JPH01244666A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH01244666A
JPH01244666A JP7228888A JP7228888A JPH01244666A JP H01244666 A JPH01244666 A JP H01244666A JP 7228888 A JP7228888 A JP 7228888A JP 7228888 A JP7228888 A JP 7228888A JP H01244666 A JPH01244666 A JP H01244666A
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JP
Japan
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film
aluminum
etching
layer
silicon oxide
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JP7228888A
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English (en)
Inventor
Kazutaka Kamitake
一孝 上武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に電界効果ト
ランジスタを有する半導体装置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の半導体装置の製造方法は、半絶縁性半導体基板上
に動作層を設け、前記動作層の上に酸化シリコン膜又は
窒化シリコン膜からなる絶縁膜を堆積し、前記絶縁膜を
選択的に異方性エツチングしてゲート電極形成用の開口
部を設ける工程で、前記動作層の表面がフレオンガス等
のりアクティブイオンエツチング(以下tEと記す)等
のプラズマガスに暴露されることによって、プラズマダ
メージや汚染を生ずることがあり、これを回避するため
に、前記絶縁膜を数10〜数1100nの厚さに残して
RIEを停止し、以後、弗酸又はリン酸による化学エツ
チングで残された前記絶縁膜を除去し、前記開口部を形
成していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の半導体装置の製造方法は、RIEによる
動作層表面のプラズマダメージや汚染の影響は避けられ
るが、化学エツチングの際に生ずるサイドエツチング量
が深さ方向エツチング量とほぼ等価に進行すること、及
び微細パターン形成の場合化学エツチング液による微細
パターン内の浸蝕のばらつきが生じ易い等により、最近
のショットキー接合型電界効果トランジスタやヘテロ接
合を用いる電界効果トランジスタのように1μm以下の
ゲート長を有する高性能素子を均一性、再現性よく製造
することができないという問題点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置の製造方法は、半絶縁性半導体基板
上に動作層を形成し該動作層の上にアルミニウム系誘電
体層又はアルミニウム系混晶半導体層を設ける工程と、
前記アルミニウム系誘電体層又はアルミニウム系混晶半
導体層の上に絶縁膜を形成する工程と、前記アルミニウ
ム系誘電体層又はアルミニウム系混晶半導体層をエツチ
ングストッパとして前記絶縁膜を選択的に異方性ドライ
エツチングして開口部を設ける工程と、前記絶縁膜をマ
スクとして前記アルミニウム系誘電体層又はアルミニウ
ム系混晶半導体層をウェットエツチングして前記動作層
表面を露出させる工程とを含んで構成される。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(f)は本発明の第1の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、半絶縁性GaAs基
板1にシリコンイオン等のn型不純物を選択的にイオン
注入してn型動作層2を形成する。
次に、高濃度のn型不純物を選択的にイオン注入してn
型動作層2と接続するn+型型数散層34を形成し、酸
化シリコン膜等の保護膜アニール法やアルシン(AsH
3)等のV族水素化物を含むキャップレスアニール法等
により活性化してソース領域及びドレイン領域とする。
次に、第1図(b)に示すように、MOCVD法により
アルシン雰囲気中で500〜700℃に゛加熱してGa
As基板表面の酸化層を除去させた後300〜500℃
に降温し、アンモニアガスとトリメチルアルミニウムの
原料ガスを用いてn型動作層2及びn+型型数散層34
の上に2〜200nmの厚さの窒化アルミニウム膜5を
堆積し、更に、酸化シリコン膜6をCVD法等により堆
積する。
次に、第1図(C)に示すように、酸化シリコン膜6の
上にゲート電極形成用パターンを有するホトレジスト膜
7を設け、フレオン系RIE法により異方性エツチング
して開口部8を形成する。
ここで、酸化シリコン膜6はフレオンガス系RIEによ
り容易にエツチングされるが、窒化アルミニウム膜5は
フレオン系ガスによるRIEでは極めてエツチング速度
が遅く両者のエツチング速度に大幅な差を有することに
より、酸化シリコン膜6のエツチング終了時間に対して
数10%と十分にオーバーエツチングを施しても、通常
窒化アルミニウム膜5がなくなることはなく、残存され
た窒化アルミニウム膜5により、動作層2の表面をプラ
ズマダメージや汚染から保護することが可能となる− 次に、第1図(d)に示すように、ホトレジスト膜7を
除去し、リン酸により酸化シリコン膜6をマスクとして
窒化アルミニウム膜5をエツチング除去することにより
、開口部8の内径を変化させることなく動作層2の表面
を露出せしめることができる0次に、開口部8を含む表
面にショットキー電極材料として高融点金属硅化物、例
えばwsix (但しx=O〜2)をスパッタ法やCV
D法等により被着後、更に、低抵抗金属であるAn/T
i或いはAu/TiN等を順次堆積して積層し、これを
アルゴンイオンミリング法とフレオン系ガスによるRI
E法により選択的に順次エツチングしてゲート電極9を
形成する。
次に、第1図(e)に示すように、ゲート電極9を含む
表面にホトレジスト膜(図示せず)を塗布してバターニ
ングし、前記ホトレジスト膜をマスクとして弗酸及びリ
ン酸を用いて酸化シリコン膜6及び窒化アルミニウム膜
5を順次エツチングして除去し、n+型型数散層34の
コンタクト用開口部を設ける。次に、前記ホトレジスト
膜を含む表面に^u−Ge又はNi/Au−Ge等の所
謂n型GaAs層とのオーミックコンタクト用金属層を
堆積する。
ここで、酸化シリコン膜6と窒化アルミニウム膜5はリ
フトオフ法を促進させるスペーサ層として利用される。
次に、リフトオフ法により前記ホトレジスト膜及び前記
ホトレジスト膜上の前記金属層を除去し、300〜50
0℃で熱処理してn+型型数散層34とオーミックコン
タクトを有するソース電極10及びドレイン電極11を
形成する。
次に、第1図(f)に示すように、ゲート電極9を含む
表面に酸化シリコン膜による眉間絶縁膜〕、2を堆積し
、ソース電極10及びドレイン電極11のコンタクト用
開口部を設け、前記開口部を含む表面に^u/Pt/T
i等の低抵抗多層金属膜を堆積し、これを選択的にエツ
チングしてソース電極配線13及びトレイン電極配線1
4を形成する。
なお、ここで、窒化アルミニウム膜5の代りに、アルミ
ナ又は砒化アルミニウムガリウム等のアルミニウム系誘
電体膜もしくは高抵抗アルミニウム系混晶半導体膜のい
ずれかを使用しても同様の効果が得られる。また、化学
エツチング液としてリン酸、塩酸の代りにリン酸と過酸
化水素水混合液、硫酸と過酸化水素水混合液、塩酸と過
酸化水素水混合液等を使用することができる。
第2図(a)〜(C)は本発明の第2の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。
第2図(a)に示すように、第1図(a)〜(c)に示
す第1の実施例と全く同じ工程で開口部8を形成した後
、ホトレジスト膜7を除去する。次に、開口部8を含む
表面に酸化シリコン膜15を堆積して開口部8の内径を
所定の寸法に狭くする。
次に、第2図(b)に示すように、全面をフレオン系ガ
スRIE法により異方性エツチングし、開口部8の内側
壁部のみに酸化シリコン膜15を残して、酸化シリコン
膜6の上面及び開口部8の底面の酸化シリコン膜15を
除去する0次に、リン酸を用いて開口部8の窒化アルミ
ニウム膜5を除去してn型動作層の表面を露出させる。
ここで、酸化シリコン膜15の代りに窒化シリコン膜を
用いても良く、この場合には、塩酸を用いて窒化アルミ
ニウム膜5を除去し、n型動作層2の表面を露出させる
次に、第2図(c>に示すように、第1図(d)〜(f
>に示す第1の実施例と同様の工程により、ゲート電極
9.ソース電極10.ドレイン電極111層間絶縁膜1
2.ソース電極配線13゜トレイン電極配線14をそれ
ぞれ設けて半導体装置を構成する。
第2の実施例では開口部8の側壁部に設けた酸化シリコ
ン膜15によりホトレジスト膜7で形成した開口部8の
口径よりも狭くするこにより、より短いゲート長を有す
る電界効果トランジスタが形成できるという効果がある
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、半絶縁性半導体基板上に
設けた動作層の上にアルミニウム系誘電体層又は高抵抗
アルミニウム系混晶半導体層を介して絶縁膜を積層し、
アルミニウム系薄膜をエツチングストッパとして絶縁膜
を異方性エツチングしてゲート電極形成用開口部を形成
することにより、動作層表面のプラズマダメージや汚染
を防止することができるという効果を有する。
また、アルミニウム系薄膜に対するエツチング速度が絶
縁膜に対するエツチング速度より格段に大きな化学エツ
チング液を用いて開口部のアルミニウム系薄膜を除去す
ることによりゲート電極形成用開口部の内径を変化させ
ることなく精度良く形成できるという効果を有する。
更に、アルミニウム系薄膜は薄膜の形成方法にも依存す
るが、MBE法やMOCVD法を用い界面制御しながら
形成することにより従来用いられている酸化シリコン膜
や窒化シリコン膜による絶縁膜と化合物半導体基板との
界面の準位密度等にからむ問題を低減することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)及び第2図(a)〜(c)は本発
明の第1及び第2の実施例を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図である。 1・・・半絶縁性GaAs基板、2・・・n型能動層、
3゜4・・・n“型拡散層、5・・・窒化アルミニウム
膜、6・・・酸化シリコン膜、7・・・ホトレジスト膜
、8・・・開口部、9・・・ゲート電極、10・・・ソ
ース電極、11ドレイン電極、12・・・層間絶縁膜、
13・・・ソース電極配線、14・・・トレイン電極配
線、15・・・酸化シリコン膜。 代理人 弁理士  内 原  音 第  1  図 @  1  図 第  2  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半絶縁性半導体基板上に動作層を形成し該動作層の上
    にアルミニウム系誘電体層又はアルミニウム系混晶半導
    体層を設ける工程と、前記アルミニウム系誘電体層又は
    アルミニウム系混晶半導体層の上に絶縁膜を形成する工
    程と、前記アルミニウム系誘電体層又はアルミニウム系
    混晶半導体層をエッチングストッパとして前記絶縁膜を
    選択的に異方性ドライエッチングして開口部を設ける工
    程と、前記絶縁膜をマスクとして前記アルミニウム系誘
    電体層又はアルミニウム系混晶半導体層をウェットエッ
    チングして前記動作層表面を露出させる工程とを含むこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP7228888A 1988-03-25 1988-03-25 半導体装置の製造方法 Pending JPH01244666A (ja)

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