JP3035917B2 - Field effect type semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Field effect type semiconductor device and method of manufacturing the same

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JP3035917B2 JP1055311A JP5531189A JP3035917B2 JP 3035917 B2 JP3035917 B2 JP 3035917B2 JP 1055311 A JP1055311 A JP 1055311A JP 5531189 A JP5531189 A JP 5531189A JP 3035917 B2 JP3035917 B2 JP 3035917B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は信頼性の高い高速半導体装置及びその製造方
法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a highly reliable high-speed semiconductor device and a method for manufacturing the same.

(従来の技術) 近年、GaAsなどの化合物半導体を用いた超高速半導体
集積回路の研究開発が盛んに行われている。特に、分子
線エピタキシャル法(MBE法)等の高制御成長法が確立
されて以来、高不純物密度・極薄膜のエピタキシャル半
導体層を用いた超高速半導体素子及び集積回路の研究開
発は急速に進展している。
(Prior Art) In recent years, research and development of ultra-high-speed semiconductor integrated circuits using compound semiconductors such as GaAs have been actively conducted. In particular, since the highly controlled growth method such as the molecular beam epitaxy method (MBE method) was established, the research and development of ultra-high-speed semiconductor devices and integrated circuits using high impurity density and ultra-thin epitaxial semiconductor layers have progressed rapidly. ing.

従来、例えばGaAs電界効果型トランジスタ(GaAsMESF
ET)においては、寄生抵抗の低減を計り、素子の高速化
を実現するために、ゲート電極外部の寄生領域にイオン
注入を行い、熱処理することによって電気的抵抗層を形
成していた。この場合、ゲート電極には耐熱性に優れ、
GaAsとの界面が安定なWSiを用いることが多かった。ま
た、通常、寄生領域のイオン注入は、WSi加工後、このW
Siゲート電極にセルフアライン的に行われ、例えば、Si
3N4膜を保護膜にして800℃、20分程度の熱処理が行われ
る。しかしながら、実際には、WSiゲート電極及びSi3N4
膜とGaAsの熱膨張係数が大きく異なるため、ゲート電極
端にストレスが発生し、GaAs中に注入した不純物イオン
が異常な拡散をおこしてしまうことが知られている。そ
の結果、短チャネル効果の制御が不十分となり、FETの
高速化に有利なゲート長の短縮が困難であった。尚、ゲ
ート電極材料としては、ゲート抵抗低減の為に、例えば
WとWSiの2層構造を用いることもあるが、前述の問題
は同様に生じていた。更に、この場合、W、WSi及びGaA
sの応力特性がことなるため、金属膜の剥がれが生じや
すいと言う問題もあった。
Conventionally, for example, a GaAs field effect transistor (GaAsMESF)
In ET), in order to reduce the parasitic resistance and achieve high-speed operation of the element, ion implantation was performed on a parasitic region outside the gate electrode, and heat treatment was performed to form an electrical resistance layer. In this case, the gate electrode has excellent heat resistance,
In many cases, WSi whose interface with GaAs is stable is used. Usually, the ion implantation of the parasitic region is performed after this WSi processing.
Performed in a self-aligned manner on the Si gate electrode, for example, Si
3 N 4 film to 800 ° C. in the protective film, heat treatment at about 20 minutes is performed. However, in practice, the WSi gate electrode and Si 3 N 4
It is known that since the thermal expansion coefficient of the film and that of GaAs are significantly different, a stress is generated at the end of the gate electrode, and impurity ions implanted into GaAs cause abnormal diffusion. As a result, the control of the short channel effect becomes insufficient, and it is difficult to shorten the gate length, which is advantageous for speeding up the FET. Incidentally, as a gate electrode material, for example, a two-layer structure of W and WSi may be used in order to reduce the gate resistance, but the above-described problem similarly occurs. Further, in this case, W, WSi and GaAs
Since the stress characteristics of s are different, there is also a problem that the metal film is easily peeled off.

(発明が解決しようとする課題) 本発明の目的は、このような問題を解決し、短チャネ
ル効果を制御し、信頼性に優れた高速半導体装置及びそ
の製造方法を提供することにある。
(Problems to be Solved by the Invention) It is an object of the present invention to solve such a problem, to provide a high-speed semiconductor device which controls a short-channel effect, is excellent in reliability, and a method of manufacturing the same.

(問題を解決するための手段) 本発明の電界効果型半導体装置の構成は、互いに応力
特性が異なる耐熱性金属層を3層以上積層させた多層電
極ゲート電極を備えてなることを特徴とする。
(Means for Solving the Problem) The configuration of the field-effect semiconductor device of the present invention is characterized by comprising a multilayer electrode gate electrode in which three or more heat-resistant metal layers having mutually different stress characteristics are laminated. .

また、本発明の電界効果型半導体装置の製造方法の構
成は、半導体層上に互いにエッチング特性の異なる耐熱
性金属層を3層以上形成する工程と、ハロゲン元素を含
むガスを用い、下層の金属層を停止層として上層の金属
層を選択的に除去し、下層の金属層を露出させる工程
と、下層の金属層を通して半導体層にイオン注入する工
程と、続いて熱処理を行う工程とを少なくとも備えてな
ることを特徴とする。
The method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to the present invention includes a step of forming three or more heat-resistant metal layers having different etching characteristics on a semiconductor layer, and a step of forming a lower metal layer by using a gas containing a halogen element. Selectively removing the upper metal layer by using the layer as a stop layer to expose the lower metal layer, ion-implanting the semiconductor layer through the lower metal layer, and subsequently performing a heat treatment. It is characterized by becoming.

更に、本発明の電界効果型半導体装置の構成は、半導
体層上に互いにエッチング特性の異なる第1の耐熱性金
属層及び第2の耐熱性金属層と第3の耐熱性多層金属層
からなる電極を順次形成する工程と、ハロゲン元素を含
むガスを用いて前記第3の耐熱性多層金属層の一部の領
域を第2の耐熱性金属層を停止層として選択的に除去
し、この一部の領域の第2の耐熱性金属層を露出させる
工程と、前記露出した第2の耐熱性金属層を通して半導
体層にイオン注入する工程と、絶縁膜を形成する工程
と、絶縁膜を異方性ドライエッチング法により垂直加工
し、側壁を形成する工程と、前記露出した第2の耐熱性
金属層を通して半導体層に再びイオン注入する工程と、
続いて熱処理を行う工程とを少なくとも備えてなること
を特徴とする。
Further, the structure of the field-effect semiconductor device of the present invention is such that an electrode comprising a first heat-resistant metal layer, a second heat-resistant metal layer, and a third heat-resistant multilayer metal layer having different etching characteristics on a semiconductor layer. And sequentially removing a part of the third heat-resistant multilayer metal layer using a gas containing a halogen element, using the second heat-resistant metal layer as a stop layer. Exposing the second heat-resistant metal layer in the region of the above, the step of ion-implanting the semiconductor layer through the exposed second heat-resistant metal layer, the step of forming an insulating film, Vertical processing by dry etching to form side walls; and ion implanting again into the semiconductor layer through the exposed second heat resistant metal layer;
And a step of subsequently performing a heat treatment.

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明す
る。
Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施例1) 第1図、本発明の一実施例の半導体装置の構造断面図
である。第1図は、例えば、有機金属気相成長法(MOCV
D法)を用いて成長した半導体結晶の断面図である。第
1図において、1は高抵抗GaAs基板、2はアンドープの
GaAs、3は不純物密度か2×1018cm-3で膜厚20nmのn型
GaAs、4はNi/Au/Geによるオーミック電極、5はWSi、
6はLaB6、7はWである。この式、5,6及び7の金属に
よりゲート電極が形成されている。ゲート金属5,6及び
7は、各々スパッタ法、電子ビーム銃蒸着法及びスパッ
タ法で形成される。ゲートを多層構造にする事により、
ゲート金属抵抗Rgは、従来のWSi単層の場合に比べ、約
1桁以上低くでき、最大有能利得が大幅に改善された。
また、WSi5とW7との界面に生じる応力をLaB66を挿入す
る事により低減することができ、金属膜の剥がれを制御
でき、信頼性の高いゲート電極を形成できた。
Embodiment 1 FIG. 1 is a structural sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows, for example, a metal organic chemical vapor deposition (MOCV) method.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor crystal grown by using (D method). In FIG. 1, 1 is a high-resistance GaAs substrate and 2 is an undoped
GaAs, 3 is an n-type with an impurity density of 2 × 10 18 cm -3 and a thickness of 20 nm
GaAs, 4 is an ohmic electrode of Ni / Au / Ge, 5 is WSi,
6 is LaB 6 and 7 is W. The gate electrode is formed by the metals of the formulas 5, 6, and 7. The gate metals 5, 6, and 7 are formed by a sputtering method, an electron beam gun evaporation method, and a sputtering method, respectively. By making the gate a multilayer structure,
The gate metal resistance Rg can be reduced by about one digit or more compared to the conventional WSi single layer, and the maximum available gain is greatly improved.
Further, it is possible to reduce by inserting the LaB 6 6 stress generated at the interface between WSi5 and W7, can control the peeling of the metal film, was formed with high reliability gate electrode.

(実施例2) 第2図(a)乃至第2図(e)は、本発明の一実施例
の半導体装置の製造方法の要部製造工程である。
Example 2 FIGS. 2 (a) to 2 (e) show main steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to an example of the present invention.

第2図(a)に示すように、分子線エピタキシー成長
法(MBE法)を用いて、高抵抗GaAs基板上1に、アンド
ープのGaAs2を0.5μm、不純物密度が2×1018cm-3で膜
厚20nmのn型GaAs3を順次エピタキシャル成長した後、
ゲート電極材料となるWSi5をスパッタ法で形成し、その
後LaB6を蒸着法で形成し、更にスパッタ法でW7を形成す
る。次に、第2図(b)に示すように、フォトレジスト
(PR)8をマスクにし、CF4ガス9を用いてW7をドライ
エッチ法で加工する。この時、LaB66のエッチングレー
トは、W7のそれに比べ十分小さくなるように設定する。
例えば、パワー100W、ガス圧1mTorr、ガス流量10SCCM程
度か望ましい。次に、第2図(c)に示すように、寄生
領域にWSi5及びLaB66を通してSiイオン11を5×1013cm
-2、100keVの条件で注入する。その後、寄生領域にWSi5
及びLaB66を残したまま、800℃、20分間の熱処理を行
う。次に、第2図(d)に示すように、LaB66を、例え
ば、Arイオンミリング法を用いて除去後、CF4ガスを用
いてWSi5をドライエッチ法で加工する。最後に、第2図
(e)に示すように、Ni/Au/Geによるオーミック電極4
を形成する。
As shown in FIG. 2 (a), undoped GaAs 2 was deposited on a high-resistance GaAs substrate 1 at a thickness of 0.5 μm and an impurity density of 2 × 10 18 cm −3 by using a molecular beam epitaxy method (MBE method). After successively epitaxially growing n-type GaAs3 with a thickness of 20 nm,
The WSi5 as a gate electrode material is formed by sputtering, then forming a LaB 6 by vapor deposition, to form a W7 further by sputtering. Next, as shown in FIG. 2B, W7 is processed by dry etching using a photoresist (PR) 8 as a mask and a CF 4 gas 9. At this time, the etching rate of the LaB 6 6 is set to be sufficiently smaller than that of W7.
For example, it is desirable that the power is about 100 W, the gas pressure is about 1 mTorr, and the gas flow rate is about 10 SCCM. Next, as shown in FIG. 2 (c), parasitic regions WSi5 and LaB 6 6 through Si ion 11 5 × 10 13 cm
-2 Inject under the condition of 100keV. After that, WSi5
And leaving the LaB 6 6, 800 ℃, a heat treatment is carried out for 20 minutes. Next, as shown in FIG. 2 (d), the LaB 6 6, for example, after removal by using Ar ion milling method to be processed by dry etching method WSi5 using CF 4 gas. Finally, as shown in FIG. 2 (e), an ohmic electrode 4 of Ni / Au / Ge
To form

本実施例においては、ゲート電極にセルフアライン的
に低抵抗寄生領域を形成できるため。素子の相互コンダ
クタンスの向上に極めて有利である。さらに、熱処理の
保護膜に、ゲート金属と同じ材料WSi5を用いることが出
来るため、従来法で問題となっていたゲート電極端での
ストレス集中による不純物イオンの以上拡散も防止でき
た。また、その結果、0.5μmの短ゲートを有する素子
に於ても、良好なピンチオフ特性及び特性の均一性、再
現性を得ることが出来た。また、本実施例においては、
ゲート電極のパターンの原型となるW7の加工をLaB66を
自動停止層として行うため、基板面内に於ける微細ゲー
ト長の均一性も極めて良好であった。
In this embodiment, a low-resistance parasitic region can be formed in the gate electrode in a self-aligned manner. This is extremely advantageous for improving the transconductance of the device. Further, since the same material as the gate metal, WSi5, can be used for the protective film for the heat treatment, the diffusion of impurity ions due to stress concentration at the end of the gate electrode, which has been a problem in the conventional method, can be prevented. As a result, even in a device having a short gate of 0.5 μm, good pinch-off characteristics, uniformity of characteristics, and reproducibility were obtained. In the present embodiment,
To perform the processing of W7 which is a prototype of a gate electrode pattern of the LaB 6 6 as the automatic stop layer, the uniformity of the in fine gate length into the substrate surface was also very good.

(実施例3) 第3図(a)乃至第3図(f)は、本発明の一実施例
の半導体装置の製造方法の要部製造工程である。第1図
は、例えば、有機金属気相成長法(MOCVD法)を用いて
成長した半導体結晶の断面図である。第1図において、
1は高抵抗GaAs基板、2はアンドープのGaAs、3は不純
物密度が2×1018cm-3で膜厚20nmのn型GaAs、4はNi/A
u/Geによるオーミック電極、5はWSi、6はLaB6、7は
Wである。この時、5、及び7金属によりゲート電極が
形成されている。
Third Embodiment FIGS. 3A to 3F show a main part manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor crystal grown using, for example, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. In FIG.
1 is a high-resistance GaAs substrate, 2 is undoped GaAs, 3 is n-type GaAs having an impurity density of 2 × 10 18 cm -3 and a film thickness of 20 nm, and 4 is Ni / A
Ohmic electrode of u / Ge, 5 is WSi, 6 is LaB 6 , 7 is W. At this time, the gate electrode is formed by the 5 and 7 metals.

第3図(a)に示すように、n型GaAs導電層をエピタ
キシャル成長後、ゲート電極材料となるWSi5をスパッタ
法で形成し、その後LaB66を蒸着法で形成し、更にスパ
ッタ法でW7を形成する。次に、第3図(b)に示すよう
に、フォトレジスト(PR)8をマスクにし、CF4ガス9
を用いてW7をドライエッチ法で加工する。この時、LaB6
6のエッチングレートは、W7のそれに比べ十分小さくな
るように設定する。例えば、パワー100W、ガス圧1mTor
r、ガス流量10SCCM程度が望ましい。次に、第3図
(c)に示すように、CVD法によりSiO2を全面に300nm堆
積し、CF4ガスを用いてSiO2を異方性ドライエッチング
方で加工し、ゲート側壁10を形成する。更に、寄生領域
にWSi5及びLaB66を通してSiイオン11を5×1013cm-2、1
00keVの条件で注入する。つぎに、第3図(d)に示す
ように、ゲート側壁をHFにより除去した後、寄生領域に
WSi5及びLaB66を通してSiイオン12を5×1012cm-2、50k
eVの条件で注入する。その後、寄生領域にWSi5及びLaB6
6を残したまま、800℃、20分間の熱処理を行う。次に、
第3図(e)に示すように、LaB66を、例えば、Arイオ
ンミリング法を用いて除去後、CF4ガスを用いてWSi5を
ドライエッチ方で加工する。最後に、第3図(f)に示
すように、Ni/Au/Geによるオーミック電極4を形成す
る。
As shown in FIG. 3 (a), n-type GaAs conductive layer after the epitaxial growth, the WSi5 as a gate electrode material is formed by sputtering, followed LaB 6 6 was formed by vapor deposition, W7 further by sputtering Form. Next, as shown in FIG. 3B, using a photoresist (PR) 8 as a mask, a CF4 gas 9
W7 is processed by a dry etch method. At this time, LaB 6
The etching rate of 6 is set to be sufficiently smaller than that of W7. For example, power 100W, gas pressure 1mTor
r, a gas flow rate of about 10 SCCM is desirable. Next, as shown in FIG. 3C, 300 nm of SiO 2 is deposited on the entire surface by a CVD method, and the SiO 2 is processed by anisotropic dry etching using CF 4 gas to form a gate sidewall 10. Further, Si ions 11 in the parasitic region through WSi5 and LaB 6 6 5 × 10 13 cm -2, 1
Inject under the condition of 00keV. Next, as shown in FIG. 3 (d), after removing the gate side wall by HF, a parasitic region is formed.
WSi 5 and LaB 6 to 6 Si ions 12 through 5 × 10 12 cm -2, 50k
Inject under eV conditions. Then, parasitic regions WSi5 and LaB 6
Heat treatment is performed at 800 ° C. for 20 minutes while 6 is left. next,
As shown in FIG. 3 (e), the LaB 6 6, for example, after removal by using Ar ion milling method to be processed by dry etching side of WSi5 using CF 4 gas. Finally, as shown in FIG. 3 (f), an ohmic electrode 4 of Ni / Au / Ge is formed.

本実施例においては、ゲート側壁要SiO210を金属上に
堆積し、ドライ加工するため、直接的な半導体層への損
傷を極めて小さくできた。これにより、デバイス特性の
周波数分散を制御することができた。また、ゲート電極
用WSi層5とイオン注入した寄生部の半導体層3との接
点は、低不純物密度になっているため、短チャネル効果
の制御を図ることができた。更に、実施例2で述べた他
の効果もそのまま維持できていることも確認した。
In this embodiment, since the gate side wall SiO 2 10 is deposited on the metal and dry-processed, direct damage to the semiconductor layer can be extremely reduced. Thereby, the frequency dispersion of the device characteristics could be controlled. In addition, since the contact point between the gate electrode WSi layer 5 and the semiconductor layer 3 in the ion-implanted parasitic portion has a low impurity density, the short channel effect can be controlled. Further, it was confirmed that the other effects described in Example 2 could be maintained as they were.

尚、実施例2及び実施例3においては、寄生領域への
Siイオンの注入をLaB66を通して行ったが、LaB66を除去
後に行ってもよい。また、熱処理前に、例えばSi3N4
の保護膜を形成し、半導体構成元素の外部拡散を制御し
てもよい。また、本実施例において用いたゲート電極材
料の他に、例えばWSiN、WAl、WN、WAlN、MoSi、TaSi等
の耐熱性を有した金属硅化物、ほう化物、炭化物等を用
いてもよい。これらの金属材量は注入イオンの電気的活
性化のための熱処理温度に耐えることが必要であり、通
常500℃以上の耐熱性を有することが望ましい。更に、
本発明は、FETだけでなく、例えばバイポーラトランジ
スタのエミッタ電極部の形成に用いることも可能であ
る。また、本発明は、InPやSiなどの他の半導体材料や
高電子移動度トランジスタ(HEMT)などの他の素子に対
しても同様に有効である。
Note that in the second and third embodiments,
The implantation of Si ions were performed through LaB 6 6, it may be carried out after removal of the LaB 6 6. Further, before the heat treatment, a protective film such as Si 3 N 4 may be formed to control the external diffusion of the semiconductor element. Further, in addition to the gate electrode material used in this embodiment, for example, heat-resistant metal silicide, boride, carbide, or the like such as WSiN, WAl, WN, WAlN, MoSi, and TaSi may be used. These metal materials must withstand the heat treatment temperature for the electrical activation of the implanted ions, and usually have a heat resistance of 500 ° C. or higher. Furthermore,
The present invention can be used not only for forming FETs but also for forming emitter electrode portions of bipolar transistors, for example. In addition, the present invention is similarly effective for other semiconductor materials such as InP and Si, and other devices such as a high electron mobility transistor (HEMT).

(発明の効果) 以上説明したように、請求項1に記載した構造の半導
体装置ではゲート電極を多層構造としているため、ゲー
ト金属抵抗が低く、応力の小さいゲート電極が得られ
る。請求項2に記載した半導体装置の製造方法によれ
ば、コンタクト層を形成するためのイオン注入を、金属
を通して行い、またイオン注入後の回復アニール保護膜
としてこの金属をそのまま利用できるため、ストレス集
中による不純物イオンの拡散やイオン注入による損傷が
抑制され、再現性にすぐれた製造方法が得られる。請求
項3の製造方法によればゲート側壁用絶縁膜が金属上に
形成されるた、ゲート絶縁膜のドライ加工時の半導体層
への損傷が抑制できる。
(Effects of the Invention) As described above, in the semiconductor device having the structure described in claim 1, the gate electrode has a multilayer structure, so that a gate electrode having low gate metal resistance and low stress can be obtained. According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the second aspect of the present invention, the ion implantation for forming the contact layer is performed through the metal, and the metal can be used as it is as the recovery annealing protection film after the ion implantation. This suppresses the diffusion of impurity ions and damage due to ion implantation, and provides a manufacturing method with excellent reproducibility. According to the manufacturing method of claim 3, since the gate sidewall insulating film is formed on the metal, damage to the semiconductor layer during dry processing of the gate insulating film can be suppressed.

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

第1図は、本発明の半導体装置の模式的要部構造断面
図、第2図(a)乃至第2図(e)及び第3図(a)乃
至第3図(f)は、本発明の実施例の半導体装置の製造
方法の要部製造工程である。 1……GaAs基板、2……アンドープGaAs、3……n型Ga
As、4……オーミック電極、5,6,7……ゲート電極、8
……フォトレジスト、9,14……エッチングガス、10……
SiO2、11,12……注入イオン、13……イオン注入領域。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a principal part of a semiconductor device of the present invention, and FIGS. 2 (a) to 2 (e) and FIGS. 3 (a) to 3 (f) show the present invention. 13 is a main part manufacturing process of the method for manufacturing a semiconductor device according to the example. 1 GaAs substrate, 2 undoped GaAs, 3 n-type Ga
As, 4 ... Ohmic electrode, 5, 6, 7 ... Gate electrode, 8
…… Photoresist, 9,14 …… Etching gas, 10 ……
SiO 2 , 11, 12... Implanted ions, 13.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 29/812 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/338 H01L 29/812

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】互いに応力特性が異なる耐熱性金属層が3
層以上積層され、その少なくとも最下層および最上層は
タングステンを含む金属で形成され、中間層はホウ素化
合物合金または炭化物合金あるいは金属硫化物合金で形
成された多層電極をゲート電極として備える ことを特徴とする電界効果型半導体装置。
1. A heat-resistant metal layer having different stress characteristics from each other.
At least the lowermost layer and the uppermost layer are formed of a metal containing tungsten, and the intermediate layer is provided with a multilayer electrode formed of a boron compound alloy, a carbide alloy, or a metal sulfide alloy as a gate electrode. Field effect type semiconductor device.
【請求項2】前記多層電極の中間層は、ホウ化ランタン
である請求項1記載の電界効果型半導体装置。
2. The field effect semiconductor device according to claim 1, wherein the intermediate layer of said multilayer electrode is lanthanum boride.
【請求項3】前記多層電極は、ケイ化タングステン(WS
i)、6ホウ化ランタン(LaB6)、タングステン(W)
が3層積層された請求項2記載の電界効果型半導体装
置。
3. The multi-layer electrode is formed of tungsten silicide (WS).
i), lanthanum hexaboride (LaB 6 ), tungsten (W)
3. The field effect type semiconductor device according to claim 2, wherein three layers are stacked.
【請求項4】半導体層上に互いにエッチング特性の異な
る耐熱性金属層を3層以上形成する工程と、 ハロゲン元素を含むガスを用い、下層の金属層を停止層
として上層の金属層を選択的に除去し、下層の金属層を
露出させる工程と、 下層の金属層を通して半導体層にイオン注入する工程
と、 続いて熱処理を行う工程と を備えてなることを特徴とする電界効果型半導体装置の
製造方法。
4. A step of forming three or more heat-resistant metal layers having different etching characteristics on a semiconductor layer, and using a gas containing a halogen element, selectively using the lower metal layer as a stop layer and selectively using the upper metal layer. A step of exposing the underlying metal layer, a step of ion-implanting the semiconductor layer through the underlying metal layer, and a subsequent heat treatment step. Production method.
【請求項5】半導体層上に互いにエッチング特性の異な
る第1の耐熱性金属層および第2の耐熱性金属層と第3
の耐熱性金属層からなる電極を順次形成する工程と、 ハロゲン元素を含むガスを用いて前記第3の耐熱性金属
層の一部の領域を第2の耐熱性金属層を停止層として選
択的に除去し、この一部の領域の第2の耐熱性金属層を
露出させる工程と、 前記露出した第2の耐熱性金属層を通して半導体層にイ
オン注入する工程と、絶縁膜を形成する工程と、 絶縁膜を異方性ドライエッチング法により垂直加工し、
側壁を形成する工程と、 前記露出した第2の耐熱性金属層を通して半導体層に再
びイオン注入する工程と、 続いて熱処理を行う工程と を少なくとも備えてなることを特徴とする電界効果型半
導体装置の製造方法。
5. A first heat-resistant metal layer and a second heat-resistant metal layer having different etching characteristics from each other on a semiconductor layer.
Sequentially forming electrodes made of a heat-resistant metal layer, and selectively using a gas containing a halogen element to partially cover the third heat-resistant metal layer using the second heat-resistant metal layer as a stop layer. Removing the second heat-resistant metal layer in a part of the region, implanting ions into the semiconductor layer through the exposed second heat-resistant metal layer, and forming an insulating film. Vertical processing of the insulating film by anisotropic dry etching method,
A field-effect-type semiconductor device comprising at least a step of forming a side wall, a step of implanting ions again into the semiconductor layer through the exposed second heat-resistant metal layer, and a step of subsequently performing a heat treatment. Manufacturing method.
【請求項6】第1の耐熱性金属層はケイ化タングステン
(WSi)で構成され、第2の耐熱性金属層は6ホウ化ラ
ンタン(LaB6)で構成され、第3の耐熱性金属層はタン
グステン(W)で構成された請求項4または5記載の電
界効果型半導体装置の製造方法。
6. The first heat-resistant metal layer is made of tungsten silicide (WSi), the second heat-resistant metal layer is made of lanthanum hexaboride (LaB 6 ), and the third heat-resistant metal layer is 6. The method for manufacturing a field-effect semiconductor device according to claim 4, wherein said semiconductor device is made of tungsten (W).
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