JPH0332218B2 - - Google Patents

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JPH0332218B2
JPH0332218B2 JP62318541A JP31854187A JPH0332218B2 JP H0332218 B2 JPH0332218 B2 JP H0332218B2 JP 62318541 A JP62318541 A JP 62318541A JP 31854187 A JP31854187 A JP 31854187A JP H0332218 B2 JPH0332218 B2 JP H0332218B2
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photoresist
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Akihisa Terano
Nobutoshi Matsunaga
Hiroshi Yanagisawa
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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装置に係り、特に
GaAs集積回路装置の高集積化に好適な半導体装
置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の半導体装置において、シヨツトキ接合電
極と活性層中に形成されたオーミツク電極を接続
する場合は、特開昭60−34069号、特開昭60−
57980号に記載のように、シヨツトキー接合電極
とオーミツク電極を形成した後に全面に層間絶縁
膜を被着し、この層間絶縁膜の所定部分にコンタ
クトホールを設け、前記コンタクトホール間を配
線金属で接続することによつていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術はコンタクトホール形成による素
子面積増加の点について配慮がなされておらず、
高集積GaAsICを形成する場合チツプ面積が小さ
くできないという問題があつた。
本発明の目的は、半導体基板上に形成されたシ
ヨツトキー接合電極とオーミツク電極を、これら
の電極とは別の第3の配線金属やコンタクトホー
ルあるいはスルーホールを用いることなく、歩留
りよく直接接続することにより素子面積の小さい
化合物半導体装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、シヨツトキー電極の上に直接オー
ミツク電極を接続することにより達成できる。
すなわち、第1図aは本発明の具体例を説明す
る平面図、第1図bは第1図aの回路図であり、
これらの図からわかるように、シヨツトキー接合
ゲート電極を持つ第1のMESFET(Metal
Semiconductor Field Effect Transistor)T1
のゲート電極1′と第2のMESFET T2のオー
ミツク電極からなるソース電極2およびゲート電
極1は、コンタクトホールや配線層を介しない
で、オーミツク電極2によつて直接接続されてお
り、コンタクトホール形成のための面積が不要で
あり、チツプ面積が縮少される。
〔作用〕
第2図に第1図aのAA′断面図を示す。オーミ
ツク電極2は、MESFET T2のn型高濃度層
(n+層)3とオーミツク接触し、ソース電極とな
ると同時に、MESFET T1およびT2のゲート
金属1,1′にも直接接続されており、コンタク
トホールやこれらを結ぶ配線層が不要となり、素
子面積を著るしく縮小している。絶縁膜からなる
側壁5は、ゲート金属の側面にテーパ状に形成さ
れており、オーミツク電極2がゲート金属に乗り
上げ配線する部分の断線を防いでいる。また、表
面保護膜6は、側壁5に対して選択的に等方エツ
チング可能な材料で構成されており、オーミツク
電極2を形成する部分の表面保護膜6をエツチン
グ除去する場合も側壁5はエツチングされること
なく残る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を説明する。実施例では
半導体基板としてGaAsを使用する場合について
説明するが、他のInP,InGaAs,AlGaAs,
InAlAs,InGaAsP等の−族化合物半導体に
も使用可能である。
実施例 1 第3図a〜第3図gに実施例1の製造工程手順
を示す。まず、第3図aにおいて半絶縁性GaAs
基板10の上に、チヤネル層11およびシヨツト
キー電極12を形成した後、側壁材料13を堆積
する。
チヤネル層11は、イオン打込み法により加速
電圧50kVでSi+イオンを2×1012個/cm2所定の部
分にイオン打込した後、SiO2膜をキヤツプ膜と
して、H2雰囲気中で800℃、20分間アニールする
ことによつて形成する。また、シヨツトキー電極
12は高耐熱性のタングステンシリサイドをスパ
ツタ法によつて膜厚300nmに堆積したのち、ホト
レジストをマスクとしてフツ素系ガス(NF3
CF4、SF6など)を用いたドライエツチング法に
より加工する。絶縁膜13は、第3図dの表面保
護膜17のエツチングに対して選択性のあるも
の、たとえば屈折率n=1.75のSiOxNy(シリコン
オキシナイトライド)を膜厚300nm堆積したもの
が好適である。SiOxNyは通常のプラズマCVD
(プラズマ励起気相化学成長法)法で、反応ガス
にモノシランSiH4と窒素N2および亜酸化窒素
N2Oを用いることにより形成できる。通常の平
行平板形プラズマCVD装置では、上記反応ガス
の流量比をSiH4:N2:N2O=15:36:20とし、
全圧力を5pa、放電々力を100W(電極直径40cm)
とすれば屈折率1.75のSiOxNy膜が形成される。
次に第3図bでは、上記SiOxNy膜をCHF3+CF4
ガスを用いた異方性ドライエツチングによりエツ
チングし、側壁14を形成する。次に第3図cで
は、ホトレジスト15をマスクとして、イオン打
込み法により高濃度活性層16を形成する。打込
みエネルギーは150kVで、Si+イオンを3×1013
個/cm2打込む。次に第3図dでは、常圧の気相化
学成長法により膜厚300nmの二酸化硅素(SiO2
を堆積し、これを表面保護膜17として、水素中
800℃、15分間のアニールを行ない、前記高濃度
層を活性化し、ソース・ドレイン領域を形成す
る。次に第3図eでは、ホトレジストをマスクと
して、前記表面保護膜17に開口部を用ける。こ
の時前記高濃度活性層の一部、および前記高濃度
活性層とシヨツトキー接合電極の所定の部分の上
部が連続してつながる少なくとも1個の開口部を
用ける。第3図eでは開口部20が高濃度活性層
の上部のみ、開口部19から高濃度活性層16と
シヨツトキー接合電極12の所定部の上部が連続
してつながる開口部になつている。開口部19,
20は、異方性のドライエツチングと等方性のウ
エツトエツチングを組み合わせて加工する。すな
わち、まず最初にCHF3とC2F6ガス流量をそれぞ
れ100c.c./min、60c.c./minとし、全圧力85pa、
高周波放電々力300W(電極直径20cm)のドライエ
ツチング条件で、二酸化硅素SiO2からなる表面
保護膜17を異方性エツチングによる除去する。
この時、側壁14を残すために、ドライエツチン
グノのオーバエツチ量は200〜1000Å程度にする
のが好ましい。次に緩衝フツ酸(水:フツ酸:フ
ツ化アンモニウム=1:1:12)により、表面保
護膜17を等方的にエツチングし、500Å〜3000
Å、好ましくは500Å〜1500Åのサイドエツチ加
工をする。このサイドエツチ加工する目的は、第
3図gでオーミツク電極21を精度よくリフトオ
フするためである。上記緩衝フツ酸による表面保
護膜17のエツチング速度は約2500Å/minであ
り、屈折率1.75のSiOxNyからなる側壁14の上
記緩衝フツ酸によるエツチング速度は約250Å/
minで上記表面保護膜17より1桁小さい。した
がつて表面保護膜17と緩衝フツ酸で500Å〜
3000Åサイドエツチングしても、側壁14はほと
んどエツチングされず残る。次に第3図fの工程
に移る。ここでは、工程第3図eで開口部を設け
たウエハー全面にAuGe(600Å)/W(100Å)/
Ni(100Å)/Au(1500Å)からなるオーミツク
電極21,21′を蒸着する。開口部19,20
に蒸着されたオーミツク電極21と、ホトレジス
ト18の上に蒸着されたオーミツク電極12は、
工程第3図eで形成した表面保護膜17の開口部
のサイドエツチングの効果により完全に切断され
ている。次に上記オーミツク電極を蒸着したウエ
ハーをレジスト剥離剤に浸漬し、不要なオーミツ
ク電極21′をリフトオフにより除去する。この
後、窒素雰囲気中400℃、3分間のアロイを行な
い、オーミツク電極と高濃度活性層16のオーミ
ツク接触を完成させる。第3図gにその結果を示
す。以上の工程により、必要な部分において、
GaAs上に形成されたシヨツトキー接合電極とオ
ーミツク電極および高濃度活性層が、従来のよう
なコンタクトホールや配線金属を用いることなく
直接々続される。また、この場合、シヨツトキー
接合金属の側面に設けられた側壁14は、オーミ
ツク電極のシヨツトキー接合金属への乗り上げ部
分に於けるスペーサとなり、オーミツク電極の断
線を防止している。本実施例によれば、オーミツ
ク電極と高濃度活性層およびシヨツトキー接合金
属が従来のようなコンタクトホールや配線層を用
いることなく歩留りよく接続され、必要な素子面
積が低減されるという効果がある。
実施例 2 実施例の工程手順は実施例1で説明した第3図
に示す工程と同じであるが、シヨツトキー接合金
属の側面に形成される側壁14が、窒化ホウ素
BNで形成されることが異なる。窒化ホウ素膜は
通常のAr放電を用いたスパツタリング法又は、
B2H6ガスとN2あるいはNH3ガスを用いたプラズ
マ気相化学成長法で形成される。また、第3図b
におけるBN膜の側壁形成の異方性エツチング
は、CF4ガス流量100c.c./min、圧力5pa、高周波
電力100W((電極直径20cm)の条件で異方性ドラ
イエツチングすることによつて得られる。上記ス
パツタリング法又はプラズマ気相化学成長法で形
成されたBN膜は、緩衝フツ酸によるエツチング
速度が〜10Å/min以下と極めて遅いため、表面
保護膜17に、二酸化硅素(SiO2)やPSG、
BPSGガラス、あるいはSiOxNy(シリコンオキシ
ナイトライド)を用いた時、BN膜で形成された
側壁14をエツチングすることなく工程第3図e
におけるサイドエツチングが容易に形成される。
本実施例によれば、側壁14が全つたくエツチン
グされることなく残つているため、オーミツク電
極とシヨツトキー接合金属の接続が乗り上げ部分
で断線することなく歩留りよく形成される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、化合物半導体上に形成された
シヨツトキー接合金属とオーミツク電極が、コン
タクトホールや配線金属層を用いることなく、歩
留りよく直接接続されるため、素子面積が低減さ
れる。接続部分の素子面積はコンタクトホールと
配線金属を用いる場合に比べて半分以下に低減で
きる。また、本発明によれば、シヨツトキー接合
金属に側壁が形成されているため、オーミツク電
極のシヨツトキー接合金属への乗り上げ部分がテ
ーパ状になつており断線の問題がなく歩留りよく
接続される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のオーミツク電極とシヨツト
キー接合金属を直接結合した素子の平面図、第2
図は第1図のAA′線断面図、第3図は本発明の実
施例1における製造工程を示す図である。 1,1′,12……シヨツトキー接合金属、2,
2″,2,21……オーミツク電極、3,3′,
16……高濃度活性層、4,11……能動層、
5,14……側壁、6,17……表面保護膜、1
5,18……ホトレジスト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板上に高耐熱金属からなるシヨツト
    キ接合電極を形成する工程と、前記シヨツトキ接
    合電極の側面に第1の絶縁膜からなる側壁を形成
    する工程と、前記シヨツトキ接合電極を除く前記
    半導体表面の一部分にN形又はP形の活性層を形
    成する工程と、前記半導体基板の全面に第2の絶
    縁膜を被着する工程と、前記第2の絶縁膜を被着
    した前記半導体基板にホトレジストを塗布し、前
    記N形またはP形活性層の所定の部分の上部と前
    記シヨツトキ接合電極の所定の部分の上部に連続
    してつながる前記ホトレジストの開口部を設ける
    工程と、前記ホトレジストをマスクとして前記開
    口部に露出した前記第2の絶縁膜を除去する工程
    と、前記半導体基板の全面に前記N形またはP形
    活性層に対してオーミツク接合するオーミツク電
    極材を被着する工程と、前記ホトレジストをエツ
    チング除去することにより前記オーミツク電極の
    前記開口部以外に被着した部分をリフトオフする
    工程と、前記開口部に設けた前記オーミツク電極
    をアロイして前記N形またはP形活性層にオーミ
    ツク接合させる工程とからなることを特徴とする
    化合物半導体装置の製造方法。 2 前記第2の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜に対
    して選択的に等方性エツチングが可能な、少なく
    とも1種類の材料で形成されている、特許請求の
    範囲第1項記載の化合物半導体装置の製造方法。 3 前記第1の絶縁膜は窒化硅素、または屈折率
    1.5以上のシリコンオキシナイトライドの少なく
    とも一者からなり、前記第2の絶縁膜は二酸化硅
    素、PSGガラスおよびBPSGガラスの群から選ば
    れた少なくとも一者からなる特許請求の範囲第1
    項記載の化合物半導体装置の製造方法。 4 前記第1の絶縁膜は窒化ホウ素からなり、前
    記第2の絶縁膜はPSGガラス、BPSGガラス、シ
    リコンオキシナイトライドおよび二酸化硅素の群
    から選ばれた少なくとも一者からなる特許請求の
    範囲第1項記載の化合物半導体装置の製造方法。 5 前記第1の絶縁膜は二酸化硅素、窒化硅素、
    シリコンオキシナイトライド、窒化ホウ素、
    PSGガラスおよびBPSGガラスの群から選ばれた
    少なくとも一者からなり、前記第2の絶縁膜はと
    窒化アルミニウムからなる特許請求の範囲第1項
    記載の化合物半導体装置の製造方法。
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