JPS6054480A - ガリウムヒ素ショットキ−障壁接合ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents
ガリウムヒ素ショットキ−障壁接合ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法Info
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- JPS6054480A JPS6054480A JP16273783A JP16273783A JPS6054480A JP S6054480 A JPS6054480 A JP S6054480A JP 16273783 A JP16273783 A JP 16273783A JP 16273783 A JP16273783 A JP 16273783A JP S6054480 A JPS6054480 A JP S6054480A
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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
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- 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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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】
本発明はガリウムヒ素シロットキー障壁接合ゲート型電
界効果トランジスタの製造方法に関する。
界効果トランジスタの製造方法に関する。
ガリウムヒ素、シロットキー障壁接合ゲート型電界刻果
トランジスグ（以後ＯａＡｓ−ＭＥ８ＦＦ：’ｒと略す
）を基本素子として用いた（３ ａ Ａ ｓ集積回路は
、シリコン集積回路よシも高速動作が可能であり、現在
開発が進められている。特に、駆動素子としてノーマリ
オフ型のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴを用いると、消費電力
も少なくて済むという利点を持つため、大規模な集積回
路では有利となる。ノーマリオフ型ＧａＡｓ−ＭＥＳＦ
ＥＴの高性能化には、ゲート電極とソース電極及びドレ
イン電極の間の表面空乏層の影響を抑え、ソース抵抗及
びドレイン抵抗を小さくすることが重要である。
トランジスグ（以後ＯａＡｓ−ＭＥ８ＦＦ：’ｒと略す
）を基本素子として用いた（３ ａ Ａ ｓ集積回路は
、シリコン集積回路よシも高速動作が可能であり、現在
開発が進められている。特に、駆動素子としてノーマリ
オフ型のＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴを用いると、消費電力
も少なくて済むという利点を持つため、大規模な集積回
路では有利となる。ノーマリオフ型ＧａＡｓ−ＭＥＳＦ
ＥＴの高性能化には、ゲート電極とソース電極及びドレ
イン電極の間の表面空乏層の影響を抑え、ソース抵抗及
びドレイン抵抗を小さくすることが重要である。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は従来のＧａＡＳ−ＭＥＳＦＥＴ
の製造方法の一例を説明するための断面図である。
の製造方法の一例を説明するための断面図である。
第１図（ａ）において、１１は半絶縁性ＧａＡＳ基板、
１２は例えばキャリア密度Ｉ Ｘ １０”ｃｗＬ−”、
、厚さ０．１μｍのｎ型ＧａムＳ動作層、１３はこのｎ
型Ｇ ａ Ａ Ｓ動作層とショットキー接合を形成する
高融点金属層（例えばタングステン）である。まず、こ
の高融点金属層１３をマスクとして、ＧａＡ、ｓに対し
てドナーとして作用する元素（例えばシリコン）を、加
速エネルギ１７５ Ｋｅｙ、、 ）”−ズ量１．７×１
０１１ｃＩＩＬ１イオン注入した後、アニールを行ない
、第１図中）に示すように高濃度ｎ型領賊１４を形成す
る。次に、第１図（Ｃ）に示すように、この高濃度ｎ型
領域１４上で前記高融点金属の両側にオーム性電極１５
及び１６を通常の光学露光を用いたりフトオフ法によっ
て形成することによってＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴが得ら
れる。
１２は例えばキャリア密度Ｉ Ｘ １０”ｃｗＬ−”、
、厚さ０．１μｍのｎ型ＧａムＳ動作層、１３はこのｎ
型Ｇ ａ Ａ Ｓ動作層とショットキー接合を形成する
高融点金属層（例えばタングステン）である。まず、こ
の高融点金属層１３をマスクとして、ＧａＡ、ｓに対し
てドナーとして作用する元素（例えばシリコン）を、加
速エネルギ１７５ Ｋｅｙ、、 ）”−ズ量１．７×１
０１１ｃＩＩＬ１イオン注入した後、アニールを行ない
、第１図中）に示すように高濃度ｎ型領賊１４を形成す
る。次に、第１図（Ｃ）に示すように、この高濃度ｎ型
領域１４上で前記高融点金属の両側にオーム性電極１５
及び１６を通常の光学露光を用いたりフトオフ法によっ
て形成することによってＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴが得ら
れる。
しかし、この方法で形成したＭ１３８ＦＥＴは、ゲート
電極金属と高濃度ｎ型領域が近接しているため、ゲート
容１°が大きく、ゲート耐圧が小さいなどの欠点があっ
た。また、オーム性１１Ｌｇｉ、を通常の光学露光を用
いたリフトオフ法によって形成しているため、目合わせ
マージンが必要となり、ゲート電極金属とオーム性電極
金属の間隔を１．５μｍ以下とすることが困雉であるた
め、高濃度ｎ型領域の抵抗が寄生抵抗として加わり、相
互コンダクタンスが小さくなるという欠点も、ちった。
電極金属と高濃度ｎ型領域が近接しているため、ゲート
容１°が大きく、ゲート耐圧が小さいなどの欠点があっ
た。また、オーム性１１Ｌｇｉ、を通常の光学露光を用
いたリフトオフ法によって形成しているため、目合わせ
マージンが必要となり、ゲート電極金属とオーム性電極
金属の間隔を１．５μｍ以下とすることが困雉であるた
め、高濃度ｎ型領域の抵抗が寄生抵抗として加わり、相
互コンダクタンスが小さくなるという欠点も、ちった。
本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し１、ゲゲート
容量が小さく、ゲート耐圧が大きく、ソース抵抗および
ドレイン抵抗の小さいガリウムヒ素シ１ットキー障壁接
合型電界効果トランジスタの製造方法を提供することに
ある。
容量が小さく、ゲート耐圧が大きく、ソース抵抗および
ドレイン抵抗の小さいガリウムヒ素シ１ットキー障壁接
合型電界効果トランジスタの製造方法を提供することに
ある。
すなわち、本発明のガリウムヒ素ショットキー障壁接合
ゲート型電界効果トランジスタの製造方法は、半絶縁性
ガリウムヒ素基板上に設けられたｎ型ガリウムヒ素動作
層表面に、ショットキー障壁接合ゲートとして高融点金
属あるいは高融点金属の化合物あるいはこれらのシリサ
イドの層を設ける工程と、全面に酸化ケイ素膜あるいは
窒化ケイ素膜を形成する工程と、ガリウムヒ素に対して
ドナーとして作用する元素を、前記ショットキー障壁接
合ゲートおよびこのショットキー障壁接合ゲート側壁の
厚い酸化ケイ素膜あるいは窒化ケイ素膜を通過すること
なく、他の薄い酸化ケイ素膜あるいは窒化ケイ紫膜のみ
を通過する加速エネルギーでイオン注入した後アニール
を行ない高濃度ｎ型領域を形成する工程と、異方性のド
ライエツチングにより前記ショットキー障壁接合ゲート
近傍にのみ酸化ケイ素あるいは窒化ケイ素膜を残す工程
と、全面に金−ゲルマニウム合金およびニッケルな直空
蒸着し、さらにホトレジストを塗布する工程と、ドライ
エツチングによシ少なくとも前５− 記シ曹ットキー障壁接合ゲートーヒのホトレジストなら
びにニッケルならびに金−ゲルマニウム合金を除去する
工程と、残ったホトレジストを除去し、前記高濃度ｎ型
領域上の金−ゲルマニウム合金およびニッケルを合金化
する工程とを含んで構成される。
ゲート型電界効果トランジスタの製造方法は、半絶縁性
ガリウムヒ素基板上に設けられたｎ型ガリウムヒ素動作
層表面に、ショットキー障壁接合ゲートとして高融点金
属あるいは高融点金属の化合物あるいはこれらのシリサ
イドの層を設ける工程と、全面に酸化ケイ素膜あるいは
窒化ケイ素膜を形成する工程と、ガリウムヒ素に対して
ドナーとして作用する元素を、前記ショットキー障壁接
合ゲートおよびこのショットキー障壁接合ゲート側壁の
厚い酸化ケイ素膜あるいは窒化ケイ素膜を通過すること
なく、他の薄い酸化ケイ素膜あるいは窒化ケイ紫膜のみ
を通過する加速エネルギーでイオン注入した後アニール
を行ない高濃度ｎ型領域を形成する工程と、異方性のド
ライエツチングにより前記ショットキー障壁接合ゲート
近傍にのみ酸化ケイ素あるいは窒化ケイ素膜を残す工程
と、全面に金−ゲルマニウム合金およびニッケルな直空
蒸着し、さらにホトレジストを塗布する工程と、ドライ
エツチングによシ少なくとも前５− 記シ曹ットキー障壁接合ゲートーヒのホトレジストなら
びにニッケルならびに金−ゲルマニウム合金を除去する
工程と、残ったホトレジストを除去し、前記高濃度ｎ型
領域上の金−ゲルマニウム合金およびニッケルを合金化
する工程とを含んで構成される。
次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第２図（ａ）〜（ｇ）は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した断面図である。
めの工程順に示した断面図である。
第２図（ａ）において、２１は半絶縁性Ｇａ Ａ ｓ基
板２２は例えばキャリア密度１． Ｘ １０”ｃｍ−”
、厚さ０．１／ｊｍｏｒｌ型ＧａＡｓ動作層、２３はこ
のｎ型ＧａＡｓ動作層２２とショットキー接合を′形成
する例えば厚さ６ｏｏｏＸの高融点金属層（例えばタン
グステン）である。剪ず、これらｎ型ＧａＡ３＠作層２
２および高融点金ＪＦＳＭＪ２３上に例えば厚さ４００
０Ｘの酸化ケイ素８２４を被着する。この時、高融点金
属層２３側壁の酸化ケイ素膜２４の高さは高くなり、こ
の部分のみ酸化ケイ素膜２４６一 の厚さが厚く々ることと等価となる。
板２２は例えばキャリア密度１． Ｘ １０”ｃｍ−”
、厚さ０．１／ｊｍｏｒｌ型ＧａＡｓ動作層、２３はこ
のｎ型ＧａＡｓ動作層２２とショットキー接合を′形成
する例えば厚さ６ｏｏｏＸの高融点金属層（例えばタン
グステン）である。剪ず、これらｎ型ＧａＡ３＠作層２
２および高融点金ＪＦＳＭＪ２３上に例えば厚さ４００
０Ｘの酸化ケイ素８２４を被着する。この時、高融点金
属層２３側壁の酸化ケイ素膜２４の高さは高くなり、こ
の部分のみ酸化ケイ素膜２４６一 の厚さが厚く々ることと等価となる。
次に、第２図中）に示すように高融点金属層２３および
高融点金属層２３近傍の厚い酸化ケイ素膜をマスつてし
てＯａ Ａ ｓに対してドナーとして作用する元素（例
えばシリコン）を例えば加速エネルギー３１６ ＫｅＶ
で、ドーズｔ４ Ｘ １０” ３ａｎ−”イオン注入す
る。この時、シリコンイオンは、薄い酸化ケイ素膜は通
過するが、高融点金属層２３及び高融点金属層２３近傍
の厚い酸化ケイ素膜は通過しないため、被注入領域は高
融点全編層２３と接しない。
高融点金属層２３近傍の厚い酸化ケイ素膜をマスつてし
てＯａ Ａ ｓに対してドナーとして作用する元素（例
えばシリコン）を例えば加速エネルギー３１６ ＫｅＶ
で、ドーズｔ４ Ｘ １０” ３ａｎ−”イオン注入す
る。この時、シリコンイオンは、薄い酸化ケイ素膜は通
過するが、高融点金属層２３及び高融点金属層２３近傍
の厚い酸化ケイ素膜は通過しないため、被注入領域は高
融点全編層２３と接しない。
次いで、アニールを行ない、前記被注入・鎖酸を高濃度
ｎ型領域２５にする。
ｎ型領域２５にする。
次に、第２図（Ｃ）に示すように、例えばＣＦ、ガスを
用い眉笠クチイブイオンエツチングによシ、酸１化ケイ
素ＩＮ ２４を異方性エツチングし、高融点金属２３の
近傍にのみ酸化ケイ素を残して側壁２６を形成する。
用い眉笠クチイブイオンエツチングによシ、酸１化ケイ
素ＩＮ ２４を異方性エツチングし、高融点金属２３の
近傍にのみ酸化ケイ素を残して側壁２６を形成する。
次に、第２図（ａ）に示すように、全面に金−ゲルマニ
ウム合金およびニッケル（以後ＡｕＧｅ／Ｎｉと記す）
２７を真空蒸着した後、ホトレジスト（以後ＰＲと記す
）２８を塗布する。
ウム合金およびニッケル（以後ＡｕＧｅ／Ｎｉと記す）
２７を真空蒸着した後、ホトレジスト（以後ＰＲと記す
）２８を塗布する。
次に、第２図（ｅ）に示すように例えばＣＦ、ガスを用
いたりアクティグイオンエツチングによりＰＲをエツチ
ングし、前記高融点金属２３および側壁２６上のＡｕＧ
ｅ７ｒＮｉを露出させる。
いたりアクティグイオンエツチングによりＰＲをエツチ
ングし、前記高融点金属２３および側壁２６上のＡｕＧ
ｅ７ｒＮｉを露出させる。
次に、第２図（ｆ）に示すように例えばＡ、ｒガスを用
いたイオンミリングによ）、露出したＡｕＧｅ／Ｎｉを
除去する。
いたイオンミリングによ）、露出したＡｕＧｅ／Ｎｉを
除去する。
次に、第２図（ｇ）Ｋ示すように残ったＰ Ｒ２９をプ
ラズマアラツヤにより除去した後、ＡｕＧｅ７Ｎｉを合
金化し、オーム性電極のノース電極３０およびドレイン
電極３１を形成する。
ラズマアラツヤにより除去した後、ＡｕＧｅ７Ｎｉを合
金化し、オーム性電極のノース電極３０およびドレイン
電極３１を形成する。
なお、上記の一実施例では高融点金属層２３と高濃度ｎ
型領域２５およばオーム性電極３０，３１との間にスペ
ースを設けるための物質として酸化ケイ素を用いたが、
高濃度ｎ型領域形成のためのアニールに耐え、かつ側壁
残しが可能な物質であればよく、例えば窒化ケイ素を用
いてもよい。
型領域２５およばオーム性電極３０，３１との間にスペ
ースを設けるための物質として酸化ケイ素を用いたが、
高濃度ｎ型領域形成のためのアニールに耐え、かつ側壁
残しが可能な物質であればよく、例えば窒化ケイ素を用
いてもよい。
また、高融点金属としてタングステンを用いたが、他の
高融点金属や高融点金属の化合物あるいはそれらのシリ
サイドでもよいのは言うまでもない。
高融点金属や高融点金属の化合物あるいはそれらのシリ
サイドでもよいのは言うまでもない。
以−ヒ説明したように、本発明によれば、ゲート電極と
して用いた高融点金属と高濃度ｎ型領域が僅かに離れて
おり、かつ、ソース電極金属およびドレイン電極金属が
高濃度ｎ型領域ならびにゲート電極に自己整合で形成さ
れるために、ゲート容量が小さく、ゲート副圧が大きく
、ソース抵抗およびドレイン抵抗の小さいガリウムヒ素
ショットキー障壁接合ゲート型電界効果トランジスタを
得ることができる。
して用いた高融点金属と高濃度ｎ型領域が僅かに離れて
おり、かつ、ソース電極金属およびドレイン電極金属が
高濃度ｎ型領域ならびにゲート電極に自己整合で形成さ
れるために、ゲート容量が小さく、ゲート副圧が大きく
、ソース抵抗およびドレイン抵抗の小さいガリウムヒ素
ショットキー障壁接合ゲート型電界効果トランジスタを
得ることができる。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は従来のガリウムヒ素ショットキ
ー障壁接合ゲート型電界効果トランジスタの製造方法の
一例を説明するために工程順に示した断面図、第２図（
ａ）〜（２）は本発明の詳細な説明するために工程順に
示した断面図である。 １１−−−−−−半絶縁性ＧａＡｓ基板、１２ ・−−
−−−ｎ型９− Ｇ ａ Ａ ｌｔ動作層、１３・・・・・・高融点金属
層、１４・・・・・・高濃度ｎ型領域、１５．１６・・
・・・・オーム性電極、２１・・・・・・半絶縁性Ｇ
ａ Ａ ｓ基板、２２・・・・・・ｎ型ＱａＡｓ動作層
、２３・・・・・・高融点金属層、２４・・・・・・酸
化ケイ素膜、２５・・・・・・高濃度ｎ型領域、２６・
・・・・・側壁、２７・・・・・・オーム性′ＲＬ極用
金属膜、２８．２９・・・・・・ホトレジスト、３０．
３１・・・・・・オーム性’＋ｔ ＋ｉ。 −１０＝ 錦／ 区 ／３ ８ Ｚ 区
ー障壁接合ゲート型電界効果トランジスタの製造方法の
一例を説明するために工程順に示した断面図、第２図（
ａ）〜（２）は本発明の詳細な説明するために工程順に
示した断面図である。 １１−−−−−−半絶縁性ＧａＡｓ基板、１２ ・−−
−−−ｎ型９− Ｇ ａ Ａ ｌｔ動作層、１３・・・・・・高融点金属
層、１４・・・・・・高濃度ｎ型領域、１５．１６・・
・・・・オーム性電極、２１・・・・・・半絶縁性Ｇ
ａ Ａ ｓ基板、２２・・・・・・ｎ型ＱａＡｓ動作層
、２３・・・・・・高融点金属層、２４・・・・・・酸
化ケイ素膜、２５・・・・・・高濃度ｎ型領域、２６・
・・・・・側壁、２７・・・・・・オーム性′ＲＬ極用
金属膜、２８．２９・・・・・・ホトレジスト、３０．
３１・・・・・・オーム性’＋ｔ ＋ｉ。 −１０＝ 錦／ 区 ／３ ８ Ｚ 区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半絶縁性ガリウムヒ素基板上に設けられたｎ型ガリウム
ヒ素動作層表面に、ショットキー障壁接合ゲートとして
高融点金属あるいは高融点金属の化合物あるいはこれら
のシリサイドの層を設ける工程と、全面に酸化ケイ素膜
あるいは窒化ケイ素膜を形成する工程と、ガリウムヒ素
に対してドナーとして作用する元素を前記ショットキー
障壁接合ゲートおよびこのショットキー障壁接合ゲート
側壁の厚い酸化ケイ素膜あるいは窒化ケイ素膜を通過す
ることなく、他の薄い酸化ケイ素膜あるいは窒化ケイ素
膜のみを通過する加速エネルギーでイオン注入した後ア
ニールを行ない高濃度ｎ型領域を形成する工程と、異方
性のドライエツチングによシ前記ショットキー障壁接合
ゲート近傍にのみ酸化ケイ素膜あるいは窒化ケイ素膜を
残す工程あ と、全面に金−ゲルマニウム合金およびニッケル真空蒸
着し、さらにホトレジストを塗布する工程と、ドライエ
ツチングにより少なくとも前記ショットキー障壁接合ゲ
ート上のホトレジストならびにニッケルならびに金−ゲ
ルマニウム合金を除去する工程と、残ったホトレジスト
を除去し、前記高濃度ｎ型領域上の金−ゲルマニウム合
金およびニッケルを合金化する工程とを含むことを特徴
とするガリウムヒ素シ四ットキー障壁接合ゲート型電界
効果トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16273783A JPS6054480A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | ガリウムヒ素ショットキ−障壁接合ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16273783A JPS6054480A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | ガリウムヒ素ショットキ−障壁接合ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6054480A true JPS6054480A (ja) | 1985-03-28 |
Family
ID=15760300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16273783A Pending JPS6054480A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | ガリウムヒ素ショットキ−障壁接合ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054480A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4902635A (en) * | 1987-12-18 | 1990-02-20 | The Agency Of Industrial Science And Technology | Method for production of compound semicondutor devices |
-
1983
- 1983-09-05 JP JP16273783A patent/JPS6054480A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4902635A (en) * | 1987-12-18 | 1990-02-20 | The Agency Of Industrial Science And Technology | Method for production of compound semicondutor devices |
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