JPH01161773A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents

化合物半導体装置の製造方法

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JPH01161773A
JPH01161773A JP62318541A JP31854187A JPH01161773A JP H01161773 A JPH01161773 A JP H01161773A JP 62318541 A JP62318541 A JP 62318541A JP 31854187 A JP31854187 A JP 31854187A JP H01161773 A JPH01161773 A JP H01161773A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路装置に係り、特にQ a A 
s集積回路装置の高集積化に好適な半導体装置の製造方
法に関する。
〔従来の技術〕
従来の半導体装置において、ショットキ接合電極と活性
層中に形成されたオーミック電極を接続する場合は、特
開昭60−34069号、特開昭60−57980号に
記載のように、ショットキー接合電極とオーミック電極
を形成した後に全面に層間絶縁膜を被着し、この層間絶
縁膜の所定部分にコンタクトホールを設け、前記コンタ
クトホール間を配線金属で接続することによっていた。
〔発明が解決し゛ようとする問題点〕
上記従来技術はコンタクトホール形成による素子面積増
加の点について配慮がなされておらず、高集積GaAs
ICを形成する場合チップ面積が小さくできないという
問題があった。
本発明の目的は、半導体基板上に形成されたショットキ
ー接合電極とオーミック電極を、これらの電極とは別の
第3の配線金属やコンタクトホールあるいはスルーホー
ルを用いることなく5歩留りよく直接接続することによ
り素子面積の小さい化合物半導体装置を提供することに
ある。
(問題点を解決するための手段〕 上記目的は、ショットキー電極の上に直接オーミック電
極を接続することにより達成できる。
すなわち、第1図(a)は本発明の詳細な説明する平面
図、第1図(b)は第1図(a)の回路図であり、これ
らの図かられかるように、ショットキー接合ゲート電極
を持つ第1の M E  S  F E T  (Metal  Se
m1conductor  FieldEffect 
Transistor) T 1のゲート電極1′と第
2のMESFET  T2のオーミック電極からなるソ
ース電極2およびゲート電極1は、コンタクトホールや
配線層を介しないで、オーミック電極2によって直接接
続されており、コンタクトホール形成のための面積が不
要であり、チップ面積が縮少される。
〔作用〕
第2図に第1図(a)のAA’断面図を示す。
オーミック電極2は、MESFET  T2のn型高濃
度層(n中層)3とオーミック接触し、ソース電極とな
ると同時に、MESFET  TlおよびT2のゲート
金属l、1′にも直接接続されており、コンタクトホー
ルやこれらを結ぶ配線層が不要となり、素子面積を著る
しく縮小している。
絶縁膜からなる側壁5は、ゲート金属の側面にテーパ状
に形成されており、オーミック電極2がゲート金属に乗
り上げ配線する部分の断線を防いでいる。また1表面保
護膜6は、側壁5に対して選択的に等方エツチング可能
な材料で構成されており、オーミック電極2を形成する
部分の表面保護膜6をエツチング除去する場合も側壁5
はエツチングされることなく残る。
〔実施例〕
以下1本発明の詳細な説明する。実施例では半導体基板
としてGaAsを使用する場合について説明するが、他
のInP、InGaAs、AQGaAs。
InAnAs、InGaAsP等のm−v族化合物半導
体にも使用可能である。
実施例1゜ 第3図(a)〜第3図(g)に実施例1の製造工程手順
を示す。まず、第3図(a)において半絶縁性GaAs
基板10の上に、チャネル層11およびショットキー電
極12を形成した後、側壁材料13を堆積する。
チャネル層11は、イオン打込み法により加速電圧50
kVでSi+イオンを2X1012個/Cl12所定の
部分にイオン打込した後、5i02膜をキャップ膜とし
て、H2雰囲気中で800℃。
20分間アニールすることによって形成する。また、シ
ョットキー電極12は高耐熱性のタングステンシリサイ
ドをスパッタ法によって膜厚300nmに堆積したのち
、ホトレジストをマスクとしてフッ素系ガス(NF3.
CF4.SFsなど)を用いたドライエツチング法によ
り加工する。絶縁膜13は、第3図(d)の表面保護膜
17のエツチングに対して選択性のあるもの、たとえば
屈折率n=1.75の5iOxNy(シリコンオキシナ
イトライド)を膜厚300nm堆積したものが好適であ
る。5inxNyは通常のプラズマC:VD (プラズ
マ励起気相化学成長法)法で、反応ガスにモノシランS
iH4と窒素N2および亜酸化窒素N20を用いること
により形成できる。
通常の平行平板形プラズマCVD装置では、上記反応ガ
スノ流量比をSiH4:N2 :N20=15 : 3
6 : 20とし、全圧力を5pa、放電々力を100
W(電極直径40cm)とすれば屈折率1.75のSi
OxNy膜が形成される。次に第3図(b) では、上
記S i OX N y膜をcHF3+CF4ガスを用
いた異方性ドライエツチングによりエツチングし、側壁
14を形成する0次に第3図(C)では、ホトレジスト
15をマスクとして。
イオン打込み法により高濃度活性層16を形成する。打
込みエネルギーは150kVで、Si+イオンを3 X
 10 ”個/c112打込む。次に第3図(d)では
、常圧の気相化学成長法により膜厚300 nmの二酸
化硅素(Sin2)を堆積し、これを表面保護膜17と
して、水素中800℃。
15分間のアニールを行ない、前記高濃度層を活性化し
、ソース・ドレイン領域を形成する。次に第3図(a)
では、ホトレジストをマスクとして。
前記表面保護膜17に開口部を用ける。この時前記高濃
度活性層の一部、および前記高濃度活性層とショットキ
ー接合電極の所定の部分の上部が連続してつながる少な
くとも1個の開口部を用ける。
第3図(e)では開口部20が高濃度活性層の上部のみ
、開口部19から高濃度活性層16とショットキー接合
電極12の所定部の上部が連続してつながる開口部にな
っている。開口部19.20は、異方性のドライエツチ
ングと等方性のウェットエツチングを組み合わせて加工
する。すなわち、まず最初にCHF3と02FBガス流
量をそれぞれ100cc/min、60cc/minと
し、全圧力85Pa、高周波放電々力300W(電極直
径20cm)のドライエツチング条件で、二酸化硅素S
i○2からなる表面保護膜′17を異方性エツチングに
より除去する。この時、側壁14を残すために、ドライ
エツチング法のオーバエッチ量は200〜1000人程
度にするのが好ましい。次に緩衝フッ酸(水:フッ酸:
フッ化アンモニウム=1:1:12)により1表面保護
膜17を等方的にエツチングし、500λ〜3000人
、好ましくは500人〜1500人のサイドエッチ加工
をする。このサイドエッチ加工する目的は、第3図(g
)でオーミック電極21を精度よくリフトオフするため
である。上記緩衝フッ酸による表面保護膜17のエツチ
ング速度は約2500λ/minであり、屈折率1.7
5のS i Ox N yからなる側壁14の上記緩衝
フッ酸によるエツチング速度は約250人/ m i 
nで上記表面保護膜17より1桁小さい。したがって表
面保護膜17と緩衝フッ酸で500人〜3000人サイ
ドエツチングしても、側!1!、14はほとんどエツチ
ングされず残る。次に第3図(f)の工程に移る。ここ
では。
工程第3図(e)で開口部を設けたウェハー全面にAu
Ge (600λ)/W(100λ)/N1(100人
) /Au (1500A)からなるオーミック電極2
1,21’ を蒸着する。開口部19゜20に蒸着され
たオーミック電極21と、ホトレジスト18の上に蒸着
されたオーミック電極12は、工程第3図(e)で形成
した表面保護膜17の開口部のサイドエツチングの効果
により完全に切断されている。次に上記オーミック電極
を蒸着したウェハーをレジスト剥離剤に浸清し、不要な
オーミック電極21′をリフトオフにより除去する。こ
の後、窒素雰囲気中400℃、3分間のアロイを行ない
、オーミック電極と高濃度活性層16のオーミック接触
を完成させる。第3図(g)にその結果を示す。以上の
工程により、必要な部分において、G a A s上に
形成されたショットキー接合電極とオーミック電極およ
び高濃度活性層が、従来のようなコンタクトホールや配
線金属を用いることなく直接々続される。また、この場
合、ショットキー接合金属の側面に設けられた側JJ!
14は、オーミック電極のショットキー接合金属への乗
り上げ部分に於けるスペーサとなり、オーミック電極の
断線を防止している。本実施例によれば、オーミック電
極と高濃度活性層およびショットキー接合金属が従来の
ようなコンタクトホールや配線層を用いることなく歩留
りよく接続され、必要な素子面積が低減されるという効
果がある。
実施例2゜ 実施例の工程手順は実施例1で説明した第3図に示す工
程と同じであるが、ショットキー接合金属の側面に形成
される側!!14が、窒化ホウ素BNで形成されること
が異なる。窒化ホウ素膜は通常のAr放電を用いたスパ
ッタリング法又は、82H,ガスとN2あるいはNH3
ガスを用いたプラズマ気相化学成長法で形成される。ま
た、第3図(b)におけるBN膜の側壁形成の異方性エ
ツチングは、CF4ガス流量100ce /min 。
圧力5pa、高周波電力100W(電極直径20C■)
の条件で異方性ドライエツチングすることによって得ら
れる。上記スパッタリング法又はプラズマ気相化学成長
法で形成されたBN膜は、緩衝フッ酸によるエツチング
速度が〜lO人/min以下と極めて遅いため、表面保
護膜17に、二酸化硅素(Sins)やPSG、BPS
Gガラス、あるいは5iOxNy(シリコンオキシナイ
トライド)を用いた時、BN膜で形成された側壁14を
エツチングすることなく工程第3図(e)におけるサイ
ドエツチングが容易に形成される0本実施例によれば、
側壁14が会ったくエツチングされることなく残ってい
るため、オーミック電極とショットキー接合金属の接続
が乗り上げ部分で断線することなく歩留りよく形成され
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、化合物半導体上に形成されたショット
キー接合金属とオーミック電極が、コンタクトホールや
配線金属層を用いることなく1歩留りよく直接接続され
るため、素子面積が低減される。接続部分の素子面積は
コンタクトホールと配線金属を用いる場合に比べて半分
以下に低減できる。また、本発明によれば、ショットキ
ー接合金属に側壁が形成されているため、オーミック電
極のショットキー接合金属への乗り上げ部分がテーパ状
になっており断線の問題がなく歩留りよく接続される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のオーミック電極とショットキー接合
金属を直接結合した素子の平面図、第2図は第1WIの
AA’線断面図、第3[!Iは本発明の実施例1におけ
る製造工程を示す図である。 1.1’ 、12・・・ショットキー接合金属、2.2
’、2”、21・・・オーミック電極。 3.3’ 、16・・・高濃度活性層、4,11・・・
能動層、5.14・・・側壁、6,17・・・表面保護
膜、15.18・・・ホトレジスト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に高耐熱金属からなるショットキ接合
    電極を形成する工程と、前記シヨットキ接合電極の側面
    に第1の絶縁膜からなる側壁を形成する工程と、前記シ
    ヨットキ接合電極を除く前記半導体表面の一部分にN形
    又はP形の活性層を形成する工程と、前記半導体基板の
    全面に第2の絶縁膜を被着する工程と、前記第2の絶縁
    膜を被着した前記半導体基板にホトレジストを塗布し、
    前記N形またはP形活性層の所定の部分の上部と前記シ
    ヨットキ接合電極の所定の部分の上部に連続してつなが
    る前記ホトレジストの開口部を設ける工程と、前記ホト
    レジストをマスクとして前記開口部に露出した前記第2
    の絶縁膜を除去する工程と、前記半導体基板の全面に前
    記N形またはP形活性層に対してオーミック接合するオ
    ーミック電極材を被着する工程と、前記ホトレジストを
    エッチング除去することにより前記オーミック電極の前
    記開口部以外に被着した部分をリフトオフする工程と、
    前記開口部に設けた前記オーミック電極をアロイして前
    記N形またはP形活性層にオーミック接合させる工程と
    からなることを特徴とする化合物半導体装置の製造方法
    。 2、前記第2の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜に対して選
    択的に等方性エッチングが可能な、少なくとも1種類の
    材料で形成されている、特許請求の範囲第1項記載の化
    合物半導体装置の製造方法。 3、前記第1の絶縁膜は窒化硅素、または屈折率1.5
    以上のシリコンオキシナイトライドの少なくとも一者か
    らなり、前記第2の絶縁膜は二酸化硅素、PSGガラス
    およびBPSGガラスの群から選ばれた少なくとも一者
    からなる特許請求の範囲第1項記載の化合物半導体装置
    の製造方法。 4、前記第1の絶縁膜は窒化ホウ素からなり、前記第2
    の絶縁膜はPSGガラス、BPSGガラス、シリコンオ
    キシナイトライドおよび二酸化硅素の群から選ばれた少
    なくとも一者からなる特許請求の範囲第1項記載の化合
    物半導体装置の製造方法。 5、前記第1の絶縁膜は二酸化硅素、窒化硅素、シリコ
    ンオキシナイトライド、窒化ホウ素、PSGガラスおよ
    びBPSGガラスの群から選ばれた少なくとも一者から
    なり、前記第2の絶縁膜はと窒化アルミニウムからなる
    特許請求の範囲第1項記載の化合物半導体装置の製造方
    法。
JP62318541A 1987-12-18 1987-12-18 化合物半導体装置の製造方法 Granted JPH01161773A (ja)

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