[发明专利]电极接触结构及其制造方法

说明书

本申请是申请号为200510068479.3、申请日为2005年4月28 日、发明名称为“电极接触结构及其制造方法”的发明专利申请的分 案申请。

技术领域

本发明涉及电极接触结构，特别是金电极和铝布线的接触结构， 此外还涉及其制造方法。

背景技术

用于作为发光元件或受光元件的光元件的化合物半导体用的欧 姆电极的材料，p型用多用AuGe、AuIn、AuSi、AuSn；n型用多用 AuZn、AuMo、AuIn、AuBe等，以Au为主体的合金。而布线材料， 多用电阻率低，容易进行引线键合的Al。

但是，在以Au为主体的合金和Al的组合中，在SiO₂绝缘膜上 开设的两金属进行欧姆接触的接触孔中，由Au原子和Al原子的互相 扩散成生金铝金属间化合物。已知金铝金属间化合物分准稳定组成的 合金Au₄Al、Au₅Al₂、Au₂Al、AuAl、AuAl₂这五种类型。其中， Au₅Al₂与单独的Au、Al的体积相比，拥有3～4倍的体积比。也就是 说，因为Au₅Al₂会通过化合物化而膨胀3～4倍，在接触孔处积蓄应力， 导致铝布线及绝缘膜的剥落，产生断路，对电极接触结构的可靠性造 成不良影响。这样的金属间化合物Au₅Al₂容易在接触孔的周边部分， 即与SiO₂绝缘膜相接的部分生成。

一旦生成金属间化合物Au₅Al₂，特别是排列了光元件的阵列结 构的情况下，接触孔的数量多，尤其在集成了使用PNPN结构的3端 发光晶闸管的自扫描型发光元件阵列等驱动电路的阵列(例如，参照 专利第2683781号公报)中，因为需要发光元件数量的3～10倍数量 的接触孔，在可靠性方面就成了大问题。

发明内容

本发明的目的是，解决这样的问题，提供可靠性高的电极接触结 构。

本发明另外的目的是，提供这样的电极接触结构的制造方法。

本发明的除此以外的目的是，提供拥有这样的电极接触结构的自 扫描型发光元件阵列。

本发明的第1形态是，由金电极、和在该金电极的绝缘膜上开设 的接触孔、以及通过该接触孔与金电极进行欧姆接触的铝布线所构成 的电极接触结构。本发明的特征是上述金电极上的上述铝布线的厚度 最大的部分和厚度最小的部分的差，与上述绝缘膜的厚度大致相等， 或比上述绝缘膜的厚度小。此外，依照本发明，上述金电极的膜厚度 为0.1～0.2μm，或者上述金电极的周边部分和上述绝缘膜的重合宽度 小于等于1μm，或者上述接触孔的大小至少大于等于16μm²。

另外，本发明的电极接触结构可以由Au₄Al合金制电极、在上述 电极上的绝缘膜上开设的接触孔、以及通过上述接触孔与上述电极进 行欧姆接触的铝布线构成。

此外，依照本发明，上述金电极可以由金系合金膜、在该金系合 金膜上形成的阻挡金属膜、以及在该阻挡金属膜上形成的金膜这样的 层结构构成。

本发明的第2形态是，由金电极、在该金电极的绝缘膜上开设的 接触孔、以及通过该接触孔与金电极进行欧姆接触的铝布线所构成的 电极接触结构的制造方法。该方法包括，在衬底上形成金电极的工序、 设置绝缘膜并在上述金电极上开设接触孔的工序、在上述金电极上溅 射成膜铝时，利用溅射的能量将上述金电极全部Au₄Al化的工序。

另外，本发明的电极接触结构的制造方法包括，在衬底上形成由 Au₄Al合金构成的电极的工序、设置绝缘膜并在上述金电极上开设接 触孔的工序、在上述电极上溅射成膜铝的工序。

本发明的第3形态是，使用了PNPN结构的3端发光晶闸管的 自扫描型发光元件阵列。该自扫描型发光元件阵列的3端发光晶闸管 的电极接触结构，是本发明的电极接触结构。

依照本发明，因为抑制了Au₅Al₂的生成，能够得到可靠性高的 电极接触结构。这样的电极接触结构适用于使用了PNPN结构的3端 发光晶闸管的自扫描型发光元件阵列。