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[其他]化合物半導體平面結(jié)型器件歐姆接觸的制備方法無效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 85105699 申請日: 1985-07-19
公開(公告)號: CN85105699B 公開(公告)日: 1987-02-25
發(fā)明(設(shè)計)人: 吳丁芬;程宗權(quán) 申請(專利權(quán))人: 中國科學院上海冶金研究所
主分類號: H01L21/283 分類號: H01L21/283;H01L21/24
代理公司: 中國科學院上海專利事務(wù)所 代理人: 季良赳
地址: 上海市長寧*** 國省代碼: 上海;31
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 化合物 半導體 平面 器件 歐姆 接觸 制備 方法
【說明書】:

本發(fā)明是化合物半導體平面結(jié)型器件歐姆接觸的制備方法。

在半導體器件的制造工藝中,P型區(qū)和N型區(qū)的歐姆接觸一般采用不同的合金材料和合金化工藝,因而要分別進行光刻,蒸發(fā)和合金化。這不僅工藝復雜,而且由于工藝過程中的多次光刻與熱處理,易降低器件的成品率。1977年日本專利(特開昭52-074280)提出了在GaAs上可以用同一合金來制備P型區(qū)和N型區(qū)的歐姆接觸。該專利使用AuGe(Ge重量百分比為4%)-Ni-Au合金系統(tǒng),在氫氣氛下420℃,3分鐘合金化。對載流子濃度為8.5×1019cm-3的p型材料,測得的比接觸電阻ρc~2×10-6Ωcm2。該專利沒有提供具體的器件及其工藝流程。此外高的Au含量已使AuGe熔點遠大于合金化溫度,因而從防止縮球來說,Ni已屬多余。發(fā)明人之一(半導體學報1980年100頁)曾提出用AuGe合金在N型GaAs上制備歐姆接觸并發(fā)現(xiàn)當Ge含量≤4wt%,可制得低接觸電阻的歐姆接觸。又日本專利特開昭54-39573及54-148374在N型GaP上都曾提出用含Ge0.07-1.12wt%的AuGe合金制備歐姆接觸,因有低的接觸電阻。但這些文章與專利都沒有對用AuGe合金制備P型層歐姆接觸作出評價。

本發(fā)明提供了使用Au-Ge合金同時在化合物半導體器件上,制備P型層和N型層歐姆接觸的方法。該方法適用于平面結(jié)型器件,這種器件是用擴散,離子注入或外延等方法在N型有源層中(或上面)形成P+/N結(jié)構(gòu)。因而,P型層是高摻雜的。這種器件P型區(qū)摻雜濃度一般為≤1020cm-3,而N型有源區(qū)濃度約1015cm-3(例如GaInAs的PIN管)至1017cm-3(場效應管)。由于AuGe合金中Ge是Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體的N型雜質(zhì),為保證P區(qū)摻雜不被嚴重補償,應在保證N型歐姆接觸良好的條件下,AuGe合金中Ge的濃度要低于2wt%,合金化溫度應小于410℃。

使用本發(fā)明,在Ⅲ-Ⅴ族化合物平面結(jié)型場效應器件上用AuGe合金同時制備歐姆接觸,減少了光刻與蒸發(fā)的次數(shù),同時減少了工藝過程中熱處理時間,使工藝簡化,提高了器件的成品率。

附圖1和2分別是一般工藝和本發(fā)明制備平面結(jié)型場效應器件的流程。圖1與2中,1是半絕緣襯底,如GaAs,InP等;2是N型有源層,載流子濃度一般為1017cm-3,可以是GaAs,InP或GaInAs等;3是絕緣層,如SiO2,Si3N4等;4是光刻正膠;5是P型層,由擴散,離子注入或先在N層中腐蝕出坑,然后用外延方法來完成。6是P型擴散或離子注入源;7是P型歐姆接觸合金,可以是AuZn,AuMg或AuBe等;8是本發(fā)明建議使用的AuGe合金。

兩圖中(a)示材料上沉積好絕緣層,(b)示光刻出P型雜質(zhì)擴散或離子注入窗孔,(c)示形成P+-N結(jié),(d)為形成歐姆接觸,對圖1的一般工藝是蒸發(fā)P型歐姆接觸,對圖2即蒸發(fā)AuGe同時形成P型與N型歐姆接觸,圖1(e)是剝離后的剖面,可合金化形成P型歐姆接觸,圖2(e)為剝離與合金化后的平面結(jié)型場效應管的剖面,圖1(f)為蒸發(fā)N型歐姆接觸,圖1(g)為剝離與合金化后形成的用一般工藝完成的平面結(jié)型場效應管剖面。可見用本發(fā)明少了二道步驟。在剖面圖中S為源,G為柵,D為漏。

以GaInAs平面結(jié)型場效應管為例(見附圖2)。1為半絕緣InP襯底。有源層2是N型GaInAs,摻雜濃度~1017cm-3。擴散或離子注入P型雜質(zhì)Zn,P+層濃度可≥1019cm-3。使用含Gel-2wt%的AuGe合金或先蒸發(fā)150Ge,再蒸發(fā)2500Au,400℃-410℃下計一分鐘合金化。按此條件用傳輸線法測得的比接觸電阻對P型~1.7×10-5Ωcm2,對N型~1.5×10-6Ωcm2

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