(57)【要約】  半導体と、半導体とオーム性接触する金フリー電気伝導構造体と、シリコンの層によって分離された一対の電気伝導層と、を有する半導体構造体を提供する。構造体は、半導体と接触して配置された耐熱性金属層を包含し、シリコンの層によって分離される電気伝導層の対のうちの一方は、耐熱性金属層である。シリコンの第２層は、一対の電気伝導層の一組の第２の一方に配置され、シリコンの第２層上の第３の電気的に貢献する層を包含する。ある実施形態では、半導体はIII-V材料を含む。
2014515562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III-V半導体と
半導体とオーム性接触する金フリー電気伝導構造体と
を有するデバイス。
【請求項２】
半導体と、
前記半導体とオーム性接触する金フリー電気伝導構造体と
を有し、
前記構造体が、
シリコン層によって分離された一対の電気伝導層、または、シリコン層と合金化した電気伝導層の対の一方又は双方
を有する
ことを特徴とする半導体構造体。
【請求項３】
前記電気伝導構造体が、半導体と接触して配置される耐熱性金属層を有し、
シリコンの層によって分離される電気伝導層の対の一方が、耐熱性金属層またはシリコンと耐熱性金属層との合金であることを特徴とする請求項２に記載の半導体構造体。
【請求項４】
一対の電気伝導層の対のうちの第２の一方に配置されたシリコンの第２の層を包含し、シリコンの第２の層の上に第３の電気伝導層を包含する、ことを特徴とする請求項３に記載の半導体構造体。
【請求項５】
第１の金属層がチタンであり、第３の金属層が白金であることを特徴とする請求項２に記載の半導体構造体。
【請求項６】
半導体が、III-V材料であることを特徴とする請求項５に記載の半導体構造体。
【請求項７】
半導体が、ＧａＮを包含すること特徴とする請求項６に記載の半導体構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体的に半導体デバイスのためのオーム性電気的接点に関し、特に金フリーのオーミックコンタクトに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、AlGaN/GANの高電子移動度トランジスタ（HEMT）が、高周波および高パワーを必要としているアプリケーションのためにますます使われている。これらのHEMTデバイスの可能性を実現するためには、低抵抗、良好なエッジ明瞭で高信頼性のオーム接触を達成するために必要である。デバイスで使用される最も低抵抗オーミックコンタクトは、シート抵抗を低減し、最も低い固有接触抵抗率を達成するために必要な高温アニール中の酸化を低減する最上層としてのAuを使用する。
【０００３】
シリコン製造設備におけるAuの存在は、壊滅的な歩留まりの問題が発生する可能性があり重大な汚染の懸念である。例えばCMOSシリコン工場のように、金フリープロセスを必要とする環境にGaNデバイスウェハの処理を必要とするアプリケーションの場合、Auの汚染は深刻な問題である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示に従って、デバイスが、III-V半導体と、半導体とオーム性接触する金フリー電気伝導構造体とを有することを提供する。
本開示による半導体構造体は、半導体と、半導体とオーム性接触する金フリー電気伝導構造体と、半導体の層によって分離された一対の電気伝導層、または、シリコン層と合金化された電気伝導層の対の一方又は双方とを有する。
【０００５】
ある実施形態では、電気伝導構造は、半導体と接触して配置された耐熱性金属層を有し、シリコンの層で分離されまたはシリコンの層と合金化された電気伝導層の一対のうちの一方が、耐熱性金属層である。
【０００６】
ある実施形態では、シリコンの第２の層は、一対の電気伝導層の対の第２の一方に配置されて、シリコンの第２の層上の、または、シリコンの第２の層と合金化された第３の電気伝導層を包含する。
【０００７】
ある実施形態では、半導体構造は、半導体と、半導体とオーム性接触する電気伝導構造体とを有することを特徴とする。構造体は、半導体とオーム性接触する第１の金属層と、第１の金属層と接触し又は合金化されたシリコンの層と、シリコンの層と接触し又は合金化された第２の金属層とを包含する。
【０００８】
ある実施形態では、半導体はIII-V材料を含む。
ある実施形態では、半導体はGaNを含む。
ある実施形態では、第１の金属層は、耐火性金属である。
【０００９】
ある実施形態では、第２の金属層は、アルミニウムである。
ある実施形態では、シリコンの第２層は、第２の金属層と接触している。
ある実施形態では、第３の金属層は、シリコンの第２層と接触し又は合金化される。
【００１０】
ある実施形態では、第３の金属層は、白金である。
それは、Si製造での使用のために重要であり、Siウエハ上にGaNのヘテロ集積を可能にしする、金フリーオーミック接触メタライゼーションは、Siファウンドリで製造される。      
【００１１】
電気的接点は、良好なオーミックコンタクト抵抗がある。それは金、貴金属の使用を回避するため、更なる接触は、コストが比較的低い。
開示の一つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面および下記の説明に記載される。他の特徴、目的および開示の効果は、説明および図面から、そして、特許請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本開示による電気的接点を有するトランジスタデバイスの線図である。
【図２】図２は、図１のトランジスタデバイスの典型的な電気的接点の一つの拡大線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
同じ参照シンボルは、種々の図面において同じエレメントを示す。
例えば、図１を参照すると、トランジスタデバイス１０は、AlGaN/GaN高電子移動度トランジスター（HEMT）構造が示される。ここで、トランジスタデバイス１０は、示されるように、単結晶基板１２、基板１２上のGaNバッファー層１４、および、GaN層14上の半導体層１６を有するウェハ上に形成される。トランジスタデバイス10は、ゲート電極17、並びに、ソースおよびドレイン電極18、20をそれぞれ備える。ソースおよびドレイン18、20金フリー電気接点電極と半導体層16とオーミック接触共に、ここ層16は、III-V AlGaN層である。ソースおよびドレイン電極１８，２０金フリー電気的接点はともに、半導体層１６とオーミック接触であり、ここで層１６は、III-V AlGaN層である。ソースおよびドレイン電極18、20は、構造上同一であり；例示の一つとしてここでは、ソースコンタクト１８を図２により詳細に示す。
【００１４】
ソースまたはドレイン接点は、半導体層16とオーミック接触する電気伝導性構造体であり、ここでは、半導体層16と接触して、２００Åのレンジの厚さを有するチタンの層である耐火金属層22と、耐火金属層22上に１００Å乃至２００Åのレンジの厚さを有するシリコンの層２４と、シリコンの層24と接触して、１２００Åの厚さを有する例えばアルミニウムの電気伝導層２６と、アルミニウム層２６上に１００Å乃至２００Åのレンジの厚さを有するシリコンの層２８と、シリコンの層２８と接触して、３００Åの厚さを有する例えば白金の電気伝導層３０とを包含する。
【００１５】
ここでは、ソースまたはドレイン電極18、20は、GaN/GaN HEMTウェハ上に電子ビーム蒸着によって形成される例示である。ウェハは、次いで、接触抵抗を下げる低抵抗中間層を形成するために特定の合金化温度で窒素環境において合金化される。
【００１６】
本開示によるデバイスが、III-V半導体、および、半導体のオーム性接触する金フリー電気伝導構造を包含することが認められる。
本開示による半導体構造が半導体と、半導体とオーム性接触する金フリー電気伝導構造とを包含し、シリコン層と合金化される電気伝導層の対の一方または両方と、または、シリコン層によって分離される電気伝導層の対とからなる、ことを特徴とすることが認められる。半導体構造体は、以下の特徴の一つ以上を含む：電気伝導構造体は、
半導体と接触して配置した耐熱性金属層であって、シリコンの層によって分離された電気伝導層の対のうちの一方が耐熱性金属層またはシリコンおよび耐熱性金属層の合金であることを特徴とする耐熱性金属層と、電気伝導層の対のうちの第２の一方の上に配置され、シリコンの第２の層の上に第３の電気伝導層を包含するシリコンの第２の層と、を包含し、第１の金属層がチタンであり、第３の金属層が白金であり、半導体がIII-V材料であることを特徴とする。
【００１７】
多くの実施形態の開示を記載してきた。それにもかかわらず、さまざまな変更態様が開示の趣旨および範囲から逸脱することなくなされることができると理解される。例えば、構造を使用する結果、得られた構造は、シリコンとチタンの合金、シリコンとアルミニウムの合金、および/またはシリコンおよび白金の合金を含むことができるように、層は、その中に別のものと合金を形成しうることができると理解されなければならない。したがって、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。
【図１】
2014515562.tif 000003
【図２】
2014515562.tif 000004
【国際調査報告】
2014515562.tif 000005
2014515562.tif 000006
2014515562.tif 000007