DE19615663A1 - Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrich
tung und ein Verfahren zu deren Herstellung und insbeson
dere auf ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervor
richtung, die eine ohmsche Elektrode mit einer nicht-golde
nen Metallbasis aufweist, sowie eine dadurch hergestellte
Halbleitervorrichtung.
Als Elektrode, die in ohmschem Kontakt mit einem n-
GaAs-Kristall steht, und als typisches Elektrodenmaterial,
das einen geringen Kontaktwiderstand aufweist, ist ein Ma
terial basierend auf AuGe/Ni, d. h. ein laminierter Film von
AuGe und Ni, weitverbreitet.
Die Fig. 10(a) bis 10(d) zeigen ein herkömmliches
Herstellungsverfahren eines Feldeffekttransistors vom Ni
schentyp, der ein Beispiel einer Halbleitervorrichtung mit
einer ohmschen AuGe/Ni-Elektrode auf einem n-GaAs Kristall
ist. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet ein halbleitendes GaAs-
Substrat. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine intrinsische
bzw. eigenleitende (nachfolgend als "i" bezeichnete) GaAs-
Schicht. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine erste n-GaAs-
Schicht mit Si-Verunreinigungen einer Konzentration von 1-
3×10¹⁷/cm³. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine zweite n-
GaAs-Schicht mit Si-Verunreinigung einer Konzentration von
5×10¹⁸/cm³. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine AuGi/Ni la
minierte Schicht mit einer Ni-Schicht von 100 Å Dicke
(10 nm) und einer Au-Schicht von 2000 Å (200 nm) Dicke,
welche nacheinander auf einer AuGe-Schicht von 500 Å
(50 nm) Dicke aufgeschichtet sind. Die Bezugszeichen 5a und
5b bezeichnen eine Source- und eine Drain-Elektrode. Das
Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Gate-Elektrode mit einer
Breite von ca. 0,5 µm, welche dadurch ausgebildet wurde,
daß nacheinander Al mit einer Dicke von 4000 Å (400 nm) und
Mo mit einer Dicke von 500 Å (50 nm) auf einer 1500 Å
(150 nm) dicken Ti-Schicht aufgebracht wird, wodurch ein
Schottky-Übergang mit der ersten n-GaAs-Schicht 3 ausgebil
det wird. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet eine Gatevertie
fung bzw. Nische mit einer Breite von 1,2 bis 1,5 µm und
einer Tiefe von ca. 0,3 µm. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet
einen Resist bzw. Schutzlack.
Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren beschrieben.
Wie in Fig. 10(a) dargestellt, werden als erstes eine
i-GaAs-Schicht 2, eine erste n-GaAs-Schicht, eine zweite n-
GaAs-Schicht nacheinander auf einem GaAs-Substrat 1 mittels
MBE (Molekularstrahlepitaxie) oder MOCVD (organochemisches
Metallabscheidungsverfahren) abgeschieden bzw. durch Auf
wachsen ausgebildet.
Als nächstes wird, wie in Fig. 10(b) dargestellt, eine
AuGe/Ni-laminierte Schicht 5 an den Stellen einer Source-
Elektrode und einer Drain-Elektrode durch Aufdampfen ausge
bildet und bei einer Temperatur von ca. 390° ausgeheilt,
wodurch die ohmschen AuGe/Ni-Elektroden 5a und 5b herge
stellt werden.
Anschließend wird ein Resist 6 mit einer Öffnung zum
Ausbilden einer Gatevertiefung 8 auf den ohmschen Elektro
den 5a und 5b, sowie der zweiten n-GaAs-Schicht 4 aufge
bracht und die zweite n-GaAs-Schicht 4 und ein oberer Ab
schnitt der ersten n-GaAs-Schicht 3 werden naßgeätzt, wo
durch die Gatevertiefung 8 (Fig. 10(c)) ausgebildet wird.
Der Resist 6 wird entfernt, wodurch ein Feldeffekttransi
stor vom Nischentyp entsteht, wie er in Fig. 10(d) darge
stellt ist.
Als nächstes erfolgt die Beschreibung der ohmschen Au-
Ge/Ni-Elektrode.
Die ohmschen AuGe/Ni-Elektroden 5a und 5b sollen einen
geringen Kontaktwiderstand aufweisen, wobei die laminierte
AuGe/Ni-Schicht 5 bei einer Temperatur von ca. 380°C ausge
heilt wird, welches die eutektische Temperatur von AuGa
ist. Wenn die laminierte AuGe/Ni-Schicht 5 bei dieser Tem
peratur ausgeheilt ist, werden in der zweiten n-GaAs-
Schicht 4, die in Kontakt mit der laminierten AuGe/Ni-
Schicht 5 ist, aufgrund einer AuGa-Legierungsreaktion Leer
stellen erzeugt. Ge-Atome werden in die Ga-Leerstellen als
Donatorverunreinigungen implantiert, wodurch der Übergangs
bereich in dem GaAs-Kristall eine hohe Donatorkonzentration
besitzt und eine ohmsche Verbindung ausbildet, wodurch ein
Übergang mit einem geringen Kontaktwiderstand entsteht. Die
in der zweiten n-GaAs-Schicht ausgebildete Ni-Schicht er
füllt eine wichtige Funktion bei der Beförderung von Ge-
Atomen zu den Schnittstellen zwischen der GaAs-Schicht 4
und den ohmschen Elektroden 5a und 5b, so daß ein Ausfällen
der Ge-Atome zur Oberfläche der ohmschen Elektroden 5a und
5b im vorstehend genannten Ausheilprozeß vermieden werden
sollte.
Die Fig. 9(a) und 9(b) zeigen den Aufbau in der Nähe
des ohmschen Übergangs der auf der n-GaAs-Schicht ausgebil
deten ohmschen AuGe/Ni-Elektrode, wobei Fig. 9(a) die Dar
stellung eines TEM-Schnittbildes (Transmissionselektronmi
kroskop) ist und Fig. 9(b) eine schematische Darstellung
des Bildes gemäß Fig. 9(a) ist. In beiden Figuren bezeich
net das Bezugszeichen 40 eine ohmsche Elektrode, das Be
zugszeichen 41 eine n-GaAs-Schicht, das Bezugszeichen 42
Au, das Bezugszeichen 43 AuGa, das Bezugszeichen 44 GaAs,
das Bezugszeichen 45 NiGeAs, das Bezugszeichen 46 NiAs, das
Bezugszeichen 47 NiAs, welches Ge enthält, und das Bezugs
zeichen 48 NiGe. Anhand dieser Figuren erkennt man, daß die
Legierungsreaktion bis zu einer Tiefe von 600 bis 900 Å (60
bis 90 nm) des n-GaAs Kristalls durch den Ausheilprozeß als
Übergangsschnittstelle vorgedrungen ist. Die ohmsche
AuGe/Ni-Elektrode mit ihrer AuGe-Schicht und ihrer Ni-
Schicht sind in elektronischen Vorrichtungen und optischen
Vorrichtungen als ohmsche Elektroden für auf GaAs und InP
basierende kristalline Mischhalbleiter weitverbreitet, wie
beispielsweise n-AlGaAs, InGaAs, AlInAs und InGaP, und sind
nicht auf GaAs-Vorrichtungen beschränkt.
Während jedoch bei den auf AuGe/Ni basierenden ohmschen
Elektroden in der Nähe der Übergangsschnittstelle Legie
rungsreaktionen aufgrund des Ausheilens im n-GaAs-Kristall
auftreten, schreitet die vorstehend beschriebene Legie
rungsreaktion beim Ausbilden der ohmschen Elektrode weiter
in die n-GaAs-Schicht vor, wenn beim Herstellungsprozeß
nach dem Ausbilden der ohmschen Elektrode ein Ausheilen er
folgt oder während des Betriebs der Vorrichtung Hitze er
zeugt wird. Daher kann Au in das GaAs stachelförmig eintre
ten oder es kann Au eindringen wodurch zusätzliches Ga und
As an der Schnittstelle des ohmschen Übergangs ausfällt
bzw. sich dort niederschlagen kann und dort gespeichert
wird. Dadurch entsteht eine Verschlechterung der ohmschen
Übergangsschnittstelle und als Problem für die Antihitzeei
genschaft steigt der Kontaktwiderstand der ohmschen Elek
trode.
Da darüber hinaus die auf AuGe/Ni basierende ohmsche
Elektrode ihre Legierungsreaktion bis zu einer Tiefe von
600-900 Å im n-GaAs an der Übergangsschnittstelle durch den
in Fig. 9 dargestellten Ausheilungsprozeß fortgesetzt hat,
verschlechtert sich bei Verwendung der ohmschen Elektrode
für einen dünnen Kanal in einer Hochgeschwindigkeitshalb
leitervorrichtung durch die Legierungsreaktion die Kanal
schicht, weshalb sich die Übergangsschnittstelle vertieft
und eine Halbleitervorrichtung mit einer gewünschten Eigen
schaft nicht erhalten werden kann.
Darüber hinaus ist allgemein bekannt, daß Au und Al,
wenn sie in Kontakt sind, eine pulverförmige Metallverbin
dung ausbilden, die "purple pleak" genannt wird. Dadurch
wird eine Befestigung der Al-Verdrahtung auf der auf Au-
Ge/Ni basierenden Verdrahtung erschwert, weshalb die Ver
wendung einer Al-Verdrahtung mit Problemen verbunden ist.
Daher wird im allgemeinen eine Au-Verdrahtung verwendet. Da
jedoch die Au-Verdrahtung durch Trockenätzen nicht unter
schiedlich von der Al-Verdrahtung geätzt werden kann, war
es bisher unmöglich, unter Verwendung des Trockenätzverfah
rens ein feines Verdrahtungsmuster herzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung zu
schaffen, die eine ohmsche Elektrode aufweist mit überlege
nen Hitzewiderstandseigenschaften, die eine flache Über
gangsschnittstelle aufweist und die mit einer Al-Verdrah
tung verbunden werden kann.
Der Erfindung liegt darüber hinaus die Aufgabe zugrunde
eine Halbleitervorrichtung zu schaffen, die eine ohmsche
Elektrode aufweist mit einer verbesserten Hitzewiderstands
eigenschaft, einer flachen Übergangsoberfläche und die mit
einer Al-Verdrahtung verbunden werden kann.
Gemäß einem ersten Teilaspekt der Erfindung besteht das
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung aus
den Schritten: aufeinanderfolgendes schichtweises Aufbrin
gen eines oder mehrerer Paare von dünnen Ti- und Al-Schich
ten auf einem n-GaAs-Substrat, wodurch eine laminierte
Ti/Al-Schicht ausgebildet wird; und Anwenden eines thermi
schen Verfahrens auf das n-GaAs-Substrat und die laminierte
Ti/Al-Schicht bei einer Temperatur unterhalb der Tempera
tur, bei der Al der laminierten Ti/Al-Schicht und GaAs der
n-GaAs-Schicht derart miteinander reagieren, daß eine lami
nierte Ti/Al-Schicht entsteht, die mit der n-GaAs-Schicht
einen ohmschen Übergang bildet, wodurch ohmsche Elektroden
ausgebildet werden.
Dadurch wird beim Ausheilprozeß die laminierte TiAl-
Schicht, welche aus Materialien besteht, welche kaum in die
n-GaAs-Schicht eindringen, durch die Legierungsreaktion in
eine Al₃Ti Legierung umgewandelt. Während des Ausheilpro
zesses wandern Ga-Atome aus der n-GaAs-Schicht heraus, wäh
rend die in der n-GaAs-Schicht vorliegenden Si-Atome als
Dotierstoffe in der Übergangsschnittstelle der n-GaAs-
Schicht mit der laminierten Ti/Al-Schicht verbleiben, wo
durch ein ohmscher Kontakt ausgebildet wird. Dadurch ent
steht eine Halbleitervorrichtung mit ohmschen Elektroden,
die hitzebeständige Eigenschaften aufweist und eine flache
Übergangsoberfläche besitzt.
Gemäß dem zweiten Teilaspekt der Erfindung wird beim
vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren der thermi
sche Prozeß bei einer Temperatur unterhalb von 400°C durch
geführt.
Gemäß einem dritten Teilaspekt der Erfindung liegt beim
vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren das Dicken
verhältnis zwischen der Ti-Schicht und der Al-Schicht bei
1 : 3.
Gemäß einem vierten Teilaspekt der Erfindung liegen
beim vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren die
Dicken der Ti-Schicht und der Al-Schicht jeweils unterhalb
von 100 Å (10 nm).
Gemäß einem fünften Teilaspekt der Erfindung wird im
vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren nach dem
Ausbilden der laminierten Ti/Al-Schicht ein Verfahren zum
Ausbilden einer Al-Verdrahtungsschicht auf der laminierten
Schicht angewendet.
Dadurch wird das Herstellen der Verbindungen zwischen
den ohmschen Elektroden und der Al-Verdrahtung vereinfacht
und es entsteht eine Halbleitervorrichtung, deren Al-Ver
drahtungen mit einem feinen Muster ausgebildet werden kön
nen.
Gemäß einem sechsten Teilaspekt der Erfindung wird im
vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahren ein weiterer
Prozeß zum Ausbilden einer Barrierenschicht angewendet, die
aus einer hitzebeständigen Metallschicht besteht und zwi
schen der laminierten Ti/Al-Schicht und der Al-Verdrah
tungsschicht liegt. Dadurch erhält man eine Halbleitervor
richtung, in der die Ga-Atome am Eindringen in die Al-Ver
drahtung gehindert werden, wodurch eine Verschlechterung
der Al-Verdrahtung verhindert wird.
Gemäß einem siebten Teilaspekt der Erfindung besitzt
die Halbleitervorrichtung eine n-GaAs-Schicht; eine auf der
n-GaAs-Schicht liegende Elektrode, die aus einem oder meh
reren Paaren von dünnen Ti-Schichten und dünnen Al-Schich
ten, sowie einer Al₃Ti-Legierung besteht, die in Kontakt
mit der n-GaAs-Schicht steht und aus einem Abschnitt der
Ti-Schicht und der Al-Schicht ausgebildet wurde; und einen
Bereich mit hoher Dotierstoffkonzentration, der in der Nähe
der Übergangsschnittstelle der n-GaAs-Schicht mit der Elek
trode vorgesehen ist; wobei die Elektrode in ohmschem Kon
takt mit der n-GaAs-Schicht steht.
Dadurch wird die laminierte Ti/Al-Schicht, welche aus
einem Material besteht, das kaum in die n-GaAs-Schicht ein
dringt, während des Ausheilprozesses durch die Legierungs
reaktion in eine Al₃Ti-Legierung umgewandelt. Während des
Ausheilprozesses wandern die Ga-Atome aus der n-GaAs-
Schicht, während die in der n-GaAs-Schicht vorhandenen Si-
Atome in der Übergangsschnittstelle der n-GaAs-Schicht mit
der laminierten Ti/Al-Schicht verbleiben, wodurch ein ohm
scher Kontakt hergestellt wird. Dadurch wird eine Halblei
tervorrichtung mit ohmschen Kontakten geschaffen die hitze
beständige Eigenschaften aufweisen und eine flache Über
gangsoberfläche besitzen.
Gemäß einem achten Teilaspekt der Erfindung wird in der
vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung das Dicken
verhältnis der Ti-Schicht und der Al-Schicht auf 1 : 3 einge
stellt.
Gemäß einem neunten Teilaspekt der Erfindung liegen in
der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung die Dicken
der Ti-Schicht und der Al-Schicht beide unterhalb von
100 Å (10 nm).
Gemäß einem zehnten Teilaspekt der Erfindung wird in
der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung eine Al-
Verdrahtungsschicht auf der Elektrode ausgebildet.
Dadurch wird die Herstellung der Verbindung zwischen
den ohmschen Elektroden und der Al-Verdrahtung vereinfacht,
wodurch eine Halbleitervorrichtung mit Al-Verdrahtungen ge
schaffen wird, die als feine Muster ausgebildet werden kön
nen.
Gemäß einem elften Teilaspekt der Erfindung wird in der
vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung die Al-Ver
drahtungsschicht auf der Elektrode über eine Barrieren
schicht ausgebildet, die eine Refraktionsmetallschicht bzw.
Brechungsmetallschicht ist.
Dadurch erhält man eine Halbleitervorrichtung in der
die Ga-Atome am Eindringen in die Al-Verdrahtung gehindert
werden, wodurch eine Verschlechterung der Al-Verdrahtung
verhindert wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be
schrieben.
Es zeigen:
Fig. 1(a)-1(d) Schaubilder zur Darstellung eines
Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung ge
mäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 ein Schaubild zur Darstellung der Änderung der
Schottky-Barrierenhöhe der Halbleitervorrichtung gemäß dem
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel aufgrund des
thermischen Prozesses;
Fig. 3 ein Schaubild zur Darstellung der Ergebnisse,
welche man bei der Analyse der Temperaturabhängigkeit der
Charakteristika des Vorwärtsstroms über der Spannung (I-V)
der Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten erfindungsgemä
ßen Ausführungsbeispiels erhält, wenn man das thermionische
Feldemissionsmodell verwendet;
Fig. 4 ein Schaubild zur Darstellung der Schnittstelle
zwischen der n-GaAs-Schicht und dem Elektrodenteil der
Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 ein Schaubild zur Darstellung des Ergebnisses
der SIMS Analyse für die Halbleitervorrichtung gemäß dem
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 ein Schaubild zur Darstellung eines Aufbaus in
der Nähe der ohmschen Elektrode der Halbleitervorrichtung
gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 ein Schaubild zur Darstellung eines Aufbaus der
ohmschen Elektrode der Halbleitervorrichtung gemäß dem er
sten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 8(a)-8(b) Schaubilder zur Darstellung eines
Aufbaus einer Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten er
findungsgemäßen Ausführungsbeispiel sowie den Aufbau einer
ohmschen Elektrode der Halbleitervorrichtung gemäß dem
zweiten erfindungsgemäßen Aufbau;
Fig. 9(a)-9(b) Schaubilder, die den Aufbau in der
Nähe der Übergangsschnittstelle der ohmschen Elektrode ei
ner herkömmlichen Halbleitervorrichtung zeigen; und
Fig. 10(a)-10(d) Schaubilder, die das Herstellungs
verfahren einer Halbleitervorrichtung gemäß dem Stand der
Technik zeigen.
Die Fig. 1(a)-1(d) sind Darstellungen, die Verarbei
tungsschritte zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
zeigen. In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein
halbleitendes GaAs-Substrat. Bezugszeichen 2 bezeichnet ei
ne intrinsische GaAs-Schicht. Bezugszeichen 3 bezeichnet
eine erste n-GaAs-Schicht mit Si-Verunreinigung bis zu ei
ner Konzentration von 1-3×10¹⁷ cm-3. Bezugszeichen 4 be
zeichnet eine zweite n-GaAs-Schicht mit Si-Verunreinigung
bis zu einer Konzentration von 5×10¹⁸ cm-3. Bezugszeichen 7
bezeichnet eine Gate-Elektrode von ca. 0,5 µm Breite, die
aus einer 1500 Å (150 nm) dicken Ti-Schicht, einer 4000 Å
(400 nm) dicken Al-Schicht und einer 500 Å (50 nm) dicken
Mo-Schicht besteht, welche derart auf der Ti-Schicht nach
einander ausgebildet wurden, daß ein Schottky-Übergang mit
der ersten n-GaAs-Schicht 3 entsteht. Das Bezugszeichen 8
bezeichnet eine Gatevertiefung mit einer Breite von
1,2-1,5 µm und einer Tiefe von ca. 0,3 µm. Das Bezugszei
chen 6 bezeichnet einen Resist. Das Bezugszeichen 10 be
zeichnet eine laminierte Ti/Al-Schicht, die Bezugszeichen
10a und 10b bezeichnen die jeweils als Source- und Drain-
Elektrode dienenden ohmschen Ti/Al-Elektroden.
Die Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau ei
nes Hauptabschnitts einer Halbleitervorrichtung gemäß einem
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zeigt. In der
Figur bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen
oder entsprechende Elemente wie in den Fig. 1(a)-1(d).
Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine 10 Å (1 nm) dicke Ti-
Schicht, während das Bezugszeichen 12 eine 30 Å (3 nm)
dicke Al-Schicht bezeichnet. Die laminierte Ti/Al-Schicht
dieses Ausführungsbeispiels wurde durch Laminieren bzw.
Aufeinanderschichten von vier Ti-Schichten 11 und vier Al-
Schichten 12 in abwechselnder Reihenfolge auf die zweite n-
GaAs-Schicht 4 ausgebildet.
Während in diesem ersten Ausführungsbeispiel ein Feld
effekttransistor vom Nischentyp verwendet wird kann die
vorliegende Erfindung in ähnlicher Weise auch auf andere
Halbleitervorrichtungen angewendet werden.
Die Fig. 7(a)-7(b) sind schematische Darstellungen
zum Erklären des Aufbaus einer ohmschen Ti/Al-Elektrode,
welche auf dem n-GaAs-Substrat in der Halbleitervorrichtung
gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel aus
gebildet wurde. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen
21 eine n-GaAs-Schicht mit Si-Verunreinigungen bis zu einer
Konzentration von 5 × 10¹⁸/cm-3, das Bezugszeichen 21 be
zeichnet eine ca. 500 Å (50 nm) dicke Ti-Schicht, das Be
zugszeichen 23 bezeichnet eine ca. 4000 Å (400 nm) dicke Al-
Schicht, das Bezugszeichen 24 bezeichnet ein Al₃Ti-Legie
rungsteilchen, das Bezugszeichen 25 bezeichnet eine lami
nierte Schicht und das Bezugszeichen 25a bezeichnet eine
ohmsche Elektrode.
Die Beschreibung erfolgt anhand der Ti/Al-Schicht, die
auf der n-GaAs-Schicht 21 in der Halbleitervorrichtung ge
mäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Die
Übergänge zwischen der n-GaAs-Schicht und der Ti-Schicht
und zwischen der Ti-Schicht und der Al-Schicht, d. h. die
Übergänge der n-GaAs/Ti/Al-Verbindung werden zu Schottky-
Übergängen, wenn der Betrag der Dotierstoffe der n-GaAs-
Schicht eine geringe Konzentration unterhalb von 10¹⁸cm-3
beträgt. Üblicherweise wird sie daher als Gate-Elektrode
verwendet und die Übergangsbarrierenhöhe ΦB der Gate-Elek
trode beträgt ca. 0,7 eV.
Die Fig. 2 zeigt die Änderung der Übergangsbarriere
ΦB des Übergangs zwischen der n-GaAs-Schicht 21 und den
laminierten Schichten 25, die aus der 500 Å (50 nm) dicken
Ti-Schicht 22 und der in Fig. 7(a) dargestellten 4000 Å
(400 nm) dicken Al-Schicht 23 bestehen, in Abhängigkeit von
der Zeit, wenn eine hohe Temperatur von 300°C beibehalten
wird. In Fig. 2 zeigt die Abszisse die Zeit (Stunden) und
die Ordinate die Übergangsbarrierenhöhe (eV). Gemäß Fig. 2
fällt die Übergangsbarrierenhöhe ΦB nach 50 Stunden plötz
lich ab.
Die Fig. 4 ist eine Darstellung, die die Abbildung des
TEM(transparentes Elektronenmikroskop)-Bildes in der Nähe
der Übergangsschnittstelle in einem Zustand zeigt, in dem
die Übergangsbarrierenhöhe geringfügig reduziert ist. In
der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 21 ein n-GaAs-
Substrat und das Bezugszeichen 25a eine ohmsche Elektrode.
Das Sinken des Elektrodenmaterials in die durch die Legie
rungsreaktion ausgebildete n-GaAs-Schicht, welches in der
auf AuGe/Ni basierenden ohmschen Elektrode gemäß dem Stand
der Technik nach Fig. 9 beobachtet wurde kann in diesem
Fall nicht beobachtet werden, weshalb das Material der ohm
schen Elektrode 25a nicht in die n-GaAs-Schicht eindringt.
Darüber hinaus kann man Legierungsteilchen von kreuzschat
tierter Form erkennen, die in der ohmschen Elektrode auf
grund der Reaktion zwischen den Metallen Ti und Al enthal
ten sind. Mittels XRD(Röntgenstrahlreflektionsbrechungs)-
Analyse konnte festgestellt werden, daß diese Legierungs
teilchen Al₃Ti-Legierungsteilchen sind. Die Al₃Ti-Legierung
ist ein Refraktionsmetall bzw. Brechungsmetall, d. h. es ist
ziemlich hart und leicht, und es ist als neues Material be
kannt. Jedoch ist es ziemlich schwierig dieses Material
monokristallin herzustellen, da es durch Restsauerstoff mi
kro-restkristallisiert. Wenn die Nähe der Schnittstelle der
Legierungsteilchen, wie sie in Fig. 4 zu sehen sind, EDX-
analysiert wird, so werden eine Vielzahl von Ga-Atomen er
faßt. Der Aufbau der ohmschen Elektrode 25a ist in Fig.
7(b) schematisch dargestellt. Die Al₃Ti-Legierungsteilchen
24 werden durch die Metallreaktion zwischen Ti und Al aus
gebildet, wobei die Legierung teilweise in Kontakt mit der
n-GaAs-Schicht 21 ist.
Die Fig. 5 zeigt ein SIMS(sekundäres Ionenmassenspek
trometer)-Tiefenprofil, welches man durch Messen des Mate
rials von der rückseitigen Oberfläche der n-GaAs-Schicht 21
erhält. In Fig. 5 bezeichnet die Abszissenachse die Tiefe
µm) von der rückseitigen Oberfläche der n-GaAs-Schicht 21,
die Ordinatenachse zur Rechten eine sekundäre Ionenanzahl
und die Ordinatenachse zur Linken die Atomkonzentration
(Atome/cm³), welche von der sekundären Ionenanzahl konver
tiert wurden.
Das Bezugszeichen 30a bezeichnet ein Si-Profil, das Be
zugszeichen 30a bezeichnet einen Mittelwert des Si-Profils,
Bezugszeichen 31 bezeichnet ein Ti-Profil und Bezugszeichen
31a bezeichnet einen Mittelwert des Ti-Profils. In Fig. 5
besteht an der Stelle bei der Tiefe von 68 µm eine Schnitt
stelle zwischen der ohmschen Elektrode 25a und der n-GaAs-
Schicht. Als Ergebnis erkennt man, daß, obwohl kein Ein
dringen von Ti- oder Al-Material der ohmschen Elektrode 25a
in den GaAs-Kristall 21 zu erkennen ist, ein Schnittstel
len-Niederschlag bzw. eine Ausfällung von Si als n-Dotier
stoff an der Schnittstelle zwischen der ohmschen Elektrode
25a und der n-GaAs-Schicht 21 zu erkennen ist.
Nachfolgend wird das Ergebnis der Temperaturabhängig
keit der (I-V) Charakteristika des Stroms in Vorwärtsrich
tung und der Spannung der Schottky-Charakteristika des Ma
terials, welches seine Übergangsbarrierenhöhe ΦB verrin
gert hat, mittels des thermionischen Feldemissionsmodels
(TF-E-Modell) analysiert, wobei die Tunnelstromkomponente
berücksichtigt wird, welches in dem Titel von "Solid-State
Electronics, Band Nr. 9, 1966 auf Seiten 695-707 von F.A.
Padovani und R. Stratton" beschrieben wird. Das Ergebnis
ist in Fig. 3 und in der nachfolgenden Tabelle dargestellt,
wobei das Ergebnis der Analyse mittels des thermionischen
Emissionsmodells (T-E-Modell), welches die Tunnelstromkom
ponente nicht berücksichtigt, in der nachfolgenden Tabelle
dargestellt ist. In der nachfolgenden Tabelle und in Fig. 3
bezeichnen die Bezugszeichen A und E Materialien mit unter
schiedlichen Übergangsbarrierenhöhen ΦB, wobei ΦB° und N*
die Übergangsbarrierenhöhe und die Schnittstellen-Träger
konzentration bei Verwendung des thermionischen Feldemissi
onsmodells darstellen.
Es hat sich herausgestellt, daß die Übergangsbarrieren
höhe ΦB welche mittels des thermionischen Emissionsmodells
geschätzt wird, das wiederum nur auf einen Bereich anwend
bar ist, der eine geringe Trägerkonzentration aufweist und
bei dem die Tunnelstromkomponente ignoriert werden kann,
unterschätzt wird und das die Schnittstellenträgerkonzen
tration im Vergleich zum Ergebnis, welches man bei der
gleichen Analyse mittels des thermionischen Feldemissions
modells erhält, um mehr als eine Zehnerstelle angestiegen
ist.
Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß die Legierungs
reaktion zwischen der Ti-Schicht 22 und der Al-Schicht 23
aufgrund des Ausheilverfahrens der laminierten Ti/Al-
Schicht 25 von der Al/Ti-Übergangsschnittstelle fortschrei
tet und wenn die Al₃Ti-Legierungsteilchen 24 die GaAs-Kri
stallschnittstelle 21, wie in Fig. 7(b) dargestellt, errei
chen, wandern die Ga-Atome entlang der Grenze der Legie
rungsteilchen heraus, d. h. sie bewegen sich von der n-GaAs-
Schicht 21 nach außen, und folglich bewegen sich die als n-
Dotierstoffe dienenden Si-Atome in der n-GaAs-Schicht 21 in
die Ga-Leerstellen, welche in der Nähe der Schnittstelle
der n-GaAs-Schicht 21 ausgebildet sind. Dadurch entsteht
eine Donatorenaktivierung, wodurch die Trägerkonzentration
an der Schnittstelle ansteigt und wodurch die Tunnelstrom
komponente, welche zwischen dem Elektrodenteil 25 und der
n-GaAs-Schicht 21 über den Schottky-Übergang strömt, plötz
lich ansteigt und die Übergangsänderung zu einem ohmschen
Kontakt macht.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Ti-Schicht 22 und
die Al-Schicht 23 an der Oberfläche der n-GaAs-Schicht 21
aufgeschichtet und durch Wärmebehandlung ausgeheilt, wobei
die Ti/Al-Metallreaktion am Übergang mit dem n-GaAs-Kri
stall 21 entsteht, wodurch eine ohmsche Elektrode 25a mit
einem ohmschen Übergang ausgebildet wird.
In der Druckschrift "Solid-State Electronics, Band 26,
1983, Seiten 559-564" ist ein Verfahren offenbart, in dem
eine n-GaAs-Schicht auf einer laminierten Ti/Al-Schicht
ausgebildet ist, welche bei einer Temperatur von 400°C
thermisch ausgeheilt wird, wodurch eine Schottky-Elektrode
ausgebildet wird und wobei ferner eine GaAlAs-Schicht an
der Schnittstelle zwischen der Elektrode und der n-GaAs-
Schicht ausgebildet wird, wodurch die Übergangsbarrierenhö
he ansteigt. Wenn das thermische Ausheilen bei einer hohen
Temperatur von über 400°C erfolgt, während die ohmschen
Elektroden durch Ausbilden einer laminierten Ti/Al-Schicht
auf der n-GaAs-Schicht ausgebildet werden, würde das Al und
das GaAs miteinander reagieren und einen AlGaAs-Kristall
ausbilden, wodurch der energetische Bandabstand ansteigt
und somit auch die Barrierenhöhe ΦB erhöht wird, wodurch
wiederum eine nicht ohmsche Elektrode entsteht. Daher soll
ten die Bedingungen zum thermischen Ausheilen für das Aus
bilden einer ohmschen Elektrode bei einer Temperatur von
weniger als 400°C durchgeführt werden, bei der Al und GaAs
nicht miteinander reagieren. Die optimalen Bedingungen zum
Durchführen des thermischen Ausheilens liegen bei 300-
350°C.
Nachfolgend erfolgt die Beschreibung eines Verfahrens
zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem er
sten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Zunächst werden
im Schritt nach Fig. 1(a) auf einem GaAs Substrat 1 eine i-
GaAs-Schicht 2, eine erste n-GaAs-Schicht und eine zweite
n-GaAs-Schicht nacheinander epitaktisch mittels eines MBE
oder eines MOCVD Verfahrens aufgebracht.
Als nächstes werden im Schritt gemäß Fig. 1(b), wie
auch in Fig. 6 dargestellt ist, mittels eines (nicht darge
stellten) Resistmusters abwechselnd vier jeweils 10 Å
(1 nm) Dicke Ti-Schichten 11 und vier jeweils 30 Å (3 nm)
dicke Al-Schichten an den Stellen an denen eine Source- und
eine Drain-Elektrode ausgebildet werden soll durch Aufdamp
fen aufgebracht, wodurch die laminierte Ti/Al-Schicht 10
ausgebildet und bei einer Temperatur von 350°C für zehn Mi
nuten thermisch ausgeheilt wird. Während des thermischen
Ausheilprozesses entsteht eine Ti/Al-Metallreaktion, wo
durch (nicht dargestellt) Al₃Ti-Legierungsteilchen erzeugt
werden, die die n-GaAs-Schicht 4 erreichen, während Ga-
Atome aus der n-GaAs-Schicht 4 wandern, wodurch wiederum
die Konzentration der Si-Atome als n-Dotierstoffe an der
Übergangsschnittstelle anwächst und die ohmschen Elektroden
10a und 10b mit ihren ohmschen Übergängen ausbilden.
Während in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbei
spiel das Schichtdickenverhältnis zwischen der Ti-Schicht
und der Al-Schicht 12 auf 1 : 3 eingestellt wird, um das Ein
treten der Legierungsreaktion zwischen Ti und Al und da
durch die Ausbildung der Al₃Ti-Legierung zu erleichtern,
können auch laminierte Ti/Al-Schichten mit anderen Schicht
dickenverhältnissen als dem vorher beschriebenen Verhältnis
(1 : 3) verwendet werden. Darüber hinaus wird für die mit der
n-GaAs-Schicht in Kontakt stehende Schicht eine Ti-Schicht
bevorzugt, da Ti hinsichtlich seiner adhäsiven Eigenschaf
ten mit dem n-GaAs-Kristall herausragend ist. Vorzugsweise
liegt die jeweilige Schichtdicke der Ti-Schicht 11 und der
Al-Schicht 12 unter 100 Å (10 nm), wodurch die Effektivität
beim Herstellungsprozeß der ohmschen Elektrode durch Ver
kürzen der thermischen Ausheilzeit für das Ausbilden des
ohmschen Übergangs erhöht wird.
Anschließend wird im Schritt gemäß Fig. 1(c) der Resist
6 ausgebildet, der zwischen den ohmschen Elektroden 10a und
10b Öffnungen an Zwischenstellen aufweist, an denen eine
Gatevertiefung 8 über den ohmschen Elektroden 10a und 10b
sowie der zweiten n-GaAs-Schicht 4 ausgebildet wird. Unter
Verwendung dieses Resists 6 als Maske werden die zweite n-
GaAs-Schicht 4 und ein oberer Abschnitt der ersten n-GaAs-
Schicht 3 zum Ausbilden der Gatevertiefung 8 naßgeätzt. An
schließend wird der Resist 6 entfernt, wodurch die Halblei
tervorrichtung gemäß Fig. 1(d) entsteht.
Die ohmschen Elektroden 10a und 10b gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel benötigen kein auf Gold basierendes Me
tallmaterial, bei dem zumeist Legierungsreaktionen auftre
ten und welches an der Übergangsschnittstelle in gleicher
Weise spitzen- bzw. stachelförmig wie das herkömmliche
Elektrodenmaterial in die n-GaAs-Schicht eindringt. Selbst
wenn das thermische Ausheilen während dem Ausbilden der
ohmschen Elektroden 10a und 10b gemäß Fig. 4 erfolgt tritt
bei dem Elektrodenmaterial keine Legierungsreaktion mit der
zweiten n-GaAs-Schicht 4 auf und das Elektrodenmaterial
dringt nicht in die Übergangsschnittstelle mit der zweiten
n-GaAs-Schicht 4 ein. Darüber hinaus erreicht das Elektro
denmaterial die Übergangsschnittstelle mit der zweiten n-
GaAs-Schicht 4 selbst dann nicht, wenn der thermische Aus
heilprozeß in einem späteren Verfahren durchgeführt wird
oder die Vorrichtung sich während des Betriebs erhitzt. So
mit kommt es zu keiner Verschlechterung der Übergangs
schnittstelle. Dadurch erhält man eine Halbleitervorrich
tung mit ohmschen Elektroden 10a und 10b, deren hitzebe
ständige Eigenschaften verbessert sind.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel tritt das Elektro
denmaterial, welches die Legierungsreaktion hervorgerufen
hat, nicht in die zweite n-GaAs-Schicht 4 ein, weshalb man
einen flachen Übergang bzw. eine geringe Übergangstiefe er
hält. Es treten daher keine solchen Probleme wie beim Stand
der Technik auf mit seinen auf AuGe/Ni basierenden ohmschen
Elektroden, bei denen die Legierungsreaktion bis zu einer
tiefen Stelle an der Übergangsoberfläche in der n-GaAs-
Schicht fortschreitet und bei der die Legierungsreaktion
die Kanalschicht spitzenförmig beeinträchtigt bzw. ver
schlechtert, selbst wenn sie als ohmsche Elektrode für eine
Dünnkanalschicht verwendet wird. Somit können die erfin
dungsgemäßen ohmschen Elektroden als ohmsche Elektroden für
eine Dünnkanalschicht verwendet werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die laminierte
Ti/Al-Schicht 12 mit seiner Ti-Schicht 11 und seiner Al-
Schicht 12 auf der zweiten n-GaAs-Schicht 4 ausgebildet,
wobei ein thermisches Ausheilen bei einer Temperatur durch
geführt wird, bei der Al und GaAs nicht miteinander zum
Ausbilden eines AlGaAs-Kristalls reagieren, wodurch ein
ohmscher Übergang geschaffen wird. Dadurch entsteht eine
Halbleitervorrichtung mit einer ohmschen Elektrode, die
überlegene hitzebeständige Eigenschaften aufweist und eine
flache Übergangsoberfläche besitzt.
Während in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausfüh
rungsbeispiel abwechselnd vier Ti-Schichten 11 und vier Al-
Schichten 12 zum Ausbilden der laminierten Ti/Al-Schicht
aufeinander geschichtet sind kann die vorliegende Erfindung
auch auf Fälle angewendet werden, in denen zumindest eine
Ti-Schicht und zumindest eine Al-Schicht zum Ausbilden der
laminierten Ti/Al-Schicht aufeinandergeschichtet sind, wo
bei ebenso eine Legierungsreaktion auftritt und man somit
die gleichen Effekte, wie vorstehend beschrieben, erhält.
Während im vorstehend beschriebenen ersten Ausführungs
beispiel Si als Dotierstoff für die zweite n-GaAs-Schicht 4
verwendet wurde kann die vorliegende Erfindung auch auf Se,
Te und weitere n-Dotierstoffe angewendet werden, durch die
man die gleichen Effekte, wie vorstehend beschrieben, er
hält.
Die Fig. 8(a) ist eine Darstellung, die einen Aufbau
einer Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten erfindungs
gemäßen Ausführungsbeispiel zeigt, während die Fig. 8(b)
eine Darstellung ist, die einen Aufbau der ohmschen Elek
trode der Halbleitervorrichtung darstellt. In der Figur be
zeichnet das Bezugszeichen 13 eine Mo-Barrierenschicht von
ca. 500 Å (50 nm) Dicke, während das Bezugszeichen 14 eine
ca. 10.000 Å (1000 nm) Dicke Al-Verdrahtungsschicht be
zeichnet. Beim Herstellungsverfahren der Halbleitervorrich
tung gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden im
Verfahren zum Ausbilden der laminierten Ti/Al-Schicht 10,
die als ohmsche Elektroden 10a und 10b gemäß Fig. 1(b) des
Herstellungsverfahrens nach dem ersten Ausführungsbeispiel
dienen, darüber hinaus eine Mo-Schicht 13 und eine Al-Ver
drahtungsschicht 14 wie in Fig. 8(b) dargestellt, aufge
schichtet. Anschließend wird das thermische Ausheilen
durchgeführt, wodurch die mit der Al-Verdrahtungsschicht 14
verbundenen ohmschen Elektroden 10a und 10b, wie in Fig.
8(a) dargestellt, erzeugt werden. Das nachfolgende Herstel
lungsverfahren entspricht dem Herstellungsverfahren gemäß
dem ersten Ausführungsbeispiel.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel bestehen die ohm
schen Elektroden 10a und 10b nicht aus einem auf Gold ba
sierenden Metallmaterial, welches wie im Stand der Technik
Gold enthält, weshalb die Adhäsion der Al-Verdrahtungs
schicht 14 mit den ohmschen Elektroden 10a und 10b auf ein
fache Weise möglich ist und daher Al als Verdrahtung bzw.
Verdrahtungsmuster für das Trockenätzen und das Ausbilden
eines feinen Verdrahtungsmusters möglich sind.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Mo-Barrie
renschichten 13 zwischen den ohmschen Elektroden 10a und
10b und der Al-Verdrahtungsschicht 14 ausgebildet, wodurch
das Eindringen der Ga-Atome, welche in die Al₃Ti-Legie
rungsteilchenschnittstelle eindiffundieren, in die Al-Ver
drahtungsschichten und damit das Ansteigen des Verdrah
tungswiderstands und die Verschlechterung der Al-Verdrah
tungsschicht verhindert wird. Als weiteres Material können
Refraktionsmetallmaterialien bzw. Brechungsmetallmateria
lien, wie beispielsweise TiN, WSi, WSiN und dergleichen,
verwendet werden. Ferner kann die Al-Verdrahtungsschicht 14
direkt auf den ohmschen Elektroden 10a und 10b plaziert
werden, ohne dabei die Mo-Barrierenschicht 13 zu verwenden.
Wie vorstehend beschrieben werden gemäß diesem zweiten
Ausführungsbeispiel die laminierte Ti/Al-Schicht 10, die
Mo-Barrierenschicht 13 und die Al-Verdrahtungsschicht 14
schichtweise auf die n-GaAs-Schicht 4 aufgebracht und ther
misch ausgeheilt. Dadurch kann ähnlich wie im ersten Aus
führungsbeispiel eine ohmsche Elektrode hergestellt werden,
wobei die ohmsche Elektrode mit der Al-Verdrahtungsschicht
leicht zu verbinden ist und eine Halbleitervorrichtung ge
schaffen wird, deren Verdrahtung auf einfache Weise als
feines Verdrahtungsmuster hergestellt werden kann.
Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrich
tung besteht aus den Schritten: aufeinanderfolgendes
schichtweises Aufbringen eines oder mehrerer Paare von dün
nen Ti- und Al-Schichten auf einem n-GaAs-Substrat, wodurch
eine laminierte Ti/Al-Schicht ausgebildet wird; sowie An
wendung eines thermischen Verfahrens auf das n-GaAs-
Substrat und die laminierte Ti/Al-Schicht bei einer Tempe
ratur, die unterhalb der Temperatur liegt, bei der das Al
der laminierten Ti/Al-Schicht und das GaAs der n-GaAs-
Schicht derart miteinander reagieren, daß die laminierte
Ti/Al-Schicht mit der n-GaAs-Schicht einen ohmschen Über
gang bildet, wodurch ohmsche Elektroden ausgebildet werden.
Die laminierte Ti/Al-Schicht mit ihren Materialien, die
kaum in die n-GaAs-Schicht eindringen, wird durch eine Le
gierungsreaktion mittels des thermischen Ausheilverfahrens
zu einer Al₃Ti-Legierung umgewandelt, wobei während des
thermischen Ausheilverfahrens Ga-Atome aus der n-GaAs-
Schicht herauswandern und die Si-Atome als Dotierstoffe in
der n-GaAs-Schicht an der Übergangsschnittstelle der n-
GaAs-Schicht mit der laminierten Ti/Al-Schicht verbleiben,
wodurch ein ohmscher Kontakt geschaffen wird. Dadurch er
hält man eine Halbleitervorrichtung mit ohmschen Elektro
den, die hitzebeständige Eigenschaften und eine flache
Übergangsoberfläche aufweist.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
bestehend aus den Schritten:
aufeinanderfolgendes schichtweises Aufbringen eines oder mehrerer Paare von dünnen Ti- und Al-Schichten auf einem n-GaAs-Substrat (4), wodurch eine laminierte Ti/Al-Schicht (10) ausgebildet wird; und
Anwenden eines thermischen Verfahrens auf das n-GaAs- Substrat (4) und die laminierte Ti/Al-Schicht (10) bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur, bei der das Al der laminierten Ti/Al-Schicht (10) und das GaAs der n-GaAs-Schicht (4) derart miteinander reagieren, wo durch eine laminierte Ti/Al-Schicht (10) entsteht, die mit der n-GaAs-Schicht (4) einen ohmschen Übergang bil det und dadurch ohmsche Elektroden (10a, 10b) ausgebil det werden.
aufeinanderfolgendes schichtweises Aufbringen eines oder mehrerer Paare von dünnen Ti- und Al-Schichten auf einem n-GaAs-Substrat (4), wodurch eine laminierte Ti/Al-Schicht (10) ausgebildet wird; und
Anwenden eines thermischen Verfahrens auf das n-GaAs- Substrat (4) und die laminierte Ti/Al-Schicht (10) bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur, bei der das Al der laminierten Ti/Al-Schicht (10) und das GaAs der n-GaAs-Schicht (4) derart miteinander reagieren, wo durch eine laminierte Ti/Al-Schicht (10) entsteht, die mit der n-GaAs-Schicht (4) einen ohmschen Übergang bil det und dadurch ohmsche Elektroden (10a, 10b) ausgebil det werden.
2. Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das thermische Verfahren bei einer
Temperatur unterhalb von 400°C durchgeführt wird.
3. Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß das Dickenverhältnis der Ti-
Schicht und der Al-Schicht bei 1 : 3 liegt.
4. Herstellungsverfahren nach einem der Patentansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der Ti-
Schicht und der Al-Schicht jeweils unterhalb von 100 Å
(10 nm) liegen.
5. Herstellungsverfahren nach einem der Patentansprüche 1
bis 4, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:
nach Ausbilden der laminierten Ti/Al-Schicht (10), Aus bilden einer Al-Verdrahtungsschicht (14) auf der lami nierten Schicht (10).
nach Ausbilden der laminierten Ti/Al-Schicht (10), Aus bilden einer Al-Verdrahtungsschicht (14) auf der lami nierten Schicht (10).
6. Herstellungsverfahren nach Patentanspruch 5, gekenn
zeichnet durch den weiteren Schritt:
Ausbilden einer Barrierenschicht (13), die aus einer Refraktionsmetallschicht zwischen der laminierten Ti/Al-Schicht (10) und der Al-Verdrahtungsschicht (14) besteht.
Ausbilden einer Barrierenschicht (13), die aus einer Refraktionsmetallschicht zwischen der laminierten Ti/Al-Schicht (10) und der Al-Verdrahtungsschicht (14) besteht.
7. Halbleitervorrichtung gekennzeichnet durch:
eine n-GaAs-Schicht (21);
eine auf der n-GaAs-Schicht (21) liegende Elektrode (25a), die aus einem oder mehreren Paaren von dünnen Ti-Schichten (22) und dünnen Al-Schichten (23), sowie einer Al₃Ti-Legierung (24) besteht, die in Kontakt mit der n-GaAs-Schicht (21) steht und aus einem Abschnitt der Ti-Schicht (22) und der Al-Schicht (23) ausgebildet wurde; und
einen Bereich mit hoher Dotierstoffkonzentration, der in der Nähe der Übergangsschnittstelle der n-GaAs- Schicht (21) mit der Elektrode (25a) vorgesehen ist; wobei
die Elektrode (25a) in ohmschem Kontakt mit der n-GaAs- Schicht (21) steht.
eine n-GaAs-Schicht (21);
eine auf der n-GaAs-Schicht (21) liegende Elektrode (25a), die aus einem oder mehreren Paaren von dünnen Ti-Schichten (22) und dünnen Al-Schichten (23), sowie einer Al₃Ti-Legierung (24) besteht, die in Kontakt mit der n-GaAs-Schicht (21) steht und aus einem Abschnitt der Ti-Schicht (22) und der Al-Schicht (23) ausgebildet wurde; und
einen Bereich mit hoher Dotierstoffkonzentration, der in der Nähe der Übergangsschnittstelle der n-GaAs- Schicht (21) mit der Elektrode (25a) vorgesehen ist; wobei
die Elektrode (25a) in ohmschem Kontakt mit der n-GaAs- Schicht (21) steht.
8. Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dickenverhältnis der Ti-Schicht
(22) und der Al-Schicht (23) bei 1 : 3 liegt.
9. Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch 7 oder 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Dicken der Ti-Schicht
(22) und der Al-Schicht (23) jeweils unterhalb von 100
Å (10 nm) liegen.
10. Halbleitervorrichtung nach einem der Patentansprüche 7
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Al-Verdrah
tungsschicht (14) auf den Elektroden (10a, 10b) ausge
bildet ist.
11. Halbleitervorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Al-Verdrahtungsschicht (14) auf
den Elektroden (10a, 10b) über einer Barrierenschicht
(13) ausgebildet ist, die aus einer Refraktionsmetall
schicht besteht.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP7191572A JPH0945635A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 半導体装置の製造方法,及び半導体装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=16276904
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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