JP3438100B2 - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JP3438100B2 JP11226191A JP11226191A JP3438100B2 JP 3438100 B2 JP3438100 B2 JP 3438100B2 JP 11226191 A JP11226191 A JP 11226191A JP 11226191 A JP11226191 A JP 11226191A JP 3438100 B2 JP3438100 B2 JP 3438100B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電極と回路抵抗の材料
に特徴を有する化合物半導体装置を用いた半導体集積回
路装置を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】化合物半導体を用いた集積回路装置は、
高速・低消費電力性に優れ、将来の情報・通信機器用の
素子として開発が進められている。これらの化合物半導
体を用いた集積回路装置がもつ問題点の一つは、既存の
Siを用いた半導体集積回路装置に比較して製造上の歩
留りが低いことである。そこで、従来の化合物半導体集
積回路装置における横型装置の代表として、GaAs
MESFET、縦型装置の代表例としてGaAs/Al
GaAs HBTを例にとって説明する。
【0003】図3は、従来のGaAs MESFET集
積回路装置の構成断面図である。この図において、41
はGaAs半絶縁性基板、42はソース領域、43はド
レイン領域、44はチャネル領域、45はソース電極、
46はドレイン電極、47はゲート電極、48は負荷抵
抗である。
【0004】従来のGaAs MESFET集積回路装
置は、例えば、GaAs半絶縁性基板41に、ソース領
域41とドレイン領域43、チャネル領域44が形成さ
れ、これらの領域に、AuGe/Au(200/280
0Å)からなるソース電極45とドレイン電極46、お
よび、厚さ4000ÅのWSiからなるゲート電極47
が形成され、また、GaAs半絶縁性基板41上に、厚
さ3000ÅのWSiNからなる負荷抵抗48が形成さ
れている。
【0005】上記のように、従来のGaAs MESF
ETにおいては、負荷抵抗48を形成する材料とゲート
電極47を形成する材料が異なるため、ゲート電極47
の形成と負荷抵抗48の形成を2つの工程によって形成
されていた。
【0006】図4は、従来のGaAs/AlGaAs
HBT集積回路装置の構成断面図である。この図におい
て、51はGsAs基板、52はi−AlGaAs層、
53はn+ −GaAs層、54はn−GaAs層、55
はp+ −GaAs層、56はn−AlGaAs層、57
はn+ −GaAs層、58はAuGe/Au(200/
3000Å)からなるエミッタ電極、59はAu/Zn
/Au(100/100/3000Å)からなるベース
電極、60はAuGe/Au(200/3000Å)か
らなるコレクタ電極、61はWSiN層からなる負荷抵
抗である。
【0007】従来のGaAs/AlGaAs HBT集
積回路装置においては、例えば、GsAs基板51の上
に、厚さ3000Åのi−AlGaAs層52、厚さ3
000Åのn+ −GaAs層53、厚さ2000Åのn
−GaAs層54、厚さ1000Åのp+ −GaAs層
55、厚さ2000Åのn−AlGaAs層56、n+
−GaAs層57が形成され、n+ −GaAs層57の
上にAuGe/Au(200/3000Å)からなるエ
ミッタ電極58が、p+ −GaAs層55の上にAu/
Zn/Au(100/100/3000Å)からなるベ
ース電極59が、n+ −GaAs層53の上にAuGe
/Au(200/3000Å)からなるコレクタ電極6
0が形成され、さらに、i−AlGaAs層52の上に
厚さ3000ÅのWSiN層からなる負荷抵抗61が形
成されている。
【0008】この場合、上記のように、エミッタ電極、
コレクタ電極等のオーミック電極の材料はAuG/A
u構造であり、負荷抵抗の材料はWSiNであるため、
これらを2つの工程によって形成していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記の、図3に示され
るような従来のGaAsMESFETにおいては、負荷
抵抗48を形成する材料とゲート電極47を形成する材
料が異なるため、ゲート電極47の形成と負荷抵抗48
の形成を2つの工程によって形成する必要があり、ま
た、図4に示されるような、従来のGaAs/AlGa
As HBT集積回路装置においては、負荷抵抗を形成
する材料とコレクタ電極等のオーミック電極を形成する
材料が異なるため、これらを形成するためるは2つの工
程を必要としていた。
【0010】そして、このように工程数が増加すると、
その各工程において歩留りの低下が生じる問題があっ
た。そこで、本発明は、これらの化合物半導体を用いた
集積回路装置において、電極と回路抵抗の製造工程の共
通化を図ることにより、可能な限り工程数を低減するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に依るMESFE
T、HEMTの何れかを含む半導体集積回路装置の製造
方法に於いては、WSi或いはTiSiからなるメタル
シリサイド、該メタルシリサイドの窒化物、NiCrか
らなる合金から選択された電気抵抗材料の同一層で構成
されたゲート電極及び回路抵抗を同時に形成することを
特徴とするか、或いは、
【0012】本発明に依るMESFET、HEMT、H
BT、HET、RHETの何れかを含む半導体集積回路
装置の製造方法に於いては、AuGe/Au/WSi
からなるオーミック金属材料の同一層で構成されたオー
ミック電極及び回路抵抗を同時に形成することを特徴と
する。
【0013】
【作用】本発明によると、化合物半導体装置のゲート電
極と回路抵抗、あるいは、オーミック電極と回路抵抗を
同一の材料をもって兼用させるため、従来2つの工程を
要していた上記半導体装置の電極と回路抵抗の形成を1
つの工程によって形成することができ、工程数の低減が
可能となるとともに、歩留りを向上することができる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を説明する。 (第1実施例)図1(A)〜(C)は、第1実施例のG
aAs MESFET集積回路装置の製造工程説明図で
ある。この図において、1は半絶縁性GaAs基板、2
はn型層、3はWSiN層、4はレジスト膜、5はゲー
ト電極、6は負荷抵抗、7はn+ ソース領域、8はn+
ドレイン領域、9はSiO2 膜、10はドレイン電極で
ある。この製造工程説明図に沿って第1実施例の製造工
程を説明する。
【0015】1.(図1(A)参照)半絶縁性GaAs
基板1の上に、MESFETのチャネル部分のみ、Si
をイオン注入し、活性化のためのアニールを850℃で
10分間行ってn型層2を形成する。次に、WSiN層
3を反応性スパッタ法により全面に形成し、ゲート電極
部分と負荷抵抗部分にレジスト膜4、4を形成する。
【0016】2.(図1(B)参照)レジスト膜4、4
をマスクとして、CF4 を用いたRIEにより露出して
いるWSiN層3を除去する。この工程により、ゲート
電極5と負荷抵抗6が同時に形成される。次いで、CV
D法によって全表面にSiO2 膜9を形成し、ソース領
域とドレイン領域を形成する予定の部分に窓を開口し、
この窓をとおし、ゲート電極5をマスクとしてn型不純
物を注入し、n+ ソース領域7とn+ ドレイン領域8を
形成する。
【0017】3.(図1(C)参照)残留しているSi
2 膜9を除去した後、n+ ソース領域7とn+ ドレイ
ン領域8にオーミック接触するソース電極9とドレイン
電極10を形成する。上記の工程によって形成されたゲ
ート電極5は抵抗材料であるWSiN層によって形成さ
れるが、ゲート電極に流れる電流は微小であるから、こ
の電気抵抗は装置の動作上支障を来すことはなく、ま
た、配線を接続する時にゲート電極5の上にAuが付着
するため問題は生じない。
【0018】(第2実施例)図2(A)、(B)は、第
2実施例のGaAs/AlGaAs HBT集積回路装
置の製造工程説明図である。この図において、21は半
絶縁性GaAs基板、22はi−AlGaAs層、23
はn+ −GaAs層、24はn−GaAs層、25はp
+ −GaAs層、26はn−AlGaAs層、27はn
+ −GaAs層、28はベース電極、29はエミッタ電
極、30はコレクタ電極、31は負荷抵抗である。この
製造工程説明図に沿って第2実施例の製造工程を説明す
る。
【0019】1.(図2(A)参照)半絶縁性GaAs
基板21の上に、i−AlGaAs層22、n+ −Ga
As層23、n−GaAs層24、p+ −GaAs層2
5、n−AlGaAs層26、n+ −GaAs層27を
形成する。そして、エミッタメサ、ベースメサ、コレク
タメサ(アイソレーション)のエッチングを行う。p+
−GaAs層25の上にオーミック接触するAu/Zn
/Au(100/100/3000Å)構造からなるベ
ース電極28を形成する。
【0020】2.(図2(B)参照)次いで、エミッタ
電極部分、コレクタ電極部分、および負荷抵抗部分を窓
開けしたレジスト膜を形成し、全体にAuGe/Au/
WSiN(50/50/3000Å)構造を蒸着によっ
て形成し、リフトオフしてエミッタ電極部分、コレクタ
電極部分、負荷抵抗部分にAuGe/Au/WSiN構
造を残し、さらに、オーミック電極のコンタクト抵抗を
低減するため、400℃、1分間の熱処理を行って、n
+ −GaAs層27上にエミッタ電極29を、n+ −G
aAs層23上にコレクタ電極30を形成し、i−Al
GaAs層22上に負荷抵抗31を形成する。この工程
により、オーミック電極と負荷抵抗が同時に形成され
る。
【0021】この工程で形成されたエミッタ電極、ベー
ス電極、コレクタ電極自体の厚さ方向の抵抗は、WSi
Nの層厚が約3000Åと薄く0.1Ω程度であるから
支障にならない。
【0022】また、負荷抵抗のWSiN層とi−AlG
aAs層22の間に存在するAuGe/Au層は、従来
の同種の電極AuGe/Au(200/3000Å)に
比較して極端に薄くしてあるから、層方向の電気抵抗は
大きく、かつ、合金処理によってi−AlGaAs層2
2と合金化されるため所望の負荷抵抗の確保に支障はな
い。
【0023】本実施例は、GaAs/AlGaAs H
BT(ヘテロ接合バイポーラトランジスタ)集積回路装
置に関するものであるが、本発明は、この他、GaAs
MESFET(金属ショットキ型電界効果トランジス
タ)、GaAs/AlGaAs HEMT(高電子移動
度トランジスタ)、GaAs/AlGaAs HBT、
InGaAs/InP HBT、InGaAs/InA
lAs HBT、GaAs/AlGaAs HET(ホ
ットエレクトロントランジスタ)、InGaAs/In
P HET、InGaAs/InAlAs HET、G
aAs/AlGaAs RHET(共鳴トンネルホット
エレクトロントランジスタ)、InGaAs/InP
RHET、InGaAs/InAlAs RHET等に
おいても同様に適用できる。
【0024】上記の実施例においては、本発明により形
成する抵抗として負荷抵抗の例を挙げたが、一般に回路
抵抗にも適用できることはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
従来2つの工程からなっていた化合物半導体装置の電極
と回路抵抗が1つの工程により形成でき、集積回路装置
の製造工程の簡略化とともに歩留りの向上が可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)〜(C)は、第1実施例のGaAs M
ESFET集積回路装置の製造工程説明図である。
【図2】(A)、(B)は、第2実施例のGaAs/A
lGaAs HBT集積回路装置の製造工程説明図であ
る。
【図3】従来のGaAs MESFET集積回路装置の
構成断面図である。
【図4】従来のGaAs/AlGaAs HBT集積回
路装置の構成断面図である。
【符号の説明】
1 半絶縁性GaAs基板 2 n型層 3 WSiN層 4 レジスト膜 5 ゲート電極 6 負荷抵抗 7 n+ ソース領域 8 n+ ドレイン領域 9 SiO2 膜 10 ドレイン電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 29/45 H01L 29/72 H 29/47 29/80 H 29/737 M 29/778 29/812 (56)参考文献 特開 昭62−213175(JP,A) 特開 昭63−58877(JP,A) 特開 昭63−31081(JP,A) 特開 昭61−89665(JP,A) 特開 昭63−104471(JP,A) 実開 昭59−2160(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】WSi或いはTiSiからなるメタルシリ
    サイド、該メタルシリサイドの窒化物、NiCrからな
    る合金から選択された電気抵抗材料の同一層で構成され
    たゲート電極及び回路抵抗を同時に形成することを特徴
    とするMESFET、HEMTの何れかを含む半導体集
    積回路装置の製造方法
  2. 【請求項2】AuGe/Au/WSiからなるオーミ
    ック金属材料の同一層で構成されたオーミック電極及び
    回路抵抗を同時に形成することを特徴とするMESFE
    T、HEMT、HBT、HET、RHETの何れかを含
    む半導体集積回路装置の製造方法
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