JP2002353163A - Compound semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Compound semiconductor device and method of manufacturing the same

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JP2002353163A JP2002098688A JP2002098688A JP2002353163A JP 2002353163 A JP2002353163 A JP 2002353163A JP 2002098688 A JP2002098688 A JP 2002098688A JP 2002098688 A JP2002098688 A JP 2002098688A JP 2002353163 A JP2002353163 A JP 2002353163A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound semiconductor device which has electrodes that possess superior ohmic characteristics and proper Schottky characteristics on the compound semiconductor. SOLUTION: This compound semiconductor device has electrodes 20 of a five-layer structure stacked on a compound semiconductor substrate 10. Between a first refractory metal layer and a third refractory metal layer, a second refractory metal layer, that can prevent a component constituting the third refractory metal layer from diffusing into the compound semiconductor, is interposed.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体装置およ
びその製造方法に関し、詳しくは、良好なオーミック電
極とショットキー電極を具備した化合物半導体装置およ
びこの化合物半導体装置を容易かつ高い精度で形成する
ことのできる化合物半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compound semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a compound semiconductor device having a good ohmic electrode and a Schottky electrode, and to form the compound semiconductor device easily and with high precision. And a method of manufacturing a compound semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、Au/Pt/Ti/Ptという4
層構造(Au膜、Pt膜、Ti膜およびPt膜が、Au
膜を最上部、Pt膜を最下部にして積層された構造を表
わし、各膜の種類が異なっても同様に表わす)を有する
電極をP型オーミック電極として、これをキャリア濃度
が5×19cm-3と高く、膜厚が50nmという薄いP
型導電層(P−AlGaAs層)上に設ける方法が、1
993年7月電子情報通信学会、信学技報(p111)
に記載されている。この方法は、AlGaAs/GaA
s・HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)の性
能を向上させるために、P型ベース層を薄層化すること
を目的として、これに対するP型オーミック電極として
上記Au/Pt/Ti/Ptという4層構造の電極を用
いたものであり、これによって、低いコンタクト抵抗が
得られ、350℃の熱処理を行なってもコンタクト抵抗
の劣化が起こらないと記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, Au / Pt / Ti / Pt is used.
Layer structure (Au film, Pt film, Ti film and Pt film are Au
A structure in which a film is stacked at the top and a Pt film at the bottom is similarly shown even if the type of each film is different) is a P-type ohmic electrode having a carrier concentration of 5 × 19 cm − 3 and a thin P with a film thickness of 50 nm
The method of providing on the type conductive layer (P-AlGaAs layer) is as follows.
July 993 IEICE, IEICE Technical Report (p111)
It is described in. This method uses AlGaAs / GaAs.
In order to improve the performance of s-HBT (Heterojunction Bipolar Transistor), the purpose of the present invention is to reduce the thickness of the P-type base layer. It is described that an electrode is used, whereby a low contact resistance is obtained, and even if a heat treatment at 350 ° C. is performed, the contact resistance does not deteriorate.

【0003】また、Au/Pt/Ti/Ptという4層
構造電極を、InAlAs/InGaAs・HEMTの
ショットキーゲート電極として用いる方法が、1991
年秋季、第52回応用物理学会学術講演会、講演予稿集
10a−H−3(P1192)に記載されている。この
方法によれば、PtはInGaAsに対して高いショッ
トキー障壁高さ(0.82V)を有しており、上記電極
を用いたHEMTを350℃の熱処理によるしきい値電
圧の変動を調べたところ、約0.15V変動した後は安
定なままであったと記載されている。
A method using a four-layered electrode of Au / Pt / Ti / Pt as a Schottky gate electrode of InAlAs / InGaAs.HEMT is disclosed in 1991.
Fall 2005, 52nd Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Proceedings of Lectures 10a-H-3 (P1192). According to this method, Pt has a high Schottky barrier height (0.82 V) with respect to InGaAs, and fluctuation of the threshold voltage due to heat treatment of the HEMT using the above electrode at 350 ° C. was examined. However, it is stated that it remained stable after a fluctuation of about 0.15 V.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記Au/Pt/Ti
/Ptという4層構造の電極の最下層であるTi層は、
熱処理によってGaAsと反応して、PtAs2、Pt
Gaなどの金属間化合物が生ずる。上記PtAsは、N
型GaAsに対して良好なショットキ特性を示し、P型
に対しては、ショットキ障壁が低下して良好なオーミッ
ク接合が得られる。
The above Au / Pt / Ti
/ Pt, which is the lowermost layer of the four-layer electrode,
Reacts with GaAs by heat treatment to form PtAs 2 , Pt
Intermetallic compounds such as Ga are produced. The PtAs is N
It exhibits good Schottky characteristics with respect to the GaAs, and has a reduced Schottky barrier with respect to the P-type, so that a good ohmic junction can be obtained.

【0005】しかし、Tiも熱処理によってGaAsと
反応して同様に金属間化合物を形成するので、400℃
以上の熱処理によって第2層のTi層からのTiが、第
1層である上記Pt層による金属化合物層およびこの金
属化合物層よりも深い位置にTiAs、TiGaなどの
層を形成し、その結果としてPtAs2層が破壊されて
オーミック特性およびショットキ特性が劣化してしま
う。
[0005] However, Ti also reacts with GaAs by heat treatment to form an intermetallic compound in the same manner.
By the above heat treatment, the Ti from the second Ti layer forms a metal compound layer of the Pt layer as the first layer and a layer of TiAs, TiGa or the like at a position deeper than the metal compound layer. The PtAs 2 layer is destroyed, and the ohmic characteristics and the Schottky characteristics deteriorate.

【0006】すなわち、上記Au/Pt/Ti/Ptと
いう4層構造の電極を、例えばBeをドーパントとして
含み、キャリア濃度4×1019cm-3、膜厚100nm
のP型InGaAs層に対するオーミック電極として用
いると、最下層であるPt膜の膜厚が5nmの場合に
は、図1の特性線101で示すように、300℃以上の
熱処理でコンタクト抵抗の増大が始まり、400℃で
は、TLM測定によるI−V特性が非線形になるほど、
増大が顕著になるという問題が生じた。また、上記P型
導電層として、上記InGaAs層に代えてAlGaA
s層を用いた場合も、同様に、400℃以上でコンタク
ト抵抗が著しく増大してしまうという問題が生じた。
That is, an electrode having a four-layer structure of Au / Pt / Ti / Pt, which contains, for example, Be as a dopant, has a carrier concentration of 4 × 10 19 cm −3 and a film thickness of 100 nm
When used as an ohmic electrode for the P-type InGaAs layer, when the thickness of the lowermost Pt film is 5 nm, as shown by a characteristic line 101 in FIG. Beginning at 400 ° C., the more nonlinear the IV characteristic by TLM measurement becomes,
The problem that the increase becomes remarkable arises. Further, as the P-type conductive layer, AlGaAs is used instead of the InGaAs layer.
Similarly, when the s layer is used, the contact resistance significantly increases at 400 ° C. or higher.

【0007】さらに、上記Au/Pt/Ti/Pt4層
構造の電極を、N型GaAs基板を用いたダイオードの
ショットキー電極として用いた場合は、300℃から4
00℃の熱処理では、ショットキー障壁高さφBnは、
0.85〜0.87Vと高い値を示し、n値も、理想的
な場合の値である1に近い1.05〜1.1となり、良
好なショットキー特性を示した。しかし、熱処理温度が
400℃以上になると、ショットキー障壁高さφBnは
0.42〜0.50Vと低くなり、n値も2.0以上に
なって、ショットキー特性の著しい劣化が認められ、電
極表面も荒れるという問題が生じた。
Further, when the electrode having the four-layered structure of Au / Pt / Ti / Pt is used as a Schottky electrode of a diode using an N-type GaAs substrate, the temperature is reduced from 300.degree.
In the heat treatment at 00 ° C., the Schottky barrier height φBn is
The value was as high as 0.85 to 0.87 V, and the n value was also 1.05 to 1.1, which is close to 1, which is a value in an ideal case, indicating good Schottky characteristics. However, when the heat treatment temperature rises to 400 ° C. or higher, the Schottky barrier height φBn decreases to 0.42 to 0.50 V, and the n value also increases to 2.0 or more. There has been a problem that the electrode surface is rough.

【0008】そのため、400℃以上の熱処理を行なっ
ても、コンタクト抵抗の増大が少ない安定したオーミッ
ク電極、およびショットキー特性が劣化しないショット
キー電極を形成することは困難であり、GaAs、Al
GaAs等の化合物半導体を用いた高速の高周波素子
を、良好な再現性で作製する障害になっていた。
[0008] Therefore, it is difficult to form a stable ohmic electrode with a small increase in contact resistance and a Schottky electrode without deteriorating Schottky characteristics even if heat treatment at 400 ° C. or higher is performed.
This has been an obstacle to producing a high-speed high-frequency device using a compound semiconductor such as GaAs with good reproducibility.

【0009】本発明の目的は、上記従来技術の有する問
題を解決し、400℃以上のプロセスを経ても、コンタ
クト抵抗およびショットキー特性が劣化しない電極を有
する化合物半導体装置およびその製造方法を提供するこ
とである。
An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a compound semiconductor device having an electrode whose contact resistance and Schottky characteristics do not deteriorate even after a process at 400 ° C. or higher, and a method of manufacturing the same. That is.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、上記半導体基板とオーミック接合または
ショットキ接合を形成する第1層(例えばPt層)の上
にバリヤメタル層として高融点金属からなる第2層(例
えばMo層)を形成して、当該第2層の上に形成された
第3層を構成する成分(例えばTi)が、上記第1層を
介して上記化合物半導体基板へ拡散するのを防止するも
のである。上記第2層である高融点金属層としては、N
b、Mo、W、Ta、V、Zr、Hfなどの膜を用いる
ことができる。また、上記第1層であるPt層と上記高
融点金属層の間に、薄いTi層を介在させてもよい。こ
のTi層の膜厚が十分小さい(1〜30nm)ならば、
とくに問題は生じない。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for forming a barrier metal layer on a first layer (for example, a Pt layer) for forming an ohmic junction or a Schottky junction with the above-mentioned semiconductor substrate from a high melting point metal. Forming a second layer (for example, a Mo layer), and a component (for example, Ti) constituting a third layer formed on the second layer diffuses into the compound semiconductor substrate via the first layer. It is to prevent that. The refractory metal layer as the second layer is made of N
A film of b, Mo, W, Ta, V, Zr, Hf, or the like can be used. Further, a thin Ti layer may be interposed between the Pt layer serving as the first layer and the refractory metal layer. If the thickness of this Ti layer is sufficiently small (1 to 30 nm),
There is no particular problem.

【0011】[0011]

【作用】本発明者の検討によれば、上記従来の電極にお
ける上記劣化の原因は、最下層であるPt層からのPt
の拡散にあるのではなく、上記のように、その上層であ
るTi層にあることが明らかになった。Ti層は、従来
からAu/Pt/Tiという構造で、GaAs MES
FETなどのショットキーゲート電極として用いられて
いるが、この電極は、熱処理温度の変化によってしきい
値が変動する。これは、熱処理の温度が異なると、Ga
Asなどの基板内部へTiが拡散する深さが変わるため
である。
According to the study of the present inventor, the cause of the deterioration in the conventional electrode is that the Pt layer from the lowermost Pt layer
, But not in the Ti layer as the upper layer, as described above. Conventionally, the Ti layer has a structure of Au / Pt / Ti and has a GaAs MES.
Although it is used as a Schottky gate electrode of an FET or the like, the threshold value of this electrode fluctuates due to a change in heat treatment temperature. This is because when the temperature of the heat treatment is different, Ga
This is because the depth at which Ti diffuses into the substrate such as As changes.

【0012】したがって、上記Ti層の下に薄いPt層
を介在させた上記従来のAu/Pt/Ti/Pt電極の
場合でも、400℃以上の熱処理を行なうと、第2層で
ある厚いTi層からのTiが、第1層である薄いPt層
を通過して基板内部へ拡散してしまい、その結果、基板
と電極間との接合が劣化して、コンタクト抵抗が高くな
り、さらに、ショットキ接合の場合は、ショットキー特
性が劣化してしまったものと考えられる。
Therefore, even in the case of the above-mentioned conventional Au / Pt / Ti / Pt electrode in which a thin Pt layer is interposed below the Ti layer, when the heat treatment is performed at 400 ° C. or more, the thick Ti layer as the second layer is formed. Is diffused into the substrate through the thin Pt layer which is the first layer, and as a result, the junction between the substrate and the electrodes is deteriorated, the contact resistance is increased, and the Schottky junction is further increased. In the case of, it is considered that the Schottky characteristics have deteriorated.

【0013】しかし、最下層であるPt層とその上に設
けられたTi層の間に、高融点金属であるMo層を挿入
して形成された、Au/Pt/Ti/Mo/Ptという
5層構造の電極を、P型InGaAs層上のオーミック
電極として設け、熱処理によるコンタクト抵抗の変化
を、TLM測定によって調べた。このときのP型InG
aAs層は、図1に示した特性を得るときに用いられた
ものと同様に、ドーパントはBe、キャリア濃度は4×
1019cm-3、膜厚は100nmとした。また、Mo層
の膜厚は30nm、最下層のPt層の膜厚は5nmとし
た。
However, between the lowermost Pt layer and the Ti layer provided thereon, a Mo layer, which is a refractory metal, is inserted and formed by Au / Pt / Ti / Mo / Pt. An electrode having a layer structure was provided as an ohmic electrode on the P-type InGaAs layer, and a change in contact resistance due to heat treatment was examined by TLM measurement. P-type InG at this time
The aAs layer has a dopant of Be and a carrier concentration of 4 ×, similar to those used for obtaining the characteristics shown in FIG.
The thickness was 10 19 cm -3 and the thickness was 100 nm. The thickness of the Mo layer was 30 nm, and the thickness of the lowermost Pt layer was 5 nm.

【0014】得られた結果を図1の特性線102に示し
た。従来の電極を用いた場合は、図1の特性線101か
ら明らかなように、温度が400℃以上になると、コン
タクト抵抗は急激に大きくなってしまったが、Au/P
t/Ti/Mo/Pt電極の場合は、特性線102に示
したように、450℃の熱処理温度を行なっても、コン
タクト抵抗は約8×10-7Ωcm2であり、上記従来の
電極を用いた場合よりはるかに低い値が得られた。
The obtained result is shown by a characteristic line 102 in FIG. When the conventional electrode was used, as is clear from the characteristic line 101 in FIG. 1, when the temperature became 400 ° C. or more, the contact resistance rapidly increased.
In the case of the t / Ti / Mo / Pt electrode, as shown by the characteristic line 102, the contact resistance is about 8 × 10 −7 Ωcm 2 even when the heat treatment temperature is 450 ° C. Much lower values were obtained than when used.

【0015】Au/Pt/Ti/Mo/Pt電極の場合
にコンタクト抵抗の増大が極めて小さかったのは、Ti
がMo層によって阻止されて、第1層であるPt層への
Tiの熱処理による拡散がほとんどなく、基板と電極の
間の接合の劣化が生じなかったためと考えられる。すな
わち、MoとTiは約1600℃以上の温度で全率固溶
体を形成するが、それ以下の温度では、両者ともほとん
ど反応せずに安定した状態にあると考えられる。したが
って、Ti層とPt層の間に介在して形成されたMo層
は、非常に有効なバリヤ層として作用し、Pt層へのT
iの拡散が効果的に防止され、その結果、第1層である
Pt層はTiによる影響を受けることなしにGaAsと
反応してPtAs2ga形成され、良好なオーミック特
性が得られたものと考えられる。
In the case of the Au / Pt / Ti / Mo / Pt electrode, the increase in the contact resistance was extremely small.
Is considered to be prevented by the Mo layer, the Ti was hardly diffused into the Pt layer as the first layer by the heat treatment, and the junction between the substrate and the electrode did not deteriorate. That is, Mo and Ti form a solid solution at a temperature of about 1600 ° C. or higher, but at temperatures lower than that, they are considered to be in a stable state with little reaction. Therefore, the Mo layer formed between the Ti layer and the Pt layer acts as a very effective barrier layer, and the T
The diffusion of i is effectively prevented, and as a result, the Pt layer which is the first layer reacts with GaAs without being affected by Ti to form PtAs 2 ga, and good ohmic characteristics are obtained. Conceivable.

【0016】しかし、図1の特性線101および102
から明らかなように、上記熱処理前におけるコンタクト
抵抗の絶対値は従来電極の方が低かった。これは、Pt
2Ga3など、Ga組成が高く、抵抗が大きい金属間化合
物層が基板との間に形成されたためと考えられる。両者
の抵抗値の差を減少させるため、最下層であるPt層と
その上層であるMoとの間に、薄いTi層を介在させ
て、Au/Pt/Ti/Mo/Ti/Ptという6層構
造の電極を上記基板上に形成して、同様の測定を行なっ
た。このときの追加されたTi層の膜厚は5nmでり、
その他の金属層の膜厚は上記5層構造電極と同じにし
た。
However, the characteristic lines 101 and 102 in FIG.
As is clear from the above, the absolute value of the contact resistance before the heat treatment was lower for the conventional electrode. This is Pt
This is probably because an intermetallic compound layer having a high Ga composition and a high resistance, such as 2 Ga 3 , was formed between the substrate and the substrate. In order to reduce the difference between the two resistance values, a thin Ti layer is interposed between the Pt layer as the lowermost layer and Mo as the uppermost layer, thereby forming six layers of Au / Pt / Ti / Mo / Ti / Pt. An electrode having the above structure was formed on the substrate, and the same measurement was performed. At this time, the thickness of the added Ti layer is 5 nm,
The thicknesses of the other metal layers were the same as those of the five-layer structure electrode.

【0017】得られた結果を図1の特性線103に示し
た。特性線103から明らかなように、Au/Pt/T
i/Mo/Ti/Ptという6層構造の電極とすること
によって、熱処理前におけるコンタクト抵抗の増大は効
果的に防止され、上記従来の電極とほぼ同じ抵抗値であ
った。しかも、熱処理を行なっても、コンタクト抵抗の
増加は僅かで、安定したコンタクト抵抗を示し、例えば
450℃の熱処理後のコンタクト抵抗は約6×10-7Ω
cm2であり、上記5層構造の電極よりも低かった。
The obtained result is shown by a characteristic line 103 in FIG. As is clear from the characteristic line 103, Au / Pt / T
By using an electrode having a six-layer structure of i / Mo / Ti / Pt, an increase in contact resistance before heat treatment was effectively prevented, and the resistance was almost the same as that of the conventional electrode. In addition, even if the heat treatment is performed, the contact resistance slightly increases and shows a stable contact resistance. For example, the contact resistance after the heat treatment at 450 ° C. is about 6 × 10 −7 Ω.
cm 2 , which was lower than the electrode having the five-layer structure.

【0018】上記のように、Au/Pt/Ti/Mo/
Ptという5層構造の電極は、450℃の熱処理後のコ
ンタクト抵抗の値が、従来の4層構造の電極の場合と比
較して約1/20であり、十分に実用に供することがで
きる。この5層構造の電極は、コンタクト抵抗の絶対値
が、従来構造の電極よりやや大きいが、Au/Pt/T
i/Mo/Ti/Ptという6層構造の電極は、高温の
熱処理におけるコンタクト抵抗の増加が従来の電極より
はるかに少なく、しかも、コンタクト抵抗の絶対値も上
記5層構造の電極より低く、上記従来構造の電極とほと
んど同じであり、オーミック電極として極めてすぐれて
いた。これは、Mo層とPt層の間に薄いTi層を介在
させると、基板からのGaがPt層を通ってTi層へ入
り(GaはAsより金属膜への拡散速度が大きい)、P
tGa、Pt3GaなどGa量が少ない、低抵抗の金属
間化合物層が形成されて抵抗が低下し、さらにコンタク
ト抵抗も低下したためと考えられる。
As described above, Au / Pt / Ti / Mo /
The electrode having a five-layer structure of Pt has a contact resistance after heat treatment at 450 ° C. of about 1/20 as compared with the conventional electrode having a four-layer structure, and can be sufficiently put to practical use. The electrode of the five-layer structure has a slightly larger absolute value of the contact resistance than the electrode of the conventional structure, but has an Au / Pt / T
The electrode having a six-layer structure of i / Mo / Ti / Pt has a much smaller increase in contact resistance in a high-temperature heat treatment than the conventional electrode, and has an absolute value of contact resistance lower than that of the five-layer electrode. It is almost the same as the electrode of the conventional structure, and was extremely excellent as an ohmic electrode. This is because if a thin Ti layer is interposed between the Mo layer and the Pt layer, Ga from the substrate enters the Ti layer through the Pt layer (Ga has a higher diffusion rate into the metal film than As), and P
It is considered that a low-resistance intermetallic compound layer having a small amount of Ga, such as tGa and Pt 3 Ga, was formed to reduce the resistance, and the contact resistance was also reduced.

【0019】さらに、本発明の上記2種類の電極を、N
型GaAs基板を用いたダイオードのショットキー電極
として用いた場合には、両者とも従来電極の場合と同様
に300℃〜400℃の熱処理では、ショットキー障壁
高さφBnは0.82〜0.86Vと高く、n値も1.
07〜1.12と安定した良好なショットキー特性を示
した。しかも、430℃、30分間の熱処理を行なった
後においても、ショットキー障壁高さφBnは0.8V
〜0.84Vという高い値を示し、n値も1.14〜
1.21と良好なままであった。このことからAu/P
t/Ti/Mo/Ti/Pt6層構造電極、およびAu
/Pt/Ti/Mo/Pt5層構造電極は、良好なショ
ットキー電極としても使用できることが確認された。
Further, the two types of electrodes of the present invention are
When a Schottky electrode of a diode using a GaAs substrate is used, both of them have a Schottky barrier height φBn of 0.82 to 0.86 V by heat treatment at 300 ° C. to 400 ° C. as in the case of the conventional electrode. And the n value is also 1.
07 to 1.12 showed stable and good Schottky characteristics. Moreover, even after the heat treatment at 430 ° C. for 30 minutes, the Schottky barrier height φBn is 0.8 V
It shows a high value of ~ 0.84V, and the n value is 1.14 ~
It remained good at 1.21. From this, Au / P
t / Ti / Mo / Ti / Pt 6 layer structure electrode, and Au
It was confirmed that the / Pt / Ti / Mo / Pt five-layer structure electrode can be used also as a good Schottky electrode.

【0020】[0020]

【実施例】<実施例1>本発明をInGaAs/InP
・HBTに適用した第1の実施例を、図2を用いて説明
する。周知のMBE法を用いて、半絶縁性InP基板1
0上に、Siをドーパントとして含むキャリア濃度5×
1019cm-3、膜厚600nmのN+−InGaAs層
からなるサブコレクタ層11、膜厚300nmのアンド
ープInGaAs層からなるコレクタ層12、Beをド
ーパントとして含むキャリア濃度4×1019cm-3、膜
厚50nmのP+−InGaAs層からなるベース層1
3、膜厚150nmのアンドープInGaAs層からな
るスペーサ層14、Siをドーパントとして含むキャリ
ア濃度3×1017cm-3、膜厚100nmのN−InG
aAs層からなるエミッタ層15、膜厚100nmのア
ンドープInGaAsからなるスペーサ層16およびS
iをドーパントとして含むキャリア濃度5×1019cm
-3、膜厚150nmのN+−InGaAs層からなるコ
ンタクト層17を順次成長させ、N+−InGaAsコ
ンタクト層17上の所望の位置にWSiからなるエミッ
タ電極18を形成した。
<Embodiment 1> The present invention is applied to InGaAs / InP.
First Embodiment A first embodiment applied to an HBT will be described with reference to FIG. Using a well-known MBE method, a semi-insulating InP substrate 1
0, a carrier concentration of 5 × containing Si as a dopant.
10 19 cm -3, the sub-collector layer 11 made of N + -InGaAs layer having a film thickness of 600 nm, carrier concentration 4 × 10 19 cm -3 comprising collector layer 12, Be made of undoped InGaAs layer having a thickness of 300nm as a dopant, Base layer 1 made of a P + -InGaAs layer having a thickness of 50 nm
3, a 150 nm-thick spacer layer 14 of an undoped InGaAs layer, a carrier concentration of 3 × 10 17 cm −3 containing Si as a dopant, and a 100 nm-thickness N-InG layer.
an emitter layer 15 made of an aAs layer, a spacer layer 16 made of undoped InGaAs having a thickness of 100 nm, and S
Carrier concentration containing i as a dopant 5 × 10 19 cm
-3 , a contact layer 17 made of an N + -InGaAs layer having a thickness of 150 nm was sequentially grown, and an emitter electrode 18 made of WSi was formed at a desired position on the N + -InGaAs contact layer 17.

【0021】次に、上記エミッタ電極18をマスクにし
て、燐酸、H22およびH2Oの混合液をエッチ液とし
て用いたウエットエッチングを行なって、P+−InG
aAs層からなるベース層13の表面を露出させた。
Next, using the emitter electrode 18 as a mask, wet etching is performed using a mixed solution of phosphoric acid, H 2 O 2 and H 2 O as an etchant to form P + -InG
The surface of the base layer 13 made of the aAs layer was exposed.

【0022】周知のプラズマCVD法を用いて、厚さ2
00nmのSiO2膜を全面に形成した後、周知のホト
リソグラフィ技術を用いて、所定の形状を有するレジス
トパターン(図示せず)を形成し、当該レジストパター
ンの開口部を介して、C26とCHF3の混合ガスをエ
ッチングガスとして用いたプラズマエッチングを行な
い、ベース電極形成領域に形成されていたP+−InG
aAs層からなるベース層13の表面を露出させた。こ
の際、上記エミッタ電極18などの側面上に、上記Si
2膜からなるサイドウォール19が形成された。
The thickness is 2 using a well-known plasma CVD method.
After forming a 00 nm SiO 2 film on the entire surface, a resist pattern (not shown) having a predetermined shape is formed by using a well-known photolithography technique, and C 2 F is formed through an opening of the resist pattern. Plasma etching was performed using a mixed gas of 6 and CHF 3 as an etching gas, and the P + -InG formed in the base electrode formation region was formed.
The surface of the base layer 13 made of the aAs layer was exposed. At this time, on the side surface of the emitter electrode 18 or the like, the Si
The side wall 19 made of the O 2 film was formed.

【0023】周知のEB蒸着法を用いて、膜厚5nmの
Pt膜、膜厚5nmのTi膜、膜厚30nmのMo膜、
膜厚50nmのTi膜、膜厚50nmのPt膜および膜
厚200nmのAu膜を順次積層して全面に形成した
後、周知のリフトオフ法を用いて不要部分を除去し、A
u/Pt/Ti/Mo/Ti/Ptという6層構造を有
するベース電極20を形成した。
Using a well-known EB evaporation method, a Pt film having a thickness of 5 nm, a Ti film having a thickness of 5 nm, a Mo film having a thickness of 30 nm,
After a 50 nm-thick Ti film, a 50 nm-thick Pt film, and a 200 nm-thick Au film are sequentially laminated and formed on the entire surface, unnecessary portions are removed using a well-known lift-off method.
The base electrode 20 having a six-layer structure of u / Pt / Ti / Mo / Ti / Pt was formed.

【0024】周知のホトリソグラフィ技術を用いて、所
望の形状を有するホトレジストマスク(図示せず)を形
成し、燐酸とH22とH2Oの混合液を用いたウエット
エッチングを行ない、N+−InGaAsサブコレクタ
層11の表面を露出させた。周知のプラズマCVD法を
用いて、膜厚200nmのSiO2膜を全面に形成した
後、ホトリソグラフイとC26とCHF3の混合ガスに
よるプラズマエッチングによる周知の選択エッチングを
行なって、コレクタ電極形成領域のN+−InGaAs
サブコレクタ層11の表面を露出させた。
Using a known photolithography technique, a photoresist mask (not shown) having a desired shape is formed, and wet etching using a mixed solution of phosphoric acid, H 2 O 2 and H 2 O is performed. The surface of the + -InGaAs subcollector layer 11 was exposed. After forming a 200-nm-thick SiO 2 film on the entire surface by using a well-known plasma CVD method, a known selective etching is performed by photolithography and plasma etching using a mixed gas of C 2 F 6 and CHF 3 to form a collector. N + -InGaAs in electrode formation region
The surface of the subcollector layer 11 was exposed.

【0025】周知のEB蒸着法を用いて、膜厚60nm
のAuGe膜、膜厚10nmのW膜、膜厚10nmのN
i膜および膜厚200nmのAu膜を順次積層して全面
に形成した後、周知のリフトオフ法を用いて不要部分を
除去し、さらにN2雰囲気中で400℃、5分間の熱処
理を行なってアロイ化させて、Au/Ni/W/AuG
eなる4層構造を有するコレクタ電極21を形成し、I
nGaAs/InPHBTが完成した。
Using a well-known EB evaporation method, a film thickness of 60 nm
AuGe film, 10 nm thick W film, 10 nm thick N
After an i-film and a 200 nm-thick Au film are sequentially laminated to form an entire surface, unnecessary portions are removed by a known lift-off method, and further heat treatment is performed at 400 ° C. for 5 minutes in an N 2 atmosphere. Au / Ni / W / AuG
e, a collector electrode 21 having a four-layer structure is formed.
nGaAs / InPHBT was completed.

【0026】本実施例においては、コレクタ電極21を
形成する際に、アロイ化のために400℃、5分間の熱
処理を行なっているが、この熱処理を行なった後のベー
ス電極20のコンタクト抵抗は、5.4×10-7Ωcm
2で非常に良好なオーミック特性を示した。さらにN2
囲気中で430℃、60分間の熱処理を加えた場合で
も、ベース電極20のコンタクト抵抗は6.3×10-7
Ωcm2と良好なオーミック特性を示し、ベース・コレ
クタ間の耐圧も−5.2Vで熱処理前とほぼ同等の値を
示した。これにより、本実施例において形成されたAu
/Pt/Ti/Mo/Ti/Pt電極は、熱処理によっ
て劣化されない、高い耐熱性をもったP型オーミック電
極であることが確認された。
In this embodiment, when the collector electrode 21 is formed, a heat treatment at 400 ° C. for 5 minutes is performed for alloying, but the contact resistance of the base electrode 20 after this heat treatment is reduced. 5.4 × 10 -7 Ωcm
2 showed very good ohmic properties. Furthermore, even when a heat treatment is performed at 430 ° C. for 60 minutes in an N 2 atmosphere, the contact resistance of the base electrode 20 is 6.3 × 10 −7.
A good ohmic characteristic of Ωcm 2 was exhibited, and the withstand voltage between the base and the collector was -5.2 V, which was almost the same value as before the heat treatment. Thereby, the Au formed in the present embodiment is formed.
It was confirmed that the / Pt / Ti / Mo / Ti / Pt electrode was a P-type ohmic electrode that was not deteriorated by heat treatment and had high heat resistance.

【0027】本実施例では、ベース電極にAu/Pt/
Ti/Mo/Ti/Ptなる6層構造の電極を用いた場
合を示したが、Au/Pt/Ti/Mo/Ptなる5層
構造の電極の場合も、従来の電極より優れた耐熱性を有
しており、実用に供することのできることが確認され
た。
In the present embodiment, Au / Pt /
Although the case where the electrode having the six-layer structure of Ti / Mo / Ti / Pt is used is shown, the electrode having the five-layer structure of Au / Pt / Ti / Mo / Pt also has better heat resistance than the conventional electrode. It has been confirmed that it can be put to practical use.

【0028】<実施例2>本発明をGaAs・MESF
ETに適用した第2の実施例を、図3を用いて説明す
る。まず、図3に示したように、ホトレジスト膜をマス
クとする周知のイオン打込み法を用いて、半絶縁性Ga
As基板22の所定部分にシリコンイオンを浅く注入し
た後、さらに深く注入して、800℃、20分程度のア
ニールを行って活性化し、第1能動層23および第2能
動層24を形成した。
<Embodiment 2> The present invention is applied to a GaAs / MESF
A second embodiment applied to ET will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3, using a well-known ion implantation method using a photoresist film as a mask, semi-insulating Ga is used.
After a shallow implantation of silicon ions into a predetermined portion of the As substrate 22, the implantation was further deepened and activated by annealing at 800 ° C. for about 20 minutes to form a first active layer 23 and a second active layer 24.

【0029】周知の常圧CVD法を用いて厚さ50nm
のSiO2膜25を全面に形成した後、上記基板22上
の所望の位置にホトレジストからなるソース・ドレイン
電極形成用パターン(図示せず)を形成し、C26とC
HF3の混合ガスをエッチングガスとして用いるプラズ
マエッチングを行なって上記SiO2膜25の所定部分
を除去して基板22の表面を露出させた。
Using a well-known atmospheric pressure CVD method, a thickness of 50 nm
After forming an SiO 2 film 25 on the entire surface, a source / drain electrode forming pattern (not shown) made of photoresist is formed at a desired position on the substrate 22, and C 2 F 6 and C 2
A predetermined portion of the SiO 2 film 25 was removed by plasma etching using a mixed gas of HF 3 as an etching gas to expose the surface of the substrate 22.

【0030】周知のEB蒸着法を用いて、AuGe膜、
W膜、Ni膜およびAu膜を順次全面に積層して形成
し、周知のリフトオフ法によって不要部分を除去し、さ
らにN 2雰囲気中で400℃、5分間の熱処理を行なっ
てアロイ化させて、AuGe/W/Ni/Auなる4層
構造のソース・ドレイン電極26を形成した。
Using a well-known EB evaporation method, an AuGe film,
W film, Ni film and Au film are sequentially laminated on the entire surface and formed.
Then, unnecessary parts are removed by a well-known lift-off method.
N TwoHeat treatment at 400 ° C for 5 minutes in an atmosphere
AuGe / W / Ni / Au
A source / drain electrode 26 having a structure was formed.

【0031】次に、上記ソース・ドレイン電極26間の
所望の位置に、所定の形状を有するホトレジスト膜から
なるゲート電極形成用パターン(図示せず)を形成し、
このゲート電極形成用パターンの開口部によって露出さ
れた上記SiO2膜25を、C26とCHF3の混合ガス
を用いてプラズマエッチングして、上記第1能動層23
の表面を露出させた。
Next, a gate electrode forming pattern (not shown) made of a photoresist film having a predetermined shape is formed at a desired position between the source / drain electrodes 26.
The SiO 2 film 25 exposed through the opening of the gate electrode forming pattern is plasma-etched using a mixed gas of C 2 F 6 and CHF 3 to form the first active layer 23.
Surface was exposed.

【0032】上記第1能動層23の露出された表面上
に、Au/Pt/Ti/Mo/Pt金属積層膜を、周知
のEB蒸着法によって形成した後、周知のリフトオフ法
を用いて、上記ゲート電極形成用パターンおよびその上
に形成されていた上記金属積層膜を除去し、Au/Pt
/Ti/Mo/Ptなる5層構造のゲート電極27を形
成して、図3に示す構造を有するGaAs・MESFE
Tが完成した。なお、上記ゲート電極27の最下層のP
t膜の膜厚は10nmとした。
A Au / Pt / Ti / Mo / Pt metal laminated film is formed on the exposed surface of the first active layer 23 by a well-known EB vapor deposition method, and then the well-known lift-off method is used. The gate electrode forming pattern and the metal laminated film formed thereon were removed, and Au / Pt was removed.
A gate electrode 27 having a five-layer structure of / Ti / Mo / Pt is formed to form a GaAs-MESFE having a structure shown in FIG.
T is completed. The lowermost P of the gate electrode 27
The thickness of the t film was 10 nm.

【0033】本実施例によって形成されたMESFET
のショットキー特性は、ショットキー障壁高さφBnは
0.84Vと高く、n値も1.06と非常に良好な特性
を示した。また、本実施例では、ソース・ドレイン電極
26を形成した後に、ゲート電極27を形成した。この
場合、ソース・ドレイン電極26を形成する際に行なわ
れる400℃程度の熱処理は、ゲート電極形成後には行
なわれない。しかし、ゲート長が0.5μm以下の非常
に短いゲート電極を形成する場合は、ソース・ドレイン
電極が先に形成されていると、ホトレジスト膜からなる
上記ゲート電極形成用パターンを形成する際に、ソース
・ドレイン電極からの乱反射によるハレーション等によ
って、ゲート電極形成用パターンの寸法が変わり、ゲー
ト電極の寸法が変わってしまう欠点があった。
MESFET formed by this embodiment
In the Schottky characteristics, the Schottky barrier height φBn was as high as 0.84 V and the n value was 1.06, which was very good. In this embodiment, the gate electrode 27 is formed after the source / drain electrodes 26 are formed. In this case, the heat treatment at about 400 ° C. performed when forming the source / drain electrodes 26 is not performed after the gate electrode is formed. However, when forming a very short gate electrode having a gate length of 0.5 μm or less, if the source / drain electrodes are formed first, when forming the gate electrode forming pattern made of a photoresist film, The size of the gate electrode forming pattern changes due to halation due to irregular reflection from the source / drain electrodes, and the size of the gate electrode changes.

【0034】このような欠点を除去するには、ゲート電
極をソース・ドレイン電極よりも先に形成することが有
効であるが、従来の電極を用いた場合は、耐熱性が高く
ないため、このように形成の順序を変更することができ
なかった。しかし、本発明では、電極の耐熱性がすぐれ
ているため、上記のように工程の順序を変更しても問題
はなく、ゲート電極の寸法が変わってしまう恐れはな
い。
In order to eliminate such defects, it is effective to form the gate electrode before forming the source / drain electrodes. However, when a conventional electrode is used, the heat resistance is not high. The order of formation could not be changed. However, in the present invention, since the electrode has excellent heat resistance, there is no problem even if the order of the steps is changed as described above, and there is no possibility that the dimensions of the gate electrode are changed.

【0035】本実施例では、ゲート電極として、Au/
Pt/Ti/Mo/Ptという5層電極を用いたが、M
o膜と最下層のPt膜の間にさらにTi膜を挿入して、
Au/Pt/Ti/Mo/Ti/Ptという6層電極を
用いても良いことは言うまでもない。
In this embodiment, Au /
Although a five-layer electrode of Pt / Ti / Mo / Pt was used,
An additional Ti film is inserted between the o film and the lowermost Pt film,
It goes without saying that a six-layer electrode of Au / Pt / Ti / Mo / Ti / Pt may be used.

【0036】<実施例3>本発明の第3の実施例を、G
aAs・HIGFETの断面構造を示す図4を用いて説
明する。半絶縁性GaAs基板28上に、周知のMBE
法を用いて、膜厚300nmのアンドープGaAs層2
9、Beをドーパントとしてキャリア濃度が3×1016
cm-3で膜厚300nmのP−AlGaAs層30、S
iをドーパントとしてキャリア濃度が3×1018cm-3
で膜厚20nmのN−GaAs層チャネル層31、膜厚
10nmのアンドープAlGaAs層32、膜厚15n
mのアンドープGaAs層33を順次成長させた後、プ
ラズマCVD法により厚さ100nmのSiO2膜を全
面に形成した。
<Embodiment 3> The third embodiment of the present invention
This will be described with reference to FIG. 4 showing a cross-sectional structure of the aAs.HIGFET. A well-known MBE is formed on a semi-insulating GaAs substrate 28.
Undoped GaAs layer 2 having a thickness of 300 nm
9. The carrier concentration is 3 × 10 16 using Be as a dopant.
P-AlGaAs layer 30 having a thickness of 300nm in cm -3, S
Carrier concentration is 3 × 10 18 cm −3 using i as a dopant
, An N-GaAs layer channel layer 31 having a thickness of 20 nm; an undoped AlGaAs layer 32 having a thickness of 10 nm;
After sequentially growing m undoped GaAs layers 33, a 100 nm thick SiO 2 film was formed on the entire surface by plasma CVD.

【0037】次に、上記アンドープGaAs層33上の
所望の位置に、ホトレジスト膜からなるN+層選択成長
用パターンを形成した。上記N+層選択成長用パターン
の開口部を介して、C26とCHF3の混合ガスを用い
たプラズマエッチングを行なって、N+層選択成長領域
のアンドープGaAs層33の表面を露出させ、さらに
燐酸、H22およびH2Oの混合液を用いてウエットエ
ッチングを行ない、上記N−GaAs層チャネル層31
の表面を露出させた。
Next, a pattern for selective growth of an N + layer made of a photoresist film was formed at a desired position on the undoped GaAs layer 33. The surface of the undoped GaAs layer 33 in the N + layer selective growth region is exposed by performing plasma etching using a mixed gas of C 2 F 6 and CHF 3 through the opening of the N + layer selective growth pattern. Then, wet etching is performed using a mixed solution of phosphoric acid, H 2 O 2 and H 2 O, and the N-GaAs layer channel layer 31 is formed.
Surface was exposed.

【0038】上記N−GaAs層チャネル層31の露出
された表面上に、周知のMOCVD法によって、N+
GaAs層34を選択成長させた。この際、ドーパント
としてはSiを用い、キャリア濃度は3×1018
-3、膜厚は400nmとし、基板温度は550℃とし
た。
On the exposed surface of the N-GaAs layer channel layer 31, N + − is formed by a well-known MOCVD method.
The GaAs layer 34 was selectively grown. At this time, Si was used as a dopant, and the carrier concentration was 3 × 10 18 c
m −3 , the film thickness was 400 nm, and the substrate temperature was 550 ° C.

【0039】次に、周知の常圧CVD法によって、厚さ
50nmのSiO2膜35を全面に形成した後、所定の
開口部を有するホトレジスト膜からなるソース・ドレイ
ン電極形成用パターン(図示せず)を形成した。上記ソ
ース・ドレイン電極形成用パターンの有する上記開口部
を介して、C26とCHF3の混合ガスによって上記S
iO2膜35をプラズマエッチングして上記N+−GaA
s層34の表面を露出させた。
Next, after a 50 nm thick SiO 2 film 35 is formed on the entire surface by a well-known normal pressure CVD method, a source / drain electrode forming pattern (not shown) made of a photoresist film having a predetermined opening is formed. ) Formed. Through the opening of the source / drain electrode formation pattern, the S 2 gas was mixed with C 2 F 6 and CHF 3 to form
The iO 2 film 35 is plasma-etched to perform the N + -GaAs
The surface of the s layer 34 was exposed.

【0040】Au/Ni/W/AuGe積層金属膜を基
板全面に形成した後、周知のリフトオフ法を用いて、上
記ソース・ドレイン電極形成用パターンおよびその上に
形成された上記積層金属膜を除去して所定の形状に加工
し、さらにN2雰囲気中で400℃、5分間のアロイ化
処理を行なって、Au/Ni/W/AuGeという4層
構造を有するソース・ドレイン電極36を形成した。
After the Au / Ni / W / AuGe laminated metal film is formed on the entire surface of the substrate, the source / drain electrode forming pattern and the laminated metal film formed thereon are removed by a known lift-off method. Then, an alloying process was performed at 400 ° C. for 5 minutes in an N 2 atmosphere to form a source / drain electrode 36 having a four-layer structure of Au / Ni / W / AuGe.

【0041】次に、上記ソース・ドレイン電極36間の
所望の位置に、ホトレジスト膜からなるゲート電極形成
用パターン(図示せず)を形成し、当該ゲート電極形成
用パターンの開口部を介して、C26とCHF3の混合
ガスによって上記SiO2膜35の露出された部分をプ
ラズマエッチングして、上記アンドープGaAs膜33
の表面を露出させ、Au/Pt/Ti/Mo/Pt積層
金属膜を周知のEB蒸着法により形成した。
Next, a gate electrode forming pattern (not shown) made of a photoresist film is formed at a desired position between the source / drain electrodes 36, and is formed through an opening of the gate electrode forming pattern. The exposed portion of the SiO 2 film 35 is plasma-etched with a mixed gas of C 2 F 6 and CHF 3 to form the undoped GaAs film 33.
Was exposed, and an Au / Pt / Ti / Mo / Pt laminated metal film was formed by a well-known EB evaporation method.

【0042】周知のリフトオフ法を用いて、上記ゲート
電極形成用パターンおよびその上に形成された上記積層
金属膜を除去して、Au/Pt/Ti/Mo/Ptなる
5層構造を有するゲート電極37を形成し、図4に示し
た断面構造を有するGaAs・HIGFETが完成し
た。なお、最下層Pt膜の膜厚は5nmとした。
The gate electrode forming pattern and the laminated metal film formed thereon are removed by using a well-known lift-off method to form a gate electrode having a five-layer structure of Au / Pt / Ti / Mo / Pt. 37 were formed, and the GaAs HIGFET having the cross-sectional structure shown in FIG. 4 was completed. The lowermost Pt film had a thickness of 5 nm.

【0043】本実施例では、ソース・ドレイン電極36
を形成した後にゲート電極37を形成したが、上記実施
例2と同様に、ゲート電極37をソース・ドレイン電極
36より先に形成しても良いことは言うまでもない。ま
た、本実施例では、ゲート電極として、Au/Pt/T
i/Mo/Ptなる5層の電極を使用したが、MESF
ETのときと同様に、Au/Pt/Ti/Mo/Ti/
Ptなる6層構造の電極を用いても良い。
In this embodiment, the source / drain electrodes 36
After the formation of the gate electrode 37, the gate electrode 37 may be formed earlier than the source / drain electrode 36 as in the second embodiment. In this embodiment, Au / Pt / T is used as the gate electrode.
Although a five-layer electrode of i / Mo / Pt was used, MESF
As in the case of ET, Au / Pt / Ti / Mo / Ti /
A six-layer electrode of Pt may be used.

【0044】<実施例4>本発明の第4の実施例をGa
As・HEMTの断面構造を示す図5により説明する。
半絶縁性GaAs基板38上に、周知のMBE法を用い
て、膜厚600nmのアンドープGaAs層39、膜厚
20nmのアンドープInGaAsチャネル層40、膜
厚5nmのアンドープAlGaAs層41、Siをドー
パントとしてキャリア濃度が3×1018cm-2で膜厚2
0nmのN−AlGaAs電子供給層42、膜厚10n
mのアンドープAlGaAsバリヤ層43およびSiを
ドーパントとしてキャリア濃度が5×1018cm-3で膜
厚100nmのN+−GaAs層44を順次積層して成
長させた後、周知のプラズマCVD法を用いて、厚さ5
00nmのSiO2膜45を全面に形成した。
<Embodiment 4> A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to Ga.
This will be described with reference to FIG. 5 showing a cross-sectional structure of As-HEMT.
On a semi-insulating GaAs substrate 38, using a well-known MBE method, an undoped GaAs layer 39 having a thickness of 600 nm, an undoped InGaAs channel layer 40 having a thickness of 20 nm, an undoped AlGaAs layer 41 having a thickness of 5 nm, and a carrier using Si as a dopant. Concentration is 3 × 10 18 cm -2 and film thickness 2
0 nm N-AlGaAs electron supply layer 42, thickness 10n
A 100 nm-thick N + -GaAs layer 44 having a carrier concentration of 5 × 10 18 cm −3 and a thickness of 100 nm is sequentially grown using the undoped AlGaAs barrier layer 43 of m and Si as a dopant, and then a known plasma CVD method is used. And thickness 5
A 00 nm SiO 2 film 45 was formed on the entire surface.

【0045】所定の形状を有するホトレジスト膜からな
るソース・ドレイン電極形成用パターン(図示せず)を
形成した後、当該ソース・ドレイン電極形成用パターン
の有する開口部を介して、C26とCHF3の混合ガス
によりプラズマエッチングを行なって上記SiO2膜4
5の露出された部分を除去し、上記N+−GaAs層4
4の表面を露出させた。
After forming a source / drain electrode forming pattern (not shown) made of a photoresist film having a predetermined shape, C 2 F 6 is formed through an opening of the source / drain electrode forming pattern. Plasma etching is performed using a mixed gas of CHF 3 to form the SiO 2 film 4.
5 is removed, and the N + -GaAs layer 4 is removed.
4 was exposed.

【0046】次に、Au/Ni/W/AuGe積層金属
膜を周知の方法を用いて形成した後、周知のリフトオフ
法を用いて、上記ソース・ドレイン電極形成用パターン
およびその上に形成された上記積層金属膜を除去して所
定の形状に加工し、さらにN 2雰囲気中で400℃、5
分間のアロイ化処理を行なって、Au/Ni/W/Au
Geなる4層構造を有するソース・ドレイン電極46を
形成した。
Next, Au / Ni / W / AuGe laminated metal
After forming the film using a known method, a known lift-off is performed.
The source / drain electrode formation pattern
And removing the laminated metal film formed thereon
Processed to a fixed shape and N Two400 ℃ in atmosphere, 5
Minute alloying treatment to obtain Au / Ni / W / Au
A source / drain electrode 46 having a four-layer structure of Ge
Formed.

【0047】ゲート電極形成領域に開口部を有するホト
レジスト膜からなるゲート電極形成用パターン(図示せ
ず)を形成した後、上記開口部を介して露出された上記
SiO2膜45の露出された部分を、C26とCHF3
混合ガスを用いたプラズマエッチングによって除去し
て、上記N+−GaAs層44の表面を露出させ、さら
に周知の反応性イオンエッチングを行なって、上記N+
−GaAs層44の露出された部分を除去し、上記アン
ドープAlGaAsバリヤ層43の表面を露出させた。
After forming a gate electrode forming pattern (not shown) made of a photoresist film having an opening in the gate electrode forming region, the exposed portion of the SiO 2 film 45 exposed through the opening is formed. Is removed by plasma etching using a mixed gas of C 2 F 6 and CHF 3 , exposing the surface of the N + -GaAs layer 44, and performing the well-known reactive ion etching to obtain the N +
The exposed portion of the GaAs layer 44 was removed, exposing the surface of the undoped AlGaAs barrier layer 43.

【0048】Au/Pt/Ti/Mo/Ptなる積層金
属膜を周知のEB蒸着法によって全面に形成した後、周
知のリフトオフ法を用いて、上記ゲート電極形成用パタ
ーンおよびその上に形成された上記積層金属膜を除去し
てAu/Pt/Ti/Mo/Ptなる5層構造を有する
ゲート電極47を形成し、図5に示す断面構造を有する
GaAs・HEMTが完成した。なお、最下層Pt層の
膜厚は5nmとした。
After a laminated metal film of Au / Pt / Ti / Mo / Pt was formed on the entire surface by a well-known EB evaporation method, the above-described gate electrode forming pattern and a pattern formed thereon were formed by a well-known lift-off method. The laminated metal film was removed to form a gate electrode 47 having a five-layer structure of Au / Pt / Ti / Mo / Pt, and a GaAs HEMT having a cross-sectional structure shown in FIG. 5 was completed. The lowermost Pt layer had a thickness of 5 nm.

【0049】本実施例では、ソース・ドレイン電極46
を形成した後にゲート電極47を形成したが、上記実施
例2の場合と同様に、ゲート電極47をソース・ドレイ
ン電極46より先に形成しても良い。また本実施例で
は、ゲート電極47にAu/Pt/Ti/Mo/Ptな
る5層電極を用いたが、上記MESFETの場合と同様
に、Au/Pt/Ti/Mo/Ti/Ptなる6層構造
のゲート電極を用いても良い。
In this embodiment, the source / drain electrodes 46
After the formation of the gate electrode 47, the gate electrode 47 may be formed earlier than the source / drain electrodes 46, as in the second embodiment. In this embodiment, a five-layer electrode of Au / Pt / Ti / Mo / Pt is used for the gate electrode 47. However, as in the case of the MESFET, a six-layer electrode of Au / Pt / Ti / Mo / Ti / Pt is used. A gate electrode having a structure may be used.

【0050】<実施例5>本発明の第5の実施例を、G
aAs・JFETの断面図を示した図6により説明す
る。半絶縁性GaAs基板48上に、周知のMBE法に
よって膜厚600nmのアンドープGaAs層49、膜
厚5nmのアンドープAlGaAs層50、Siをドー
パントとして含みキャリア濃度が5×1017cm-3で膜
厚50nmのN−GaAsチャネル層51、膜厚20n
mのアンドープAlGaAs層52およびBeをドーパ
ントとして含みキャリア濃度が4×1019cm-3で膜厚
100nmのP+−GaAs層53を順次積層して成長
させ、さらに膜厚100nmのSiO2膜を、周知のプ
ラズマCVD法によって全面に形成した。
<Embodiment 5> The fifth embodiment of the present invention
This will be described with reference to FIG. On a semi-insulating GaAs substrate 48, an undoped GaAs layer 49 having a thickness of 600 nm, an undoped AlGaAs layer 50 having a thickness of 5 nm, a Si concentration as a dopant and a carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3 are formed by a known MBE method. N-GaAs channel layer 51 of 50 nm, thickness of 20 n
carrier concentration comprises an undoped AlGaAs layer 52 and Be as a dopant of m is grown by sequentially stacking the P + -GaAs layer 53 having a thickness of 100nm at 4 × 10 19 cm -3, further SiO 2 film having a thickness of 100nm Formed on the entire surface by a known plasma CVD method.

【0051】上記P+−GaAs層53上のゲート電極
形成領域を覆うホトレジスト膜からなるメサエッチング
用パターン(図示せず)を形成した後、C26とCHF
3の混合ガスを用いたプラズマエッチングによって、上
記SiO2膜の露出された部分を除去し、上記ゲート電
極形成領域以外の領域に形成された上記P+−GaAs
層53を露出させ、上記メサエッチング用パターンを除
去した。
After a mesa etching pattern (not shown) made of a photoresist film covering the gate electrode formation region on the P + -GaAs layer 53 is formed, C 2 F 6 and CHF are formed.
By plasma etching using 3 gas mixture, the SiO 2 film exposed portions were removed, and the formed in the region other than the gate electrode forming region P + -GaAs
The layer 53 was exposed, and the mesa etching pattern was removed.

【0052】上記SiO2膜をマスクとして用い、開口
部内の上記P+−GaAs層53をを反応性イオンエッ
チング法によってメサエッチングして、上記アンドープ
AlGaAs層52の表面を露出させた。
Using the SiO 2 film as a mask, the P + -GaAs layer 53 in the opening was mesa-etched by reactive ion etching to expose the surface of the undoped AlGaAs layer 52.

【0053】次に、周知の常圧CVD法を用いて膜厚2
0nmのSiO2膜を全面に形成した後、ホトレジスト
膜をマスクとしたイオン打込み法によって、シリコンイ
オンを注入し、800℃、20分のアニールを行ってシ
リコンイオンを活性化して、N型オーミックコンタクト
層54を形成した。
Next, a film thickness of 2 is formed using a well-known atmospheric pressure CVD method.
After a 0-nm SiO 2 film is formed on the entire surface, silicon ions are implanted by ion implantation using a photoresist film as a mask, and annealing is performed at 800 ° C. for 20 minutes to activate the silicon ions to form an N-type ohmic contact. Layer 54 was formed.

【0054】周知の常圧CVD法を用いて、膜厚500
nmのSiO2膜55を全面に形成した後、ソース・ド
レイン電極形成用のホトレジストパターンを形成した。
当該ホトレジストパターンの開口部を介して、上記Si
2膜55の露出された部分を、C26とCHF3の混合
ガスによるプラズマエッチングによって除去して、上記
N型オーミックコンタクト層54の表面を露出させた。
Using a well-known atmospheric pressure CVD method, a film thickness of 500
After forming a SiO 2 film 55 nm in thickness over the entire surface, a photoresist pattern for forming source / drain electrodes was formed.
Through the opening of the photoresist pattern, the Si
The exposed portion of the O 2 film 55 was removed by plasma etching using a mixed gas of C 2 F 6 and CHF 3 to expose the surface of the N-type ohmic contact layer 54.

【0055】周知の方法を用いてAu/Ni/W/Au
Geからなる積層金属膜を全面に形成した後、周知のリ
フトオフ法を用いて上記レジストパターンおよびその上
に形成された上記積層金属膜を除去し、さらにN2雰囲
気中で400℃、5分間のアロイ化処理を行なって、上
記N型オーミックコンタクト層54の露出された表面上
に、Au/Ni/W/AuGeなる5層構造のソース・
ドレイン電極56を形成した。
Using a known method, Au / Ni / W / Au
After a laminated metal film made of Ge is formed on the entire surface, the resist pattern and the laminated metal film formed thereon are removed by using a well-known lift-off method, and further at 400 ° C. for 5 minutes in an N 2 atmosphere. An alloying process is performed to form a five-layer Au / Ni / W / AuGe source / source on the exposed surface of the N-type ohmic contact layer 54.
A drain electrode 56 was formed.

【0056】次に、所定の形状を有するホトレジスト膜
からなるゲート電極形成用パターン(図示せず)をマス
クとして用いた、C26とCHF3の混合ガスによりプ
ラズマエッチングを行なって上記SiO2膜55の露出
された部分を除去し、露出された上記P+−GaAs層
53の上にAu/Pt/Ti/Mo/Ti/Ptなる積
層金属を周知のEB蒸着法によって形成した。上記ゲー
ト電極形成用パターンおよびその上に形成された上記積
層金属膜を、周知のリフトオフ法によって除去して、A
u/Pt/Ti/Mo/Ti/Ptなる6層構造を有す
るゲート電極57を形成して、図6に示す断面構造を有
するGaAs・JFETが完成した。なお、最下層のP
t膜の膜厚は5nm、第2層のTi層の膜厚は10nm
とした。
Next, using a gate electrode forming pattern (not shown) made of a photoresist film having a predetermined shape as a mask, plasma etching is performed with a mixed gas of C 2 F 6 and CHF 3 to form the SiO 2. The exposed portion of the film 55 was removed, and a laminated metal of Au / Pt / Ti / Mo / Ti / Pt was formed on the exposed P + -GaAs layer 53 by a well-known EB evaporation method. The gate electrode forming pattern and the laminated metal film formed thereon are removed by a well-known lift-off method, and A
A gate electrode 57 having a six-layer structure of u / Pt / Ti / Mo / Ti / Pt was formed to complete a GaAs JFET having a cross-sectional structure shown in FIG. Note that the lowermost layer P
The thickness of the t film is 5 nm, and the thickness of the second Ti layer is 10 nm.
And

【0057】本実施例では、ソース・ドレイン電極56
を形成した後にゲート電極57を形成したが、上記実施
例2と同様に、ゲート電極57を先に形成しても良い。
また、本実施例では、ゲート電極としてAu/Pt/T
i/Mo/Ti/Ptなる6層構造電極を用いたが、上
記実施例2と同様にAu/Pt/Ti/Mo/Ptなる
5層構造電極を用いても良い。上記各実施例では、高融
点金属としてMoを用いた場合を示したが、その他、N
b、W、Ta、V、Zr若しくはHfを用いても、同様
な効果が得られた。
In this embodiment, the source / drain electrodes 56
After the formation of the gate electrode 57, the gate electrode 57 may be formed first as in the second embodiment.
In this embodiment, Au / Pt / T is used as the gate electrode.
Although a six-layered electrode of i / Mo / Ti / Pt is used, a five-layered electrode of Au / Pt / Ti / Mo / Pt may be used as in the second embodiment. In each of the above embodiments, the case where Mo was used as the high melting point metal was shown.
Similar effects were obtained by using b, W, Ta, V, Zr or Hf.

【0058】また、上記各実施例では、基板と接する第
1の高融点金属層としてPt層を用いた場合を示した
が、Pt層の代わりに化合物半導体基板を構成する元素
とPtの金属間化合物層あるいはPtとTiの合金層を
用いても良く、上記第1の高融点金属層と第2の高融点
金属層の間に介在して設けられる第5の高融点金属層と
しては、Ti層のみではなく、基板である化合物半導体
を構成する元素の金属間化合物層またはPtとTiの合
金層を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the case where the Pt layer is used as the first refractory metal layer in contact with the substrate has been described. However, instead of the Pt layer, the element constituting the compound semiconductor substrate and the Pt metal A compound layer or an alloy layer of Pt and Ti may be used. As the fifth refractory metal layer provided between the first refractory metal layer and the second refractory metal layer, Ti may be used. Not only a layer but also an intermetallic compound layer of an element constituting a compound semiconductor serving as a substrate or an alloy layer of Pt and Ti may be used.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、化合物半導体に対して
良好なオーミック特性、およびショットキー特性を有す
る電極を有する化合物半導体装置を、再現性良く得るこ
とができる。
According to the present invention, a compound semiconductor device having an electrode having good ohmic characteristics and Schottky characteristics with respect to a compound semiconductor can be obtained with good reproducibility.

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

【図1】本発明と従来の電極における熱処理温度とコン
タクト抵抗の関係を示す図、
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a heat treatment temperature and a contact resistance in an electrode of the present invention and a conventional electrode;

【図2】本発明の実施例1を示す断面図、FIG. 2 is a sectional view showing Embodiment 1 of the present invention;

【図3】本発明の実施例2を示す断面図、FIG. 3 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention;

【図4】本発明の実施例3を示す断面図、FIG. 4 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention;

【図5】本発明の実施例4を示す断面図、FIG. 5 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention;

【図6】本発明の実施例5を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……半絶縁性InP基板、 11……N+−InG
aAsサブコレクタ層、12……アンドープInGaA
sコレクタ層、 13……P+−InGaAsベース
層、 14……アンドープInGaAsスペーサ層、
15……N−InGaAsエミッタ層、 16……アン
ドープInGaAsスペーサ層、 17……N+−In
GaAsコンタクト層、 18……WSiエミッタ電
極、 19……SiO2サイドウォール、 20……A
u/Pt/Ti/Mo/Ti/Ptベース電極、 21
……AuGe系コレクタ電極、 22……半絶縁性Ga
As基板、23……第1能動層、 24……第2能動
層、 25……SiO2膜、 26……AuGe系ソー
ス・ドレイン電極、 27……Au/Pt/Ti/Mo
/Ti/Ptゲート電極、 28……半絶縁性GaAs
基板、 29……アンドープGaAs層、 30……P
−AlGaAs層、 31……N−GaAsチャネル
層、32……アンドープAlGaAs層、 33……ア
ンドープGaAs層、34……N+−GaAs層、35
……SiO2膜、 36……AuGe系ソース・ドレイ
ン電極、 37……Au/Pt/Ti/Mo/Ptゲー
ト電極 38……半絶縁性GaAs基板、 39……アンドープ
GaAs層、 40……アンドープInGaAsチャネ
ル層、41……アンドープAlGaAs層、42……N
−AlGaAs電子供給層、 43……アンドープAl
GaAsバリヤ層、44……N+−GaAs層、 45
……SiO2膜、 46……AuGe系ソース・ドレイ
ン電極、 47……Au/Pt/Ti/Mo/Ptゲー
ト電極 48……半絶縁性GaAs基板、 49……アンドープ
GaAs層、 50……アンドープAlGaAs層、
51……N−GaAsチャネル層、 52……アンドー
プAlGaAs層、 53……P+−GaAs層、 5
4……N型オーミックコンタクト層、 55……SiO
2膜、 56……AuGe系ソース・ドレイン電極、
57……Au/Pt/Ti/Mo/Ti/Ptゲート電
極。
10 ... Semi-insulating InP substrate, 11 ... N + -InG
aAs subcollector layer, 12 undoped InGaAs
s collector layer, 13... P + -InGaAs base layer, 14... undoped InGaAs spacer layer,
15 N-InGaAs emitter layer 16 Undoped InGaAs spacer layer 17 N + -In
GaAs contact layer, 18 WSi emitter electrode, 19 SiO 2 sidewall, 20 A
u / Pt / Ti / Mo / Ti / Pt base electrode, 21
... AuGe-based collector electrode 22... Semi-insulating Ga
As substrate, 23 first active layer 24 second active layer 25 SiO 2 film 26 AuGe-based source / drain electrodes 27 Au / Pt / Ti / Mo
/ Ti / Pt gate electrode, 28 ... Semi-insulating GaAs
Substrate, 29 ... Undoped GaAs layer, 30 ... P
-AlGaAs layer, 31 ... N-GaAs channel layer, 32 ... Undoped AlGaAs layer, 33 ... Undoped GaAs layer, 34 ... N + -GaAs layer, 35
...... SiO 2 film, 36 ...... AuGe based source and drain electrodes, 37 ...... Au / Pt / Ti / Mo / Pt gate electrode 38 ...... semi-insulating GaAs substrate, 39 ...... undoped GaAs layer, 40 ...... undoped InGaAs channel layer, 41 ... undoped AlGaAs layer, 42 ... N
-AlGaAs electron supply layer, 43 ... undoped Al
GaAs barrier layer, 44... N + -GaAs layer, 45
... SiO 2 film, 46 ... AuGe-based source / drain electrode, 47 ... Au / Pt / Ti / Mo / Pt gate electrode 48 ... Semi-insulating GaAs substrate, 49 ... Undoped GaAs layer, 50 ... Undoped An AlGaAs layer,
51: N-GaAs channel layer, 52: undoped AlGaAs layer, 53: P + -GaAs layer, 5
4 ... N-type ohmic contact layer, 55 ... SiO
2 films, 56... AuGe source / drain electrodes,
57 ... Au / Pt / Ti / Mo / Ti / Pt gate electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/737 29/812 (72)発明者 田上 知紀 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 4M104 AA04 AA05 AA07 BB06 BB10 BB13 BB14 BB28 CC01 CC03 DD35 DD68 DD78 DD83 EE09 EE16 GG06 GG11 GG12 HH15 HH20 5F003 BA92 BB01 BE01 BH08 BH99 BM03 BP11 BP12 BP32 BP93 5F102 GB01 GC01 GD01 GD04 GJ05 GK05 GK08 GL04 GL05 GM05 GM06 GM08 GN05 GQ01 GS02 GT01 GT03 HC01 HC02 HC07 HC16 HC19 HC21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/737 29/812 (72) Inventor Tomoki 1-280 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. F-term in the Central Research Laboratory (reference) 4M104 AA04 AA05 AA07 BB06 BB10 BB13 BB14 BB28 CC01 CC03 DD35 DD68 DD78 DD83 EE09 EE16 GG06 GG11 GG12 HH15 HH20 5F003 BA92 BB01 BE01 BH08 BH99 BM03 BG11 G01 BP11 G01 BP12 GL05 GM05 GM06 GM08 GN05 GQ01 GS02 GT01 GT03 HC01 HC02 HC07 HC16 HC19 HC21

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】化合物半導体基板上に順次積層して形成さ
れた、上記化合物半導体基板とオーミック接続する所定
の形状を有する第1の高融点金属層、第2の高融点金属
層、第3の高融点金属層、第4の高融点金属層および低
抵抗導電体層からなる電極を具備し、上記第2の高融点
金属層は、上記第3の高融点金属層を構成する成分の上
記半導体基板への拡散を防止する機能を有していること
を特徴とする化合物半導体装置。
A first refractory metal layer, a second refractory metal layer, a third refractory metal layer, and a third refractory metal layer having a predetermined shape, which are formed on the compound semiconductor substrate in order and are in ohmic contact with the compound semiconductor substrate. An electrode comprising a high-melting point metal layer, a fourth high-melting point metal layer, and a low-resistance conductor layer, wherein the second high-melting point metal layer comprises the semiconductor of the component constituting the third high-melting point metal layer A compound semiconductor device having a function of preventing diffusion to a substrate.
【請求項2】上記第1の高融点金属層と上記第2の高融
点金属層の間には、第5の高融点金属層が設けられてい
ることを特徴とする請求項1に記載の化合物半導体装
置。
2. The method according to claim 1, wherein a fifth refractory metal layer is provided between the first refractory metal layer and the second refractory metal layer. Compound semiconductor device.
【請求項3】上記半導体基板の導電型はp型であること
を特徴とする請求項1若しくは2に記載の化合物半導体
装置。
3. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein the conductivity type of said semiconductor substrate is p-type.
【請求項4】化合物半導体基板上に順次積層して形成さ
れた、上記化合物半導体基板とショットキ接続する所定
の形状を有する第1の高融点金属層、第2の高融点金属
層、第3の高融点金属層、第4の高融点金属層および低
抵抗導体層からなる電極を具備し、上記第2の高融点金
属層は、上記第3の高融点金属層を構成する成分の上記
半導体基板への拡散を防止する機能を有していることを
特徴とする化合物半導体装置。
4. A first refractory metal layer, a second refractory metal layer, a third refractory metal layer, and a third refractory metal layer having a predetermined shape, which are sequentially laminated on the compound semiconductor substrate and have a Schottky connection with the compound semiconductor substrate. An electrode comprising a high-melting point metal layer, a fourth high-melting point metal layer and a low-resistance conductor layer, wherein the second high-melting point metal layer is a component of the third high-melting point metal layer. A compound semiconductor device having a function of preventing diffusion into a semiconductor.
【請求項5】上記第1の高融点金属層と上記第2の高融
点金属層の間には、第5の高融点金属層が設けられてい
ることを特徴とする請求項4に記載の化合物半導体装
置。
5. The method according to claim 4, wherein a fifth refractory metal layer is provided between the first refractory metal layer and the second refractory metal layer. Compound semiconductor device.
【請求項6】上記化合物半導体基板の導電型はN型もし
くはアンドープであることを特徴とする請求項4若しく
は5に記載の化合物半導体装置。
6. The compound semiconductor device according to claim 4, wherein the conductivity type of said compound semiconductor substrate is N-type or undoped.
【請求項7】上記第1の高融点金属層はPt、上記化合
物半導体を構成する元素とPtの金属間化合物およびP
tとTiの合金からなる群から選択された材料からなる
膜であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一
に記載の化合物半導体装置。
7. The first refractory metal layer is composed of Pt, an intermetallic compound of Pt with an element constituting the compound semiconductor, and Pt.
The compound semiconductor device according to any one of claims 1 to 6, wherein the compound semiconductor device is a film made of a material selected from the group consisting of an alloy of t and Ti.
【請求項8】上記第2の高融点金属層は、Mo、Nb、
W、Ta、V、ZrおよびHfからなる群から選択され
た材料からなる膜であることを特徴とする請求項1から
7のいずれか一に記載の化合物半導体装置。
8. The second refractory metal layer is made of Mo, Nb,
The compound semiconductor device according to claim 1, wherein the compound semiconductor device is a film made of a material selected from the group consisting of W, Ta, V, Zr, and Hf.
【請求項9】上記第3の高融点金属層は、Tiからなる
膜であることを特徴とする請求項1から8のいずれか一
に記載の化合物半導体装置。
9. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein said third refractory metal layer is a film made of Ti.
【請求項10】上記第4の高融点金属層は、Ptからな
る膜であることを特徴とする請求項1から9のいずれか
一に記載の化合物半導体装置。
10. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein said fourth refractory metal layer is a film made of Pt.
【請求項11】上記第5の高融点金属層はTi、上記化
合物半導体を構成する元素とTiの金属間化合物および
PtとTiの合金からなる群から選択された材料からな
る膜であることを特徴とする請求項3若しくは7に記載
の化合物半導体装置。
11. The fifth refractory metal layer is a film made of a material selected from the group consisting of Ti, an intermetallic compound of an element constituting the compound semiconductor and Ti, and an alloy of Pt and Ti. The compound semiconductor device according to claim 3 or 7, wherein
【請求項12】上記電極は電界効果型トランジスタのゲ
ート電極であることを特徴とする請求項4から11のい
ずれか一に記載の化合物半導体装置。
12. The compound semiconductor device according to claim 4, wherein said electrode is a gate electrode of a field effect transistor.
【請求項13】上記電極はバイポーラトランジスタのベ
ース電極であることを特徴とする請求項1から3および
7から11のいずれか一に記載の化合物半導体装置。
13. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein said electrode is a base electrode of a bipolar transistor.
【請求項14】上記第1の高融点金属層の膜厚は1nm
〜30nmであることを特徴とする請求項1から13の
いずれか一に記載の化合物半導体装置。
14. The first refractory metal layer has a thickness of 1 nm.
The compound semiconductor device according to any one of claims 1 to 13, wherein the thickness is from 30 to 30 nm.
【請求項15】上記第2の高融点金属層の膜厚は10m
〜100nmであることを特徴とする請求項1から14
のいずれか一に記載の化合物半導体装置。
15. The film thickness of the second refractory metal layer is 10 m.
15 to 100 nm.
The compound semiconductor device according to any one of the above.
【請求項16】上記第3若しくは第5の高融点金属層の
膜厚は10m〜200nmであることを特徴とする請求
項1から15のいずれか一に記載の化合物半導体装置。
16. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein said third or fifth refractory metal layer has a thickness of 10 to 200 nm.
【請求項17】上記第4の高融点金属層の膜厚は10m
〜200nmであることを特徴とする請求項1から16
のいずれか一に記載の化合物半導体装置。
17. The film thickness of the fourth refractory metal layer is 10 m.
17. The structure according to claim 1, wherein the thickness is from 200 to 200 nm.
The compound semiconductor device according to any one of the above.
【請求項18】上記低抵抗金属膜は、Au、Al、Wお
よびMoからなる群れから選ばれた材料からなる膜であ
ることを特徴とする請求項1から17のいずれか一に記
載の化合物半導体装置。
18. The compound according to claim 1, wherein said low-resistance metal film is a film made of a material selected from the group consisting of Au, Al, W and Mo. Semiconductor device.
【請求項19】化合物半導体基板上に順次積層して形成
された第1導電型を有する低抵抗の化合物半導体層から
なるサブコレクタ層、高抵抗の化合物半導体層からなる
コレクタ層、上記第1導電型とは逆の第2導電型を有す
る化合物半導体層からなるベース層、上記第1導電型を
有する化合物半導体層からなるエミッタ層、低抵抗導電
体層からなるエミッタ電極および上記ベース層の露出さ
れた表面上に形成されたベース電極を少なくとも具備
し、上記ベース電極は、上記ベース層の露出された表面
上に順次積層して形成された、上記ベース層とオーミッ
ク接続する第1の高融点金属層、第2の高融点金属層、
第3の高融点金属層、第4の高融点金属層および低抵抗
導電体層からなる電極を具備し、かつ、上記第2の高融
点金属層は、上記第3の高融点金属層を構成する成分の
上記ベース層への拡散を防止する機能を有していること
を特徴とする化合物半導体装置。
19. A sub-collector layer composed of a low-resistance compound semiconductor layer having a first conductivity type and a collector layer composed of a high-resistance compound semiconductor layer having a first conductivity type and formed sequentially on a compound semiconductor substrate. A base layer made of a compound semiconductor layer having a second conductivity type opposite to the mold type, an emitter layer made of the compound semiconductor layer having the first conductivity type, an emitter electrode made of a low-resistance conductor layer, and an exposed portion of the base layer. A base electrode formed on the exposed surface of the base layer, wherein the base electrode is formed on the exposed surface of the base layer, and is formed of a first refractory metal that is in ohmic contact with the base layer. Layer, a second refractory metal layer,
An electrode comprising a third refractory metal layer, a fourth refractory metal layer, and a low-resistance conductor layer; and the second refractory metal layer forms the third refractory metal layer. A compound semiconductor device having a function of preventing a component to be diffused into the base layer.
【請求項20】上記第1高融点金属層と上記第2高融点
金属層の間には、第5の高融点金属層が設けられている
ことを特徴とする請求項19に記載の化合物半導体装
置。
20. The compound semiconductor according to claim 19, wherein a fifth refractory metal layer is provided between said first refractory metal layer and said second refractory metal layer. apparatus.
【請求項21】化合物半導体基板上に順次積層して形成
された、上記化合物半導体との化合物からなる当該化合
物半導体基板とのオーミック接触層、第1の高融点金属
層、第2の高融点金属層および導電体層を少なくとも含
むオーミック電極を具備していることを特徴とする化合
物半導体装置。
21. An ohmic contact layer, a first refractory metal layer, and a second refractory metal formed on a compound semiconductor substrate and sequentially formed on the compound semiconductor substrate, the contact layer comprising a compound with the compound semiconductor and the compound semiconductor substrate. A compound semiconductor device comprising an ohmic electrode including at least a layer and a conductor layer.
【請求項22】化合物半導体基板上に順次積層して形成
された、当該化合物半導体基板との化合物からなる2種
以上のオーミック接続用元素を含む上記化合物半導体基
板とのオーミック接触層、第1の高融点金属層、第2の
高融点金属層および導電体層を少なくとも含むオーミッ
ク電極を具備していることを特徴とする化合物半導体装
置。
22. An ohmic contact layer with the compound semiconductor substrate, comprising at least two kinds of ohmic connection elements composed of a compound with the compound semiconductor substrate, which are successively formed on the compound semiconductor substrate. A compound semiconductor device comprising an ohmic electrode including at least a high melting point metal layer, a second high melting point metal layer, and a conductor layer.
【請求項23】化合物半導体基板の第1の領域上に、当
該第1の領域との間にオーミック接続若しくはショット
キー接続を形成する材料からなる第1の高融点金属膜、
第2の高融点金属膜、第3の高融点金属膜、第4の高融
点金属膜および低抵抗導電体膜を順次積層して金属積層
膜を形成する工程と、当該金属積層膜の不要部分を除去
して第1の電極を形成する工程と、300℃より高い温
度で熱処理する工程を少なくとも含み、上記第2の高融
点金属膜は上記第3の高融点金属膜を構成する成分の上
記化合物半導体基板内への拡散を防止する機能を有して
いるとを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
23. A first refractory metal film made of a material for forming an ohmic connection or a Schottky connection with the first region on the first region of the compound semiconductor substrate;
A step of sequentially laminating a second refractory metal film, a third refractory metal film, a fourth refractory metal film, and a low-resistance conductor film to form a metal laminated film; and unnecessary portions of the metal laminated film. At least a step of forming a first electrode by removing and a step of heat-treating at a temperature higher than 300 ° C., wherein the second refractory metal film is a component of the third refractory metal film. A method for manufacturing a compound semiconductor device having a function of preventing diffusion into a compound semiconductor substrate.
【請求項24】上記第1の電極を形成した後、上記半導
体基板の第2の領域上に第2の電極を形成する工程を含
み、上記熱処理する工程は、上記第2の電極を形成した
後に行なわれることを特徴とする請求項23に記載の化
合物半導体装置の製造方法。
24. After forming the first electrode, the method includes a step of forming a second electrode on a second region of the semiconductor substrate, and the step of heat treating includes forming the second electrode. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 23, wherein the method is performed later.
【請求項25】上記第1および第2の電極は、それぞれ
電界効果トランジスタのゲート電極およびソース・ドレ
イン電極であることを特徴とする請求項24に記載の化
合物半導体装置の製造方法。
25. The method according to claim 24, wherein the first and second electrodes are a gate electrode and a source / drain electrode of a field effect transistor, respectively.
【請求項26】上記第1および第2の電極は、それぞれ
バイポーラトランジスタのベース電極およびコレクタ電
極であることを特徴とする請求項24に記載の化合物半
導体装置の製造方法。
26. The method according to claim 24, wherein the first and second electrodes are a base electrode and a collector electrode of a bipolar transistor, respectively.
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