JPH0311652A - 集積回路とその製造方法 - Google Patents

集積回路とその製造方法

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JPH0311652A
JPH0311652A JP14558589A JP14558589A JPH0311652A JP H0311652 A JPH0311652 A JP H0311652A JP 14558589 A JP14558589 A JP 14558589A JP 14558589 A JP14558589 A JP 14558589A JP H0311652 A JPH0311652 A JP H0311652A
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加藤 直規
Takatomo Enoki
孝知 榎木
Masaru Asano
勝 浅野
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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〕 本発明は半導体集積回路とその製造方法に関し、特に配
線が素子電極上、半導体基板上、および所望の箇所のみ
配線下に敷かれた絶縁膜上に接して設置されている構造
を有することを特徴とする集積回路とその製造方法に関
する。
〔従来の技術〕
第2図は従来の電界効果トランジスタ(FieAd  
Effect  Transistor、FETと称す
)とその周辺部分の電極配線構造の概略を示す断面構造
図である。電界効果トランジスタ部分は例えばMES 
<MEtal!  5ernicoductor)FE
T或いはMAS(Metaj2ic   Amorph
ous   5iliconGa t e)FET或い
はp埋込み(Buriedp−flayer  :BP
−)SAINT  (Seaf−Aligned   
Implantationfor   n”  −fl
ayer   TechnoA。
gy)FETと呼ばれる電界効果トランジスタであって
もよい。第2図はp埋込みSA INTFETの構造例
である。各部を簡単に説明する。■は半絶縁性半導体(
例えばGaAs)基板であり、34は半絶縁性基板への
裏面アニール保護膜である。20は空乏化したp形埋込
み層を示し、21及び22はそれぞれSt”等を高濃度
にイオン注入して形成されたn層層であり、FETのソ
ース及びドレイン領域となっている。23はSiをイオ
ン注入(n型イオンの注入)して形成されたn型活性層
領域であり、FETの電流チャネル領域となっている。
28はSiN膜等の絶縁膜であり、29はスパッタ法等
で形成されたS i O2膜であり、26及び27はn
+層上にソース・ドレインの窓開けをしてAu G e
 / N +等の合金化により形成されたソース及びド
レイン用オーミック電極層である。さらに31はSiO
□膜とSiN膜等の選択性を利用してゲート部を窓開け
し、形成されたビームリード金属としてのT f / 
P t / A uや或いはWAG、WN等のCVD、
反応性スパッタ膜、及びそれらの多層膜による耐熱性ゲ
ート電極材料等である。ゲートの抵抗を小さくするため
金属層30を積層することもできる。さらに9及び10
はそれぞれソース及びドレインオーミック電極層へのソ
ース及びドレイン用電極配線でありT i / P t
 / Au等により形成されている。さらに32はSi
N層等の絶縁層であり、6は層間絶縁膜である。尚、8
は上記FET部分の製造プロセスが終了した後のT i
 / P t / A u等による電極の周辺配線パタ
ーン部分を示しており、特に半絶縁性基板1に接した構
造となっている。このように、第2図に図示したFET
及びその周辺部分の電極配線構造が従来の標準的なGa
AsMES(或いは5AINT或いはMAS)FET及
びその周辺配線構造であった。
ここで簡単に第2図の従来構造によるFETの製造プロ
セスの一例を説明する。
(i)半絶縁性GaAs基板1にフオトレジスI・をマ
スクとしてBeを選択イオン注入しP形埋込み層を形成
後、同様にSiを選択イオン注入(n型層となるイオン
の注入)し、nチャネル層を形成する。
(ii)SiN膜で表面を覆った後、(レジスト)/S
iO□/レジストからなるT形多層レジストをリアクテ
ィブイオンエツチング(RI E)で加工形成する。こ
れをマスクにしてSi+を高濃度注入(n”となるイオ
ンの注入)する。
(iii )スパック法でSiO□を全面に堆積させた
後上記の多層レジストを用いてリフトオフを行い5i0
2のゲート・反転パクンを形成する。
ここでn層とn“層を同時に800℃で熱処理して活性
化させる。
(iv)n”層上にソース・ドレインの窓開けをしてA
 u Q e / N iの合金化によるオーミック電
極を形成する。最後にSiO□膜とSiN膜の選択性を
利用してデー1〜部を窓開けし、T1/ P t / 
A uのゲート電極を形成して所望のMESFETが完
成する。
ここでゲート電極材料としてはCVD−W等の耐熱性材
料やa−3iGeBのような金属アモルファスシリコン
ゲートであってもよく、またこれらとの多層膜でもよい
T形しジストのサイドエッチがn゛層の注入端とゲート
接合端の間隔(n”  ・ゲート間隔)に相当するため
、n゛層の横方開拡がり分だけゲートを離してn゛7層
との直接の重なりを防ぐ構造となっている。
以上の製造プロセスはFET部分の製造プロセスの一例
であり、a−3iGeBのような金属アモルファスシリ
コンゲートのゲート電極材料を用いるMASFETの場
合も同様である。また各種プロセス上の変更等は当然可
能である。
第2図の従来構造図に示す通り、半導体基板1の所望の
位置に上記の電界効果トランジスタを形成したのち、絶
縁膜から成るリフトオフスペーサ膜6を付着し、続いて
フオI−リソグラフィの方法により配線のフォトレジス
トパターンを形成する。
このフォトレジストパターンをマスクとしてスペーサ膜
6のエツチングを行い、続いて配線8の蒸着とリフトオ
フを行う。この工程のうちスペーサ膜6のエツチングに
おいて半導体基板Iまでエツチングが進行すると第2図
に図示されるように、配線8は半導体基板1に直接的に
接触することとなる。半導体基板1までエツチングが進
行するかどうかは一層配線スペーサ膜6の付着時にその
下についていた膜61.62等の有無と材質及び厚さに
よる。
半導体基板に接触した配線8間では高抵抗基板1であっ
てもリーク電流が大きく、短絡が発生し易い。GaAs
では基板1が半絶縁性であり比較的抵抗は高いものの、
電位差が大きい箇所では電界が集中しやすくなり、リー
ク電流が引金となって短絡することがある。この短絡を
防止するには配線8と半導体基板1を、より抵抗の高い
絶縁物で分離することが必要である。
しかるに第2図に図示された従来の集積回路の断面構造
を実現する製造方法では配線パターン8の下地絶縁膜に
ついては特に注意を払っておらず、工程の途中に付随的
に形成される絶縁層61或いは62等の膜質、厚さ等に
よって第2図の如く電極配線8が半導体基板1と直接的
に接触することが生じ、リーク電流の増大、短絡等の誤
動作が生じやすいという問題があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明はGaAs等の半導体集積回路及びその周゛辺配
線パターンの製造工程において所望の配線下に積極的に
絶縁膜を形成し配線パターンが半絶縁性半導体基板に直
接接触することによって生ずる配線間等の短絡を防止し
た集積回路とその製造方法を提供しようとするものであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では所望の箇所の配線パターンの下地にのみ絶縁
膜を形成し、その上に配線パターンを形成する。絶縁膜
はパターン化されたものであり、電界効果トランジスタ
等のデバイスのソース又はドレイン等との電極接続を取
るところでは絶縁膜はパターニング除去されており、デ
バイスの外部よりデバイスに接続せんとする配線パター
ンは一旦半導体基板上に降りて、さらに電極上に接続形
成する。
〔実施例〕
第1図(a)〜(f)は本発明による集積回路とその製
造方法の製造工程を図示している。MESFETMAS
FET或いは図示された例としてのBP−3AINTF
ET等の電界効果トランジスタ素子が完成した後の集積
回路実現のための周辺部分における配線パターンを含め
た集積回路とその製造方法のための製造工程を説明して
いる。
(a)  まず第1図(a)について説明する。−例と
して前述したように、従来のBP−3AINTFE0 T等でソース及びドレインへのオーミック電極層26及
び27を形成し、かつ31及び30の多層膜によるデー
1〜電極層を形成し、SiN膜等の絶縁層をパターニン
グした状態から説明する。第1図(a)に図示したよう
に第1のフ第1・レジスト2、中間層3及び第2のフォ
トレジスト4の順番に塗布した後、最上層のレジスト4
にパターンを形成する。
fbl  次に第1図(b)に図示されるように反応性
イオンエツチング(RI E)等によりパターニングさ
れたフォトレジスト4をマスクとして順次、中間層3、
下層のフォトレジスト2をエツチング除去する。
(C1次に第1図(C)に図示されるようにスパッタも
しくはCVDなどの方法によりSiO□膜等の絶縁膜5
を全面に付着、堆積する。
(dl  次に第1図(dlに図示されるようにフォト
レジスト4及び2を溶解して絶縁膜5をリフトオフし、
除去する。この時に第1図(dlに図示されるように配
線形成予定部分に絶縁膜の一部分51が残存することに
なる。
(e)次に第1図(elに図示されるようにSiN膜等
による層間絶縁膜6を全面に堆積し、レジスト7を塗布
し、配線パターンのためのパターニングを行なう。
(f)  次に第1図(flに図示されるように上記の
パタニングされたレジスト7をマスクとしてSiN膜等
による層間絶縁膜6をエツチングした後、例えばT i
 / P t / A u等による配線金属(89,1
0等の材料)を堆積し、さらにリフトオフを行なって配
線パターン8,9.10等を形成する。
以上が本発明による集積回路とその製造方法の一例であ
る。第1図(a+〜(flにおいて説明したFET部分
は従来のMESFETでもフモルファスシリコンゲ−1
〜を用いたMASFET等でもよいことはもちろんであ
る。本発明により完成されたデバイスの模式的構造図と
しての第1図(r)と従来方式によるデバイスの模式的
断面構造としての第2図を比較すると明らかなように、
本発明による構1 2 造では、配線パターン8が直接半導体基板1に接触しな
いように5iOz膜51.及び絶縁層6162上に形成
されている。また配線パターン10も従来の構造ではオ
ーミック金属27上で接続されたあとは半導体基板1上
に配置されて配線されていたのに対して第1図(f)に
一部分が図示されているように、オーミック金属27上
と接続した後、一部半導体基板1上におりている(この
部分は直接接触している)が、すぐに絶縁層61.62
及び51上にパターン配置されて形成されている。
このように従来の集積回路の構造及びその製造プロセス
に対してマスクパターンを1枚追加してCVD或いはス
パッタによるSi oz膜等の絶縁層を付加するだけで
第1図(f)に図示されるような電気的に安定な、短絡
、リーク、電界集中等に対して強い信頼性の向上した集
積回路とその製造方法が提供されたわけである。
〔発明の効果〕
本発明により集積回路とその製造方法によってわずかマ
スクを1枚付加するだけで配線パターンの下に絶縁膜を
形成することによって、半導体基板を通した電界集中、
リーク電流に起因する短絡を防止することができ信頼性
の高い集積回路が提供されるわけである。
従来GaAs等では半絶縁性基板を用いることが多いた
め、配線パターンを半導体基板に直接接触させてパター
ン配線することが多かったが、その時の配線間の短絡等
の問題点を本発明による集積回路とその製造方法によっ
て克服することができた。そして、実効チャネル長が1
μm以下、配線パターン幅も1μm以下となるような微
細パターンによって実現されるGaAs等によるFF、
Tを基本スイッチング素子として構成する高密度集積回
路、特にRAMの実現において極めて重要な技術を提供
するものであり、工業的価値の極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は本発明の集積回路とその製造力
3 4 法の製造工程を説明するだめの概略断面構造図であり、
本願発明による配線構造を得るための工程部分が工程順
に図示されている。第2図は従来方式による電界効果ト
ランジスタ(FET)による集積回路とその周辺電極配
線構造の概略断面構造図である。 1・・・半絶縁性半導体基板、2.4・・・フ第1・レ
ジスト、3・・・中間層、5・・・S i Oz層、6
・・・SiN膜等の層間絶縁膜、7・・・フォトレジス
トパターン、8.9.10−・・電極配線パターン(T
iPtAu等)、20・・・p形埋込み層、21.22
・・・n“ソースもしくはドレイン領域、23・・・n
形チャネル層、26.27・・・オーミック金属層(ソ
ース又はドレイン用)、28・・・SiN膜、29・・
・CVDSiO2膜等の絶縁膜、30・・・ショットキ
ー接合となるゲート電極材料に接してその上部に多層に
積層された金属材料、31・・・ショットキー接合とな
るゲート電極材料(CVD−W等アモルファスSiゲー
ト等)、32・・・絶縁膜、34・・・裏面アニル保護
膜 5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半絶縁性基板上に横方向に形成された同一導電型の
    ソース、ドレイン、及びチャネル領域と前記チャネル領
    域に接して形成されたゲート電極と、前記ソースおよび
    ドレイン領域へのオーミック金属とから成る電界効果ト
    ランジスタとその周辺電極配線パターンとからなる集積
    回路であつて、前記周辺電極配線パターンは電界効果ト
    ランジスタ、前記半絶縁性基板上および所望の箇所のみ
    配線下に敷かれた絶縁膜上に接して設置されている構造
    を有することを特徴とする集積回路。 2、半絶縁性基板上に横方向に形成された同一導電型の
    ソース、ドレイン、及びチャネル領域と前記チャネル領
    域に接して形成された多層ゲート電極と、前記ソース及
    びドレイン領域へのオーミック金属層と、前記ドレイン
    及びソース領域と前記ドレイン及びソース領域へのオー
    ミック金属層と前記ゲート電極層間には多層膜による絶
    縁層が介在された構造を有する電界効果トランジスタと
    その周辺電極配線パターンとからなる集積回路であつて
    、前記ソースもしくはドレイン用オーミック金属層への
    配線パターンは、電界効果トランジスタ電極上、前記半
    絶縁性基板上および所望の箇所のみ配線下に敷かれた絶
    縁膜上に接して設置されている構造を有することを特徴
    とする集積回路。 3、(1)レジストあるいはレジストと無機物の積層か
    らなる多層レジストを形成し、その最上層のレジストに
    所望のパターンを形成する第1の工程と、 (2)最上層レジストのパターンをマスクとして多層レ
    ジストにエッチング処理をなし、下層レジストに最上層
    レジストのパターンを転写する第2の工程と、 (3)絶縁膜を堆積する第3の工程と、 (4)レジストを溶解して所望部分のみ絶縁膜を残す第
    4の工程と、 (5)上記第4の工程で残された絶縁膜のパターンを含
    む領域上に配線を形成する第5の工程との工程の結合に
    よる前記(1)乃至(5)の工程の順序によつて形成さ
    れることを特徴とする集積回路の製造方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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