JPH06326135A - Manufacture of compound semiconductor device - Google Patents

Manufacture of compound semiconductor device

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JPH06326135A
JPH06326135A JP10845193A JP10845193A JPH06326135A JP H06326135 A JPH06326135 A JP H06326135A JP 10845193 A JP10845193 A JP 10845193A JP 10845193 A JP10845193 A JP 10845193A JP H06326135 A JPH06326135 A JP H06326135A
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JP
Japan
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annealing
compound semiconductor
substrate
active region
manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP10845193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikazu Nakagawa
義和 中川
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06326135A publication Critical patent/JPH06326135A/en
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Abstract

PURPOSE:To execute an annealing treatment safely and stably in the manufacturing method of a GaAs MESFET. CONSTITUTION:Si ions which are user to form a source/a drain and to form an active region are implanted, at respectively prescribed concentrations, into prescribed regions on the surface layer of a semiinsulating Gaps substrate 21 (a), (b). An annealing protective film 27 is formed on the Gaps substrate 21 by an ECR method, and the protective film 27 is impregnated with an organic solvent. After that, an annealing treatment is executed at a high temperature in a nitrogen atmosphere, the Si ions which have been implanted into the GaAs substrate 21 are activated, and N<+> type heavily doped regions 28, 29 to be used as a source/a drain and an N-type active region 30 are formed (c).

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、半絶縁性化合物半導体
基板の表面層に活性領域を有する化合物半導体装置の製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a compound semiconductor device having an active region in the surface layer of a semi-insulating compound semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、GaAs化合物半導体は、電
子の移動速度やドリフト速度がSiの数倍大きいため、
高速スイッチングデバイス等の材料に適していることが
知られている。このGaAs化合物半導体を用いたデバ
イスのうち、実用化されているのは、ショットキーゲー
ト型電界効果トランジスタ(以下、「MESFET:ME
tal Semiconductor Field Effect Transistor 」とい
う)である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in GaAs compound semiconductors, the moving speed and drift speed of electrons are several times higher than that of Si.
It is known to be suitable for materials such as high speed switching devices. Among the devices using the GaAs compound semiconductor, a Schottky gate type field effect transistor (hereinafter referred to as “MESFET: ME”) has been put into practical use.
tal Semiconductor Field Effect Transistor ”).

【0003】図5に、GaAsMESFETの基本的な
構成を示す。同図を参照して、GaAsMESFET
は、半絶縁性GaAs基板1の表面層に、所定の間隔を
あけて形成されたソース及びドレインとなるN+ 型不純
物領域2,3と、N+ 型不純物領域2,3で挟まれるよ
うに形成されたN型活性領域4とを備えている。不純物
領域2,3内には、Si等のN型不純物が高濃度に拡散
されており、活性領域4内には、Si等のN型不純物が
低濃度に拡散されている。そして、不純物領域2,3上
には、ソース及びドレイン用の電極5,6がオーミック
接触しており、活性領域4上には、ゲート電極7がショ
トキー接触している。また、GaAs基板1の全面は、
表面を保護すると共に、外部からの汚染物質の進入を防
ぐためのパッシベーション膜8で覆われている。
FIG. 5 shows the basic structure of a GaAs MESFET. Referring to the figure, GaAs MESFET
Is sandwiched by N + -type impurity regions 2 and 3 which are source and drain formed at a predetermined interval on the surface layer of the semi-insulating GaAs substrate 1 and N + -type impurity regions 2 and 3. The formed N-type active region 4 is provided. N-type impurities such as Si are diffused in high concentration in the impurity regions 2 and 3, and N-type impurities such as Si are diffused in low concentration in the active region 4. The source and drain electrodes 5 and 6 are in ohmic contact with the impurity regions 2 and 3, and the gate electrode 7 is in Schottky contact with the active region 4. In addition, the entire surface of the GaAs substrate 1
The surface is covered with a passivation film 8 for protecting contaminants from the outside.

【0004】上記構成では、ショトキーゲート電極7に
印加される電圧により、ショトキーゲート電極7とGa
As基板1との界面付近に形成される空乏層9の拡がり
を制御できる。これによって、ソース−ドレイン間に流
れる電流が制御される。上記GaAsMESFETの製
造方法では、まずフォトリソグラフィー技術を駆使し
て、N型不純物としてのSiイオンがGaAs基板の予
め定める領域に所定濃度をもって注入される。このイオ
ン注入後には、アルシン(AsH3 )ガス雰囲気中にお
いて高温下でアニール処理が行われる。これによって、
GaAs基板に注入されたSiイオンが活性化され、一
対のN+ 型不純物領域及びN型活性領域が形成される。
その後、リフトオフ法を駆使して、不純物領域上にはソ
ース及びドレイン用のオーミク電極が、活性領域上には
ショトキーゲート電極が順次形成さる。最後に、パッシ
ベーション膜で全面が覆われる。
In the above structure, the voltage applied to the Schottky gate electrode 7 causes the Schottky gate electrode 7 and the Ga
The spread of the depletion layer 9 formed near the interface with the As substrate 1 can be controlled. This controls the current flowing between the source and the drain. In the method of manufacturing the GaAs MESFET, first, the photolithography technique is used to implant Si ions as N-type impurities into a predetermined region of the GaAs substrate at a predetermined concentration. After this ion implantation, annealing treatment is performed at a high temperature in an arsine (AsH 3 ) gas atmosphere. by this,
The Si ions implanted in the GaAs substrate are activated and a pair of N + type impurity regions and N type active regions are formed.
After that, by using the lift-off method, ohmic electrodes for source and drain are sequentially formed on the impurity region, and a Schottky gate electrode is sequentially formed on the active region. Finally, the entire surface is covered with a passivation film.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のGaAsMESFETの製造方法では、イオン注入時
に導入された基板の結晶損傷を回復し、かつ注入不純物
を正しい格子位置に入れてドナーあるいはアクセプター
として活性化させるために、アルシンガス雰囲気中でア
ニールを行っている。アニール時に、アルシンガスを使
用しているのは、アニール温度が例えば800℃以上に
なると、GaAs基板中のAsが基板表面から飛んで出
てしまうからである。そこで、アルシンガス雰囲気中で
圧力を上げると、雰囲気中にAsが飽和充満するので、
GaAs基板からAsが飛び出ることはない。
As described above, according to the conventional method of manufacturing a GaAs MESFET, the crystal damage of the substrate introduced at the time of ion implantation is recovered, and the implanted impurity is put in a correct lattice position to serve as a donor or an acceptor. Annealing is performed in an arsine gas atmosphere for activation. The reason why arsine gas is used at the time of annealing is that As in the GaAs substrate is blown out from the substrate surface when the annealing temperature is, for example, 800 ° C. or higher. Therefore, when the pressure is increased in the arsine gas atmosphere, As is saturated and filled in the atmosphere.
As does not fly out from the GaAs substrate.

【0006】しかしながら、アルシンガスは、非常に有
毒なガスであるため、その取り扱いに注意を要し、常に
安全を確認しつつアニールを行わなければならないのが
実情である。本発明は、上記に鑑み、安全かつ安定した
アニール処理が行える化合物半導体装置の製造方法の提
供を目的とする。
However, since arsine gas is a very toxic gas, it must be handled with care, and the fact is that annealing must always be performed while confirming safety. In view of the above, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a compound semiconductor device that can perform a safe and stable annealing process.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明請求項1
記載の化合物半導体装置の製造方法は、半絶縁性化合物
半導体基板の表面層に不純物イオンを注入する工程、電
子サイクロトロン共鳴法により、上記化合物半導体基板
上にアニール保護膜を形成する工程、及びアニールを行
い、上記化合物半導体基板の表面層に注入された不純物
イオンを活性化させて活性領域を形成する工程を含むも
のである。
[Means and Actions for Solving the Problems] Claim 1 of the present invention
The method for manufacturing the compound semiconductor device described above comprises a step of implanting impurity ions into a surface layer of a semi-insulating compound semiconductor substrate, a step of forming an annealing protective film on the compound semiconductor substrate by an electron cyclotron resonance method, and an annealing step. And activating the impurity ions injected into the surface layer of the compound semiconductor substrate to form an active region.

【0008】上記製造方法において、活性領域を形成す
るための不純物イオンを注入した後、半絶縁性化合物半
導体基板上にアニール保護膜を形成し、アニールを行っ
ているので、アニール時に化合物半導体基板中の化合物
成分が基板表面から抜け出るのを防止できる。したがっ
て、非常に有毒なアルシンガスを用いなくても、窒素等
の比較的無毒な雰囲気中でアニールが行えるようにな
る。
In the above manufacturing method, after the impurity ions for forming the active region are implanted, the annealing protective film is formed on the semi-insulating compound semiconductor substrate and annealing is performed. It is possible to prevent the compound component of (3) from escaping from the substrate surface. Therefore, annealing can be performed in a relatively non-toxic atmosphere such as nitrogen without using a highly toxic arsine gas.

【0009】また、アニール保護膜の成膜法として電子
サイクロトロン共鳴法を採用しているので、室温でアニ
ール保護膜を形成でき、化合物半導体基板に熱ストレス
をかけないで済む結果、高品質のアニール保護膜を得る
ことができる。請求項2記載の化合物半導体装置の製造
方法は、請求項1記載の化合物半導体装置の製造方法に
おいて、アニール前に、有機溶剤をアニール保護膜に含
浸させる工程を含むものである。
Further, since the electron cyclotron resonance method is adopted as the film forming method of the annealing protection film, the annealing protection film can be formed at room temperature and the compound semiconductor substrate can be subjected to no thermal stress, resulting in high quality annealing. A protective film can be obtained. A method for manufacturing a compound semiconductor device according to a second aspect is the method for manufacturing a compound semiconductor device according to the first aspect, which includes a step of impregnating an organic solvent into an annealing protective film before annealing.

【0010】上記製造方法では、有機溶剤をアニール保
護膜に浸透させているので、保護膜に浸透した溶剤がア
ニール時に分解され、溶剤中の炭素が同時に化合物半導
体基板中へ拡散する。拡散した炭素は、化合物半導体基
板中ではP型不純物として作用する。そのため、P型不
純物とN型不純物との濃度境界がはっきりすることによ
って、基板に漏れる電流を抑制できる。その結果、短チ
ャネル効果が抑制できるので、化合物半導体装置として
良好な特性が得られる。
In the above manufacturing method, since the organic solvent is permeated into the annealing protective film, the solvent permeating into the protective film is decomposed during annealing, and carbon in the solvent simultaneously diffuses into the compound semiconductor substrate. The diffused carbon acts as a P-type impurity in the compound semiconductor substrate. Therefore, by making the concentration boundary between the P-type impurity and the N-type impurity clear, the current leaking to the substrate can be suppressed. As a result, the short channel effect can be suppressed, and good characteristics can be obtained as a compound semiconductor device.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づき
詳細に説明する。図1ないし図3は、本発明の一実施例
に係る化合物半導体装置の製造方法を工程順に示す断面
図である。本実施例では、GaAsMESFETが形成
される。これらの図を参照して、本実施例のGaAsM
ESFETの製造方法では、まずソース及びドレイン形
成用の不純物イオンを注入する。即ち、図1(a)に示
すように、半絶縁性GaAs基板21の表面に、所定の
間隔をあけて一対の窓22,23を有するレジスト24
をパターン形成する。そして、このレジスト24をマス
クとして、GaAs基板21にN型不純物としてのSi
イオンを高濃度に注入する。この時点で、マスクとして
用いたレジスト24は、用済みであるので剥離する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 are sectional views showing a method of manufacturing a compound semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps. In this embodiment, a GaAs MESFET is formed. Referring to these figures, the GaAsM of this embodiment
In the ESFET manufacturing method, first, impurity ions for forming a source and a drain are implanted. That is, as shown in FIG. 1A, a resist 24 having a pair of windows 22 and 23 at a predetermined interval on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 21.
To form a pattern. Then, using this resist 24 as a mask, Si as an N-type impurity is formed on the GaAs substrate 21.
Ions are implanted at a high concentration. At this point, the resist 24 used as the mask has already been used and is peeled off.

【0012】上記ソース及びドレイン形成用のイオン注
入工程が終了すると、活性領域形成用の不純物イオンを
注入する。即ち、図1(b)に示すように、GaAs基
板21の表面に、素子を形成すべき活性領域に対応した
窓25を有するレジスト26をパターン形成する。そし
て、このレジスト26をマスクとして、GaAs基板2
1にN型不純物としてのSiイオンを低濃度に注入す
る。この時点で、マスクとして用いたレジスト26は、
用済みであるので剥離する。
When the ion implantation process for forming the source and drain is completed, impurity ions for forming the active region are implanted. That is, as shown in FIG. 1B, a resist 26 having a window 25 corresponding to an active region where an element is to be formed is patterned on the surface of the GaAs substrate 21. Then, using the resist 26 as a mask, the GaAs substrate 2
1 is implanted with Si ions as N-type impurities at a low concentration. At this point, the resist 26 used as the mask is
Since it has already been used, peel it off.

【0013】上記活性領域形成用のイオン注入工程が終
了すると、アニールを行う。即ち、図1(c)に示すよ
うに、電子サイクロトロン共鳴(以下、「ECR:Elec
tronCycrotron Resonance」という)法により、GaA
s基板21上にSi3 4 膜を例えば200Å堆積さ
せ、アニール保護膜27を形成する。ECRとは、マイ
クロ波(2.45GHz)を導波管でプラズマ励起室に
導き活性種をつくり、その活性種を反応室に導き膜を形
成する方法である。詳細には、電子サイクロトロン共鳴
条件を充たす磁界(875G)をプラズマ励起室内で形
成し、発散磁界により基板表面にプラズマを引き出して
膜を形成する。アニール保護膜27を形成した後、この
保護膜27に有機溶剤を浸透させる。有機溶剤として
は、メチルアコール若しくはテトラアンモニウムハイド
ロオキサイド等といった分子構造中にメチル基を含んだ
溶液が好ましい。しかる後、窒素雰囲気中において約8
00℃の高温下でアニール処理を行う。そうすると、G
aAs基板21に注入されたSiイオンが活性化され、
ソース及びドレインとなるN+ 型高濃度不純物領域2
8,29及びN型活性領域30が形成される。
When the ion implantation process for forming the active region is completed, annealing is performed. That is, as shown in FIG. 1C, electron cyclotron resonance (hereinafter referred to as “ECR: Elec
tronCycrotron Resonance ”method.
For example, an Si 3 N 4 film is deposited on the s substrate 21 in an amount of 200 Å to form an annealing protection film 27. ECR is a method in which microwaves (2.45 GHz) are guided to a plasma excitation chamber by a waveguide to generate active species, and the active species are guided to a reaction chamber to form a film. Specifically, a magnetic field (875 G) satisfying the electron cyclotron resonance condition is formed in the plasma excitation chamber, and plasma is drawn out to the substrate surface by the divergent magnetic field to form a film. After forming the annealing protective film 27, an organic solvent is permeated into the protective film 27. As the organic solvent, a solution containing a methyl group in its molecular structure such as methyl alcohol or tetraammonium hydroxide is preferable. Then, about 8 in nitrogen atmosphere
Annealing is performed at a high temperature of 00 ° C. Then G
The Si ions implanted in the aAs substrate 21 are activated,
N + type high-concentration impurity region 2 serving as a source and a drain
8, 29 and the N-type active region 30 are formed.

【0014】上記アニール工程が終了すると、ソース及
びドレイン用のオーミック電極を形成する。即ち、図2
(a)に示すように、アニール保護膜27上にレジスト
31をパターン形成する。続けて、CHF3 /O2 ガス
によるRIE(Reactive IonEtching)により、N+ 型高
濃度不純物領域28,29の直上位置に逆テーパ形状の
窓32,33を形成する。この状態で、GaAs基板2
1に向けて、垂直のオーミック金属を蒸着する。オーミ
ック金属を垂直に蒸着させるには、例えば電子ビーム加
熱方式蒸着法や抵抗加熱式蒸着法を用いればよい。オー
ミック金属層は、例えば下層にAuGe(例えば400
0Å)を堆積させ、上層にNi(例えば50Å)を堆積
させた2層構造の膜である。そして、リフトオフ法によ
ってレジスト31と共に、レジスト31上のオーミック
金属を除去する。さらに、GaAs基板21上に残った
オーミック金属をシンタリングする。そうすると、図2
(b)に示すように、N+ 型高濃度不純物領域28,2
9にオーミック接触するソース/ドレイン電極34,3
5が形成される。オーミック接触をとるためのシンタリ
ングは、例えば窒素雰囲気中において約450℃程度の
温度下で5分間程度アロイ処理を行うことにより行え
る。
When the annealing process is completed, ohmic electrodes for source and drain are formed. That is, FIG.
As shown in (a), a resist 31 is patterned on the annealing protection film 27. Subsequently, reverse tapered windows 32 and 33 are formed directly above the N + type high concentration impurity regions 28 and 29 by RIE (Reactive Ion Etching) using CHF 3 / O 2 gas. In this state, GaAs substrate 2
Towards 1, deposit vertical ohmic metal. In order to vertically deposit the ohmic metal, for example, an electron beam heating type vapor deposition method or a resistance heating type vapor deposition method may be used. The ohmic metal layer is, for example, AuGe (for example, 400
It is a film having a two-layer structure in which 0Å) is deposited and Ni (for example, 50Å) is deposited on the upper layer. Then, the resist 31 and the ohmic metal on the resist 31 are removed by the lift-off method. Further, the ohmic metal remaining on the GaAs substrate 21 is sintered. Then, Figure 2
As shown in (b), N + -type high-concentration impurity regions 28, 2
Source / drain electrodes 34, 3 in ohmic contact with
5 is formed. Sintering for making ohmic contact can be performed, for example, by performing alloying treatment in a nitrogen atmosphere at a temperature of about 450 ° C. for about 5 minutes.

【0015】上記ソース/ドレイン電極形成工程が終了
すると、ショットキーゲート電極を形成する。即ち、図
2(c)に示すように、アニール保護膜27上にレジス
ト36をパターン形成する。続けて、CHF3 /O2
スによるRIEにより、N型活性領域30の直上位置に
逆テーパ形状の窓37を形成する。この状態で、垂直蒸
着法により、GaAs基板21上にゲート金属を蒸着す
る。ゲート金属層は、例えば下層にTi(例えば500
Å)、中層にPt(例えば500Å)、上層にAu(例
えば4500Å)を堆積させた3層構造の膜である。そ
して、リフトオフ法によってレジスト36と共に、レジ
スト36上のゲート金属を除去する。そうすると、図3
(a)に示すように、N型活性領域30にショットキー
接触したゲート金属38が形成される。
When the source / drain electrode forming step is completed, a Schottky gate electrode is formed. That is, as shown in FIG. 2C, a resist 36 is patterned on the annealing protection film 27. Subsequently, an inversely tapered window 37 is formed directly above the N-type active region 30 by RIE using CHF 3 / O 2 gas. In this state, the gate metal is vapor-deposited on the GaAs substrate 21 by the vertical vapor deposition method. The gate metal layer is, for example, Ti (for example, 500
Å), Pt (eg, 500 Å) in the middle layer, and Au (eg, 4500 Å) in the upper layer. Then, the gate metal on the resist 36 is removed together with the resist 36 by the lift-off method. Then, Figure 3
As shown in (a), a gate metal 38 is formed in Schottky contact with the N-type active region 30.

【0016】上記ゲート電極形成が終了すると、パッシ
ベーション膜を形成する。即ち、所定のメタライゼーシ
ョンンを行った後、図3(b)に示すように、全面にP
SGやSi3 4 膜を堆積し、パッシベーション膜39
を形成する。上記製造方法において、N+ 型高濃度不純
物領域28,29及びN型活性領域30を形成するため
の各不純物イオン(Siイオン)を注入した後、GaA
s基板21上にアニール保護膜27を形成し、アニール
を行っているので、アニール時にGaAs基板21中の
Asが基板表面から抜け出るのを防止できる。したがっ
て、非常に有毒なアルシンガスを用いなくても、窒素等
の比較的無毒な囲気中でアニールが行えるようになる。
When the gate electrode formation is completed, a passivation film is formed. That is, after performing a predetermined metallization, as shown in FIG.
An SG or Si 3 N 4 film is deposited to form a passivation film 39.
To form. In the above-mentioned manufacturing method, after each impurity ion (Si ion) for forming the N + type high concentration impurity regions 28 and 29 and the N type active region 30 is implanted, GaA
Since the annealing protection film 27 is formed on the s substrate 21 and annealing is performed, As in the GaAs substrate 21 can be prevented from coming off from the substrate surface during annealing. Therefore, it becomes possible to perform annealing in a relatively non-toxic atmosphere such as nitrogen without using a very toxic arsine gas.

【0017】また、アニール保護膜27の成膜法として
ECR法を採用しているので、室温でアニール保護膜2
7を形成でき、GaAs基板21に熱ストレスをかけな
いで済む。その結果、高品質のアニール保護膜27を得
ることができる。さらに、アニール前に、メチルアコー
ル若しくはテトラアンモニウムハイドロオキサイド等と
いった分子構造中にメチル基を含んだ有機溶剤をアニー
ル保護膜27に浸透させているので、保護膜27に浸透
した溶剤のメチル基がアニール時に分解され、炭素が同
時にGaAs基板21中へ拡散する。拡散した炭素は、
GaAs基板21中ではP型不純物として作用する。そ
のため、図4に示す不純物分布プロファイルのように、
本来の注入イオンであるN型不純物(Si)の裾引きを
抑制できる。つまり、図中Xで示すP型不純物とN型不
純物との濃度境界がはっきりする。よって、基板に漏れ
る電流を抑制できる結果、短チャネル効果が抑制できる
ので、FETとして良好な特性が得られる。
Further, since the ECR method is adopted as the film forming method of the annealing protection film 27, the annealing protection film 2 is formed at room temperature.
7 can be formed, and thermal stress is not applied to the GaAs substrate 21. As a result, a high quality annealing protection film 27 can be obtained. Furthermore, since the organic solvent containing a methyl group in the molecular structure such as methyl alcohol or tetraammonium hydroxide is permeated into the annealing protective film 27 before annealing, the methyl group of the solvent permeating into the protective film 27 is annealed. It is sometimes decomposed and carbon simultaneously diffuses into the GaAs substrate 21. The diffused carbon is
In the GaAs substrate 21, it acts as a P-type impurity. Therefore, like the impurity distribution profile shown in FIG.
It is possible to suppress the tailing of N-type impurities (Si) that are originally implanted ions. That is, the concentration boundary between the P-type impurity and the N-type impurity shown by X in the figure becomes clear. Therefore, as a result of suppressing the current leaking to the substrate, the short channel effect can be suppressed, so that good characteristics as an FET can be obtained.

【0018】以上のことから、安全かつ安定したアニー
ル処理が行えるようになる。なお、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修
正及び変更を加え得ることは勿論である。上記実施例で
は、Si3 4 膜をアニール保護膜とした例について記
載したが、SiO2 あるいはSiOx y をアニール保
護膜としてもよい。
From the above, a safe and stable annealing process can be performed. The present invention is not limited to the above embodiment, and many modifications and changes can be made within the scope of the present invention. In the above embodiment, the example in which the Si 3 N 4 film is used as the annealing protection film has been described, but SiO 2 or SiO x N y may be used as the annealing protection film.

【0019】また、上記実施例では、本発明をGaAs
FETに適用した例について記載したが、これ以外にも
GaAsダイオード等、半絶縁性化合物半導体基板の表
面層に活性領域が形成される構成を有する化合物半導体
装置に広く適用できることは勿論である。
In the above embodiment, the present invention is based on GaAs.
Although the example applied to the FET has been described, it is needless to say that the invention can be widely applied to other compound semiconductor devices having a structure in which an active region is formed in the surface layer of a semi-insulating compound semiconductor substrate, such as a GaAs diode.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項1記載の製造方法によると、アニール保護膜によ
り、アニール時に化合物半導体基板中の化合物成分が基
板表面から抜け出るのを防止できるので、非常に有毒な
アルシンガスを用いなくても、窒素等の比較的無毒な雰
囲気中でアニールが行えるようになる。
As is apparent from the above description, according to the manufacturing method of the first aspect of the present invention, the annealing protective film can prevent the compound component in the compound semiconductor substrate from coming out from the substrate surface during annealing. Annealing can be performed in a relatively non-toxic atmosphere such as nitrogen without using a very toxic arsine gas.

【0021】また、電子サイクロトロン共鳴法により、
室温でアニール保護膜を形成でき、化合物半導体基板に
熱ストレスをかけないで済む。その結果、高品質のアニ
ール保護膜を得ることができる。請求項2記載の製造方
法によると、保護膜に浸透した有機溶剤がアニール時に
分解され、溶剤中の炭素が同時に化合物半導体基板中へ
拡散し、この拡散した炭素が化合物半導体基板中でP型
不純物として作用するため、P型不純物とN型不純物と
の濃度境界がはっきりする。よって、基板に漏れる電流
を抑制できる結果、短チャネル効果が抑制できるので、
化合物半導体装置として良好な特性が得られる。
Further, by the electron cyclotron resonance method,
The annealing protective film can be formed at room temperature, and the compound semiconductor substrate need not be subjected to thermal stress. As a result, a high quality annealing protective film can be obtained. According to the manufacturing method of claim 2, the organic solvent that has penetrated into the protective film is decomposed during annealing, carbon in the solvent is simultaneously diffused into the compound semiconductor substrate, and the diffused carbon is a P-type impurity in the compound semiconductor substrate. , The concentration boundary between the P-type impurity and the N-type impurity becomes clear. Therefore, as a result of suppressing the current leaking to the substrate, the short channel effect can be suppressed,
Good characteristics can be obtained as a compound semiconductor device.

【0022】以上のことから、安全かつ安定したアニー
ル処理が行えるようになるといった優れた効果がある。
From the above, there is an excellent effect that a safe and stable annealing process can be performed.

【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化合物半導体装置の製
造方法を工程順に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a compound semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】図1につづく化合物半導体装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。
2A to 2D are cross-sectional views showing a method of manufacturing the compound semiconductor device following FIG. 1 in order of steps.

【図3】図2つづく化合物半導体装置の製造方法を工程
順に示す断面図である。
3A to 3C are cross-sectional views showing the method of manufacturing the compound semiconductor device continued from FIG.

【図4】不純物分布プロファイルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an impurity distribution profile.

【図5】GaAsMESFETの基本的な構成を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of a GaAs MESFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 半絶縁性GaAs基板 27 アニール保護膜 28,29 N+ 型不純物領域 30 N型活性領域21 semi-insulating GaAs substrate 27 annealing protection film 28, 29 N + type impurity region 30 N type active region

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半絶縁性化合物半導体基板の表面層に不純
物イオンを注入する工程、 電子サイクロトロン共鳴法により、上記化合物半導体基
板上にアニール保護膜を形成する工程、及びアニールを
行い、上記化合物半導体基板の表面層に注入された不純
物イオンを活性化させて活性領域を形成する工程を含む
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
1. A step of implanting impurity ions into a surface layer of a semi-insulating compound semiconductor substrate, a step of forming an annealing protective film on the compound semiconductor substrate by an electron cyclotron resonance method, and an annealing process to obtain the compound semiconductor. A method of manufacturing a compound semiconductor device, comprising the step of activating impurity ions implanted in a surface layer of a substrate to form an active region.
【請求項2】請求項1記載の化合物半導体装置の製造方
法において、 アニール前に、有機溶剤をアニール保護膜に含浸させる
工程を含むことを特徴とする化合物半導体装置の製造方
法。
2. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, comprising a step of impregnating an annealing solvent with an organic solvent before annealing.
JP10845193A 1993-05-10 1993-05-10 Manufacture of compound semiconductor device Pending JPH06326135A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112349586A (en) * 2019-08-09 2021-02-09 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Method for forming semiconductor structure

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