JPH01228126A - 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Info
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- JPH01228126A JPH01228126A JP5361688A JP5361688A JPH01228126A JP H01228126 A JPH01228126 A JP H01228126A JP 5361688 A JP5361688 A JP 5361688A JP 5361688 A JP5361688 A JP 5361688A JP H01228126 A JPH01228126 A JP H01228126A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、化合物半導体装置の製造方法に関する。
（従来の技術）
ＧａＡｓ等の化合物半導体を基板として用いた電界効果
トランジスタ等の装置においては、導電層形成工程にお
いて、注入したイオンを活性化するために熱処理を行う
、化合物半導体の場合、蒸気圧の高い構成元素を有する
ため、熱処理の際、構成元素の飛散を防ぐ方策が必要と
なる。
トランジスタ等の装置においては、導電層形成工程にお
いて、注入したイオンを活性化するために熱処理を行う
、化合物半導体の場合、蒸気圧の高い構成元素を有する
ため、熱処理の際、構成元素の飛散を防ぐ方策が必要と
なる。
例えば、ＧａＡｓ中の飛散を防ぐ方法としては、化合物
半導体基板表面を何らかの膜で被覆した後に熱処理を行
い、構成元素の飛散を抑止する方法がある。この方法で
は、雰囲気の制御が少ないため、装置を簡易化しつる長
所がある。このため、従来、５ｉｎ２． ＡＱＮ等を被
覆膜としてこの手法が試みられてきた。しかし、例えば
、Ｓｉｎ、膜で被覆したＧａＡｓ基板を熱処理すると、
Ｇａ原子がＳｉｎ、膜中に拡散し、基板表面のストイキ
オメトリが崩れるという問題があった。一方、ＡＱＮ膜
は、通常、Ｎ２を少なくとも含む雰囲気でのＡｎターゲ
ットへの反応性スパッタリングにより形成するが、組成
を安定に制御することが燈しい。仮にｉ：Ｎ＝１ ：
ｘ （ｘ＜１）となった場合、膜はＡＱＮとＡＱの混合
体となり、余剰Ａεが熱処理によってＡＱと反応してし
まう。又、ＡＱ：Ｎ＝１：１の場合には、熱処理等のＧ
ａＡｓとの反応は生じないものの、膜が水溶性を有する
等。
半導体基板表面を何らかの膜で被覆した後に熱処理を行
い、構成元素の飛散を抑止する方法がある。この方法で
は、雰囲気の制御が少ないため、装置を簡易化しつる長
所がある。このため、従来、５ｉｎ２． ＡＱＮ等を被
覆膜としてこの手法が試みられてきた。しかし、例えば
、Ｓｉｎ、膜で被覆したＧａＡｓ基板を熱処理すると、
Ｇａ原子がＳｉｎ、膜中に拡散し、基板表面のストイキ
オメトリが崩れるという問題があった。一方、ＡＱＮ膜
は、通常、Ｎ２を少なくとも含む雰囲気でのＡｎターゲ
ットへの反応性スパッタリングにより形成するが、組成
を安定に制御することが燈しい。仮にｉ：Ｎ＝１ ：
ｘ （ｘ＜１）となった場合、膜はＡＱＮとＡＱの混合
体となり、余剰Ａεが熱処理によってＡＱと反応してし
まう。又、ＡＱ：Ｎ＝１：１の場合には、熱処理等のＧ
ａＡｓとの反応は生じないものの、膜が水溶性を有する
等。
安定な膜質を維持して熱処理を行うのが困難である。
（発明が解決しようとする課題）
以上説明したように上述した従来の方法では、安定性・
再現性、あるいは実用性の面で問題があった・ 本発明は、上記点に鑑み、再現性及び実用性に優れた化
合物半導体装置の製造方法を提供するものである。
再現性、あるいは実用性の面で問題があった・ 本発明は、上記点に鑑み、再現性及び実用性に優れた化
合物半導体装置の製造方法を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、イオン注入を施した化合物半導体表面を少な
くともｒＶＡ族元素の炭化物膜で被覆した後、熱処理を
行う工程を有することを特徴とする。
くともｒＶＡ族元素の炭化物膜で被覆した後、熱処理を
行う工程を有することを特徴とする。
（作 用）
ＩＶＡ族元素の炭化物例えば炭化チタニウム、炭化ジル
コニウム、炭化ハフニウム等は、それぞれ融点３００〜
４０００℃という高い耐熱性を有する材料であり、スパ
ッタリング法などで容易に薄膜を形成することができる
。これを用いて化合物半導体表面を被覆した後、熱処理
を行うことにより、構成元素の飛散を防ぐことができる
。他方、ｌＶＡ族元素と炭素との結合が強固であるため
、熱処理においてＩＶＡ族元素の炭化物膜と化合物半導
体との界面で反応などを生じることはない。さらに、■
Ａ族元素の炭化物膜は、通常の酸処理により容易に除去
しつるもので、熱処理後に剥離することも国璽ではない
。たとえば、炭化ジルコニウム膜については、希フッ酸
により、基板例えばＧａＡｓなどの化合物半導体より選
択性よく除去できる。
コニウム、炭化ハフニウム等は、それぞれ融点３００〜
４０００℃という高い耐熱性を有する材料であり、スパ
ッタリング法などで容易に薄膜を形成することができる
。これを用いて化合物半導体表面を被覆した後、熱処理
を行うことにより、構成元素の飛散を防ぐことができる
。他方、ｌＶＡ族元素と炭素との結合が強固であるため
、熱処理においてＩＶＡ族元素の炭化物膜と化合物半導
体との界面で反応などを生じることはない。さらに、■
Ａ族元素の炭化物膜は、通常の酸処理により容易に除去
しつるもので、熱処理後に剥離することも国璽ではない
。たとえば、炭化ジルコニウム膜については、希フッ酸
により、基板例えばＧａＡｓなどの化合物半導体より選
択性よく除去できる。
（実施例）
本発明の一実施例として、ＧａＡｓ基板上にＭＥＳＦＥ
Ｔを形成する工程に本発明を適用した場合について、第
１図を用いて説明する。
Ｔを形成する工程に本発明を適用した場合について、第
１図を用いて説明する。
まず、半絶縁性ＧａＡｓ基板０表面に、ｎ型ＧａＡｓ層
■を約１０００人エピタキシャル成長する（第１図（ａ
））。
■を約１０００人エピタキシャル成長する（第１図（ａ
））。
次に、スパッタリング蒸着法によりｎ型ＧａＡｓ層■と
ショットキー接合する物質例えば窒化タングステン（Ｗ
Ｎｘ）膜を約４０００人堆積し、反応性イオンエツチン
グによりパターニングして、第１図（ｂ）の如くゲート
電極０とする。
ショットキー接合する物質例えば窒化タングステン（Ｗ
Ｎｘ）膜を約４０００人堆積し、反応性イオンエツチン
グによりパターニングして、第１図（ｂ）の如くゲート
電極０とする。
次に、 このゲート電極■上から基板表面にＳｉ＋イオ
ンを加速電圧１２０ＫｅＶ、ドーズ量３ Ｘ １０”
ｃｎ−”にて注入する。この後、スパッタリング蒸着法
により炭化ジルコニウム膜（イ）を約１０００人堆積し
て、８００℃で２０分間の熱処理を行い、 ソース・ド
レイン領域■、０を形成する。この際、雰囲気は窒素或
いはこれに水素を混入させたものを用いる。またＡｓ雰
囲気例えばＡｓＨ，を用いても差支えない（第１図（ｃ
））、この時、ｎ型ＧａＡｓ層■と炭化ジルコニウム膜
（イ）との界面は安定であり１反応・相互拡散を生じな
い。この後、酸処理により炭化ジルコニウム膜（イ）を
除去した後、ソース・ドレイン領域■。
ンを加速電圧１２０ＫｅＶ、ドーズ量３ Ｘ １０”
ｃｎ−”にて注入する。この後、スパッタリング蒸着法
により炭化ジルコニウム膜（イ）を約１０００人堆積し
て、８００℃で２０分間の熱処理を行い、 ソース・ド
レイン領域■、０を形成する。この際、雰囲気は窒素或
いはこれに水素を混入させたものを用いる。またＡｓ雰
囲気例えばＡｓＨ，を用いても差支えない（第１図（ｃ
））、この時、ｎ型ＧａＡｓ層■と炭化ジルコニウム膜
（イ）との界面は安定であり１反応・相互拡散を生じな
い。この後、酸処理により炭化ジルコニウム膜（イ）を
除去した後、ソース・ドレイン領域■。
０上にＡｕＧｅ膜からなるソース・ドレイン電極■。
（８）を例えばリフトオフ法によって形成する（第１図
（ｄ））。
（ｄ））。
上述の方法で得られたＭＥＳＦＥＴは、ＦＥＴの性能を
示す相互コンダクタンスグｍが２００ｒａＳ／ ｍと良
好な値を示し、均一性・再現性も良好であった。なお、
比較のために、炭化ジルコニウム膜のがわりにＣＶＤ法
により形成した厚さ〜５０００人のＳｉＯ□膜を用い、
他の工程を同じくしてＭＥＳＦＥＴを得た場合、’１ｍ
は１６０ｍ５／ｍとやや低い値を示した。これは、熱処
理時に５ｉｎ２膜中にＧａが拡散して下部のＧａＡｓ層
の結晶性が劣化し、結果としてゲート・ソース電極間抵
抗Ｒｇ８が増大したためと考えられる。
示す相互コンダクタンスグｍが２００ｒａＳ／ ｍと良
好な値を示し、均一性・再現性も良好であった。なお、
比較のために、炭化ジルコニウム膜のがわりにＣＶＤ法
により形成した厚さ〜５０００人のＳｉＯ□膜を用い、
他の工程を同じくしてＭＥＳＦＥＴを得た場合、’１ｍ
は１６０ｍ５／ｍとやや低い値を示した。これは、熱処
理時に５ｉｎ２膜中にＧａが拡散して下部のＧａＡｓ層
の結晶性が劣化し、結果としてゲート・ソース電極間抵
抗Ｒｇ８が増大したためと考えられる。
以上のように、本実施例の方法によれば、均一性・再現
性に優れ、しかも高性能なＭＥＳＦＥＴを製造すること
ができる。
性に優れ、しかも高性能なＭＥＳＦＥＴを製造すること
ができる。
第２図は本発明の他の実施例としてダイオードの製造工
程を示す。
程を示す。
半絶縁性ＧａＡｓ基板■にイオン注入によって不純物層
（２２）を設け、この上に窒化タングステンのショット
キー電極（２３）を形成し、この後再び、この電極をマ
スクにしてイオン注入を行って高濃度不純物層（２４）
を形成する。しかる後先の実施例同様に炭化ジルコニウ
ム膜（２５）を全面に被着した状態で各不純物層活性化
の為の熱処理を行う（第２図（ａ））。
（２２）を設け、この上に窒化タングステンのショット
キー電極（２３）を形成し、この後再び、この電極をマ
スクにしてイオン注入を行って高濃度不純物層（２４）
を形成する。しかる後先の実施例同様に炭化ジルコニウ
ム膜（２５）を全面に被着した状態で各不純物層活性化
の為の熱処理を行う（第２図（ａ））。
さらに高濃度不純物層（２４）上にオーミック電極例え
ばＡｕＧｅの電極（２６）を形成する。
ばＡｕＧｅの電極（２６）を形成する。
この様にショットキー接合形ダイオードを形成する際に
も炭化ジルコニウム膜（２５）は各不純物層と反応せず
、従って、このダイオードは均一性。
も炭化ジルコニウム膜（２５）は各不純物層と反応せず
、従って、このダイオードは均一性。
再現性良く形成される。
なお本発明の実施例は上記実施例に限られない。
たとえば、熱処理時の被覆膜は炭化ジルコニウム膜に限
られず、ＩＶＡ族元素の炭化物である炭化チタニウム膜
、炭化ハフニウム膜でもよく、またその形成方法もスパ
ッタリング法に限られない。また、基板はＧａＡｓに限
られず、ＩｎＰやＡＱＧａＡｓ等の他の化合物半導体で
あってもよい。また電極の材料もＷＮｘに限らず、ＷＳ
ｉｘ膜やり膜であっても差支えない。
られず、ＩＶＡ族元素の炭化物である炭化チタニウム膜
、炭化ハフニウム膜でもよく、またその形成方法もスパ
ッタリング法に限られない。また、基板はＧａＡｓに限
られず、ＩｎＰやＡＱＧａＡｓ等の他の化合物半導体で
あってもよい。また電極の材料もＷＮｘに限らず、ＷＳ
ｉｘ膜やり膜であっても差支えない。
尚、本発明はその主旨を逸脱しない範囲内で種々変形し
て実施する事ができる。
て実施する事ができる。
以上説明したように、本発明の方法によれば、容易に、
かつ均一性・再現性良く熱処理を行うことができる。
かつ均一性・再現性良く熱処理を行うことができる。
第１図は、本発明の一実施例を説明するための工程断面
図、第２図は本発明の他の実施例を示す工程断面図であ
る。 １・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２−＝ ｎ ｙ！：ｌＧａＡｓ層 ３・・・窒化タングステンのゲート電極４・・・炭化ジ
ルコニウム膜 ５．６・・・ソース・ドレイン領域 ７．８・・・ソース・ドレイン電極 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 松山光之 第１図 第１図
図、第２図は本発明の他の実施例を示す工程断面図であ
る。 １・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板 ２−＝ ｎ ｙ！：ｌＧａＡｓ層 ３・・・窒化タングステンのゲート電極４・・・炭化ジ
ルコニウム膜 ５．６・・・ソース・ドレイン領域 ７．８・・・ソース・ドレイン電極 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 松山光之 第１図 第１図
Claims (2)
- （１）化合物半導体層表面にイオン注入を施す工程と、
この化合物半導体層表面を、IVＡ族元素の炭化物膜で被
覆する工程と、このIVＡ族元素の炭化物膜で被覆した状
態で前記化合物半導体層を熱処理する工程とを具備する
事を特徴とする化合物半導体装置の製造方法。 - （２）前記化合物半導体層はＧａＡｓであり、前記IVＡ
族元素の炭化物は炭化ジルコニウム、炭化チタニウム、
炭化ハフニウムから選ばれる事を特徴とする請求項１記
載の化合物半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5361688A JPH01228126A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5361688A JPH01228126A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01228126A true JPH01228126A (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=12947839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5361688A Pending JPH01228126A (ja) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01228126A (ja) |
-
1988
- 1988-03-09 JP JP5361688A patent/JPH01228126A/ja active Pending
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