JPS58145162A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS58145162A JPS58145162A JP2761582A JP2761582A JPS58145162A JP S58145162 A JPS58145162 A JP S58145162A JP 2761582 A JP2761582 A JP 2761582A JP 2761582 A JP2761582 A JP 2761582A JP S58145162 A JPS58145162 A JP S58145162A
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にショットキ
バリアゲート電界効果トランジスタ(MES FET
)の忙造方法に係る。
バリアゲート電界効果トランジスタ(MES FET
)の忙造方法に係る。
砒化ガリウム(GILAII) k用いたMES FE
Tは現在、マイクロ波通信(桟器における中心デバイス
として使用されている。近年、このGaAg MES
FETとGKAllダイオードを一素子上に集積化し、
ギガビット信月全処舟しうる果和肋路(IC)、特に尚
速ロジックやメモリの開発がカ1発に行なわれ、これら
のGaAsICを用いて剖算磯の^連化や通信システム
の高性能化が実現できる川筋性が出てきfcoこの様な
GaAsICにおいては消費電力の小はいエンハンスメ
ント型FET(E−FET) k用いる心安がある。し
かしながらE−FETの性能は、Ii’ E Tのソー
スとゲート間、ゲートとドレイン間の長さKよりそのシ
リーズ抵抗が決定されるため、それらの距離により平均
−金生じる。また、シリーズ抵抗が太きいとE−FET
の性能が非常に悪くなるが現状のリソグラフィー技術で
は量産ベースで考えるとソ・−スとゲート間、ゲートと
ドレイン間の距離は1.()fo・2ミクロンメートル
程度となり、E−FETの性能向上はこれ以上期待でき
ないところまできている。
Tは現在、マイクロ波通信(桟器における中心デバイス
として使用されている。近年、このGaAg MES
FETとGKAllダイオードを一素子上に集積化し、
ギガビット信月全処舟しうる果和肋路(IC)、特に尚
速ロジックやメモリの開発がカ1発に行なわれ、これら
のGaAsICを用いて剖算磯の^連化や通信システム
の高性能化が実現できる川筋性が出てきfcoこの様な
GaAsICにおいては消費電力の小はいエンハンスメ
ント型FET(E−FET) k用いる心安がある。し
かしながらE−FETの性能は、Ii’ E Tのソー
スとゲート間、ゲートとドレイン間の長さKよりそのシ
リーズ抵抗が決定されるため、それらの距離により平均
−金生じる。また、シリーズ抵抗が太きいとE−FET
の性能が非常に悪くなるが現状のリソグラフィー技術で
は量産ベースで考えるとソ・−スとゲート間、ゲートと
ドレイン間の距離は1.()fo・2ミクロンメートル
程度となり、E−FETの性能向上はこれ以上期待でき
ないところまできている。
本発明はGaAs MES FE’Tの新しい製造方法
を提供するものであシ、その特徴とするところは、Ga
As中において一導電性不純物となりうる不純物を含む
5in2等の化合物をゲート電極を含むGaAs上に被
沼し高温で熱処理することにより、化合物中に含まれる
前記不純物をGaAg中に拡散させ、もって高函度の不
純物を含む丁なわち、低抵抗GaAs層全ゲートにほと
んど接する様に形成することによりE−FETのシリー
ズ抵抗を低減し、E −FETの性能を向上させるとこ
ろにある。
を提供するものであシ、その特徴とするところは、Ga
As中において一導電性不純物となりうる不純物を含む
5in2等の化合物をゲート電極を含むGaAs上に被
沼し高温で熱処理することにより、化合物中に含まれる
前記不純物をGaAg中に拡散させ、もって高函度の不
純物を含む丁なわち、低抵抗GaAs層全ゲートにほと
んど接する様に形成することによりE−FETのシリー
ズ抵抗を低減し、E −FETの性能を向上させるとこ
ろにある。
以下に、本発明′ft笑施例を用いて説明しよう。
第1図は本発明の詳細な説明するためのものである。y
1図(、)において、高抵抗GaAs基板1上に形成さ
れたN形導電性GaAg層2上に、WTi合金等の劇火
性金属をショットキ接合メタルとするゲート電極3を設
ける。N形溝電性GaAs基板の不純物濃度とその厚さ
は、該GaAs層2とゲート電!3とのショットキ接合
により、該GaAs/d2に生じる空乏層が前記GaA
s基板1に達するように、前記GaAaj曽2の不純物
濃度とその厚さを選んでやればE−FETを形成するこ
とができる。一般に、該GaAs層2の不純物濃度は5
〜10 X 1017(7)−3程度であシ、その厚さ
は0.05〜0.1μm程度である。またゲート電極の
長さは一般に05〜1.0μm程度である。次に第1図
(b)に示すように前記のゲート′wL極3を種ってN
形QaAaj#上に例えば2酸化シリ=+y(SiO2
)等の絶縁膜4を化学的気相成長法、いわゆるCVD法
により被着させる。このとき、ゲート電+ik3の側面
に被着きれた絶縁膜4の厚さが他の部分に被着した絶縁
膜4の厚さに比べていちじるしく薄くないことが重要で
ある。次に第1図(clに示すように、前記の絶縁膜4
を異方性ドライエツチング技術を用いて除去するが、こ
の時ゲート電極3の側面にはP3縁膜4のエツチングき
れない部分(エッチ残り)5ができる。次に第1図(d
)に示すように、前記ゲート電4M3、エッチ残シ5、
N形GaAs層2を穆って、GaAs層中においてN形
不純物となりうる例えばスズSn等の不純物を含む5i
n2の絶縁膜6を被着させた後、600℃以上の温度で
数分以上熱処理し、前記の絶縁膜6中に含まれる前記の
不純物をN形GaAa中に拡散せしめ、高濃度不純物を
含む低抵抗拡散層7全形成せしめる。第2図にSn’i
含む5i02’iN形GaAs層に被着し、800℃、
15分間の熱処理に#1した時のSnの拡散層のキャリ
アプロファイルを示す。第2図の横軸は表面からの深さ
、縦軸はキャリア濃度を示す。第2図において、N形G
aAs層のキャリア濃度I X l O”tln””に
Snの拡散によシ生じたキャリア濃度1×10II1ロ
ー3程度の拡散層が表面からの深さ約0.15μmの深
ざまで形成されていることがわかる。この拡散深さtd
は熱処理温度と熱処理時間によυ決ま9、N形GaAa
層の深さ方向だけでなく横方向にも同程関の拡散波がり
を生じる。従って、本発明においてはこの拡散深さtd
が第1図(C)に示したエッチ残り5のN形GaAs層
2上に接する部分の長さtcと比べて、tc)tclな
ることが必要である。この様な条件は、前記絶縁膜4の
厚さと、前Hピの熱処理濃度と熱処理時間とを選択する
ことにより容易に用油である。次に第1図(e)に示す
ようにゲート’[極3およびエッチ残り5上の絶縁膜6
を除去する。この時、ゲート電極3およびエッチ残シ5
上の絶縁膜6の厚さはN形GaAs層上の絶縁膜6の厚
さよりもう丁いためゲート電極3およびエッチ残シ5上
の絶縁膜を除去してもN形Gaps層上の絶縁膜6は残
る。この絶縁膜6の一部エッチングする工程は電気的に
リーク電流全減少させるためのものであるが、絶縁膜6
中に言まれる不刹物の量が少なければ、一部エッチング
せずにゲート電極3およびエッチ残シ5上に絶縁膜6を
残しておいてもよい。次に、絶縁膜6の一部を写Jic
負刻法により除去してソース電極8およびドレインit
!9をゲート電極3をはさむように形成するとFETが
完成する。本発明によるFETの製造方法においては、
低抵抗のGaAl1層7がゲート電極近傍まで達してお
り、ゲートとソース電極間、ゲートとドレインII!極
間のシリーズ抵抗を低減させるためにFETの性能を向
上さすことができる。本発明は、ティプレッション型F
ET(D−FET)に適用してもシリーズ抵抗を低減妊
せ、性能全向上きせる効果がある。
1図(、)において、高抵抗GaAs基板1上に形成さ
れたN形導電性GaAg層2上に、WTi合金等の劇火
性金属をショットキ接合メタルとするゲート電極3を設
ける。N形溝電性GaAs基板の不純物濃度とその厚さ
は、該GaAs層2とゲート電!3とのショットキ接合
により、該GaAs/d2に生じる空乏層が前記GaA
s基板1に達するように、前記GaAaj曽2の不純物
濃度とその厚さを選んでやればE−FETを形成するこ
とができる。一般に、該GaAs層2の不純物濃度は5
〜10 X 1017(7)−3程度であシ、その厚さ
は0.05〜0.1μm程度である。またゲート電極の
長さは一般に05〜1.0μm程度である。次に第1図
(b)に示すように前記のゲート′wL極3を種ってN
形QaAaj#上に例えば2酸化シリ=+y(SiO2
)等の絶縁膜4を化学的気相成長法、いわゆるCVD法
により被着させる。このとき、ゲート電+ik3の側面
に被着きれた絶縁膜4の厚さが他の部分に被着した絶縁
膜4の厚さに比べていちじるしく薄くないことが重要で
ある。次に第1図(clに示すように、前記の絶縁膜4
を異方性ドライエツチング技術を用いて除去するが、こ
の時ゲート電極3の側面にはP3縁膜4のエツチングき
れない部分(エッチ残り)5ができる。次に第1図(d
)に示すように、前記ゲート電4M3、エッチ残シ5、
N形GaAs層2を穆って、GaAs層中においてN形
不純物となりうる例えばスズSn等の不純物を含む5i
n2の絶縁膜6を被着させた後、600℃以上の温度で
数分以上熱処理し、前記の絶縁膜6中に含まれる前記の
不純物をN形GaAa中に拡散せしめ、高濃度不純物を
含む低抵抗拡散層7全形成せしめる。第2図にSn’i
含む5i02’iN形GaAs層に被着し、800℃、
15分間の熱処理に#1した時のSnの拡散層のキャリ
アプロファイルを示す。第2図の横軸は表面からの深さ
、縦軸はキャリア濃度を示す。第2図において、N形G
aAs層のキャリア濃度I X l O”tln””に
Snの拡散によシ生じたキャリア濃度1×10II1ロ
ー3程度の拡散層が表面からの深さ約0.15μmの深
ざまで形成されていることがわかる。この拡散深さtd
は熱処理温度と熱処理時間によυ決ま9、N形GaAa
層の深さ方向だけでなく横方向にも同程関の拡散波がり
を生じる。従って、本発明においてはこの拡散深さtd
が第1図(C)に示したエッチ残り5のN形GaAs層
2上に接する部分の長さtcと比べて、tc)tclな
ることが必要である。この様な条件は、前記絶縁膜4の
厚さと、前Hピの熱処理濃度と熱処理時間とを選択する
ことにより容易に用油である。次に第1図(e)に示す
ようにゲート’[極3およびエッチ残り5上の絶縁膜6
を除去する。この時、ゲート電極3およびエッチ残シ5
上の絶縁膜6の厚さはN形GaAs層上の絶縁膜6の厚
さよりもう丁いためゲート電極3およびエッチ残シ5上
の絶縁膜を除去してもN形Gaps層上の絶縁膜6は残
る。この絶縁膜6の一部エッチングする工程は電気的に
リーク電流全減少させるためのものであるが、絶縁膜6
中に言まれる不刹物の量が少なければ、一部エッチング
せずにゲート電極3およびエッチ残シ5上に絶縁膜6を
残しておいてもよい。次に、絶縁膜6の一部を写Jic
負刻法により除去してソース電極8およびドレインit
!9をゲート電極3をはさむように形成するとFETが
完成する。本発明によるFETの製造方法においては、
低抵抗のGaAl1層7がゲート電極近傍まで達してお
り、ゲートとソース電極間、ゲートとドレインII!極
間のシリーズ抵抗を低減させるためにFETの性能を向
上さすことができる。本発明は、ティプレッション型F
ET(D−FET)に適用してもシリーズ抵抗を低減妊
せ、性能全向上きせる効果がある。
本製造方法はGaAg FETの製造のみでな(InP
等の他の半導体tit用して作られるFETやダイオー
ドのJJI造にも適することは明らかである。
等の他の半導体tit用して作られるFETやダイオー
ドのJJI造にも適することは明らかである。
本製造方法においては、シリーズ抵抗の低減を訂るため
に、ゲート電極とソース電極およびドレイン電極とを非
常に近くに位置させる必要はなく、これらの位置合せが
簡単になるために、位置合せの自動化が割れ、iTの性
能の均一化が酎れると共に、高い製造歩留を得ることが
できる。
に、ゲート電極とソース電極およびドレイン電極とを非
常に近くに位置させる必要はなく、これらの位置合せが
簡単になるために、位置合せの自動化が割れ、iTの性
能の均一化が酎れると共に、高い製造歩留を得ることが
できる。
第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例を説明するだ
めの図である。第2図は、一実施例を説明するに際し、
その亜要点全貌明するに使用するグラフである。 −計電極、4は絶縁膜、5は絶縁膜4のエッチ残り、6
はGaAs中において一導電形不純物となシうる不純物
金倉む絶縁膜、7は低抵抗拡散層、8はソース電極、9
はドレイン電極である1、1す;1人ブr理士 内 原
晋 ℃1 ん/ 表面、カバ物深−!(PLン
めの図である。第2図は、一実施例を説明するに際し、
その亜要点全貌明するに使用するグラフである。 −計電極、4は絶縁膜、5は絶縁膜4のエッチ残り、6
はGaAs中において一導電形不純物となシうる不純物
金倉む絶縁膜、7は低抵抗拡散層、8はソース電極、9
はドレイン電極である1、1す;1人ブr理士 内 原
晋 ℃1 ん/ 表面、カバ物深−!(PLン
Claims (1)
- 一導電形半導体層にショットキ接合電41iIl!全形
成する工程と、該電極を様って第1の絶縁物を該半導体
層上に被着する工程と、該絶縁物全異方性ドライエツチ
ング法によシ前記電極の近接部のみを・残して除去する
工程と、該残された前記絶棒物および前記電極を覆って
前記−導電形牛導体と半導体中にお匹て同一の導電形に
なりうる不純物を含む第2の絶縁物全前記半導体層に被
着する工程と、熱処理して第2の絶縁物中の不純物全前
記半導体層に拡散せしめる工程と、該不純物が拡赦され
た半導体層上に少くとももう一つの1jL@ik設ける
工程とからなることを特徴とする半導体装置の製造方法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2761582A JPS58145162A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2761582A JPS58145162A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58145162A true JPS58145162A (ja) | 1983-08-29 |
Family
ID=12225836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2761582A Pending JPS58145162A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58145162A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60107867A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | Hitachi Ltd | 半導体装置とその製法 |
JPS6215863A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-24 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 自己整合金属−半導体電界効果トランジスタの製造方法 |
JPS62239586A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-20 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | Fetデバイスの製造方法 |
JPS6377113A (ja) * | 1986-09-20 | 1988-04-07 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-02-23 JP JP2761582A patent/JPS58145162A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60107867A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | Hitachi Ltd | 半導体装置とその製法 |
JPS6215863A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-24 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 自己整合金属−半導体電界効果トランジスタの製造方法 |
JPS62239586A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-20 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | Fetデバイスの製造方法 |
JPS6377113A (ja) * | 1986-09-20 | 1988-04-07 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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