JPS6187378A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置の製造方法Info
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- JPS6187378A JPS6187378A JP20915784A JP20915784A JPS6187378A JP S6187378 A JPS6187378 A JP S6187378A JP 20915784 A JP20915784 A JP 20915784A JP 20915784 A JP20915784 A JP 20915784A JP S6187378 A JPS6187378 A JP S6187378A
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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
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/47—Schottky barrier electrodes
- H01L29/475—Schottky barrier electrodes on AIII-BV compounds
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高耐熱性ショットキーゲート電極を用いた化合
物半導体装置の製造方法に関する。
物半導体装置の製造方法に関する。
化合物半導体、特にGaAsを用いたショットキー障壁
型電界効果トランジスタ(以下、MESFETという)
は、高速性にすぐれるため、超高周波用半導体素子とし
て、近年ますますその需要が高まつている。以下、この
GaAs MESFETを例にとって説明する。
型電界効果トランジスタ(以下、MESFETという)
は、高速性にすぐれるため、超高周波用半導体素子とし
て、近年ますますその需要が高まつている。以下、この
GaAs MESFETを例にとって説明する。
第2図は従来より周知のGaAs MESFETの構造
の一例を示す模式断面図である。本構造ではGaAsM
ESFETの高性能化のため、例えば1981年発行の
アイ イー デー エム テクニカル ダイジェスト(
IEDM Tech、 Dig)の80頁に示されてい
るように、ソース及びドレイン領域がGaAs動作層4
と同じ導電型を有する高濃度不純物領域5として形成さ
れている。なお、第2図において、lはゲート電極、2
,3はオーミック電極、6は半絶縁性GaAs基板であ
る。第2図の構造を有する′MEJS−眉においては、
ソース及びドレインの直列寄生抵抗R81RDが、この
高濃度不純物領域5の存在により著しく低減されるため
、高い相互コンダクタンスgmtた低いオン抵抗R0N
が達成され、 FETの高速動作が可能となる・ 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の高濃度不純物領域5は、一般にゲート電極lを形
成し、このゲート電極ltマスクとじてイオン注入し、
引き続き例えば二酸化シリコン(Sing )なる保護
膜をゲート電極l及びGaAs基板上全面に被覆した後
、800℃程度の熱処理(アニール)を行うことによっ
て形成される。この際、ゲート電極lがGaAs基板表
面動作層と接した状態でアニールされることから、安定
な特性を有する素子凱造のためには、ゲート電極lと表
面動作層との界面特性がアニール後も安定であることが
必要である。このためゲート電極1&’1GaAsと反
応しにくい金属材料として、一般に高融点全屈もしくは
それらの混合物または化合物が選ばれ、その安定性が調
べられている。
の一例を示す模式断面図である。本構造ではGaAsM
ESFETの高性能化のため、例えば1981年発行の
アイ イー デー エム テクニカル ダイジェスト(
IEDM Tech、 Dig)の80頁に示されてい
るように、ソース及びドレイン領域がGaAs動作層4
と同じ導電型を有する高濃度不純物領域5として形成さ
れている。なお、第2図において、lはゲート電極、2
,3はオーミック電極、6は半絶縁性GaAs基板であ
る。第2図の構造を有する′MEJS−眉においては、
ソース及びドレインの直列寄生抵抗R81RDが、この
高濃度不純物領域5の存在により著しく低減されるため
、高い相互コンダクタンスgmtた低いオン抵抗R0N
が達成され、 FETの高速動作が可能となる・ 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の高濃度不純物領域5は、一般にゲート電極lを形
成し、このゲート電極ltマスクとじてイオン注入し、
引き続き例えば二酸化シリコン(Sing )なる保護
膜をゲート電極l及びGaAs基板上全面に被覆した後
、800℃程度の熱処理(アニール)を行うことによっ
て形成される。この際、ゲート電極lがGaAs基板表
面動作層と接した状態でアニールされることから、安定
な特性を有する素子凱造のためには、ゲート電極lと表
面動作層との界面特性がアニール後も安定であることが
必要である。このためゲート電極1&’1GaAsと反
応しにくい金属材料として、一般に高融点全屈もしくは
それらの混合物または化合物が選ばれ、その安定性が調
べられている。
またアニールはGaA3結晶の解離を防ぐため特別な工
夫が必要となるが、このアニール方法によってもゲート
電極とGaAs基板との界面特性が影響される可能性が
ある。アニール方法の一つとして、GaAs基板表面に
保δ膜を被覆してアニールを行う方法があり、保護膜は
一般に二酸化シリコン(Sing)または窒化シリコン
(SisNa)がよく用いられる。しかし、高耐熱性ゲ
ート電極が形成された状態で、保護膜をGaAs基板及
びゲート電極上全面に被覆しアニールを行った場合、現
状では多くの高融点金囮系材料において、アニール後ゲ
ート逆方向耐圧の劣化が観測されており、これが高融点
全屈系材料をゲート電極として用いたGaAsMESF
ETの実用化を困難にしている。・本発明は上記の問題
点に鑑み、アニールによるショットキー特性劣化の回避
が可能な半導体装置のg遣方法を提供するものである。
夫が必要となるが、このアニール方法によってもゲート
電極とGaAs基板との界面特性が影響される可能性が
ある。アニール方法の一つとして、GaAs基板表面に
保δ膜を被覆してアニールを行う方法があり、保護膜は
一般に二酸化シリコン(Sing)または窒化シリコン
(SisNa)がよく用いられる。しかし、高耐熱性ゲ
ート電極が形成された状態で、保護膜をGaAs基板及
びゲート電極上全面に被覆しアニールを行った場合、現
状では多くの高融点金囮系材料において、アニール後ゲ
ート逆方向耐圧の劣化が観測されており、これが高融点
全屈系材料をゲート電極として用いたGaAsMESF
ETの実用化を困難にしている。・本発明は上記の問題
点に鑑み、アニールによるショットキー特性劣化の回避
が可能な半導体装置のg遣方法を提供するものである。
本発明は、化合物半導体動作層上に高耐熱性ゲート電極
を形成した後、イオン注入不純物の活性化のための熱処
理を行う際に、化合物半導体基板表面及び前記ゲート電
極上全面に保護膜を被覆し、引き続き該ゲート電極上の
保護膜を除去した陵、熱処理を行うことを特徴とする化
合物半導体装置の製造方法である・ 〔実施例〕 以下本発明の実施例について、第1図(&)〜(e)に
示す素子模式断面図を用いて説明する。
を形成した後、イオン注入不純物の活性化のための熱処
理を行う際に、化合物半導体基板表面及び前記ゲート電
極上全面に保護膜を被覆し、引き続き該ゲート電極上の
保護膜を除去した陵、熱処理を行うことを特徴とする化
合物半導体装置の製造方法である・ 〔実施例〕 以下本発明の実施例について、第1図(&)〜(e)に
示す素子模式断面図を用いて説明する。
まず、半絶縁性GaAs基板6を用意し、第1図(a)
に示すように基板6上にホトレジストをマスクとしてS
1イオン150KeV + l XLO”cm−”の条
件で選択的にイオン注入した後、該ホトレジストを除去
し、Gつ装置を用いてSin、を全面に0.2μmの膜
厚で堆積し、水素(H2)雰囲気中で800℃、 20
分間のアニールを行う0次に該5iOzJIKを希フッ
酸(HF)でエツチング除去した後、スパッタ装置を用
いてタングステン(W)膜をGaAs基板上全面に堆積
し、CFJを用いたドライエツチング法によりWゲート
電極上を形成する0次にゲート領域、ソース領域、ドレ
イン領域以外の領域をホトレジスト7で覆い、該ホトレ
ジスト7及びゲート電極lをマスクとして、SLイオン
を100 KeV 、 2X10 cmの条件で注入し
、高濃度不純物領域5を形成する(第1図(b))・こ
のホトレジスト除去1、CVD装置を用いてSin、を
G aA s基板及びWゲート電極上全面に0.2μm
の膜厚で堆積し、次にホトレジストをSin、 8止金
面に1.5μmの膜厚で塗布し、200℃でベークする
ことによりウニ八表面を平坦にする(第1図(C))・ 次にCF、を用いたドライエツチング法でホトレジスト
9をエツチングするとともにゲート電極上の5iO1を
除去し、次に水素(H3)雰囲気中で800℃、20分
間のアニールを行う(第1図(d))。S 1Oz8を
希フッ酸(HF)でエツチング除去し、ソース。
に示すように基板6上にホトレジストをマスクとしてS
1イオン150KeV + l XLO”cm−”の条
件で選択的にイオン注入した後、該ホトレジストを除去
し、Gつ装置を用いてSin、を全面に0.2μmの膜
厚で堆積し、水素(H2)雰囲気中で800℃、 20
分間のアニールを行う0次に該5iOzJIKを希フッ
酸(HF)でエツチング除去した後、スパッタ装置を用
いてタングステン(W)膜をGaAs基板上全面に堆積
し、CFJを用いたドライエツチング法によりWゲート
電極上を形成する0次にゲート領域、ソース領域、ドレ
イン領域以外の領域をホトレジスト7で覆い、該ホトレ
ジスト7及びゲート電極lをマスクとして、SLイオン
を100 KeV 、 2X10 cmの条件で注入し
、高濃度不純物領域5を形成する(第1図(b))・こ
のホトレジスト除去1、CVD装置を用いてSin、を
G aA s基板及びWゲート電極上全面に0.2μm
の膜厚で堆積し、次にホトレジストをSin、 8止金
面に1.5μmの膜厚で塗布し、200℃でベークする
ことによりウニ八表面を平坦にする(第1図(C))・ 次にCF、を用いたドライエツチング法でホトレジスト
9をエツチングするとともにゲート電極上の5iO1を
除去し、次に水素(H3)雰囲気中で800℃、20分
間のアニールを行う(第1図(d))。S 1Oz8を
希フッ酸(HF)でエツチング除去し、ソース。
ドレイン電極が必要とされる領域以外の領域をホトレジ
ストで覆い、AuGe/Niを真空蒸着し、該ホトレジ
ストを除去し400℃のアロイを行うことによりソース
、ドレイン電極2,3が形成され、旧の製造が完了する
(第2図(e))・ 従来のGaAs基板及び高耐熱性ゲート電極上全面に5
i01を被覆した状態でアニールすることにより製造し
たFETと、本発明によるゲート電極上の5iftを除
去した状態でアニールして製造したFETの特性を比較
するため、それぞれの閣を40個づつ選び、ゲート逆方
向耐圧を測定した結果、従来の製造方法にヨルF]1i
lvrノ耐圧1−1.5.2 f 1.5 V −1’
あったのに対し、本発明の製造方法による蹟でハ8.3
±0.7 V (!:バラツキが少なく、また高い耐圧
が得られた。
ストで覆い、AuGe/Niを真空蒸着し、該ホトレジ
ストを除去し400℃のアロイを行うことによりソース
、ドレイン電極2,3が形成され、旧の製造が完了する
(第2図(e))・ 従来のGaAs基板及び高耐熱性ゲート電極上全面に5
i01を被覆した状態でアニールすることにより製造し
たFETと、本発明によるゲート電極上の5iftを除
去した状態でアニールして製造したFETの特性を比較
するため、それぞれの閣を40個づつ選び、ゲート逆方
向耐圧を測定した結果、従来の製造方法にヨルF]1i
lvrノ耐圧1−1.5.2 f 1.5 V −1’
あったのに対し、本発明の製造方法による蹟でハ8.3
±0.7 V (!:バラツキが少なく、また高い耐圧
が得られた。
ゲート電極上のSingを除去することにより、アニー
ル敦のゲート電極の特性が改善される原因は明らかでは
ないが、本発明の効果は顕著である。
ル敦のゲート電極の特性が改善される原因は明らかでは
ないが、本発明の効果は顕著である。
以上、詳細に説明したとお9本発明によれば、高耐熱性
ゲート電極を形成した俵、イオン注入不純物の活性化の
ためのアニールを行う際、ゲート電極上の採掘膜を除去
することによυアニールによるゲート特性の劣化を抑制
することができる効果を有するものである。
ゲート電極を形成した俵、イオン注入不純物の活性化の
ためのアニールを行う際、ゲート電極上の採掘膜を除去
することによυアニールによるゲート特性の劣化を抑制
することができる効果を有するものである。
第1図(a)〜(e)は本発明の方法によるトランジス
タのFA造工程を工程順に示す素子の模式断面図、第2
図は従来より周知の高濃度不純物領域を有する電界効果
トランジスタの模式断面図である。 図において、lは高耐熱性ゲート電極、2.3はソース
′r′!i極及びドレイン電極、4はGaAa動作層、
5は高濃度不純物領域、6は半絶縁性GaAs基板、7
.9はホトレジスト、8は5insである。 晃1図
タのFA造工程を工程順に示す素子の模式断面図、第2
図は従来より周知の高濃度不純物領域を有する電界効果
トランジスタの模式断面図である。 図において、lは高耐熱性ゲート電極、2.3はソース
′r′!i極及びドレイン電極、4はGaAa動作層、
5は高濃度不純物領域、6は半絶縁性GaAs基板、7
.9はホトレジスト、8は5insである。 晃1図
Claims (1)
- (1)化合物半導体動作層上に高耐熱性ゲート電極を形
成した後、イオン注入不純物の活性化のための熱処理を
行う際に、化合物半導体基板表面及び前記ゲート電極上
の全面に保護膜を被覆し、引き続き、該ゲート電極上の
保護膜を除去した後、熱処理を行うことを特徴とする化
合物半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20915784A JPS6187378A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20915784A JPS6187378A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6187378A true JPS6187378A (ja) | 1986-05-02 |
Family
ID=16568258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20915784A Pending JPS6187378A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6187378A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62197588U (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-16 |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20915784A patent/JPS6187378A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62197588U (ja) * | 1986-06-09 | 1987-12-16 |
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