[其他]化合物半导体平面结型器件欧姆接触的制备方法

说明书

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。

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GaAs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ρc～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已属多余。发明人之一（半导体学报1980年100页）曾提出用AuGe合金在N型GaAs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GaInAs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GaAs，InP等;2是N型有源层，载流子浓度一般为10¹⁷cm^-3，可以是GaAs，InP或GaInAs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S为源，G为栅，D为漏。