JPH0997913A - Method for manufacturing compound semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing compound semiconductor device

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JPH0997913A
JPH0997913A JP25155495A JP25155495A JPH0997913A JP H0997913 A JPH0997913 A JP H0997913A JP 25155495 A JP25155495 A JP 25155495A JP 25155495 A JP25155495 A JP 25155495A JP H0997913 A JPH0997913 A JP H0997913A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove simply S left on GaAs generated at the time of dry etching and form a gate electrode having stably excellent Schottky characteristics. SOLUTION: After a silicon oxide film 3 is formed on a GaAs substrate 1 having an operation layer 2, the silicon oxide film 3 is dry-etched using SF6 gas. At this time, residual sulfur 6 remains on a face of GaAs. Next, after photoresist 4-1 is removed and it is soaked in an aqueous solution of hydrochloric acid, it is baked at a high temperature of 300 or more to less than 600 deg.C under H2 gas atmosphere to remove the residual sulfur 6. A gate electrode is formed and a source.drain electrode is formed to obtain a semiconductor device.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体装置
の製造方法に関し、特にMESFETのゲート電極の製
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, and more particularly to a method for manufacturing a gate electrode of MESFET.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAs(ガリウム砒素)をはじめとす
る▲III▼−▲V▼族化合物半導体を用いたショット
キー障壁ゲート電界効果トランジスタ(MESFET)
は金属と半導体との接触により形成されるショットキー
接合をゲート電極に有する構造であり、優れた高周波特
性を生かしてマイクロ波及びミリ波帯用低雑音増幅素
子、高出力増幅素子としてよく用いられている。
2. Description of the Related Art A Schottky barrier gate field effect transistor (MESFET) using a group III-V compound semiconductor such as GaAs (gallium arsenide).
Is a structure having a gate electrode with a Schottky junction formed by contact between a metal and a semiconductor, and it is often used as a low noise amplification element for microwave and millimeter wave band and a high output amplification element by utilizing excellent high frequency characteristics. ing.

【0003】MESFETの特性や信頼性を支配するシ
ョットキー接合のゲート電極として重要なことはφ
B (金属側からみたショットキー障壁高さ)が安定し
て、大きくなることである。金属と半導体の理想的な接
触の場合、φB は金属の仕事関係φm と半導体の電子親
和力χとの差(φB =φm −χ)で与えられる。実際に
は化合物半導体表面に存在する多くの界面準位により表
面でのフェルミ準位が固定(pinning)されて、
φB が決定する。
What is important as the gate electrode of the Schottky junction that controls the characteristics and reliability of the MESFET is φ.
B (the height of the Schottky barrier seen from the metal side) is stable and increases. In the case of an ideal contact between a metal and a semiconductor, φ B is given by the difference between the work relationship φ m of the metal and the electron affinity χ of the semiconductor (φ B = φ m −χ). Actually, the Fermi level on the surface is pinned by many interface levels existing on the compound semiconductor surface,
φ B is determined.

【0004】したがって、φB を安定して、大きくする
ためには、半導体の表面はできるだけ清浄で界面準位密
度が低いことが望ましい。
Therefore, in order to stabilize and increase φ B , it is desirable that the surface of the semiconductor is as clean as possible and the interface state density is low.

【0005】一方、ゲート電極材料としては、比抵抗が
小さく、半導体基板との密着性が良く、低応力であり、
耐熱性がある金属が望ましい。従来からよく用いられて
いるゲート電極材料はアルミニウム(Al)である。A
lは比抵抗が小さいうえに、電子ビーム蒸着を用いたリ
フトオフ法により容易にサブミクロン寸法のゲート電極
を形成できるからである。ただし、Alはエレクトロマ
イグレーションを起こしやすいため、寸法が細くなるに
つれて信頼度が著しく低下する。そこで、近年、Alに
かわる高信頼性ゲート金属材料として、タングステン
(W)、モリブデン(Mo)、タングステンシリサイド
(WSix y )などの高融点金属系導電膜が用いられ
てきている。この高融点金属系導電膜は次のような利点
がある。まず、耐熱性がよいため、MESFET製造プ
ロセスとして400〜800℃の高温が使用できること
である。次に、ハロゲンガスを用いたドライエッチング
により微細加工が可能であるため、サブミクロン寸法の
ゲート電極が形成できる。第3に、信頼性が高いことで
ある。
On the other hand, as the gate electrode material, the specific resistance is small, the adhesion to the semiconductor substrate is good, the stress is low,
A heat resistant metal is desirable. A gate electrode material that has been often used conventionally is aluminum (Al). A
This is because l has a small specific resistance and a submicron-sized gate electrode can be easily formed by a lift-off method using electron beam evaporation. However, since Al easily causes electromigration, the reliability is remarkably lowered as the dimension becomes smaller. In recent years, as a highly reliable gate metal material alternative to Al, tungsten (W), molybdenum (Mo), tungsten silicide (WSi x N y) a refractory metal-based conductive film such as have been used. This refractory metal-based conductive film has the following advantages. First, since it has good heat resistance, a high temperature of 400 to 800 ° C. can be used in the MESFET manufacturing process. Next, since fine processing can be performed by dry etching using a halogen gas, a submicron-sized gate electrode can be formed. Third, it is highly reliable.

【0006】高融点金属系導電膜を用いたGaAsME
SFETの従来の製造方法として、2例がある。
GaAsME using a refractory metal-based conductive film
There are two examples of conventional methods for manufacturing SFETs.

【0007】その第1例について説明するための、工程
順に示す断面図が図4(a)〜(d)である。
4 (a) to 4 (d) are sectional views showing the first example in the order of steps.

【0008】まず、図4(a)に示すように、半絶縁性
のGaAs基板1の上にエピタキシャル成長またはイオ
ン注入によって動作層2(チャネル層)を形成した後、
LPCVD法により厚さ400nmの酸化シリコン膜3
を成膜し、リソグラフィー技術を用いてフォトレジスト
マスク4−1を形成し、SF6 ガスを用いて酸化シリコ
ン膜3を選択的にドライエッチングし、ゲート電極形成
用の開口5を形成する。
First, as shown in FIG. 4 (a), after an operating layer 2 (channel layer) is formed on a semi-insulating GaAs substrate 1 by epitaxial growth or ion implantation,
400 nm thick silicon oxide film 3 formed by LPCVD
Is formed, a photoresist mask 4-1 is formed by using a lithography technique, and the silicon oxide film 3 is selectively dry-etched using SF 6 gas to form an opening 5 for forming a gate electrode.

【0009】次に、図4(b)に示すように、バレル式
または平行平板型などのプラズマ放電を発生する反応容
器にて、酸素(O2 )を含むガスを用いてフォトレジス
トマスク4−1を剥離する。また、溶液によるフォオト
レジスト剥離方法としては、高温(120℃)のジクロ
ルベンゼンフェノールとアルキルベンゼンスルフォン酸
の混合液に灌浸後、メチルエチルケトン、アルコールに
順次灌浸する方法(以下、これを高温有機剤によるフォ
トレジスト剥離方法と記す。)がある。
Next, as shown in FIG. 4B, a photoresist mask 4--using a gas containing oxygen (O 2 ) in a barrel-type or parallel-plate-type reaction vessel for generating plasma discharge. 1 is peeled off. Further, as a method for removing the photoresist with a solution, a method of immersing in a mixed solution of dichlorobenzenephenol and alkylbenzenesulfonic acid at high temperature (120 ° C.) and then sequentially immersing in methyl ethyl ketone and alcohol (hereinafter, this is referred to as high temperature organic It is described as a photoresist stripping method using an agent).

【0010】そして図4(c)に示すように、塩酸水溶
液(HClとH2 Oの比率が1:1)に浸漬してGaA
s表面上の酸化物及びドライエッチング時に残留した弗
化物を除去した後、開口部を含む酸化シリコン膜の表面
にゲート電極の一部となる厚さ200nmのWSi
x (X=2)膜7を蒸着法又は、スパッタ法にて成膜し
た後、厚さ100nmの窒化チタン(TiN)膜、厚さ
200nmの白金(Pt)膜、厚さ700nmの金(A
u)膜を蒸着法またはスパッタ法にて順次積層成膜した
膜8(以下TiN−Pt−Au膜と記す)を形成する。
Then, as shown in FIG. 4 (c), it is immersed in a hydrochloric acid aqueous solution (the ratio of HCl and H 2 O is 1: 1) to form GaA.
s After removing the oxide on the surface and the fluoride remaining during the dry etching, a 200 nm-thick WSi film that becomes a part of the gate electrode is formed on the surface of the silicon oxide film including the opening.
After forming the x (X = 2) film 7 by a vapor deposition method or a sputtering method, a titanium nitride (TiN) film having a thickness of 100 nm, a platinum (Pt) film having a thickness of 200 nm, and a gold (A) having a thickness of 700 nm are formed.
u) A film 8 (hereinafter referred to as a TiN-Pt-Au film) is formed by sequentially forming films by vapor deposition or sputtering.

【0011】次に、TiN−Pt−Au膜8上にリソグ
ラフィー技術にてフォトレジストマスク(図示しない)
を形成し、イオンミリング法によりTiN−Pt−Au
膜8をエッチングした後、SF6 とCF4 の混合ガスを
用いた反応性イオンエッチング法(以下RIEと記す)
によりWSix 膜7をドライエッチングして、図4
(d)に示すように、ゲート電極9−1を得る。
Next, a photoresist mask (not shown) is formed on the TiN-Pt-Au film 8 by a lithography technique.
And forming TiN-Pt-Au by the ion milling method.
After etching the film 8, a reactive ion etching method using a mixed gas of SF 6 and CF 4 (hereinafter referred to as RIE)
The WSi x film 7 is dry-etched by
As shown in (d), the gate electrode 9-1 is obtained.

【0012】そして、図4(e)に示すように、ソース
電極及びドレイン電極を形成する場所に位置するところ
の酸化シリコン膜2を選択的に除去し、蒸着法またはス
パッタ法にてソース電極10およびドレイン電極11を
選択的に形成し、半導体装置素子部を完成する。
Then, as shown in FIG. 4 (e), the silicon oxide film 2 at the position where the source electrode and the drain electrode are formed is selectively removed, and the source electrode 10 is formed by the vapor deposition method or the sputtering method. Then, the drain electrode 11 is selectively formed to complete the semiconductor device element portion.

【0013】次に、従来の製造方法の第2例について図
5(a)〜(e)を参照して説明する。
Next, a second example of the conventional manufacturing method will be described with reference to FIGS.

【0014】まず、図5(a)に示すように、動作層2
が形成されたGaAs基板1上にゲート電極の一部とな
るWSix 膜7を蒸着法またはスパッタ法にて成膜した
後、TiN−Pt−Au膜8を蒸着法またはスパッタ法
にて、形成する。
First, as shown in FIG. 5A, the operation layer 2
After the WSi x film 7 which will be a part of the gate electrode is formed on the GaAs substrate 1 on which is formed by the evaporation method or the sputtering method, the TiN-Pt-Au film 8 is formed by the evaporation method or the sputtering method. To do.

【0015】次に、図5(b)に示すように、TiN−
Pt−Au膜8上にリソグラフィー技術にてフォトレジ
ストマスク4−2を形成し、イオンミリング法によりT
iN−Pt−Au膜8をエッチングした後、SF6 ガス
を用いた反応性イオンエッチングによりWSix 膜7を
ドライエッチングする。
Next, as shown in FIG. 5 (b), TiN-
A photoresist mask 4-2 is formed on the Pt-Au film 8 by a lithography technique, and T is formed by an ion milling method.
After etching the iN-Pt-Au film 8, the WSi x film 7 is dry-etched by reactive ion etching using SF 6 gas.

【0016】次に、図5(c)に示すように、O2 ガス
を用いたアッシング法または高温有機剤による剥離法に
よりフォトレジストマスク4−2を除去し、ゲート電極
9−2を得る。
Next, as shown in FIG. 5C, the photoresist mask 4-2 is removed by an ashing method using O 2 gas or a peeling method using a high temperature organic agent to obtain a gate electrode 9-2.

【0017】次に、図4(d)に示すように、塩酸水溶
液(HClとH2 Oの比率が1:1)に浸漬してGaA
s表面上の酸化物及びドライエッチング時に残留した弗
化物を除去した後、ゲート電極9−2上及びGaAs上
を含む全面に絶縁膜12を成膜する。
Next, as shown in FIG. 4D, the GaA was immersed in a hydrochloric acid aqueous solution (the ratio of HCl and H 2 O was 1: 1).
After removing the oxide on the s surface and the fluoride remaining at the time of dry etching, the insulating film 12 is formed on the entire surface including the gate electrode 9-2 and GaAs.

【0018】そして、図5(e)に示すように、ソース
電極及びドレイン電極を形成する場所に位置するところ
の絶縁膜12を選択的に除去し、蒸着法またスパッタ法
にてソース電極10およびドレイン電極11を選択的に
形成し、半導体装置素子部を完成する。
Then, as shown in FIG. 5 (e), the insulating film 12 located where the source electrode and the drain electrode are to be formed is selectively removed, and the source electrode 10 and the source electrode 10 are formed by the vapor deposition method or the sputtering method. The drain electrode 11 is selectively formed to complete the semiconductor device element portion.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】上述した2通りの従来
の化合物半導体装置の製造方法の第1例では、ゲート電
極用開口を形成するために酸化シリコン膜をドライエッ
チングする際、SF6 ガスを用いているため、ゲート電
極開口部のGaAs表面に残留硫黄6(硫黄又はその化
合物でなる残留物)が、存在する問題があった。同様
に、従来の製造方法の第2例では、SF6 ガスを用いて
WSix 膜をドライエッチングしているため、残留硫黄
6がGaAs表面に残存する問題があった。GaAs表
面にSが残留している場合、SがGaAsにドーピング
されて、ゲート金属・GaAs間のφB が低下するた
め、ショットキー特性が劣化し、FET特性が悪化する
という問題が生じる。この問題は、すでに公知であり、
1994年秋季第55回応用物理学会学術講演会20p
−V−9「プロセス汚染のGaAsMESFET特性へ
の影響(2)〜ゲート加工ガス〜」(同講演会予稿集1
100ページ)にて報告されている。
In the first example of the above-described two conventional methods for manufacturing a compound semiconductor device, SF 6 gas is used when dry etching the silicon oxide film to form the gate electrode opening. Since it is used, there is a problem that residual sulfur 6 (residue of sulfur or its compound) exists on the GaAs surface of the gate electrode opening. Similarly, in the second example of the conventional manufacturing method, since the WSi x film is dry-etched using SF 6 gas, there is a problem that residual sulfur 6 remains on the GaAs surface. When S remains on the GaAs surface, GaAs is doped with S, and φ B between the gate metal and GaAs decreases, so that the Schottky characteristic deteriorates and the FET characteristic deteriorates. This problem is already known,
Autumn 1994 55th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics 20p
-V-9 "Influence of process contamination on GaAs MESFET characteristics (2) -gate processing gas" (Proceedings of the same lecture 1
100 pages).

【0020】SF6 ガスを用いて酸化シリコン膜をドラ
イエッチングした後のGaAs表面にて、Sが残留して
いることは、X線光電子分光(XPS)分析にて判明し
ている。ドライエッチング後に高温有機剤によるフォト
レジスト剥離と塩酸水溶液にて浸漬処理を施したGaA
s表面のXPS分析によるエネルギー・スペクトルグラ
フを図6に示す。図6(b)はSの結合状態をあらわす
グラフで、実線は浸漬処理後の実測曲線を、1点鎖線は
ドライエッチング前の実測曲線を示す。Sの2p結合を
示すピークがみられ、フォトレジスト剥離と塩酸水溶液
による処理にてSが除去できないことがわかる。また、
図6(a)はAsの結合状態をあらわすグラフで、実線
はドライエッチング後の実測曲線で、破線は各結合状態
に対応する解析用に推定した曲線である。As−Sの結
合がみられ、ドライエッチングにより残留しいたSはA
sと結合している。なお、同様の分析により、ドライエ
ッチング後にO2 ガスを用いたアッシング法を施しても
Sは除去されないことがわかっている。
It has been revealed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis that S remains on the GaAs surface after the silicon oxide film is dry-etched using SF 6 gas. GaA after dry etching after photoresist removal with high temperature organic agent and immersion treatment with hydrochloric acid solution
An energy spectrum graph of the s surface by XPS analysis is shown in FIG. FIG. 6B is a graph showing the bonding state of S. The solid line shows the actual measurement curve after the immersion treatment, and the alternate long and short dash line shows the actual measurement curve before dry etching. A peak showing the 2p bond of S is observed, which shows that S cannot be removed by photoresist stripping and treatment with an aqueous hydrochloric acid solution. Also,
FIG. 6A is a graph showing the bonding state of As, the solid line is the measured curve after dry etching, and the broken line is the curve estimated for analysis corresponding to each bonding state. As-S bonds were observed, and S remaining after dry etching was A
is associated with s. By the same analysis, it is known that S is not removed even if the ashing method using O 2 gas is performed after the dry etching.

【0021】また、ドライエッチングにてSF6 ガスを
用いずに、CHF3 またはCF4 ガスのみを用いること
も可能であるが、この場合にはGaAs基板へのエッチ
ングダメージがSF6 ガスの場合よりも大きくなり、所
望のFET特性が安定して得られない問題が生じる。
It is also possible to use only CHF 3 or CF 4 gas in dry etching without using SF 6 gas. In this case, however, the etching damage to the GaAs substrate is more than that in the case of SF 6 gas. Also becomes large, and there arises a problem that desired FET characteristics cannot be stably obtained.

【0022】従って、本発明の目的は、ゲート電極形成
のためのドライエッチング時に生じる残留硫黄を除去
し、かつドライエッチングダメージを低減できる化合物
半導体の製造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a compound semiconductor, which can remove residual sulfur generated during dry etching for forming a gate electrode and reduce dry etching damage.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明第1の化合物半導
体装置の製造方法は、化合物半導体基板に動作層を形成
し第1の膜を形成し少なくとも硫黄を含むガスを用いた
ドライエッチングにより前記第1の膜を選択的に除去し
て前記動作層の表面を露出させる第1工程と、前記第1
工程の次に少なくとも水素を含むガス雰囲気中で熱処理
を行なって前記動作層の露出面から残留硫黄を除去する
第2工程とを有し、前記動作層とショットキー接合をな
すゲート電極のショットキー障壁高さが残留硫黄によっ
て低下するのを防止するというものである。化合物半導
体基板がGaAs基板であれば、300℃以上600℃
未満の熱処理を行なえばよい。
According to a first method of manufacturing a compound semiconductor device of the present invention, an active layer is formed on a compound semiconductor substrate, a first film is formed, and dry etching is performed using a gas containing at least sulfur. A first step of selectively removing the first film to expose the surface of the operating layer;
A second step of performing a heat treatment in a gas atmosphere containing at least hydrogen to remove residual sulfur from the exposed surface of the operating layer, and a Schottky of a gate electrode forming a Schottky junction with the operating layer. The barrier height is prevented from being lowered by residual sulfur. If the compound semiconductor substrate is a GaAs substrate, 300 ° C to 600 ° C
The heat treatment may be performed for less than.

【0024】本発明第2の化合物半導体装置の製造方法
は、化合物半導体基板に動作層を形成し第1の膜を形成
し少なくとも硫黄を含むガスを用いたドライエッチング
により前記第1の膜を選択的に除去して前記動作層の表
面を露出させる第1工程と、前記第1工程の次に少なく
とも水素を含むガスのプラズマ放電によるプラズマに曝
すことによって前記動作層の露出面から残留硫黄を除去
する第2工程とを有し、前記動作層とショットキー接合
をなすゲート電極のショットキー障壁高さが残留硫黄に
よって低下するのを防止するというものである。化合物
半導体基板としてはGaAs基板を用いることができ
る。
According to a second method of manufacturing a compound semiconductor device of the present invention, an active layer is formed on a compound semiconductor substrate to form a first film, and the first film is selected by dry etching using a gas containing at least sulfur. Of the residual sulfur from the exposed surface of the operating layer by exposing the exposed surface of the operating layer to plasma by a plasma discharge of a gas containing at least hydrogen after the first step of removing the residual sulfur from the exposed surface of the operating layer. And a second step for preventing the Schottky barrier height of the gate electrode forming a Schottky junction with the operating layer from being lowered by residual sulfur. A GaAs substrate can be used as the compound semiconductor substrate.

【0025】第1,第2の化合物半導体の製造方法にお
いて、第1の膜として絶縁膜を形成し、第2工程後に動
作層とショッキー接合をなす第2の膜を堆積することが
できる。この場合、第2の膜として高融点金属又はその
化合物でなる膜を使用することができる。
In the first and second compound semiconductor manufacturing methods, an insulating film may be formed as the first film, and after the second step, the second film forming a Schottky junction with the operating layer may be deposited. In this case, a film made of a refractory metal or its compound can be used as the second film.

【0026】又、第1の膜として動作層とショットキー
接合をなす導電膜を形成することもできる。この場合、
導電膜として高融点金属又はその化合物でなる膜を使用
できる。以上全ての場合において、SF6 ガスを用いた
ドライエッチングを行なうことができる。
Further, a conductive film which forms a Schottky junction with the operating layer can be formed as the first film. in this case,
A film made of a refractory metal or its compound can be used as the conductive film. In all of the above cases, dry etching using SF 6 gas can be performed.

【0027】水素を含む雰囲気中での熱処理又は水素を
含むガスのプラズマ放電によるプラズマに曝すことによ
って、動作層の残留硫黄を除去するのでゲート電極への
悪影響を回避できる。
Heat treatment in an atmosphere containing hydrogen or exposure to plasma by plasma discharge of a gas containing hydrogen removes residual sulfur in the operating layer, so that adverse effects on the gate electrode can be avoided.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図1(a)〜(e)は本発明
の第1の実施の形態について説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1A to 1E are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of steps for explaining the first embodiment of the present invention.

【0029】まず、図1(a)に示すように、半絶縁性
のGaAs基板1の表面にエピタキシャル成長またはイ
オン注入によって動作層2を形成した後、LPCVD法
により厚さ400nmの酸化シリコン膜3を成膜し、リ
ソグラフィー技術を用いてフォトレジストマスク4−1
を形成し、SF6 ガスを用いて酸化シリコン膜3を選択
的にドライエッチング(反応性イオンエッチング)し、
ゲート電極形成用の開口5を形成する。このとき、Ga
As表面に残留硫黄6(硫黄又はその化合物でなる残留
物の意)が残存する。なお、酸化シリコン膜3の代わり
に窒化シリコン(SiNx )膜または窒化酸化シリコン
(SiOx y )膜でも構わない。
First, as shown in FIG. 1A, an operating layer 2 is formed on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 1 by epitaxial growth or ion implantation, and then a 400 nm thick silicon oxide film 3 is formed by LPCVD. A photoresist mask 4-1 is formed by using a lithographic technique.
Is formed, and the silicon oxide film 3 is selectively dry-etched (reactive ion etching) using SF 6 gas,
An opening 5 for forming a gate electrode is formed. At this time, Ga
Residual sulfur 6 (meaning residue consisting of sulfur or its compound) remains on the As surface. A silicon nitride (SiN x ) film or a silicon nitride oxide (SiO x N y ) film may be used instead of the silicon oxide film 3.

【0030】次に、図1(b)に示すように、バレル式
または平行平板型などのプラズマ放電を発生する反応容
器にて、酸素(O2 )を含むガスを用いるアッシング法
または、高温(120℃)のジクロルベンゼンフェノー
ルとアルキルベンゼンスルフォン酸の混合液に灌浸後、
メチルエチルケトン、アルコールに順次灌浸する方法に
より、フォトレジストマスク5を除去した後、塩酸水溶
液(HClとH2 Oの比率が例えば1:1)に浸漬して
GaAs表面上の酸化物及びドライエッチング時に残留
した弗化物を除去した後、H2 ガス雰囲気中にて、30
0℃以上600℃未満、例えば400℃,30分の高温
ベーク処理(熱処理)を行う。このH2ガス雰囲気中の
高温ベークにより、残留硫黄6はH2 Sとなって気化す
ることによって除去される。なお、H2 ガスを導入しな
かった場合、300℃以上600℃未満ではSは除去さ
れず、600℃以上の処理にてSは除去されるが、As
も同時に揮発してGaAs表面のストイキオメトリーが
変化してしまう。また、H2 ガス雰囲気中にて、300
℃未満では残留硫黄が完全に除去されず、600℃以上
ではGaAs表面のストキイキオメトリーの変化が生じ
るため、300℃以上600℃未満の高温範囲が望まし
い。つまり、300℃以上600℃の未満のH2 雰囲気
中の高温ベークでは、GaAs表面のストイキオメトリ
ーの変化を生じずに、かつ、残留硫黄は除去できる。こ
うして、ピットが生じずに、洗浄なGaAs表面が得ら
れる。
Next, as shown in FIG. 1B, an ashing method using a gas containing oxygen (O 2 ) or a high temperature ( After immersing in a mixed solution of dichlorobenzenephenol and alkylbenzenesulfonic acid (120 ° C.),
After removing the photoresist mask 5 by a method of sequentially immersing in methyl ethyl ketone and alcohol, it is immersed in a hydrochloric acid aqueous solution (the ratio of HCl and H 2 O is, for example, 1: 1) to remove the oxide on the GaAs surface and dry etching. After removing the residual fluoride, it is heated in an atmosphere of H 2 gas to 30
A high temperature baking process (heat treatment) is performed at 0 ° C. or higher and lower than 600 ° C., for example, 400 ° C. for 30 minutes. By the high temperature baking in this H 2 gas atmosphere, the residual sulfur 6 becomes H 2 S and is vaporized and removed. When H 2 gas was not introduced, S was not removed at 300 ° C or higher and lower than 600 ° C, and S was removed by the treatment at 600 ° C or higher.
Also volatilizes at the same time and the stoichiometry of the GaAs surface changes. Also, in the H 2 gas atmosphere, 300
Residual sulfur is not completely removed at temperatures lower than 600 ° C., and stoichiometry of the GaAs surface changes at temperatures of 600 ° C. or higher. That is, in the high temperature baking in the H 2 atmosphere of 300 ° C. or more and less than 600 ° C., the residual sulfur can be removed without changing the stoichiometry of the GaAs surface. Thus, a clean GaAs surface can be obtained without forming pits.

【0031】そして、図1(c)に示すように、開口を
含む酸化シリコン膜の表面にゲート電極の一部となる厚
さ200nmのWSix (x=2)膜7を蒸着法、スパ
ッタ法にて成膜した後、厚さ100nmの窒化チタン
(TiN)膜、厚さ200nmの白金(Pt)膜、厚さ
700nmの金(Au)膜を蒸着法またはスパッタ法に
て順次積層成膜した膜(以下TiN−Pt−Au膜と記
す)8を形成する。
Then, as shown in FIG. 1C, a WSi x (x = 2) film 7 having a thickness of 200 nm, which is a part of the gate electrode, is formed on the surface of the silicon oxide film including the opening by a vapor deposition method and a sputtering method. After that, a 100-nm-thick titanium nitride (TiN) film, a 200-nm-thick platinum (Pt) film, and a 700-nm-thick gold (Au) film are sequentially formed by vapor deposition or sputtering. A film (hereinafter referred to as a TiN-Pt-Au film) 8 is formed.

【0032】次に、TiN−Pt−Au膜8上にリソグ
ラフィー技術にて図示しないフォトレジストマスクを形
成し、イオンミリング法によりTiN−Pt−Au膜8
をエッチングした後、SF6 とCF4 の混合ガスを用い
た反応性イオンエッチング法い以下RIEと略す)によ
りWSix 膜7をドライエッチングして、図1(d)に
示すように、ゲート電極9−1を得る。
Next, a photoresist mask (not shown) is formed on the TiN-Pt-Au film 8 by a lithography technique, and the TiN-Pt-Au film 8 is formed by an ion milling method.
After the etching, the WSi x film 7 is dry-etched by a reactive ion etching method using a mixed gas of SF 6 and CF 4 (hereinafter abbreviated as RIE), and as shown in FIG. 9-1 is obtained.

【0033】そして、図1(e)に示すように、ソース
電極及びドレイン電極を形成する場所に位置するところ
の酸化シリコン膜3を選択的に除去し、蒸着法またはス
パッタ法にてソース電極10およびドレイン電極11を
選択的に形成し、半導体装置素子部を完成する。
Then, as shown in FIG. 1 (e), the silicon oxide film 3 located at the place where the source electrode and the drain electrode are formed is selectively removed, and the source electrode 10 is formed by the vapor deposition method or the sputtering method. Then, the drain electrode 11 is selectively formed to complete the semiconductor device element portion.

【0034】なお、H2 雰囲気下の高温ベークによりS
が除去できることはXPS分析にて判明している。ドラ
イエッチング後に高温有機剤によるフォトレジスト剥離
を行った後、塩酸水溶液にて浸水処理を施し、さらにH
2 雰囲気中の高温ベークを行ったGaAs表面のXPS
分析によるエネルギー・スペクトルのグラフを図2に示
す。図2(a)はAsの結合状態を示すグラフで、実線
は実測曲線、破線は解析のために推定したAs2 3
As−As,Ga−Asの結合状態の曲線である。図2
(b)は、Gaの結合状態を示し、実線はドライエッチ
ング前の状態の実測曲線、1点鎖線は前述したH2 処理
後の実測曲線、破線は両者の差を表わしている。図6に
みられたような、Sの2p結合を示すピーク及びAs−
S結合を示すピークはみられず、Sが除去されているこ
とがわかる。
It should be noted that the high temperature baking under H 2 atmosphere causes S
It has been proved by XPS analysis that can be removed. After dry etching, the photoresist was stripped off with a high temperature organic agent, and then water immersion treatment was performed with a hydrochloric acid aqueous solution, and then H
2 XPS on GaAs surface after high temperature baking in atmosphere
A graph of the energy spectrum by analysis is shown in FIG. FIG. 2A is a graph showing the binding state of As, in which the solid line is the actual measurement curve, and the broken line is As 2 O 3 estimated for analysis.
It is a curve of a binding state of As-As and Ga-As. FIG.
(B) shows the bonded state of Ga, the solid line represents the measured curve before dry etching, the dashed line represents the measured curve after the H 2 treatment described above, and the broken line represents the difference between the two. As shown in FIG. 6, peaks showing 2p binding of S and As-
No peak showing S-bonding is seen, indicating that S has been removed.

【0035】ゲート電極を形成する開口部をSF6 によ
る反応性イオンエッチィングで形成するので能動層のダ
メージが少なく、H2 ガス中の熱処理により組成比を殆
んど変化させることなく残留硫黄を除去したのちショッ
トキー結合をなすWSix 膜を堆積するので、界面準位
密度の低いゲート電極を安定して形成できる。従って、
ゲート漏れ電流が小さく、相互コンダクタンスの良好な
MESFETを形成できる。
Since the opening for forming the gate electrode is formed by reactive ion etching with SF 6 , damage to the active layer is small, and residual sulfur is hardly changed by heat treatment in H 2 gas. Since the WSi x film forming Schottky bonds is deposited after the removal, a gate electrode having a low interface state density can be stably formed. Therefore,
It is possible to form a MESFET having a small gate leakage current and a good mutual conductance.

【0036】次に本発明の第2の実施の形態について、
第1の実施の形態と同様に図1を参照して、説明する。
Next, regarding the second embodiment of the present invention,
Similar to the first embodiment, description will be made with reference to FIG.

【0037】まず、図1(a)に示すように、半絶縁性
のGaAs基板1の上にエピタキシャル成長またはイオ
ン注入によって動作層2を形成した後、LPCVD法に
より厚さ400nmの酸化シリコン膜3を成膜し、リソ
グラフィー技術を用いてフォトレジストマスク4−1を
形成し、SF6 ガスを用いて酸化シリコン膜3を選択的
にドライエッチング(反応性イオンエッチング)し、ゲ
ート開口5を形成する。このとき、GaAs表面に残留
硫黄6が残存する。
First, as shown in FIG. 1A, an operating layer 2 is formed on a semi-insulating GaAs substrate 1 by epitaxial growth or ion implantation, and then a silicon oxide film 3 having a thickness of 400 nm is formed by LPCVD. A film is formed, a photoresist mask 4-1 is formed by using a lithography technique, and the silicon oxide film 3 is selectively dry-etched (reactive ion etching) by using SF 6 gas to form a gate opening 5. At this time, residual sulfur 6 remains on the GaAs surface.

【0038】次に、図1(b)に示すように、アッシン
グ法または、高温有機剤による剥離法によりフォトレジ
ストマスクを除去した後、塩酸水溶液に浸漬してGaA
s表面上の酸化物及びドライエッチング時に残留した弗
化物を除去した後、バレル式または平行平板型または電
子サイクロトロン共鳴型(ECR)などのプラズマ放電
を発生する反応容器にて、水素(H2 )ガスを用いてプ
ラズマ照射を行う。例えば、ECRプラズマ装置にて、
ECR発生源のμ波パワー50W、圧力0.13Pa,
水素流量10sccmの条件で行う。この時、プラズマ
中に発生した水素ラジカルがGaAs表面に吸着し、そ
の後、水素ラジカルと残留硫黄6が反応してH2 Sにな
って揮発し、残留硫黄6が除去される。こうして、ピッ
トが生じずに、洗浄なGaAs表面が得られる。
Next, as shown in FIG. 1B, the photoresist mask is removed by an ashing method or a stripping method using a high-temperature organic agent, and then immersed in a hydrochloric acid aqueous solution to form GaA.
s After removing oxides on the surface and fluorides remaining during dry etching, hydrogen (H 2 ) in a barrel-type, parallel plate-type, or electron cyclotron resonance-type (ECR) -type plasma discharge generating reactor. Plasma is irradiated using gas. For example, in the ECR plasma device,
ΜW power of ECR source 50W, pressure 0.13Pa,
The hydrogen flow rate is 10 sccm. At this time, hydrogen radicals generated in the plasma are adsorbed on the GaAs surface, and then the hydrogen radicals and residual sulfur 6 react with each other to become H 2 S and volatilize, and the residual sulfur 6 is removed. Thus, a clean GaAs surface can be obtained without forming pits.

【0039】その後は、第1の実施の形態と同様の方法
を用いて、半導体装置を得る。
After that, the semiconductor device is obtained by using the same method as that of the first embodiment.

【0040】なお、H2 ガスを用いたプラズマ照射をフ
ォトレジストマスク除去の後に行っているが、SF6
スを用いて酸化シリコン膜2を選択的にドライエッチン
グした後に、H2 ガスを用いたプラズマ照射を行い、そ
してフォトレジストマスクを除去するという方法でも構
わない。
[0040] Although performing plasma irradiation with H 2 gas after the photoresist mask is removed, after selectively dry etching the silicon oxide film 2 by using a SF 6 gas, using H 2 gas A method of performing plasma irradiation and then removing the photoresist mask may be used.

【0041】本実施の形態により第1の実施の形態とほ
ぼ同様の結果を得ることが出来た。
According to this embodiment, almost the same result as that of the first embodiment can be obtained.

【0042】図3(a)〜(e)は本発明の第3の実施
の形態について説明するための工程順に示した半導体チ
ップの断面図である。
FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views of the semiconductor chip shown in the order of steps for explaining the third embodiment of the present invention.

【0043】まず、図3(a)に示すように、動作層2
が形成されたGaAs基板1上にゲート電極の一部とな
る厚さ200nmのWSix 膜7を蒸着法または、スパ
ッタ法にて成膜した後、TiN−Pt−Au膜8を蒸着
法またはスパッタ法にて形成する。
First, as shown in FIG. 3A, the operation layer 2
A 200 nm-thick WSi x film 7 which will be a part of a gate electrode is formed on the GaAs substrate 1 on which is formed by a vapor deposition method or a sputtering method, and then a TiN-Pt-Au film 8 is vapor-deposited or sputtered. Form by the method.

【0044】次に、図3(b)に示すように、TiN−
Pt−Au膜8上にリソグラフィー技術にてフォトレジ
ストマスク4−2を形成し、イオンミリング法によりT
iN−Pt−Au膜8をエッチングした後、SF6 ガス
を用いた反応性イオンエッチングによりWSix 膜7を
ドライエッチングする。このとき、GaAs表面に残留
硫黄6が残存する。
Next, as shown in FIG. 3B, TiN-
A photoresist mask 4-2 is formed on the Pt-Au film 8 by a lithography technique, and T is formed by an ion milling method.
After etching the iN-Pt-Au film 8, the WSi x film 7 is dry-etched by reactive ion etching using SF 6 gas. At this time, residual sulfur 6 remains on the GaAs surface.

【0045】次に、図3(c)に示すように、O2 ガス
を用いたアッシング法または高温有機剤による剥離法に
よりフォトレジストマスク4−2を除去した後、塩酸水
溶液に浸漬してドライエッチング時に残留した弗化物を
除去した後、H2 ガスの雰囲気下にて300以上600
℃未満、例えば400℃,30分の高温ベーク処理を行
う。これにより、ピットが生じずに、残留硫黄6が除去
され、洗浄なGaAs表面とゲート電極9−2を得る。
Next, as shown in FIG. 3C, the photoresist mask 4-2 is removed by an ashing method using O 2 gas or a stripping method using a high-temperature organic agent, and then immersed in an aqueous hydrochloric acid solution and dried. After removing the fluoride remaining at the time of etching, 300 or more and 600 or more in an atmosphere of H 2 gas.
A high temperature baking process is performed at a temperature of less than 0 ° C., for example, 400 ° C. for 30 minutes. As a result, the residual sulfur 6 is removed without producing pits, and the cleaned GaAs surface and the gate electrode 9-2 are obtained.

【0046】次に図3(d)に示すように、ゲート電極
上及びGaAs上に絶縁膜12を成膜する。
Next, as shown in FIG. 3D, an insulating film 12 is formed on the gate electrode and GaAs.

【0047】そして、図3(e)に示すように、ソース
電極及びドレイン電極を形成する場所に位置するところ
の絶縁膜12を選択的に除去し、蒸着法またはスパッタ
法にてソース電極10およびドレイン電極11を選択的
に形成し、半導体装置素子部を完成する。
Then, as shown in FIG. 3 (e), the insulating film 12 located at the place where the source electrode and the drain electrode are formed is selectively removed, and the source electrode 10 and the source electrode 10 are formed by the vapor deposition method or the sputtering method. The drain electrode 11 is selectively formed to complete the semiconductor device element portion.

【0048】ゲート電極9−2のWSix 膜7bとGa
As基板2とのショットキー接合の周辺から残留硫黄を
除去するので、ゲート電極の周辺部におけるショットキ
ー障壁高さφB の低下を回避することができる。従っ
て、従来の製造方法の第2例によるものと比較してME
SFETのゲート漏れ電流や相互コンダクタンスを改善
することができる。
The WSi x film 7b of the gate electrode 9-2 and Ga
Since the residual sulfur is removed from the periphery of the Schottky junction with the As substrate 2, it is possible to avoid the reduction of the Schottky barrier height φ B in the peripheral portion of the gate electrode. Therefore, compared to the second example of the conventional manufacturing method, the ME
The gate leakage current and transconductance of the SFET can be improved.

【0049】本発明の第4の実施の形態について、第3
の実施の形態と同様に図3を参照して、説明する。
The third embodiment of the fourth embodiment of the present invention
This will be described with reference to FIG.

【0050】まず、図3(a)に示すように、動作層2
が形成されたGaAs基板1上にゲート電極の一部とな
る厚さ200nmのWSix 膜7を蒸着法、スパッタ法
にて成膜した後、TiN−Pt−Au膜8を蒸着法また
はスパッタ法にて形成する。
First, as shown in FIG. 3A, the operation layer 2
A 200 nm-thick WSi x film 7 to be a part of a gate electrode is formed on the GaAs substrate 1 on which the Ti film has been formed by a vapor deposition method or a sputtering method, and then a TiN-Pt-Au film 8 is vapor-deposited or sputtered. To form.

【0051】次に、図3(b)に示すように、TiN−
Pt−Au膜8上にリソグラフィー技術にてフォトレジ
ストマスク4−2を形成し、イオンミリング法によりT
iN−Pt−Au膜8をエッチングした後、SF6 ガス
を用いた反応性イオンエッチングによりWSix 膜7の
ドライエッチングする。このとき、GaAs表面に残留
硫黄6が残存する。
Next, as shown in FIG. 3B, TiN-
A photoresist mask 4-2 is formed on the Pt-Au film 8 by a lithography technique, and T is formed by an ion milling method.
After etching the iN-Pt-Au film 8, the WSi x film 7 is dry-etched by reactive ion etching using SF 6 gas. At this time, residual sulfur 6 remains on the GaAs surface.

【0052】次に、図3(c)に示すように、O2 ガス
を用いたアッシング法または高温有機剤によりフォトレ
ジストマスク4−2を除去した後、第2の実施の形態と
同様に、バレル式または平行平板型または電子サイクロ
トロン共鳴型(ECR)などのプラズマ放電を発生する
反応容器にて、水素(H2 )ガスを用いてプラズマ照射
を行う。これにより、ピットが生じずに、残留硫黄6が
除去され、洗浄なGaAs表面とゲート電極9−2を得
る。
Next, as shown in FIG. 3C, after the photoresist mask 4-2 is removed by an ashing method using O 2 gas or a high temperature organic agent, as in the second embodiment. Plasma irradiation is performed using hydrogen (H 2 ) gas in a reaction vessel that generates plasma discharge, such as a barrel type, parallel plate type, or electron cyclotron resonance type (ECR) type. As a result, the residual sulfur 6 is removed without producing pits, and the cleaned GaAs surface and the gate electrode 9-2 are obtained.

【0053】その後は、第3の実施の形態と同様の方法
を用いて、半導体装置を得る。
After that, the semiconductor device is obtained by using the same method as that of the third embodiment.

【0054】本実施の形態により第3の実施の形態とほ
ぼ同様の結果を得ることができた。
According to this embodiment, almost the same result as that of the third embodiment can be obtained.

【0055】なお、本実施の形態ではH2 ガスを用いた
プラズマ照射をフォトレジストマスク除去の後に行って
いるが、WSix 膜7をドライエッチングした後に、H
2 ガスを用いたプラズマ照射を行い、そしてフォトレジ
ストマスクを除去するという方法でも構わない。
In this embodiment, plasma irradiation using H 2 gas is performed after removing the photoresist mask. However, after dry etching the WSi x film 7,
A method of performing plasma irradiation using two gases and then removing the photoresist mask may be used.

【0056】以上第1〜第4の実施の形態ではSF6
体ガスを用いたが、他のガスを混合しても構わない。ま
たSF6 の代わりにS2 10などSとFを有する化合物
または混合物であればどのようなガスでも構わない。
Although the SF 6 simple substance gas is used in the above first to fourth embodiments, other gases may be mixed. Further, any gas may be used as long as it is a compound or mixture containing S and F such as S 2 F 10 instead of SF 6 .

【0057】また、GaAs基板を用いた半導体装置の
製造方法を例にあげて説明したが、他の▲III▼−▲
V▼族からなる化合物半導体基板、例えばInP基板な
どを用いても構わない。
The method of manufacturing a semiconductor device using a GaAs substrate has been described as an example.
A compound semiconductor substrate made of a V group, such as an InP substrate, may be used.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明した本発明では、SF6 ガスな
どの硫黄を含むガスを用いたドライエッチングによりゲ
ート開口部またはゲート電極を形成した後、化合物半導
体基板上の動作層に残存する残留硫黄をH2 ガス雰囲気
中の高温ベーク処理またはH2ガスを用いたプラズマ照
射を行うことにより、ゲート電極と半導体界面の硫黄に
よる悪影響を防止できるので界面準位密度が低くなる。
かつ、炭素を含むガスによるイオンエッチングを使用し
ないのでドライエッチングダメージが低減できる。従っ
て、常に安定したφB を有するゲート電極、常に安定し
たショットキー特性を有するゲート電極が形成でき、M
ESFETのゲート漏れ電流や相互コンダクタンスを改
善できるという効果を有する。
According to the present invention described above, after the gate opening or the gate electrode is formed by dry etching using a gas containing sulfur such as SF6 gas, residual sulfur remaining in the operating layer on the compound semiconductor substrate is removed. By performing a high temperature bake treatment in an H2 gas atmosphere or performing plasma irradiation using H2 gas, it is possible to prevent the adverse effect of sulfur on the interface between the gate electrode and the semiconductor, so that the interface state density becomes low.
Moreover, dry etching damage can be reduced because ion etching using a gas containing carbon is not used. Therefore, it is possible to form a gate electrode having a stable φ B and a gate electrode having a stable Schottky characteristic at all times.
This has the effect of improving the gate leakage current and transconductance of the ESFET.

【0059】また、ゲート電極と半導体界面に残留物が
介在しないだけでなく界面のストイキオメトリーの変化
もほとんどないため半導体装置の信頼性が向上する効果
もある。
Further, not only the residue does not exist at the interface between the gate electrode and the semiconductor, but also the change in the stoichiometry at the interface hardly occurs, so that the reliability of the semiconductor device is improved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態及び第2の実施の形
態について説明するための(a)〜(e)に分図して示
す工程順断面図である。
FIG. 1 is a process sequence cross-sectional view divided into (a) to (e) for explaining a first embodiment and a second embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態の説明のためのXPS分析に
よるエネルギー・スペクトルを示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing an energy spectrum by XPS analysis for explaining the first embodiment.

【図3】本発明の第3の実施の形態及び第4の実施の形
態について説明するための(a)〜(e)に分図して示
す工程順断面図である。
3A to 3E are cross-sectional views in order of the processes, which are divided into (a) to (e) for describing a third embodiment and a fourth embodiment of the present invention.

【図4】従来の化合物半導体装置の製造方法の第1例に
ついて説明するための(a)〜(e)に分図して示す工
程順断面図である。
4A to 4E are cross-sectional views in order of the processes, which are divided into (a) to (e) for illustrating a first example of a conventional method for manufacturing a compound semiconductor device.

【図5】従来の化合物半導体装置の製造方法の第2例に
ついて説明するための(a)〜(e)に分図して示す工
程順断面図である。
5A to 5E are cross-sectional views in order of the processes, which are divided into (a) to (e) for describing a second example of the conventional method for manufacturing a compound semiconductor device.

【図6】従来例の説明のためのXPS分析によるエネル
ギー・スペクトルを示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an energy spectrum by XPS analysis for explaining a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 2 動作層(チャネル層) 3 酸化シリコン膜 4−1,4−2 フォトレジストマスク 5 開口 6 残留硫黄 7,7a,7b WSix 膜 8,8a,8b TiN−Pt−Au膜 9−1,9−2 ゲート電極 10 ソース電極 11 ドレイン電極 12 絶縁膜1 GaAs substrate 2 operation layer (channel layer) 3 silicon oxide film 4-1 and 4-2 photoresist mask 5 opening 6 residual sulfur 7, 7a, 7b WSi x film 8, 8a, 8b TiN-Pt-Au film 9- 1, 9-2 gate electrode 10 source electrode 11 drain electrode 12 insulating film

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 9447−4M H01L 29/80 F Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location 9447-4M H01L 29/80 F

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 化合物半導体基板に動作層を形成し第1
の膜を形成し少なくとも硫黄を含むガスを用いたドライ
エッチングにより前記第1の膜を選択的に除去して前記
動作層の表面を露出させる第1工程と、前記第1工程の
次に少なくとも水素を含むガス雰囲気中で熱処理を行な
って前記動作層の露出面から残留硫黄を除去する第2工
程とを有し、前記動作層とショットキー接合をなすゲー
ト電極のショットキー障壁高さが残留硫黄によって低下
するのを防止することを特徴とする化合物半導体装置の
製造方法。
1. An active layer is formed on a compound semiconductor substrate to form a first layer.
Forming a film of 1) and selectively removing the first film by dry etching using a gas containing at least sulfur to expose the surface of the operating layer, and at least hydrogen after the first step. And a second step of removing residual sulfur from the exposed surface of the operating layer by performing heat treatment in a gas atmosphere containing the residual sulfur having a Schottky barrier height of a gate electrode forming a Schottky junction with the operating layer. A method for manufacturing a compound semiconductor device, comprising:
【請求項2】 化合物半導体基板がGaAs基板であ
り、300℃以上600℃未満の熱処理を行なう請求項
1記載の化合物半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, wherein the compound semiconductor substrate is a GaAs substrate, and heat treatment is performed at 300 ° C. or higher and lower than 600 ° C.
【請求項3】 化合物半導体基板に動作層を形成し第1
の膜を形成し少なくとも硫黄を含むガスを用いたドライ
エッチングにより前記第1の膜を選択的に除去して前記
動作層の表面を露出させる第1工程と、前記第1工程の
次に少なくとも水素を含むガスのプラズマ放電によるプ
ラズマに曝すことによって前記動作層の露出面から残留
硫黄を除去する第2工程とを有し、前記動作層とショッ
トキー接合をなすゲート電極のショットキー障壁高さが
残留硫黄によって低下するのを防止することを特徴とす
る化合物半導体装置の製造方法。
3. An active layer is formed on a compound semiconductor substrate to form a first layer.
Forming a film of 1) and selectively removing the first film by dry etching using a gas containing at least sulfur to expose the surface of the operating layer, and at least hydrogen after the first step. A second step of removing residual sulfur from the exposed surface of the operating layer by exposing the active layer to a plasma by plasma discharge, and the height of the Schottky barrier of the gate electrode forming a Schottky junction with the operating layer is increased. A method for manufacturing a compound semiconductor device, which is characterized by preventing deterioration due to residual sulfur.
【請求項4】 化合物半導体基板はGaAs基板である
請求項3記載の化合物半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a compound semiconductor device according to claim 3, wherein the compound semiconductor substrate is a GaAs substrate.
【請求項5】 第1の膜として絶縁膜を形成し、第2工
程後に動作層とショッキー接合をなす第2の膜を堆積す
る請求項1乃至4記載の化合物半導体装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, wherein an insulating film is formed as the first film, and after the second step, the second film forming a Schottky junction with the operating layer is deposited.
【請求項6】 第2の膜が高融点金属又はその化合物で
なる請求項5記載の化合物半導体装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 5, wherein the second film is made of a refractory metal or a compound thereof.
【請求項7】 第1の膜として動作層とショットキー接
合をなす導電膜を形成する請求項1乃至4記載の化合物
半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, wherein a conductive film forming a Schottky junction with the operation layer is formed as the first film.
【請求項8】 導電膜が高融点金属又はその化合物でな
る請求項7記載の化合物半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a compound semiconductor device according to claim 7, wherein the conductive film is made of a refractory metal or a compound thereof.
【請求項9】 SF6 ガスを用いたドライエッチングを
行なう請求項1乃至8記載の化合物半導体装置の製造方
法。
9. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, wherein dry etching is performed using SF 6 gas.
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