JPH04157719A - Formation method of non-alloy type contact layer - Google Patents

Formation method of non-alloy type contact layer

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JPH04157719A
JPH04157719A JP28296090A JP28296090A JPH04157719A JP H04157719 A JPH04157719 A JP H04157719A JP 28296090 A JP28296090 A JP 28296090A JP 28296090 A JP28296090 A JP 28296090A JP H04157719 A JPH04157719 A JP H04157719A
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contact layer
ion beam
focused ion
focused
type contact
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Yasuhiro Yamakage
康弘 山蔭
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Shimadzu Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a method which can form a non-alloy type contact layer in a desired pattern without executing a plurality of treatment processes by a method wherein the blank for the non-alloy type contact layer is vapor-deposited in the desired pattern on a semiconductor substrate by utilizing a focused ion beam from a focused ion beam device provided with an ion-beam deflecting function. CONSTITUTION:Fine particles extracted from an ion source 11 are accelerated toward the surface of a substrate (m) by means of a potential difference of 30 to 50[kV] given by an accelerating power supply; they are focused by a first electron lens 13a and are changed to a focused ion beam F3. At this stage, ions are selected by using a mass filter 14. The focused ion beam B which has been passed through the mass filter 14 is focused again by using a second electron lens 13b; its direction is adjusted by using a deflecting electrode 15 controlled by a deflecting-voltage control part 26 so as to obtain a desired contact pattern. When the focused ion beam 13 whose direction has been adjusted is passed through a decelerating electrode 16, it is decelerated down to a prescribed energy and is vapor-deposited on the gallium arsenide substrate (m). Consequently, it is possible to form a non-alloy type contact layer by executing one treatment process.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 この発明は、半導体基板の上に金属層や異種の半導体層
を蒸着することによって、その接触部分においてオーミ
ンクな特性を示すコントクト層を形成する方法に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Industrial Field of Application This invention forms a contact layer exhibiting ohmic characteristics at the contact area by depositing a metal layer or a different type of semiconductor layer on a semiconductor substrate. Regarding the method.

なお、この発明は上記の形成方法を用いた各種半導体素
子の製造工程に利用されるものである。
Note that the present invention is utilized in manufacturing processes of various semiconductor elements using the above-described forming method.

B、従来技術 シリコン(Si )やガリウムヒ素(C; a A s
 )などの半導体基板の上に、金属層や異種の半導体層
を蒸着形成した場合、その組み合わせによっては、接触
部分の1流電圧特性が直線的な関係(オーミックな特性
)を示すものがある。その代表は、前記シリコン基板と
アルミニュウム層であり、前記ガリウムヒ素基板とゲル
マニュウム層との組み合わせである。
B. Conventional technology Silicon (Si) and gallium arsenide (C; a As
) When a metal layer or a different type of semiconductor layer is formed by vapor deposition on a semiconductor substrate such as a semiconductor substrate, the first current voltage characteristics of the contact portion may exhibit a linear relationship (ohmic characteristics) depending on the combination. Typical examples thereof are the silicon substrate and aluminum layer, and the combination of the gallium arsenide substrate and germanium layer.

オーミック接触となるコンタクト層の形成方法は、以下
の2つに大別される。
Methods for forming contact layers that provide ohmic contact can be roughly divided into the following two methods.

(1)合金化処理によるコンタクト層の形成これは、半
導体基板とコンタクト層との接触面を合金化し、オーミ
ンクなコンタクト層を形成する方法である。まず、第3
図(a)に示すように、シリコンウェハm上にアルミニ
ュウム素材によるコンタクト層1を蒸着する。これを高
温で熱処理すると、溶融したコンタクト層Aがシリコン
ウェハm内に拡散して結合し、同図師)のハツチング部
分である符号Gに示すようにその結合面(接触面)が合
金化する。
(1) Formation of contact layer by alloying treatment This is a method of alloying the contact surface between the semiconductor substrate and the contact layer to form an ohmink contact layer. First, the third
As shown in Figure (a), a contact layer 1 made of aluminum is deposited on a silicon wafer m. When this is heat-treated at a high temperature, the molten contact layer A diffuses into the silicon wafer m and is bonded to it, and the bonding surface (contact surface) is alloyed as shown by the hatched part G in the same figure.

次に、第4図に示す以下の工程に移行して所望のパター
ンのコンタクト11を形成する。
Next, the process moves to the following steps shown in FIG. 4 to form contacts 11 in a desired pattern.

■レジスト塗布および露光工程 コンタクト層1の表面全体に、悪光性樹脂2(ホトレジ
ストwA2)を塗布する。次に形成したいパターン部分
に、光3(例えば、紫外線や電子線など)を照射し、そ
の部分のホトレジスト膜2を怒光して、エツチングに対
するマスクを施す。
(2) Resist Coating and Exposure Process The entire surface of the contact layer 1 is coated with an anti-glare resin 2 (photoresist wA2). Next, the pattern portion to be formed is irradiated with light 3 (for example, ultraviolet rays or electron beams), and the photoresist film 2 in that portion is exposed to intense light to form a mask against etching.

■エンチング処理工程 エンチング処理としては種々の処理方法があるが、ここ
ではプラズマエツチング処理を例に挙げる。これは、低
圧ガスを高周波電界中に置いてプラズマ化し、このプラ
ズマによる化学反応を利用して、ホトレジスト膜2をマ
スクとしてコンタクト層1をエンチングする。
(2) Etching treatment process There are various treatment methods for etching treatment, and here, plasma etching treatment will be taken as an example. This involves placing a low-pressure gas in a high-frequency electric field to turn it into plasma, and using the chemical reaction caused by the plasma to etch the contact layer 1 using the photoresist film 2 as a mask.

■レジスト除去 所望のパターン上の残されたレジスト膜2を除去する工
程で、これは、薬品によりレジスト膜2を除去したり、
あるいは02プラズマ中に基板mの表面をさらし、その
反応により不要なレノスト膜2を削り取る。
■Resist removal This is the process of removing the resist film 2 left on the desired pattern.This process involves removing the resist film 2 with chemicals,
Alternatively, the surface of the substrate m is exposed to 02 plasma, and unnecessary Renost film 2 is scraped off by the reaction.

(2)ノンアロイ形のコンタクト層の形成ノンアロイ形
、すなわち、上記のようにコンタクト層と半導体基板と
の接触部分を合金化することなくオーミンクなコンタク
ト層を形成するもので、これは前述したような、半導体
基板とコンタクト層との材料の組み合わせ(例えばガリ
ウムヒ素基板とゲルマニュウム)により、実現されるも
のである。形成方法には、−IC的なCVD法(c−h
elIical vapor deposition)
が用いられている。
(2) Formation of a non-alloy type contact layer A non-alloy type, in other words, forms an ohmink contact layer without alloying the contact area between the contact layer and the semiconductor substrate as described above. This is realized by a combination of materials for the semiconductor substrate and the contact layer (for example, a gallium arsenide substrate and germanium). The formation method includes -IC CVD method (c-h
elIical vapor deposition)
is used.

また、コンタクト層を形成した後、上記(1)と同様に
して、所望のパターンを形成する。
Further, after forming the contact layer, a desired pattern is formed in the same manner as in (1) above.

C1発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来方法には次のような問題点
がある。
C1 Problems to be Solved by the Invention However, the above-mentioned conventional method has the following problems.

(1)に記載した“合金化処理“によるコンタクト層の
形成方法では、コンタクト層形成後の半導体基板に対し
て、高温の熱処理工程を設けることができないという問
題点がある。
The method for forming a contact layer using the "alloying treatment" described in (1) has a problem in that a high temperature heat treatment step cannot be performed on the semiconductor substrate after the contact layer is formed.

すなわち、熱処理によって半導体基板とコンタクト層と
の接触部分を合金化しでいるのに対して、さらに、これ
を高温で熱処理すると、合金化した部分がその熱処理に
より溶融してしまい、合金接合が崩れ、オーミック特性
が劣化するおそれがある。よって、後々の各種の処理工
程おいて、高温熱処理過程を設けることができず、半導
体素子の製造にかかわる処理の自由度が低下する。
In other words, although the contact area between the semiconductor substrate and the contact layer is alloyed by heat treatment, if this is further heat treated at high temperature, the alloyed part will melt due to the heat treatment, and the alloy bond will collapse. There is a risk that the ohmic characteristics will deteriorate. Therefore, it is not possible to provide a high-temperature heat treatment process in various subsequent processing steps, and the degree of freedom in processing related to the manufacture of semiconductor elements is reduced.

これに対し、(2)に記載のノンアロイ形のコンタクト
層を形成するものでは、半導体基板とコンタクト層との
接触部分を熱処理によって合金化するものではなく、互
いの材質の組み合わせによって、オーミンク接触を可能
にするものであるから、たとえ、後々の各種処理工程に
おいて高温熱処理過程があろうとも、そのオーミック特
性が劣化するものではない。本発明も、このランフ0イ
形コンタクト層を形成する方法に関するものである。
On the other hand, in the case of forming a non-alloy type contact layer as described in (2), the contact area between the semiconductor substrate and the contact layer is not alloyed by heat treatment, but the ohmink contact is created by a combination of mutual materials. Therefore, even if high-temperature heat treatment is performed in various later processing steps, the ohmic characteristics will not deteriorate. The present invention also relates to a method of forming this lump 0-type contact layer.

しかし、従来のノンアロイ形コンタクト層の形成方法で
は、CVD法により基板全面に対してコンタクト層を形
成した後、所望パターン形成のため、レジスト塗布、エ
ンチング処理1 レジスト給去処理等の複数の処理工程
を経ているので、以下のような問題がある。
However, in the conventional method of forming a non-alloy contact layer, after forming a contact layer on the entire surface of the substrate by CVD, multiple processing steps such as resist coating, etching treatment 1, and resist supply removal treatment are performed to form a desired pattern. Since I have gone through this process, I have the following problems.

すなわち、必要不可欠な処理であるレジスト処理におい
て、コンタクト層上にレジスト残り(ゴミ)が存在した
り、プラズマを用いたアソノング法により、半導体基板
の表面が損傷するという問題が起きる。
That is, in resist processing, which is an essential process, problems occur such that resist residue (dust) exists on the contact layer or the surface of the semiconductor substrate is damaged due to the asonon method using plasma.

また、前述の処理工程を経る場合、それぞれの処理を実
施する種々の装置が必要となるため、半導体基板を各種
の装置間で搬送しなければならない。この搬送過程で、
半導体基板は真空中から大気中へと移行させられるため
、大気による汚染を受路ノる可能性があり、品質の低下
を招くことになる。
Further, when going through the above-mentioned processing steps, various apparatuses are required to carry out the respective processes, so the semiconductor substrate must be transported between the various apparatuses. During this transportation process,
Since the semiconductor substrate is transferred from a vacuum to the atmosphere, there is a possibility that the semiconductor substrate will be contaminated by the atmosphere, leading to a decrease in quality.

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、上記のような複数の処理工程を経ることなく、所
望パターンのノンアロイ形コンタクト層を形成すること
ができる方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method that can form a non-alloy contact layer in a desired pattern without going through a plurality of processing steps as described above. The purpose is

91課題を解決するための手段 この発明は、上記目的を達成するために次のような方法
をとる。
91 Means for Solving the Problems The present invention takes the following method to achieve the above object.

すなわち、この発明は、ある特定の半導体基板素材と接
合した際に、その接触面がオーミックな特性となるノン
アロイ形コンタクト層を形成する方法において、少なく
ともイオンビーム偏向機能を有する集束イオンビーム装
置からの集束イオンビームを利用して、前記ノンアロイ
形コンタクト層の素材を前記半導体基板上に任意のパタ
ーンで7着することにより、ノンアロイ形コンタクト層
を形成することを特徴とする。
That is, the present invention provides a method for forming a non-alloy contact layer whose contact surface exhibits ohmic characteristics when bonded to a specific semiconductor substrate material. A non-alloy contact layer is formed by depositing seven materials for the non-alloy contact layer on the semiconductor substrate in an arbitrary pattern using a focused ion beam.

80作用 この発明の方法を用いてノンアロイ形コンタクト層を形
成する場合、例えば、ノンアロイ形コンタクト層の素材
そのものをイオン化して、集束イオンビームを作り、こ
れを所望パターンを!/ −スするように偏向させ、あ
るエネルギ以下に減速して半導体基板上に照射すると、
その照射位置にノンアロイ形コンタクト層が形成される
80 Effect When forming a non-alloy contact layer using the method of the present invention, for example, the material of the non-alloy contact layer itself is ionized, a focused ion beam is created, and a desired pattern is formed using this! / - If the beam is deflected to a certain degree and decelerated below a certain level of energy and irradiated onto the semiconductor substrate,
A non-alloy contact layer is formed at the irradiated position.

あるいは、ノンアロイ形コンタクト素材の気体分子を含
有したガスの雰囲気中に半導体基板を置き、任意のイオ
ンからなる集束イオンビームを所望パターンをトレース
するように偏向させて前記ガス雰囲気中に照射させ、雰
囲気ガスの分子をそのイオンビームで半導体基板上に付
勢すると、照射位置にノンアロイ形コンタクト層が形成
される。
Alternatively, a semiconductor substrate is placed in a gas atmosphere containing gas molecules of a non-alloy contact material, and a focused ion beam made of arbitrary ions is deflected to trace a desired pattern and irradiated into the gas atmosphere. When gas molecules are forced onto a semiconductor substrate with the ion beam, a non-alloy contact layer is formed at the irradiated location.

いずれの場合においても、ノンアロイ形コンタクト層の
形成を1つの処理工程内で達成するので、複数の処理工
程を経る場合の不都合が解消される。
In either case, the formation of the non-alloyed contact layer is achieved within one processing step, thereby eliminating the inconveniences associated with multiple processing steps.

F、実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。F. Example Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

ぶl!iJL医 この第1実施例では、ノンアロイ形コンタクト層の素材
そのものをイオン化してなる集束イオンビームを用いて
、ノンアロイ形コンタクト層を形成する方法について説
明する。
Blu! iJL Doctor In this first embodiment, a method for forming a non-alloy contact layer using a focused ion beam that ionizes the material of the non-alloy contact layer itself will be described.

第1図は、本例の形成方法を実施するにあたって利用す
る集束イオンビーム装置の概略構成を示した断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a focused ion beam device used to carry out the formation method of this example.

図中、符号10は真空チャンバであり、この装置の本体
ケーシングとなっている。この真菟チャンバ10内に以
下の構成部分が内装されている。
In the figure, reference numeral 10 is a vacuum chamber, which is the main casing of this device. The following components are housed inside this true chamber 10.

11はイオンを発生させる液体金属イオン源であり、ガ
リウムヒ素基板に対するノンアロイ形コンタクト素材(
以下、コンタクト素材と略す)としての例えばゲルマニ
ウムを溶融して液体化する溶融炉となっている。このイ
オン源11の鋭利な先端部(図面の下側の先端部)には
針25が設けられており、溶融されたコンタクト素材は
、この針25の先端に供給されるように構成されている
11 is a liquid metal ion source that generates ions, and is a non-alloy contact material (
This is a melting furnace that melts and liquefies, for example, germanium as a contact material (hereinafter abbreviated as contact material). A needle 25 is provided at the sharp tip of the ion source 11 (the tip at the bottom in the drawing), and the molten contact material is configured to be supplied to the tip of the needle 25. .

このイオン源11には、その電位差によりイオンへ加速
エネルギを与える加速Hs23が接続されている。なお
、イオン源11を加熱するヒータは、図示を省略してい
る。
An acceleration Hs23 is connected to the ion source 11, which applies acceleration energy to the ions through the potential difference. Note that a heater for heating the ion source 11 is not shown.

12はイオン化された微粒子をイオンsinから引き出
すための引き出し電極であり、この引き出し電極12と
イオン源11との間には、引き出し電源22が接続され
ている。13aはイオンビームBを集束する第1の電子
レンズ、14は所望のイオンのみを選出するためのマス
フィルタ、13bは第2の電子レンズである。
Reference numeral 12 denotes an extraction electrode for extracting ionized fine particles from ion sin, and an extraction power source 22 is connected between this extraction electrode 12 and the ion source 11. 13a is a first electron lens that focuses the ion beam B, 14 is a mass filter for selecting only desired ions, and 13b is a second electron lens.

15は集束イオンビームBを偏向する偏向電極で、これ
に接続されている偏向電圧制御部26によって、集束イ
オンビームBの偏向調整が行われる。16はイオンビー
ムBの加速エネルギを減速させてその速度を弱める減速
電極であり、減速電極16とガリウムヒ素基板mが載置
されるステージ17との間には減速電源24が接続され
ている。
Reference numeral 15 denotes a deflection electrode for deflecting the focused ion beam B, and the deflection of the focused ion beam B is adjusted by a deflection voltage control unit 26 connected thereto. A deceleration electrode 16 decelerates the acceleration energy of the ion beam B to weaken its speed, and a deceleration power source 24 is connected between the deceleration electrode 16 and the stage 17 on which the gallium arsenide substrate m is placed.

ステージ17は、X、Y方向(図面の左右方向およびこ
れに直交する水平方向)に移動可能なX−Yステージ2
0の上に設置されており、X−Yステージ20を駆動す
る駆動モータ21が真空チャンバ10外に設けられてい
る。この駆動モータ21の駆動力を制御して、ステージ
17の移動を行うのがステージ移動制御部27である。
The stage 17 is an X-Y stage 2 that is movable in the X and Y directions (the left-right direction of the drawing and the horizontal direction orthogonal thereto).
0, and a drive motor 21 for driving the XY stage 20 is provided outside the vacuum chamber 10. The stage movement control section 27 controls the driving force of the drive motor 21 to move the stage 17.

真空チャンバ10の下部(図面の下方)には、連通管1
8が設けられており、この連通管18の端部には真空ポ
ンプ19がつながれている。なお、ステージ17の移動
を行う場合に、その移動距離を検出するものとして、例
えば、レーザ干渉法を利用したレーザ測長針(図示せず
)などの測長針が用いられ、この測長針の検出信号をフ
ィードバンクさせて移動制御が行われるように構成され
ている。
At the bottom of the vacuum chamber 10 (lower part in the drawing), there is a communication pipe 1
A vacuum pump 19 is connected to the end of the communication pipe 18. Note that when moving the stage 17, a length measuring needle such as a laser length measuring needle (not shown) using laser interferometry is used to detect the moving distance, and a detection signal of this length measuring needle is used. The structure is such that movement control is performed by feedbanking.

次に、上述した装置を用いてノンアロイ形コンタクト層
を形成する方法について説明する。
Next, a method of forming a non-alloy contact layer using the above-described apparatus will be described.

まず、イオン′a11の中にコンタクト素材(ゲルマニ
ュウム)を入れて、これを加熱する。コンタクト素材は
溶融されて液体化し、針25の先端部に供給される。イ
オンa11の温度を融点に保ったまま、引き出し電源2
2によって、イオン源11と引き出し電極12との間、
すなわち、液体素材で覆われた針25の先端部に、約7
〜8 [kV]の電位差を与える。液体素材の表面に加
わる電界が、液体素材の痕発電界強度までに達するとイ
オン化された微粒子の放出が始まる。イオンinから引
き出された微粒子は、加速電源23から与えられる30
〜50 [kV]の電位差によって、基板mの表面上に
間かって加速し、第1の電子レンズ13aによって集束
され、集束イオンビームBとなり、この段階でマスフィ
ルタ14によるイオンの選出が行われる。
First, a contact material (germanium) is placed in ions 'a11 and heated. The contact material is melted and liquefied and supplied to the tip of the needle 25. While keeping the temperature of ion a11 at the melting point, the extraction power supply 2 is turned on.
2 between the ion source 11 and the extraction electrode 12,
In other words, about 7 mL of water is applied to the tip of the needle 25 covered with the liquid material.
Give a potential difference of ~8 [kV]. When the electric field applied to the surface of the liquid material reaches the intensity of the trace electric field of the liquid material, the release of ionized particles begins. The fine particles extracted from the ion in are supplied with 30
Due to the potential difference of ~50 kV, the ions are accelerated onto the surface of the substrate m, focused by the first electron lens 13a, and become a focused ion beam B. At this stage, the ions are selected by the mass filter 14.

一般に、単一素材を溶融するよりも、化合材料を熔融す
る方が融点を下げることができる場合があり、この場合
に所望の微粒子のみを正規のビーム通路に通し、それ以
外の微粒子をビーム通路外に偏向して選別するのがマス
フィルタ14である。
In general, it may be possible to lower the melting point by melting a compound material than by melting a single material, and in this case, only the desired particles are passed through the regular beam path, and the other particles are passed through the beam path. The mass filter 14 deflects the light to the outside and sorts it out.

マスフィルタ14をi!i週した集束イオンビームBは
、第2の電子レンズ13bによって、再び集束され、偏
量電圧制御部26で制御される偏向電極15によって、
所望のコンタクトパターンとなるように、その向きが調
整される。
Mass filter 14 i! The focused ion beam B that has been used for i weeks is focused again by the second electron lens 13b, and is then focused by the deflection electrode 15 controlled by the polarization voltage control unit 26.
The orientation is adjusted to obtain a desired contact pattern.

向きが調整された集束イオンビームBは、減速電極16
を通過するときに、所定のエネルギにまで減速されて、
ガ1,1ウムヒ素基板mの表面上に到達する。このとき
の集束イオンビームBのエネルギは、加速を源23と減
速電源24との出力電圧差に等しいものとなる。すなわ
ち、集束イオンビームBは、減速電極24に近づくまで
は加速電源23で与えられる加速エネルギをもっている
が、減速電極24とステージ17の電位を減速電極24
によって上げると、基板mに入射する集束イオンビーム
Bはその分だけ減速される。このため、減速電極24の
出力調整により、原理的には0〜加速電1ff123の
出力電圧値までの間で連続的に集束イオンビームBの工
フルギを変化させることができる。したがって、集束イ
オンビームBがガリウムヒ素基板m内に打ち込まれない
ように、減速を源24の出力値を調整することによって
、集束イオンビームBをガリウムヒ素基板m上に痕着し
、ゲルマニュウムによるノンアロイ形コンタクト層が形
成される。
The focused ion beam B whose direction has been adjusted is transferred to the deceleration electrode 16.
When passing through, it is decelerated to a predetermined energy,
The 1,1 um arsenide reaches the surface of the arsenic substrate m. The energy of the focused ion beam B at this time is equal to the output voltage difference between the acceleration source 23 and the deceleration power source 24. That is, the focused ion beam B has acceleration energy given by the acceleration power source 23 until it approaches the deceleration electrode 24, but the potential of the deceleration electrode 24 and the stage 17 is reduced by the deceleration electrode 24.
, the focused ion beam B incident on the substrate m is decelerated by that amount. Therefore, by adjusting the output of the deceleration electrode 24, it is possible in principle to change the power of the focused ion beam B continuously between 0 and the output voltage value of the accelerating electrode 1ff123. Therefore, by adjusting the output value of the deceleration source 24 so that the focused ion beam B is not implanted into the gallium arsenide substrate m, the focused ion beam B is imprinted on the gallium arsenide substrate m, and non-alloyed with germanium. A shaped contact layer is formed.

具体的には、集束イオンビームBの工フルギが0〜20
01eV]  となるように、減速電極16とステージ
17間の電位差を調整することで可能になる。
Specifically, the mechanical strength of the focused ion beam B is 0 to 20.
This is possible by adjusting the potential difference between the deceleration electrode 16 and the stage 17 so that 01 eV].

先の説明では、所望のコンタクトパターンを集束イオン
ビームBで描くときに、偏向電極15による照射光の調
整が行われるとしたが、コンタクトパターンの描画範囲
が広い範囲にまでおよぶ場合、偏向電極15の偏向限界
(偏向度を大きくすると、集束イオンビームBのビーム
幅が太き(なり、微細なコンタクトパターンが形成でき
なくなるので、偏向範囲には限界がある)により、すべ
ての回路パターンを描き切れないことがある。このよう
な場合には、ステージ移動制御部27から制御信号を駆
動モータ2Iに与えて、X−Yステージ20を移動させ
ることにより、ステージ]7ごとガリウムヒ素基板mを
移動させ、偏向電極15の偏向範囲内にガリウムヒ素基
板mを位置させることが行われる。
In the previous explanation, when drawing a desired contact pattern with the focused ion beam B, the irradiation light is adjusted by the deflection electrode 15. However, if the drawing range of the contact pattern extends over a wide range, the deflection electrode 15 Due to the deflection limit (when the degree of deflection is increased, the beam width of the focused ion beam B becomes thicker, making it impossible to form fine contact patterns, so there is a limit to the deflection range), making it possible to draw all circuit patterns. In such a case, by giving a control signal from the stage movement control unit 27 to the drive motor 2I and moving the X-Y stage 20, the gallium arsenide substrate m can be moved together with the stage [7]. , the gallium arsenide substrate m is positioned within the deflection range of the deflection electrode 15.

夙11施± この第2実施例では、適宜なイオンからなる集束イオン
ビームを用いて、ノンアロイ形コンタクト層を形成する
方法について説明する。
11th Example In this second example, a method for forming a non-alloy contact layer using a focused ion beam made of appropriate ions will be described.

第2図はこの方法を実施するにあたって利用する集束イ
オンビーム装置の概略構成を示した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a focused ion beam device used to carry out this method.

なお、この第2図において第1図と同様の符号で示すも
のは同一の構成部品であり、その説明は省略する。
Note that in FIG. 2, the same components as those in FIG.

第1実施例で利用した集束イオンビーム装置との相違点
は2つある。
There are two differences from the focused ion beam device used in the first embodiment.

1つは減速電極16および減速電源24を廃している点
で、もう1つはコンタクト素材を含むガス(例えばゲル
マニュウムの気体分子を含むガス)をチャンバー室10
内に送り込むためのガス注入ノズル30を新たに設置し
ている点である。
One is that the deceleration electrode 16 and the deceleration power source 24 are eliminated, and the other is that a gas containing a contact material (for example, a gas containing germanium gas molecules) is supplied to the chamber chamber 10.
The point is that a new gas injection nozzle 30 has been installed to feed the gas into the interior.

照射するイオンとして、本例ではガリウムをイオン化し
たものを用いるが、これは例えば、前例のゲルマニュウ
ムイオンであってもよい。
In this example, ionized gallium is used as the ion to be irradiated, but it may also be, for example, the germanium ion described in the previous example.

このような装置を用いてノンアロイ形コンタクト層を形
成するには、まず、ガス注入ノズル30からゲルマニュ
ウムの気体分子を含む化合物のガス、例えば、G、H,
ガスを注入し、ガリウムヒ素基板mの上部雰囲気をG、
H,ガス雰囲気としておく。
To form a non-alloy contact layer using such an apparatus, first, a gas of a compound containing germanium gas molecules, such as G, H,
Gas is injected to change the upper atmosphere of the gallium arsenide substrate m to G,
H, gas atmosphere.

この雰囲気下で、上側と同様にして形成されたガリウム
イオンからなる集束イオンビームを照射し、雰囲気ガス
中のゲルマニニウム分子をそのイオンビームでガリウム
ヒ素基板m上に付勢することによって、ゲルマニュウム
膜を蒸着し、所望パターンのノンアロイ形コンタクト層
を形成する。
In this atmosphere, a focused ion beam consisting of gallium ions formed in the same manner as above is irradiated, and germanium molecules in the atmospheric gas are energized onto the gallium arsenide substrate m by the ion beam, thereby forming a germanium film. is deposited to form a non-alloy contact layer in a desired pattern.

この方法では、コンタクト素材のイオンからなる集束イ
オンビームをガリウムヒ素基板m上に照射してノンアロ
イ形コンタクト層を形成するものではないため、上記の
ように減速電極16および減速’til!24を排除し
ているが、ガリウムヒ素基板mに与える損傷を考えると
、これらの構成部品を備えた「第1実施例」に記載の形
成方法のほうが好ましい例であると言える。
In this method, a non-alloy type contact layer is not formed by irradiating a focused ion beam consisting of ions of the contact material onto the gallium arsenide substrate m, so as described above, the deceleration electrode 16 and the deceleration 'til! Although 24 is excluded, considering the damage caused to the gallium arsenide substrate m, it can be said that the forming method described in the "first embodiment" including these components is a more preferable example.

なお、上記各実施例では、ガリウムヒ素基板とゲルマニ
ュウム層との組み合わせを例に挙げたが、これ以外の組
み合わせによる接合で、その接触部分にオーミンクな特
性を示したものであれば、上記と同様にして、1つの処
理工程でノンアロイ形コンタクト層を形成することがで
きる。
In each of the above embodiments, the combination of a gallium arsenide substrate and a germanium layer is taken as an example, but any other combination of bonding that exhibits ohmink characteristics in the contact area can be applied in the same manner as above. Thus, a non-alloyed contact layer can be formed in one processing step.

G0発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明に係るノンア
ロイ形コンタクト層の形成方法は、集束イオンビーム装
置から照射される集束イオンビームを用いて、前記ノン
アロイ形コンタクト層の素材を前記半導体基板上に任意
のパターンで蒸着することにより、ノンアロイ形コンタ
クト層を形成するものであるから、1つの処理工程内で
ノンアロイ形コンタクト層を形成を達成することができ
る。
Effects of the G0 Invention As is clear from the above explanation, the method for forming a non-alloy contact layer according to the present invention uses a focused ion beam irradiated from a focused ion beam device to form the material of the non-alloy contact layer. Since the non-alloy contact layer is formed by vapor deposition in an arbitrary pattern on the semiconductor substrate, the non-alloy contact layer can be formed within one processing step.

したがって、従来のように複数の処理工程を経てこれを
達成するのに比べ、半導体基板に与える損傷、汚染を軽
減することができ、高倍転性、高品質な半導体素子の製
造に寄与することができる。
Therefore, compared to the conventional method of achieving this through multiple processing steps, damage and contamination caused to the semiconductor substrate can be reduced, contributing to the production of high-multiplying, high-quality semiconductor devices. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は、この発明の一実施例に係り、第
1図は第1実施例のノンアロイ形コンタクト層の形成方
法を実現するための集束イオンビーム装置の概略構成を
示した断面図、第2図は第2実施例のノンアロイ形コン
タクト層の形成方法を実現するための集束イオンビーム
装置の概略構成を示した断面図である。 また、第3図および第4図は従来例に係り、第3図は合
金化処理法によるノンアロイ形コンタクト層の形成を説
明する図、第4図はノンアロイ形コンタクト層の所望パ
ターン形成を説明する図である。 11・・・イオン源     15・・・偏向電極B・
・・集束イオンビーム m・・・ガリウムヒ素基板特許
出願人 株式会社 島津製作所
1 and 2 relate to one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a focused ion beam apparatus for realizing the method of forming a non-alloy contact layer of the first embodiment. 2 are cross-sectional views showing a schematic configuration of a focused ion beam apparatus for realizing the method of forming a non-alloy contact layer according to the second embodiment. Further, FIGS. 3 and 4 relate to conventional examples, FIG. 3 is a diagram explaining the formation of a non-alloy type contact layer by an alloying treatment method, and FIG. 4 is a diagram explaining the formation of a desired pattern of the non-alloy type contact layer. It is a diagram. 11... Ion source 15... Deflection electrode B.
...Focused ion beam m...Gallium arsenide substrate patent applicant Shimadzu Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ある特定の半導体基板素材と接合した際に、その
接触面がオーミックな特性となるノンアロイ形コンタク
ト層を形成する方法において、少なくともイオンビーム
偏向機能を有する集束イオンビーム装置からの集束イオ
ンビームを利用して、前記ノンアロイ形コンタクト層の
素材を前記半導体基板上に任意のパターンで蒸着するこ
とにより、ノンアロイ形コンタクト層を形成することを
特徴としたノンアロイ形コンタクト層の形成方法。
(1) In a method for forming a non-alloy contact layer whose contact surface has ohmic characteristics when bonded to a specific semiconductor substrate material, a focused ion beam from a focused ion beam device having at least an ion beam deflection function is used. A method for forming a non-alloy contact layer, characterized in that the non-alloy contact layer is formed by depositing a material for the non-alloy contact layer on the semiconductor substrate in an arbitrary pattern.
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