JPS60176231A - 化合物半導体素子の電極の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は化合物半導体素子の電極の作シ方に関するもの
である。化合物半導体は光通信用素子あるいけ高速素子
等に広く用いられて来て−るが、これらの素子は場合に
よっては厳しい条件下で、か一つまた保守が困難という
状況下で使用される。

従ってこれらの素子には優れた特性と同時にその使用環
境によっては高い信頼性が要求される。信頼性に最も影
響する因子の１つに電極と半導体との反応によって進行
する電極劣化が挙げられ、る。

半導体素子には従来、少量のドーピング不純物（Ｚｎ、
Ｇｅ等）を含むＡｕを直接半導体に接触させる構造のオ
ーム性電極が広く用いられて来た。しかしこの構造にお
いてはＡｕが２００’Ｃ程度から半導体と反応するため
、特には素子を著しく劣化させていた。これを改善する
ためにＴｉ　、Ｐｄ、Ｐｔ　、Ｗ等の高融点金員を挾ん
だＴ　ｉ／（Ｐｄ　、　Ｐ　ｔ　、Ｗ）ｌＡｕ多層構造
の電極が注目されて来た。’ｌ’　ｉ／Ｐ　Ｉ　ｌＡ　
ｕ電極はアロイ層としてＴｉ、ポンディングパッドとソ してＡｕを使用し、それら２層の間にＡｕのパーアメタ
ルとして高融点金属であるＰｔ　を挾んだ３層構造から
成っておシ、多層構造電極の中でも代表的なもので、強
い関心を集めている。

す しかしＡｕとバイアメタルとの相互拡散による金稿間反
応性は高温下では十分に小さいとは云い難い。このため
Ｔ　ｉ　／Ｐ　ｔ　／Ａ　ｕ蒸着膜形成後の熱処理時Ｉ
／ｃＰｔ％Ｔｉを通り抜けて半導体との界面まで達する
Ａｕ原子が、半導体と反応を起こしてアロイスパイクを
生じさせ素子特性劣化の原因となる場合があった。

本発明の目的は前記従来の欠点を解決し、信頼性の高い
化合物半導体素子の電極の形成方法を提供することにあ
る。

この発明ＫＪ：れば、電極形成のためにまずＴｉ／Ｐｔ
　蒸着膜を形成した後熱処理によるアロイ層を得る工程
と、更にその上にＴ　ｒ　／Ａ　ｕ蒸着を行なりて多層
金属膜を形成する工程を含む化合物半導体素子の電極形
成方法が得られる。

以下この発明について図面を用いて詳細に説明する。ｗ
ｃ１図は従来のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ［極の断面図を表わす
。

第１図（ａ）に示す構造では表面保６の絶縁膜２と電極
３，４，５との間にすき間が空いている。このためＴｉ
３．Ｐｔ４．Ａｕ５の連続蒸着後の熱処理時における、
先に述べたＡｕ５　の高反応性に起因する劣化の他に、
すき間の領域では半導体１の表面が露出しているため、
半導体表面は雰囲気からの汚染によシ表面状態が変化し
易くなる事による劣化という問題点が挙がって来る。

第１図（ｂ）　Ｋ示す構造では電極金属３．４．５が絶
縁膜２の端の部分を覆っておシ、半導体表面が露出する
事はない。

しかし絶縁膜２の熱膨張係数が金属３，４．５や半導体
１に比べて小さ過ぎるため、熱処理時に絶縁膜２の端の
部分に応力が掛かり易く劣化の原因になって来る。

また絶縁膜ステップ側面における金属の被覆がｊ合 悪い時にけＡｕ５が金属３と絶縁膜２との界面に潰って
半導体表面まで浸透して反応劣化を誘起するタメ（ａ１
図の構造に比べてさらにアロイスパイクが生じ易くなる
。

次忙、本発明釦よるＴ　ｉ／Ｐ　ｔ／Ｔ　ｉ／Ａｕ電極
の形成方法の模式図を第２図（ａ）〜（ｈ）に示す。

本発明によれば、まず第２図（ａ）に示す様に化合物半
導体１０表面に表面保護絶縁膜２を形成し、さらに該絶
縁膜上に７オトレジスト３を塗布。露光、現像によシ特
定領域の７オトレジストを除去する。次に該特定領域の
絶縁膜をエツチングＶｃ１シ除去し、半導体表面を露出
させる。（同図（ｂ））Ｔｉ４／Ｐｔ５を蒸着（同図（
ｃ）　）　した後、フォトレジストを剥離する事にｚ６
特定領域のみに選択的にＴｉ４／Ｐｔ５膜を形成する。

（同図（ｄ））この状態で熱処理を施し、Ｔｉと半導体
とのアロイ層を形成して電極のオーミックを得る。しか
る後に同図（ｅｌに示す様に表面保護絶縁膜６を再び形
成、さらに７オトレジスト７を塗布。露光、現像によｋ
）Ｔｉｌｐｔ　上に位置する特定領域のフォトレジスト
を除去する。次に絶縁膜を選択的に除去しく同図（ｆ）
）、Ｔ　ｉ　８／Ａｕ　９を蒸着する（同図（ｇ））。

最後に７オトレジストを剥離する事によりポンディング
パッドＴ　ｉ　８／Ａｕ　９が特定領域に選択的に形成
される（同図（ｈ））。

本発明によれげ熱処理時にＡｕが相互拡散によりバリア
メタル中を通り抜け、半導体との界面に達して反応を起
こしア皇イ・スパイクを形成する事による素子特性の劣
化は無い。また熱処理時に電極金属と絶縁膜が接してい
ないので熱膨張係数の差に上る応力が加わる事もない。

・そして、電極形成前にクリーンな表面状態の下に形成
した第１の絶縁膜を残す事によシ、絶縁膜と半導体との
界面を安定に保つ事が出来る。更に最終的には絶縁膜が
段切れも無（Ｔｉ／Ｐｔの端部までを覆う構造となるた
め半導体表面が雰囲気中に露出する部分は無く表面劣化
を防止出来、かつまた絶縁膜で電極金属を押さえる事に
よシミ極の密着性も高くなる。

以上説明した様に、本発明によれば化合物半導体素子の
電極としてよル信頼性の高いものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図＋ａｌ、（ｂｌはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ　３層構造の
電極を有する化合物半導体素子の構造模式図、第２　［
（ａ）　ｙ（ｂ）　ｐ　（ｃｌ　ｐ　（ｃｔ）　、　（
ｅ）　、（ｒ）　ｐ　（ｇｌ　、　（ｈ））は本発明の
一実施例の、Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ａｕ４層構造の電極を
有する化合物半導体素子の高信頼電極の製造工程の模式
図である。図中１はＡｕ　％　２はＰｔ、３はＴｉ　、
４は絶縁膜、５は化合物半導体、６はフォトレジストを
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の絶縁膜によって選択的に化合物半導体を露出させ
   た領域にＴｉ／Ｐｔから成る第１の多層金属膜を絶縁膜
   と接しないように被着させ、当該金員膜が形成された半
   導体結晶を熱処理する工程と、しかる後に第２の絶縁膜
   を形成、該第２の絶縁膜中、上記第１の多層金員膜上に
   ある特定領域を選択的に除去、第１の多層金属膜表面を
   露出させた領域ＩＣＴ　ｉ　ｌＡ　ｕから成る第２の多
   層金属膜を被着させる工程とから構成される事を特徴と
   する化合物半導体素子の電極の形成方法。