Brevet FR2546334A1 — publié le 19841123

Pour la formation de contacts sur du Ga Al As mono- cristallin, on emploie jusqu'à présent, pour l'essentiel, les matériaux de contact pour l'arseniure de gallium à conduction n. Il s'agit d'alliages d'or-germanium ou d'or-étain Il s'est tou- tefois avéré qu'à mesure que la teneur en aluminium croit, il devient de plus en plus difficile de réaliser des contacts de faible valeur ohmique sur le matériau semi-conducteur monocristallin mentionné ci-dessus C'est ainsi qu'il a été constaté en particu- lier qu'avec une teneur en aluminium de 45 à 55 % du Ga Al As, des contacts d'or-germanium n'ont plus un comportement ohmique, ce qui se traduit par des résistances de contact trop élevées. Le but de l'invention est d'indiquer un contact allié pour matériau semiconducteur au Ga Al As à conduction du type N et à forte teneur en aluminium, qui possède un bon compor- tement ohmique, donc une faible résistance de contact et adhère en même temps très bien au matériau semi-conducteur monocristallin. A cet effet, selon l'invention, le matériau semi-conducteur est revêtu d'une première couche de métal des groupes annexes I Vb, Vb et V Ib de la classification périodique et cette couche métallique est recouverte d'une seconde couche métallique d'un alliage d'or et de germanium. La première couche métallique est de préférence beaucoup plus mince que la seconde couche métallique et est constituée de chrome ou de titane selon des modes de réalisation préférés Il s'est révélé qu'un contact ainsi réalisé possède d'excellentes propriétés ohmiques lorsque la teneur en aluminium du matériau semi-conducteur estdeplus de 30 % en poids, propriétés qui sont conservées également lorsque la teneur en aluminium atteint 45 à 55 %. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de la figure unique du dessin annexé, qui est une vue en perspective d'une diode au Ga Al As. Le corps 1 du dispositif à semi-conducteur est constitué, par exemple, d'un substrat 2 d'arseniure de gallium à conduction p, sur lequel est déposée une première couche épitaxiale 3 de Ga AL As à conduction p Cette couche à conduction du type p est ensuite recouverte d'une seconde couche épitaxiale 4 de Ga Al As à conduction n. A côté du dispositif à semi-conducteur est repré- sentée, par une courbe 8, la teneur en aluminium des différentes couches du composant à semi-conducteur Comme le montre cette courbe 8, la teneur en aluminium à la surface de la couche 4 de Ga Al As à conduction N est de 40 %X ou plus. La connexion électrique du substrat d'arseniure de gallium à conduction p est réalisée au moyen d'un contact 7, qui est de préférence en un alliage d'or et de zinc La couche 4 de Ga Al As à conduction N est pourvue d'un contact qui est constitué des couches 5 et 6 On dépose d'abord sur la surface du matériau semi-conducteur une couche 5 qui est de préférence en titane ou en chrome Cette couche de titane ou de chrome possède une épaisseur de 3-40 nm, tandis que la couche métallique 6 formée sur la couche de titane ou de chrome et faite d'un alliage d'or et de germanium possède une épaisseur de couche comprise entre 100 et 1 000 nm. A côté du titane ou du chrome comme matériau pour la première couche métallique, on peut utiliser aussi les métaux vanadium, zirconium, niobium, molybdène, hafnium, tantale ou tungstène. Pour la fabrication du dispositif à semi-conducteur représenté, après formation des couches épitaxiales 3 et 4, la surface du matériau semi-conducteur a été nettoyée dans un solvant adéquat Ensuite, le dispositif à semi-conducteur a été placé dans une installation de métallisation pour le dépot d'un masque métal- lique ayant la structure de contact prévue sur la surface à revêtir. La surface de la couche épitaxiale 4 a été préparée dans un pro- cessus à effluves dans l'argon à quelques 10-4 mbar et pendant une durée de 5 min pour le dépôt par métallisation de titane Le titane a ensuite été déposé sous une épaisseur de couche d'environ nm L'alliage or-germanium a été déposé dans une deuxième opé- ration de métallisation sous une épaisseur de couche d'environ 150 nm, la proportion de germanium de l'alliage étant de 2 à 13 %. Enfin, le dispositif à semi-conducteur pourvu du contact formé par métallisation a été soumis à un processus de recuit à environ 4500 G et pendant 10 min environ, au cours duquel la couche déposée par métallisation s'allie avec le corps semi-conducteur Le contact ainsi réalisé est parfaitement ohmique et l'accrochage du contact au matériau semi-conducteur mono- cristallin s'est révélé excellent Avec une concentration d'électrons de l'ordre de N q Y 1018 cm 3 et une teneur en Al d'environ 40 % -4 2 on peut obtenir des résistances de contact de 2 à 4 10 A> cm R E V E N D I C A T I 0 N-S 1 Contact allié pour matériau semi-conducteur au Ga Al As à conduction du type N et à forte teneur en AI, caractérisé en ce que le matériau semiconducteur ( 4) est revêtu d'une première couche ( 5) d'un métal des groupes annexes I Vb, Vb et V Ib de la classification périodique et que cette couche métallique est recouverte d'une seconde couche métallique ( 6) d'un alliage d'or et de germanium. 2 Contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche métallique ( 5) est beaucoup plus mince que la seconde couche métallique ( 6). 3 Contact selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que la première couche métallique ( 5) est en chrome ou en titane. 4 Contact selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première couche métallique ( 5) possède une épaisseur d'environ 3 à 40 nm et la seconde couche métallique ( 6) possède une épaisseur d'environ 100 à 1 000 nm. Contact selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction de germanium de l'alliage or-germanium de la seconde couche métallique ( 6) est d'environ 2 à 13 % en poids. 6 Contact selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en aluminium du matériau semi-conducteur au Ga AL As est supérieure à 30 % en poids.