专利名称:化合物半导体平面结型器件欧姆接触的制备方法
本发明是化合物半导体平面结型器件欧姆接触的制备方法。
在半导体器件的制造工艺中，P型区和n型区的欧姆接触一般采用不同的合金材料和合金化工艺，因而要分别进行光刻，蒸发和合金化。这不仅工艺复杂，而且由于工艺过程中的多次光刻与热处理，易降低器件的成品率。1977年日本专利(特开昭52-074280)提出了在GaA3上可以用同一合金来制备p型区和n型区的欧姆接触。该专利使用AuGe(Ge重量百分比为4%)-Ni-Au合金系统，在氢气氛下420℃，3分钟合金化。对载流子浓度为8.5×1019cm-3的p型材料，测得的比接触电阻ρ0～2×10-6Ωcm2。该专利没有提供具体的器件及其工艺流程。此外高的Au含量已使AuGe熔点远大于合金化温度，因而从防止缩球来说，Ni已
多余。发明人之一(半导体学报1980年100页)曾提出用AuGe合金在n型GaA3上制备欧姆接触并发现当Ge含量≤4wt%，可制得低接触电阻的欧姆接触。又日本专利特开昭54-39573及54-148374在n型GaP上都曾提出用含Ge0.07-1.12wt%的AuGe合金制备欧姆接触，因有低的接触电阻。但这些文章与专利都没有对用AuGe合金制备p型层欧姆接触作出评价。
本发明提供了使用Au-Ge合金同时在化合物半导体器件上，制备p型层和n型层欧姆接触的方法。该方法适用于平面结型器件，这种器件是用扩散，离子注入或外延等方法在n型有源层中(或上面)形成P+/n结构。因而，p型层是高掺杂的。这种器件p型区掺杂浓度一般为≤1020cm-3，而n型有源区浓度约1015cm-3(例如GaInA3的PIN管)至1017cm-3(场效应管)。由于AuGe合金中Ge是Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的n型杂质，为保证p区掺杂不被严重补偿，应在保证n型欧姆接触良好的条件下，AuGe合金中Ge的浓度要低于2wt%，合金化温度应小于410℃。
使用本发明，在Ⅲ-Ⅴ族化合物平面结型场效应器件上用AuGe合金同时制备欧姆接触，减少了光刻与蒸发的次数，同时减少了工艺过程中热处理时间，使工艺简化，提高了器件的成品率。
附图1和2分别是一般工艺和本发明制备平面结型场效应器件的流程。图1与2中，1是半绝缘衬底，如GaA3，InP等;2是n型有源层，载流子浓度一般为1017cm-3，可以是GaA3，InP或GaInA3等;3是绝缘层，如SiO2，Si3N4等;4是光刻正胶;5是p型层，由扩散，离子注入或先在n层中腐蚀出坑，然后用外延方法来完成。6是p型扩散或离子注入源;7是p型欧姆接触合金，可以是AuZn，AuMg或AuBe等;8是本发明建议使用的AuGe合金。
两图中(a)示材料上沉积好绝缘层，(b)示光刻出p型杂质扩散或离子注入窗孔，(c)示形成p+-n结，(d)为形成欧姆接触，对图1的一般工艺是蒸发p型欧姆接触，对图2即蒸发AuGe同时形成p型与n型欧姆接触，图1(e)是剥离后的剖面，可合金化形成p型欧姆接触，图2(e)为剥离与合金化后的平面结型场效应管的剖面，图1(f)为蒸发n型欧姆接触，图1(g)为剥离与合金化后形成的用一般工艺完成的平面结型场效应管剖面。可见用本发明少了二道步骤。在剖面图中3为源，G为栅，D为漏。
以GaInA3平面结型场效应管为例(见附图2)。1为半绝缘InP衬底。有源层2是n型GaInA3，掺杂浓度～1017cm-3。扩散或离子注入p型杂质Zn，p+层浓度可≥1019cm-3。使用含Ge1-2wt%的AuGe合金或先蒸发150
Ge，再蒸发2500
Au，400℃-410℃下计一分钟合金化。按此条件用传输线法测得的比接触电阻对p型～1.7×10-5Ωcm2，对n型～1.5×10-6Ωcm2。
图3是GaInA3平面结型光敏场效应管栅源的电流电压特性。图中曲线1是由图1的一般工艺完成后的器件特性。曲线2(无光)与曲线3(照光)是由图2所示工艺完成后的器件特性。可见两者特性基本一样。因此证明用AuGe合金同时做平面结型场效应管的p+层与n层的欧姆接触，对器件性能无损。由于工艺简化故成品率提高了。
用本发明的方法还可制备PIN管及用于集成电路工艺中。
权利要求
1.一种化合物半导体平面结型器件欧姆接触的制备方法，它使用金-锗合金。本发明的特征在于器件p型层和n型层的欧姆接触都用不含Ni的Au-Ge合金一次蒸发与合金化而成。
2.如权利要求
1所说的化合物半导体平面结型器件欧姆接触的制备方法，其特征在于Au-Ge合金的Ge含量低于2wt%，合金化温度小于410℃。
3.如权利要求
1或2所说的欧姆接触制备方法，其特征在于化合物半导体衬底使用半绝缘InP，n型有源层为GaInA3，浓度在1015-1017cm-3。蒸发Ge含量为1-2wt%的Au-Ge合金或者可先蒸发150
的Ge，再蒸发2500
的Au。合金化温度400-410℃，时间1分钟。
专利摘要
本发明是化合物半导体平面结型器件欧姆接触的制备方法。它使用同样的接触合金AuGe，可同时在平面器件的p区和n区得到满意的欧姆接触。使用本发明可减少蒸发光刻及热处理次数，简化工艺，提高成品率。
文档编号H01L21/283GK85105699SQ85105699
公开日1987年1月14日 申请日期1985年7月19日
发明者吴丁芬, 程宗权 申请人:中国科学院上海冶金研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan