JPH01735A - Method for forming compound semiconductor conductive layer - Google Patents

Method for forming compound semiconductor conductive layer

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JPH01735A
JPH01735A JP62-168206A JP16820687A JPH01735A JP H01735 A JPH01735 A JP H01735A JP 16820687 A JP16820687 A JP 16820687A JP H01735 A JPH01735 A JP H01735A
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compound semiconductor
annealing
protective film
impurity layer
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末広 杉谷
王義 山崎
肇 山崎
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日本電信電話株式会社
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野〕 本発明は、化合物半導体導電層の形成方法に関するもの
であり、特に、化合物半導体に不純物を注入した後、化
合物半導体をアニールし、イオン注入層を活性化させる
方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field] The present invention relates to a method for forming a compound semiconductor conductive layer, and in particular, after implanting impurities into a compound semiconductor, the compound semiconductor is annealed to form an ion-implanted layer. This relates to a method for activating.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、半導体集積回路の高速化を目的として、GaAS
を導電層に用いるGa A S集積回路の開発が活発に
行われている。GaAs集積回路の高速化を図る上で、
その基本素子である電界効果トランジスタの相互コンダ
クタンス(gm)を高めることが不可欠となっている。
In recent years, GaAS has been developed to speed up semiconductor integrated circuits.
Ga AS integrated circuits using Ga AS as conductive layers are being actively developed. In order to increase the speed of GaAs integrated circuits,
It is essential to increase the mutual conductance (gm) of field effect transistors, which are the basic elements thereof.

gmは能動層(チャネル層)のキャリア濃度を増加する
ことにより、高くすることができるが、能動層のキャリ
ア濃度の増加は同時に電界効果トランジスタのしきい値
電圧の負側へのシフトを招く。即ち、絶対値は大きくな
り消費電力の増加と動作速度の低下をまねく。したがっ
て、しきい値電圧の絶対値を増加さgmを増加させるた
めには、高キャリア濃度でしかも薄いチャネル層を形成
することが必要である。
gm can be increased by increasing the carrier concentration in the active layer (channel layer), but the increase in the carrier concentration in the active layer also causes a shift of the threshold voltage of the field effect transistor to the negative side. That is, the absolute value increases, leading to an increase in power consumption and a decrease in operating speed. Therefore, in order to increase the absolute value of the threshold voltage and gm, it is necessary to form a thin channel layer with high carrier concentration.

また、高キャリア濃度のソースドレイン領域は寄生抵抗
を低減し、gmを向上させる。
Also, the source/drain regions with high carrier concentration reduce parasitic resistance and improve gm.

均一性、制御性、および9産性に優れたイオン注入法に
より導電層(チャネル層、ソース・ドレイン層等)を形
成する場合、アニールの工程は不可欠である。アニール
においては構成元素の熱分解を防ぐため、一般に保護膜
を基板表面に形成した後アニールする方法が多く採られ
ている。−例として、GaAs基板にn型電界効果トラ
ンジスタの導電層を形成する場合を説明する。第2図は
、従来技術例を説明する図であって、9はGaAs基板
、lOは電界効果トランジスタのチャネル層となる比較
的注入量の少ない層(以下n層と称する)、llと14
は注入するシリコンイオン、12はレジスト、I3は電
界効果トランジスタのソース及びドレイン領域となる注
入量の多い層(以下n層層と称する)層、15はシリコ
ン窒化膜である。まず、(81図のごとく、n層IOを
シリコンイオン注入により形成する。次いで、(b1図
のごとく、レジス目2をマスクとして、シリコンにオン
を注入し、n゛層13を形成する。さらに(C1図のご
とく、レジストを除去した後、両面にシリコン窒化膜1
5を付着形成し、電気炉でアニールすることにより、イ
オン注入層を電気的に活性化させ、導電層を形成する。
When forming a conductive layer (channel layer, source/drain layer, etc.) by an ion implantation method with excellent uniformity, controllability, and productivity, an annealing process is essential. In annealing, in order to prevent thermal decomposition of the constituent elements, a method is generally adopted in which a protective film is formed on the substrate surface and then annealing is performed. - As an example, a case will be described in which a conductive layer of an n-type field effect transistor is formed on a GaAs substrate. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the prior art, in which 9 is a GaAs substrate, 10 is a layer with a relatively small amount of implantation (hereinafter referred to as n layer) which becomes a channel layer of a field effect transistor, 11 and 14.
1 is a silicon ion to be implanted, 12 is a resist, I3 is a layer with a large amount of implantation (hereinafter referred to as an n layer) which becomes a source and drain region of a field effect transistor, and 15 is a silicon nitride film. First, as shown in Figure 81, an n-layer IO is formed by silicon ion implantation.Next, as shown in Figure b1, ion is implanted into silicon using the resist 2 as a mask to form an n layer 13. (As shown in Figure C1, after removing the resist, there is a silicon nitride film on both sides.
5 is deposited and annealed in an electric furnace to electrically activate the ion implantation layer and form a conductive layer.

導電形成後は保、?!!膜を除去し、電極としての金属
層等を設は半導体装置を完成させる。
After forming conductivity, is it maintained? ! ! The film is removed and a metal layer as an electrode is provided to complete the semiconductor device.

保護膜のシリコン窒化膜は加工、除去の点から優れてお
り、また、化合物半導体構感元素であるGaの膜中への
活性化高温処理における拡散等がないことから、チャネ
ル層(n層)を制御性良く形成できるものの、高濃度の
ソース・ドレイン領域(n1層)の活性化率が十分に上
がらず、寄生抵抗が大きいと言う欠点があった。一方、
シリコン窒化膜と同様に保護膜として使用されているシ
リコン酸化膜は高活性化率が得られるものの、活性化高
温処理における基板からガリウム(Ga)の外部拡散が
生じること、基板表面近傍にガリウム空格子が大量に発
生ずること、その結果ガリウム空格子を通じてQaAs
基Fi側でシリコンの異常増殖拡散が生じることから、
チャネル層の薄層化に適さない。
The silicon nitride film used as the protective film is excellent in terms of processing and removal, and there is no diffusion of Ga, a compound semiconductor structural element, into the film during high-temperature activation processing, so it can be used as a channel layer (n layer). However, the activation rate of the highly doped source/drain region (N1 layer) cannot be sufficiently increased, and the parasitic resistance is large. on the other hand,
Although a silicon oxide film, which is used as a protective film similar to a silicon nitride film, can achieve a high activation rate, external diffusion of gallium (Ga) occurs from the substrate during high-temperature activation treatment, and gallium vacancies near the substrate surface occur. As a result, QaAs particles are generated in large quantities through the gallium vacancy.
Since abnormal growth and diffusion of silicon occurs on the Fi side,
Not suitable for thinning channel layers.

即ち、酸素とGaが結びつきやすいため、シリコン酸化
膜(SiOz)はGaを引き込みやすいと考えられてい
る。その他の膜についても一長一短があり、アニールに
最適な保護膜は定っていない。即ち、例えば窒化アルミ
ニウム(AβN)は熱膨脹係数が基板に近いため結晶に
与える歪みが少なく表面保護として適するが保護膜除去
には極めてエツチング性の高い熱燐酸を要し、基板をエ
ツチングしないように制御するのがプロセス上困難であ
った。又窒化酸化シリコン(S i ON)についても
イオン注入層を高活性化するには膜質を高精度に制御す
る必要があるが、これを実行することは困難であった。
That is, it is thought that a silicon oxide film (SiOz) easily attracts Ga because oxygen and Ga easily combine. Other films have advantages and disadvantages, and the optimal protective film for annealing has not been determined. That is, for example, aluminum nitride (AβN) has a coefficient of thermal expansion close to that of the substrate, so it causes less distortion to the crystal and is suitable for surface protection, but removing the protective film requires hot phosphoric acid, which has extremely high etching properties, and must be controlled so as not to etch the substrate. It was difficult to do so due to the process. Also, with respect to silicon nitride oxide (S i ON), it is necessary to control the film quality with high accuracy in order to highly activate the ion implantation layer, but this has been difficult to implement.

また、従来のイオン注入層の活性化高温処理のアニール
法は、電気炉で十分量程度の高温熱処理するため、注入
不純物の拡散が大きく、また活性化率も十分に上がらな
いと言う問題があった。これに対して高出力のハロゲン
ランプやアークランプ或はカーボンヒータ等を用いて短
時間高温処理でイオン注入層を電気的に活性化させる短
時間アニール法は、基板を1分以下の短時間で力IT熱
することができるという特徴から、従来法に比べ、注入
不純物の拡散を非常に小さく押えることができ、かつ、
高活性化率、高キャリア濃度が得られる特長がある。例
えば、Si注入のGa八へにおいて、電気炉で得られる
最大:トヤリア濃度2X10”crrM’が、ランプア
ニールを用いることにより、約I X I Q19cm
−’となる。しかし、ランプアニールにおいては、高活
性化率の得られる最適温度、または、最適時間は、注入
量に強く依存し、注入量の増加とともに、高温または、
長時間側ヘシフトする。電界効果トランジスタ製作のよ
うに、注入量の異なる領域(n、n層層)を−度にアニ
ールする場合、総ての領域を十分に活性化することがで
きず、短時間アニールの利点を十分に引き出すことがで
きなかった。即ち、n層層が最適になる条件に合わせる
と、n層の活性化率が遂に低下する傾向があられれる。
In addition, the conventional annealing method of high-temperature activation treatment of ion-implanted layers has the problem of large diffusion of implanted impurities and insufficient increase in activation rate because the high-temperature heat treatment is performed in an electric furnace to a sufficient extent. Ta. On the other hand, the short-time annealing method uses a high-output halogen lamp, arc lamp, carbon heater, etc. to electrically activate the ion-implanted layer through high-temperature treatment for a short time, and the substrate can be heated in less than 1 minute. Because of the ability to heat the process using IT, it is possible to suppress the diffusion of implanted impurities to an extremely small level compared to conventional methods, and
It has the advantage of providing a high activation rate and high carrier concentration. For example, in the case of Si implantation into Ga 8, the maximum Toyaria concentration 2X10"crrM' obtained in an electric furnace can be reduced to approximately IXIQ19cm by using lamp annealing.
-' becomes. However, in lamp annealing, the optimal temperature or optimal time for obtaining a high activation rate strongly depends on the implantation amount, and as the implantation amount increases,
Shift to the long side. When annealing regions with different implant doses (n, n-layer) at once, as in the fabrication of field effect transistors, it is not possible to fully activate all regions, and the advantages of short-time annealing cannot be fully utilized. I couldn't pull it out. That is, when the n-layer is adjusted to the optimum conditions, the activation rate of the n-layer tends to eventually decrease.

これは、As抜けがn層中から生じアクセプターとなり
、これは電子からみると活性化率の低下と等価になって
いるためである。
This is because As is removed from the n-layer and becomes an acceptor, which is equivalent to a decrease in the activation rate from the perspective of electrons.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

〔発明の目的〕 本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
化合物半導体に複数回の選択イオン注入により形成され
た比較的注入量の少ない低濃度不純物層とこれより注入
量の多い高濃度不純物層の両層を一回の、アニールで拡
散を抑え、かつ、十分に活性化させ、集積回路の高性能
化に必要な高濃度で薄層の導電層を制御性よく形成する
ための化合物半導体導電層の形成方法を提供することに
ある。
[Object of the Invention] The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art,
Suppressing the diffusion of both a low concentration impurity layer with a relatively small implantation amount and a high concentration impurity layer with a higher implantation amount formed in a compound semiconductor by multiple selective ion implantations in a single annealing process, and It is an object of the present invention to provide a method for forming a compound semiconductor conductive layer that can be sufficiently activated to form a thin conductive layer with high concentration necessary for improving the performance of integrated circuits with good controllability.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明は、化合物半導体基板に複数回のイオン注入によ
り形成された低濃度不純物層と高濃度不純物層を活性化
アニールする工程において、高濃度層表面には高活性化
率が得られる保護膜を付着形成し、低濃度表面には半導
体構成元素の膜中への拡散と不純物拡散の小さく制御性
に優れた保護膜を付着形成した後、1分間以下の高温短
時間アニールを行うことにより、不純物層を拡散なく十
分に活性化させて導電層を形成することを特徴とする。
In the process of activating and annealing a low-concentration impurity layer and a high-concentration impurity layer formed by multiple ion implantations into a compound semiconductor substrate, the present invention provides a protective film that can obtain a high activation rate on the surface of the high-concentration layer. After depositing and forming a protective film on the low-concentration surface that has excellent controllability and suppressing diffusion of semiconductor constituent elements into the film and impurity diffusion, high-temperature short-time annealing for 1 minute or less is performed to remove impurities. It is characterized by forming a conductive layer by sufficiently activating the layer without diffusion.

従来の技術とは、高濃度不純物層と低濃度不純物層を性
質の異なる別々の保護膜で覆い、かつ、高活性化に優れ
不純物の拡散の少ない短時間、アニールを用いるところ
が異なる。
This method differs from the conventional technology in that the high concentration impurity layer and the low concentration impurity layer are covered with separate protective films having different properties, and short-time annealing is used, which is superior in activation and reduces diffusion of impurities.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例により、本発明を説明する。第1図(al〜
(e)は、化合物半導体基板として、GaAs基板を用
い、n型電界効果トランジスタの導電層(n、n層層)
を形成する場合の本発明を説明する図であって、1はG
aAs基板、2はn層、3と6はシリコンイオン、4は
レジスト、5はn4層、7はシリコン酸化膜、8はシリ
コン窒化膜である。
The present invention will be explained below with reference to Examples. Figure 1 (al~
(e) uses a GaAs substrate as a compound semiconductor substrate, and the conductive layer (n, n layer) of an n-type field effect transistor.
1 is a diagram illustrating the present invention in the case of forming a G
An aAs substrate, 2 is an n layer, 3 and 6 are silicon ions, 4 is a resist, 5 is an n4 layer, 7 is a silicon oxide film, and 8 is a silicon nitride film.

まず、ta+図のごとく0層2をシリコンイオン注入に
より形成する。次いで、(b1図のごとく、レジスト4
をマスクとして、シリコンイオン6を注入しn゛層5形
成する。次に(C1図のごと<100℃程度あるいはそ
れ以下の低温で堆積可能なスパッタ法あるいは電子サイ
クロトロン共鳴(ECR)型プラズマCVD法によって
、酸化シリコン膜、或は酸化窒化シリコン膜7を堆積さ
せる。次に、(d1図のごと(、リフトオフにより、n
層上のレジスト4及び絶縁膜7の1部を除去する。更に
(e)図のごとく、試料両面にシリコン窒化膜8を例え
ばプラズマCVD法で付着形成し、高出力のハロゲンラ
ンプ或いはアークランプ、又はカーボンヒータ等を用い
て高温保持時間が1分以下の短時間アニールを行うこと
によってn層とn層層を同時に電気的に活性化させる。
First, as shown in the ta+ diagram, a 0 layer 2 is formed by silicon ion implantation. Next, (as shown in figure b1, resist 4
Using this as a mask, silicon ions 6 are implanted to form an n layer 5. Next, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film 7 is deposited by a sputtering method or an electron cyclotron resonance (ECR) type plasma CVD method that can be deposited at a low temperature of about <100° C. or lower (as shown in FIG. C1). Next, (as shown in figure d1), due to lift-off, n
Part of the resist 4 and insulating film 7 on the layer is removed. Furthermore, as shown in the figure (e), a silicon nitride film 8 is deposited on both surfaces of the sample by, for example, plasma CVD, and the high temperature is maintained for a short time of 1 minute or less using a high-output halogen lamp, arc lamp, carbon heater, etc. By performing time annealing, the n-layer and the n-layer are simultaneously electrically activated.

n層表面はシリコン窒化膜、n°層表面シリコン酸化膜
或はシリコン酸化窒化膜の保護膜で覆われている。シリ
コン酸化膜或はシリコン酸化膜は、Ga原子の保護膜中
へ外部拡散と半導体装置のしきい値電圧に顕著に影響を
与える不純物(シリコン)の異常増速拡散がアニール中
に生じることから能動層厚及び活性化率の再現性、均一
性が厳しく要求されるn層形成用保護膜として最適では
ない。しかし、これらの要求が比較的緩やかで、かつ、
高活性化の要求は強いn層層の形成用保護膜としては、
Gaの半導体からの抜けにより生じたGa空孔にシリコ
ンが入ることにより浅いドナー準位を形成することから
、むしろ高い活性化率が得られるため、非常に有用であ
る。一方、シリコン窒化膜は、Gaの膜中への拡散を抑
制する働きがあり、そのため、イオン注入したシリコン
の拡散が少なく、又、極めて薄い能動層を再現性、均一
性良く得られることからn層の形成用保護膜として優れ
ている。しかも、第3図に示すように、活性化率は高濃
度層ではシリコン酸化膜に劣るものの、低濃度層ではほ
ぼ同様の高活性化率が得られる。即ち、横軸の注入量の
多い部分、B点ではA点より活性化率は劣るが、注入量
の少ない部分、0点ではほぼ同じ値になる。
The surface of the n layer is covered with a protective film such as a silicon nitride film, a silicon oxide film on the n° layer surface, or a silicon oxynitride film. The silicon oxide film or silicon oxide film is active because during annealing, external diffusion of Ga atoms into the protective film and abnormal accelerated diffusion of impurity (silicon), which significantly affects the threshold voltage of the semiconductor device, occur. It is not optimal as a protective film for forming an n-layer, which requires strict reproducibility and uniformity of layer thickness and activation rate. However, if these requirements are relatively loose and
As a protective film for forming the n-layer, which requires high activation,
Silicon enters the Ga vacancy created by the withdrawal of Ga from the semiconductor, forming a shallow donor level, which is very useful because a high activation rate can be obtained. On the other hand, the silicon nitride film has the function of suppressing the diffusion of Ga into the film, so the diffusion of ion-implanted silicon is small, and an extremely thin active layer can be obtained with good reproducibility and uniformity. Excellent as a protective film for layer formation. Moreover, as shown in FIG. 3, although the activation rate is inferior to that of a silicon oxide film in a high concentration layer, almost the same high activation rate can be obtained in a low concentration layer. That is, the activation rate is inferior to point A at the portion of the horizontal axis where the amount of injection is large, point B, but the activation rate is approximately the same at the portion of the horizontal axis where the amount of injection is small, point 0.

第4図(a) (b)は、アニール前後での保護膜(S
iO□及び5iN)中のGa及びAs13%子の量をS
IMS分析により調べた結果である。第4図(a)のシ
リコン酸化膜の場合、アニール前#;==自りには、)
膜中にGa及びAs原子 はないが、アニール後、膜中に多量のGa原子が検出さ
れている。さらに、アニール温度を上げると、Ga原子
の量の増加している。−力筒4図(b)のシリコン窒化
膜の場合、アニール前後で、シリコン窒化膜中で検出さ
れるGa及びAs原子の量は誤差範囲内であり、シリコ
ン窒化膜はGaASの構成原子の外部拡散を押えている
と考えられる。
Figures 4(a) and 4(b) show the protective film (S) before and after annealing.
The amount of Ga and As 13% in iO□ and 5iN) is
These are the results of an investigation using IMS analysis. In the case of the silicon oxide film in FIG. 4(a), before annealing #;== itself)
Although there are no Ga and As atoms in the film, a large amount of Ga atoms are detected in the film after annealing. Furthermore, increasing the annealing temperature increases the amount of Ga atoms. - In the case of the silicon nitride film in Figure 4 (b), the amounts of Ga and As atoms detected in the silicon nitride film before and after annealing are within the error range, and the silicon nitride film is outside the constituent atoms of GaAS. It is thought to be suppressing the spread.

第5図(a) (b)は、アニール前後での3i原子濃
度分布の変化をSIMS分析により調べた結果である。
FIGS. 5(a) and 5(b) show the results of SIMS analysis of changes in the 3i atom concentration distribution before and after annealing.

第5図(a)のシリコン酸化膜の場合、1030℃アニ
ールにおいて、アニール前に比べ、ピーク濃度が低下し
、深い方向に広がっている。さらにアニール温度を上げ
ると、3i原子は増速拡散を起こし、はぼ矩形の濃度分
布になっている。これは、明らかにGa原子の外部拡散
により発生した過剰のGa空孔により引き起こされたも
のである。
In the case of the silicon oxide film shown in FIG. 5(a), when annealed at 1030° C., the peak concentration is lower than before annealing and spreads in a deeper direction. When the annealing temperature is further increased, 3i atoms undergo accelerated diffusion, resulting in a nearly rectangular concentration distribution. This is apparently caused by excess Ga vacancies generated by out-diffusion of Ga atoms.

一方、第5図(b)のシリコン窒化膜の場合、アニール
前後で、Si原子濃度分布の変化は見られない。
On the other hand, in the case of the silicon nitride film shown in FIG. 5(b), no change in the Si atom concentration distribution is observed before and after annealing.

以上より、シリコン窒化膜は、GaAsの構成原子の外
部拡散を防止し、注入不純物であるSi原子の拡散を防
止する。よって、薄いn層を再現性、均一性良く形成す
るための保護膜には、シリコン窒化膜が適すると考えら
れる。
As described above, the silicon nitride film prevents the constituent atoms of GaAs from diffusing out and prevents the Si atoms, which are implanted impurities, from diffusing. Therefore, a silicon nitride film is considered to be suitable as a protective film for forming a thin n-layer with good reproducibility and uniformity.

第6図は、シートキャリア濃度とアニール時のピーク温
度との関係を示す。シリコン窒化膜の場合、n層の最適
温度は、約900℃であるが、n層層の最適温度は約1
050℃である。この差が、n、n層層を同時にアニー
ルする場合、問題となっていた。ここで、04層にシリ
コン酸化膜を用いると、最適温度は1100℃以上のと
ころにあるものの、900℃アニールにおいても、すで
にシリコン窒化膜利用の場合の最大シートギヤリア濃度
と同じ値が得られる。
FIG. 6 shows the relationship between sheet carrier concentration and peak temperature during annealing. In the case of silicon nitride film, the optimum temperature of the n-layer is about 900°C, but the optimum temperature of the n-layer is about 1
The temperature is 050°C. This difference has been a problem when annealing the n and n layers simultaneously. Here, when a silicon oxide film is used for the 04 layer, although the optimum temperature is at 1100° C. or higher, even when annealing at 900° C., the same value as the maximum sheet gear density can be obtained when using a silicon nitride film.

よって、制御性が重要なn層表面にシリコン窒化膜を付
着形成し、高活性化率、すなわち、低抵抗が望まれるソ
ース及びドレインのn層層の表面にはシリコン酸化膜或
いはシリコン酸化窒化膜を付着形成し、短時間アニール
することにより良好な導電層を形成することができる。
Therefore, a silicon nitride film is deposited on the n-layer surface where controllability is important, and a silicon oxide film or silicon oxynitride film is deposited on the surface of the source and drain n-layer layers where high activation rate, that is, low resistance is desired. A good conductive layer can be formed by depositing and annealing for a short time.

なお、アニール保護膜として、上述のごとくSiN、S
iO□のそれぞれ単層である必要はなく、必要な条件は
、能動層と接する表面にSiNが、電極層と接する表面
に5iOzがあることが必要な条件であり、この条件を
満たせばそれぞれの保護膜が複合膜(多層構造)であっ
ても良いことは云うまでもない。
In addition, as the annealing protective film, as mentioned above, SiN, S
It is not necessary that each layer of iO It goes without saying that the protective film may be a composite film (multilayer structure).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば化合物半導体基板
の注入量の異なる領域すべてにおいて十分な活性化率を
得ることができ、また制御性よく形成できることから、
トランジスタ等の素子電気的特性と制御性の向上を容易
ならしめることができる。
As explained above, according to the present invention, a sufficient activation rate can be obtained in all regions of the compound semiconductor substrate where the implantation amount is different, and formation can be performed with good controllability.
It is possible to easily improve the electrical characteristics and controllability of elements such as transistors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ta>〜<e>は本発明の実施に係るn型電界効
果トランジスタのW電層形成を工程順に示す断面図、第
2図fat〜(C)は従来法による導電層形成を工程順
に示す断面図、第3図は、本発明による保護膜にシリコ
ン窒化膜またはシリコン酸化膜を用いてランプアニール
したときの、注入量と活性化率の関係を示す実験結果の
図である。 第4図(al (b)は、本発明によるアニール前後に
おける保護膜5iOz及びSiN中のGa及びAs原子
の量をSIMS分析により調べた結果を示す。 第5図(al (b)は、本発明によるアニール前後に
おけるSi(シリコン)原子濃度分布の変化をSIMS
分析により調べた結果を示す。 第6図は、零′発明によるシートキャリア濃度とアニー
ル時のピーク温度との関係を示す。 1.9−GaAs基板、2.10−n層、3゜6.11
.14・・・シリコンイオン、4.12・・・レジスト
、5,13・・・n層層、7・・・シリコン酸化膜、8
.15・・・シリコン窒化膜 第  1  図 第  2  図 表面からの深さ 第  4  図  (a) 表面;51らの深さ 第  4  図   (b) 表面からの深さ(μm) 第  5  図   (a) 表面からの深さ(Pm) 第  5  図  (す 手続補正書 昭和62年IO月 l 日 1、事件の表示 昭和62年特許願第168206号 ′29発明の名称 化合物半導体導電層の形成方法 3、補正をずろ者 事件との関係  特許出願人 住 所  東京都千代田区内幸町1丁目1番6号名 称
  (422)日本電信電話株式会社代表者 真 藤 
  恒 4、代理人 住 所  東京都豊島区南長崎2丁目5番2号6、補正
の内容  別紙の通り (11願書の右上に〔特許法第38条ただし書の規定に
よる特許出願〕を挿入する。 (2)願書の1、発明の名称の欄の下に「1′、特許請
求の範囲に記載された発明の数 2」の1行を挿入する
Figures 1(a) to (e) are cross-sectional views illustrating the formation of a W conductive layer in an n-type field effect transistor according to the present invention in the order of steps, and FIGS. The cross-sectional views shown in sequence and FIG. 3 are diagrams of experimental results showing the relationship between the implantation amount and the activation rate when lamp annealing is performed using a silicon nitride film or a silicon oxide film as the protective film according to the present invention. Figure 4 (al(b)) shows the results of SIMS analysis of the amounts of Ga and As atoms in the protective film 5iOz and SiN before and after annealing according to the present invention. SIMS shows changes in Si (silicon) atomic concentration distribution before and after annealing according to the invention.
The results of the analysis are shown below. FIG. 6 shows the relationship between the sheet carrier concentration and the peak temperature during annealing according to the Zero' invention. 1.9-GaAs substrate, 2.10-n layer, 3°6.11
.. 14... Silicon ion, 4.12... Resist, 5, 13... N layer layer, 7... Silicon oxide film, 8
.. 15...Silicon nitride film Figure 1 Figure 2 Depth from surface Figure 4 (a) Surface; Depth of 51 etc. Figure 4 (b) Depth from surface (μm) Figure 5 (a) ) Depth from the surface (Pm) Figure 5 (Procedural amendment IO, 1988, Day 1, Case description 1988 Patent Application No. 168206'29 Title of the invention Method for forming a compound semiconductor conductive layer 3 , Relationship between the amendment and the cheater case Patent applicant address 1-1-6 Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Name (422) Nippon Telegraph and Telephone Corporation Representative Makoto Fuji
Kou 4, Agent address: 2-5-2-6, Minami-Nagasaki, Toshima-ku, Tokyo Contents of amendment: As shown in the attached sheet (11 Insert [patent application pursuant to the proviso to Article 38 of the Patent Law] in the upper right corner of the application) (2) Insert 1 line of the application below the title of the invention column, ``1', number of inventions stated in the claims 2''.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)化合物半導体基板に複数個のイオン注入により形
成された低濃度の不純物層と高濃度の不純物層を保護膜
付アニールによつて活性化させて導電層を形成する工程
において、低濃度の不純物層表面には不純物の拡散を抑
える保護膜を付着形成し、高濃度の不純物層表面には高
活性化率が得られる保護膜を付着形成する工程と、その
後にアニールを行つて不純物層を活性化させて導電層を
得る工程とを具える事を特徴とする化合物半導体導電層
の形成方法。
(1) In the process of forming a conductive layer by activating a low-concentration impurity layer and a high-concentration impurity layer formed by multiple ion implantations into a compound semiconductor substrate by annealing with a protective film, A protective film is deposited on the surface of the impurity layer to suppress the diffusion of impurities, and a protective film that provides a high activation rate is deposited on the surface of the highly concentrated impurity layer.After that, annealing is performed to remove the impurity layer. 1. A method for forming a compound semiconductor conductive layer, comprising the step of activating it to obtain a conductive layer.
(2)化合物半導体基板に複数回のイオン注入により形
成された比較的注入量の少ない不純物層とそれより注入
量の多い不純物層を保護膜付アニールによつて活性化さ
せて導電層を形成する工程において、比較的注入量の少
ない不純物層表面には保護膜中への当該化合物半導体構
成元素の活性化熱処理における拡散を抑え不純物イオン
の拡散を抑える保護膜を付着形成し、注入量の多い不純
物層表面には高活性化率が得られる保護膜を付着形成す
る工程と、その後に極めて短時間アニールを行つて不純
物層を活性化させて導電層を得る工程と、を具えること
を特徴とする化合物半導体導電層の形成方法。
(2) A conductive layer is formed by activating an impurity layer with a relatively small amount of implantation and an impurity layer with a higher amount of implantation formed by multiple ion implantations on a compound semiconductor substrate by annealing with a protective film. In the process, a protective film is deposited on the surface of the impurity layer, which is implanted in a relatively small amount, to suppress the diffusion of impurity ions during the activation heat treatment of the compound semiconductor constituent elements into the protective film, and the impurity layer, which is implanted in a relatively small amount, is The method is characterized by comprising the steps of depositing a protective film with a high activation rate on the surface of the layer, and then performing annealing for a very short time to activate the impurity layer to obtain a conductive layer. A method for forming a compound semiconductor conductive layer.
(3)上記化合物半導体としてガリウム砒素を用い、比
較的注入量の少ない不純物層表面にシリコン窒化膜、高
温度不純物層表面にシリコン酸化膜あるいはシリコン酸
化窒化膜を付着形成することを特徴とする特許請求範囲
第1項又は第2項記載の化合物半導体導電層の形成方法
(3) A patent characterized in that gallium arsenide is used as the compound semiconductor, a silicon nitride film is deposited on the surface of the impurity layer with a relatively small amount of implantation, and a silicon oxide film or silicon oxynitride film is deposited on the surface of the high-temperature impurity layer. A method for forming a compound semiconductor conductive layer according to claim 1 or 2.
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