JPH0352238A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置の製造方法Info
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- JPH0352238A JPH0352238A JP18615789A JP18615789A JPH0352238A JP H0352238 A JPH0352238 A JP H0352238A JP 18615789 A JP18615789 A JP 18615789A JP 18615789 A JP18615789 A JP 18615789A JP H0352238 A JPH0352238 A JP H0352238A
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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方法に関し,特に、
マイクロ波帯の高周波トランジスタや高速ディジタルI
Cなどの化合物半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
マイクロ波帯の高周波トランジスタや高速ディジタルI
Cなどの化合物半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
(従来の技術)
従来の化合物半導体装置の製造方法について,低拡散ド
レイン(LDD)構造のガリウムヒ素電界効果形トラン
ジスタ(以下MESFETと称す)を例として第3図に
より説明する。
レイン(LDD)構造のガリウムヒ素電界効果形トラン
ジスタ(以下MESFETと称す)を例として第3図に
より説明する。
第3図(a)ないし(e)は、従来の製造工程を工程順
に示した要部拡大断面図である。
に示した要部拡大断面図である。
まず、半絶縁性ガリウムヒ素(以下GaAsと称す)基
板11の表面に2ケイ素(Si)イオンを、加速電圧4
0keV、濃度2.O X to°an−”の条件で注
入し、n形導電域となる活性層12を形成する(第3図
( ,i ’) ),次に,スバッタ法などにより高融
点金属の薄層、例えば厚さ4000入のケイ化タングス
テン(以下WSiと称す)層を全面に形或した後、写真
食刻およびドライエッチングによって.WSLゲート1
3を形成する.次に.WSiゲート13をマスクとして
,加速電圧50kaV.濃度5.O X 10′″国−
2の条件でイオンを注入し,自己整合的に低濃度(n′
)拡散領域t4を形或する(第3図(b)).続いて,
加速電圧100keV ,濃度?.O X 10” a
m−”の条件でイオンを注入シ、自己整合的に高濃度(
n′)拡散領域15を形威した?、常圧化学的気相成長
(以下CVDと称す)法などにより,任意の厚さの二酸
化ケイ素(以下Sun,と称す)膜l6を堆積し、アル
ゴン水素などの不活性ガス雰囲気の拡散炉の中で,温度
800℃ないし1000℃で拡散熱処理を施す(第3図
(c) ).次に,プラズマ化学的気相成長(PC:V
D)法により厚さ2000人の窒化ケイ素(SiN)膜
17を堆積した(第3図(d))後、A u G eな
どの金属により,オーミック電極18を形成する(第3
図(e))と.MESFETが完或する. (発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記の製造方法では、拡散熱処理方法や
装置によって、活性層12、低濃度(n′)拡散領域l
4および高濃度(n0)拡散領域15の活性化率が最高
となるSiO■膜16の膜厚が決まり、特に低濃度(n
′)拡散領域■4および高濃度(n”)拡散領域15の
活性化率を良くするために厚さ500人以上のSin2
膜l6を堆積していた。
板11の表面に2ケイ素(Si)イオンを、加速電圧4
0keV、濃度2.O X to°an−”の条件で注
入し、n形導電域となる活性層12を形成する(第3図
( ,i ’) ),次に,スバッタ法などにより高融
点金属の薄層、例えば厚さ4000入のケイ化タングス
テン(以下WSiと称す)層を全面に形或した後、写真
食刻およびドライエッチングによって.WSLゲート1
3を形成する.次に.WSiゲート13をマスクとして
,加速電圧50kaV.濃度5.O X 10′″国−
2の条件でイオンを注入し,自己整合的に低濃度(n′
)拡散領域t4を形或する(第3図(b)).続いて,
加速電圧100keV ,濃度?.O X 10” a
m−”の条件でイオンを注入シ、自己整合的に高濃度(
n′)拡散領域15を形威した?、常圧化学的気相成長
(以下CVDと称す)法などにより,任意の厚さの二酸
化ケイ素(以下Sun,と称す)膜l6を堆積し、アル
ゴン水素などの不活性ガス雰囲気の拡散炉の中で,温度
800℃ないし1000℃で拡散熱処理を施す(第3図
(c) ).次に,プラズマ化学的気相成長(PC:V
D)法により厚さ2000人の窒化ケイ素(SiN)膜
17を堆積した(第3図(d))後、A u G eな
どの金属により,オーミック電極18を形成する(第3
図(e))と.MESFETが完或する. (発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記の製造方法では、拡散熱処理方法や
装置によって、活性層12、低濃度(n′)拡散領域l
4および高濃度(n0)拡散領域15の活性化率が最高
となるSiO■膜16の膜厚が決まり、特に低濃度(n
′)拡散領域■4および高濃度(n”)拡散領域15の
活性化率を良くするために厚さ500人以上のSin2
膜l6を堆積していた。
第3図において、このような厚いSi○,膜16を用い
ると、WSiゲート13とSio.膜16の境界に接す
るガリウムヒ素基板11表面で顕著にガリウム(Ga)
元素やヒ素(As)元素がぬけるエッチング溝19が形
威される.これは、Sio2中に含まれている酸素がG
aと結合して安定な酸化ガリウム(Ga,○,)を形戊
する反応が、境界で集中して起きるもので,Sin,膜
16が厚いほど大きくエッチングされ、数百人の大きさ
になるという問題があった。
ると、WSiゲート13とSio.膜16の境界に接す
るガリウムヒ素基板11表面で顕著にガリウム(Ga)
元素やヒ素(As)元素がぬけるエッチング溝19が形
威される.これは、Sio2中に含まれている酸素がG
aと結合して安定な酸化ガリウム(Ga,○,)を形戊
する反応が、境界で集中して起きるもので,Sin,膜
16が厚いほど大きくエッチングされ、数百人の大きさ
になるという問題があった。
このようなエッチング溝l9は,例えば,電流の減少、
閾値電圧のばらつき、耐圧の減少として現われトランジ
スタの特性を低下させるという問題があった。
閾値電圧のばらつき、耐圧の減少として現われトランジ
スタの特性を低下させるという問題があった。
本発明は上記の問題を解決するもので、エッチング溝の
発生しない、安定したFET等が得られる化合物半導体
装置の製造方法を提供するものである. (課題を解決するための手段) 上記の課題を解決するため、本発明は,拡散熱処理時に
保護膜として用いるSin2膜の膜厚を300A以下に
して、アニールによって起きるW S iゲートとSi
n,膜の境界で発生するエッチングを?えるものである
. (作 用) 上記の構成により,SiO■膜の膜厚に比例するSio
,によるGa,O,の形或反応が少なくなるので、ガリ
ウムヒ素基板のエッチングを防ぐことができる。
発生しない、安定したFET等が得られる化合物半導体
装置の製造方法を提供するものである. (課題を解決するための手段) 上記の課題を解決するため、本発明は,拡散熱処理時に
保護膜として用いるSin2膜の膜厚を300A以下に
して、アニールによって起きるW S iゲートとSi
n,膜の境界で発生するエッチングを?えるものである
. (作 用) 上記の構成により,SiO■膜の膜厚に比例するSio
,によるGa,O,の形或反応が少なくなるので、ガリ
ウムヒ素基板のエッチングを防ぐことができる。
(実施例)
本発明の一実施例を従来例と同じMESFETを例とし
て第1図により説明する. 第l図(a)ないし(a)は,本発明によるMESFE
Tの製造方法を工程順に示す要部拡大断面図で、1は半
絶縁性ガリウムヒ素(GaAs)基板,2は活性層、3
はWSiゲート,4は低濃度(n′)拡散領域,5は高
濃度(n0)拡散領域,6は二酸化ケイ素(SiO■)
膜、7は窒化ケイ素(SiN)膜,8はオーミック電極
である.第3図(a)ないし(s)に示した従来例と異
なる点は、第1図(c)で、CVD法などにより厚さ3
00人以下のSio,膜6を形成した点と,第1図(d
)の拡散熱処理で,水素雰囲気の拡散熱処理炉の中で、
温度820℃で15分間拡散を行う点である.その他は
従来例と変わらないので、その説明を省略する. なお、本実施例では、Sin.膜6の厚さを300大と
したが、それ以下の膜厚あるいは、Sio,膜6を形威
しなくてもよい.また、Sio.膜6を単独膜として用
いたが、その上に例えばW S i Nのような高融点
金属を蒸着した2層以上の膜か、あるいは.Sin.膜
6なしに、高融点金属の単独膜を用いてもよい.要は,
0〜300人の膜厚でSio.膜6を設定することであ
る。
て第1図により説明する. 第l図(a)ないし(a)は,本発明によるMESFE
Tの製造方法を工程順に示す要部拡大断面図で、1は半
絶縁性ガリウムヒ素(GaAs)基板,2は活性層、3
はWSiゲート,4は低濃度(n′)拡散領域,5は高
濃度(n0)拡散領域,6は二酸化ケイ素(SiO■)
膜、7は窒化ケイ素(SiN)膜,8はオーミック電極
である.第3図(a)ないし(s)に示した従来例と異
なる点は、第1図(c)で、CVD法などにより厚さ3
00人以下のSio,膜6を形成した点と,第1図(d
)の拡散熱処理で,水素雰囲気の拡散熱処理炉の中で、
温度820℃で15分間拡散を行う点である.その他は
従来例と変わらないので、その説明を省略する. なお、本実施例では、Sin.膜6の厚さを300大と
したが、それ以下の膜厚あるいは、Sio,膜6を形威
しなくてもよい.また、Sio.膜6を単独膜として用
いたが、その上に例えばW S i Nのような高融点
金属を蒸着した2層以上の膜か、あるいは.Sin.膜
6なしに、高融点金属の単独膜を用いてもよい.要は,
0〜300人の膜厚でSio.膜6を設定することであ
る。
本実施例のように、Sin2膜6の厚さを300 A以
下にすると、Sio,膜6から供給される酸素が制限さ
れるため、酸化ガリウムの形或が抑えられて、エッチン
グ溝19(第3図)が発生しない.次に、Sio.膜の
膜厚を300λ以下とした理由について説明する. 第2図の横軸は問題とするSio.膜の膜厚の大きさで
あり,縦軸はアニール後に発生するGaAsのエッチン
グ溝の深さである。この結果によるとSin,膜の膜厚
がOのとき最も良<FETの電流も最も流れ易いが,通
常のMESFETの活性贋の深さが、浅いときには50
0 A程度であることを考慮すると、Sin.膜の膜厚
が370入まで厚くなるにしたがい,電流は流れにくく
なり、370入を越えるとエッチング溝が500人を越
え、電流が全く流れなくなる.従って、最低限電流を流
すことを考えると、Sin.の膜厚は300人以下が妥
当である. (発明の効果) 以」二説明したように、本発明によれば拡散熱処理時に
WSiゲートとSin,膜の境界で顕著に発生していた
G a A s基板のエッチング溝がほとんど発生しな
いので、特性の安定した化合物半導体装置が得られる。
下にすると、Sio,膜6から供給される酸素が制限さ
れるため、酸化ガリウムの形或が抑えられて、エッチン
グ溝19(第3図)が発生しない.次に、Sio.膜の
膜厚を300λ以下とした理由について説明する. 第2図の横軸は問題とするSio.膜の膜厚の大きさで
あり,縦軸はアニール後に発生するGaAsのエッチン
グ溝の深さである。この結果によるとSin,膜の膜厚
がOのとき最も良<FETの電流も最も流れ易いが,通
常のMESFETの活性贋の深さが、浅いときには50
0 A程度であることを考慮すると、Sin.膜の膜厚
が370入まで厚くなるにしたがい,電流は流れにくく
なり、370入を越えるとエッチング溝が500人を越
え、電流が全く流れなくなる.従って、最低限電流を流
すことを考えると、Sin.の膜厚は300人以下が妥
当である. (発明の効果) 以」二説明したように、本発明によれば拡散熱処理時に
WSiゲートとSin,膜の境界で顕著に発生していた
G a A s基板のエッチング溝がほとんど発生しな
いので、特性の安定した化合物半導体装置が得られる。
第1図(a)〜(e)は本発明による化合物半導体装置
(MESFET)の製造工程を工程順に示す要部拡大断
面図、第2図はSio,膜の厚さを300入以下とした
理由を説明するための図、第3図は従来のMESFET
の製造工程を工程順に示す要部拡大断面図である。 工 ・・・半絶縁性ガリウムヒ素(GaAs)基板、
2・・・活性層、 3 ・・・WSiゲート,4・・・
低濃度(n′)拡散領域, 5 ・・・高濃度(n”)
拡散領域、 6 ・・・二酸化ケイ素(Sun.)膜5
7・・・窒化ケイ素(SiN)膜、 8・・・オーミ
ック電極。
(MESFET)の製造工程を工程順に示す要部拡大断
面図、第2図はSio,膜の厚さを300入以下とした
理由を説明するための図、第3図は従来のMESFET
の製造工程を工程順に示す要部拡大断面図である。 工 ・・・半絶縁性ガリウムヒ素(GaAs)基板、
2・・・活性層、 3 ・・・WSiゲート,4・・・
低濃度(n′)拡散領域, 5 ・・・高濃度(n”)
拡散領域、 6 ・・・二酸化ケイ素(Sun.)膜5
7・・・窒化ケイ素(SiN)膜、 8・・・オーミ
ック電極。
Claims (1)
- 化合物半導体基板の表面に、選択的に高融点金属膜パタ
ーンを形成する工程と、上記の高融点金属パターンを含
め上記の化合物半導体基板の表面に酸化ケイ素膜を堆積
する工程と、上記の化合物半導体基板に注入されたイオ
ンを拡散する熱処理工程からなる化合物半導体装置の製
造方法において、上記の酸化ケイ素膜の膜厚を300Å
以下とし、拡散熱処理を温度820℃水素雰囲気炉中で
行う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 |
---|---|---|---|
JP18615789A JPH0352238A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18615789A JPH0352238A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0352238A true JPH0352238A (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=16183380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18615789A Pending JPH0352238A (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0352238A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004056593A1 (de) * | 2002-12-19 | 2004-07-08 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zum betreiben einer klimaanlage |
JP2008539915A (ja) * | 2005-05-10 | 2008-11-20 | スポーツ アンド サポーツ リミテッド | コルセット |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP18615789A patent/JPH0352238A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004056593A1 (de) * | 2002-12-19 | 2004-07-08 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zum betreiben einer klimaanlage |
JP2008539915A (ja) * | 2005-05-10 | 2008-11-20 | スポーツ アンド サポーツ リミテッド | コルセット |
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