[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

• 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

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。