JPH0685239A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0685239A
JPH0685239A JP23354792A JP23354792A JPH0685239A JP H0685239 A JPH0685239 A JP H0685239A JP 23354792 A JP23354792 A JP 23354792A JP 23354792 A JP23354792 A JP 23354792A JP H0685239 A JPH0685239 A JP H0685239A
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JP
Japan
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indium composition
ingaas
ohmic contact
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Withdrawn
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JP23354792A
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Inventor
Naoki Hara
直紀 原
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノンアロイオーミックコンタクト用高濃度層
の製造方法及びその方法を使用して製造されたノンアロ
イオーミックコンタクト用高濃度層を介してオーミック
コンタクトが形成されているHEMT及びHBTに関
し、界面への不純物の蓄積がなく、表面モホロジの良好
なノンアロイオーミックコンタクト用高濃度層を形成す
る方法を提供することを目的とする。 【構成】 GaAs基板上にインジウム組成が0から
0.5に変化する組成傾斜InGaAs層をインジウム
組成の増加とともに基板温度を降下させながら形成し、
この組成傾斜InGaAs層上にインジウム組成が0.
5のInGaAs層を形成して、ノンアロイオーミック
コンタクト用高濃度層を形成し、このノンアロイオーミ
ックコンタクト用高濃度層上に金属電極を形成するよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高電子移動度トランジ
スタ(以下、HEMTと言う。)、ヘテロバイポーラト
ランジスタ(以下、HBTと言う。)等の高性能化を可
能にするノンアロイオーミックコンタクト用高濃度層の
製造方法及びその方法を使用して製造されたノンアロイ
オーミックコンタクト用高濃度層を介してオーミックコ
ンタクトが形成されているHEMT及びHBTに関す
る。
【0002】
【従来の技術】HEMT等の電子デバイスの高性能を実
現するオーミックコンタクトとして、抵抗が低く、再現
性・信頼性に優れているノンアロイオーミックコンタク
トが有望視されている。
【0003】ノンアロイオーミックコンタクトを形成す
るには、HEMTやHBTを構成する活性層上にインジ
ウム組成が0.5以上の高電子濃度のInGaAs層を
形成し、その上に金属電極を形成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】インジウム組成が0.
5のInGaAs層はGaAs基板と格子定数が大きく
異なる。そのため、HEMTやHBTを構成する活性層
の通常の成長温度と同じ温度でこのInGaAs層を成
長すると、表面モホロジが劣化する。
【0005】一方、格子定数が大きく異なる層でも、成
長温度が低ければ良好な表面モホロジを有するエピタキ
シャル層を成長し得ることが知られている。しかし、H
EMTやHBTを構成する活性層の上にノンアロイオー
ミックコンタクト用高濃度層を低温で成長する場合に
は、基板温度が下がるまで、数分間ノンアロイオーミッ
クコンタクト層の成長を待たなければならない。このよ
うな成長中断中に界面への不純物の蓄積といった新たな
問題が発生する。
【0006】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、界面への不純物の蓄積がなく、表面モホロジの
良好なノンアロイオーミックコンタクト用高濃度層を形
成する方法にあり、特にHEMTやHBTの製造に適用
しうる方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、GaAs
基板上にインジウム組成が0から0.5に変化する組成
傾斜InGaAs層をインジウム組成の増加とともに基
板温度を降下させながら形成し、この組成傾斜InGa
As層上にインジウム組成が0.5のInGaAs層を
形成して、ノンアロイオーミックコンタクト用高濃度層
を形成し、ノンアロイオーミックコンタクト用高濃度層
上に金属電極を形成する半導体装置の製造方法によって
達成される。
【0008】上記の手段を使用して製造したHEMT
は、GaAsを主成分とする基板(1)とインジウム組
成が0〜0.25のInGaAsからなる電子走行層
(3)とAlGaAsまたはInGaPからなる電子供
給層(5)とが積層形成され、この電子供給層(5)上
のソース・ドレイン領域に請求項1記載の製造方法を使
用して製造されたノンアロイオーミックコンタクト用組
成傾斜InGaAs層(7)とインジウム組成が0.5
のInGaAs層(8)とが積層形成され、このインジ
ウム組成が0.5のInGaAs層(8)上にソース・
ドレイン電極(10)が形成され、このソース・ドレイ
ン電極(10)に挟まれた前記の電子供給層(5)上に
ゲート電極(9)が形成されている高電子移動度型半導
体装置となる。
【0009】また、上記の手段を使用して製造したHB
Tは、GaAsを主成分とする基板(11)上にGaA
sからなるコレクタ層(13)とGaAsからなるベー
ス層(14)とAlGaAsからなるエミッタ層(1
5)とが形成され、このエミッタ層(15)上に請求項
1記載の製造方法を使用して製造されたノンアロイオー
ミックコンタクト用組成傾斜InGaAs層(16)と
インジウム組成が0.5のInGaAs層(17)とが
積層形成され、このインジウム組成が0.5のInGa
As層(17)上にエミッタ電極(22)が形成され、
前記のベース層(14)に接続してベース電極(21)
が形成され、前記のコレクタ層(13)に接続してコレ
クタ電極(20)が形成されているヘテロ接合バイポー
ラ型半導体装置となる。
【0010】
【作用】図1に原理説明図を示す。InGaAs層の表
面モホロジが劣化するのは成長温度が高くてインジウム
組成が大きい場合である。従って、図1に示すように、
組成傾斜InGaAs層を成長する初期においては、成
長温度が活性層の成長温度である650℃という高温で
あってもインジウム組成が小さいので表面モホロジの劣
化は避けられる。インジウム組成の増加とゝもに基板温
度を降下させて、インジウム組成が0.5のところで
は、基板温度を550℃まで下げることによってインジ
ウム組成の大きいInGaAs層でも表面モホロジの劣
化を伴うことなく成長することが可能となる。
【0011】なお、HEMTやHBTを構成する活性層
の成長とノンアロイオーミックコンタクト層の成長との
間で成長を中断する必要がないので、成長界面への不純
物の蓄積は発生しない。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の二つの実施
例に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【0013】第1実施例(HEMTの製造) 図2参照 有機金属エピタキシャル成長法(MOCVD)又は、分
子線エピタキシャル成長法(MBE)を使用して、65
0℃の温度に加熱されたGaAs基板1上に、AlGa
Asバッファ層2を300nm、GaAs電子走行層3
を50〜200nm、AlGaAsまたはInGaPス
ペーサ層4を3〜5nm、電子濃度1.5×1018cm
-3のn型AlGaAs層またはn型InGaP電子供給
層5を40〜60nm、電子濃度1.5×1018cm-3
のn型GaAsキャップ層6を50nmの厚さにそれぞ
れ積層成長する。
【0014】次に、インジウム組成が0から0.5に変
化する組成傾斜n+ 型InGaAs層7を50nm、イ
ンジウム組成が0.5で電子濃度が1×1019cm-3
あるn+ 型InGaAs層8を50nmの厚さにそれぞ
れ積層成長する。なお、組成傾斜n+ 型InGaAs層
を形成する過程で、図1に示すように基板温度を650
℃から550℃に降下させる。
【0015】図3参照 次に、フロン系ガスを使用してドライエッチングをな
し、ゲート電極形成領域からn型GaAsキャップ層6
と組成傾斜n+ 型AlGaAs層7とインジウム組成が
0.5のn+ 型InGaAs層8とを除去し、露出した
n型AlGaAs電子供給層5上にアルミニウムよりな
るゲート電極9を形成し、ゲート電極9を挟んでインジ
ウム組成0.5のn+ 型InGaAs層8上にチタン/
アルミニウムよりなるソース・ドレイン電極10を形成
する。
【0016】第2実施例(HBTの製造) 図4(a)参照 MOCVD法またはMBE法を使用して650℃の温度
に加熱されたGaAs基板11上に、電子濃度4×10
18cm-3のn型GaAsサブコレクタ層12を600n
m、電子濃度3×1016cm-3のn型GaAsコレクタ
層13を700nm、正孔濃度3×1018cm-3のp型
GaAsベース層14を100nm、電子濃度5×10
17cm-3のn型AlGaAsエミッタ層15を300n
mの厚さにそれぞれ積層成長する。
【0017】次に、図1に示すように、基板温度を65
0℃から550℃に低下させながらインジウム組成を0
から0.5に変化させて組成傾斜n+ 型InGaAs層
16を50nm厚に成長し、次いで、インジウム組成が
0.5で電子濃度1×1019cm-3のn+ 型InGaA
s層17を50nm厚に成長する。
【0018】図4(b)参照 フロン系ガスを使用してドライエッチングをなし、エミ
ッタ形成領域を除く領域から組成傾斜n+ 型InGaA
s層16とn+ 型InGaAs層17とを除去し、除去
した領域のn型AlGaAs層15にベリリウムをイオ
ン注入した後アニールを施して活性化し、この領域のn
型AlGaAs層15をp型に転換する。
【0019】図5(a)参照 素子分離領域18にボロンを選択的にイオン注入して高
抵抗化し、また、電極分離領域19にもボロンを選択的
にイオン注入して高抵抗化する。
【0020】図5(b)参照 フロン系ガスを使用してドライエッチングをなし、コレ
クタ電極形成領域のn型GaAs層12を露出する。次
いで、周知の方法を使用して金・ゲルマニウム/金より
なるコレクタ電極20とインジウム亜鉛よりなるベース
電極21とチタン/アルミニウムよりなるエミッタ電極
22とをそれぞれ形成する。
【0021】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るノン
アロイオーミックコンタクト用高濃度層の形成方法にお
いては、組成傾斜InGaAs層の形成過程において基
板温度を降下させているので、高温時にはインジウム組
成の小さいInGaAs層が形成され、インジウム組成
が大きいInGaAs層は低温時において形成されるの
で、良好な表面モホロジのノンアロイオーミックコンタ
クト用高濃度層が形成される。また、活性層の成長とノ
ンアロイオーミックコンタクト用高濃度層の成長との間
で成長を中断する必要がないので、界面に不純物が蓄積
することがなく、良好なノンアロイオーミックコンタク
トが形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】HEMTの製造工程図である。
【図3】HEMTの製造工程図である。
【図4】HBTの製造工程図である。
【図5】HBTの製造工程図である。
【符号の説明】
1 GaAs基板 2 AlGaAsバッファ層 3 InGaAs走行層(In:0〜0.25) 4 AlGaAsまたはInGaPスペーサ層 5 n−AlGaAsまたはn−InGaP電子供給
層 6 n−GaAsキャップ層 7 組成傾斜n+ −InGaAs層 8 In組成0.5のn+ −InGaAs層 9 ゲート電極 10 ソース・ドレイン電極 11 GaAs基板 12 n−GaAsサブコレクタ層 13 n−GaAsコレクタ層 14 p−GaAsベース層 15 n−AlGaAsエミッタ層 16 組成傾斜n+ −InGaAs層 17 In組成0.5のn+ −InGaAs層 18 素子分離領域 19 電極分離領域 20 コレクタ電極 21 ベース電極 22 エミッタ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/338 29/812 7376−4M H01L 29/80 F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GaAs基板上にインジウム組成が0か
    ら0.5に変化する組成傾斜InGaAs層をインジウ
    ム組成の増加とともに基板温度を降下させながら形成
    し、 該組成傾斜InGaAs層上にインジウム組成が0.5
    のInGaAs層を形成して、ノンアロイオーミックコ
    ンタクト用高濃度層を形成し、 該ノンアロイオーミックコンタクト用高濃度層上に金属
    電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
JP23354792A 1992-09-01 1992-09-01 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0685239A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007110152A (ja) * 2006-12-15 2007-04-26 Sumitomo Chemical Co Ltd 薄膜半導体エピタキシャル基板及びその製造方法
JP2014033080A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電界効果型トランジスタ構造の製造方法及び電界効果型トランジスタ構造
JP2015099859A (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 日本電信電話株式会社 半導体薄膜の作製方法およびヘテロ接合バイポーラトランジスタ
US11996496B2 (en) * 2017-12-22 2024-05-28 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device

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JP2015099859A (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 日本電信電話株式会社 半導体薄膜の作製方法およびヘテロ接合バイポーラトランジスタ
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Effective date: 19991102