JPH0139222B2 - - Google Patents
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- JPH0139222B2 JPH0139222B2 JP56134196A JP13419681A JPH0139222B2 JP H0139222 B2 JPH0139222 B2 JP H0139222B2 JP 56134196 A JP56134196 A JP 56134196A JP 13419681 A JP13419681 A JP 13419681A JP H0139222 B2 JPH0139222 B2 JP H0139222B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、チタン化合物やチタン合金を電極材
料とする金属半導体接合電極の製造方法に関する
ものである。
料とする金属半導体接合電極の製造方法に関する
ものである。
従来の金属半導体接合電極は、下地半導体（例
えばSi、GaAs等）上に直接金属層を設けて構成
したもの、又は下地半導体上にチタニウム（Ti）
層（第１層）を形成しさらにその上に金属層（第
２層）を設けて構成したものがある。
えばSi、GaAs等）上に直接金属層を設けて構成
したもの、又は下地半導体上にチタニウム（Ti）
層（第１層）を形成しさらにその上に金属層（第
２層）を設けて構成したものがある。
このうち前者に於いては、後に示すように逆方
向耐圧が非常に低くなつたり、また、製造後の特
性のばらつきが多いために量産に適さないという
欠点があつた。
向耐圧が非常に低くなつたり、また、製造後の特
性のばらつきが多いために量産に適さないという
欠点があつた。
一方、後者に於いては、Ti層の使用目的が第
２層の金属と下地半導体の間の応力を減少させ接
着力を増すことにあつたため、製造時の厚さ制御
が容易で歩留りも良いように、厚いTi層（例え
ば厚さ500Å）が用いられていた。従つて、第２
層の金属（電極材料）と半導体で決まる固有のシ
ヨツトキー障壁の高さと電気伝導特性を得ること
が出来ず、第１層のTiとで決まる特性が得られ
るだけであるという欠点があつた。
２層の金属と下地半導体の間の応力を減少させ接
着力を増すことにあつたため、製造時の厚さ制御
が容易で歩留りも良いように、厚いTi層（例え
ば厚さ500Å）が用いられていた。従つて、第２
層の金属（電極材料）と半導体で決まる固有のシ
ヨツトキー障壁の高さと電気伝導特性を得ること
が出来ず、第１層のTiとで決まる特性が得られ
るだけであるという欠点があつた。
本発明はこれらの欠点を解決するために、第１
層のTiの厚さを薄くして熱処理を行うことを特
徴としたものであり、以下図面を用いて詳細に説
明する。
層のTiの厚さを薄くして熱処理を行うことを特
徴としたものであり、以下図面を用いて詳細に説
明する。
第１図は本発明の実施列であり、熱処理直前の
段階まで製造された金属半導体接合電極の断面図
である。図において、１はｎ形砒化ガリウム
（GaAs）ウエハ、２はこのウエハ１の裏面に設
けた金・ゲルマニウム・ニツケル製オーミツクス
電極、３はチタニウム（Ti）層、（第１層）４は
窒化チタニウム（TiN）層（第２層）、５はTi層
（第３層）、６はアルミニウム（Al）層（第４層）
である。
段階まで製造された金属半導体接合電極の断面図
である。図において、１はｎ形砒化ガリウム
（GaAs）ウエハ、２はこのウエハ１の裏面に設
けた金・ゲルマニウム・ニツケル製オーミツクス
電極、３はチタニウム（Ti）層、（第１層）４は
窒化チタニウム（TiN）層（第２層）、５はTi層
（第３層）、６はアルミニウム（Al）層（第４層）
である。
次に本発明の製造方法の主要工程を説明する。
ウエハ１の裏面に金・ゲルマニウム合金を蒸
着し、次いでニツケルを蒸着し、その後水素雰
囲気中で加熱して金・ゲルマニウム・ニツケル
製オーミツク電極２を形成する。
着し、次いでニツケルを蒸着し、その後水素雰
囲気中で加熱して金・ゲルマニウム・ニツケル
製オーミツク電極２を形成する。
ウエハ１の表面に第１層となる厚さ100Åの
Ti層３を例えばスパツタ法で形成する。
Ti層３を例えばスパツタ法で形成する。
上記第１層上に第２層となる厚さ500Åの
TiN層４を窒素プラズマ中でTiをリアクテイ
ブスパツタ法で形成する。
TiN層４を窒素プラズマ中でTiをリアクテイ
ブスパツタ法で形成する。
上記第２層上に第３層となる厚さ100ÅのTi
層５を例えばスパツタ法で形成する。
層５を例えばスパツタ法で形成する。
さらにその上に第４層として厚さ3000Åの
Al層６を例えば蒸着で形成する。
Al層６を例えば蒸着で形成する。
次に第１層から第４層で形成された電極を直
径200μｍの大きさに写真食刻法で整形する。
なお、この時点で第１図に示した断面構造とな
る。
径200μｍの大きさに写真食刻法で整形する。
なお、この時点で第１図に示した断面構造とな
る。
その後450℃の水素雰囲気中にて30秒間の熱
処理を加える。なお、この熱処理工程は、第１
層と第２層又は第２層の形成中に行なつてもよ
い。
処理を加える。なお、この熱処理工程は、第１
層と第２層又は第２層の形成中に行なつてもよ
い。
以上の工程により本発明の金属半導体接合電極
が構成される。なお、各層の厚さ並びにその形成
方法については、本実施例に限定されるものでは
ない。
が構成される。なお、各層の厚さ並びにその形成
方法については、本実施例に限定されるものでは
ない。
第２図及び第３図は、裏面のオーミツク電極２
に対し表面の電極（Al層６）をそれぞれ正（順
方向）と負（逆方向）にバイアスした時に電流電
圧特性である。図において、７は上記の実施例す
なわち本発明の製造方法により作られた場合の代
表的な特性であり、８は従来技術すなわち第１層
に相当するTi層を用いないで作成した場合の代
表的な特性例である。
に対し表面の電極（Al層６）をそれぞれ正（順
方向）と負（逆方向）にバイアスした時に電流電
圧特性である。図において、７は上記の実施例す
なわち本発明の製造方法により作られた場合の代
表的な特性であり、８は従来技術すなわち第１層
に相当するTi層を用いないで作成した場合の代
表的な特性例である。
第３図から、本発明による電極は、従来方法に
よる場合に比べ十分高い逆方向耐圧を有すること
が明らかである。本発明は上記の利点に加えさら
に次のような利点を有する。すなわち、第２図の
順方向特性から求まるシヨツトキー障壁の高さ
は、本発明の場合は0.9eVであり、この値は従来
方法の場合より0.3eV高くなつている。別に測定
した容量電圧特性から求めた障壁の高さは、両者
ともほとんど等しい値で1.1eVとなつていること
から、本実施例の順方向特性は従来技術の場合に
比べ格段に改善されていることが分かると共に、
第２層となるTiNとウエハのGaAsで決まる大き
な障壁の高さを示していることが分かる。ちなみ
に、TiのみをGaAs上に形成した金属半導体接合
電極の障壁の高さは、本実施例の値より0.2eV低
い値を示す。
よる場合に比べ十分高い逆方向耐圧を有すること
が明らかである。本発明は上記の利点に加えさら
に次のような利点を有する。すなわち、第２図の
順方向特性から求まるシヨツトキー障壁の高さ
は、本発明の場合は0.9eVであり、この値は従来
方法の場合より0.3eV高くなつている。別に測定
した容量電圧特性から求めた障壁の高さは、両者
ともほとんど等しい値で1.1eVとなつていること
から、本実施例の順方向特性は従来技術の場合に
比べ格段に改善されていることが分かると共に、
第２層となるTiNとウエハのGaAsで決まる大き
な障壁の高さを示していることが分かる。ちなみ
に、TiのみをGaAs上に形成した金属半導体接合
電極の障壁の高さは、本実施例の値より0.2eV低
い値を示す。
上記の実施例に於いて、第１層のTi層３があ
るにも拘らず第２層の物質固有の特性が得られる
理由は、前記の熱処理により第１層のTiがGaAs
と接合を形成した後、第２層のTiNと反応する
ことにあると考えられる。Tiの厚さは、膜厚の
制御性と均一性および実用的に反応可能な厚さか
ら制限され10乃至150Åである。
るにも拘らず第２層の物質固有の特性が得られる
理由は、前記の熱処理により第１層のTiがGaAs
と接合を形成した後、第２層のTiNと反応する
ことにあると考えられる。Tiの厚さは、膜厚の
制御性と均一性および実用的に反応可能な厚さか
ら制限され10乃至150Åである。
熱処理の条件は、前記の実施例に限らず、活性
化エネルギー1.3eVのアレニウス則で定まる450
℃30秒相当以上の熱処理でも同様の効果が得られ
ることを確認した。
化エネルギー1.3eVのアレニウス則で定まる450
℃30秒相当以上の熱処理でも同様の効果が得られ
ることを確認した。
以上は、第２層にTiNを用いた例について述
べたが、TiNが高融点であるにも拘らず上記の
効果がでることから、上記の反応はTiNに固有
のものではなく、従つて、第２層はTiNに限ら
ず金属的性質を示すチタン化合物（例えばTiC
等）やチタン合金（例えばTi−Ｗ、Ti−Mo等）
の場合でもTiNの場合と同様であることが言う
までもない。
べたが、TiNが高融点であるにも拘らず上記の
効果がでることから、上記の反応はTiNに固有
のものではなく、従つて、第２層はTiNに限ら
ず金属的性質を示すチタン化合物（例えばTiC
等）やチタン合金（例えばTi−Ｗ、Ti−Mo等）
の場合でもTiNの場合と同様であることが言う
までもない。
さらに、上記の説明は良好な表面状態を得にく
い化合物半導体に共通の技術であるため、半導体
基板（ウエハ１）は上記の例にあつたGaAsに限
定されるものではなく、例えばGaAlAs、GaP等
であつてもよい。
い化合物半導体に共通の技術であるため、半導体
基板（ウエハ１）は上記の例にあつたGaAsに限
定されるものではなく、例えばGaAlAs、GaP等
であつてもよい。
以上説明したように、本発明の方法により製造
された金属半導体接合電極は、製造が容易である
こと、高い逆方向耐圧を有すること、第２層の物
質で定まるシヨツトキー障壁の高さを容易に得ら
れること等の利点を有するため、高耐圧ダイオー
ド、集積回路内のレベルシフトダイオード等への
利用価値が高い。
された金属半導体接合電極は、製造が容易である
こと、高い逆方向耐圧を有すること、第２層の物
質で定まるシヨツトキー障壁の高さを容易に得ら
れること等の利点を有するため、高耐圧ダイオー
ド、集積回路内のレベルシフトダイオード等への
利用価値が高い。
第１図は本発明により製造された金属半導体接
合電極の断面図、第２図は本発明及び従来技術に
よる電極の順方向電流電圧特性、第３図は本発明
及び従来技術による電極の逆方向電流電圧特性で
ある。 １……ウエハ（半導体基板）、２……オーミツ
ク電極、３……チタニウム（Ti）層（第１層）、
４……窒化チタニウム（TiN）層（第２層）、５
……チタニウム（Ti）層（第３層）、６……アル
ミニウム（Al）層（第４層）、７……本発明の実
施例による電極の特性、８……従来技術による電
極の特性。
合電極の断面図、第２図は本発明及び従来技術に
よる電極の順方向電流電圧特性、第３図は本発明
及び従来技術による電極の逆方向電流電圧特性で
ある。 １……ウエハ（半導体基板）、２……オーミツ
ク電極、３……チタニウム（Ti）層（第１層）、
４……窒化チタニウム（TiN）層（第２層）、５
……チタニウム（Ti）層（第３層）、６……アル
ミニウム（Al）層（第４層）、７……本発明の実
施例による電極の特性、８……従来技術による電
極の特性。
Claims (1)
- １ 化合物半導体表面上に10乃至150Åの厚さを
有するチタニウムよりなる第１層を形成する工程
と、該第１層上にチタニウムの化合物またはチタ
ニウムを含有する合金よりなる第２層を形成する
工程と、該第１層と該第２層または該第２層の形
成中あるいは形成後に、該化合物半導体と該第１
層の反応を起こさせかつ該第２層が該化合物半導
体と接するのに要する時間の熱処理を行う工程を
有することを特徴とした金属半導体接合電極の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13419681A JPS5835919A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 金属半導体接合電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13419681A JPS5835919A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 金属半導体接合電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5835919A JPS5835919A (ja) | 1983-03-02 |
| JPH0139222B2 true JPH0139222B2 (ja) | 1989-08-18 |
Family
ID=15122672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13419681A Granted JPS5835919A (ja) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | 金属半導体接合電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5835919A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH061774B2 (ja) * | 1985-03-29 | 1994-01-05 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| US5278099A (en) * | 1985-05-13 | 1994-01-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing a semiconductor device having wiring electrodes |
| JPH0732146B2 (ja) * | 1988-01-05 | 1995-04-10 | 日本電気株式会社 | 化合物半導体装置の電極形成方法 |
| US4923827A (en) * | 1988-05-16 | 1990-05-08 | Eaton Corporation | T-type undercut electrical contact process on a semiconductor substrate |
| US4935805A (en) * | 1988-05-16 | 1990-06-19 | Eaton Corporation | T-type undercut electrical contact on a semiconductor substrate |
| US5036023A (en) * | 1989-08-16 | 1991-07-30 | At&T Bell Laboratories | Rapid thermal processing method of making a semiconductor device |
| JPH0463480A (ja) * | 1990-07-02 | 1992-02-28 | Sharp Corp | ３―ｖ族化合物半導体装置 |
| US6204560B1 (en) * | 1998-04-20 | 2001-03-20 | Uniphase Laser Enterprise Ag | Titanium nitride diffusion barrier for use in non-silicon technologies and method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55120132A (en) * | 1979-11-30 | 1980-09-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of semiconductor element |
-
1981
- 1981-08-28 JP JP13419681A patent/JPS5835919A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55120132A (en) * | 1979-11-30 | 1980-09-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of semiconductor element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5835919A (ja) | 1983-03-02 |
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