ガリウム・ヒ素の化合物半導体用の新機能電極材料の研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10305051
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 村上 正紀 京都大学, 工学研究科, 教授 (70229970)
• 研究分担者: 守山 実希 京都大学, 工学研究科, 助手 (70303857) ; 小出 康夫 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70195650)
• キーワード: GaAs / オーミック・コンタクト / NiInGe / InGaAs / 界面 / 接触抵抗 / 電極 / 微細構造

研究概要

今日実用化されているGaAs系高周波電子デバイスの代表的な一例であるGaAS接合型電界効果トランジスタ(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飛躍的な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機能を有する新機能性コンタクト材の開発並びにその材料設計原理の構築を最終目標として研究を行った。
昨年度までの研究成果で、真空蒸着法をもちいてNi、In、およびGeを成膜したNiInGeコンタクト材の研究を行ってきた。このコンタクトは低接触抵抗、並びに高熱安定性等の優れた特性を持つが、実際のデバイス適用にはさらなる低抵抗化が必要である。そこで本年度は、様々な条件で作成したNiInGeコンタクトの接触抵抗値と反応生成物の関係を調べ、接触抵抗値に影響するパラメータの導出と、それらに影響する条件を調べ、接触抵抗値のさらなる低下および低接触抵抗コンタクト作成の条件を導出することを目標に行った。接触抵抗値はTLM法を、構造解析はX線回折解析(XRD)を用いて解析した。その結果として、接触抵抗値は生成するIn_xGa_<1-x>Asの組成xおよびIn_xGa_<1-x>Asの生成量に依存することが判明した。また、In_xGa_<1-x>Asの組成xおよびIn_xGa_<1-x>Asの生成量は、成膜時の膜厚条件、および形成のための熱処理温度の影響を受けることが確認され、これらの条件を変化させることによりNi(18nm)、In(13nm)、およびGe(30nm)、熱処理温度650℃で作成したコンタクトが目標値の0.2Ω-mmを達成した。更に、接触抵抗値が、(1)生成するIn_xGa_<1-x>Asの影響を受ける原因、および(2)膜厚条件並びに熱処理条件が生成するIn_xGa_<1-x>Asに影響を及ぼす原因を解明し、新機能性コンタクト材の開発のための材料設計原理を構築した。

研究成果

• [文献書誌] T.Ogura and M.Murakami,: "Development of Pt-based ohmic contact materials for p-type GaN."Jounal of Electronic Materials . Vol.89,No.5. 2826-2831 (2001)
• [文献書誌] Y.Koide,T.Arai,and M.Murakami: "Electrical properties and reliabilities of Pt, PtAu, NiAu, and TaTi Ohmic contact materials for p-GaN"Proceedings of International workshop on Nitride Semiconductors. IPAP Conf.Ser.1. 821-824 (2000)
• [文献書誌] T.Arai,H.Sueyoshi,Y.Koide,M.Moriyama,and M.Murakami,: "Development of Pt-based ohmic contact materials for p-type GaN."Jounal of Applied Physics. Vol.89,No.5. 2826-2831 (2001)