JPS5942982B2 - 化合物半導体装置の電極形成方法 - Google Patents
化合物半導体装置の電極形成方法Info
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- JPS5942982B2 JPS5942982B2 JP54018162A JP1816279A JPS5942982B2 JP S5942982 B2 JPS5942982 B2 JP S5942982B2 JP 54018162 A JP54018162 A JP 54018162A JP 1816279 A JP1816279 A JP 1816279A JP S5942982 B2 JPS5942982 B2 JP S5942982B2
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、化合物半導体基板上に、これ奢こ対して良好
なオーミック接触性を示し、しかも金線等を用いたワイ
ヤボンディングが容易な電極を形成する方法に関する。
なオーミック接触性を示し、しかも金線等を用いたワイ
ヤボンディングが容易な電極を形成する方法に関する。
金層ベリリウム（Ａｕ−Ｂｅ）合金あるいは金層亜鉛（
Ａｕ−Ｚｎ）合金はｐ型の■−Ｖ化合物半導体に対して
良好なオーミック接触性を示す材料であり、近年、燐化
ガリウム（ＧａＰ）等の化合物半導体装置、たとえぱＧ
ａＰ発光ダイオードのｐ型領域に対する電極材料として
広く用いられるに至つている。
Ａｕ−Ｚｎ）合金はｐ型の■−Ｖ化合物半導体に対して
良好なオーミック接触性を示す材料であり、近年、燐化
ガリウム（ＧａＰ）等の化合物半導体装置、たとえぱＧ
ａＰ発光ダイオードのｐ型領域に対する電極材料として
広く用いられるに至つている。
ところで、Ａｕ−Ｂｅ合金あるいはＡｕ−Ｚｎ合金は上
記のようにｐ型の化合物半導体領域に対しては良好なオ
ーミック接触性を示すが、金（Ａｕ）との付着性はそれ
ほど良好でなく、また、合金中のベリリウムあるいは亜
鉛が酸化されやすいこともあつてこれらの合金電極が形
成された半導体装置に対して金線を用いてワイヤボンデ
ィングを施した場合、電極に対する金線の付着性の面で
支障をきたす。
記のようにｐ型の化合物半導体領域に対しては良好なオ
ーミック接触性を示すが、金（Ａｕ）との付着性はそれ
ほど良好でなく、また、合金中のベリリウムあるいは亜
鉛が酸化されやすいこともあつてこれらの合金電極が形
成された半導体装置に対して金線を用いてワイヤボンデ
ィングを施した場合、電極に対する金線の付着性の面で
支障をきたす。
特に、ワイヤボンディング作業の能率を高めるべくボン
ディング速度を早めると、電極に対する金線の熱圧着時
間が短くなり電極に対する金線の付着性が著るしく損わ
れ、良好なワイヤボンドが行えなくなる不都合が生じる
。このため、Ａｕ−Ｂｅ合金あるいはＡｕ−Ｚｎ合金を
電極材料として使用する場合には、通常、これらの合金
電極層上にさらに金（Ａｕ）層を形成し、下側の合金電
極層によつてｐ型の■−Ｖ化合物半導体層に対する電極
のオーミック接触性を確保し、一方、上側の金層によつ
てワイヤボンディング時の金線に対する付着性を確保す
る配慮が払われている。
ディング速度を早めると、電極に対する金線の熱圧着時
間が短くなり電極に対する金線の付着性が著るしく損わ
れ、良好なワイヤボンドが行えなくなる不都合が生じる
。このため、Ａｕ−Ｂｅ合金あるいはＡｕ−Ｚｎ合金を
電極材料として使用する場合には、通常、これらの合金
電極層上にさらに金（Ａｕ）層を形成し、下側の合金電
極層によつてｐ型の■−Ｖ化合物半導体層に対する電極
のオーミック接触性を確保し、一方、上側の金層によつ
てワイヤボンディング時の金線に対する付着性を確保す
る配慮が払われている。
第１図はかかる構造の電極がｐ型領域に形成されたＧａ
Ｐ発光ダイオードの構造を示す図である。
Ｐ発光ダイオードの構造を示す図である。
図中１はｎ型ＧａＰ領域、２はｐ型ＧａＰ領域であり、
このｐ型ＧａＰ領域２上にたとえばＡｕ−Ｂｅ合金層３
と金層４の２層構造電極が形成されている。ところで、
この電極の形成に際しては、電極パターンの形成後にｐ
型ＧａＰ領域２に対するＡｕ−Ｂｅ合金層３のオーミツ
ク接触性ならびにＡｕ−Ｂｅ合金層３と金層４との付着
力を高めるために焼付処理が施されるが、本出願人が検
討したところによると、この焼付処理工程でＡｕ−Ｂｅ
合金層３の中のＢｅが金層４を通過して金層表面にまで
到達し、Ｂｅ濃度の高い表面層５が形成されてしまうこ
とが判明した。このため、かかる電極に対して金線を用
いてワイヤボンデイングを行つた場合、金層がなくＡｕ
−Ｂｅ合金層のみからなる電極へのワイヤボンデイング
にくらべて電極に対する金線の付着性は改善されるもの
の、それほど大きな改善効果をうることはできなかつた
。第２図はＧａＰ発光ダイオードのｐ型領域上に真空蒸
着法を用いて重量比で約１％のＢｅを含むＡｕ−Ｂｅ合
金層を４０００λの厚さで形成したのち、この上に厚さ
１８０００人の金層を形成し、さらにフオーミングガス
中５２０℃の温度で１０分間にわたり焼付処理を施すこ
とによつて形成した電極中のＢｅ濃度を分析した結果を
示すもので、縦軸にＢｅ濃度Ｃを、横軸に基板表面から
電極表面までの距離Ｘをとりこの間にＢｅ濃度の変化を
示した図である。
このｐ型ＧａＰ領域２上にたとえばＡｕ−Ｂｅ合金層３
と金層４の２層構造電極が形成されている。ところで、
この電極の形成に際しては、電極パターンの形成後にｐ
型ＧａＰ領域２に対するＡｕ−Ｂｅ合金層３のオーミツ
ク接触性ならびにＡｕ−Ｂｅ合金層３と金層４との付着
力を高めるために焼付処理が施されるが、本出願人が検
討したところによると、この焼付処理工程でＡｕ−Ｂｅ
合金層３の中のＢｅが金層４を通過して金層表面にまで
到達し、Ｂｅ濃度の高い表面層５が形成されてしまうこ
とが判明した。このため、かかる電極に対して金線を用
いてワイヤボンデイングを行つた場合、金層がなくＡｕ
−Ｂｅ合金層のみからなる電極へのワイヤボンデイング
にくらべて電極に対する金線の付着性は改善されるもの
の、それほど大きな改善効果をうることはできなかつた
。第２図はＧａＰ発光ダイオードのｐ型領域上に真空蒸
着法を用いて重量比で約１％のＢｅを含むＡｕ−Ｂｅ合
金層を４０００λの厚さで形成したのち、この上に厚さ
１８０００人の金層を形成し、さらにフオーミングガス
中５２０℃の温度で１０分間にわたり焼付処理を施すこ
とによつて形成した電極中のＢｅ濃度を分析した結果を
示すもので、縦軸にＢｅ濃度Ｃを、横軸に基板表面から
電極表面までの距離Ｘをとりこの間にＢｅ濃度の変化を
示した図である。
図示するところから明らかなように、Ｂｅが金層の中を
浸透して電極表面にまで到達し、これが表面に偏析して
表面にＢｅの高濃度層が形成されていることがわかる。
なお、電極表面のＢｅ濃度は焼付処理温度を高めること
、焼付処理時間を長くすること、あるいはＡｕ−Ｂｅ合
金層の厚みを増加させることによつて高くなり、このＢ
ｅ濃度が高くなるにしたがつてワイヤボンデイング特性
が悪化することも確認された。また、このような問題は
下層の電極層をＡｕ−Ｚｎ合金層とした場合にも同様に
発生する。本発明は、Ａｕ−Ｂｅ合金あるいはＡｕ−Ｚ
ｎ合金からなる電極層土にさらに金層を形成してなる電
極構造の下で生じる上記の問題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の電極形成方法の特徴は、電極の形成後さ
らに焼付処理の施された電極に対してアルカリ性エツチ
ング液によるエツチング処理を施すことにより、電極表
面に析出したＢｅ，Ｚｎもしくはこれらの酸化物層を除
去してワイヤボンデイングが容易な表面状態を呈する電
極を形成するところにある。
浸透して電極表面にまで到達し、これが表面に偏析して
表面にＢｅの高濃度層が形成されていることがわかる。
なお、電極表面のＢｅ濃度は焼付処理温度を高めること
、焼付処理時間を長くすること、あるいはＡｕ−Ｂｅ合
金層の厚みを増加させることによつて高くなり、このＢ
ｅ濃度が高くなるにしたがつてワイヤボンデイング特性
が悪化することも確認された。また、このような問題は
下層の電極層をＡｕ−Ｚｎ合金層とした場合にも同様に
発生する。本発明は、Ａｕ−Ｂｅ合金あるいはＡｕ−Ｚ
ｎ合金からなる電極層土にさらに金層を形成してなる電
極構造の下で生じる上記の問題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の電極形成方法の特徴は、電極の形成後さ
らに焼付処理の施された電極に対してアルカリ性エツチ
ング液によるエツチング処理を施すことにより、電極表
面に析出したＢｅ，Ｚｎもしくはこれらの酸化物層を除
去してワイヤボンデイングが容易な表面状態を呈する電
極を形成するところにある。
以下に本発明を実施例を参照して詳しく説明する。
従来と同様、たとえばＧａＰ発光ダイオードのｐ型領域
上に真空蒸着法を用いて厚さ４０００λのＡｕ−Ｂｅ合
金層ならびに厚さ１８０００人の金層の積層された２層
構造電極を形成し、さらにフオーミングガス中５２０℃
の温度で１０分間にわたる焼付処理を施したＧａＰ発光
ダイオード基板に対して、さらに１規定の水酸化ナトリ
ウム（ＮａＯＨ）と３０％の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）
が容積比１０：１で混合され、かつ、８０℃に加熱され
たエツチング液によるエツチング処理を約５分間施し、
ＧａＰ発光ダイオードを形成した。
上に真空蒸着法を用いて厚さ４０００λのＡｕ−Ｂｅ合
金層ならびに厚さ１８０００人の金層の積層された２層
構造電極を形成し、さらにフオーミングガス中５２０℃
の温度で１０分間にわたる焼付処理を施したＧａＰ発光
ダイオード基板に対して、さらに１規定の水酸化ナトリ
ウム（ＮａＯＨ）と３０％の過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）
が容積比１０：１で混合され、かつ、８０℃に加熱され
たエツチング液によるエツチング処理を約５分間施し、
ＧａＰ発光ダイオードを形成した。
第３図は、かかるＧａＰ発光ダイオードの電極中のＢｅ
濃度分布を示す図であり、図示するように電極表面のＢ
ｅ濃度は著るしく低くなつている。
濃度分布を示す図であり、図示するように電極表面のＢ
ｅ濃度は著るしく低くなつている。
すなわち、電極に対してエツチング処理を施したことに
より、電極表面に形成されていたＢｅの高濃度層が除去
され、Ｂｅ濃度の極めて低い金層が表面に露呈するとこ
ろとなる。このようにして形成された電極と、エツチン
グ処理を施すことなく形成された通常の電極に対するワ
イヤボンデイング特性を比較するため、ボンデイング温
度を２５０℃〜４５０℃の範囲で変化させ、両電極に対
して金線を用いてワイヤボンデイングを行つたときの再
ボンデイング率Ｋ』ｌ日ＶＧｒｖｆ？Ｓｑヴ『 ただし Ｋ＝？ＸｌＯＯ（７０） ボンデイング回数 を下表に示す。
より、電極表面に形成されていたＢｅの高濃度層が除去
され、Ｂｅ濃度の極めて低い金層が表面に露呈するとこ
ろとなる。このようにして形成された電極と、エツチン
グ処理を施すことなく形成された通常の電極に対するワ
イヤボンデイング特性を比較するため、ボンデイング温
度を２５０℃〜４５０℃の範囲で変化させ、両電極に対
して金線を用いてワイヤボンデイングを行つたときの再
ボンデイング率Ｋ』ｌ日ＶＧｒｖｆ？Ｓｑヴ『 ただし Ｋ＝？ＸｌＯＯ（７０） ボンデイング回数 を下表に示す。
再ボンデイング率Ｋはこれが低いほど電極に対するボン
デイングが容易であることを意味するが、表から明らか
なように本発明の方法によつて形成された電極に対する
再ボンデイング率はボンデイング温度２５０℃で６．３
％，３５０℃〜４５０℃の範囲では零となり極めて良好
なボンデイング性が得られている。
デイングが容易であることを意味するが、表から明らか
なように本発明の方法によつて形成された電極に対する
再ボンデイング率はボンデイング温度２５０℃で６．３
％，３５０℃〜４５０℃の範囲では零となり極めて良好
なボンデイング性が得られている。
一方、通常の方法で形成された電極に対する再ボンデイ
ング率は３００℃のボンデイング温度では１００％であ
り、全数がボンデイング不良となる。そして温度上昇に
つれて再ボンデイング率は次第に低下し、４５０℃で零
となる。すなわち、本発明の方法を１駆使して電極形成
をなした場合、低いボンデイング温度条件の下でワイヤ
ボンデイングを行うことが可能となりボンデイング性が
著るしく改善されている。以上説明してきたところから
明らかなように、本発明の電極形成方法によれば基板に
対するオーミツク接触性ならびに金線を用いたときのワ
イヤボンデイング件の双方が良好な電極をｐ型の一Ｖ化
合物半導体層土に形成することができ、高い信頼性を有
する−Ｖ化合物半導体装置を高歩留で製造することが可
能になる。
ング率は３００℃のボンデイング温度では１００％であ
り、全数がボンデイング不良となる。そして温度上昇に
つれて再ボンデイング率は次第に低下し、４５０℃で零
となる。すなわち、本発明の方法を１駆使して電極形成
をなした場合、低いボンデイング温度条件の下でワイヤ
ボンデイングを行うことが可能となりボンデイング性が
著るしく改善されている。以上説明してきたところから
明らかなように、本発明の電極形成方法によれば基板に
対するオーミツク接触性ならびに金線を用いたときのワ
イヤボンデイング件の双方が良好な電極をｐ型の一Ｖ化
合物半導体層土に形成することができ、高い信頼性を有
する−Ｖ化合物半導体装置を高歩留で製造することが可
能になる。
また、ワイヤボンデイング時の温度を低下させることが
可能であるため、加熱装置そのものの構成が簡略化され
ること、あるいは、電極に対する金線の付着性が良好と
なるため、ワイヤボンデイング作業を高速化して作業性
を高めることなどの効果も奏される。なお、以上の説明
した実施例では、エツチング液として水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）を主体とする溶液が用いられているが、Ｎ
ａＯＨにかえて水酸化カリウム（ＫＯＨ）を主体とする
溶液を用いてもよく、さらに酸化剤としてのＨ２Ｏ２は
必ずしも必要でなく、ＮａＯＨあるいはＫＯＨのみを含
む溶液の使用によつても電極表面の偏析層を除去するこ
とができる。大切なことは基板に対して殆んど作用せず
、Ｂｅ，Ｚｎあるいはこれらの酸化物を除去することが
可能なアルカリエツチング液を使用することである。
可能であるため、加熱装置そのものの構成が簡略化され
ること、あるいは、電極に対する金線の付着性が良好と
なるため、ワイヤボンデイング作業を高速化して作業性
を高めることなどの効果も奏される。なお、以上の説明
した実施例では、エツチング液として水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）を主体とする溶液が用いられているが、Ｎ
ａＯＨにかえて水酸化カリウム（ＫＯＨ）を主体とする
溶液を用いてもよく、さらに酸化剤としてのＨ２Ｏ２は
必ずしも必要でなく、ＮａＯＨあるいはＫＯＨのみを含
む溶液の使用によつても電極表面の偏析層を除去するこ
とができる。大切なことは基板に対して殆んど作用せず
、Ｂｅ，Ｚｎあるいはこれらの酸化物を除去することが
可能なアルカリエツチング液を使用することである。
第１図はＡｕ−Ｂｅ合金層および金属からなる２層構造
電極を形成したＧａＰ発光ダイオードの構造を示す断面
図、第２図は第１図で示す電極に焼付処理を施したのち
の電極層内のＢｅ濃度分布を示す図、第３図は本発明の
方法で形成した電極の電極層内のＢｅ濃度分布を示す図
である。 １・・・・・・ｎ型ＧａＰ基板、２・・・・・・ｐ型Ｇ
ａＰ領域、３・・・・・・Ａｕ−Ｂｅ合金電極層、４・
・゜・・゜Ａｕ電極層、５・・・・・・Ｂｅ濃度の高い
表面層。
電極を形成したＧａＰ発光ダイオードの構造を示す断面
図、第２図は第１図で示す電極に焼付処理を施したのち
の電極層内のＢｅ濃度分布を示す図、第３図は本発明の
方法で形成した電極の電極層内のＢｅ濃度分布を示す図
である。 １・・・・・・ｎ型ＧａＰ基板、２・・・・・・ｐ型Ｇ
ａＰ領域、３・・・・・・Ａｕ−Ｂｅ合金電極層、４・
・゜・・゜Ａｕ電極層、５・・・・・・Ｂｅ濃度の高い
表面層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 化合物半導体基板上にベリリウムまたは亜鉛を含む
合金属と金属とからなる２層構造の電極を形成し、次い
で前記電極に対する焼付処理を施したのち、前記電極表
面に析出するベリリウムまたは亜鉛もしくはこれらの酸
化物層を除去するアルカリエッチング処理を施すことを
特徴とする化合物半導体装置の電極形成方法。 ２ エッチング処理が水酸化ナトリウムを主体とする溶
液を用いてなされることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の化合物半導体装置の電極形成方法。 ３ エッチング処理が水酸化カリウムを主体とする溶液
を用いてなされることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の化合物半導体装置の電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54018162A JPS5942982B2 (ja) | 1979-02-19 | 1979-02-19 | 化合物半導体装置の電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54018162A JPS5942982B2 (ja) | 1979-02-19 | 1979-02-19 | 化合物半導体装置の電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55111126A JPS55111126A (en) | 1980-08-27 |
| JPS5942982B2 true JPS5942982B2 (ja) | 1984-10-18 |
Family
ID=11963903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54018162A Expired JPS5942982B2 (ja) | 1979-02-19 | 1979-02-19 | 化合物半導体装置の電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942982B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61173173A (ja) * | 1985-01-29 | 1986-08-04 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | Ｉｃ試験用バ−ンインボ−ド |
| JPS62238472A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-19 | Rohm Co Ltd | 多端子電子部品の測定装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0693443B2 (ja) * | 1985-02-06 | 1994-11-16 | 株式会社東芝 | 半導体装置の電極形成方法 |
-
1979
- 1979-02-19 JP JP54018162A patent/JPS5942982B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61173173A (ja) * | 1985-01-29 | 1986-08-04 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | Ｉｃ試験用バ−ンインボ−ド |
| JPS62238472A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-19 | Rohm Co Ltd | 多端子電子部品の測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55111126A (en) | 1980-08-27 |
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