JPS6211793B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6211793B2 JPS6211793B2 JP56178287A JP17828781A JPS6211793B2 JP S6211793 B2 JPS6211793 B2 JP S6211793B2 JP 56178287 A JP56178287 A JP 56178287A JP 17828781 A JP17828781 A JP 17828781A JP S6211793 B2 JPS6211793 B2 JP S6211793B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- ohmic contact
- electrode
- alloy
- diffusion barrier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガリウム砒素半導体装置において、耐
熱性に優れたオーミツク接触用電極構成に関する
ものである。
熱性に優れたオーミツク接触用電極構成に関する
ものである。
ガリウム砒素（GaAs）半導体装置の例えば電
界効果トランジスタ（FET）などのｎ形GaAsへ
のオーミツク接触用材料としての金・ゲルマニウ
ム・ニツケル（Au―Ge―Ni）合金はオーミツク
接触抵抗が低く、ボンデイングが容易で耐熱性，
耐食性，安定性に優れているために現在最も広く
用いられている。Au―Ge―Ni合金を用いたオー
ミツク接触は、ｎ形GaAsに対して共晶組成に近
いAu―Ge合金を蒸着したのち、つづけてNiを蒸
着し、水素雰囲気中で熱処理をして形成される
が、均一で接触抵抗の低い合金層を形成するため
にはAuに対するGeの量、Au―Geに対するNiの
厚さ、熱処理条件等が微妙に影響することが知ら
れている。Au―Ge―Ni合金がGaAsとオーミツ
ク接触を形成する際には、実際にはNi―As―
Ge，Au―Gaなどの合金層が界面に形成されると
言われており電極金属のGaAs基板への侵食を最
小限におさえるためにAu―Ge―Ni合金層の厚さ
はあまり厚くできない。GaAsFETの高周波化に
ともない電極パターンが微細化されつつあり第１
図に示すように、ドレイン１、ゲート２、ソース
３の相互の間隙はきわめて狭いものとなつてきて
いる。４はGaAs基板を示す。しかも高電力化の
ためには電極をあまり薄くできないために、ドレ
イン１およびソース３の電極金属主としてAuの
GaAs中への侵入による耐圧低下や短絡不良が起
こり易く、製造時における歩留り低下、使用時に
おける信頼度低下の要因となつてきた。このよう
に、ｎ形GaAsに対するオーミツク接触用電極に
単層の金属を使用することはGaAsFETの高周波
化，高電力化の双方を同時に満足させる上で大き
な障害となつていた。
界効果トランジスタ（FET）などのｎ形GaAsへ
のオーミツク接触用材料としての金・ゲルマニウ
ム・ニツケル（Au―Ge―Ni）合金はオーミツク
接触抵抗が低く、ボンデイングが容易で耐熱性，
耐食性，安定性に優れているために現在最も広く
用いられている。Au―Ge―Ni合金を用いたオー
ミツク接触は、ｎ形GaAsに対して共晶組成に近
いAu―Ge合金を蒸着したのち、つづけてNiを蒸
着し、水素雰囲気中で熱処理をして形成される
が、均一で接触抵抗の低い合金層を形成するため
にはAuに対するGeの量、Au―Geに対するNiの
厚さ、熱処理条件等が微妙に影響することが知ら
れている。Au―Ge―Ni合金がGaAsとオーミツ
ク接触を形成する際には、実際にはNi―As―
Ge，Au―Gaなどの合金層が界面に形成されると
言われており電極金属のGaAs基板への侵食を最
小限におさえるためにAu―Ge―Ni合金層の厚さ
はあまり厚くできない。GaAsFETの高周波化に
ともない電極パターンが微細化されつつあり第１
図に示すように、ドレイン１、ゲート２、ソース
３の相互の間隙はきわめて狭いものとなつてきて
いる。４はGaAs基板を示す。しかも高電力化の
ためには電極をあまり薄くできないために、ドレ
イン１およびソース３の電極金属主としてAuの
GaAs中への侵入による耐圧低下や短絡不良が起
こり易く、製造時における歩留り低下、使用時に
おける信頼度低下の要因となつてきた。このよう
に、ｎ形GaAsに対するオーミツク接触用電極に
単層の金属を使用することはGaAsFETの高周波
化，高電力化の双方を同時に満足させる上で大き
な障害となつていた。
本発明はこれらの問題を解決するために電極に
独特の工夫をこらし、電気的特性を確保しなが
ら、しかも耐熱性に優れ、高い信頼性が期待でき
るオーミツク接触用電極構造を提供しようとする
ものであり、以下図面を用いて本発明を詳細に説
明する。
独特の工夫をこらし、電気的特性を確保しなが
ら、しかも耐熱性に優れ、高い信頼性が期待でき
るオーミツク接触用電極構造を提供しようとする
ものであり、以下図面を用いて本発明を詳細に説
明する。
第２図はGaAsFETのソースまたはドレイン電
極における本発明の実施例を示したものであり、
図中２はアルミニウムなどによるゲート電極、４
はGaAs基板、５は薄いAu―Ge―Ni合金による
オーミツク接触層、６は単層または多層金属によ
る拡散障壁層、７は導体層である。
極における本発明の実施例を示したものであり、
図中２はアルミニウムなどによるゲート電極、４
はGaAs基板、５は薄いAu―Ge―Ni合金による
オーミツク接触層、６は単層または多層金属によ
る拡散障壁層、７は導体層である。
拡散障壁層６は、導体層７にAuを用いる場合
にはチタン（Ti）／窒化チタン（TiN）／チタン
（Ti）またはモリブデン（Mo）／窒化モリブデン
（MoN）／モリブデン（Mo）の３層構造が例とし
て考えられる。また、導体層にアルミニウム
（Al）を用いる場合には、拡散障壁層はTiN／Ti
またはMoN／Moの２層構造とすることができ
る。いずれの場合も、それ程高い耐熱性が要求さ
れない場合には、拡散障壁層６にTi，Moなどの
単層金属を用いることもできる。
にはチタン（Ti）／窒化チタン（TiN）／チタン
（Ti）またはモリブデン（Mo）／窒化モリブデン
（MoN）／モリブデン（Mo）の３層構造が例とし
て考えられる。また、導体層にアルミニウム
（Al）を用いる場合には、拡散障壁層はTiN／Ti
またはMoN／Moの２層構造とすることができ
る。いずれの場合も、それ程高い耐熱性が要求さ
れない場合には、拡散障壁層６にTi，Moなどの
単層金属を用いることもできる。
つぎに、電極形成の手順の一例としては、まず
12wt％程度のGeを含むAu―Ge合金とNiを真空蒸
着法によりそれぞれ450Å，50Åの厚さに付着さ
せ、水素炉中で500℃，30秒の熱処理を行ない、
Au―Ge―Ni合金のオーミツク接触層を形成す
る。つづいて、スパツタリング法によりTi，
TiN，Tiをそれぞれ厚さ100Å，200Å，500Åに
順次形成させる。このときTiNはターゲツトにTi
を用いアルゴン，窒素混合ガス中で反応性スパツ
タリング法により形成させることもできる。最後
にAuの導体層を電気めつき法により約１μｍ形
成する。Au―Ge―Ni合金層形成のための熱処理
は金めつき工程終了後に行なうことも可能であ
り、これにより工程は著しく簡略化される。
12wt％程度のGeを含むAu―Ge合金とNiを真空蒸
着法によりそれぞれ450Å，50Åの厚さに付着さ
せ、水素炉中で500℃，30秒の熱処理を行ない、
Au―Ge―Ni合金のオーミツク接触層を形成す
る。つづいて、スパツタリング法によりTi，
TiN，Tiをそれぞれ厚さ100Å，200Å，500Åに
順次形成させる。このときTiNはターゲツトにTi
を用いアルゴン，窒素混合ガス中で反応性スパツ
タリング法により形成させることもできる。最後
にAuの導体層を電気めつき法により約１μｍ形
成する。Au―Ge―Ni合金層形成のための熱処理
は金めつき工程終了後に行なうことも可能であ
り、これにより工程は著しく簡略化される。
以上のように、本発明のオーミツク接触用電極
の構造上の特徴は、従来導体層も兼ねていた厚い
Au―Ge―Ni合金層の厚さを、電気的なオーミツ
ク接触をとるに必要な厚さを残して十分薄くし、
厚い導体層と拡散障壁層を介して分離したことに
あり、これにより電極金属の半導体中への侵入を
最小限にとどめ、高温における熱的不安定性を著
しく減少することができる。
の構造上の特徴は、従来導体層も兼ねていた厚い
Au―Ge―Ni合金層の厚さを、電気的なオーミツ
ク接触をとるに必要な厚さを残して十分薄くし、
厚い導体層と拡散障壁層を介して分離したことに
あり、これにより電極金属の半導体中への侵入を
最小限にとどめ、高温における熱的不安定性を著
しく減少することができる。
本発明のオーミツク接触用電極構成は
GaAsFETやICのソースおよびドレイン電極のほ
か、ガンダイオード、インパツトダイオードなど
にも応用することが可能である。また、本電極構
成は、オーミツク接触用Au―Ge―Ni合金層と導
体層と拡散障壁層により分離しているために、導
体層の材料選択の自由度が大であり、GaAsICを
ゲート電極を含めアルミニウム系の配線で統一す
ることも可能である。
GaAsFETやICのソースおよびドレイン電極のほ
か、ガンダイオード、インパツトダイオードなど
にも応用することが可能である。また、本電極構
成は、オーミツク接触用Au―Ge―Ni合金層と導
体層と拡散障壁層により分離しているために、導
体層の材料選択の自由度が大であり、GaAsICを
ゲート電極を含めアルミニウム系の配線で統一す
ることも可能である。
以上説明したように、本発明によるオーミツク
接触用電極はAu―Ge―Ni合金の厚さを十分薄く
し、厚い導体層と拡散障壁層で分離した構造とし
ているために、電極金属の半導体中への侵入が殆
んどなく耐圧劣化や短絡不良などを起こすことが
なくなるために高温熱処理による歩留りが向上す
るほか、実使用時における信頼性が著しく向上す
る利点がある。
接触用電極はAu―Ge―Ni合金の厚さを十分薄く
し、厚い導体層と拡散障壁層で分離した構造とし
ているために、電極金属の半導体中への侵入が殆
んどなく耐圧劣化や短絡不良などを起こすことが
なくなるために高温熱処理による歩留りが向上す
るほか、実使用時における信頼性が著しく向上す
る利点がある。
第１図は従来のGaAsFETの断面概略図、第２
図はGaAsFETのソースまたはドレイン電極にお
ける本発明の実施例を示す。 １…ドレイン電極、２…ゲート電極、３…ソー
ス電極、４…GaAs基板、５…Au―Ge―Ni合金
層、６…拡散障壁層、７…導体層。
図はGaAsFETのソースまたはドレイン電極にお
ける本発明の実施例を示す。 １…ドレイン電極、２…ゲート電極、３…ソー
ス電極、４…GaAs基板、５…Au―Ge―Ni合金
層、６…拡散障壁層、７…導体層。
Claims (1)
- １ ｎ形ガリウム砒素基板に対してオーミツク接
触用Au―Ge―Ni合金層を接触させ、さらにオー
ミツク接触層の上部に厚い導体層を有しかつ、オ
ーミツク接触層と前記の導体層の間に窒化チタン
または窒化モリブデンを含む拡散障壁層をもつ構
造の電極を有することを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178287A JPS5880872A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56178287A JPS5880872A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5880872A JPS5880872A (ja) | 1983-05-16 |
| JPS6211793B2 true JPS6211793B2 (ja) | 1987-03-14 |
Family
ID=16045824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56178287A Granted JPS5880872A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5880872A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60120560A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-06-28 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JPS60242619A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体オ−ム性電極の形成方法 |
| JPS6360526A (ja) * | 1986-08-30 | 1988-03-16 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| WO2013126458A1 (en) * | 2012-02-24 | 2013-08-29 | Skyworks Solutions, Inc. | Improved structures, devices and methods releated to copper interconnects for compound semiconductors |
-
1981
- 1981-11-09 JP JP56178287A patent/JPS5880872A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5880872A (ja) | 1983-05-16 |
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