JP2002231732A - Method for fabricating compound semiconductor device - Google Patents

Method for fabricating compound semiconductor device

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JP2002231732A
JP2002231732A JP2001023679A JP2001023679A JP2002231732A JP 2002231732 A JP2002231732 A JP 2002231732A JP 2001023679 A JP2001023679 A JP 2001023679A JP 2001023679 A JP2001023679 A JP 2001023679A JP 2002231732 A JP2002231732 A JP 2002231732A
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JP
Japan
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layer
source
oxide film
region
wiring
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Application number
JP2001023679A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Hirata
耕一 平田
Hiroshige Touno
太栄 東野
Tetsuo Asano
哲郎 浅野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a compound semiconductor device employing such a wiring structure as a wiring layer is provided directly on a substrate that separation of 20 μm or more is required for ensuring isolation because a depletion layer spreads from a neighboring pad, or the like. SOLUTION: A wiring structure for suppressing spread of a depletion layer is realized without increasing the number of fabrication steps of a method for fabricating a compound semiconductor device, by laying a pad oxide film 62 beneath a wiring layer 70 in the process for depositing an oxide film 61 on the surface of a source region 56 and a drain region 57 and on a predetermined wiring region 59 while leaving a resist layer 58 on a predetermined gate electrode 69.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体装置
の製造方法、特にGaAs基板を用いた化合物半導体装
置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a compound semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a compound semiconductor device using a GaAs substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話等の移動体用通信機器では、G
Hz帯のマイクロ波を使用している場合が多く、アンテ
ナの切換回路や送受信の切換回路などに、これらの高周
波信号を切り替えるためのスイッチ素子が用いられるこ
とが多い(例えば、特開平9−181642号)。その
素子としては、高周波を扱うことからガリウム・砒素
(GaAs)を用いた電界効果トランジスタ(以下FE
Tという)を使用する事が多く、これに伴って前記スイ
ッチ回路自体を集積化したモノリシックマイクロ波集積
回路(MMIC)の開発が進められている。
2. Description of the Related Art In mobile communication devices such as cellular phones, G
In many cases, microwaves in the Hz band are used, and switch elements for switching these high-frequency signals are often used in antenna switching circuits and transmission / reception switching circuits (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-181624). issue). As the element, a high-frequency field-effect transistor (hereinafter, FE) using gallium arsenide (GaAs) is used.
In many cases, a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) in which the switch circuit itself is integrated has been developed.

【0003】図9(A)は、GaAs FETの断面図
を示している。ノンドープのGaAs基板31の表面部
分にn型不純物をドープしてn型のチャネル領域32を
形成し、チャネル領域32表面にショットキー接触する
ゲート電極33を配置し、ゲート電極33の両脇にはG
aAs表面にオーミック接触するソース・ドレイン電極
34、35を配置したものである。このトランジスタ
は、ゲート電極33の電位によって直下のチャネル領域
32内に空乏層を形成し、もってソース電極34とドレ
イン電極35との間のチャネル電流を制御するものであ
る。
FIG. 9A is a sectional view of a GaAs FET. An n-type impurity is doped into the surface portion of the non-doped GaAs substrate 31 to form an n-type channel region 32, and a gate electrode 33 in Schottky contact is arranged on the surface of the channel region 32. G
The source / drain electrodes 34 and 35 that are in ohmic contact with the aAs surface are arranged. In this transistor, a depletion layer is formed in the channel region 32 immediately below by the potential of the gate electrode 33, and thus a channel current between the source electrode 34 and the drain electrode 35 is controlled.

【0004】図9(B)は、GaAs FETを用いた
SPDT(Single Pole Double Throw)と呼ばれる化合物
半導体スイッチ回路装置の原理的な回路図を示してい
る。
FIG. 9 (B) shows a basic circuit diagram of a compound semiconductor switch circuit device called a SPDT (Single Pole Double Throw) using a GaAs FET.

【0005】第1と第2のFET1、FET2のソース
(又はドレイン)が共通入力端子INに接続され、各F
ET1、FET2のゲートが抵抗R1、R2を介して第
1と第2の制御端子Ctl-1、Ctl-2に接続され、
そして各FETのドレイン(又はソース)が第1と第2
の出力端子OUT1、OUT2に接続されたものであ
る。第1と第2の制御端子Ctl-1、Ctl-2に印加
される信号は相補信号であり、Hレベルの信号が印加さ
れたFETがONして、入力端子INに印加された信号
をどちらか一方の出力端子に伝達するようになってい
る。抵抗R1、R2は、交流接地となる制御端子Ctl
-1、Ctl-2の直流電位に対してゲート電極を介して
高周波信号が漏出することを防止する目的で配置されて
いる。
The sources (or drains) of the first and second FETs 1 and 2 are connected to a common input terminal IN, and each F
The gates of ET1 and FET2 are connected to first and second control terminals Ctl-1 and Ctl-2 via resistors R1 and R2,
The drain (or source) of each FET is the first and second
Are connected to the output terminals OUT1 and OUT2. The signals applied to the first and second control terminals Ctl-1 and Ctl-2 are complementary signals, and the FET to which the H-level signal is applied turns ON, and the signal applied to the input terminal IN The signal is transmitted to one of the output terminals. The resistances R1 and R2 are connected to a control terminal Ctl which is AC grounded.
-1 and Ctl-2 are arranged for the purpose of preventing a high-frequency signal from leaking through the gate electrode with respect to the DC potential.

【0006】かかる化合物半導体スイッチ回路装置のF
ETおよび配線層の製造方法を図10〜図17に示す。
The compound semiconductor switch circuit device F
FIGS. 10 to 17 show a method of manufacturing the ET and the wiring layer.

【0007】図10では、基板1表面にチャネル層2を
形成する。
In FIG. 10, a channel layer 2 is formed on the surface of a substrate 1.

【0008】すなわち、基板1全面を約100Åの厚み
のスルーイオン注入用シリコン窒化膜3で被覆する。次
に、基板1表面をレジスト層4で被覆し、フォトエッチ
ングにより予定のチャネル層2上のレジスト層4を選択
的に除去する。その後、このレジスト層4をマスクとし
て予定のチャネル層2へ動作層を選択するためにp-
を与える不純物のイオン注入およびn型を与える不純物
のイオン注入を行う。
That is, the entire surface of the substrate 1 is covered with a silicon nitride film 3 for through ion implantation having a thickness of about 100 °. Next, the surface of the substrate 1 is covered with a resist layer 4, and the resist layer 4 on the intended channel layer 2 is selectively removed by photoetching. After that, using the resist layer 4 as a mask, ion implantation of an impurity for giving a p type and ion implantation of an impurity for giving an n type are performed in order to select an operation layer into a predetermined channel layer 2.

【0009】この結果、ノンドープの基板1にはp-
領域5と、その上にn型チャネル層2が形成される。
As a result, a p - type region 5 is formed on the non-doped substrate 1, and an n-type channel layer 2 is formed thereon.

【0010】図11では、基板1表面にチャネル層2の
両端に隣接してソース領域6およびドレイン領域7を形
成する。
In FIG. 11, a source region 6 and a drain region 7 are formed on the surface of a substrate 1 adjacent to both ends of a channel layer 2.

【0011】前工程で用いたレジスト層4を除去し、新
たにレジスト層8を塗布し、予定のソース領域6および
ドレイン領域7上のレジスト層8をフォトエッチングに
より選択的に除去する。続いて、このレジスト層8をマ
スクとして予定のソース領域6およびドレイン領域7に
n型を与える不純物のイオン注入を行し、n+型のソー
ス領域6およびドレイン領域7を形成する。
The resist layer 4 used in the previous step is removed, a new resist layer 8 is applied, and the resist layer 8 on the intended source region 6 and drain region 7 is selectively removed by photoetching. Subsequently, using the resist layer 8 as a mask, the intended source region 6 and drain region 7 are ion-implanted with an impurity for imparting n-type, thereby forming an n + -type source region 6 and drain region 7.

【0012】図12では、予定のゲート電極16上にレ
ジスト層8を残し、ソース領域6およびドレイン領域7
上に酸化膜9を付着する。
In FIG. 12, a resist layer 8 is left on a predetermined gate electrode 16 and a source region 6 and a drain region 7 are left.
An oxide film 9 is attached thereon.

【0013】ここでは、レジスト層8をO2プラズマし
て細線化し、ソース領域6およびドレイン領域7の表面
上のシリコン窒化膜3を露出し且つソース領域6および
ドレイン領域7側のチャネル層2上のシリコン窒化膜3
を露出する。そして、シリコン酸化膜9を全面にECR
装置で付着する。その後、レジスト層8を除去して、リ
フトオフでソース領域6およびドレイン領域7上および
一部のチャネル層2上に酸化膜9を残す。ここで、チャ
ネル層2上のレジスト層8が存在した部分に予定のゲー
ト電極16が形成される。
Here, the resist layer 8 is thinned by O 2 plasma to expose the silicon nitride film 3 on the surface of the source region 6 and the drain region 7 and on the channel layer 2 on the side of the source region 6 and the drain region 7. Silicon nitride film 3
To expose. Then, an ECR is formed on the entire surface of the silicon oxide film 9.
Attaches with equipment. Thereafter, the resist layer 8 is removed, and the oxide film 9 is left on the source region 6 and the drain region 7 and a part of the channel layer 2 by lift-off. Here, a predetermined gate electrode 16 is formed in a portion where the resist layer 8 exists on the channel layer 2.

【0014】図13では、ソース領域6およびドレイン
領域7に第1層目のオーミック金属層10を付着して第
1ソース電極11および第1ドレイン電極12を形成す
る。
In FIG. 13, a first source electrode 11 and a first drain electrode 12 are formed by attaching a first ohmic metal layer 10 to the source region 6 and the drain region 7.

【0015】基板1全面にレジスト層13を塗布し、フ
ォトエッチングにより予定の第1ソース電極11および
第1ドレイン電極12形成する部分を選択的に除去す
る。予定の第1ソース電極11および第1ドレイン電極
12上にあるシリコン窒化膜3および酸化膜9をO2
ラズマにより除去してコンタクト孔を形成し、全面に第
1層目のオーミック金属層10となるAnGe/Ni/
Auの3層を順次真空蒸着して積層する。その後、レジ
スト層13を除去して、リフトオフによりソース領域6
およびドレイン領域上にコンタクトした第1ソース電極
11および第1ドレイン電極12を残す。
A resist layer 13 is applied to the entire surface of the substrate 1, and the portions where the first source electrode 11 and the first drain electrode 12 are to be formed are selectively removed by photoetching. The silicon nitride film 3 and the oxide film 9 on the planned first source electrode 11 and first drain electrode 12 are removed by O 2 plasma to form a contact hole, and a first ohmic metal layer 10 is formed on the entire surface. AnGe / Ni /
Three layers of Au are sequentially vacuum deposited and laminated. Thereafter, the resist layer 13 is removed, and the source region 6 is lifted off.
And the first source electrode 11 and the first drain electrode 12 that are in contact with each other on the drain region are left.

【0016】図14では、予定のゲート電極16および
予定の配線領域15を露出して、他をレジスト層14で
被覆する。
In FIG. 14, the intended gate electrode 16 and the intended wiring region 15 are exposed, and the other parts are covered with a resist layer 14.

【0017】基板1全面にレジスト層14を塗布し、フ
ォトエッチングにより予定のゲート電極16および予定
の配線領域15上のシリコン窒化膜3を露出する。その
後、レジスト層14をマスクとしてシリコン窒化膜3を
ドライエッチングして、予定のゲート電極16および予
定の配線領域15部分のチャネル層2および基板1を露
出する。
A resist layer 14 is applied to the entire surface of the substrate 1, and the intended gate electrode 16 and the silicon nitride film 3 on the intended wiring region 15 are exposed by photoetching. Thereafter, the silicon nitride film 3 is dry-etched using the resist layer 14 as a mask to expose the planned gate electrode 16 and the channel layer 2 and the substrate 1 in the planned wiring region 15.

【0018】図15では、チャネル層2および予定のパ
ッド領域15に第2層目のゲート金属層18を付着して
ゲート電極16および配線層17を形成する。
In FIG. 15, a second-layer gate metal layer 18 is attached to the channel layer 2 and the predetermined pad region 15 to form a gate electrode 16 and a wiring layer 17.

【0019】全面に第2層目のゲート金属層18となる
Ti/Pt/Auの3層を順次真空蒸着して積層する。
レジスト層14はそのままマスクとして利用されるの
で、チャネル層2および基板1上にコンタクトするゲー
ト電極16および配線層17が形成される。ゲート金属
層18の他の部分はレジスト層14上に付着されるの
で、レジスト層14を除去してリフトオフによりゲート
電極16および配線層17のみを残し、他は除去され
る。なお、配線層17は基板1とコンタクトしている
が、基板1が半絶縁性のためにFETを含む他の回路素
子や配線とは電気的に絶縁される。
On the entire surface, three layers of Ti / Pt / Au to be the second-layer gate metal layer 18 are sequentially vacuum-deposited and laminated.
Since the resist layer 14 is used as a mask as it is, the gate electrode 16 and the wiring layer 17 that are in contact with the channel layer 2 and the substrate 1 are formed. Since the other part of the gate metal layer 18 is adhered on the resist layer 14, the resist layer 14 is removed to leave only the gate electrode 16 and the wiring layer 17 by lift-off, and the other parts are removed. Although the wiring layer 17 is in contact with the substrate 1, the substrate 1 is electrically insulated from other circuit elements including FETs and wiring because the substrate 1 is semi-insulating.

【0020】図16では、第1ソース電極11および第
1ドレイン電極12上の保護膜19にコンタクト孔を形
成する。
In FIG. 16, a contact hole is formed in the protective film 19 on the first source electrode 11 and the first drain electrode 12.

【0021】ゲート電極16および配線層17を形成し
た後、基板1表面はシリコン窒化膜よりなる保護膜19
で被覆される。この保護膜19上にレジスト層20を塗
布し、フォトエッチングにより第1ソース電極11およ
び第1ドレイン電極12上の保護膜19を選択的にドラ
イエッチングする。その後、レジスト層20は除去され
る。
After forming the gate electrode 16 and the wiring layer 17, the surface of the substrate 1 is covered with a protective film 19 made of a silicon nitride film.
Covered. A resist layer 20 is applied on the protective film 19, and the protective film 19 on the first source electrode 11 and the first drain electrode 12 is selectively dry-etched by photoetching. After that, the resist layer 20 is removed.

【0022】図17では、第1ソース電極11および第
1ドレイン電極12上に第3層目のパッド金属層22を
付着して第2ソース電極23および第2ドレイン電極2
4を形成する。
In FIG. 17, a third pad metal layer 22 is deposited on the first source electrode 11 and the first drain electrode 12 to form a second source electrode 23 and a second drain electrode 2.
4 is formed.

【0023】基板1全面に新たなレジスト層21を塗布
し、コンタクト孔より少し大きめに第1ソース電極11
および第1ドレイン電極12を露出して、他をレジスト
層21で覆う。続いて、全面に第3層目のパッド金属層
22となるTi/Pt/Auの3層を順次真空蒸着して
積層する。レジスト層21はそのままマスクとして利用
されるので、第1ソース電極11および第1ドレイン電
極12にコンタクトする第2ソース電極23および第2
ドレイン電極24が形成される。パッド金属層22の他
の部分はレジスト層21上に付着されるので、レジスト
層21を除去してリフトオフにより第2ソース電極23
および第2ドレイン電極24のみを残し、他は除去され
る。
A new resist layer 21 is applied to the entire surface of the substrate 1 and the first source electrode 11 is slightly larger than the contact hole.
Then, the first drain electrode 12 is exposed, and the other is covered with a resist layer 21. Subsequently, three layers of Ti / Pt / Au to be the third pad metal layer 22 are sequentially vacuum-deposited and laminated on the entire surface. Since the resist layer 21 is used as a mask as it is, the second source electrode 23 and the second source electrode 23 which contact the first source electrode 11 and the first drain electrode 12 are formed.
A drain electrode 24 is formed. Since the other portion of the pad metal layer 22 is attached on the resist layer 21, the resist layer 21 is removed and lift-off is performed to remove the second source electrode 23.
In addition, only the second drain electrode 24 is left, and the others are removed.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】従来の化合物半導体装
置では、基板1に直接配線層17を形成していた。しか
し配線層17を直接基板1に設けると、パッドと配線層
とのアイソレーションを確保する設計のために20μm
の離間距離が必要であり、チップサイズを増加させる欠
点を持つことになる。
In the conventional compound semiconductor device, the wiring layer 17 is formed directly on the substrate 1. However, if the wiring layer 17 is provided directly on the substrate 1, a 20 μm
Is required, which has the disadvantage of increasing the chip size.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は上述した諸々の
事情に鑑み成されたものであり、配線層の下に酸化膜を
敷くことにより、パッドと配線層とのアイソレーション
を確保する配線構造を工程数を増やすことなく実現する
化合物半導体装置の製造方法を提供することに特徴があ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned various circumstances, and has a wiring for securing isolation between a pad and a wiring layer by laying an oxide film under the wiring layer. A feature is to provide a method for manufacturing a compound semiconductor device that realizes a structure without increasing the number of steps.

【0026】すなわち、基板表面にチャネル層を形成す
る工程と、前記チャネル層に接してソースおよびドレイ
ン領域を形成する工程と、予定のゲート電極上にレジス
ト層を残し、前記ソースおよびドレイン領域表面と予定
の配線領域上にパッド酸化膜を付着する工程と、前記ソ
ースおよびドレイン領域に第1層目のオーミック金属層
を付着して第1ソースおよび第1ドレイン電極を形成す
る工程と、前記チャネル層および前記パッド酸化膜と前
記基板上に第2層目のゲート金属層を付着してゲート電
極および配線層を形成する工程と、前記第1ソースおよ
び第1ドレイン電極と前記第1パッド電極上に第3層目
のパッド金属層を付着して第2ソースおよび第2ドレイ
ン電極を形成する工程とを具備することを特徴とする。
That is, a step of forming a channel layer on the surface of the substrate, a step of forming source and drain regions in contact with the channel layer, and a step of leaving a resist layer on a predetermined gate electrode to form a surface of the source and drain regions. Depositing a pad oxide film on a predetermined wiring region, depositing a first ohmic metal layer on the source and drain regions to form first source and drain electrodes, and forming the channel layer Forming a gate electrode and a wiring layer by attaching a second layer of a gate metal layer on the pad oxide film and the substrate; and forming a gate electrode and a wiring layer on the first source and first drain electrodes and the first pad electrode. Attaching a third pad metal layer to form second source and second drain electrodes.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図1から図8を参照して説明する。本発明は、基板5
1表面にチャネル層52を形成する工程と、前記チャネ
ル層52に接してソースおよびドレイン領域56、57
を形成する工程と、予定のゲート電極69上にレジスト
層を残し、前記ソースおよびドレイン領域56、57表
面と予定の配線領域59上にパッド酸化膜62を付着す
る工程と、前記ソースおよびドレイン領域56、57に
第1層目のオーミック金属層64を付着して第1ソース
および第1ドレイン電極65、66を形成する工程と、
前記チャネル層52および前記パッド酸化膜62上に第
2層目のゲート金属層68を付着してゲート電極69お
よび配線層70を形成する工程と、前記第1ソースおよ
び第1ドレイン電極65、66上に第3層目のパッド金
属層74を付着して第2ソースおよび第2ドレイン電極
75、76を形成する工程とから構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The present invention relates to the substrate 5
Forming a channel layer 52 on one surface, and forming source and drain regions 56 and 57 in contact with the channel layer 52.
Forming a resist layer, leaving a resist layer on the intended gate electrode 69, and attaching a pad oxide film 62 on the surface of the source and drain regions 56 and 57 and on the intended wiring region 59; Attaching a first ohmic metal layer 64 to 56, 57 to form first source and first drain electrodes 65, 66;
Depositing a second-layer gate metal layer 68 on the channel layer 52 and the pad oxide film 62 to form a gate electrode 69 and a wiring layer 70; and forming the first source and first drain electrodes 65 and 66. Forming a second source and second drain electrode 75 and 76 by attaching a third pad metal layer 74 thereon.

【0028】本発明の第1の工程は、図1に示す如く、
基板51表面にチャネル層52を形成することにある。
In the first step of the present invention, as shown in FIG.
The object is to form a channel layer 52 on the surface of the substrate 51.

【0029】すなわち、GaAs等で形成される化合物
半導体基板51全面を約100Åから200Åの厚みの
スルーイオン注入用シリコン窒化膜53で被覆する。次
に、基板51表面をレジスト層54で被覆し、フォトエ
ッチングにより予定のチャネル層52上のレジスト層5
4を選択的に除去する。その後、このレジスト層54を
マスクとして予定のチャネル層52へ動作層を選択する
ためにp−型を与える不純物(24Mg+)のイオン注
入およびn型を与える不純物(29Si+)のイオン注入
を行う。
That is, the entire surface of a compound semiconductor substrate 51 made of GaAs or the like is covered with a through ion implantation silicon nitride film 53 having a thickness of about 100 to 200 degrees. Next, the surface of the substrate 51 is covered with a resist layer 54, and the resist layer 5
4 is selectively removed. Thereafter, using this resist layer 54 as a mask, ion implantation of an impurity (24Mg + ) for giving a p-type and ion implantation of an impurity (29Si + ) for giving an n-type are performed to select an operation layer into a predetermined channel layer 52. .

【0030】この結果、ノンドープの基板51にはp-
型領域55と、その上にn型チャネル層52が形成され
る。
As a result, the non-doped substrate 51 has p
A mold region 55 and an n-type channel layer 52 are formed thereon.

【0031】本発明の第2の工程は、図2に示す如く、
前記チャネル層52に接してソース領域56およびドレ
イン領域57を形成することにある。
In the second step of the present invention, as shown in FIG.
The purpose is to form a source region 56 and a drain region 57 in contact with the channel layer 52.

【0032】前工程で用いたレジスト層54を除去し、
新たにレジスト層58を塗布し、予定のソース領域56
およびドレイン領域57上のレジスト層58をフォトエ
ッチングにより選択的に除去する。続いて、このレジス
ト層58をマスクとして予定のソース領域56およびド
レイン領域57にn型を与える不純物(29Si+)のイ
オン注入を行い、n+型のソース領域56およびドレイン
領域57を形成する。
The resist layer 54 used in the previous step is removed,
A new resist layer 58 is applied and a predetermined source region 56 is formed.
And the resist layer 58 on the drain region 57 is selectively removed by photoetching. Subsequently, using the resist layer 58 as a mask, ion implantation of an impurity (29Si + ) for imparting n-type to the intended source region 56 and drain region 57 is performed to form an n + -type source region 56 and a drain region 57.

【0033】なお、本工程で予定のパッド酸化膜62を
付着する部分のレジスト層58も同時に除去し、n+
のソース領域56およびドレイン領域57と一緒にn+
の高濃度拡散層81が形成される。
[0033] The resist layer 58 of the portion adhering the pad oxide film 62 will in this step also removed simultaneously, n + -type source region 56 and with the drain region 57 of n + -type high-concentration diffusion layer 81 Is formed.

【0034】本発明の第3の工程は、図3に示す如く、
予定のゲート電極69上にレジスト層58を残し、前記
ソース領域56およびドレイン領域57表面と予定の配
線領域59の周端部に酸化膜61を付着することにあ
る。
In the third step of the present invention, as shown in FIG.
An oxide film 61 is to be attached to the surface of the source region 56 and the drain region 57 and the peripheral end of the intended wiring region 59 while leaving the resist layer 58 on the intended gate electrode 69.

【0035】本工程では、レジスト層58をO2プラズ
マして細線化し、ソース領域56、ドレイン領域57お
よび配線領域59の周端部表面上のシリコン窒化膜53
を露出し且つソース領域56およびドレイン領域57側
のチャネル層52上のシリコン窒化膜53も露出する。
そして、シリコン酸化膜61を全面に約3000Åの厚
みにECR装置で付着する。その後、レジスト層58を
除去して、リフトオフでソース領域56、ドレイン領域
57、配線領域59の周端部および一部のチャネル層5
2上に酸化膜61を残す。ここで、チャネル層52上の
レジスト層58が存在した部分に予定のゲート電極69
が形成される。
In this step, the resist layer 58 is thinned by O 2 plasma to form a silicon nitride film 53 on the peripheral end surfaces of the source region 56, the drain region 57 and the wiring region 59.
And the silicon nitride film 53 on the channel layer 52 on the side of the source region 56 and the drain region 57 is also exposed.
Then, a silicon oxide film 61 is attached to the entire surface to a thickness of about 3000 ° by an ECR device. Thereafter, the resist layer 58 is removed, and the source region 56, the drain region 57, the peripheral end portions of the wiring region 59 and a part of the channel layer 5 are lifted off.
An oxide film 61 is left on 2. Here, a predetermined gate electrode 69 is formed on a portion of the channel layer 52 where the resist layer 58 exists.
Is formed.

【0036】本工程は本発明の特徴とする工程であり、
ゲート電極69をセルフアラインで形成するためのシリ
コン酸化膜61を配線領域59上にも同時に付着してパ
ッド酸化膜62を形成する。このシリコン酸化膜61は
ECR装置の反応室でN2雰囲気中でシラン(Si
4)とアンモニアガス(NH3)からプラズマ反応させ
て形成した酸化シリコン(SiO2)をベルジャー内で
常温で基板51上に付着して形成される。従って、基板
51に熱ストレスを加えることなく付着できる利点があ
り、基板51およびシリコン窒化膜53の熱膨張係数の
差によるクラックの発生を防止できる。
This step is a characteristic step of the present invention.
A silicon oxide film 61 for forming the gate electrode 69 in a self-aligned manner is simultaneously attached on the wiring region 59 to form a pad oxide film 62. This silicon oxide film 61 is deposited in a reaction chamber of an ECR apparatus in a silane (Si) atmosphere in an N2 atmosphere.
Silicon oxide (SiO 2) formed by a plasma reaction from H 4 ) and ammonia gas (NH 3 ) is attached to the substrate 51 at room temperature in a bell jar. Therefore, there is an advantage that it can be attached to the substrate 51 without applying thermal stress, and the occurrence of cracks due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate 51 and the silicon nitride film 53 can be prevented.

【0037】本発明の第4の工程は、図4に示す如く、
前記ソース領域56およびドレイン領域57に第1層目
のオーミック金属層64を付着して第1ソース電極65
および第1ドレイン電極66を形成することにある。
In the fourth step of the present invention, as shown in FIG.
A first ohmic metal layer 64 is deposited on the source region 56 and the drain region 57 to form a first source electrode 65.
And forming the first drain electrode 66.

【0038】基板51全面にレジスト層63を塗布し、
フォトエッチングにより予定の第1ソース電極65およ
び第1ドレイン電極66形成する部分を選択的に除去す
る。予定の第1ソース電極65および第1ドレイン電極
66上にあるシリコン窒化膜53および酸化膜61をO
2プラズマにより除去してコンタクト孔を形成し、全面
に第1層目のオーミック金属層64となるAnGe/N
i/Auの3層を順次真空蒸着して積層する。その後、
レジスト層63を除去して、リフトオフによりソース領
域56およびドレイン領域57上にコンタクトした第1
ソース電極65および第1ドレイン電極66を残す。
A resist layer 63 is applied to the entire surface of the substrate 51,
The portions where the first source electrode 65 and the first drain electrode 66 are to be formed are selectively removed by photoetching. The silicon nitride film 53 and the oxide film 61 on the planned first source electrode 65 and first drain electrode 66 are
(2) A contact hole is formed by removing with a plasma, and AnGe / N to be the first ohmic metal layer 64 is formed on the entire surface.
Three layers of i / Au are sequentially vacuum deposited and laminated. afterwards,
The resist layer 63 is removed, and the first contact is formed on the source region 56 and the drain region 57 by lift-off.
The source electrode 65 and the first drain electrode 66 are left.

【0039】本発明の第5の工程は、図5および図6に
示す如く、前記チャネル層52および前記パッド領域5
9上に第2層目のゲート金属層68を付着してゲート電
極69および第1パッド電極70を形成することにあ
る。
In the fifth step of the present invention, as shown in FIGS. 5 and 6, the channel layer 52 and the pad region 5 are formed.
9 is to form a gate electrode 69 and a first pad electrode 70 by depositing a second-layer gate metal layer 68.

【0040】図5では、予定のゲート電極69部分およ
び配線領域59となる部分のパッド酸化膜62と基板5
1を露出して、他をレジスト層67で被覆する。すなわ
ち、基板51全面にレジスト層67を塗布し、フォトエ
ッチングにより予定のゲート電極69部分および配線領
域59となる部分のパッド酸化膜62と基板51を露出
する。その後、レジスト層67をマスクとしてシリコン
窒化膜53をドライエッチングして、予定のゲート電極
69部分のチャネル層52および配線領域59となる部
分のパッド酸化膜62と基板51を露出する。
In FIG. 5, the pad oxide film 62 and the substrate 5 at a portion to be the gate electrode 69 and the wiring region 59 are formed.
1 is exposed, and the other is covered with a resist layer 67. That is, a resist layer 67 is applied to the entire surface of the substrate 51, and the pad oxide film 62 and the substrate 51 at the portion to be the gate electrode 69 and the wiring region 59 are exposed by photoetching. Thereafter, the silicon nitride film 53 is dry-etched using the resist layer 67 as a mask to expose the channel layer 52 at the intended gate electrode 69 and the pad oxide film 62 and the substrate 51 at the portion to be the wiring region 59.

【0041】図6では、チャネル層52および配線領域
59となる部分のパッド酸化膜62と基板51上に第2
層目のゲート金属層68を付着してゲート電極69およ
び配線層70を形成する。
In FIG. 6, the second portion is formed on the pad oxide film 62 and the substrate 51 at portions which become the channel layer 52 and the wiring region 59.
A gate electrode layer 69 and a wiring layer 70 are formed by attaching a gate metal layer 68 as a layer.

【0042】すなわち、基板51全面に第2層目のゲー
ト金属層68となるTi/Pt/Auの3層を順次真空
蒸着して積層する。レジスト層67はそのままマスクと
して利用されるので、チャネル層52および配線領域5
9となる部分のパッド酸化膜62と基板51上にゲート
電極69および配線層70が形成される。ゲート金属層
68の他の部分はレジスト層67上に付着されるので、
レジスト層67を除去してリフトオフによりゲート電極
69および配線層70のみを残し、他は除去される。
That is, three layers of Ti / Pt / Au to be the second-layer gate metal layer 68 are sequentially vacuum-deposited and laminated on the entire surface of the substrate 51. Since the resist layer 67 is used as it is as a mask, the channel layer 52 and the wiring region 5
A gate electrode 69 and a wiring layer 70 are formed on the pad oxide film 62 and the substrate 51 in the portion to be 9. Since the other part of the gate metal layer 68 is deposited on the resist layer 67,
The resist layer 67 is removed, and only the gate electrode 69 and the wiring layer 70 are left by lift-off, and the others are removed.

【0043】本発明の第6の工程は、図7および図8に
示す如く、前記第1ソース電極65および第1ドレイン
電極66上に第3層目のパッド金属層を付着して第2ソ
ースおよび第2ドレイン電極を形成することにある。
In the sixth step of the present invention, a third pad metal layer is deposited on the first source electrode 65 and the first drain electrode 66 as shown in FIGS. And forming a second drain electrode.

【0044】図7では、第1ソース電極65および第1
ドレイン電極66上の保護膜72にコンタクト孔を形成
する。
In FIG. 7, the first source electrode 65 and the first
A contact hole is formed in the protective film 72 on the drain electrode 66.

【0045】ゲート電極69および配線層70を形成し
た後、基板51表面はシリコン窒化膜よりなる保護膜7
2で被覆される。この保護膜72上にレジスト層71を
塗布し、フォトエッチングにより第1ソース電極65お
よび第1ドレイン電極66上の保護膜72を選択的にド
ライエッチングする。その後、レジスト層71は除去さ
れる。
After forming the gate electrode 69 and the wiring layer 70, the surface of the substrate 51 is covered with a protective film 7 made of a silicon nitride film.
2 coated. A resist layer 71 is applied on the protective film 72, and the protective film 72 on the first source electrode 65 and the first drain electrode 66 is selectively dry-etched by photoetching. After that, the resist layer 71 is removed.

【0046】図8では、第1ソース電極65および第1
ドレイン電極66上に第3層目のパッド金属層74を付
着して第2ソース電極75および第2ドレイン電極76
を形成する。
In FIG. 8, the first source electrode 65 and the first
A third pad metal layer 74 is deposited on the drain electrode 66 to form a second source electrode 75 and a second drain electrode 76.
To form

【0047】基板51全面に新たなレジスト層73を塗
布し、コンタクト孔より少し大きめに第1ソース電極6
5および第1ドレイン電極66を露出して、他をレジス
ト層73で覆う。続いて、全面に第3層目のパッド金属
層74となるTi/Pt/Auの3層を順次真空蒸着し
て積層する。レジスト層73はそのままマスクとして利
用されるので、第1ソース電極65および第1ドレイン
電極66にコンタクトする第2ソース電極75および第
2ドレイン電極76と第2パッド電極77が形成され
る。パッド金属層74の他の部分はレジスト層73上に
付着されるので、レジスト層73を除去してリフトオフ
により第2ソース電極75および第2ドレイン電極76
のみを残し、他は除去される。
A new resist layer 73 is applied to the entire surface of the substrate 51, and the first source electrode 6 is slightly larger than the contact hole.
5 and the first drain electrode 66 are exposed, and the other is covered with a resist layer 73. Subsequently, three layers of Ti / Pt / Au to be the third pad metal layer 74 are sequentially vacuum-deposited and laminated on the entire surface. Since the resist layer 73 is used as it is as a mask, a second source electrode 75 and a second drain electrode 76 which are in contact with the first source electrode 65 and the first drain electrode 66, and a second pad electrode 77 are formed. Since the other portion of the pad metal layer 74 is attached on the resist layer 73, the resist layer 73 is removed, and the second source electrode 75 and the second drain electrode 76 are lifted off.
Only the others are removed.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上に詳述した如く、本発明に依れば以
下の効果が得られる。
As described in detail above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0049】第1に、パッド酸化膜62を本発明の第3
の工程で付着する酸化膜61を用いて形成するので、工
程数を増やすことなく実現できる利点を有する。
First, the pad oxide film 62 is formed according to the third embodiment of the present invention.
Since it is formed using the oxide film 61 adhered in the step, there is an advantage that it can be realized without increasing the number of steps.

【0050】第2に、配線層70の下に選択的にパッド
酸化膜62を敷くことにより、パッド等と配線層とのア
イソレーションを確保する設計のために必要な20μm
の離間距離が5μm程度まで縮められ、チップサイズを
縮小できる利点もある。
Secondly, by selectively laying the pad oxide film 62 under the wiring layer 70, the pad oxide film 62 having a thickness of 20 μm required for the design for ensuring the isolation between the pad and the wiring layer is secured.
Has the advantage that the chip separation size can be reduced to about 5 μm and the chip size can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を説明するための断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図2】本発明を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図3】本発明を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図4】本発明を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図5】本発明を説明するための断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図6】本発明を説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図7】本発明を説明するための断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図8】本発明を説明するための断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図9】従来例を説明するための(A)断面図、(B)
回路図である。
9A is a cross-sectional view for explaining a conventional example, and FIG.
It is a circuit diagram.

【図10】従来例を説明するための断面図である。FIG. 10 is a sectional view for explaining a conventional example.

【図11】従来例を説明するための断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.

【図12】従来例を説明するための断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.

【図13】従来例を説明するための断面図である。FIG. 13 is a sectional view for explaining a conventional example.

【図14】従来例を説明するための断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.

【図15】従来例を説明するための断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.

【図16】従来例を説明するための断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.

【図17】従来例を説明するための断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a conventional example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 哲郎 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 4M104 AA05 BB11 BB15 CC01 CC05 DD02 DD08 DD16 DD17 DD34 DD68 EE05 EE14 EE17 FF13 FF17 FF18 FF22 GG12 HH20 5F102 FA00 GA01 GA17 GB01 GC01 GD01 GJ05 GS02 GT01 GT03 HA06 HA14 HA20 HB02 HB03 HB07 HC00 HC07 HC19  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tetsuro Asano 2-5-1-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka F-term in Sanyo Electric Co., Ltd. 4M104 AA05 BB11 BB15 CC01 CC05 DD02 DD08 DD16 DD17 DD34 DD68 EE05 EE14 EE17 FF13 FF17 FF18 FF22 GG12 HH20 5F102 FA00 GA01 GA17 GB01 GC01 GD01 GJ05 GS02 GT01 GT03 HA06 HA14 HA20 HB02 HB03 HB07 HC00 HC07 HC19

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲート電極を形成するゲート金属層を付
着する工程以前に予定のパッド領域に近接した配線層の
下にパッド酸化膜を付着する工程と、 前記パッド酸化膜上に前記ゲート金属層を付着して配線
層を形成する工程とを具備することを特徴とする化合物
半導体装置の製造方法。
A step of depositing a pad oxide film under a wiring layer adjacent to a predetermined pad region before depositing a gate metal layer forming a gate electrode; and forming the gate metal layer on the pad oxide film. Forming a wiring layer by adhering a semiconductor device.
【請求項2】 基板表面にチャネル層を形成する工程
と、 前記チャネル層に接してソースおよびドレイン領域を形
成する工程と、 予定のゲート電極上にレジスト層を残し、前記ソースお
よびドレイン領域表面と予定の配線領域上にパッド酸化
膜を付着する工程と、 前記ソースおよびドレイン領域に第1層目のオーミック
金属層を付着して第1ソースおよび第1ドレイン電極を
形成する工程と、 前記チャネル層および前記パッド酸化膜と前記基板上に
第2層目のゲート金属層を付着してゲート電極および配
線層を形成する工程と、 前記第1ソースおよび第1ドレイン電極と前記第1パッ
ド電極上に第3層目のパッド金属層を付着して第2ソー
スおよび第2ドレイン電極を形成する工程とを具備する
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
A step of forming a channel layer on the surface of the substrate; a step of forming source and drain regions in contact with the channel layer; and a step of leaving a resist layer on a predetermined gate electrode to form a surface of the source and drain regions. Depositing a pad oxide film on a predetermined wiring region; depositing a first ohmic metal layer on the source and drain regions to form first source and first drain electrodes; Depositing a second gate metal layer on the pad oxide film and the substrate to form a gate electrode and a wiring layer; and forming a gate electrode and a wiring layer on the first source and drain electrodes and the first pad electrode. Attaching a third pad metal layer to form second source and second drain electrodes. .
【請求項3】 前記パッド酸化膜としてシリコン酸化膜
を用いることを特徴とする請求項1または請求項2記載
の化合物半導体装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, wherein a silicon oxide film is used as said pad oxide film.
【請求項4】 シリコン酸化膜はECR装置でプラズマ
により生成され、常温で付着されることを特徴とする請
求項3記載の化合物半導体装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 3, wherein the silicon oxide film is generated by plasma using an ECR device and is deposited at room temperature.
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