專利名稱：N型磷化銦歐姆接觸制造方法
技術領域：
本發明屬于半導體技術領域，具體地講是一種歐姆接觸的制造方法。
迄今，在N型InP上制造歐姆接觸多采用AuGeNi/n-InP、AuSn/n-InP、AgSnNi/n-InP或AuGe/n-InP等結構，得到的歐姆接觸可獲得2×10-5-1×10-6Ω.cm2的比接觸電阻，歐姆接觸多采用熱合金或激光熱合金化形成。
N型半導體歐姆接觸電流輸運的主要形式-場發射的表達式是
式中m*是半導體隧穿載流子的有效質量ND為摻雜濃度q是電子電荷h是普郎克常數h除以2φB是勢壘高度ρc是比接觸電阻ε為介電常數從式中可看出影響歐姆接觸的因素有勢壘高度φB、摻雜濃度ND、載流子的有效質量m*、介電常數ε等。
對于n-InP這種特定材料，ε、m*、h、q為定值，因此，要想降低比接觸電阻c，應降低勢壘高度B和增加摻雜濃度ND。以往的工作基本上是在提高摻雜濃度上下功夫，比如在AuGeNi、AuSn、AgSnNi、AuGe等結構中通過摻入Ge或Sn來提高摻雜濃度，而往往忽略了降低勢壘的可能途徑和提高摻雜濃度和降低勢壘并用的方法。
本發明的目的是采用多層蒸發的方法，既用AuGeNi等提高摻雜濃度，又摻Sb降低勢壘高度從而達到n-InP上的良好歐姆接觸。
本發明的內容和技術特征在于在用常規方法處理好的摻雜濃度為1×1018cm-3N型InP表面，在高真空(2×10-6乇)下，采用下列步驟制造歐姆接觸
a．向n-InP上蒸發50nm厚的AuSb合金，合金中Sb含量為10％wt。
b．向(a)得到的樣品上蒸發70nm厚的AuGeNi合金，合金中Ge含量為12％wt。
c．向(b)得到的樣品上蒸發200nm厚的高純Au。
d．將(c)得到的樣品在合金爐中在氫、氮氣體保護下(H2/N2為1/3體積比)，380℃條件下合金化2分鐘。
采用本發明的方法在n-InP(ND＞1×1018cm-3)上得到的歐姆接觸，由于在這種條件下Sb與n-InP表面能夠形成比較低的勢壘，且AuGeNi中Ge被用作N型摻雜劑，可在InP中占據In的位時成為施主。Ni對InP和Au之間的相互作用起到了催化作用，且提供了Ge擴散的驅動力，Ni量的多少也影響表面形態、電學性能以及接觸的可靠性。
本發明制造歐姆接觸的方法，可使N型InP材料的歐姆電阻降低到8×10-7Ω.cm2的值。歐姆接觸的降低有效地提高了以InP為材料的各種光電器件的效率，減少熱損耗，提高器件的可靠性、穩定性和壽命。
本發明的一個實施例如下取面積為1cm2，厚度為0.4mm，摻雜濃度為1×1018cm-3的N型InP單晶片樣品經過分析純度的三氯乙稀、甲醇、乙醇在室溫下依次各超聲5分鐘。
化學清洗后樣品用去離子水沖洗后，在室溫下用事先配制好的濃度為1％的溴甲醇溶液腐蝕10秒鐘，再用去離子水沖洗，用氮氣吹干樣品表面后，把樣品放在真空鍍膜機中帶加熱器的樣品架上。然后把事先處理好的AuSb(Sb10％wt)、AuGeNi(Ge:12％wt,Ni 1％wt)和Au(5N)分別放在三個鎢絲加熱器上(每個加熱器中心部分為羅旋型)，AuSb,AuGeNi,Au的處理方法是用三氯乙烯、甲醇、乙醇依次各超聲5分鐘后用去離子水沖洗后再用事先配制好的1∶3體積比的HCl∶H2O腐蝕1分鐘，取出后再用去離子水沖洗，用氮氣吹干。鍍膜機真空度抽至1×10-5乇時，樣品架中的加熱器開始加熱至150℃時并保持在150℃，待真空度繼續抽至2×10-6乇時，先接觸放有AuSb合金的鎢絲加熱器，從鍍膜機的玻璃窗口觀察其變化，當觀察到AuSb合金片開始熔化并由于表面張力而附在鎢絲上時，開始加大電流，目的是在非常短的時間內(2分鐘內把AuSb合金蒸發，用膜厚測試儀觀察，當厚度到達50nm時馬上停止加熱，并同時關閉擋板，保持AuSb合金的組份不變。蒸發完AuSb合金后，關閉該加熱器電源，接著打開放有AuGeNi鎢絲加熱器電源，電流從0開始逐漸加大(10安培)當觀察到AuGeNi合金熔化并發生聚球時，打開擋板，同時迅速加大加熱器電流(達30安培)，目的也是使AuGeNi合金各組份能同時蒸發出去以保證沉積在InP樣品上的AuGeNi組份變化不大(蒸發時間3分鐘之內)同樣用膜控制儀測其厚度，當達到170nm時馬上關閉電源并關閉擋板。然后再打開放有Au的鎢絲加熱器，按常規方法蒸Au，蒸完金后，待鍍膜機真空室冷卻后，取出樣品，把樣品先放在合金爐口處金屬舟上預熱，3分鐘，目的是用氮氣先趕走樣品表面的氧氣，接著把裝有樣品的金屬舟(鉭舟)推到合金爐石英管的恒溫區(恒溫區溫度控制在380℃)放在恒溫區5分鐘后快速把金屬舟拉出放在石英管口處冷卻到室溫取出樣品。
權利要求
1.一種N型磷化銦歐姆接觸制造方法，其特征在于在用常規方法處理好的N型InP表面，在高真空(2×10-6乇)下，采用下列步驟制造歐姆接觸a．向n-InP上蒸發50nm厚的AuSb合金，合金中Sb含量為10％wt.；b．向(a)得到的樣品上蒸發70nm厚的AuGeNi合金，合金中Ge含量為12％wt.；c．向(b)得到的樣品上蒸發200nm厚的高純Au；d．將(c)得到的樣品在合金爐中在氫、氮氣體保護下(H2/N2為1/3體積比)，380℃條件下合金化2分鐘。
全文摘要
一種n－InP歐姆接觸的制造方法,屬于半導體技術領域,通過向濃度為1×10
文檔編號H01L21/02GK1221978SQ97119870
公開日1999年7月7日 申請日期1997年12月27日 優先權日1997年12月27日
發明者王立軍, 武勝利, 劉云, 付德惠 申請人:中國科學院長春物理研究所