JPH08124939A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH08124939A
JPH08124939A JP25664594A JP25664594A JPH08124939A JP H08124939 A JPH08124939 A JP H08124939A JP 25664594 A JP25664594 A JP 25664594A JP 25664594 A JP25664594 A JP 25664594A JP H08124939 A JPH08124939 A JP H08124939A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
entire surface
forming
gate electrode
fet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25664594A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunori Nishii
勝則 西井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP25664594A priority Critical patent/JPH08124939A/ja
Publication of JPH08124939A publication Critical patent/JPH08124939A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自己整合FETプロセスにおいて、ピンチオ
フ特性に優れたFETを安定に作製することのできる半
導体装置の製造方法を提供することである。 【構成】 半絶縁性GaAs基板1にSiの選択イオン
注入を行い活性層2を形成し、全面に高融点金属膜3で
形成する。CF4とSF6の混合ガスを用いた異方性ドラ
イエッチングでゲートパターンに高融点金属23を加工
しゲート電極4を形成する。全面を酸素プラズマ処理
し、GaAs基板表面に残存するエッチングガス成分の
硫黄を除去する。ゲート電極4をマスクとしてSiの選
択イオン注入を行い低濃度n型層5を形成する。全面に
第1の絶縁膜6例えばシリコン窒化膜を形成しこの絶縁
膜を通して高濃度n型注入領域7を形成する。保護膜8
を全面に形成してアニールを行う。アニール膜8を除去
してソースドレイン電極9を形成してGaAsFETを
完成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関するもので、特にGaAsなどの化合物半導体のM
ESFET(Metal Semiconductor Field Effect Transi
stor) の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、GaAsなど化合物半導体を用い
たMESFETの開発が盛んに行なわれている。GaA
sMESFETにおいては特性の高性能化、均一化のた
めに自己整合プロセスが一般的に用いられている。この
自己整合プロセスはイオン注入法を用いてソース・ドレ
イン抵抗を下げるために、高融点金属からなるゲート金
属を形成して、そのゲート金属をマスクとしてゲート金
属の両側に自己整合でキャリア濃度が高いソース・ドレ
イン領域を形成する方法である。さらに、最近ではFE
T特性のドレイン耐圧向上のためにゲート電極と高濃度
ソース・ドレイン領域の間に低濃度n型領域を形成した
LDD(Lightly Doped Drain)構造が盛んに導入さ
れている。そのLDD構造GaAsMESFETの従来
の製造方法の断面図を図5(a)−(f)に示す。
【0003】半絶縁性GaAs基板11にSiの選択イ
オン注入を行いn型注入領域12を形成し、全面に高融
点金属13例えばWSiをスパッタで形成する(a)。
次にCF4とSF6の混合ガスを用いた異方性ドライエッ
チンでグ所望のゲートパターンに前記高融点金属13を
加工しゲート電極14を形成する(b)。次に、前記ゲ
ート電極14をマスクとしてSiの選択イオン注入を行
い低濃度n型層15を自己整合で形成する(c)。次
に、全面に第1の絶縁膜16例えばシリコン窒化膜を2
00nm形成しこの絶縁膜を通して高濃度n型注入領域
17をゲート電極14に対して自己整合で形成する
(d)。その後、注入層の活性化のためアニール保護膜
18例えばシリコン酸化膜を全面に形成して820℃、
20分間のアニールを行う(e)。最後にアニール膜1
8を除去してソースドレイン電極19を形成してGaA
sFETを完成する(f)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような作製方法では、ゲート電極形成のためのCF4
SF6の混合ガスによる異方性ドライエッチング後にG
aAs基板表面にエッチングガスの成分である硫黄Sが
付着し、これが次の低濃度n型注入時にSiと同時にG
aAs基板内に注入され、後の活性化のためのアニール
時にキャリアとなりFET特性を劣化させたり、FET
特性が不安定になるといった問題を発生させた。図6は
従来の方法で作製したLDD構造FETの静特性を示
す。
【0005】低濃度n領域への硫黄の拡散によりドレイ
ン耐圧が低くなり、FETのピンチオフ特性が悪いこと
がわかる。
【0006】この発明の目的は、このような課題を解決
して、高融点金属ゲートを用いた自己整合プロセスにお
いて、FET特性の劣化のない、また特性の安定したF
ETを作製することのできる半導体装置の製造方法を提
供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、半導体基板にイオン注入により活性層を形
成する工程と、全面に高融点金属膜を形成する工程と、
前記高融点金属膜を所定のエッチングガスでドライエッ
チング加工しゲート電極を形成する工程と、前記半導体
基板表面に付着したエッチングガス成分を除去する工程
と、前記ゲート電極の両側に高濃度注入領域を形成する
工程と、注入イオンの活性化を行なうためのアニールを
行う工程を含む。
【0008】
【作用】本発明によれば、アニールを行う時、高融点金
属薄膜はゲート電極部のみの小面積でなくゲート電極よ
り引き出した領域にも形成されていたり、またゲート電
極上部より取り出した領域に大面積で形成しているた
め、従来とゲート電極端にかかる応力が異なり、短ゲー
ト長FETを自己整合プロセスで形成してもFET静特
性にキンクが発生することなく、ゲート耐圧に優れた特
性を得ることが可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の半導体装置の製造方法の実施
例について、図面を参照しながら説明する。図1(a)
−(g)は本発明半導体装置の製造方法の実施例を示す
断面図である。
【0010】半絶縁性GaAs基板1にSi の選択イ
オン注入を行い活性層2を形成し、全面に高融点金属膜
3例えばWSiをスパッタで形成する(a)。次にCF
4とSF6の混合ガスを用いた異方性ドライエッチンでグ
所望のゲートパターンに前記高融点金属23を加工しゲ
ート電極4を形成する(b)。次に、全面を酸素プラズ
マ処理し、GaAs基板表面に残存するエッチングガス
成分の硫黄を除去する(c)。次に、前記ゲート電極4
をマスクとしてSiの選択イオン注入を行い低濃度n型
層5を自己整合で形成する(d)。次に、全面に第1の
絶縁膜6例えばシリコン窒化膜を200nm形成しこの
絶縁膜を通して高濃度n型注入領域7をゲート電極4に
対して自己整合で形成する(e)。その後、注入層の活
性化のためアニール保護膜8例えばシリコン酸化膜を全
面に形成して820℃、20分間のアニールを行う
(f)。最後にアニール膜8を除去してソースドレイン
電極9を形成してGaAsFETを完成する(g)。
【0011】本発明に示すように、WSiゲート電極を
形成する場合、電極形状を良好な矩型形状にするためエ
ッチングガスにはCF4とSF6の混合ガスが一般によく
用いられる。しかし、このガスを用いてエッチングを行
った後のGaAs基板表面には多量の硫黄が残存してい
る。この状態で次の工程である低濃度n型領域形成のた
めのイオン注入を行うと、前記硫黄原子もGaAs内に
入り込み後のアニール工程で活性化しキャリアとなる。
そのため、所望の濃度よりキャリア濃度は高くなり耐圧
不良やFET特性劣化の原因となった。したがって、こ
の問題を解決するには、ゲート加工後にGaAs表面に
付着した硫黄を除去しなければならない。しかし、この
硫黄は薬品処理や熱処理では除去できない。
【0012】図2はゲート加工後のGaAs表面および
いろいろな処理を行った後のGaAs表面を全反射蛍光
X線分析した結果である。比較のためにゲート加工をし
ていない清浄なGaAs基板の分析結果も示す。塩酸や
弗酸の薬品処理や400℃の熱処理ではほとんど硫黄の
強度は変化を示さないが、酸素プラズマ処理では硫黄の
強度は清浄なGaAs基板に近いところまで減少してい
る。これは酸素プラズマ処理によりGaAs表面の硫黄
が除去されたことを示している。
【0013】図3は本実施例により作製されたFETの
静特性を示す。ドレイン耐圧も充分でピンチオフ特性に
優れたFETであることがわかる。
【0014】また、図4は本発明実施前後におけるFE
Tのしきい値電圧のロット推移を示したものである。本
発明実施以前はロット内およびロット間のしきい値電圧
のばらつきは大きかったが、本発明によりばらつきは小
さくなっている。これは、GaAs表面に残存する硫黄
の量がロット内およびロット間で異なり、これがしきい
値電圧に大きな影響を与えていたものと思われる。
【0015】なお、本実施例では高融点金属膜にWSi
用いたが、これに限定されることなく他の高融点金属膜
であっても良い。また、本実施例ではエッチングガスに
CF 4とSF6の混合ガスを用いたが、他のガスであって
もよい。また、本実施例ではGaAs基板表面に残存す
る硫黄について説明したが、これは硫黄に限らず炭素や
他の半導体基板に対してドーパントとなる元素であって
もよい。また、本実施例では基板表面の残留物をプラズ
マ処理により除去したが、これに限らず他の方法で除去
してもかまわない。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、ゲート加工後にGaA
s表面に付着したエッチングガスの成分である硫黄等の
不純物を酸素プラズマにより除去することにより、ドレ
イン耐圧も充分でピンチオフ特性に優れたFETを安定
良く作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す工程断面図
【図2】本発明の効果を示す図
【図3】本発明の効果を示す図
【図4】本発明の効果を示す図
【図5】従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図
【図6】従来の半導体装置の特性を示す図
【符号の説明】
1 半導体基板 2 活性層 3 高融点金属膜 4 ゲート電極 5 低濃度n層 6 第1の絶縁膜 7 高濃度n領域 8 アニール保護膜 9 オーミック電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板にイオン注入により活性層を形
    成する工程と、全面に高融点金属膜を形成する工程と、
    前記高融点金属膜を所定のエッチングガスでドライエッ
    チング加工しゲート電極を形成する工程と、前記半導体
    基板表面に付着したエッチングガス成分を除去する工程
    と、前記ゲート電極の両側に高濃度注入領域を形成する
    工程と、注入イオンの活性化を行なうためのアニールを
    行う工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】前記半導体基板表面に付着したエッチング
    ガス成分をプラズマ処理で除去することを特徴とする特
    許請求の範囲請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】前記高融点金属膜がタングステン、シリコ
    ンまたは窒素の混晶物であり、エッチングガスがCF4
    とSF6の混合ガスであること、また酸素プラズマ処理
    で前記半導体基板表面に付着したエッチングガス成分を
    除去することを特徴とする特許請求の範囲請求項1記載
    の半導体装置の製造方法。
JP25664594A 1994-10-21 1994-10-21 半導体装置の製造方法 Pending JPH08124939A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25664594A JPH08124939A (ja) 1994-10-21 1994-10-21 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25664594A JPH08124939A (ja) 1994-10-21 1994-10-21 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08124939A true JPH08124939A (ja) 1996-05-17

Family

ID=17295491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25664594A Pending JPH08124939A (ja) 1994-10-21 1994-10-21 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08124939A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006511095A (ja) * 2002-12-17 2006-03-30 レイセオン・カンパニー 硫化物封止パッシベーション技法
US8143621B2 (en) 2006-03-10 2012-03-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Active type display device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006511095A (ja) * 2002-12-17 2006-03-30 レイセオン・カンパニー 硫化物封止パッシベーション技法
US8143621B2 (en) 2006-03-10 2012-03-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Active type display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920002090B1 (ko) 전계효과 트랜지스터의 제조방법
EP0268298B1 (en) Method of producing a Schottky-barrier field effect transistor
JPH02253632A (ja) 電界効果型トランジスタの製造方法
US5763311A (en) High performance asymmetrical MOSFET structure and method of making the same
US6548363B1 (en) Method to reduce the gate induced drain leakage current in CMOS devices
KR20030027795A (ko) 산화물/규소 질화물 계면 하부 구조 개선을 위한 방법 및구조
JP3061736B2 (ja) 低濃度ドーピングドレインを有するmos型電界効果トランジスタの製造方法
US6358798B1 (en) Method for forming gate electrode by damascene process
JPH08124939A (ja) 半導体装置の製造方法
US5514606A (en) Method of fabricating high breakdown voltage FETs
JP3277910B2 (ja) 電界効果トランジスタ及びその製造方法
US5923949A (en) Semiconductor device having fluorine bearing sidewall spacers and method of manufacture thereof
JP2792948B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US6130164A (en) Semiconductor device having gate oxide formed by selective oxide removal and method of manufacture thereof
KR100204015B1 (ko) 모스트랜지스터 제조방법
US6127284A (en) Method of manufacturing a semiconductor device having nitrogen-bearing oxide gate insulating layer
JPH09172163A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04291732A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JPS6142963A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0737905A (ja) 半導体装置の製造方法
KR930007197B1 (ko) 내열성 자기정렬 게이트 GaAs MESFET의 제조방법
KR100228334B1 (ko) 반도체 장치의 전계효과트랜지스터 제조방법
KR20000021070A (ko) 모스형 트랜지스터 형성방법
KR940004262B1 (ko) 갈륨비소 금속반도체 전계효과 트랜지스터의 제조방법
JPH028454B2 (ja)