JPH02199843A - 化合物半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH02199843A JPH02199843A JP1765589A JP1765589A JPH02199843A JP H02199843 A JPH02199843 A JP H02199843A JP 1765589 A JP1765589 A JP 1765589A JP 1765589 A JP1765589 A JP 1765589A JP H02199843 A JPH02199843 A JP H02199843A
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- silicon oxide
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- nitride film
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- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は化合物半導体装置の製造法に係り、特にエピタ
キシャル層の選択成長技術を用いたFET及びこれらを
用いた集積回路の製造法に関する。
キシャル層の選択成長技術を用いたFET及びこれらを
用いた集積回路の製造法に関する。
化合物半導体のFETを高性能化するための直列抵抗を
低減する方法の1つに、低抵抗GaAsエピタキシャル
層をソース・ドレイン領域に選択的に成長する技術があ
る。この選択成長において。
低減する方法の1つに、低抵抗GaAsエピタキシャル
層をソース・ドレイン領域に選択的に成長する技術があ
る。この選択成長において。
ゲート電極と成長層の分離には、従来シリコン酸化膜が
用いられていた8例えば第3図に示すものが知られてい
る。
用いられていた8例えば第3図に示すものが知られてい
る。
図中の1は半絶縁性のG a A s基板である。この
基板1にはn型能動層21が設けられている。
基板1にはn型能動層21が設けられている。
この領域21上にはゲート電極3が設けられている0次
にこのゲート電極をマスクとしてn+イオン打込層4を
形成しその後、シリコン酸化膜61を形成する。このシ
リコン酸化膜61を反応性イオンエツチング(RIE)
で前記ゲート電極3の側壁8のみ残す1次にMOCVD
法によりn十−GaAs層9をソース、ドレイン領域4
に対応する部分に成長させる。
にこのゲート電極をマスクとしてn+イオン打込層4を
形成しその後、シリコン酸化膜61を形成する。このシ
リコン酸化膜61を反応性イオンエツチング(RIE)
で前記ゲート電極3の側壁8のみ残す1次にMOCVD
法によりn十−GaAs層9をソース、ドレイン領域4
に対応する部分に成長させる。
この種の製造法としては例えば、第33回応用物理学関
系連合講演会予稿(1986)4P−T−5P650に
記載されているものなどがある。
系連合講演会予稿(1986)4P−T−5P650に
記載されているものなどがある。
GaAsMES−FETではn+ −GaAsエピタキ
シャル層の再成長前にG a A s表面の酸化物を除
去することが望ましい、酸化物の除去にはフッ酸系エツ
チング液が使われるが、フッ酸系エツチング液ではシリ
コン酸化膜側壁も同時にエチチングされるため側壁厚み
の制御が困難である。
シャル層の再成長前にG a A s表面の酸化物を除
去することが望ましい、酸化物の除去にはフッ酸系エツ
チング液が使われるが、フッ酸系エツチング液ではシリ
コン酸化膜側壁も同時にエチチングされるため側壁厚み
の制御が困難である。
このためソース抵抗、ゲート耐圧の再現性が悪くなって
しまう。
しまう。
また一方、シリコン酸化膜側壁に代ってフッ酸に溶解し
にくいシリコン窒化膜側壁が考えられたが、この材質は
異方性加工されにくく、側壁が安定して形成できない欠
点があった。
にくいシリコン窒化膜側壁が考えられたが、この材質は
異方性加工されにくく、側壁が安定して形成できない欠
点があった。
ヘテロME S F E T’e’HE MT(Hig
h Electron14obility Teans
istor)などのへテロFETの場合、AaG a
A s層またはG a A s層をエツチングする必要
がある。AQGaAspSを精密にエツチングするには
フッ酸系のエチング液が良いが、従来のシリコン酸化膜
を用いた構造では側壁がエツチングされ使用できなかっ
た。
h Electron14obility Teans
istor)などのへテロFETの場合、AaG a
A s層またはG a A s層をエツチングする必要
がある。AQGaAspSを精密にエツチングするには
フッ酸系のエチング液が良いが、従来のシリコン酸化膜
を用いた構造では側壁がエツチングされ使用できなかっ
た。
本発明の目的は、フッ酸系エツチング液に対して耐エツ
チング性を有し、かつ安定に形成できる側壁の構造およ
びその形成方法を提供することにある。
チング性を有し、かつ安定に形成できる側壁の構造およ
びその形成方法を提供することにある。
上記目的は、ゲート電極3の側壁をシリコン窒化膜5と
シリコン酸化膜61の2層重構造とすることにより達成
される。ここで第1層膜のシリコン窒化1lI5は、第
2層膜であるシリコン酸化膜の側壁8をマスクとして加
工される。
シリコン酸化膜61の2層重構造とすることにより達成
される。ここで第1層膜のシリコン窒化1lI5は、第
2層膜であるシリコン酸化膜の側壁8をマスクとして加
工される。
シリコン酸化膜はRIEにより異方性加工が容易で、側
壁の形成に適している。本発明では、このシリコン酸化
膜側壁8をマスクにしてシリコン窒化膜5をエツチング
することにより、シリコン窒化1115による側壁を再
現性良く形成できるようにした。
壁の形成に適している。本発明では、このシリコン酸化
膜側壁8をマスクにしてシリコン窒化膜5をエツチング
することにより、シリコン窒化1115による側壁を再
現性良く形成できるようにした。
また、G a A s NIまたはA Q G a A
s Mをフッ酸系エツチング液でエツチングする際、
シリコン窒化膜はエツチングされないので、n+ −G
aAsエピタキシャル層の成長時に上記シリコン窒化膜
が、ゲート電極とn+ −GaAsエピタキシャル層と
の接触を防ぐことができる。これにより、n+ −Ga
Asエピタキシャル層とゲート電極の分離が再現性良く
確保できる。
s Mをフッ酸系エツチング液でエツチングする際、
シリコン窒化膜はエツチングされないので、n+ −G
aAsエピタキシャル層の成長時に上記シリコン窒化膜
が、ゲート電極とn+ −GaAsエピタキシャル層と
の接触を防ぐことができる。これにより、n+ −Ga
Asエピタキシャル層とゲート電極の分離が再現性良く
確保できる。
以下、本発明を実施例によって説明する。
実施例1
第1図(a)〜第1図(g)は本発明の実施例のGaA
sMESFE!Tの製造工程断面図である。半絶縁性G
a A s基板結晶1に、n型不純物をドーズ址3X
10 ”as−”、打込ミエネルギー75KeVの条
件でイオン注入した後、700℃〜900℃の温度で2
0分間アニールを行ないn型の活性チャネル領域21を
形成した(第1図(a)、この活性チャネル領域21上
にWSix (x:o、4)からなるショットキバリア
ゲート電極3を加工形成した(第1図(b))、次いで
前記ゲート電極3上にシリコン窒化膜5を形成し、活性
チャネルに対応する部分に開口部を有するマスク材とし
てのホトレジストマ1を形成し、しかる後にゲート電極
3をマスクとしてn型不純物としてSiをドーズ量I
X 10”am″″2.打込みエネルギー100にaV
の条件でイオン注入しn十層4を形成した(第1図(Q
) )、次にホトレジスト71を除去した後上記シリコ
ン窒化11[5上にシリコン酸化膜61を形成する。つ
づいて、このシリコン酸化膜61上に、活性チャネルに
対応する部分に開口部を有したマスク材としてのホトレ
ジスト72を形成する(第1図(d))、次にこのホト
レジスト72をマスクとして前記シリコン酸化膜61を
反応性イオンエツチング(RIE)により選択的にエツ
チング除去し、前記ゲート電極3の側面にシリコン酸化
膜側壁8を残存させた0次いで前記ホトレジスト72.
シリコン酸化膜側壁8をマスクとして露出するシリコン
窒化膜5を選択的にエツチング除去し、前記n+イオン
打込層4を露出させた(第1図(8))、次にホトレジ
スト72を剥離し、フッ酸系エツチング液でシリコン酸
化膜61およびn+イオン打込層4の表面の自然酸化膜
をエツチング除去する。この時シリコン酸化膜側壁8も
同時に除去される1次にMOCVD法によりn十エピタ
キシャル層9を選択的に成長させる(第1図(f))、
この層9の仕様は厚さ〜200nm、キャリア濃度3X
10”am″″aの低抵抗層である。ゲート電極3とn
+GaAsエピタキシャル層9の間隔はシリコン窒化膜
5の側壁によって決定される。つづいてシリコン酸化r
IA62を形成して、RIEでホトレジストをマスクと
して、ソース、ドレインに対応する領域をエツチングし
てH+QaAsエピタキシャル層9を露出させA u
G e系のオーミック電極を形成し、ソース、ドレイン
電極10とする(第1図(g))。
sMESFE!Tの製造工程断面図である。半絶縁性G
a A s基板結晶1に、n型不純物をドーズ址3X
10 ”as−”、打込ミエネルギー75KeVの条
件でイオン注入した後、700℃〜900℃の温度で2
0分間アニールを行ないn型の活性チャネル領域21を
形成した(第1図(a)、この活性チャネル領域21上
にWSix (x:o、4)からなるショットキバリア
ゲート電極3を加工形成した(第1図(b))、次いで
前記ゲート電極3上にシリコン窒化膜5を形成し、活性
チャネルに対応する部分に開口部を有するマスク材とし
てのホトレジストマ1を形成し、しかる後にゲート電極
3をマスクとしてn型不純物としてSiをドーズ量I
X 10”am″″2.打込みエネルギー100にaV
の条件でイオン注入しn十層4を形成した(第1図(Q
) )、次にホトレジスト71を除去した後上記シリコ
ン窒化11[5上にシリコン酸化膜61を形成する。つ
づいて、このシリコン酸化膜61上に、活性チャネルに
対応する部分に開口部を有したマスク材としてのホトレ
ジスト72を形成する(第1図(d))、次にこのホト
レジスト72をマスクとして前記シリコン酸化膜61を
反応性イオンエツチング(RIE)により選択的にエツ
チング除去し、前記ゲート電極3の側面にシリコン酸化
膜側壁8を残存させた0次いで前記ホトレジスト72.
シリコン酸化膜側壁8をマスクとして露出するシリコン
窒化膜5を選択的にエツチング除去し、前記n+イオン
打込層4を露出させた(第1図(8))、次にホトレジ
スト72を剥離し、フッ酸系エツチング液でシリコン酸
化膜61およびn+イオン打込層4の表面の自然酸化膜
をエツチング除去する。この時シリコン酸化膜側壁8も
同時に除去される1次にMOCVD法によりn十エピタ
キシャル層9を選択的に成長させる(第1図(f))、
この層9の仕様は厚さ〜200nm、キャリア濃度3X
10”am″″aの低抵抗層である。ゲート電極3とn
+GaAsエピタキシャル層9の間隔はシリコン窒化膜
5の側壁によって決定される。つづいてシリコン酸化r
IA62を形成して、RIEでホトレジストをマスクと
して、ソース、ドレインに対応する領域をエツチングし
てH+QaAsエピタキシャル層9を露出させA u
G e系のオーミック電極を形成し、ソース、ドレイン
電極10とする(第1図(g))。
実施例2
第2図(a)〜第2図(f)は本発明の実施例2のへテ
ロMESFETの製造工程断面図である。半絶縁性Ga
As基板結晶1に膜厚11000nのアンドープGaA
s層11.n型GaAs層22を順次成長する。該層2
2の仕様は厚さ〜6nm、キャリア濃度2 X 10
”(3m−8である。前記n型G a A s層22上
にさらにアンドープAl2GaAs層23を成長する(
第2図(a))、続いて前記A n G a A m層
23上にWSix (x弁0.4)からなるショットキ
ゲート電極3を加工形成する(第2図(b))、次に前
記WSix5上にシリコン窒化膜5を形成し更にシリコ
ン酸化膜61を形成する1次にこのシリコン酸化膜61
上に、活性チャネルに対応する部分に開口部を有したマ
スク材としてのホトレジスト72を形成する(第2図(
C))、次にこのホトレジスト72をマスクとして前記
シリコン酸化膜61を反応性イオンエツチングにより選
択的にエツチング除去し、前記ゲート電極3の側面にシ
リコン酸化膜側壁8を残存させた1次いで前記ホトレジ
スト72.シリコン酸化膜側壁8をマスクとして露出す
るシリコン窒化膜5を選択的にエツチング除去し、前記
アンドープA Q G a A s層23を露出させた
(第2図(d))。
ロMESFETの製造工程断面図である。半絶縁性Ga
As基板結晶1に膜厚11000nのアンドープGaA
s層11.n型GaAs層22を順次成長する。該層2
2の仕様は厚さ〜6nm、キャリア濃度2 X 10
”(3m−8である。前記n型G a A s層22上
にさらにアンドープAl2GaAs層23を成長する(
第2図(a))、続いて前記A n G a A m層
23上にWSix (x弁0.4)からなるショットキ
ゲート電極3を加工形成する(第2図(b))、次に前
記WSix5上にシリコン窒化膜5を形成し更にシリコ
ン酸化膜61を形成する1次にこのシリコン酸化膜61
上に、活性チャネルに対応する部分に開口部を有したマ
スク材としてのホトレジスト72を形成する(第2図(
C))、次にこのホトレジスト72をマスクとして前記
シリコン酸化膜61を反応性イオンエツチングにより選
択的にエツチング除去し、前記ゲート電極3の側面にシ
リコン酸化膜側壁8を残存させた1次いで前記ホトレジ
スト72.シリコン酸化膜側壁8をマスクとして露出す
るシリコン窒化膜5を選択的にエツチング除去し、前記
アンドープA Q G a A s層23を露出させた
(第2図(d))。
次にホトレジスト72を剥離し、フッ酸系のエツチング
液でアンドープA It G a A s層23エツチ
ングする。この時シリコン酸化膜61.シリコン酸化膜
側壁8もフッ酸系エツチング液により同時に除去される
1次にMOCVD法によりfi+ −GaAgエピタキ
シャル層9を選択的に成長させる(第2図(6))、こ
の層の仕様は厚さ〜200nm、キャリア濃度3 X
10−1’cm−8ノ低m抗Ntjである。この後は第
1図(f)以後の工程に順する(第2図(f) ) 。
液でアンドープA It G a A s層23エツチ
ングする。この時シリコン酸化膜61.シリコン酸化膜
側壁8もフッ酸系エツチング液により同時に除去される
1次にMOCVD法によりfi+ −GaAgエピタキ
シャル層9を選択的に成長させる(第2図(6))、こ
の層の仕様は厚さ〜200nm、キャリア濃度3 X
10−1’cm−8ノ低m抗Ntjである。この後は第
1図(f)以後の工程に順する(第2図(f) ) 。
また第2図におけるn型G a A s層22上にアン
ドープA n G a A s層23を持つ構造ではな
く、アンドープGaAs上にn型AΩG a A s層
を持つ構造のいわゆるHEMTの場合でも、全く同様で
ある。
ドープA n G a A s層23を持つ構造ではな
く、アンドープGaAs上にn型AΩG a A s層
を持つ構造のいわゆるHEMTの場合でも、全く同様で
ある。
以上実施例によれば、フッ酸系エツチング液に耐えうる
シリコン窒化膜側壁を用いることにより。
シリコン窒化膜側壁を用いることにより。
G a A s層、AQGaAs層を選択的にエツチン
グできる。またフッ酸系のエツチング液を用いることに
より、エツチングされた表面が清浄であり、次の工程で
あるn+ −GaAsエピタキシャル成長も制御性良く
行なえる効果がある。
グできる。またフッ酸系のエツチング液を用いることに
より、エツチングされた表面が清浄であり、次の工程で
あるn+ −GaAsエピタキシャル成長も制御性良く
行なえる効果がある。
上述した実施例ではHFの溶液に解けにくいゲートの側
壁材としてシリコン窒化膜の例を示したが1例えばAΩ
203やAQNなどの材質であってもよく限定されるも
のではない。
壁材としてシリコン窒化膜の例を示したが1例えばAΩ
203やAQNなどの材質であってもよく限定されるも
のではない。
本発明によれば、GaAs層、Al2GaAs層をセル
ファラインで再現性良く加工できるとともに、ゲト電極
とn+ −GaAs層との間隔を制御性良く確保できる
。このため、G a A s層とn÷−G a A s
Mの再成長界面の接触抵抗を低くすることができ、ソ
ース抵抗Rsとゲート耐圧VBが良好で再現性が良くな
る効果がある。
ファラインで再現性良く加工できるとともに、ゲト電極
とn+ −GaAs層との間隔を制御性良く確保できる
。このため、G a A s層とn÷−G a A s
Mの再成長界面の接触抵抗を低くすることができ、ソ
ース抵抗Rsとゲート耐圧VBが良好で再現性が良くな
る効果がある。
第1図(a)〜第1図(g)は本発明の実施例1のG
a A s F E Tの製造方法を工程順に示す断面
図、第2図(a)〜第2図(f)は本発明の実施例2に
関するG a A sヘテロMESFETの製造方法を
工程順に示す断面図、第3図(a)〜第3図(e)は従
来のG a A s F E Tの製造方法を工程順に
示す断面図である。 1・・・G a A s基板結晶、3・・・WSiゲー
ト電極。 4・・・n◆イオン打込層、5・・・シリコン窒化膜、
8・・・シリコン酸化膜側壁、9・・・n+GaAsエ
ピタキシャル層、10・・・ソース、ドレイン電極、2
1・・・n型能動層、22・・・n型G a A s層
、23・・・アンドープA Q G a A s層、6
1.62・・・シリコリ酸化膜、71.72・・・ホト
レジスト層。 糖 ■ 第3目
a A s F E Tの製造方法を工程順に示す断面
図、第2図(a)〜第2図(f)は本発明の実施例2に
関するG a A sヘテロMESFETの製造方法を
工程順に示す断面図、第3図(a)〜第3図(e)は従
来のG a A s F E Tの製造方法を工程順に
示す断面図である。 1・・・G a A s基板結晶、3・・・WSiゲー
ト電極。 4・・・n◆イオン打込層、5・・・シリコン窒化膜、
8・・・シリコン酸化膜側壁、9・・・n+GaAsエ
ピタキシャル層、10・・・ソース、ドレイン電極、2
1・・・n型能動層、22・・・n型G a A s層
、23・・・アンドープA Q G a A s層、6
1.62・・・シリコリ酸化膜、71.72・・・ホト
レジスト層。 糖 ■ 第3目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、化合物半導体から成る電界効果トランジスタにおい
て、ゲート電極の側壁に形成された窒化シリコン膜と、
ソース、ドレイン領域上に形成されたソースドレイン低
抵抗化合物半導体層を有し、かつ該低抵抗化合物半導体
層は上記ゲート電極と上記窒化シリコン膜を隔てて形成
されていることを特徴とする化合物半導体装置。 2、化合物半導体から成る電界効果トランジスタの製造
方法において、下地化合物半導体基板上にゲート電極を
設ける工程と、該工程後窒化シリコン膜および酸化シリ
コン膜を重ねて形成する工程と、該酸化シリコン膜を上
記ゲート電極の側壁を残して加工する工程と、該加工し
た酸化シリコン膜をマスクにして上記窒化シリコン膜を
加工する工程と、該加工した窒化シリコン膜をマスクと
して上記下地化合物半導体基板表面をエッチングする工
程と、該工程後ソース、ドレイン領域上に低抵抗化合物
半導体を選択的にエピタキシャル成長させる工程を含む
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1765589A JPH02199843A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 化合物半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1765589A JPH02199843A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 化合物半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02199843A true JPH02199843A (ja) | 1990-08-08 |
Family
ID=11949870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1765589A Pending JPH02199843A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 化合物半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02199843A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5882961A (en) * | 1995-09-11 | 1999-03-16 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing semiconductor device with reduced charge trapping |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1765589A patent/JPH02199843A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5882961A (en) * | 1995-09-11 | 1999-03-16 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing semiconductor device with reduced charge trapping |
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