JPH0513365A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH0513365A
JPH0513365A JP15884791A JP15884791A JPH0513365A JP H0513365 A JPH0513365 A JP H0513365A JP 15884791 A JP15884791 A JP 15884791A JP 15884791 A JP15884791 A JP 15884791A JP H0513365 A JPH0513365 A JP H0513365A
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JP
Japan
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ohmic
metal
metal layer
insulating film
layer
Prior art date
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Application number
JP15884791A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshimichi Hasegawa
好道 長谷川
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To simplifying a semiconductor manufacturing process by applying ohmic metal coating to ohmic regions and an insulating film on a semiconductor substrate, converting the metal coating to an allay, applying low-resistance metal coating, and removing undesired areas of the two metal coatings by a single patterning. CONSTITUTION:An insulating film 2 is applied to cover ohmic regions 1s and 1d and a gate electrode G on a semiconductor substrate 1. With a resist pattern 3 used as a mask, holes are opened in the insulating film 2 to expose part of the ohmic regions. After the resist pattern is removed, the regions 1s and 1d and the insulating film are covered with metal to form an ohmic layer 4. This metal layer 4 is converted to an alloy by heating. A wiring metal layer 5 is applied on the ohmic layer 4. The ohmic layer and the wiring layer are simultaneously processed using a resist pattern as a mask. According to this method, only one patterning operation is required, thereby simplifying the manufacturing process.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高濃度で不純物が注入さ
れたオーミック領域上の絶縁膜を用いて半導体装置を製
造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device using an insulating film on an ohmic region in which impurities are implanted at a high concentration.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAsなどのn型化合物半導体を用い
て半導体装置を作製する場合、オーミック金属としてA
uGe/Niが一般的に用いられる。AuGe系のオー
ミック金属は化合物半導体との間に良好なオーミック接
合を容易に形成できる反面、それ自体では比抵抗が高い
ので単独では配線金属として使用できないという問題が
ある。その為、オーミック金属より低抵抗の金属を上面
に形成し、全体としての抵抗を低減する必要がある。
2. Description of the Related Art When a semiconductor device is manufactured using an n-type compound semiconductor such as GaAs, A is used as an ohmic metal.
uGe / Ni is commonly used. The AuGe-based ohmic metal can easily form a good ohmic contact with the compound semiconductor, but has a problem that it cannot be used alone as a wiring metal because of its high specific resistance. Therefore, it is necessary to form a metal having a lower resistance than the ohmic metal on the upper surface to reduce the resistance as a whole.

【0003】ところで、オーミック金属は合金化により
半導体とのオーミック性が確保されるが、この合金化を
低抵抗金属を付着した後に実施すると、低抵抗金属とオ
ーミック金属との反応がオーミック金属と半導体との反
応より先行し、良好なオーミック接合が得られない。
By the way, the ohmic metal is ensured to be ohmic with the semiconductor by alloying. However, if this alloying is carried out after the low resistance metal is attached, the reaction between the low resistance metal and the ohmic metal is caused by the ohmic metal and the semiconductor. A good ohmic contact cannot be obtained before the reaction with.

【0004】その為、従来の製造方法では、最初に、オ
ーミック金属を半導体上に被着した後、リフトオフ法で
電極形状に加工、整形し、これを単独で合金化する。次
に、この加工されたオーミック金属の全体を覆うよう
に、低抵抗金属を形成し、この低抵抗金属を別個に加工
するという2段の手法が採られていた。
Therefore, in the conventional manufacturing method, first, an ohmic metal is deposited on a semiconductor, then processed and shaped into an electrode shape by a lift-off method, and this is alloyed alone. Next, a two-step technique of forming a low resistance metal so as to cover the entire processed ohmic metal and processing the low resistance metal separately was adopted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の製造方
法は同一のオーミック電極を形成する構成要素が別々の
加工工程により作製される点で作業性が悪く、工程が複
雑化するという欠点があった。
However, the conventional manufacturing method has a drawback that the workability is poor and the process is complicated because the constituent elements forming the same ohmic electrode are manufactured by different processing steps. It was

【0006】そこで本発明は、作業性の向上および工程
の簡略化を目的とする。
Therefore, the present invention aims to improve workability and simplify the process.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明はオーミック領域上に形成された絶縁膜に開
口を形設することにより、オーミック領域を絶縁膜から
露出する工程と、この開口および絶縁膜にオーミック金
属材を被着することにより、オーミック領域および絶縁
膜の上面に連続した第1金属層を形成する工程と、この
第1金属層を合金化することにより、オーミック領域上
の第1金属層と半導体基板との間にオーミック接合を形
成する工程と、第1金属層上に低抵抗金属材を被着する
ことにより、第1金属層の上面に第2金属層を形成する
工程と、この第2金属層上にマスクパターンを形成し、
当該マスクパターンを用いて第1金属層および第2金属
層の不要部分を除去する工程とを含んで構成される。
In order to achieve the above object, the present invention provides a step of exposing an ohmic region from an insulating film by forming an opening in the insulating film formed on the ohmic region, and A step of forming a continuous first metal layer on the upper surface of the ohmic region and the insulating film by depositing an ohmic metal material on the opening and the insulating film, and by alloying the first metal layer Forming an ohmic contact between the first metal layer and the semiconductor substrate, and forming a second metal layer on the upper surface of the first metal layer by depositing a low resistance metal material on the first metal layer. And a mask pattern is formed on the second metal layer,
And removing unnecessary portions of the first metal layer and the second metal layer using the mask pattern.

【0008】[0008]

【作用】本発明に係る半導体装置の製造方法では、第1
金属層の上面に第2金属層を形成する工程で、オーミッ
ク金属の抵抗が低減されると共に、このオーミック金属
と接続する金属配線が形成される。さらに、第1金属層
と第2金属層は、同一のマスクパターンを用いて、同一
工程で加工される。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the first
In the step of forming the second metal layer on the upper surface of the metal layer, the resistance of the ohmic metal is reduced and the metal wiring connected to the ohmic metal is formed. Further, the first metal layer and the second metal layer are processed in the same process using the same mask pattern.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、添付図面
を参照して説明する。なお、説明において同一要素には
同一符号を用い、重複する説明は省略する。図1は本発
明の一実施例であるMESFETの作製方法を示す工程
図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. 1A to 1D are process diagrams showing a method for manufacturing a MESFET which is an embodiment of the present invention.

【0010】半導体基板1のオーミック形成領域には高
濃度で不純物が注入されており、オーミック領域1s、
1dが形成されている。このオーミック領域1s、1d
の間にはゲート電極Gが予め形設されており、このゲー
ト電極Gは絶縁膜2により全体が被覆されている(同図
(a))。
Impurities are implanted at a high concentration in the ohmic region of the semiconductor substrate 1, and the ohmic region 1s,
1d is formed. This ohmic region 1s, 1d
A gate electrode G is formed in advance between the gaps, and the entire gate electrode G is covered with the insulating film 2 (FIG. 7A).

【0011】まず、この絶縁膜2の上面にレジスト材を
スピンコーティングで塗付し、フォトリソグラフィ技術
を用いてオーミック領域1s、1d上に開口を有するレ
ジストパターン3を形成する。このレジストパターン3
をマスクとして、絶縁膜2に開口を形成し、半導体基板
1のオーミック領域1s、1dの一部を絶縁膜2から露
出させる(同図(b))。この場合、溶液を用いたウエ
ットエッチング、反応性ガスを用いたドライエッチング
のいずれをも使用することができる。
First, a resist material is applied on the upper surface of the insulating film 2 by spin coating, and a resist pattern 3 having openings on the ohmic regions 1s, 1d is formed by using a photolithography technique. This resist pattern 3
With the mask as a mask, an opening is formed in the insulating film 2 to expose a part of the ohmic regions 1s, 1d of the semiconductor substrate 1 from the insulating film 2 (FIG. 2B). In this case, both wet etching using a solution and dry etching using a reactive gas can be used.

【0012】次に、レジストパターン3を除去し、オー
ミック電極を構成するオーミック金属をオーミック領域
1s、1dおよび絶縁膜2に被着し、表面に連続したオ
ーミック金属層(第1金属層)4を形成する。オーミッ
ク金属層4は、例えばAuGeを1000オングストロ
ーム、Niを300オングストロームの膜厚で蒸着し2
層構造とすることができる。このオーミック金属層4は
特別な加工を施すことなく、このままの状態で450℃
の雰囲気中で60秒間加熱され、オーミック金属層4の
合金化がなされる。この合金化により、オーミック領域
1s、1d上のオーミック金属層4と半導体基板1との
間にオーミック接合が形成される。
Next, the resist pattern 3 is removed, an ohmic metal forming an ohmic electrode is deposited on the ohmic regions 1s, 1d and the insulating film 2, and an ohmic metal layer (first metal layer) 4 continuous on the surface is formed. Form. The ohmic metal layer 4 is formed by evaporating AuGe to a thickness of 1000 Å and Ni to a thickness of 300 Å.
It can have a layered structure. This ohmic metal layer 4 is 450 ° C. as it is without any special processing.
Is heated in the atmosphere for 60 seconds to alloy the ohmic metal layer 4. By this alloying, an ohmic junction is formed between the ohmic metal layer 4 on the ohmic regions 1s and 1d and the semiconductor substrate 1.

【0013】次に、オーミック金属層4の上面に配線金
属層(第2金属層)5を形成する。配線金属層5は、例
えばTiを200オングストローム、Ptを400オン
グストローム、Auを2000オングストロームの膜厚
で連続的に蒸着法で積層し3層構造とすることができ
る。ここで、Tiはオーミック金属層4との接着力を高
め、Auは全体の抵抗を低減させ、Ptはオーミック金
属層4を形成するAuGeとAuとの相互拡散を防止す
る機能を有する。なお、配線金属層5のAuの代わり
に、Al、Wなどの低抵抗金属を使用してもよい。
Next, a wiring metal layer (second metal layer) 5 is formed on the upper surface of the ohmic metal layer 4. The wiring metal layer 5 may have a three-layer structure in which Ti is 200 angstroms, Pt is 400 angstroms, and Au is 2000 angstroms. Here, Ti has a function of increasing the adhesive force with the ohmic metal layer 4, Au reduces the overall resistance, and Pt has a function of preventing mutual diffusion between AuGe and Au forming the ohmic metal layer 4. Instead of Au of the wiring metal layer 5, a low resistance metal such as Al or W may be used.

【0014】次に、配線金属層5の上面にゲート電極G
を内包した開口を有するレジストパターン(マスクパタ
ーン)6を形成し(同図(d))、このレジストパター
ン6をマスクとして、オーミック金属層4および配線金
属層5を同時に加工する(同図(e))。具体的には、
配線金属層5としてAu系金属、オーミック金属4とし
てAuGe/Ni系金属を使用した場合にはイオンミリ
ング法により不要部分を除去する。また、配線金属層5
としてAl系金属、オーミック金属4としてAuGe/
Ni系金属を使用した場合には塩素系ガスを用いたRI
Eあるいはりん酸系溶液を用いたウエットエッチングに
よりAl系金属の不要部分を除去し、その後、イオンミ
リング法によりAuGe/Ni系金属の不要部分を除去
する。さらに、配線金属層5としてW系金属、オーミッ
ク金属4としてAuGe/Ni系金属を使用した場合に
はフッ素系ガスを用いたRIEによりW系金属の不要部
分を除去し、その後、イオンミリング法によりAuGe
/Ni系金属の不要部分を除去する。以上の工程によ
り、オーミック領域1s、1d上に低抵抗化層を含むオ
ーミック電極、および当該オーミック電極と接続した配
線層が形成される。
Next, the gate electrode G is formed on the upper surface of the wiring metal layer 5.
A resist pattern (mask pattern) 6 having an opening containing is formed (FIG. 3D), and the ohmic metal layer 4 and the wiring metal layer 5 are simultaneously processed using the resist pattern 6 as a mask (FIG. )). In particular,
When an Au-based metal is used as the wiring metal layer 5 and an AuGe / Ni-based metal is used as the ohmic metal 4, the unnecessary portion is removed by the ion milling method. Also, the wiring metal layer 5
As an Al-based metal, and ohmic metal 4 as AuGe /
RI using chlorine-based gas when Ni-based metal is used
The unnecessary portion of the Al-based metal is removed by wet etching using E or phosphoric acid-based solution, and then the unnecessary portion of the AuGe / Ni-based metal is removed by the ion milling method. Further, when a W-based metal is used as the wiring metal layer 5 and an AuGe / Ni-based metal is used as the ohmic metal 4, an unnecessary portion of the W-based metal is removed by RIE using a fluorine-based gas, and then an ion milling method is used. AuGe
/ Remove unnecessary portions of Ni-based metal. Through the above steps, the ohmic electrode including the resistance lowering layer and the wiring layer connected to the ohmic electrode are formed on the ohmic regions 1s and 1d.

【0015】このように、本実施例によればオーミック
電極の低抵抗化層と配線層を同一工程で形成することが
できるので、パターン加工は1回で終了し、工程が簡略
化する。また、配線金属の選択の余地が多くなり、プロ
セスの安定性は向上する。
As described above, according to this embodiment, since the resistance lowering layer of the ohmic electrode and the wiring layer can be formed in the same step, the patterning process is completed in one time, and the step is simplified. In addition, there is more room for selecting the wiring metal, and the process stability is improved.

【0016】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、第1金属層、第2金属層は本実施
例で説明された構造、材料、形状、膜厚に限定されるも
のではなく、製造条件に適合したものが適用される。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the first metal layer and the second metal layer are not limited to the structure, the material, the shape, and the film thickness described in this embodiment, and those that meet the manufacturing conditions are applied.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では1回の
パターン加工により、オーミック電極の低抵抗化層と配
線用金属を形成することができるので、半導体装置の製
造における作業性が向上し、工程を簡略化することがで
きる。
As described above, according to the present invention, the resistance lowering layer of the ohmic electrode and the wiring metal can be formed by performing the patterning once, so that the workability in manufacturing the semiconductor device is improved. The process can be simplified.

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

【図1】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を示す工程図である。
FIG. 1 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板 2…絶縁膜 3…レジストパターン 4…オーミック金属層(第1金属層) 5…配線金属層(第2金属層) 6…レジストパターン(マスクパターン) 1 ... Semiconductor substrate 2 ... Insulating film 3 ... Resist pattern 4 ... Ohmic metal layer (first metal layer) 5 ... Wiring metal layer (second metal layer) 6 ... Resist pattern (mask pattern)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 高濃度で不純物が注入されたオーミック
領域上の絶縁膜を用いて半導体装置を製造する方法にお
いて、 前記オーミック領域上に形成された絶縁膜に開口を形設
することにより、前記オーミック領域を前記絶縁膜から
露出する工程と、 前記開口および前記絶縁膜にオーミック金属材を被着す
ることにより、前記オーミック領域および前記絶縁膜の
上面に連続した第1金属層を形成する工程と、 前記第1金属層を合金化することにより、前記オーミッ
ク領域上の第1金属層と前記半導体基板との間にオーミ
ック接合を形成する工程と、 前記第1金属層上に低抵抗金属材を被着することによ
り、前記第1金属層の上面に第2金属層を形成する工程
と、 前記第2金属層上にマスクパターンを形成し、当該マス
クパターンを用いて前記第1金属層および前記第2金属
層の不要部分を除去する工程とを含んで構成される半導
体装置の製造方法。
Claim: What is claimed is: 1. A method of manufacturing a semiconductor device using an insulating film on an ohmic region in which impurities are implanted at a high concentration, wherein an opening is formed in the insulating film formed on the ohmic region. A step of exposing the ohmic region from the insulating film, and a first metal continuous to the upper surface of the ohmic region and the insulating film by depositing an ohmic metal material on the opening and the insulating film. Forming a layer, forming an ohmic junction between the first metal layer on the ohmic region and the semiconductor substrate by alloying the first metal layer, and on the first metal layer Forming a second metal layer on the upper surface of the first metal layer by depositing a low resistance metal material on the mask layer, and forming a mask pattern on the second metal layer. And a step of removing unnecessary portions of the first metal layer and the second metal layer by using a turn.
JP15884791A 1991-06-28 1991-06-28 Manufacture of semiconductor device Pending JPH0513365A (en)

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