ガリウム・ヒ素の化合物半導体用の超新機能電極材料の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10305051
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 村上 正紀 京都大学, 工学研究科, 教授 (70229970)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 守山 美希 京都大学, 工学研究科, 助手 (70303857) ; 松原 英一郎 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90173864) ; 小出 康夫 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70195650)
• Keywords: GaAs / オーミック・コンタクト / FET / 低障壁中間層 / InGaAs / 拡散バリア材 / コンタクト抵抗

Research Abstract

GaAs高周波デバイスの代表的な一例であるGaAs JFETの高性能化・低コスト化のためには、デバイスに用いられるオーミックコンタクト材の特性向上および作製プロセスの簡素化が重要である。本研究ではn型およびp型GaAsに対するJFET用オーミックコンタクトおよび配線材としての機能を有する新機能性コンタクト材の開発を行った。コンタクト材としては、従来のコンタクト形成機構とは異なりn型GaAsに対して低障壁中間層として機能するInGaAs層に着目した。本研究では、当研究室で開発されたInGaAs/Ni/W@S22@E2N/WコンタクトおよびNi/In/Geコンタクトを選択した。また、コンタクト材が配線材として機能するためには膜抵抗値の低下が必要である。本研究では先に示したコンタクト上に低抵抗金属膜であるAu、AlおよびCuを成膜させることにより膜抵抗値の低下を図った。本研究の結果から、InGaAs/Ni/W@S22@E2N/Auコンタクトがn型およびp型GaAsに対して低い接触抵抗値(0.2Ωmm)を示した。これらのコンタクトは同時に低膜抵抗値(<1Ω/□)を示した。これらの結果はコンタクトがn型およびp型GaAsに対するオーミックコンタクトおよび配線材として機能することを示している。また、W@S22@E2Nが現在用いられているAu配線材および次世代配線材として有望視されるAlおよびCu配線材に対して優れた拡散バリア性を示した。Ni/In/Ge/Nb/Auコンタクトについても実用化の条件を満たす低接触抵抗値を示した。しかしながらこのコンタクトは400℃熱処理に対してコンタクト特性の劣化が見られた。この原因は熱処理過程においてAuの基板方向への拡散であることが明らかとなった。このコンタクト材を実用化するためにはAuに対する優れた拡散バリア材の開発が必要であることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Mitsumasa Ogura,Masanori Murakami: "Application of In_xGa_<1-x>As-Based Ohmic Contacts to p-TypeGaAs" The proceedings of the third Pacific Rim International conference on Advanced Materials and Processing. II. 2531-2536 (1998)
• [Publications] Mitsumasa Ogura,Masanori Murakami: "Development of In_xGa_<1-x>As-Based Ohmic Contacts for p-Type GaAs by Radio-Frequency Sputtering" Journal of Electronic Materials. 27・10. L64-L67 (1998)