JPS5835919A - 金属半導体接合電極の製造方法 - Google Patents
金属半導体接合電極の製造方法Info
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- JPS5835919A JPS5835919A JP13419681A JP13419681A JPS5835919A JP S5835919 A JPS5835919 A JP S5835919A JP 13419681 A JP13419681 A JP 13419681A JP 13419681 A JP13419681 A JP 13419681A JP S5835919 A JPS5835919 A JP S5835919A
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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
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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
【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。
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（Ｔ１）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。。
、 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（Ｔ１）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
非常に低くなったり、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った。
非常に低くなったり、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った。
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
にあったため、製造時の厚さ制御が容易で歩留りも良い
ように、厚いＴ１層（例えば厚さ５００人）が用いられ
ていた。従って、第２層の金属（電極材料）と半導体で
決まる固有のシヨ、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Ｔ１とで決まる特性が得ら
れるだけであるという欠点があった。
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
にあったため、製造時の厚さ制御が容易で歩留りも良い
ように、厚いＴ１層（例えば厚さ５００人）が用いられ
ていた。従って、第２層の金属（電極材料）と半導体で
決まる固有のシヨ、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Ｔ１とで決まる特性が得ら
れるだけであるという欠点があった。
本発明はこれらの欠点を解決するために、第１層のＴ１
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。
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図は本発明の実施例であり、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 ）ウェハ、２はこのウェハ１の裏面
に設けた金・ゲルマニウム・ニッケル製オーミック電極
、３はチタニウム（Ｔ１）層（第１層）、４は窒化チタ
ニウム（ＴｉＮ ）層（第２層）、５はＴ１層（第３層
）、６はアルミニウム（Ａｌ）層（第４層）である。
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 ）ウェハ、２はこのウェハ１の裏面
に設けた金・ゲルマニウム・ニッケル製オーミック電極
、３はチタニウム（Ｔ１）層（第１層）、４は窒化チタ
ニウム（ＴｉＮ ）層（第２層）、５はＴ１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。
■ ウェハ１の裏面に金・ゲルマニウム合金を蒸着し、
次いでニッケルを蒸着し、その後水素雰囲気中で加熱し
て金・ゲルマニウム・ニッケル製オーミック電極２を形
成する。
次いでニッケルを蒸着し、その後水素雰囲気中で加熱し
て金・ゲルマニウム・ニッケル製オーミック電極２を形
成する。
■ ウェハ１の表面に第１層となる厚さ１００Ａの７１
層３を例えばスパッタ法で形成する。
層３を例えばスパッタ法で形成する。
■ 上記第１層上に第２層となる厚さ５００人のＴｉＮ
層４を窒素プラズマ中でＴｉをリアクティブスパッタ法
で形成する。
層４を窒素プラズマ中でＴｉをリアクティブスパッタ法
で形成する。
■ 上記第２層上に第３層となる厚さ１００ＸのＴｉ層
５を例えばスパッタ法で形成する。
５を例えばスパッタ法で形成する。
■ さらにその上に第４層として厚さ３０００人のＡ／
層６を例えば蒸着で形成する。
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な直径２０
０μｍの大きさに写真食刻法で整形する。
０μｍの大きさに写真食刻法で整形する。
■ その後４５０°Ｃ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層の形成中に行なってもよい。
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層の形成中に行なってもよい。
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。
れる。なお、各層の厚さ並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、裏面のオーミック電極２に対し表
面の電極（Ａ１層６）をそれぞれ正（順方向）と負（逆
方向）にバイアスした時の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。
面の電極（Ａ１層６）をそれぞれ正（順方向）と負（逆
方向）にバイアスした時の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ョッ
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高くなってい
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となっている
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とウェノ・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、Ｔ１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。
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ョッ
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高くなってい
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となっている
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とウェノ・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、Ｔ１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７１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Ｔ１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
。Ｔ１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１５０Ｘである０ 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。
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Ｔ１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
。Ｔ１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１５０Ｘである０ 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。
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、従っ
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Ｔ ｉＮの場合と同様で
あることは言うまでもない。
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、従っ
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Ｔ ｉＮの場合と同様で
あることは言うまでもない。
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（ウェハ１
）は上記の例にあったＧａＡｓに限定されるものではな
く、例えばＧａＡｌＡｓ 、 ＧａＰ等１）であっても
よい。
半導体に共通の技術であるため、半導体基板（ウェハ１
）は上記の例にあったＧａＡｓに限定されるものではな
く、例えばＧａＡｌＡｓ 、 ＧａＰ等１）であっても
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ョットキ
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。
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ョットキ
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３１１′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・・・ウェハ（半導体基板） ２・・・オーミック電極 ３・・・チタニウム（Ｔｉ）！（第１層）４・・・窒化
チタニウム（ＴｉＮ ）層（第２層）５・・・チタニウ
ム（Ｔ１）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 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中 村 純之助
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３１１′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・・・ウェハ（半導体基板） ２・・・オーミック電極 ３・・・チタニウム（Ｔｉ）！（第１層）４・・・窒化
チタニウム（ＴｉＮ ）層（第２層）５・・・チタニウ
ム（Ｔ１）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 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中 村 純之助
Claims (1)
- 化合物半導体表面上に１０乃至１５０穴の厚さを有する
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又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
又は該第２層の形成中あるいは形成後に熱処理を行なう
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 true JPS5835919A (ja) | 1983-03-02 |
| JPH0139222B2 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) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224435A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JPH01179316A (ja) * | 1988-01-05 | 1989-07-17 | Nec Corp | 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 |
| JPH0396229A (ja) * | 1989-08-16 | 1991-04-22 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体デバイスにオーミック接点を形成する方法 |
| JPH0463480A (ja) * | 1990-07-02 | 1992-02-28 | Sharp Corp | ３―ｖ族化合物半導体装置 |
| US5278099A (en) * | 1985-05-13 | 1994-01-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing a semiconductor device having wiring electrodes |
| JP2000513882A (ja) * | 1998-04-20 | 2000-10-17 | ユニフェイズ レーザー エンタープライズ アーゲー | ノンシリコン技術および方法に用いる窒化チタン拡散障壁 |
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)
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| JPH0463480A (ja) * | 1990-07-02 | 1992-02-28 | Sharp Corp | ３―ｖ族化合物半導体装置 |
| JP2000513882A (ja) * | 1998-04-20 | 2000-10-17 | ユニフェイズ レーザー エンタープライズ アーゲー | ノンシリコン技術および方法に用いる窒化チタン拡散障壁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0139222B2 (ja) | 1989-08-18 |
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