JPH0737904A - 半導体装置、その製造方法、及びその製造装置 - Google Patents
半導体装置、その製造方法、及びその製造装置Info
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- JPH0737904A JPH0737904A JP5179432A JP17943293A JPH0737904A JP H0737904 A JPH0737904 A JP H0737904A JP 5179432 A JP5179432 A JP 5179432A JP 17943293 A JP17943293 A JP 17943293A JP H0737904 A JPH0737904 A JP H0737904A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、半導体基板、特に化合物半導体基板
の表面状態を安定化させ、素子特性及びその面内均一性
の向上と安定化を実現することができる半導体装置、そ
の製造方法、及びその製造装置を提供することを目的と
する。 【構成】チェンバ１０内に、ウェーハ１２を装填すると
共にモータ１６によって回転されるウェーハホルダ１４
が架設されている。また、ウェーハ１２表面に混合ガス
を噴射するガス導入ノズル１８ａが設置され、ガス混合
器２０等を介してＯ2 ガス供給源、Ｎ2 ガス供給源、Ａ
ｒガス供給源に接続されている。更に、ウェーハ１２表
面に純水を噴射する純水導入ノズル１８ｂが設置され、
純水供給源に接続されている。また、混合ガス、純水、
チェンバ１０内の雰囲気を加熱するためのガス用ヒータ
２８ａ、純水用ヒータ２８ｂ、チェンバ用ヒータ３０が
設置され、ウェーハ温度等を制御するようになってい
る。
の表面状態を安定化させ、素子特性及びその面内均一性
の向上と安定化を実現することができる半導体装置、そ
の製造方法、及びその製造装置を提供することを目的と
する。 【構成】チェンバ１０内に、ウェーハ１２を装填すると
共にモータ１６によって回転されるウェーハホルダ１４
が架設されている。また、ウェーハ１２表面に混合ガス
を噴射するガス導入ノズル１８ａが設置され、ガス混合
器２０等を介してＯ2 ガス供給源、Ｎ2 ガス供給源、Ａ
ｒガス供給源に接続されている。更に、ウェーハ１２表
面に純水を噴射する純水導入ノズル１８ｂが設置され、
純水供給源に接続されている。また、混合ガス、純水、
チェンバ１０内の雰囲気を加熱するためのガス用ヒータ
２８ａ、純水用ヒータ２８ｂ、チェンバ用ヒータ３０が
設置され、ウェーハ温度等を制御するようになってい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置、その製造方
法及びその製造装置に関する。近年、半導体装置はその
微細化、大規模集積化に伴い、ウェーハ表面のコンタミ
ネーションによる素子特性の不良の発生や、その表面状
態による素子特性の面内均一性の劣化が問題となってい
る。
法及びその製造装置に関する。近年、半導体装置はその
微細化、大規模集積化に伴い、ウェーハ表面のコンタミ
ネーションによる素子特性の不良の発生や、その表面状
態による素子特性の面内均一性の劣化が問題となってい
る。
【０００２】特にウェーハの表面状態は、その処理状態
によってウェーハ表面での原子の結合状態や原子レベル
での凹凸等による微細な粗さが大きく変動することが、
最近の測定装置の進歩によって明らかになり、更に、こ
うしたウェーハの表面状態の変動が素子特性に大きく影
響することが報告されている。
によってウェーハ表面での原子の結合状態や原子レベル
での凹凸等による微細な粗さが大きく変動することが、
最近の測定装置の進歩によって明らかになり、更に、こ
うしたウェーハの表面状態の変動が素子特性に大きく影
響することが報告されている。
【０００３】
【従来の技術】半導体装置の製造プロセスにおいては、
種々の工程の前段で、ウェーハの半導体層表面を露出さ
せる薬品処理、例えばＨＦ処理等がなされ、このＨＦ処
理の後に、純水による半導体層表面からのＨＦ等の除去
と洗浄が行われ、更に水洗乾燥装置を用いた水洗乾燥処
理がなされている。
種々の工程の前段で、ウェーハの半導体層表面を露出さ
せる薬品処理、例えばＨＦ処理等がなされ、このＨＦ処
理の後に、純水による半導体層表面からのＨＦ等の除去
と洗浄が行われ、更に水洗乾燥装置を用いた水洗乾燥処
理がなされている。
【０００４】こうした従来の水洗乾燥処理は、通常、次
のように行われる。即ち、チェンバ内に架設された回転
可能なウェーハホルダに複数のウェーハを装填し、チェ
ンバ内に設置されたノズルから純水をウェーハ表面に向
けて噴射して水洗し、更にその後、同じくチェンバ内に
設置されたノズルから乾燥ガスをウェーハ表面に向けて
噴射して乾燥する。
のように行われる。即ち、チェンバ内に架設された回転
可能なウェーハホルダに複数のウェーハを装填し、チェ
ンバ内に設置されたノズルから純水をウェーハ表面に向
けて噴射して水洗し、更にその後、同じくチェンバ内に
設置されたノズルから乾燥ガスをウェーハ表面に向けて
噴射して乾燥する。
【０００５】そしてこの水洗時のチェンバ内の雰囲気ガ
ス及び乾燥時の乾燥ガスとしては、低反応性で、比較的
純度も高く、しかも安価な乾燥Ｎ2 （窒素）ガスを使用
し、ウェーハ表面での反応を抑制している。
ス及び乾燥時の乾燥ガスとしては、低反応性で、比較的
純度も高く、しかも安価な乾燥Ｎ2 （窒素）ガスを使用
し、ウェーハ表面での反応を抑制している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の水
洗乾燥処理においては、水洗時の雰囲気ガス及び乾燥時
の乾燥ガスとしてＮ2 ガスを使用していることにより、
ウェーハ表面に自然酸化膜が形成されないため、水洗乾
燥処理以降の処理状態でウェーハ表面状態が変化し、素
子特性の劣化、変動を招くという問題がある。
洗乾燥処理においては、水洗時の雰囲気ガス及び乾燥時
の乾燥ガスとしてＮ2 ガスを使用していることにより、
ウェーハ表面に自然酸化膜が形成されないため、水洗乾
燥処理以降の処理状態でウェーハ表面状態が変化し、素
子特性の劣化、変動を招くという問題がある。
【０００７】特に、化合物半導体基板上にスパッタ法を
用いて金属電極を形成し、ショットキー接合を形成しよ
うとする場合、化合物半導体基板表面に自然酸化膜が形
成されずに露出した状態であると、スパッタの際の雰囲
気によってその表面状態が左右されてしまい、ショット
キー特性が変動する要因となる。他方、水洗乾燥処理
後、ウェーハ表面を大気中に晒して自然酸化膜が形成さ
れるようにすると、ウェーハ表面のコンタミネーション
の問題を別にしても、自然酸化膜自体が不均一であるた
め、やはりショットキー特性の劣化及びバラツキが生ず
るという問題は解決しない。
用いて金属電極を形成し、ショットキー接合を形成しよ
うとする場合、化合物半導体基板表面に自然酸化膜が形
成されずに露出した状態であると、スパッタの際の雰囲
気によってその表面状態が左右されてしまい、ショット
キー特性が変動する要因となる。他方、水洗乾燥処理
後、ウェーハ表面を大気中に晒して自然酸化膜が形成さ
れるようにすると、ウェーハ表面のコンタミネーション
の問題を別にしても、自然酸化膜自体が不均一であるた
め、やはりショットキー特性の劣化及びバラツキが生ず
るという問題は解決しない。
【０００８】そこで本発明は、半導体基板、特に化合物
半導体基板の表面状態を安定化させ、素子特性及びその
面内均一性の向上と安定化を実現することができる半導
体装置、その製造方法、及びその製造装置を提供するこ
とを目的とする。
半導体基板の表面状態を安定化させ、素子特性及びその
面内均一性の向上と安定化を実現することができる半導
体装置、その製造方法、及びその製造装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、半導体基
板、特に化合物半導体基板の表面状態の変化が、水洗乾
燥処理時において基板表面に自然酸化膜が形成されない
ことに起因すること、また自然酸化膜が形成されても自
然酸化膜自体が不均一であるため本質的な表面状態の安
定化は実現しないことに鑑み、水洗乾燥処理の際に、基
板表面に自然酸化膜に近い薄膜を積極的に形成し、その
薄膜の膜厚等を制御することにより、表面状態を安定化
させることが可能であることに想到し、実験により確認
した。
板、特に化合物半導体基板の表面状態の変化が、水洗乾
燥処理時において基板表面に自然酸化膜が形成されない
ことに起因すること、また自然酸化膜が形成されても自
然酸化膜自体が不均一であるため本質的な表面状態の安
定化は実現しないことに鑑み、水洗乾燥処理の際に、基
板表面に自然酸化膜に近い薄膜を積極的に形成し、その
薄膜の膜厚等を制御することにより、表面状態を安定化
させることが可能であることに想到し、実験により確認
した。
【００１０】従って、上記課題は、化合物半導体基板
と、前記化合物半導体基板上にショットキー接触して形
成されている金属ゲートとを有する半導体装置におい
て、前記化合物半導体基板表面に薄膜が形成され、前記
薄膜が前記化合物半導体基板と前記金属ゲートとの間に
介在していることを特徴とする半導体装置によって達成
される。
と、前記化合物半導体基板上にショットキー接触して形
成されている金属ゲートとを有する半導体装置におい
て、前記化合物半導体基板表面に薄膜が形成され、前記
薄膜が前記化合物半導体基板と前記金属ゲートとの間に
介在していることを特徴とする半導体装置によって達成
される。
【００１１】また、上記の半導体装置において、前記薄
膜が、前記化合物半導体基板の酸化膜であることを特徴
とする半導体装置によって達成される。また、上記の半
導体装置において、前記化合物半導体基板が、ＧａＡｓ
基板であり、前記薄膜が、基板元素を含む酸化膜である
ことを特徴とする半導体装置によって達成される。
膜が、前記化合物半導体基板の酸化膜であることを特徴
とする半導体装置によって達成される。また、上記の半
導体装置において、前記化合物半導体基板が、ＧａＡｓ
基板であり、前記薄膜が、基板元素を含む酸化膜である
ことを特徴とする半導体装置によって達成される。
【００１２】また、上記の半導体装置において、前記化
合物半導体基板が、ＩｎＰ基板であり、前記薄膜が、基
板元素を含む酸化膜であることを特徴とする半導体装置
によって達成される。また、上記の半導体装置におい
て、前記化合物半導体基板が、ＧａＡｓ基板又はＩｎＰ
基板の上にエピタキシャル成長した（ＡｌX Ｇａ1-X ）
Y Ｉｎ1-Y ＰZＡｓ1-Z （０≦Ｘ＜１、０≦Ｙ＜１、０
≦Ｚ＜１）層であり、前記薄膜が、前記エピタキシャル
層の元素を含む酸化膜であることを特徴とする半導体装
置によって達成される。
合物半導体基板が、ＩｎＰ基板であり、前記薄膜が、基
板元素を含む酸化膜であることを特徴とする半導体装置
によって達成される。また、上記の半導体装置におい
て、前記化合物半導体基板が、ＧａＡｓ基板又はＩｎＰ
基板の上にエピタキシャル成長した（ＡｌX Ｇａ1-X ）
Y Ｉｎ1-Y ＰZＡｓ1-Z （０≦Ｘ＜１、０≦Ｙ＜１、０
≦Ｚ＜１）層であり、前記薄膜が、前記エピタキシャル
層の元素を含む酸化膜であることを特徴とする半導体装
置によって達成される。
【００１３】更に、上記課題は、半導体基板表面を純水
によって洗浄した後に、乾燥ガスによって乾燥する半導
体装置の製造方法において、前記半導体基板表面の水洗
時における雰囲気ガスとして、又は前記半導体基板表面
の乾燥時における前記乾燥ガスとして、反応性ガスと低
反応性ガス若しくは非反応性ガスとの混合ガスを用い、
前記半導体基板表面に、前記半導体基板と前記混合ガス
中の前記反応性ガスとの反応によって薄膜を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法によって達成され
る。
によって洗浄した後に、乾燥ガスによって乾燥する半導
体装置の製造方法において、前記半導体基板表面の水洗
時における雰囲気ガスとして、又は前記半導体基板表面
の乾燥時における前記乾燥ガスとして、反応性ガスと低
反応性ガス若しくは非反応性ガスとの混合ガスを用い、
前記半導体基板表面に、前記半導体基板と前記混合ガス
中の前記反応性ガスとの反応によって薄膜を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法によって達成され
る。
【００１４】また、上記の半導体装置の製造方法におい
て、前記反応性ガスの流量及び混合比を制御することが
望ましい。また、上記の半導体装置の製造方法におい
て、前記反応性ガスが、酸素ガスであり、前記低反応性
ガスが、窒素ガスであり、前記非反応性ガスが、アルゴ
ンガス、ネオンガス、ヘリウムガス、又はキセノンガス
であることを特徴とする半導体装置の製造方法によって
達成される。
て、前記反応性ガスの流量及び混合比を制御することが
望ましい。また、上記の半導体装置の製造方法におい
て、前記反応性ガスが、酸素ガスであり、前記低反応性
ガスが、窒素ガスであり、前記非反応性ガスが、アルゴ
ンガス、ネオンガス、ヘリウムガス、又はキセノンガス
であることを特徴とする半導体装置の製造方法によって
達成される。
【００１５】また、上記の半導体装置の製造方法におい
て、前記酸素ガスの混合比が、５％乃至８０％であるこ
とが望ましい。また、上記の半導体装置の製造方法にお
いて、前記半導体基板、前記純水、又は前記混合ガスの
温度を制御することが望ましい。また、上記課題は、化
合物半導体基板表面を露出する工程と、上記の半導体装
置の製造方法を用いて、露出した前記化合物半導体基板
表面を水洗乾燥処理し、前記化合物半導体基板表面に、
前記化合物半導体基板と前記混合ガス中の前記反応性ガ
スとの反応によって薄膜を形成する工程と、前記薄膜上
に前記金属ゲートを形成する工程とを有し、前記化合物
半導体基板と前記金属ゲートとの間に前記薄膜を介在さ
せてショットキー接触を形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法によって達成される。
て、前記酸素ガスの混合比が、５％乃至８０％であるこ
とが望ましい。また、上記の半導体装置の製造方法にお
いて、前記半導体基板、前記純水、又は前記混合ガスの
温度を制御することが望ましい。また、上記課題は、化
合物半導体基板表面を露出する工程と、上記の半導体装
置の製造方法を用いて、露出した前記化合物半導体基板
表面を水洗乾燥処理し、前記化合物半導体基板表面に、
前記化合物半導体基板と前記混合ガス中の前記反応性ガ
スとの反応によって薄膜を形成する工程と、前記薄膜上
に前記金属ゲートを形成する工程とを有し、前記化合物
半導体基板と前記金属ゲートとの間に前記薄膜を介在さ
せてショットキー接触を形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法によって達成される。
【００１６】更に、上記課題は、半導体基板を保持する
ウェーハホルダと、前記ウェーハホルダを内設するチェ
ンバと、前記チェンバ内に設置され、前記半導体基板表
面に純水又はガスを噴射するノズルと、前記ノズルに、
反応性ガス、反応性ガス、及び非反応性ガスをそれぞれ
供給するガス供給源とを有することを特徴とする半導体
装置の製造装置によって達成される。
ウェーハホルダと、前記ウェーハホルダを内設するチェ
ンバと、前記チェンバ内に設置され、前記半導体基板表
面に純水又はガスを噴射するノズルと、前記ノズルに、
反応性ガス、反応性ガス、及び非反応性ガスをそれぞれ
供給するガス供給源とを有することを特徴とする半導体
装置の製造装置によって達成される。
【００１７】また、上記の半導体装置の製造装置におい
て、前記ガス供給源と前記ノズルとの間に設置され、前
記反応性ガス、前記低反応性ガス、及び前記非反応性ガ
スの流量を制御するガス流量制御手段を有することが望
ましい。また、上記の半導体装置の製造装置において、
前記ガス供給源と前記ノズルとの間に設置され、前記反
応性ガスと前記低反応性ガス又は前記非反応性ガスとを
混合させるガス混合手段を有することが望ましい。
て、前記ガス供給源と前記ノズルとの間に設置され、前
記反応性ガス、前記低反応性ガス、及び前記非反応性ガ
スの流量を制御するガス流量制御手段を有することが望
ましい。また、上記の半導体装置の製造装置において、
前記ガス供給源と前記ノズルとの間に設置され、前記反
応性ガスと前記低反応性ガス又は前記非反応性ガスとを
混合させるガス混合手段を有することが望ましい。
【００１８】また、上記の半導体装置の製造装置におい
て、前記半導体基板を内包する前記チェンバ内の雰囲気
の温度、又は前記半導体基板表面に噴射する前記純水若
しくは前記混合ガスの温度を制御する温度制御手段を有
することが望ましい。また、上記の半導体装置の製造装
置において、前記半導体基板を保持する前記ウェーハホ
ルダを前記チェンバ内で回転するウェーハホルダ回転手
段を有することが望ましい。
て、前記半導体基板を内包する前記チェンバ内の雰囲気
の温度、又は前記半導体基板表面に噴射する前記純水若
しくは前記混合ガスの温度を制御する温度制御手段を有
することが望ましい。また、上記の半導体装置の製造装
置において、前記半導体基板を保持する前記ウェーハホ
ルダを前記チェンバ内で回転するウェーハホルダ回転手
段を有することが望ましい。
【００１９】尚、ここで、半導体基板又は化合物半導体
基板とは、基板全体が半導体又は化合物半導体からなる
場合のみならず、例えば絶縁性基板又は半絶縁性基板上
に半導体層又は化合物半導体層が形成されている場合も
含まれる。
基板とは、基板全体が半導体又は化合物半導体からなる
場合のみならず、例えば絶縁性基板又は半絶縁性基板上
に半導体層又は化合物半導体層が形成されている場合も
含まれる。
【００２０】
【作用】本発明では、半導体装置の製造装置において、
半導体基板を装填する半導体基板ホルダが内設されてい
るチェンバ内に、純水又は反応性ガスを含む混合ガスを
噴射するノズルが設置されていることにより、半導体基
板表面に向けて、純水導入ノズルから純水を噴射して水
洗すると共に、この水洗時の雰囲気ガス又は水洗後の乾
燥ガスとして反応性ガスを含む混合ガスを使用すること
ができる。
半導体基板を装填する半導体基板ホルダが内設されてい
るチェンバ内に、純水又は反応性ガスを含む混合ガスを
噴射するノズルが設置されていることにより、半導体基
板表面に向けて、純水導入ノズルから純水を噴射して水
洗すると共に、この水洗時の雰囲気ガス又は水洗後の乾
燥ガスとして反応性ガスを含む混合ガスを使用すること
ができる。
【００２１】従って、半導体装置の製造方法において、
上記装置を用いて半導体基板表面の水洗乾燥処理を行う
際に、水洗時の雰囲気ガス又は水洗後の乾燥ガスとして
反応性ガスを含む混合ガスを使用することにより、半導
体基板と反応性ガスとの反応によって半導体基板表面に
薄膜を形成することができる。そしてこの薄膜により、
半導体基板の表面状態を安定化させることができるた
め、この水洗乾燥処理後の製造工程を経て形成される半
導体素子の特性の安定性を向上させることができる。
上記装置を用いて半導体基板表面の水洗乾燥処理を行う
際に、水洗時の雰囲気ガス又は水洗後の乾燥ガスとして
反応性ガスを含む混合ガスを使用することにより、半導
体基板と反応性ガスとの反応によって半導体基板表面に
薄膜を形成することができる。そしてこの薄膜により、
半導体基板の表面状態を安定化させることができるた
め、この水洗乾燥処理後の製造工程を経て形成される半
導体素子の特性の安定性を向上させることができる。
【００２２】こうした半導体基板表面の水洗乾燥処理を
化合物半導体装置のショットキー電極を形成する際の前
処理に適用すると、化合物半導体基板上に薄膜が形成さ
れ、この薄膜を化合物半導体基板と金属ゲートとの間に
介在させたショットキー接触が実現することにより、化
合物半導体基板の表面状態が薄膜によって安定化され、
ショットキー特性の改善と安定化を実現することができ
る。
化合物半導体装置のショットキー電極を形成する際の前
処理に適用すると、化合物半導体基板上に薄膜が形成さ
れ、この薄膜を化合物半導体基板と金属ゲートとの間に
介在させたショットキー接触が実現することにより、化
合物半導体基板の表面状態が薄膜によって安定化され、
ショットキー特性の改善と安定化を実現することができ
る。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて具
体的に説明する。図１は本発明の第１の実施例による水
洗乾燥装置を示す概略断面図である。チェンバ１０内
に、複数のウェーハ１２を装填するウェーハホルダ１４
が架設されている。そしてこのウェーハホルダ１４は、
チェンバ１０外に設置されたモータ１６によって回転さ
れるようになっている。
体的に説明する。図１は本発明の第１の実施例による水
洗乾燥装置を示す概略断面図である。チェンバ１０内
に、複数のウェーハ１２を装填するウェーハホルダ１４
が架設されている。そしてこのウェーハホルダ１４は、
チェンバ１０外に設置されたモータ１６によって回転さ
れるようになっている。
【００２４】また、チェンバ１０内には、ガス導入ノズ
ル１８ａ及び純水導入ノズル１８ｂが設置されている。
そしてガス導入ノズル１８ａはガス混合器２０に接続さ
れ、このガス混合器２０は、フィルタ２２ａ、２２ｂ、
２２ｃ、流量計２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、及び流量調整
バルブ２６ａ、２６ｂ、２６ｃを介してそれぞれＯ
2（酸素）ガス供給源、Ｎ2 ガス供給源、Ａｒ（アルゴ
ン）ガス供給源（いずれも図示せず）に接続されてい
る。また、純水導入ノズル１８ｂは、フィルタ２２ｄ、
流量計２４ｄ、及び流量調整バルブ２６ｄを介して、純
水供給源（図示せず）に接続されている。
ル１８ａ及び純水導入ノズル１８ｂが設置されている。
そしてガス導入ノズル１８ａはガス混合器２０に接続さ
れ、このガス混合器２０は、フィルタ２２ａ、２２ｂ、
２２ｃ、流量計２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、及び流量調整
バルブ２６ａ、２６ｂ、２６ｃを介してそれぞれＯ
2（酸素）ガス供給源、Ｎ2 ガス供給源、Ａｒ（アルゴ
ン）ガス供給源（いずれも図示せず）に接続されてい
る。また、純水導入ノズル１８ｂは、フィルタ２２ｄ、
流量計２４ｄ、及び流量調整バルブ２６ｄを介して、純
水供給源（図示せず）に接続されている。
【００２５】尚、Ｏ2 ガスは活性度の高い反応性ガスで
あり、Ｎ2 ガスは活性度の低い低反応性ガスであり、Ａ
ｒガスは不活性の非反応性ガスである。また、非反応性
ガスとしてＡｒガスの代わりに、Ｎｅ（ネオン）ガス、
Ｈｅ（ヘリウム）ガス、又はＸｅ（キセノン）ガスを用
いてもよい。また、ガス導入ノズル１８ａとガス混合器
２０との間には、混合ガスを加熱するためのガス用ヒー
タ２８ａが設置されている。また同様に、純水導入ノズ
ル１８ｂとフィルタ２２ｄとの間には、純水を加熱する
ための純水用ヒータ２８ｂが設置されている。更に、チ
ェンバ１０に隣接して、チェンバ１０内の雰囲気を加熱
し、チェンバ１０内のウェーハ１２の温度を制御するた
めのチェンバ用ヒータ３０が設置されている。
あり、Ｎ2 ガスは活性度の低い低反応性ガスであり、Ａ
ｒガスは不活性の非反応性ガスである。また、非反応性
ガスとしてＡｒガスの代わりに、Ｎｅ（ネオン）ガス、
Ｈｅ（ヘリウム）ガス、又はＸｅ（キセノン）ガスを用
いてもよい。また、ガス導入ノズル１８ａとガス混合器
２０との間には、混合ガスを加熱するためのガス用ヒー
タ２８ａが設置されている。また同様に、純水導入ノズ
ル１８ｂとフィルタ２２ｄとの間には、純水を加熱する
ための純水用ヒータ２８ｂが設置されている。更に、チ
ェンバ１０に隣接して、チェンバ１０内の雰囲気を加熱
し、チェンバ１０内のウェーハ１２の温度を制御するた
めのチェンバ用ヒータ３０が設置されている。
【００２６】次に、図１の水洗乾燥装置を用いてウェー
ハ１２を水洗乾燥処理する方法を、図２を用いて説明す
る。例えばＨＦ等による薬品処理により、その表面が露
出され、洗浄化されたウェーハ１２は、純水洗浄によっ
てＨＦ等を除去した後、図１の水洗乾燥装置を用いて水
洗乾燥処理がなされる。こうした処理は、半導体素子の
製造プロセスにおけるウェーハのウエット処理工程にお
いて繰り返し行われるものである。
ハ１２を水洗乾燥処理する方法を、図２を用いて説明す
る。例えばＨＦ等による薬品処理により、その表面が露
出され、洗浄化されたウェーハ１２は、純水洗浄によっ
てＨＦ等を除去した後、図１の水洗乾燥装置を用いて水
洗乾燥処理がなされる。こうした処理は、半導体素子の
製造プロセスにおけるウェーハのウエット処理工程にお
いて繰り返し行われるものである。
【００２７】まず、ガス導入ノズル１８ａからＯ2 ガス
とＮ2 ガス又はＡｒガスとの混合ガス３２を噴射して、
チェンバ１０内を充満しておく。このとき、混合ガス３
２は、それぞれＯ2 ガス供給源、Ｎ2 ガス供給源、Ａｒ
ガス供給源から供給し、流量調整バルブ２６ａ、２６
ｂ、２６ｃ及び流量計２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって
その流量を制御し、フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを
通ってガス混合器２０に至る。そしてこのガス混合器２
０において所定の混合比に混合された後、ガス導入ノズ
ル１８ａに供給する。
とＮ2 ガス又はＡｒガスとの混合ガス３２を噴射して、
チェンバ１０内を充満しておく。このとき、混合ガス３
２は、それぞれＯ2 ガス供給源、Ｎ2 ガス供給源、Ａｒ
ガス供給源から供給し、流量調整バルブ２６ａ、２６
ｂ、２６ｃ及び流量計２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって
その流量を制御し、フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを
通ってガス混合器２０に至る。そしてこのガス混合器２
０において所定の混合比に混合された後、ガス導入ノズ
ル１８ａに供給する。
【００２８】尚、混合ガスの組合せは、反応性ガスとし
てのＯ2 ガスと低反応性ガスとしてのＮ2 ガスと非反応
性ガスとしてのＡｒガスとの３種類の混合の他、Ｏ2 ガ
スとＮ2 ガスとの２種類の混合、Ｏ2 ガスとＡｒガスと
の２種類の混合であってもよい。但し、いずれの場合も
Ｏ2 ガスを５％〜８０％含んでいる必要がある。これら
の混合ガスの組合せとその混合比は、形成したい酸化薄
膜の厚さ等に基づいて決定する。
てのＯ2 ガスと低反応性ガスとしてのＮ2 ガスと非反応
性ガスとしてのＡｒガスとの３種類の混合の他、Ｏ2 ガ
スとＮ2 ガスとの２種類の混合、Ｏ2 ガスとＡｒガスと
の２種類の混合であってもよい。但し、いずれの場合も
Ｏ2 ガスを５％〜８０％含んでいる必要がある。これら
の混合ガスの組合せとその混合比は、形成したい酸化薄
膜の厚さ等に基づいて決定する。
【００２９】また、混合ガス３２の温度及びチェンバ１
０内の雰囲気の温度を、それぞれ混合ガス用ヒータ２８
ａ及びチェンバ用ヒータ３０によって所望の温度に制御
しておく。次いで、複数のウェーハ１２をウェーハホル
ダ１４に装填し、更にこのウェーハホルダ１４をチェン
バ１０内に架設する。そしてこのウェーハホルダ１４
を、ウェーハ１２を装填したままの状態で、モータ１６
によって回転させる。
０内の雰囲気の温度を、それぞれ混合ガス用ヒータ２８
ａ及びチェンバ用ヒータ３０によって所望の温度に制御
しておく。次いで、複数のウェーハ１２をウェーハホル
ダ１４に装填し、更にこのウェーハホルダ１４をチェン
バ１０内に架設する。そしてこのウェーハホルダ１４
を、ウェーハ１２を装填したままの状態で、モータ１６
によって回転させる。
【００３０】続いて、図２（ａ）に示されるように、純
水導入ノズル１８ｂからウェーハ１２表面に向けて純水
３４を噴射し、洗浄を行う。このとき、この純水３４
は、純水供給源から供給し、流量調整バルブ２６ｄ及び
流量計２４ｄによってその流量を制御し、フィルタ２２
ｄを通って純水導入ノズル１８ｂに供給する。また、純
水３４の温度を、純水用ヒータ２８ｂによって所望の温
度に制御しておく。
水導入ノズル１８ｂからウェーハ１２表面に向けて純水
３４を噴射し、洗浄を行う。このとき、この純水３４
は、純水供給源から供給し、流量調整バルブ２６ｄ及び
流量計２４ｄによってその流量を制御し、フィルタ２２
ｄを通って純水導入ノズル１８ｂに供給する。また、純
水３４の温度を、純水用ヒータ２８ｂによって所望の温
度に制御しておく。
【００３１】尚、純水導入ノズル１８ｂからウェーハ１
２表面に向けて純水３４を噴射している際においても、
図２（ａ）に示されるように、ガス導入ノズル１８ａか
らの混合ガス３２の噴射は継続する。従って、この混合
ガス３２は、ウェーハ１２表面の水洗時における雰囲気
ガスとなる。次いで、水洗が終了すると、純水導入ノズ
ル１８ｂからの純水３４の噴射を停止するが、ガス導入
ノズル１８ａからの混合ガス３２の噴射は更に継続す
る。こうして、図２（ｂ）に示されるように、ガス導入
ノズル１８ａからウェーハ１２表面に向けた混合ガス３
２の噴射により、ウェーハ１２表面の純水３４を除去
し、乾燥させる。即ち、混合ガス３２は、水洗時の雰囲
気ガスから水洗後のウェーハ１２表面を乾燥させる乾燥
ガスとなる。尚、このとき、混合ガス３２の混合比は、
そのままであってもよいし、変更してもよい。
２表面に向けて純水３４を噴射している際においても、
図２（ａ）に示されるように、ガス導入ノズル１８ａか
らの混合ガス３２の噴射は継続する。従って、この混合
ガス３２は、ウェーハ１２表面の水洗時における雰囲気
ガスとなる。次いで、水洗が終了すると、純水導入ノズ
ル１８ｂからの純水３４の噴射を停止するが、ガス導入
ノズル１８ａからの混合ガス３２の噴射は更に継続す
る。こうして、図２（ｂ）に示されるように、ガス導入
ノズル１８ａからウェーハ１２表面に向けた混合ガス３
２の噴射により、ウェーハ１２表面の純水３４を除去
し、乾燥させる。即ち、混合ガス３２は、水洗時の雰囲
気ガスから水洗後のウェーハ１２表面を乾燥させる乾燥
ガスとなる。尚、このとき、混合ガス３２の混合比は、
そのままであってもよいし、変更してもよい。
【００３２】次いで、乾燥が終了すると、ガス導入ノズ
ル１８ａからの混合ガス３２の噴射を停止するが、水洗
時の雰囲気ガス及び水洗後の乾燥時の乾燥ガスとして、
Ｏ2ガスを含む混合ガス３２を使用しているため、図２
（ｃ）に示されるように、ウェーハ１２表面にはウェー
ハ１２の材質とＯ2 ガスとが反応して、大気雰囲気中で
形成される自然酸化膜に近い酸化薄膜３６が形成され
る。
ル１８ａからの混合ガス３２の噴射を停止するが、水洗
時の雰囲気ガス及び水洗後の乾燥時の乾燥ガスとして、
Ｏ2ガスを含む混合ガス３２を使用しているため、図２
（ｃ）に示されるように、ウェーハ１２表面にはウェー
ハ１２の材質とＯ2 ガスとが反応して、大気雰囲気中で
形成される自然酸化膜に近い酸化薄膜３６が形成され
る。
【００３３】このように本実施例によれば、複数のウェ
ーハ１２を装填すると共にモータ１６によって回転され
るウェーハホルダ１４が架設されているチェンバ１０内
に、Ｏ2 ガスとＮ2 ガス又はＡｒガスとの混合ガスを噴
射するガス導入ノズル１８ａ及び純水を噴射する純水導
入ノズル１８ｂが設置されている水洗乾燥装置を用い
て、回転状態のウェーハ１２表面に向けて、純水導入ノ
ズル１８ｂから純水３４を噴射して水洗すると共に、こ
の水洗時の雰囲気ガスとして、Ｏ2 ガスを含む混合ガス
３２を使用することにより、また水洗後にガス導入ノズ
ル１８ａから回転状態のウェーハ１２表面に向けて噴射
して乾燥させる乾燥ガスとして、Ｏ2 ガスを含む混合ガ
ス３２を使用することにより、ウェーハ１２表面に酸化
薄膜３６を形成することができる。
ーハ１２を装填すると共にモータ１６によって回転され
るウェーハホルダ１４が架設されているチェンバ１０内
に、Ｏ2 ガスとＮ2 ガス又はＡｒガスとの混合ガスを噴
射するガス導入ノズル１８ａ及び純水を噴射する純水導
入ノズル１８ｂが設置されている水洗乾燥装置を用い
て、回転状態のウェーハ１２表面に向けて、純水導入ノ
ズル１８ｂから純水３４を噴射して水洗すると共に、こ
の水洗時の雰囲気ガスとして、Ｏ2 ガスを含む混合ガス
３２を使用することにより、また水洗後にガス導入ノズ
ル１８ａから回転状態のウェーハ１２表面に向けて噴射
して乾燥させる乾燥ガスとして、Ｏ2 ガスを含む混合ガ
ス３２を使用することにより、ウェーハ１２表面に酸化
薄膜３６を形成することができる。
【００３４】また、このとき、水洗時の雰囲気ガス及び
水洗後の乾燥ガスとしてのＯ2 ガスとＮ2 ガス又はＡｒ
ガスとの混合ガス３２の混合比をガス混合器２０等を用
いて制御することにより、ウェーハ１２表面に形成する
酸化薄膜３６の膜厚等を制御することができる。また、
ガス用ヒータ２８ａ、純水用ヒータ２８ｂ、チェンバ用
ヒータ３０を用いて、ウェーハ１２表面に向けて噴射す
る混合ガス、純水の温度及びウェーハ１２の温度を制御
することによっても、ウェーハ１２表面に形成する酸化
薄膜３６の膜厚等を制御することができる。
水洗後の乾燥ガスとしてのＯ2 ガスとＮ2 ガス又はＡｒ
ガスとの混合ガス３２の混合比をガス混合器２０等を用
いて制御することにより、ウェーハ１２表面に形成する
酸化薄膜３６の膜厚等を制御することができる。また、
ガス用ヒータ２８ａ、純水用ヒータ２８ｂ、チェンバ用
ヒータ３０を用いて、ウェーハ１２表面に向けて噴射す
る混合ガス、純水の温度及びウェーハ１２の温度を制御
することによっても、ウェーハ１２表面に形成する酸化
薄膜３６の膜厚等を制御することができる。
【００３５】こうした膜厚等が制御されたウェーハ１２
表面の酸化薄膜３６の存在により、ウェーハ１２の表面
状態を安定化させることができるため、この水洗乾燥処
理後の製造工程を経て形成される半導体素子の特性の安
定性及びウェーハ面内均一性を向上させ、従って素子の
性能、信頼性、及び製造歩留まりを向上させることがで
きる。
表面の酸化薄膜３６の存在により、ウェーハ１２の表面
状態を安定化させることができるため、この水洗乾燥処
理後の製造工程を経て形成される半導体素子の特性の安
定性及びウェーハ面内均一性を向上させ、従って素子の
性能、信頼性、及び製造歩留まりを向上させることがで
きる。
【００３６】次に、本発明の第２の実施例による水洗乾
燥装置を、図３に示す概略断面図を用いて説明する。
尚、上記図１の水洗乾燥装置と同一の構成要素には同一
の符号を付して説明を省略する。この第２の実施例は、
上記第１の実施例において別々に設置されているガス導
入ノズル１８ａ及び純水導入ノズル１８ｂの代わりに、
両者を兼用するノズルが設置されている点に特徴があ
る。
燥装置を、図３に示す概略断面図を用いて説明する。
尚、上記図１の水洗乾燥装置と同一の構成要素には同一
の符号を付して説明を省略する。この第２の実施例は、
上記第１の実施例において別々に設置されているガス導
入ノズル１８ａ及び純水導入ノズル１８ｂの代わりに、
両者を兼用するノズルが設置されている点に特徴があ
る。
【００３７】即ち、チェンバ１０内に、混合ガス及び純
水導入兼用ノズル１８ｃが設置されている。そしてこの
混合ガス及び純水導入兼用ノズル１８ｃは、切り替えバ
ルブ３８を介して、ガス混合器２０及び純水用のフィル
タ２２ｄにそれぞれ接続されている。また、混合ガス及
び純水導入兼用ノズル１８ｃと切替えバルブ３８との間
には、混合ガス及び純水を加熱するための混合ガス及び
純水兼用ヒータ２８ｃが設置されている。
水導入兼用ノズル１８ｃが設置されている。そしてこの
混合ガス及び純水導入兼用ノズル１８ｃは、切り替えバ
ルブ３８を介して、ガス混合器２０及び純水用のフィル
タ２２ｄにそれぞれ接続されている。また、混合ガス及
び純水導入兼用ノズル１８ｃと切替えバルブ３８との間
には、混合ガス及び純水を加熱するための混合ガス及び
純水兼用ヒータ２８ｃが設置されている。
【００３８】また、この水洗乾燥装置を用いたウェーハ
の水洗乾燥処理は、まず、ウェーハ１２のウェーハホル
ダ１４への装填前に、切替えバルブ３８を混合ガスが通
過するように切り替えておき、混合ガス及び純水導入兼
用ノズル１８ｃから混合ガス３２を噴射して、チェンバ
１０内を充満する。次いで、ウェーハ１２の装填後、切
替えバルブ３８を純水が通過するように切り替え、混合
ガス及び純水導入兼用ノズル１８ｃから純水３４を噴射
して、洗浄を行う。
の水洗乾燥処理は、まず、ウェーハ１２のウェーハホル
ダ１４への装填前に、切替えバルブ３８を混合ガスが通
過するように切り替えておき、混合ガス及び純水導入兼
用ノズル１８ｃから混合ガス３２を噴射して、チェンバ
１０内を充満する。次いで、ウェーハ１２の装填後、切
替えバルブ３８を純水が通過するように切り替え、混合
ガス及び純水導入兼用ノズル１８ｃから純水３４を噴射
して、洗浄を行う。
【００３９】次いで、水洗が終了すると、再び切替えバ
ルブ３８を混合ガスが通過するように切り替え、混合ガ
ス及び純水導入兼用ノズル１８ｃからの純水３４の噴射
を停止して、混合ガス３２の噴射を開始する。こうし
て、この混合ガス３２を乾燥ガスとして、ウェーハ１２
表面の純水３４を除去し、乾燥させる。このように本実
施例によれば、上記第１の実施例におけるガス導入ノズ
ル１８ａ及び純水導入ノズル１８ｂの代わりに、混合ガ
ス及び純水導入兼用ノズル１８ｃが設置されていること
により、チェンバ１０内の簡略化による水洗乾燥装置の
小型化を図ることができると共に、上記第１の実施例の
場合と同様の効果を奏することができる。
ルブ３８を混合ガスが通過するように切り替え、混合ガ
ス及び純水導入兼用ノズル１８ｃからの純水３４の噴射
を停止して、混合ガス３２の噴射を開始する。こうし
て、この混合ガス３２を乾燥ガスとして、ウェーハ１２
表面の純水３４を除去し、乾燥させる。このように本実
施例によれば、上記第１の実施例におけるガス導入ノズ
ル１８ａ及び純水導入ノズル１８ｂの代わりに、混合ガ
ス及び純水導入兼用ノズル１８ｃが設置されていること
により、チェンバ１０内の簡略化による水洗乾燥装置の
小型化を図ることができると共に、上記第１の実施例の
場合と同様の効果を奏することができる。
【００４０】次に、本発明の第３の実施例によるＧａＡ
ｓ−ＭＥＳＦＥＴ（Metal-Semiconductor Field-Effect
Transistor ）を、図４に示す断面図を用いて説明す
る。半絶縁性ＧａＡｓ基板４０表面に、Ｍｇが添加され
たｎ−不純物層４６ａが形成されている。また、このｎ
−不純物層４６ａ表面には、Ｓｉが大量に添加されたｐ
+ −ソース領域５４及びｐ+ −ドレイン領域５６が相対
して形成されている。更に、これらｐ+ −ソース領域５
４とｐ+ −ドレイン領域５６とに挟まれたｎ−不純物層
４６ａ表面には、Ｓｉが添加されたｐ−チャネル層４８
ｂが形成されている。
ｓ−ＭＥＳＦＥＴ（Metal-Semiconductor Field-Effect
Transistor ）を、図４に示す断面図を用いて説明す
る。半絶縁性ＧａＡｓ基板４０表面に、Ｍｇが添加され
たｎ−不純物層４６ａが形成されている。また、このｎ
−不純物層４６ａ表面には、Ｓｉが大量に添加されたｐ
+ −ソース領域５４及びｐ+ −ドレイン領域５６が相対
して形成されている。更に、これらｐ+ −ソース領域５
４とｐ+ −ドレイン領域５６とに挟まれたｎ−不純物層
４６ａ表面には、Ｓｉが添加されたｐ−チャネル層４８
ｂが形成されている。
【００４１】そしてこのｐ−チャネル層４８ｂ上には、
上記図１に示す水洗乾燥装置を用いて、上記図２に示す
ような水洗乾燥処理を行うことにより、ｐ−チャネル層
４８ｂ表面のＧａＡｓと混合ガス中のＯ2 ガスとの反応
によって厚さ数ｎｍのＧａ2Ｏ3 薄膜、Ｇａ2 Ｏ5 薄
膜、Ａｓ2 Ｏ3 薄膜、Ａｓ2 Ｏ5 薄膜等からなる酸化薄
膜５０が形成されている点に、本実施例によるＧａＡｓ
−ＭＥＳＦＥＴの特徴がある。
上記図１に示す水洗乾燥装置を用いて、上記図２に示す
ような水洗乾燥処理を行うことにより、ｐ−チャネル層
４８ｂ表面のＧａＡｓと混合ガス中のＯ2 ガスとの反応
によって厚さ数ｎｍのＧａ2Ｏ3 薄膜、Ｇａ2 Ｏ5 薄
膜、Ａｓ2 Ｏ3 薄膜、Ａｓ2 Ｏ5 薄膜等からなる酸化薄
膜５０が形成されている点に、本実施例によるＧａＡｓ
−ＭＥＳＦＥＴの特徴がある。
【００４２】また、この酸化薄膜５０上には、例えばＷ
Ｓｉ、Ｗ、Ａｌ等からなる厚さ５００ｎｍのゲート電極
５２が形成され、酸化薄膜５０を介して、ｐ−不純物層
４８ａとショットキー接触している。また、表面保護膜
としてのＳｉＮ膜５８に選択的に設けられた開口部を介
して、ｐ+ −ソース領域５４及びｐ+ −ドレイン領域５
６にそれぞれオーミック接触する例えばＡｕＧｅからな
るソース電極６０及びドレイン電極６２が形成されてい
る。
Ｓｉ、Ｗ、Ａｌ等からなる厚さ５００ｎｍのゲート電極
５２が形成され、酸化薄膜５０を介して、ｐ−不純物層
４８ａとショットキー接触している。また、表面保護膜
としてのＳｉＮ膜５８に選択的に設けられた開口部を介
して、ｐ+ −ソース領域５４及びｐ+ −ドレイン領域５
６にそれぞれオーミック接触する例えばＡｕＧｅからな
るソース電極６０及びドレイン電極６２が形成されてい
る。
【００４３】次に、図４のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴの製
造方法を、図５及び図６に示す工程図を用いて説明す
る。半絶縁性ＧａＡｓ基板４０上に、表面保護膜として
例えば厚さ２０ｎｍのＳｉＮ膜４２を形成する（図５
（ａ）参照）。次いで、全面にレジスト４４を塗布した
後、素子領域を開口するパターニングを行う。そしてこ
のパターニングしたレジスト４４を注入マスクとして、
Ｍｇ及びＳｉのイオン注入を行い、Ｍｇイオン注入層４
６及びＳｉイオン注入層４８を形成する。尚、このとき
のＭｇのイオン注入条件は、加速電圧２００ｋｅＶ、ド
ーズ量１×１０12ｃｍ-2、Ｓｉのイオン注入条件は、加
速電圧５０ｋｅＶ、ドーズ量５×１０12ｃｍ-2とした
（図５（ｂ）参照）。
造方法を、図５及び図６に示す工程図を用いて説明す
る。半絶縁性ＧａＡｓ基板４０上に、表面保護膜として
例えば厚さ２０ｎｍのＳｉＮ膜４２を形成する（図５
（ａ）参照）。次いで、全面にレジスト４４を塗布した
後、素子領域を開口するパターニングを行う。そしてこ
のパターニングしたレジスト４４を注入マスクとして、
Ｍｇ及びＳｉのイオン注入を行い、Ｍｇイオン注入層４
６及びＳｉイオン注入層４８を形成する。尚、このとき
のＭｇのイオン注入条件は、加速電圧２００ｋｅＶ、ド
ーズ量１×１０12ｃｍ-2、Ｓｉのイオン注入条件は、加
速電圧５０ｋｅＶ、ドーズ量５×１０12ｃｍ-2とした
（図５（ｂ）参照）。
【００４４】次いで、レジスト４４を除去した後、注入
したＭｇイオン及びＳｉイオンを活性化するアニール処
理を行う。このときのアニール処理の条件は、温度３０
０℃、時間２０分とした。こうして、Ｍｇイオン注入層
４６及びＳｉイオン注入層４８がそれぞれｎ−不純物層
４６ａ及びｐ−不純物層４８ａとなる（図５（ｃ）参
照）。
したＭｇイオン及びＳｉイオンを活性化するアニール処
理を行う。このときのアニール処理の条件は、温度３０
０℃、時間２０分とした。こうして、Ｍｇイオン注入層
４６及びＳｉイオン注入層４８がそれぞれｎ−不純物層
４６ａ及びｐ−不純物層４８ａとなる（図５（ｃ）参
照）。
【００４５】次いで、ＳｉＮ膜４２を例えばＨＦ等を用
いて除去し、半絶縁性ＧａＡｓ基板４０及びｐ−不純物
層４８ａの表面を露出し、洗浄化した後、純水洗浄によ
ってＨＦ等を除去する。続いて、上記図１に示す水洗乾
燥装置を用い、上記図２に示すようなＯ2 ガスを含む混
合ガスを半絶縁性ＧａＡｓ基板４０表面に噴射する水洗
乾燥処理を行う。尚、このときの処理条件は、低反応性
のＮ2 ガスに反応性のＯ2 ガスを２０％添加した混合ガ
スを使用した。また、混合ガス、純水、及び半絶縁性Ｇ
ａＡｓ基板４０の温度は、それぞれ４０℃に設定した。
いて除去し、半絶縁性ＧａＡｓ基板４０及びｐ−不純物
層４８ａの表面を露出し、洗浄化した後、純水洗浄によ
ってＨＦ等を除去する。続いて、上記図１に示す水洗乾
燥装置を用い、上記図２に示すようなＯ2 ガスを含む混
合ガスを半絶縁性ＧａＡｓ基板４０表面に噴射する水洗
乾燥処理を行う。尚、このときの処理条件は、低反応性
のＮ2 ガスに反応性のＯ2 ガスを２０％添加した混合ガ
スを使用した。また、混合ガス、純水、及び半絶縁性Ｇ
ａＡｓ基板４０の温度は、それぞれ４０℃に設定した。
【００４６】こうして半絶縁性ＧａＡｓ基板４０及びｐ
−不純物層４８ａ表面にＯ2 ガスを含む混合ガスを噴射
し、表面のＧａＡｓの未結合手に混合ガス中のＯ2 ガス
が反応して厚さ数ｎｍのＧａ2 Ｏ3 薄膜又はＡｓ2 Ｏ3
薄膜からなる酸化薄膜５０が形成される。続いて、スパ
ッタ法を用いて、全面に厚さ５００ｎｍのＷＳｉ層を堆
積した後、所定の形状にパターニングする。尚、このＷ
Ｓｉ層のパターニングは、ＳＦ6をエッチングガスとす
るＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法を用いた。こうし
て、ｐ−不純物層４８ａ上に、酸化薄膜５０を介してシ
ョットキー接触するＷＳｉ層からなるゲート電極５２を
形成する（図６（ｄ）参照）。
−不純物層４８ａ表面にＯ2 ガスを含む混合ガスを噴射
し、表面のＧａＡｓの未結合手に混合ガス中のＯ2 ガス
が反応して厚さ数ｎｍのＧａ2 Ｏ3 薄膜又はＡｓ2 Ｏ3
薄膜からなる酸化薄膜５０が形成される。続いて、スパ
ッタ法を用いて、全面に厚さ５００ｎｍのＷＳｉ層を堆
積した後、所定の形状にパターニングする。尚、このＷ
Ｓｉ層のパターニングは、ＳＦ6をエッチングガスとす
るＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法を用いた。こうし
て、ｐ−不純物層４８ａ上に、酸化薄膜５０を介してシ
ョットキー接触するＷＳｉ層からなるゲート電極５２を
形成する（図６（ｄ）参照）。
【００４７】次いで、ゲート電極５２をマスクとして、
加速電圧１００ｋｅＶ、ドーズ量１×１０13ｃｍ-2のイ
オン注入条件により、Ｓｉのイオン注入を行う。続い
て、温度７５０℃、時間３０分の条件でアニール処理を
行い、注入したＳｉイオンを活性化する。こうして、深
さがｐ−不純物層４８ａからｎ−不純物層４６ａにまで
達するｐ+ −ソース領域５４及びｐ+ −ドレイン領域５
６をゲート電極５２の両側に形成する。これにより、ｐ
+ −ソース領域５４とｐ+ −ドレイン領域５６とに挟ま
れたｐ−不純物層４８ａは、ｐ−チャネル層４８ｂとな
る（図６（ｅ）参照）。
加速電圧１００ｋｅＶ、ドーズ量１×１０13ｃｍ-2のイ
オン注入条件により、Ｓｉのイオン注入を行う。続い
て、温度７５０℃、時間３０分の条件でアニール処理を
行い、注入したＳｉイオンを活性化する。こうして、深
さがｐ−不純物層４８ａからｎ−不純物層４６ａにまで
達するｐ+ −ソース領域５４及びｐ+ −ドレイン領域５
６をゲート電極５２の両側に形成する。これにより、ｐ
+ −ソース領域５４とｐ+ −ドレイン領域５６とに挟ま
れたｐ−不純物層４８ａは、ｐ−チャネル層４８ｂとな
る（図６（ｅ）参照）。
【００４８】次いで、全面に、表面保護膜としてのＳｉ
Ｎ膜５８を形成する。続いて、全面にレジストを塗布し
た後、ｐ+ −ソース、ドレイン領域５４、５６上方に開
口部を設けるパターニングを行う。そしてこのパターニ
ングしたレジストをマスクとして、ｐ+ −ソース、ドレ
イン領域５４、５６上のＳｉＮ膜４２を選択的にエッチ
ングして、ｐ+ −ソース、ドレイン領域５４、５６表面
を露出させた後、全面に例えばＡｕ／ＡｕＧｅ層を堆積
する。続いて、レジストをリフトオフすることにより、
ｐ+ −ソース、ドレイン領域５４、５６上にのみＡｕ／
ＡｕＧｅ層を残存させる。このようなリフトオフ法を用
いて、ｐ+ −ソース、ドレイン領域５４、５６上にオー
ミック接触するＡｕ／ＡｕＧｅからなるソース電極６０
及びドレイン電極６２を形成する（図６（ｆ）参照）。
Ｎ膜５８を形成する。続いて、全面にレジストを塗布し
た後、ｐ+ −ソース、ドレイン領域５４、５６上方に開
口部を設けるパターニングを行う。そしてこのパターニ
ングしたレジストをマスクとして、ｐ+ −ソース、ドレ
イン領域５４、５６上のＳｉＮ膜４２を選択的にエッチ
ングして、ｐ+ −ソース、ドレイン領域５４、５６表面
を露出させた後、全面に例えばＡｕ／ＡｕＧｅ層を堆積
する。続いて、レジストをリフトオフすることにより、
ｐ+ −ソース、ドレイン領域５４、５６上にのみＡｕ／
ＡｕＧｅ層を残存させる。このようなリフトオフ法を用
いて、ｐ+ −ソース、ドレイン領域５４、５６上にオー
ミック接触するＡｕ／ＡｕＧｅからなるソース電極６０
及びドレイン電極６２を形成する（図６（ｆ）参照）。
【００４９】次に、図４のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴの特
性を、図７を用いて説明する。図７は、図４のＧａＡｓ
−ＭＥＳＦＥＴのゲート電極５２とソース電極６０又は
ドレイン電極６２との間に電圧を印加した場合のショッ
トキーダイオード順方向動作電圧Ｖｆの特性を示すグラ
フである。尚、比較のため、ｐ−チャネル層４８ｂとゲ
ート電極５２との間に酸化薄膜が形成されていない場合
の順方向動作電圧Ｖｆの特性を併せて示した。
性を、図７を用いて説明する。図７は、図４のＧａＡｓ
−ＭＥＳＦＥＴのゲート電極５２とソース電極６０又は
ドレイン電極６２との間に電圧を印加した場合のショッ
トキーダイオード順方向動作電圧Ｖｆの特性を示すグラ
フである。尚、比較のため、ｐ−チャネル層４８ｂとゲ
ート電極５２との間に酸化薄膜が形成されていない場合
の順方向動作電圧Ｖｆの特性を併せて示した。
【００５０】この図７のグラフから明らかなように、ｐ
−チャネル層４８ｂとゲート電極５２との間に酸化薄膜
５０が形成されている本実施例の場合、順方向動作電圧
Ｖｆは、Ｖｆ＝０．５７Ｖを中心にして±３０ｍＶのば
らつきが生じている。これに対して、酸化薄膜が形成さ
れていない従来の場合、Ｖｆ＝０．５１Ｖを中心にして
±４０ｍＶのばらつきが生じている。
−チャネル層４８ｂとゲート電極５２との間に酸化薄膜
５０が形成されている本実施例の場合、順方向動作電圧
Ｖｆは、Ｖｆ＝０．５７Ｖを中心にして±３０ｍＶのば
らつきが生じている。これに対して、酸化薄膜が形成さ
れていない従来の場合、Ｖｆ＝０．５１Ｖを中心にして
±４０ｍＶのばらつきが生じている。
【００５１】両者の比較から、ｐ−チャネル層４８ｂと
ゲート電極５２との間に酸化薄膜５０が形成されること
により、順方向動作電圧Ｖｆが６０ｍＶ程度上昇すると
共に、そのばらつきも小さくなっていることが分かる。
即ち、ショットキー特性が改善され、安定化する。これ
は、酸化薄膜５０の存在が、ゲート電極５２と接するｐ
−チャネル層４８ｂの表面状態を安定化させていること
によるものであると考えられる。
ゲート電極５２との間に酸化薄膜５０が形成されること
により、順方向動作電圧Ｖｆが６０ｍＶ程度上昇すると
共に、そのばらつきも小さくなっていることが分かる。
即ち、ショットキー特性が改善され、安定化する。これ
は、酸化薄膜５０の存在が、ゲート電極５２と接するｐ
−チャネル層４８ｂの表面状態を安定化させていること
によるものであると考えられる。
【００５２】このように本実施例によれば、ゲート電極
５２形成直前の前処理工程において、ＨＦ等を用いて下
地ｐ−不純物層４８ａ表面を露出させた後、水洗乾燥処
理を行う際に、上記図１に示す水洗乾燥装置を用いて、
上記図２に示すようなＯ2 ガスを含む混合ガスをｐ−不
純物層４８ａ表面に噴射する水洗乾燥処理を行うことに
より、ｐ−不純物層４８ａ表面のＧａＡｓとＯ2 ガスと
が反応して酸化薄膜５０が形成されるため、ｐ−チャネ
ル層４８ｂとゲート電極５２との間に酸化薄膜５０を介
在させたショットキー接触を形成することができ、従っ
てこのショットキー特性の改善と安定化を実現すること
ができる。
５２形成直前の前処理工程において、ＨＦ等を用いて下
地ｐ−不純物層４８ａ表面を露出させた後、水洗乾燥処
理を行う際に、上記図１に示す水洗乾燥装置を用いて、
上記図２に示すようなＯ2 ガスを含む混合ガスをｐ−不
純物層４８ａ表面に噴射する水洗乾燥処理を行うことに
より、ｐ−不純物層４８ａ表面のＧａＡｓとＯ2 ガスと
が反応して酸化薄膜５０が形成されるため、ｐ−チャネ
ル層４８ｂとゲート電極５２との間に酸化薄膜５０を介
在させたショットキー接触を形成することができ、従っ
てこのショットキー特性の改善と安定化を実現すること
ができる。
【００５３】次に、図４のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのゲ
ート電極５２形成前の水洗乾燥処理において使用する混
合ガスの種類とＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキー
特性との関係を、図８を用いて説明する。図８は、ゲー
ト電極５２形成の前処理工程において、ＨＦ等を用いて
ｐ−不純物層４８ａ表面を露出させた後、上記図１に示
す水洗乾燥装置を用いて上記図２に示すような水洗乾燥
処理を行う際に使用する混合ガスの種類を変化させた場
合のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキーダイオード
順方向動作電圧Ｖｆの特性分布の変化を示すグラフであ
る。
ート電極５２形成前の水洗乾燥処理において使用する混
合ガスの種類とＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキー
特性との関係を、図８を用いて説明する。図８は、ゲー
ト電極５２形成の前処理工程において、ＨＦ等を用いて
ｐ−不純物層４８ａ表面を露出させた後、上記図１に示
す水洗乾燥装置を用いて上記図２に示すような水洗乾燥
処理を行う際に使用する混合ガスの種類を変化させた場
合のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキーダイオード
順方向動作電圧Ｖｆの特性分布の変化を示すグラフであ
る。
【００５４】図８のグラフ中で、（Ａ）は、低反応性の
Ｎ2 ガスに反応性のＯ2 ガスを２０％添加した混合ガス
を用いて水洗乾燥処理を行った場合の順方向動作電圧Ｖ
ｆの特性分布である。また、（Ｂ）は、低反応性のＮ2
ガスに非反応性のＡｒガスを５０％添加した混合ガスを
用いた場合の順方向動作電圧Ｖｆの特性分布である。更
に、（Ｃ）は、従来の低反応性のＮ2 ガス１００％で水
洗乾燥処理を行った場合の順方向動作電圧Ｖｆの特性分
布である。
Ｎ2 ガスに反応性のＯ2 ガスを２０％添加した混合ガス
を用いて水洗乾燥処理を行った場合の順方向動作電圧Ｖ
ｆの特性分布である。また、（Ｂ）は、低反応性のＮ2
ガスに非反応性のＡｒガスを５０％添加した混合ガスを
用いた場合の順方向動作電圧Ｖｆの特性分布である。更
に、（Ｃ）は、従来の低反応性のＮ2 ガス１００％で水
洗乾燥処理を行った場合の順方向動作電圧Ｖｆの特性分
布である。
【００５５】（Ａ）と（Ｃ）との関係は、上記図７に示
した第３の実施例と従来例との関係と同様である。この
図８のグラフの場合は、下地チャネル層とゲート電極と
の間に酸化薄膜が形成されることにより、順方向動作電
圧Ｖｆが２０〜３０ｍＶ程度高い方にシフトした。
（Ｂ）の場合は、従来の（Ｃ）の場合より数ｍＶ程度低
い方にシフトした。これは、非反応性のＡｒガスの混合
により、低反応性のＮ2 ガス１００％の場合より下地チ
ャネル層表面に形成される薄膜の厚さが薄くなったこと
によると考えられる。
した第３の実施例と従来例との関係と同様である。この
図８のグラフの場合は、下地チャネル層とゲート電極と
の間に酸化薄膜が形成されることにより、順方向動作電
圧Ｖｆが２０〜３０ｍＶ程度高い方にシフトした。
（Ｂ）の場合は、従来の（Ｃ）の場合より数ｍＶ程度低
い方にシフトした。これは、非反応性のＡｒガスの混合
により、低反応性のＮ2 ガス１００％の場合より下地チ
ャネル層表面に形成される薄膜の厚さが薄くなったこと
によると考えられる。
【００５６】以上のことから、従来の低反応性のＮ2 ガ
ス１００％で水洗乾燥処理を行った場合においても、実
際には何らかの薄膜が下地チャネル層表面に形成されて
おり、順方向動作電圧Ｖｆの上昇に寄与していることが
分かる。従って、本発明の特徴は、水洗乾燥処理に使用
するガスに少なくとも５％〜８０％の反応性ガスを添加
することにより、意識的に酸化薄膜を形成し、下地チャ
ネル層の表面状態を安定化させて、ショットキー特性を
改善し、安定化することにある。
ス１００％で水洗乾燥処理を行った場合においても、実
際には何らかの薄膜が下地チャネル層表面に形成されて
おり、順方向動作電圧Ｖｆの上昇に寄与していることが
分かる。従って、本発明の特徴は、水洗乾燥処理に使用
するガスに少なくとも５％〜８０％の反応性ガスを添加
することにより、意識的に酸化薄膜を形成し、下地チャ
ネル層の表面状態を安定化させて、ショットキー特性を
改善し、安定化することにある。
【００５７】また、水洗乾燥処理に使用する混合ガスの
反応性ガス、低反応性ガス、非反応性ガスの混合比は、
形成される酸化薄膜の膜厚等に大きな影響を与える。特
に反応性ガスの混合比は、ある一定の限度内において、
その増加につれて酸化薄膜の膜厚が厚くなる傾向にある
ため、所望のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキー特
性に応じて適切な混合比を決定することが望ましい。
反応性ガス、低反応性ガス、非反応性ガスの混合比は、
形成される酸化薄膜の膜厚等に大きな影響を与える。特
に反応性ガスの混合比は、ある一定の限度内において、
その増加につれて酸化薄膜の膜厚が厚くなる傾向にある
ため、所望のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキー特
性に応じて適切な混合比を決定することが望ましい。
【００５８】次に、図４のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのゲ
ート電極５２形成前の水洗乾燥処理において使用する混
合ガス、純水及びウェーハの温度とＧａＡｓ−ＭＥＳＦ
ＥＴのショットキー特性との関係を、図９を用いて説明
する。図９は、ゲート電極５２形成の前処理工程におい
て、ＨＦ等を用いてｐ−不純物層４８ａ表面を露出させ
た後、上記図１に示す水洗乾燥装置のガス用ヒータ２８
ａ、純水用ヒータ２８ｂ、チェンバ用ヒータ３０を用い
て上記図２に示すような水洗乾燥処理を行う際に使用す
る混合ガス、純水及びウェーハの温度を変化させた場合
のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキーダイオード順
方向動作電圧Ｖｆの特性分布の変化を示すグラフであ
る。
ート電極５２形成前の水洗乾燥処理において使用する混
合ガス、純水及びウェーハの温度とＧａＡｓ−ＭＥＳＦ
ＥＴのショットキー特性との関係を、図９を用いて説明
する。図９は、ゲート電極５２形成の前処理工程におい
て、ＨＦ等を用いてｐ−不純物層４８ａ表面を露出させ
た後、上記図１に示す水洗乾燥装置のガス用ヒータ２８
ａ、純水用ヒータ２８ｂ、チェンバ用ヒータ３０を用い
て上記図２に示すような水洗乾燥処理を行う際に使用す
る混合ガス、純水及びウェーハの温度を変化させた場合
のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキーダイオード順
方向動作電圧Ｖｆの特性分布の変化を示すグラフであ
る。
【００５９】図９のグラフにおいて、（Ａ）は、ガス用
ヒータ２８ａ、純水用ヒータ２８ｂ、チェンバ用ヒータ
３０を用いず、室温の２５℃で水洗乾燥処理を行った場
合の順方向動作電圧Ｖｆの特性分布である。また、
（Ｂ）は、ガス用ヒータ２８ａ、純水用ヒータ２８ｂ、
チェンバ用ヒータ３０を用いて、それぞれ混合ガス、純
水及びチェンバ内の雰囲気を加熱し、ウェーハ温度が約
４０℃の状態で水洗乾燥処理を行った場合の順方向動作
電圧Ｖｆの特性分布である。
ヒータ２８ａ、純水用ヒータ２８ｂ、チェンバ用ヒータ
３０を用いず、室温の２５℃で水洗乾燥処理を行った場
合の順方向動作電圧Ｖｆの特性分布である。また、
（Ｂ）は、ガス用ヒータ２８ａ、純水用ヒータ２８ｂ、
チェンバ用ヒータ３０を用いて、それぞれ混合ガス、純
水及びチェンバ内の雰囲気を加熱し、ウェーハ温度が約
４０℃の状態で水洗乾燥処理を行った場合の順方向動作
電圧Ｖｆの特性分布である。
【００６０】この図９のグラフから明らかなように、ウ
ェーハ温度が約４０℃の（Ｂ）の場合は、室温の２５℃
の（Ａ）の場合よりも、順方向動作電圧Ｖｆが２０ｍＶ
程度大きくなった。これは、ウェーハ温度の上昇が、下
地チャネル層表面のＧａＡｓとＯ2 ガスとの反応を促進
させることにより、より厚い酸化薄膜を形成したことに
よると考えられる。従って、混合ガス、純水及びウェー
ハの温度は、形成される酸化薄膜の膜厚等に大きな影響
を与えるため、所望のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショッ
トキー特性に応じて適切な温度制御を行うことが望まし
い。
ェーハ温度が約４０℃の（Ｂ）の場合は、室温の２５℃
の（Ａ）の場合よりも、順方向動作電圧Ｖｆが２０ｍＶ
程度大きくなった。これは、ウェーハ温度の上昇が、下
地チャネル層表面のＧａＡｓとＯ2 ガスとの反応を促進
させることにより、より厚い酸化薄膜を形成したことに
よると考えられる。従って、混合ガス、純水及びウェー
ハの温度は、形成される酸化薄膜の膜厚等に大きな影響
を与えるため、所望のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショッ
トキー特性に応じて適切な温度制御を行うことが望まし
い。
【００６１】尚、上記第３の実施例においては、ＧａＡ
ｓ基板を用いたＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴの製造方法に上
記第１の実施例による水洗乾燥装置を用いた水洗乾燥方
法を適用する場合について述べているが、ＧａＡｓ基板
を用いたＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴの場合に限定する必要
はない。例えばＩｎＰ基板を用いた半導体装置であって
もよいし、ＧａＡｓ基板又はＩｎＰ基板上の（ＡｌX Ｇ
ａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y ＰZ Ａｓ1-Z （０≦Ｘ＜１、０≦Ｙ
＜１、０≦Ｚ＜１）エピタキシャル成長層を用いた半導
体装置であってもよい。これらの場合は、ＩｎＰ基板又
は（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y ＰZ Ａｓ1-Z （０≦Ｘ
＜１、０≦Ｙ＜１、０≦Ｚ＜１）エピタキシャル成長層
の表面に形成される酸化薄膜は、ＩｎＰ基板の基板元素
を含む酸化膜となり、（ＡｌX Ｇａ1-X ） Y Ｉｎ1-Y Ｐ
Z Ａｓ1-Z エピタキシャル成長層の元素を含む酸化膜と
なる。
ｓ基板を用いたＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴの製造方法に上
記第１の実施例による水洗乾燥装置を用いた水洗乾燥方
法を適用する場合について述べているが、ＧａＡｓ基板
を用いたＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴの場合に限定する必要
はない。例えばＩｎＰ基板を用いた半導体装置であって
もよいし、ＧａＡｓ基板又はＩｎＰ基板上の（ＡｌX Ｇ
ａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y ＰZ Ａｓ1-Z （０≦Ｘ＜１、０≦Ｙ
＜１、０≦Ｚ＜１）エピタキシャル成長層を用いた半導
体装置であってもよい。これらの場合は、ＩｎＰ基板又
は（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉｎ1-Y ＰZ Ａｓ1-Z （０≦Ｘ
＜１、０≦Ｙ＜１、０≦Ｚ＜１）エピタキシャル成長層
の表面に形成される酸化薄膜は、ＩｎＰ基板の基板元素
を含む酸化膜となり、（ＡｌX Ｇａ1-X ） Y Ｉｎ1-Y Ｐ
Z Ａｓ1-Z エピタキシャル成長層の元素を含む酸化膜と
なる。
【００６２】このように、本発明は、ある工程の前処理
において露出させた半導体層の表面状態を安定化するこ
とが望ましい場合に広く適用することができる。
において露出させた半導体層の表面状態を安定化するこ
とが望ましい場合に広く適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体基板を保持するウェーハホルダと、このウェーハホ
ルダを内設するチェンバと、このチェンバ内に設置さ
れ、半導体基板表面に純水又は反応性ガスと低反応性ガ
ス又は不活性ガスとの混合ガスを噴射するノズルとを有
することにより、半導体基板表面に向けて、純水導入ノ
ズルから純水を噴射して水洗すると共に、この水洗時の
雰囲気ガス又は水洗後の乾燥ガスとして反応性ガスを含
む混合ガスを使用することができる。
導体基板を保持するウェーハホルダと、このウェーハホ
ルダを内設するチェンバと、このチェンバ内に設置さ
れ、半導体基板表面に純水又は反応性ガスと低反応性ガ
ス又は不活性ガスとの混合ガスを噴射するノズルとを有
することにより、半導体基板表面に向けて、純水導入ノ
ズルから純水を噴射して水洗すると共に、この水洗時の
雰囲気ガス又は水洗後の乾燥ガスとして反応性ガスを含
む混合ガスを使用することができる。
【００６４】このため、半導体基板表面の水洗乾燥処理
を行う際に、水洗時の雰囲気ガス又は水洗後の乾燥ガス
として反応性ガスを含む混合ガスを使用することによ
り、半導体基板と反応性ガスとの反応によって半導体基
板表面に薄膜を形成することができ、この薄膜によって
半導体基板の表面状態を安定化させることができる。ま
た、この半導体基板表面の水洗乾燥処理を化合物半導体
装置のショットキー電極形成の前処理に適用し、化合物
半導体基板上に薄膜が形成され、この薄膜を化合物半導
体基板と金属ゲートとの間に介在させたショットキー接
触を実現することにより、化合物半導体基板の表面状態
が薄膜によって安定化され、ショットキー特性の改善と
安定化を実現することができる。
を行う際に、水洗時の雰囲気ガス又は水洗後の乾燥ガス
として反応性ガスを含む混合ガスを使用することによ
り、半導体基板と反応性ガスとの反応によって半導体基
板表面に薄膜を形成することができ、この薄膜によって
半導体基板の表面状態を安定化させることができる。ま
た、この半導体基板表面の水洗乾燥処理を化合物半導体
装置のショットキー電極形成の前処理に適用し、化合物
半導体基板上に薄膜が形成され、この薄膜を化合物半導
体基板と金属ゲートとの間に介在させたショットキー接
触を実現することにより、化合物半導体基板の表面状態
が薄膜によって安定化され、ショットキー特性の改善と
安定化を実現することができる。
【００６５】従って、半導体基板表面の水洗乾燥処理に
おいて、意図的に半導体基板表面に薄膜を形成すること
により、半導体基板の表面状態が安定化し、その後の製
造工程を経て形成される半導体素子の特性の安定性及び
半導体基板の面内均一性を向上させるため、半導体素子
の性能、信頼性、及び製造歩留まりの向上を実現するこ
とができる。
おいて、意図的に半導体基板表面に薄膜を形成すること
により、半導体基板の表面状態が安定化し、その後の製
造工程を経て形成される半導体素子の特性の安定性及び
半導体基板の面内均一性を向上させるため、半導体素子
の性能、信頼性、及び製造歩留まりの向上を実現するこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施例による水洗乾燥装置を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】図１の水洗乾燥装置を用いる水洗乾燥処理方法
の説明図である。
の説明図である。
【図３】本発明の第２の実施例による水洗乾燥装置を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例によるＧａＡｓ−ＭＥＳ
ＦＥＴを示す断面図である。
ＦＥＴを示す断面図である。
【図５】図４のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴの製造方法を示
す工程図（その１）である。
す工程図（その１）である。
【図６】図４のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴの製造方法を示
す工程図（その２）である。
す工程図（その２）である。
【図７】図４のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキー
ダイオード順方向動作電圧Ｖｆの特性を示すグラフであ
る。
ダイオード順方向動作電圧Ｖｆの特性を示すグラフであ
る。
【図８】水洗乾燥処理に使用する混合ガスの種類を変化
させた場合のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキーダ
イオード順方向動作電圧Ｖｆの特性分布の変化を示すグ
ラフである。
させた場合のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのショットキーダ
イオード順方向動作電圧Ｖｆの特性分布の変化を示すグ
ラフである。
【図９】水洗乾燥処理に使用する混合ガス、純水及びウ
ェーハの温度を変化させた場合のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥ
Ｔのショットキーダイオード順方向動作電圧Ｖｆの特性
分布の変化を示すグラフである。
ェーハの温度を変化させた場合のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥ
Ｔのショットキーダイオード順方向動作電圧Ｖｆの特性
分布の変化を示すグラフである。
１０…チェンバ １２…ウェーハ １４…ウェーハホルダ １６…モータ １８ａ…ガス導入ノズル １８ｂ…純水導入ノズル １８ｃ…混合ガス及び純水導入兼用ノズル ２０…ガス混合器 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ…フィルタ ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ…流量計 ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ…流量調整バルブ ２８ａ…ガス用ヒータ ２８ｂ…純水用ヒータ ２８ｃ…混合ガス及び純水兼用ヒータ ３０…チェンバ用ヒータ ３２…混合ガス ３４…純水 ３６…酸化薄膜 ３８…切り替えバルブ ４０…半絶縁性ＧａＡｓ基板 ４２…ＳｉＮ膜 ４４…レジスト ４６…Ｍｇイオン注入層 ４６ａ…ｎ−不純物層 ４８…Ｓｉイオン注入層 ４８ａ…ｐ−不純物層 ４８ｂ…ｐ−チャネル層 ５０…酸化薄膜 ５２…ゲート電極 ５４…ｐ+ −ソース領域 ５６…ｐ+ −ドレイン領域 ５８…ＳｉＮ膜 ６０…ソース電極 ６２…ドレイン電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/304 ３５１ Ｚ 29/872 7376−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 29/48 Ｆ 7376−4Ｍ Ｈ 7376−4Ｍ 29/80 Ｂ (72)発明者 大泉 卓也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 久野 正明 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (16)
- 【請求項１】 化合物半導体基板と、前記化合物半導体
基板上にショットキー接触して形成されている金属ゲー
トとを有する半導体装置において、 前記化合物半導体基板表面に薄膜が形成され、前記薄膜
が前記化合物半導体基板と前記金属ゲートとの間に介在
していることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置において、 前記薄膜が、前記化合物半導体基板の酸化膜であること
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の半導体装置において、 前記化合物半導体基板が、ＧａＡｓ基板であり、 前記薄膜が、基板元素を含む酸化膜であることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の半導体装置において、 前記化合物半導体基板が、ＩｎＰ基板であり、 前記薄膜が、基板元素を含む酸化膜であることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項５】 請求項２記載の半導体装置において、 前記化合物半導体基板が、ＧａＡｓ基板又はＩｎＰ基板
の上にエピタキシャル成長した（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y Ｉ
ｎ1-Y ＰZ Ａｓ1-Z （０≦Ｘ＜１、０≦Ｙ＜１、０≦Ｚ
＜１）層であり、 前記薄膜が、前記エピタキシャル層の元素を含む酸化膜
であることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項６】 半導体基板表面を純水によって洗浄した
後に、乾燥ガスによって乾燥する半導体装置の製造方法
において、 前記半導体基板表面の水洗時における雰囲気ガスとし
て、又は前記半導体基板表面の乾燥時における前記乾燥
ガスとして、反応性ガスと低反応性ガス若しくは非反応
性ガスとの混合ガスを用い、 前記半導体基板表面に、前記半導体基板と前記混合ガス
中の前記反応性ガスとの反応によって薄膜を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記反応性ガスの流量及び混合比を制御することを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 請求項６記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記反応性ガスが、酸素ガスであり、 前記低反応性ガスが、窒素ガスであり、 前記非反応性ガスが、アルゴンガス、ネオンガス、ヘリ
ウムガス、又はキセノンガスであることを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 請求項７又は８に記載の半導体装置の製
造方法において、 前記酸素ガスの混合比が、５％乃至８０％であることを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項６記載の半導体装置の製造方法
において、 前記半導体基板、前記純水、又は前記混合ガスの温度を
制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 化合物半導体基板表面を露出する工程
と、 請求項６乃至１０のいずれかに記載の半導体装置の製造
方法を用いて、露出した前記化合物半導体基板表面を水
洗乾燥処理し、前記化合物半導体基板表面に、前記化合
物半導体基板と前記混合ガス中の前記反応性ガスとの反
応によって薄膜を形成する工程と、 前記薄膜上に前記金属ゲートを形成する工程とを有し、 前記化合物半導体基板と前記金属ゲートとの間に前記薄
膜を介在させてショットキー接触を形成することを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 半導体基板を保持するウェーハホルダ
と、 前記ウェーハホルダを内設するチェンバと、 前記チェンバ内に設置され、前記半導体基板表面に純水
又はガスを噴射するノズルと、 前記ノズルに、反応性ガス、反応性ガス、及び非反応性
ガスをそれぞれ供給するガス供給源とを有することを特
徴とする半導体装置の製造装置。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の半導体装置の製造装
置において、 前記ガス供給源と前記ノズルとの間に設置され、前記反
応性ガス、前記低反応性ガス、及び前記非反応性ガスの
流量を制御するガス流量制御手段を有することを特徴と
する半導体装置の製造装置。 - 【請求項１４】 請求項１２又は１３に記載の半導体装
置の製造装置において、 前記ガス供給源と前記ノズルとの間に設置され、前記反
応性ガスと前記低反応性ガス又は前記非反応性ガスとを
混合させるガス混合手段を有することを特徴とする半導
体装置の製造装置。 - 【請求項１５】 請求項１２記載の半導体装置の製造装
置において、 前記半導体基板を内包する前記チェンバ内の雰囲気の温
度、又は前記半導体基板表面に噴射する前記純水若しく
は前記混合ガスの温度を制御する温度制御手段を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造装置。 - 【請求項１６】 請求項１２記載の半導体装置の製造装
置において、 前記半導体基板を保持する前記ウェーハホルダを前記チ
ェンバ内で回転させるウェーハホルダ回転手段を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17943293A JP3300112B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
| FR9403799A FR2709377A1 (fr) | 1993-07-20 | 1994-03-30 | Dispositif semiconducteur ayant une pellicule mince de stabilisation de l'état de surface du substrat et son procédé de fabrication. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17943293A JP3300112B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737904A true JPH0737904A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3300112B2 JP3300112B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=16065765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17943293A Expired - Fee Related JP3300112B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300112B2 (ja) |
| FR (1) | FR2709377A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE202014100815U1 (de) * | 2014-02-24 | 2014-03-14 | Ramgraber Gmbh | Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiterscheiben, Substraten oder dergleichen |
| DE202014100814U1 (de) * | 2014-02-24 | 2014-03-14 | Ramgraber Gmbh | Vorrichtung zur nasschemischen Behandlung von Objekten, insbesondere von flachen, insbesondere scheibenförmigen Gegenständen wie Halbleiterscheiben, Substraten oder dergleichen |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0365341A (ja) * | 1989-08-04 | 1991-03-20 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 積層体 |
| JPH04132232A (ja) * | 1990-09-25 | 1992-05-06 | Nec Corp | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
| JPH0532155A (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-09 | Kyushu Showa Sangyo Kk | 車輌消毒装置 |
| JPH05129342A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-25 | Sharp Corp | 化合物半導体装置 |
| JPH06252178A (ja) * | 1993-02-22 | 1994-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH0883811A (ja) * | 1991-03-07 | 1996-03-26 | Japan Energy Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-07-20 JP JP17943293A patent/JP3300112B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-03-30 FR FR9403799A patent/FR2709377A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH06252178A (ja) * | 1993-02-22 | 1994-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3300112B2 (ja) | 2002-07-08 |
| FR2709377A1 (fr) | 1995-03-03 |
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