JPH0244772A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH0244772A JPH0244772A JP19449988A JP19449988A JPH0244772A JP H0244772 A JPH0244772 A JP H0244772A JP 19449988 A JP19449988 A JP 19449988A JP 19449988 A JP19449988 A JP 19449988A JP H0244772 A JPH0244772 A JP H0244772A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
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、半導体装置及びその製造方法に係り、特にｍ
−ｖ属化合物半導体の基板又は半導体層を有する半導体
装置及びその製造方法に関する。
−ｖ属化合物半導体の基板又は半導体層を有する半導体
装置及びその製造方法に関する。
シリコンを用いた半導体集積回路装置では、バリアメタ
ルやコシタクトホールの埋め込み等の多層配線技術とし
て、特開昭５９−７２１３２にＣＶＤ法を用いたタング
ステンの選択堆積法が記載されている。この技術は、第
２図に示すようにシリコン層２１の上に絶縁膜２２を設
け、その開口部のシリコン層２１の露出した部分に、タ
ングステンのハロゲン化物とシラン又はシラン化合物と
を用いて気相成長法によりタングステン膜２３を選択的
に堆積させるものである。
ルやコシタクトホールの埋め込み等の多層配線技術とし
て、特開昭５９−７２１３２にＣＶＤ法を用いたタング
ステンの選択堆積法が記載されている。この技術は、第
２図に示すようにシリコン層２１の上に絶縁膜２２を設
け、その開口部のシリコン層２１の露出した部分に、タ
ングステンのハロゲン化物とシラン又はシラン化合物と
を用いて気相成長法によりタングステン膜２３を選択的
に堆積させるものである。
上記従来技術は、化合物半導体層を有する半導体装置に
ついて選択的に金属膜を堆積することについては配慮さ
れておらず、化合物半導体層を用いた半導体装置の製造
において選択的に金属膜を堆積する技術が確立されてい
ないという問題があった。
ついて選択的に金属膜を堆積することについては配慮さ
れておらず、化合物半導体層を用いた半導体装置の製造
において選択的に金属膜を堆積する技術が確立されてい
ないという問題があった。
本発明の目的は、ｍ−ｖ属化合物半導体層上に金属を選
択的に堆積してなる半導体装置及びその製造方法を提供
することにある。
択的に堆積してなる半導体装置及びその製造方法を提供
することにある。
上記目的は、（１）少なくとも■−■族化合物半導体層
を有する半導体装置において、該ｍ−ｖ族化合物半導体
層上にｎすＧｅを主体とする層及び開口部を有する絶縁
物層を順次配置し、該絶縁物層の開口部において露出し
た上記ｎｔＧｅを主体とする層表面に、金属ハロゲン化
物と還元ガスとを用いて気相成長法により金属膜を選択
的に形成してなることを特徴とする半導体装置、（２）
ｍ−■族化合物半導体層上にｎ’Ｇｓを主体とする層、
絶縁膜を形成し、該絶縁膜の一部を除去して開口部を設
け、該開口部において露出した上記ｎ′？Ｇｅを主体と
する層表面に、金属ハロゲン化物と還元ガスを用いた気
相成長法により金属膜を選択的に形成する工程を少なく
とも有することを特徴とする半導体装置の製造方法によ
って達成される。
を有する半導体装置において、該ｍ−ｖ族化合物半導体
層上にｎすＧｅを主体とする層及び開口部を有する絶縁
物層を順次配置し、該絶縁物層の開口部において露出し
た上記ｎｔＧｅを主体とする層表面に、金属ハロゲン化
物と還元ガスとを用いて気相成長法により金属膜を選択
的に形成してなることを特徴とする半導体装置、（２）
ｍ−■族化合物半導体層上にｎ’Ｇｓを主体とする層、
絶縁膜を形成し、該絶縁膜の一部を除去して開口部を設
け、該開口部において露出した上記ｎ′？Ｇｅを主体と
する層表面に、金属ハロゲン化物と還元ガスを用いた気
相成長法により金属膜を選択的に形成する工程を少なく
とも有することを特徴とする半導体装置の製造方法によ
って達成される。
本発明に用いられる■−■族化合物半導体としては、Ｇ
ａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡＵＧ：ｌＡ８等が用いられる
。これらの半導体層上にはこの半導体とバンドギャップ
が近接し、Ｈ２を吸着し易い半導体、例えばＧｅを主体
とする層を形成する。この層はＧｅのみであっても他の
元素が添加されていてもよい。この層の上の絶縁膜の開
口部に選択的に金属膜を形成する。この金属膜は、金属
シリサイドを含む場合があって差し支えがない。原料の
金属ハロゲン化物と還元ガスとの比率、基板温度等の反
応条件によって、生成する金属と金属シリサイドの比は
異なる。気相成長（以下ＣＶＤと略）は常圧で行っても
よいが選択性が悪くなり、絶縁膜上にも金属膜が形成す
る傾向がみられるので減圧ＣＶＤで行うことが好ましい
。基板温度は、金属ハロゲン化物の種類にもよるが１０
０〜５００℃の範囲が好ましく、２００〜４５０℃の範
囲がより好ましい。
ａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡＵＧ：ｌＡ８等が用いられる
。これらの半導体層上にはこの半導体とバンドギャップ
が近接し、Ｈ２を吸着し易い半導体、例えばＧｅを主体
とする層を形成する。この層はＧｅのみであっても他の
元素が添加されていてもよい。この層の上の絶縁膜の開
口部に選択的に金属膜を形成する。この金属膜は、金属
シリサイドを含む場合があって差し支えがない。原料の
金属ハロゲン化物と還元ガスとの比率、基板温度等の反
応条件によって、生成する金属と金属シリサイドの比は
異なる。気相成長（以下ＣＶＤと略）は常圧で行っても
よいが選択性が悪くなり、絶縁膜上にも金属膜が形成す
る傾向がみられるので減圧ＣＶＤで行うことが好ましい
。基板温度は、金属ハロゲン化物の種類にもよるが１０
０〜５００℃の範囲が好ましく、２００〜４５０℃の範
囲がより好ましい。
また、金属ハロゲン化物としては、例えばタングステン
、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブの弗化物及び
塩化物等を用いることができる。
、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブの弗化物及び
塩化物等を用いることができる。
また、還元ガスとしては例えばＨ２，ＰＨ，。
Ｂ、ＨＧ、ＳｉＨ，，５ｉＨ３ＣＱ、５ｉＨ２ＣＩ２．
ｌ５ｉＨＣＱ、、５ｉＣｎ、、ＧｅＨ４，ＧｅＨ３ＣＱ
。
ｌ５ｉＨＣＱ、、５ｉＣｎ、、ＧｅＨ４，ＧｅＨ３ＣＱ
。
ＧｅＨ２ＣＱ、、ＧａＨＣｎ３．ＧｅＣＱ４のうち少な
くとも１つを用いることができる。
くとも１つを用いることができる。
本発明によって形成した金属膜は、半導体装置のコレク
タ電極、エミッタ電極、ベース電極、ソース・ドレイン
電極として用いられる。
タ電極、エミッタ電極、ベース電極、ソース・ドレイン
電極として用いられる。
ｍ−ｖ族化合物半導体層上に積層したＧｅを主体とする
層は、不純物を高濃度にドーピングできるため、金属と
の障壁も小さく、アロイしなくても良好なオーミック特
性が得られる。また、Ｇｅと化合物半導体との格子整合
が良く、電位障壁も小さい。それ故、Ｇｅを主体とする
層は化合物半導体層に対して良好なオーミックコンタク
ト層となる。
層は、不純物を高濃度にドーピングできるため、金属と
の障壁も小さく、アロイしなくても良好なオーミック特
性が得られる。また、Ｇｅと化合物半導体との格子整合
が良く、電位障壁も小さい。それ故、Ｇｅを主体とする
層は化合物半導体層に対して良好なオーミックコンタク
ト層となる。
実施例 １
以下本発明の実施例１を第１図に示す工程断面を参照し
て具体的に説明する。
て具体的に説明する。
基板上にＭＢＥ法によるエピタキシャル技術を用いて、
ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１１（厚さ０．５μｍ、不純物（
Ｓｉ）濃度５ Ｘ １０” ｃｎ−３）上に、ｎ十〇ｅ
層１２（厚さｏ、１μｍｔμｍ的（Ａｓ）濃度２ Ｘ
１０２Ｉ′ｅｘ−３）を連続して積層する。しかる後、
ＣＶＤ法でＳｉｎ。
ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ層１１（厚さ０．５μｍ、不純物（
Ｓｉ）濃度５ Ｘ １０” ｃｎ−３）上に、ｎ十〇ｅ
層１２（厚さｏ、１μｍｔμｍ的（Ａｓ）濃度２ Ｘ
１０２Ｉ′ｅｘ−３）を連続して積層する。しかる後、
ＣＶＤ法でＳｉｎ。
の絶縁膜１３を形成し、該５ｉｎ２膜の所望の箇所に開
口する。
口する。
次いで、ＣＶＤ装置を用いて、Ｈ２を５００ｓｃｃ＋ｓ
。
。
ＷＦ、を５ ｓｅｃｍ流して、全ガス圧を約０．３ｍｔ
ｏｒｒにし、タングステン膜１４を堆積した。このとき
、基板温度は約３００℃に設定した。タングステン膜１
４は選択性よく絶縁膜の開口部に堆積した。
ｏｒｒにし、タングステン膜１４を堆積した。このとき
、基板温度は約３００℃に設定した。タングステン膜１
４は選択性よく絶縁膜の開口部に堆積した。
ここでは、金属ハロゲン化物としてＷＦ、を用いたが、
他のタングステン、モリブデン、チタン。
他のタングステン、モリブデン、チタン。
タンタル、ニオブの弗化物及び塩化物を用いることがで
きる。また、還元ガスとしてもＨ２の他にも例えばＰＨ
，、Ｂ、Ｈ，、ＳｉＨ４，ＳｉＨ，ＣＤ。
きる。また、還元ガスとしてもＨ２の他にも例えばＰＨ
，、Ｂ、Ｈ，、ＳｉＨ４，ＳｉＨ，ＣＤ。
ＳｉＨ，ＣＱ、、５ｉＨＣ１１，，５ｉＣＱ４．ＧｅＨ
，。
，。
ＧｅＨ，ＣＱ、ＧｅＨ，ＣＱ、、ＧｅＨＣＱ、。
ＧｅＣ（ｔ４のうち少なくとも１つを用いることができ
る。
る。
またここでは、ｎ”Ｇａ層を介してＧａＡｓ層にオーミ
ックコンタクトをとっているがＧａＡｓ以外の化合物半
導体でもＧｅと格子整合が良ければ、同様に良好なオー
ミックコンタクトがとれることは言うまでもない。
ックコンタクトをとっているがＧａＡｓ以外の化合物半
導体でもＧｅと格子整合が良ければ、同様に良好なオー
ミックコンタクトがとれることは言うまでもない。
実施例２
以下本発明をＧ ａ Ａ ｓ系へテロ接合バイポーラト
ランジスタのコレクタ電極形成に適用した実施例を第３
図に示す工程断面図を参照して説明する。
ランジスタのコレクタ電極形成に適用した実施例を第３
図に示す工程断面図を参照して説明する。
半絶縁性ＧａＡｓ基板３１上にＭＢＥ法によりｎ↑Ｇａ
Ａｓサブコレクタ層３２（厚さ５０００人、不純物（Ｓ
ｉ）濃度５ ＸＩＯ”ｅｌｌ−”）、ｎ’Ｇｅ層３３層
厚３１０００人、不純物（Ａｓ）濃度１〜２ ＸＩＯ”
ａｍ−３）、ｎＧａＡｓコレクタ層３４（厚さ６０００
人、不純物（Ｓｉ）濃度５ ＸＩＯ”国−’）、ｐ”Ｇ
ａＡｓベース層３５（厚さ１０００人、不純物（Ｂｅ）
濃度４Ｘ１０’″ａｎ−３）。
Ａｓサブコレクタ層３２（厚さ５０００人、不純物（Ｓ
ｉ）濃度５ ＸＩＯ”ｅｌｌ−”）、ｎ’Ｇｅ層３３層
厚３１０００人、不純物（Ａｓ）濃度１〜２ ＸＩＯ”
ａｍ−３）、ｎＧａＡｓコレクタ層３４（厚さ６０００
人、不純物（Ｓｉ）濃度５ ＸＩＯ”国−’）、ｐ”Ｇ
ａＡｓベース層３５（厚さ１０００人、不純物（Ｂｅ）
濃度４Ｘ１０’″ａｎ−３）。
ｎＡＱＧａＡｓエミッタ層３６（厚さ１０００人、不純
物（ＳＬ）濃度５Ｘ１０”ｎ−３）、ｎ’ＧａＡｓサブ
エミッタ層３７（厚さ１０００人、不純物（Ｓｉ）濃度
５Ｘ１０”ｃｍ−”）を順次積層成長する。しかる後、
通常のＣＶＤ技術及びリソグラフィ技術を用いてエミッ
タパターン形状に対応するＳｉＮ膜マスク３８を形成し
く第３図（ａ））、不要なｎ”ＧａＡｓサブエミツタ層
３７をドライエツチングで除去した後、Ｂｅ等のＰ型不
純物をイオン注入し、赤外線を用いたフラッシュアニー
ルを施しｐｔ外部ベース層３９を形成する（第３図（ｂ
））。
物（ＳＬ）濃度５Ｘ１０”ｎ−３）、ｎ’ＧａＡｓサブ
エミッタ層３７（厚さ１０００人、不純物（Ｓｉ）濃度
５Ｘ１０”ｃｍ−”）を順次積層成長する。しかる後、
通常のＣＶＤ技術及びリソグラフィ技術を用いてエミッ
タパターン形状に対応するＳｉＮ膜マスク３８を形成し
く第３図（ａ））、不要なｎ”ＧａＡｓサブエミツタ層
３７をドライエツチングで除去した後、Ｂｅ等のＰ型不
純物をイオン注入し、赤外線を用いたフラッシュアニー
ルを施しｐｔ外部ベース層３９を形成する（第３図（ｂ
））。
次いで、Ｈ及びＢｆのイオン注入により素子分離領域３
１０及びベース・コレクタ分離領域３１１を形成する（
第３図（ｃ））、次に５１０２膜３１２を被着してマス
クパターンを形成した後、塩素系ガスを用いたドライエ
ツチングによりコレクタコンタクト孔３１３を形成する
（第３図（ｄ））、このときエツチングはｎ＋Ｇｅ層３
３層面３表面的にとまる。
１０及びベース・コレクタ分離領域３１１を形成する（
第３図（ｃ））、次に５１０２膜３１２を被着してマス
クパターンを形成した後、塩素系ガスを用いたドライエ
ツチングによりコレクタコンタクト孔３１３を形成する
（第３図（ｄ））、このときエツチングはｎ＋Ｇｅ層３
３層面３表面的にとまる。
次に、実施例１で述べたタングステンの選択ＣＶＤ法に
より、ＳｉＯ□膜３１２の表面近傍までタングステン３
１４を埋め込んだ（第３図（ｅ））。
より、ＳｉＯ□膜３１２の表面近傍までタングステン３
１４を埋め込んだ（第３図（ｅ））。
しかる後、通常のりソグラフィ技術とリフトオフ法によ
り、Ａ ｕ Ｇ ａからなるエミッタ電極３１５とＡｕ
Ｚｎからなるベース電極３１６を各々形成し、ヘテロ接
合バイポーラトランジスタを完成した（第３図（ｆ）
）。
り、Ａ ｕ Ｇ ａからなるエミッタ電極３１５とＡｕ
Ｚｎからなるベース電極３１６を各々形成し、ヘテロ接
合バイポーラトランジスタを完成した（第３図（ｆ）
）。
本実施例によれば、コレクタコンタクト孔３１３を選択
的にタングステンで埋め込むことにより、ヘテロ接合バ
イポーラトランジスタのプレーナ化が歩留り良く実現で
きた。
的にタングステンで埋め込むことにより、ヘテロ接合バ
イポーラトランジスタのプレーナ化が歩留り良く実現で
きた。
本発明によれば、シリコン系半導体集積回路装置の多層
配線技術で必須になりつつある金属の選択的堆積技術が
、ＧａＡｓ系集積回路装置においても適用できるので、
歩留りよく、信頼性の高い半導体装置を製造することが
できた。
配線技術で必須になりつつある金属の選択的堆積技術が
、ＧａＡｓ系集積回路装置においても適用できるので、
歩留りよく、信頼性の高い半導体装置を製造することが
できた。
第１図は、本発明の一実施例の半導体装置の部分断面図
、第２図は、従来の半導体装置の部分断面図、第３図は
、本発明の他の実施例の半導体装置の製造工程を示す断
面図である。 １１−ｎ型ＧａＡｓ層 １２・・・ｎ中型Ｇｅ層 １３・・・絶縁膜 １４・・・タングステン膜 ２１・・・シリコン層 ２２・・・絶縁膜 ２３・・・タングステン膜 ３１・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板 ３２・・・ｎ ＋Ｇ ａ Ａ ｓコレクタ層３３・・・
ｎｆＧｅ層 ３４・・・ｎＧａＡｓコレクタ層 ３５−ｐ’ＧａＡｓベース層 ３６−ｎＡＱ ＧａＡｓエミツタ層 ３７・・・ｎｔＧａＡｓサブエミッタ層３８・・・Ｓｉ
Ｎマスク ３９・・・ダ外部ベース層 ３１０・・・素子分離領域 ３１１・・・ペースコレクタ分離領域 ３１２・・・ＳｉＯ２膜 ３１３・・コレクタコンタクト孔 ３１４・・・タングステン電極 ３１５・・・エミッタ電極 ３１６・・・ベース電極
、第２図は、従来の半導体装置の部分断面図、第３図は
、本発明の他の実施例の半導体装置の製造工程を示す断
面図である。 １１−ｎ型ＧａＡｓ層 １２・・・ｎ中型Ｇｅ層 １３・・・絶縁膜 １４・・・タングステン膜 ２１・・・シリコン層 ２２・・・絶縁膜 ２３・・・タングステン膜 ３１・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板 ３２・・・ｎ ＋Ｇ ａ Ａ ｓコレクタ層３３・・・
ｎｆＧｅ層 ３４・・・ｎＧａＡｓコレクタ層 ３５−ｐ’ＧａＡｓベース層 ３６−ｎＡＱ ＧａＡｓエミツタ層 ３７・・・ｎｔＧａＡｓサブエミッタ層３８・・・Ｓｉ
Ｎマスク ３９・・・ダ外部ベース層 ３１０・・・素子分離領域 ３１１・・・ペースコレクタ分離領域 ３１２・・・ＳｉＯ２膜 ３１３・・コレクタコンタクト孔 ３１４・・・タングステン電極 ３１５・・・エミッタ電極 ３１６・・・ベース電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少なくともIII−Ｖ族化合物半導体層を有する半導
体装置において、該III−Ｖ族化合物半導体層上にｎ＾
＋Ｇｅを主体とする層及び開口部を有する絶縁物層を順
次配置し、該絶縁物層の開口部において露出した上記ｎ
＾＋Ｇｅを主体とする層表面に、金属ハロゲン化物と還
元ガスとを用いて気相成長法により金属膜を選択的に形
成してなることを特徴とする半導体装置。 ２、上記金属ハロゲン化物がタングステン又はモリブデ
ンの弗化物であり、還元ガスがＨ＿２、ＰＨ＿３、Ｂ＿
２Ｈ＿６、ＳｉＨ＿４、ＳｉＨ＿３Ｃｌ、ＳｉＨ＿２Ｃ
ｌ＿２、ＳｉＨＣｌ＿３、ＳｉＣｌ＿４、ＧｅＨ＿４、
ＧｅＨ＿３Ｃｌ、ＧｅＨ＿２Ｃｌ＿２、ＧｅＨＣｌ＿３
、ＧｅＣｌ＿４のうちの少なくとも１である請求項１記
載の半導体装置。 ３、III−Ｖ族化合物半導体層上にｎ＾＋Ｇｅを主体と
する層、絶縁膜を形成し、該絶縁膜の一部を除去して開
口部を設け、該開口部において露出した上記ｎ＾＋Ｇｅ
を主体とする層表面に、金属ハロゲン化物と還元ガスを
用いた気相成長法により金属膜を選択的に形成する工程
を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 ４、上記金属ハロゲン化物として、タングステン又はモ
リブデンの弗化物を用い、還元ガスとしてＨ＿２、ＰＨ
＿３、Ｂ＿２Ｈ＿６、ＳｉＨ＿４、ＳｉＨ＿３Ｃｌ、Ｓ
ｉＨ＿２Ｃｌ＿２、ＳｉＨＣｌ＿３、ＳｉＣｌ＿４、Ｇ
ｅＨ＿４、ＧｅＨ＿３Ｃｌ、ＧｅＨ＿２Ｃｌ＿２、Ｇｅ
ＨＣｌ＿３、ＧｅＣｌ＿４のうち少なくとも１を用いる
請求項３記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19449988A JPH0244772A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19449988A JPH0244772A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244772A true JPH0244772A (ja) | 1990-02-14 |
Family
ID=16325535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19449988A Pending JPH0244772A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0244772A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258217A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 金属膜の形成方法 |
| JPH05291286A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-05 | Toshiba Corp | ヘテロバイポーラトランジスタとその製造方法 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP19449988A patent/JPH0244772A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258217A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 金属膜の形成方法 |
| JPH05291286A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-05 | Toshiba Corp | ヘテロバイポーラトランジスタとその製造方法 |
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