JPH0287532A - 電界効果トランジスタ - Google Patents

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】 〔概要〕 ゲート電極とソースまたはドレインのオーミック電極と
が接続されてなる電界効果トランジスタの、上記のゲー
ト電極とソースまたはドレインのオーミック電極とを接
続する配線構造の改良に関ガリウムヒ素電界効果トラン
ジスタのゲート電極をなす材料とオーミック電極兼配線
をなす材料とガリウムヒ素との３種の材料が１点で接触
して異常合金反応を起してゲート電極とソースまたはド
レインのオーミック電極とを接続する配線が断線するこ
とがなく、しかも、そのゲート電極と接続されるソース
またはドレインのオーミック電極の寸法を小さくするこ
とができ、集積度を向上することができる電界効果トラ
ンジスタを提供することを目的とし、 本発明に係る電界効果トランジスタは、ガリウムヒ素を
含む基板上に形成されたショットキゲート電極・配線と
、該基板上であって且つ該ショットキゲート電極・配線
の側壁部分に形成された絶縁物のサイドウオールと、該
基板から該サイドウオール表面上を越えて、該ショット
キゲート電極・配線に接続されたオーミック電極・配線
とを有する電界効果トランジスタをもって構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明の目的は、ゲート電極とソースまたはドレインの
オーミンク電極とが接続されてなる電界効果トランジス
タの、上記のゲート電極とソースまたはドレインのオー
ミ７り電極とを接続する配線構造の改良に関する。特に
、ガリウムヒ素電界効果トランジスタのゲートｔｌｉを
なす材料とオーミック電極兼配線をなす材料と基板のガ
リウムヒ素との３種の材料が１点で接触し、異常合金反
応を起してゲート電極とソースまたはドレインのオーミ
ンク電極とを接続する配線が断線することがなく、しか
も、そのゲート電極と接続されるソースまたはドレイン
のオーミック電極の寸法を小さくすることができ、集積
度の向上を可能とする改良に関する。

〔従来の技術〕

第８図、第９図参照 第９図は第８図のＥ−Ｅ’断面図である。

ゲート電極とソースまたはドレインのオーミック電極と
が接続されたガリウムヒ素電界効果トランジスタを必要
とする場合がある。その場合は、例えばガリウムヒ素基
板１に形成されたソース４上に形成されたオーミック電
極４１とゲート電極パッド２１とを、図に示すように、
眉間ｍ！［８に形成されたコンタクトホール９を介して
配線１０をもって相互に接続する０図において、２はシ
ョットキ接触となる高融点金属またはそのシリサイドよ
りなるゲート電極であり、５はドレインであり、５１は
ドレインのオーミック電極である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ソース４またはドレイン５のオーミック１ｌ
ｐｉ４１または５１上の層間絶縁膜８に配線用コンタク
トホール９を形成するためには、オーミック電極４１ま
たは５１を、コンタクトホール９が形成できるように大
きく形成しなければならない。

そのために、ガリウムヒ素電界効果トランジスタの占存
面積が大きくなり集積度が悪くなる。

第１０図参照 ソースまたはドレインのオーミック電極の幅を小さく形
成し、眉間絶縁膜のコンタクトホールを介することなく
、絶縁性ガリウムヒ素基Ｆｉ、１上に直接ゲート電極パ
ッド２１とオーミック電極４１とを接続する配線１０を
形成することができれば集積度が向上する。ところが、
オーミック電極４１と配線１０に用いる金ゲルマニウム
とゲート電極パッド２１をなす高融点金属のシリサイド
であるタングステンシリサイドと基板１のガリウムヒ素
との３種類の材料が１点Ｘで接触すると、こ−で異常合
金反応が起り、配線１０とゲート電極パッド２１との間
に高抵抗物質が形成され、電気的な接続不良が生じる。

この反応はオーミック電極のアロイ化等の熱処理工程に
おいて著しく、断線が起こる場合がある。

本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、電界
効果トランジスタのゲート電極をなす材料とオーミック
電極兼配線をなす材料とガリウムヒ素との３種の材料が
１点で接触することがなく、上記３種の材料が１点で接
触して異常合金反応を起してゲート電極とソースまたは
ドレインのオーミンク電極とを接続する配線が断線する
ことがなく、しかも、そのゲート電極と接続されるソー
スまたはドレインのオーミック電極の寸法を小さくする
ことができ、集積度を向上することができる等多くの利
益を有する電界効果トランジスタを提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、ガリウムヒ素を含む基板（１）上に形成
されたショットキゲート電極・配線（２・２１）と、該
基板（１）上であって且つ該ショットキゲート電極・配
線（２・２１）の側壁部分に形成された絶縁物のサイド
ウオール（６１）と、該基板（１）から該サイドウオー
ル（６１）表面上を越えて、該ショットキゲート電極・
配線（２・２１）に接続されたオーミック電極・配線と
を有する電界効果トランジスタによって達成される。

〔作用〕 ゲート電極２の例えば、末端に形成されたゲート電極パ
ッド２１の、このゲート電極パッド２１と接続されるソ
ース４またはドレイン５と対向する側の側壁２１ａに絶
縁物よりなるサイドウオール６１が形成され、このサイ
ドウオール６１を越えてゲート電極パッド２１とソース
４またはドレイン５のオーミック電極４１または５１と
を接続する配線４２が形成されるので、ゲート電極パッ
ド２１をなす材料と配線４２をなす材料と基板１のガリ
ウムヒ素との３種の材料が１点で接触することがないの
で、異常合金反応が起こらず、配線４２が断線すること
がない。

また、オーミック電極４１または５１上に配線用コンタ
クトホールを形成する必要がないので、オーミック電極
４１または５１の幅を従来より小さく形成することがで
き、集積度を向上することができる。

〔実施例］ 以下、図面を参照しつ一２本発明の一実施例に係るサイ
ドウオールを使用した配線構造のガリウムヒ素電界効果
トランジスタの製造工程を説明して、本発明の構成と特
有の効果をさらに説明する。

第２図、第３図参照 第３図は第２図のＡ−Ａ’断面図である。

半絶縁性ガリウムヒ素基板１の素子領域１１に、ｎ型不
純物をイオン注入してｎ層を形成し、次いで、全面にス
パッタリング法等を使用して厚さが４．０００〜５，０
００人程度であるタングステンシリサイド層を形成し、
これをバターニングしてショットキゲート電極２と素子
領域１１を囲む絶縁性領域１２上にゲート電極パッド２
１とを形成する。

第４図、第５図参照 第５図は第４図のＢ−Ｂ’断面図である。

絶縁性領域１２にレジスト層３を形成し、ゲート電極２
とレジストＮ３とをマスクとしてセルフ−＃７ラインで
ｎ型不純物をイオン注入してｎ層のソース４とドレイン
５とを形成する。

次に、本発明に係るオーミック電極と、オーミック電極
とゲート電極パッド２１とを接続する配線とを同時に形
成する工程について、ソース４のォーミ、り電極とゲー
ト電極バンド２１とを接続する場合を例として説明する
。

第６図、第７図参照 第７図は第６図のｃ−ｃ’断面図である。

Ｃ’Ｖ　Ｄ法等を使用して、全面に窒化シリコン等の絶
縁物層６を形成し、その上にレジスト層７を形成し、こ
れをパターニングしてオーミック電極形成領域とソース
４のオーミック電極とゲート電極パッド２１とを接続す
る配線形成領域とから除去し、４′７フ化炭素ガス等を
使用して窒化シリコン等の絶縁物層６の異方性エツチン
グをなし、ゲート電極バンド２１のソース４に対向する
側の側壁２１ａに絶縁物層６よりなるサイドウオール６
１を残留し、その他のオーミック電極形成領域と配線形
成領域とから絶縁物層６を除去する。

第１ａ図、第１ｂ図参照 第１ｂ図は第１ａ図のＤ−Ｄ’断面図である。

蒸着法等を使用して、全面に金ゲルマニウム／ニンケル
／金等からなる金属層を形成する。ここで、金ゲルマニ
ウム層の厚さは３００〜５００人程度とし、ニッケル層
の厚さは５０〜１００人程度とし、金層の厚さは４．０
００人程度とする。次に、レジスト層７を溶解除去して
レジスト層７上の金ゲルマニウム／ニッケル／金等から
なる金属層をリフトオフし、金ゲルマニウム／ニッケル
／金等からなるソース４のオーミック電極４１と、オー
ミンク電極４１とゲート電極パッド２１とを接続する配
線４２と、ドレイン５のオーミック電極５１とを形成す
る。次に、４００〜４３０“Ｃ程度の熱処理を施してオ
ーミック電極をアロイ化する。以上の実施例においては
、ゲート電極と同じ電界効果トランジスタのオーミック
電極を接続する場合について説明したが、本発明は別の
電界効果トランジスタ等のオーミック電極を接続しても
よい。

〔発明の効果〕

ゲート電極パッドの、例えばソースまたはドレインと対
向する側の側壁に絶縁物層よりなるサイドウオールが形
成され、ソースまたはドレインのオーミック電極とゲー
ト電極バンドとを接続するオーミンク電極材料よりなる
配線をガリウムヒ素を含む基板上からサイドウオール表
面上を越えてゲートを極バッドに接続されるように形成
するので、配線をなすオーミック電極材料とゲート電極
をなす材料とガリウムヒ素とが１点で接触することがな
いので、異常合金反応による配線の断線が起こらない、
配線がオーミック電極上の絶縁物層に形成されたコンタ
クトホールを介して形成されないので、コンタクトホー
ル形成のために大きく形成されていたオーミック電極の
幅を小さくすることができ、集積度を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明の一実施例に係るサイドウオールを
使用した配線構造のガリウムヒ素電界効果トランジスタ
の平面図である。 第１ｂ図は、第１ａ図のＤ−Ｄ’断面図である。 第２図〜第７図は、本発明の一実施例に係るサイドウオ
ールを使用した配線構造のガリウムヒ素電界効果トラン
ジスタの製造方法の工程図である。 第８図は、従来技術に係るガリウムヒ素電界効果トラン
ジスタの平面図である。 第９図は、第８図のＥ−Ｅ’断面図である。 第１Ｏ図は、３種の材料が１点で接触し、異常合金反応
を起す説明図である。 １　・　・ １１・　・ １２・　・ ２　・　・ ２１・　・ ２１ａ　　・ ３　・　・ ４　・　・ ４１・　・ ４２・　・ ５　・　・ ５１・　・ ６　・　・ ６１・　・ ７　・　・ ガリウムヒ素基板、 素子領域、 絶縁性領域、 ゲート電極、 ゲート電極パッド、 ・側壁、 レジスト層、 ソース、 ソースオーミンク電極、 配線、 ドレイン、 ドレインオーミック電極、 絶縁物層、 サイドウオール、 レジスト層、 ８・・・絶縁物層、 ９・・・コンタクトホール、 １０・・・配線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガリウムヒ素を含む基板（１）上に形成されたショット
   キゲート電極・配線（２・２１）と、該基板（１）上で
   あって且つ該シットキゲート電極・配線（２・２１）の
   側壁部分に形成された絶縁物のサイドウォール（６１）
   と、 該基板（１）から該サイドウォール（６１）表面上を越
   えて、該ショットキゲート電極・配線（２・２１）に接
   続されたオーミック電極・配線とを有することを特徴と
   する電界効果トランジスタ。