧａＡｓ赤外発光ダイオードに適用した一実施例に
ついて、図面に基づいて詳細に説明する。
層を形成する。次に、引続いてＧｅ層上に同じく真空蒸
着によりＮｉ層を形成する。そして前記４５０℃〜５５
０℃の温度は所定時間保持する。しかる後、基板を４０
０℃以下に冷却し、次いでＮｉ層上に真空蒸着によりＡ
ｌ層を形成する。ここで、Ｇｅ、Ｎｉの層を真空蒸着で
形成する際の基体温度を４５０℃〜５５０℃にしたのは
、詳細は後述するが、接触抵抗を低くおさえるためであ
り、また、Ａｌの層を真空蒸着で形成する際の基体温度
を４００℃以下にしたのは、これより温度が高いとＧｅ
−Ｎｉ層とＡｌとが反応するためである。次に、この発
明をＧａＡｓ赤外発光ダイオードに適用した一実施例に
ついて、図面に基づいて詳細に説明する。
図において、不純物としてＳｉ（ケイ素）が添加された
Ｎ形ＧａＡｓ基板１の一面には液相エピタキシヤル成長
によりＮ形ＧａＡｓ層２が形成され、さらにＮ形ＧａＡ
ｓ層２の上には同じく液相エピタキシヤル成長によりＰ
形ＧａＡｓ層３が形成されている。
Ｎ形ＧａＡｓ基板１の一面には液相エピタキシヤル成長
によりＮ形ＧａＡｓ層２が形成され、さらにＮ形ＧａＡ
ｓ層２の上には同じく液相エピタキシヤル成長によりＰ
形ＧａＡｓ層３が形成されている。
なお、４はＰ−Ｎ接合である。この場合、液相エピタキ
シヤル成長において、不純物として用いられるＳｉが両
性として作用するため、成長過程でＮ形ＧａＡｓからＰ
形ＧａＡｓに反転することによりこのＰ−Ｎ接合４は形
成される。次に、このように得られたウエハのＰ形Ｇａ
Ａｓ層３の表面に適当な材料を用いてオーム性Ｐ形電極
５が形成される。
シヤル成長において、不純物として用いられるＳｉが両
性として作用するため、成長過程でＮ形ＧａＡｓからＰ
形ＧａＡｓに反転することによりこのＰ−Ｎ接合４は形
成される。次に、このように得られたウエハのＰ形Ｇａ
Ａｓ層３の表面に適当な材料を用いてオーム性Ｐ形電極
５が形成される。
その後、所定の厚さになるようにＮ形ＧａＡｓ基板１の
他方の面１ａを研磨して．鏡面に仕上げる。この面１ａ
上にこの発明を特徴づける方法によつてオーム性Ｎ形電
極６が形成される。すなわち、ウエハを真空蒸着装置内
に入れ、Ｎ形ＧａＡｓ基板１を４５０℃〜５５０℃の温
度に加熱した・状態でＧｅ次いでＮｉを真空蒸着するこ
とにより面１ａ上にＧｅ−Ｎｉ層６ａが形成される。
他方の面１ａを研磨して．鏡面に仕上げる。この面１ａ
上にこの発明を特徴づける方法によつてオーム性Ｎ形電
極６が形成される。すなわち、ウエハを真空蒸着装置内
に入れ、Ｎ形ＧａＡｓ基板１を４５０℃〜５５０℃の温
度に加熱した・状態でＧｅ次いでＮｉを真空蒸着するこ
とにより面１ａ上にＧｅ−Ｎｉ層６ａが形成される。
次に、Ｎ形ＧａＡｓ基板１を４００℃以下の温度にさげ
た状態でＧｅ−Ｎｉ層６ａ上にＡｌを真空蒸着すること
によりＡｌ層６ｂが形成される。このＡｌ層６ｂの形成
時は温度が４００℃以下であるため、ＡｌはＧｅ−Ｎｉ
と反応せず純粋な形のＡｌが表面に露出する。なお、オ
ーム性Ｎ形電極６は面１ａ上の一部に形成されているが
、このように形成するためにはマスクを用いて所定の個
所に選択的に前記蒸着を行なうか、または全面に蒸着し
て電極を形成した後で写真蝕刻技術により不要部分を除
去するなどの周知の方法が利用される。オーム性Ｐ形電
極５およびオーム性Ｎ形電極６が形成されたウエハは例
えば４００×４００μｍ角に分離され、図に示すような
ＧａＡｓ赤外発光ダイオードのペレツトができ上る。
た状態でＧｅ−Ｎｉ層６ａ上にＡｌを真空蒸着すること
によりＡｌ層６ｂが形成される。このＡｌ層６ｂの形成
時は温度が４００℃以下であるため、ＡｌはＧｅ−Ｎｉ
と反応せず純粋な形のＡｌが表面に露出する。なお、オ
ーム性Ｎ形電極６は面１ａ上の一部に形成されているが
、このように形成するためにはマスクを用いて所定の個
所に選択的に前記蒸着を行なうか、または全面に蒸着し
て電極を形成した後で写真蝕刻技術により不要部分を除
去するなどの周知の方法が利用される。オーム性Ｐ形電
極５およびオーム性Ｎ形電極６が形成されたウエハは例
えば４００×４００μｍ角に分離され、図に示すような
ＧａＡｓ赤外発光ダイオードのペレツトができ上る。
このようなペレツトは適当な金属へツダなどにオーム性
Ｐ形電極５がこれと接触するようにマウントされた後、
オーム性Ｎ形電極６のＡｌ層６ｂの表面に熱圧着法によ
りＡｕ線がワイヤボンデイングされる。このようにして
発光ダイオードが組立てられる。この実施例の発光ダイ
オードに順方向電流５０ｍＡを流し、そのときの順方向
電流を測定した結果、１．２５Ｖの値を得た。
Ｐ形電極５がこれと接触するようにマウントされた後、
オーム性Ｎ形電極６のＡｌ層６ｂの表面に熱圧着法によ
りＡｕ線がワイヤボンデイングされる。このようにして
発光ダイオードが組立てられる。この実施例の発光ダイ
オードに順方向電流５０ｍＡを流し、そのときの順方向
電流を測定した結果、１．２５Ｖの値を得た。
Ａｕ−Ｇｅ（Ｇｅ：１２ｗｔ％）を真空蒸着して４３０
℃の温度でジッタして得られたオーム性Ｎ形電極を有す
る従来の発光ダイオードは順方向電圧値が１．２５Ｖで
あるから、これと同じ値が得られたことになる。従来の
この発光ダイオードは接触抵抗が１０−’Ω・−程度で
あるが、この実施例による発光ダイオードも同程度の低
い接触抵抗が得られたことになる。なお、Ｇｅ、Ｎｉの
真空蒸着時におけるＮ形ＧａＡｓ基板１の加熱温度を４
５０℃未満にしたとき、または５５０℃より高くしたと
きは、前記発光ダイオードの順方向電圧値は１．３Ｖ以
上、なかには１．５Ｖ以上のものが生じた。したがつて
、前記加熱温度は４５０℃〜５５０℃に限定することが
必要である。次に、ワイヤボンデイングについては、純
粋なＡｌ面上に熱圧着法によりＡｕ線のワイヤボンデイ
ングを行なうので、通常のＳｉ上のＡｌ電極に対してワ
イヤボンデイングをするのと全く同様に、きわめて容易
に強固かつ安定なボンデイングをすることができる。
℃の温度でジッタして得られたオーム性Ｎ形電極を有す
る従来の発光ダイオードは順方向電圧値が１．２５Ｖで
あるから、これと同じ値が得られたことになる。従来の
この発光ダイオードは接触抵抗が１０−’Ω・−程度で
あるが、この実施例による発光ダイオードも同程度の低
い接触抵抗が得られたことになる。なお、Ｇｅ、Ｎｉの
真空蒸着時におけるＮ形ＧａＡｓ基板１の加熱温度を４
５０℃未満にしたとき、または５５０℃より高くしたと
きは、前記発光ダイオードの順方向電圧値は１．３Ｖ以
上、なかには１．５Ｖ以上のものが生じた。したがつて
、前記加熱温度は４５０℃〜５５０℃に限定することが
必要である。次に、ワイヤボンデイングについては、純
粋なＡｌ面上に熱圧着法によりＡｕ線のワイヤボンデイ
ングを行なうので、通常のＳｉ上のＡｌ電極に対してワ
イヤボンデイングをするのと全く同様に、きわめて容易
に強固かつ安定なボンデイングをすることができる。
従来のＡｕ系合金の電極に見られたようなボンデイング
不良は全く生じなかつた。前記実施例の発光ダイオード
の１００個の試料に対して、テンシヨンメータを用いて
ボンデイング強度の測定を行なつたところ、すべて５ｇ
以上の強度を有しており、さらに強く引張るとＡｕ線が
途中で切断され、電極とＡｕ線のはがれは１個もなかつ
た。さらに、この発光ダイオードについて、次の各試験
項目に対してそれぞれ４０個用意して信頼性試験を行な
つた。
不良は全く生じなかつた。前記実施例の発光ダイオード
の１００個の試料に対して、テンシヨンメータを用いて
ボンデイング強度の測定を行なつたところ、すべて５ｇ
以上の強度を有しており、さらに強く引張るとＡｕ線が
途中で切断され、電極とＡｕ線のはがれは１個もなかつ
た。さらに、この発光ダイオードについて、次の各試験
項目に対してそれぞれ４０個用意して信頼性試験を行な
つた。
（１）温度サイクル試験：一５０℃〜１００℃ ５０サ
イクル。
イクル。
（２）熱シヨツク試験：０℃＄１００℃ ５サイクル。
（３）連続通電試験：１００ｍＡ１０００時間。（４）
断続通電試験：接合温度４０′Ｃ：１００℃ ２５００
０サイタル。（５）耐湿試験：温度６０℃、相対湿度９
５％ １０００時間。
断続通電試験：接合温度４０′Ｃ：１００℃ ２５００
０サイタル。（５）耐湿試験：温度６０℃、相対湿度９
５％ １０００時間。
（６）落下試験：７５ｃｍの高さから木板上に落下、３
回。
回。
以上の試験の結果、不良は１個も発生せず非常に信頼性
の高い発光ダイオードを得ることができた。
の高い発光ダイオードを得ることができた。
以上の実施例では、ＧａＡｓ赤外発光ダイオードの例に
ついて説明したが、ＧａＡｓを用いた各種の半導体装置
に適用できることはいうまでもない。
ついて説明したが、ＧａＡｓを用いた各種の半導体装置
に適用できることはいうまでもない。
このように、この発明に係るＮ形ＧａＡｓへのオーム性
電極の形成方法によると、オーム性電極が低接触抵抗で
形成でき、しかもオーム性電極に対するＡｕ線のワイヤ
ボンデイングが容易にかつ強固にでき、製造歩留りが向
上して原価を低減できるとともに信頼性も大きく向上し
得る。さらに、電極材料として高価なＡｕを使用しない
ので材料費も安くなるなど数多くの優れた効果がある。
電極の形成方法によると、オーム性電極が低接触抵抗で
形成でき、しかもオーム性電極に対するＡｕ線のワイヤ
ボンデイングが容易にかつ強固にでき、製造歩留りが向
上して原価を低減できるとともに信頼性も大きく向上し
得る。さらに、電極材料として高価なＡｕを使用しない
ので材料費も安くなるなど数多くの優れた効果がある。
図はこの発明を適用した一実施例のＧａＡｓ赤外発光ダ
イオードペレツトの断面構造図である。 １・・・・・・Ｎ形ＧａＡｓ基板、２・・・・・・Ｎ形
ＧａＡｓ層、３・・・・・・Ｐ形ＧａＡｓ層、４・・・
・・・Ｐ−Ｎ接合、５・・・・・・オーム性Ｐ形電極、
６・・・・・・オーム性Ｎ形電極、６ａ・・・・・・Ｇ
ｅ−Ｎｉ層、６ｂ・・・・・・Ａｌ層。
イオードペレツトの断面構造図である。 １・・・・・・Ｎ形ＧａＡｓ基板、２・・・・・・Ｎ形
ＧａＡｓ層、３・・・・・・Ｐ形ＧａＡｓ層、４・・・
・・・Ｐ−Ｎ接合、５・・・・・・オーム性Ｐ形電極、
６・・・・・・オーム性Ｎ形電極、６ａ・・・・・・Ｇ
ｅ−Ｎｉ層、６ｂ・・・・・・Ａｌ層。
Claims (1)
- １ Ｎ形層を有する砒化ガリウムの基体を十分排気され
た室内で４５０℃〜５５０℃の温度に加熱する工程と、
この加熱された基体のＮ形層表面に真空蒸着によりＧｅ
層を形成する工程と、このＧｅ層上にさらに真空蒸着に
よりＮｉ層を形成する工程と、加熱された前記基体を４
００℃以下の温度に冷却する工程と、冷却された後に前
記Ｎｉ層上にさらに真空蒸着によりＡｌ層を形成する工
程とからなることを特徴とするＮ形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 |
|---|---|---|---|
| JP54101979A JPS5950215B2 (ja) | 1979-08-08 | 1979-08-08 | Ｎ形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 |
|---|---|---|---|
| JP54101979A JPS5950215B2 (ja) | 1979-08-08 | 1979-08-08 | Ｎ形砒化ガリウムへのオ−ム性電極の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5624932A JPS5624932A (en) | 1981-03-10 |
| JPS5950215B2 true JPS5950215B2 (ja) | 1984-12-07 |
Family
ID=14314967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54101979A Expired JPS5950215B2 (ja) | 1979-08-08 | 1979-08-08 | Ｎ形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) | JPS5950215B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0693443B2 (ja) * | 1985-02-06 | 1994-11-16 | 株式会社東芝 | 半導体装置の電極形成方法 |
-
1979
- 1979-08-08 JP JP54101979A patent/JPS5950215B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5624932A (en) | 1981-03-10 |
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