JPS62189762A - 3−5族化合物基体上に半導体装置を製造する方法 - Google Patents

3−5族化合物基体上に半導体装置を製造する方法

Info

Publication number
JPS62189762A
JPS62189762A JP61296507A JP29650786A JPS62189762A JP S62189762 A JPS62189762 A JP S62189762A JP 61296507 A JP61296507 A JP 61296507A JP 29650786 A JP29650786 A JP 29650786A JP S62189762 A JPS62189762 A JP S62189762A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unalloyed
forming
active region
substrate
contact layer
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
JP61296507A
Other languages
English (en)
Inventor
オラレイ・アデトロ・アイナ
アミル・アリモハメド・ラハニ
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.)
Allied Corp
Original Assignee
Allied Corp
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 Allied Corp filed Critical Allied Corp
Publication of JPS62189762A publication Critical patent/JPS62189762A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/2654Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in AIIIBV compounds
    • H01L21/2656Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in AIIIBV compounds characterised by the implantation of both electrically active and inactive species in the same semiconductor region to be doped
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28575Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising AIIIBV compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28575Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising AIIIBV compounds
    • H01L21/28581Deposition of Schottky electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66848Unipolar field-effect transistors with a Schottky gate, i.e. MESFET
    • H01L29/66856Unipolar field-effect transistors with a Schottky gate, i.e. MESFET with an active layer made of a group 13/15 material
    • H01L29/66863Lateral single gate transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66848Unipolar field-effect transistors with a Schottky gate, i.e. MESFET
    • H01L29/66856Unipolar field-effect transistors with a Schottky gate, i.e. MESFET with an active layer made of a group 13/15 material
    • H01L29/66863Lateral single gate transistors
    • H01L29/66878Processes wherein the final gate is made before the formation, e.g. activation anneal, of the source and drain regions in the active layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/14Schottky barrier contacts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/942Masking
    • Y10S438/948Radiation resist
    • Y10S438/951Lift-off

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Semiconductor Lasers (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、at−V族化合物基体上に半導体装置を製造
する方法に関するものであシ、更に詳しくいえば、電極
と合金にされていない接点層との境界面を横切る障壁の
高さが、電極とl−V族化合物半導体基体上の境界面を
横切るlI&壁の高さよシ低く、それにより低抵抗値の
オーミック接点を構成する、合金にされていない接点層
を有する半導体装置を製造する方法に関するものである
〔従来技術およびその問題点〕
低雑音、高利得のマイクロ波装置、固体レーザおよび低
消費電力のLPIOの製造においては、低抵抗匝のオー
ミンクな接点を形成する必要がある。
ガリウムひ素(GaAs ) 、υん化インジウム(I
nP)、ガリウム・アルミニウムひ素(GaAIAs)
およびシん化ガリウム(GaP )に低抵抗値のオーミ
ンクな接点を形成する際には、金属電極とそれらの■−
V族化合物牛専体の境界面を横切る障壁が比較的高いた
めに、困難に遭遇している。
高濃度にドープされた半導体上の金属の接触抵抗ρ。が
次式により与えられる。
ここに、φBは金属と半導体の境界面を横切る障壁の高
さ、Nはキャリヤ濃度、m1′は半導体中の電子または
正孔(キャリヤ)の実効質?k、Kは誘電率と電子の電
荷およびブランクの定数に依存する定数である。理論的
には、すなわち、(1)式に関しては、キャリヤ濃度N
を高くシ、障壁の高さφBを低くでき、または電荷キャ
リヤの実効質量m*を小さくすることにより、低抵抗率
のオーミックな接点を得ることができる。しかし、与え
られた半導体に対しては、障壁の高さφBとキャリヤ濃
度Nだけを変えることができ、はとんどの■−■族化合
物基体の最高キャリヤfIk度は一般に109cm−3
より低い。更に1フ工ルミ準位の固定(pinning
)のために、種々の金属とIll −V族半導体との境
界面を横切る障壁の高さは大きくは変らない。したがっ
て、低抵抗率のオーミック接点を得る意図は、金ドーパ
ント合金を合金化するというような高濃度ドーピングを
達成するという異常な方法により、または禁止音の−が
狭い半導体をエピタキシャル成長させることにより金属
と半導体の境岑面を横切るV4壁の高さφBf低くする
ことにより、キャリヤ濃度Nを高くすることに重点が置
かれていた。
これら2つの方法について以下に説明する。
金属−ドーパント合金を合金化することは低抵抗率のオ
ーミック接点を得るために最も広く用いられている方法
であった。この方法は、付着された金−ゲルマニウム(
Au−Ge)、金−亜鉛(Au−Zn ) 、または金
−ベリリウム(Au−Be)の合金を360℃よ、!7
高い温度で熱処理すなわち合金化することを含み、合金
化中にたとえばGaAs基体中でのGa  とのAuの
反応により、5X1019備−3というようにhいキャ
リヤ濃度および10−6Ω−備2はど低い接点抵抗率が
得られる。この技術が雑誌[ソリッド・ステート・エレ
クトロニクス(5olid−8tate Electr
onics)J 18巻、541〜550頁(1975
年)所載のブイ・エル会ライドアウト(v、 L、 R
ideout )の「ア・レビュー・オン・ザ・セオリ
イ・アンド・テクノロジー・フォー会オーミック9コン
タクツ・ツー・ブルーフ111−Vコンパクンド・セミ
コンタ/11−ス(A Review of the 
Theor7 and Technology for
 Ohmic Contacts to GroupI
II V Compound Sem1conduct
ors)Jと題する論文において論じられている。
ここで、第1A図〜第1c図を参照して、金属−ドーパ
ント合金オーミック接点を有する半導体装置の製造のた
めに使用される処理上′8を説明する。第1A図に示す
ように、基体2内に、シリコン(Si)を注入してから
、約850℃で15分間焼きなますことにより能動領域
4が形成される。
あるいは、基体2の主表面上に能動領域4をエピタキシ
ャル成長させることができる。それから、基体2の電気
的に分版された部分の上に各半導体装置が形成されるよ
うに、分離領域(図示せず)が形成される。ソースtj
d口部とドレイン開口部を有するマスク6が能動領域4
の上に形成され、通常のリフトオフ(目を−off)技
術を用いて、合金たとえばAuGeがマスク6内のソー
ス開口部とドレイン開口部を通じて能動領域4の表面上
に付着される。付着された合金は熱処理、または合金化
されてA11Ge のオーミック接点8,10を形成す
る(第1B図)。合金化に続いて、ゲート開口部を有す
るマスク12が形成され、能動領域4にチャネルがエツ
チングされる。その後で、マスク12内のゲート開口部
を通じてゲート′成極14が付着され、それからマスク
12が除去される(第1C図)。この方法により形成さ
れた金属−ドーパント合金tをする半導体装置には、(
1)合金の深さを制御できないこと、t2)!極を付着
する前の表面上の清浄化によって接点の質が大きく変る
こと、(3)10−60−12より低い接点抵抗率を得
ることが困難であること、(4)半導体装置との境界面
が荒く、そのために流れる電流が一様ではないこと、の
ようないくつかの欠点がある。
接点抵抗率を低くする第2の技術は、禁止帯の幅が狭い
半導体をエピタキシャル成長させて、へテロエピタキシ
ャル・オーミック接点を形成fbことにより障壁の高さ
を低くすることである。禁止帯の幅が狭い半導体のエピ
タキシャル成長は、分子ビーム(MBE)、または基体
に格子を一致させることができ、かつ金属と半導体の境
界面を横切る障壁が低い半導体の層の金XV機物気相成
長(MOVPE)により通常行われる。この目的のため
に使用される半導体はGeおよびIyIAs であった
。それらの半導体の障壁の高さは0.5eVよシ低い。
これはGaAs の障壁の高さ0.7〜0.9eVよシ
かなシ低い。また、InAsの電子の実効質量m’=0
.02m (mは自由空間内の電子の質りはGaAs 
の実効質tm”=0.068よシはるかに低い。aeO
高濃度にドープされたNIを成長させることにより(N
〜1019画一3)、またはGaAs上に高濃度にドー
プされた、成分が変化させられたIr1GaAs 0層
を成長させることにより得られていた。最低の接点抵抗
率(10−’Ω−α2)が金属7/ゲルマニウム/ガリ
ウムひ素のオーミック接点で達成されている。ヘテロエ
ピタキシャル・オーミック接点が、雑誌「ジャーナル・
オン・バキュウム・サイエンス・テクノロジー(Jou
rnalof Var!t+um 5ciencCTe
chnology)第19巻第3号(1981年)62
4頁所載のウッドオール(Woodall)他の「オー
ミック・コンタクツ働ツー・GaAsaユージング・グ
レーデッド・バンド・ギャップ・レーヤー嗜オン* G
a In As・グロウンeバイΦモルキュラー・ビー
ム・エピタキシー(Ohrnic Contacts 
 to GaAs”UsingGraded Band
 Gap Layers of Ga In AaGr
own  By Mo1cular  Beam Ep
itaxy )Jと題する論文、および雑誌「エレクト
ロニック・レタースElectronic Lette
rs)第15巻(1979年)800頁所載のストール
(Siall)  他による[ウルトラ・ロー・レジス
タンス・オーミック・コンタクツ・ツー・n −GaA
s (Ul traLovr Re5istance 
Ohmic Contacts  t。
n−GaAs ) J と題する論文において論じられ
ている。ヘテロエピタキシャルオーミック接点の欠点は
、(1)マイクロ波半導体装置を製造するために必要な
プレーナ技術に適合しないこと、(2)半導体装置の処
理工程を実行するために高価で、複雑な機器を必要とす
ること(それらの機器を使用しないとそれらの工程を実
行できないことがある〕、(3)それらのへテロエピタ
キシャルオーミック接点が形成される基体すなわちエピ
タキシャル層K 一致する格子を必要とすること、であ
る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、低抵抗値のオーミック接点を有する半
導体装置を製造する方法を得ることである。
本発明の別の目的は、電極と合金にされていない接点抵
抗率層の境界面を横切る障壁の高さが、電極とllI 
−V族化合物半導体基体またはその基体の内部あるいは
上に形成された能動領吠との境界面を横切る障壁の高さ
より低いようなtU−V族化合物半導体基体上に合金に
されていない接点層をMする半導体装置を製造する方法
を得ることである。
本発明の更に別の目的は、マイクロ波およびデジタル集
積回路を餌造するために必要なプレーナ技術に適合する
1A:抵抗値オーミック接点を有する半導体装置を製造
する方法を得るととである。
〔発明の概要〕
本発明は、合金にされていない接点層を含み、電極と合
金にされていない接点層の間の境界面を横切るR壁の高
さが、電極と、半導体装置が上に形成される■−■族化
合物半導体内に形成された能動領域との境界面に形成さ
れた障壁よシはいような半導体装置を製造する方法に関
するものである。そのような合金にされていない接点層
を製造する好適なやシカは、I!1族または■族元素を
高濃度に注入することである。この方法はマイクロ波集
積回路を製造するために必要なプレーナ技術に適合する
。更に、高濃度イオン注入により形成される■t −v
族化合物半導体は高い電子親和性を有する。その問い電
子親和性はエピタキシャル成長またはその他の非プレー
ナ製造接触により通常達成される。プレーナ半導体装i
1を必要としなければ、基体と一致する格子を有する半
導体のエビタキシャル成長により合金にされていない接
点層を形成できる。電極との境界面を横切る障壁の高さ
φBが低い合金にされていない接点層の形成は、接点抵
抗≦ρ。を低くする方が、キャリヤ濃度を高くすること
よりも容易である。というのは、接点抵抗率ρCが l
/Nの平方根の関数またはφBの指数の関数として変化
するからである。
it −v族化合物牛導体基体上に半導体装置を製造す
る本発明の方法の第1の実施例においては、基体内に能
動領域が形成され、その能動領域の選択された部分の上
にゲート電極が形成される。次に、ゲート電極をマスク
として用いて、能動領域内に合金にされていない接点層
が形成され、その合金にされていない接点層の選択され
た部分の上にソース電極とドレイン電極が形成される。
ソース電極およびドレイン電極と合金にされていない接
点層上の間の境界面を横切る障壁の高さは、ソース電極
およびドレイン電極と■−■族化合物基体との間の境界
面を横切る障壁よシ低く、かつソース電極およびドレイ
ン電極と能動領域との間の境界面を横切る障壁より低い
■−v族化合物牛導体基体上に半導体装置を製造する本
発明の方法の第2の実施例においては、基体内に能動領
域が形成され、その能動領域内に合金にされていない接
点層が形成される。合金にされていない接点層の選択さ
れた部分がエツチングにより除去されて能動領域を露出
し、能動領域のその露出された部分の上にゲート電極が
形成される合金にされていない接点層の選択された部分
の上にソース電極とドレイン電極が形成される。
ソース電極およびドレイン電極と合金にされていない接
点層との間の境界面を横切る障壁は、ソース電極および
ドレイン電極と■−■族化合物基体との間の境界面を横
切る障憂よす低く、かつソース電極およびドレイン電極
と能動領域との間の境界面を横切る障壁より低い。
本発明の第1の実施例および第2の実施例においては、
能動領域および合金にされていない接点層はイオン注入
およびエピタキシャル成長により形成できる。
本発明の第1の実施例と第2の実施例の方法は、本発明
の方法に従って製造された合金にされていない接点層を
有する半導体装置が低抵抗値のオーミック接点を肩(7
、そのために低雑音で、高利得のマイクロ波半導体装置
、固体レーザおよび低電力消費量の高速デジタル装置を
、GaAs、 InP 5GaAIAs およびGaP
のような■−v族化合物半纏体上に形成する点において
、低抵抗値のオーミック接点を得る従来の方法より有利
である。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
本発明の方法の第1の実施例による製造方法を第2A図
〜第2D図を参照して説明する。第2A図に示すように
、IJI−V族化合物半導体基体2の上にイオン注入ま
たはエピタキシャル成長注入のような公矧方法により能
動領域4を形成する。能動領域4を形成した後で、能動
領域4の表面にゲート電極20を付滑する。ゲート電極
20の横断面が台形で、その台形の小さい下底部が能動
領域短絡を阻止するように角度反応性イオンエツチング
を行うことができ、それに統いてソース電極22aとド
レイン領域22b を形成できる(第2B図、)。
第2B図を参照して、ゲート電極20をマスクとして用
いてソース領域22a  とドレイン領域22bを能動
領域4内に形成する。ソース領域22aとドレイン領域
22bはドーパントイオンを高濃度に注入することによ
り形成した高濃度にドープされた層すなわち領域である
。ドーパントイオンは基体2の組成に従って選択する。
たとえば、基体2が半絶縁GaAs、 n形GaAs、
 GaAlAsまたはn形GaPであるとすると、ドー
パントは、25〜100KeVのエネルギーで10”m
” の濃度に注入されたシリコン(Si)、または90
〜200KeVのエネルギーで1014cm−2の濃度
に注入されたすず(Sn)とすることができる。基体が
p形InPまたはp形G a P であるとすると、ド
ーパントは10〜50 KeVのエネルギーで10  
cm  のfifiFに注入貞引−奔ペリリウム(Rn
lまたは60〜120 KeVのエネルギーで約101
4.l−2の濃度に注入された亜鉛(Zn) とするこ
とができる。高濃度にドープされ九ソース領域22aと
ドレイン領域22bの形成は重要ではない。しかし、そ
れらの領域により動作特性が改善される。
基体2の組成に従って選択したイオンを注入することに
より、厚さが50OAまでの合金にされていない接点層
26a、26b をソース領域22a  とドレイン領
域22bにそれぞれ形成する。合金にされていない接点
層26a、26b k形成するために注入するイオンの
例は次の通りである。すなわち、基体2を半絶縁GaA
S、 n形GaAs  またはGaAlAs で形成す
るものとすれば、インジウム(In)を90 KeV 
 までt7) x 4 k キー テ、約1017倒−
2の濃度に注入する。基体2がp形InP であれば、
ひ素(A、S) tたはアンチモン(、Sb)を60K
eVまでのエネルギーで、約10 −  の濃度で注入
する。基体2がn形またはp形のGaPであれば、丁n
と A3をそれぞれ90 KeVと60KeVのエネル
ギーで10  cm   で注入する。それから、In
As雰囲気中で700〜900℃の温度において約15
〜30分間キャップレス熱処理(capless an
nealing )する。好適な熱処理時間はそれぞれ
850℃および15分間と1画されている。あるいは、
半導体装置の表面にSi3N4またはs iolの絶縁
層を形成でき、任意の炉内部でN2またはH怠の雰囲気
中で熱処理を行うことができる。熱処理が終ったら、分
離領域(図示ゼず〕を形成して、同じ基体2の上に形成
できるいくつかの半導体装1tを電気的に分離する。分
離領域は、鉄(Fe)または酸素(02)のイオン注入
またはメサエッチングのような公知の方法に従って形成
する。
第20図に示されている、ソース電極開口部32とドレ
イン電極開口部34を有するマスク30゜たとえばフォ
トレジストを、合金にされていない接点、926 a 
、 26 bおよびゲート20の上に、周知のリフトオ
フ技術を用いて形成する。第2D図に示されているソー
ス電極36とドレイン電極38を、マスク30のソース
電極開口部32とドレイン電極開口部34を通じて従来
の付着法、たとえば電子ビーム蒸Mまたはスパッタリン
グにより付着する。ソースN、極36とドレイン電極3
8は、金(Au)、タングステン(W) 、金−チタン
合金(AuTi)または金−ゲルマニウム−ニッケル合
金(AuGeNi) のような金属で形成する。
次に、合金にされていない接点Mを含む半導体装置を製
造する本発明の方法の第2の実施例を第3A図〜第3C
図を参照して説明する。第3A図に示すように1.能動
領域4と、ソースおよびドレインの領域22と、合金に
されていない接点層26とを本発明の方法の第1の実施
例に関して行ったのと同じやり方で形成する。第1の実
施例に関して説明した熱処理条件と同じ熱処理条件の下
で半導体装置を熱処理した後で、分離領域(図示せず)
を形成する。それから、ゲート電極開口部50を有する
マスク48、たとえばフォトレジストを周知のリフトオ
フ接触を用いて形成する。
エツチングされた通路が能動領域4の中を約10OAだ
け延びるように、通路す外わちチャネル(第3 B図)
をソースおよびドレイン領域22aと合金にされていな
い接点層26&を通じてエツチングする。このエツチン
グに用いるエッチ剤は、硫酸、水、過酸化水素を100
 : 5 : 1 0割合で含む。このエツチング液の
エツチング速反は100A/分である。このエツチング
によりソース領域22a  と、ドレイン領域22b 
 と、別々の合金にされていない接点層26a、26b
  とが形成される。
エツチングが終つ7辷後で、マスク48の一部tu出し
、除去することによりソース領域開口部52とドレイン
領域開口部54をマスク48に形成する。それからマス
ク4Bを通じてソース電極36と、ドレイン電極38お
よびゲートtム40を付着する。その後でマスク48を
除去する。(あるいは、ゲート開口部50を通じてゲー
ト・電極40を付潰し、それからソース領域開口部52
とドレイン領域開口部54を形成する前にフォトレジス
ト(図示せず)で覆う。)ソース電極36と、ドレイン
電極38およびゲート電極40は同じ材料、たとえばタ
ングステン(W、)または第1の実施例の方法に関連し
て述べた他の材料のうちの任意の材料で形成する。それ
らの各電極は同時に付着する。エツチングによりマスク
48がアンダーカットされ、それによりリップ56、し
たがってゲート電極40は能動領域4の上にのみ形成さ
れ、ソース領域22a、ドレイン領域22b または合
金にされていない接点層26a 、26b Kは接触し
ない。
以上説明した本発明の方法の第1の実施例および第2の
実施例は、イオン注入により能動領域4と、合金にされ
ていない接点層26a、26bを形成することに関する
ものであるが、エピタキシャル成長により形成された合
金にされていない接点層の格子が■−v族半導体基体に
一致するのであれば、本発明の方法の第2の実施例に類
似する方法を用いてエピタキシャル成長により能動領域
4と合金にされていない接点層を形成することも可能で
ある。
本発明の方法の第1の実施例および第2の実施例に従っ
て形成した合金にされていない接点層26a、26bは
十分に低い接点抵抗率を有するから、ソース電極とドレ
イン電極に対するオーミック接点を形成するための熱処
理は不要である。しか17、合金にされていない接点N
26a、26b とソース電極36およびドレインを他
8との間にオーミック接点を形成するため、および電極
材料と合金にされていない接点層の合金を、電極材料が
合金にされていない接点層26a、26bの中に拡散す
る領域に形成するために、この半導体装置は370〜4
50℃の温度で熱処理できる。
合金にされていない接点層を含む半導体装置を製造する
方法の以上説明した実施例は、以上説明した詳しい説明
からこの分野における当業者には明らかであるような多
くの特徴および利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1A図〜第1C図は従来の金属−ドーパント合金オー
ミック接点を有するMESFETを製造する諸工程を示
す断面図、第2A図〜第2D図は合金にされていない接
点層を含む半導体装置を本発明の方法の第1の実施例に
従って製造する種々の工程を示す断面図、第3A図〜第
3C図は合金にされていない接点層を含む半導体装置を
本発明の方法の第2の実施例に従って製造する種々の工
程を示す断面図である。 2・・・・半導体基体、4・・・・能動領域、20.4
0・・・・ゲート電極、22a、36・・e・ソース電
極、22b、38−− @働ドレイン電極、26a、2
6b・・・・合金にされていない接点層。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)III−V族化合物基体上に半導体装置を製造する
    方法であつて、 (a)前記基体(2)の上に能動領域(4)を形成する
    工程と、 (b)能動領域(4)の選択された部分の上にゲート電
    極(20)を形成する工程と、 (c)能動領域(4)の選択された部分の上にゲート電
    極(20)をマスクとして用いて合金にされていない接
    点層(26a、26b)を形成する工程と、(d)合金
    にされていない接点層(26a、26b)の選択された
    部分の上にソース領域およびドレイン領域(36、38
    )を形成する工程にして、ソース領域およびドレイン領
    域(36、38)と合金にされていない接点層(26a
    、26b)との境界面を横切る障壁の高さは、ソース領
    域およびドレイン領域(36、38)と能動領域(4)
    の境界面を横切る障壁の高さより低くされている工程と
    を備えることを特徴とするIII−V族化合物基体上に半
    導体装置を製造する方法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、前記
    工程(c)は、周期律表のIII族およびV族から選択さ
    れた少くとも1つの元素を、能動領域(4)の選択され
    た部分に注入することにより合金にされていない接点層
    (26a、26b)を形成する工程を含み、合金にされ
    ていない接点層(26a、26b)はIII−V族化合物
    半導体を含むことを特徴とする方法。
  3. (3)特許請求の範囲第1項記載の方法であつて、前記
    工程(c)は、イオン注入により合金にされていない接
    点層(26a、26b)を形成する工程を含み、工程(
    a)の後で、工程(d)の前に少くとも700℃の温度
    で半導体装置を焼きなますことを特徴とする方法。
  4. (4)特許請求の範囲第3項記載の方法であつて、基体
    (2)はGaAsを含み、前記工程(c)はInを注入
    することにより合金にされていない接点層(26a、2
    6b)を形成する工程を含むことを特徴とする方法。
  5. (5)特許請求の範囲第3項記載の方法であつて、基体
    (2)はInPを含み、前記工程(c)はAsとSbよ
    り成る群から選択された元素を注入することにより合金
    にされていない接点層(26a、26b)を形成する工
    程を含むことを特徴とする方法。
  6. (6)III−V族化合物基体上に半導体装置を製造する
    方法であつて、 (a)基体(2)内に能動領域(4)を形成し、その能
    動領域(4)中に合金にされていない接点層(26a、
    26b)を形成する工程と、 (b)能動領域(4)を露出させるために合金にされて
    いない接点層(26a、26b)の選択された部分をエ
    ッチングする工程と、 (c)能動領域(4)の露出された部分の上にゲート電
    極(40)を形成し、合金にされていない接点層(26
    a、26b)の選択された部分の上にソース領域および
    ドレイン領域(36、38)を形成する工程にして、ソ
    ース領域およびドレイン領域(36、38)と合金にさ
    れていない接点層(26a、26b)との境界面を横切
    る障壁の高さは、ソース領域およびドレイン領域(36
    、38)と能動領域(4)の境界面を横切る障壁の高さ
    より低くされている工程と を備えることを特徴とするIII−V族化合物基体上に半
    導体装置を製造する方法。
  7. (7)特許請求の範囲第6項記載の方法であつて、前記
    工程(a)は、周期律表のIII族およびV族から選択さ
    れた少くとも1つの元素を能動領域(4)に注入するこ
    とにより合金にされていない接点層(26a、26b)
    を形成する工程を含み、合金にされていない接点層(2
    6a、26b)はIII−V族化合物半導体を含むことを
    特徴とする方法。
  8. (8)特許請求の範囲第6項記載の方法であつて、前記
    工程(a)は、能動領域(4)内に高濃度にドープされ
    た層(22a、22b)を形成する工程と、その高濃度
    にドープされた層(22a、22b)内に合金にされて
    いない接点層(26a、26b)を形成する工程とを含
    み、 前記工程(b)は、高濃度にドープされた層(22a、
    22b)の選択された部分および合金にされていない接
    点層(26a、26b)の選択された部分をエッチング
    して能動領域(4)の選択された部分を露出する工程を
    含むことを特徴とする方法。
  9. (9)特許請求の範囲第8項記載の方法であつて、前記
    工程(a)は、イオン注入により高濃度にドープされた
    層(22a、22b)を形成する工程と、イオン注入に
    より合金にされていない接点層(26a、26b)を形
    成する工程とを含み、工程(a)の後および工程(b)
    の前に少くとも700℃の温度で半導体装置を焼きなま
    すことを特徴とする方法。
  10. (10)特許請求の範囲第9項記載の方法であつて、基
    体(2)はGaAsを含み、前記工程(a)はSiとS
    nとより成る群から選択された元素を注入することによ
    り高濃度にドープされた層(22a、22b)を形成す
    る工程と、Inを注入することにより合金にされていな
    い接点層(26a、26b)を形成する工程とを含むこ
    とを特徴とする方法。
JP61296507A 1985-12-13 1986-12-12 3−5族化合物基体上に半導体装置を製造する方法 Pending JPS62189762A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US808916 1985-12-13
US06/808,916 US4662060A (en) 1985-12-13 1985-12-13 Method of fabricating semiconductor device having low resistance non-alloyed contact layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62189762A true JPS62189762A (ja) 1987-08-19

Family

ID=25200108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61296507A Pending JPS62189762A (ja) 1985-12-13 1986-12-12 3−5族化合物基体上に半導体装置を製造する方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4662060A (ja)
EP (1) EP0226106A3 (ja)
JP (1) JPS62189762A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6336579A (ja) * 1986-07-30 1988-02-17 Sumitomo Electric Ind Ltd シヨツトキゲ−ト電界効果トランジスタ
JPS6336577A (ja) * 1986-07-30 1988-02-17 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置の製造方法
JPH01179458A (ja) * 1988-01-07 1989-07-17 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0658954B2 (ja) * 1986-01-21 1994-08-03 インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション ▲iii▼―v族化合物半導体デバイス及びその形成方法
US4818721A (en) * 1987-07-29 1989-04-04 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Ion implantation into In-based group III-V compound semiconductors
US4833042A (en) * 1988-01-27 1989-05-23 Rockwell International Corporation Nonalloyed ohmic contacts for n type gallium arsenide
US5013685A (en) * 1989-11-02 1991-05-07 At&T Bell Laboratories Method of making a non-alloyed ohmic contact to III-V semiconductors-on-silicon
US5011792A (en) * 1990-02-12 1991-04-30 At&T Bell Laboratories Method of making ohmic resistance WSb, contacts to III-V semiconductor materials
US6387781B1 (en) 1990-05-18 2002-05-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method of forming three-dimensional semiconductors structures
US5106771A (en) * 1991-06-05 1992-04-21 At&T Bell Laboratories GaAs MESFETs with enhanced Schottky barrier
JPH06326051A (ja) * 1993-05-14 1994-11-25 Sony Corp オーミック電極及びその形成方法
US5482872A (en) * 1994-01-31 1996-01-09 Motorola, Inc. Method of forming isolation region in a compound semiconductor substrate
DE4405716C2 (de) * 1994-02-23 1996-10-31 Telefunken Microelectron Verfahren zur Herstellung von ohmschen Kontakten für Verbindungshalbleiter
JP2687917B2 (ja) * 1995-02-20 1997-12-08 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
US5856217A (en) * 1997-04-10 1999-01-05 Hughes Electronics Corporation Modulation-doped field-effect transistors and fabrication processes
US6287946B1 (en) * 1999-05-05 2001-09-11 Hrl Laboratories, Llc Fabrication of low resistance, non-alloyed, ohmic contacts to InP using non-stoichiometric InP layers
US8546884B2 (en) * 2002-10-29 2013-10-01 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. High value resistors in gallium arsenide
US7641941B2 (en) * 2003-04-22 2010-01-05 Goodrich Corporation Oxidation inhibition of carbon-carbon composites
JP2005136136A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法およびウエーハの製造方法
US20070154712A1 (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Mazany Anthony M Oxidation inhibition of carbon-carbon composites
US20080258242A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-23 Northrop Grumman Space And Mission Systems Corp. Low contact resistance ohmic contact for a high electron mobility transistor and fabrication method thereof

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3600797A (en) * 1967-12-26 1971-08-24 Hughes Aircraft Co Method of making ohmic contacts to semiconductor bodies by indirect ion implantation
US3914784A (en) * 1973-12-10 1975-10-21 Hughes Aircraft Co Ion Implanted gallium arsenide semiconductor devices fabricated in semi-insulating gallium arsenide substrates
JPS5939906B2 (ja) * 1978-05-04 1984-09-27 超エル・エス・アイ技術研究組合 半導体装置の製造方法
US4263605A (en) * 1979-01-04 1981-04-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ion-implanted, improved ohmic contacts for GaAs semiconductor devices
US4312681A (en) * 1980-04-23 1982-01-26 International Business Machines Corporation Annealing of ion implanted III-V compounds in the presence of another III-V
US4421577A (en) * 1980-11-10 1983-12-20 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford, Junior University Method for making Schottky barrier diodes with engineered heights
US4398963A (en) * 1980-11-19 1983-08-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for making non-alloyed heterojunction ohmic contacts
JPS57128071A (en) * 1981-01-30 1982-08-09 Fujitsu Ltd Field-effect type semiconductor device and manufacture thereof
US4385938A (en) * 1981-09-10 1983-05-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Dual species ion implantation into GaAs
US4406052A (en) * 1981-11-12 1983-09-27 Gte Laboratories Incorporated Non-epitaxial static induction transistor processing
US4404732A (en) * 1981-12-07 1983-09-20 Ibm Corporation Self-aligned extended epitaxy mesfet fabrication process
US4426767A (en) * 1982-01-11 1984-01-24 Sperry Cororation Selective epitaxial etch planar processing for gallium arsenide semiconductors
JPS58188157A (ja) * 1982-04-28 1983-11-02 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
US4505023A (en) * 1982-09-29 1985-03-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of making a planar INP insulated gate field transistor by a virtual self-aligned process
US4470192A (en) * 1983-08-22 1984-09-11 Rockwell International Corporation Method of selected area doping of compound semiconductors
US4540446A (en) * 1983-09-19 1985-09-10 Oki Electric Industry Co., Ltd. Method of forming ohmic contact on GaAs by Ge film and implanting impurity ions therethrough
US4557693A (en) * 1983-11-18 1985-12-10 Exact-1-Dent, Incorporated Human identification system
US4570324A (en) * 1984-10-17 1986-02-18 The University Of Dayton Stable ohmic contacts for gallium arsenide semiconductors
EP0213919B1 (en) * 1985-08-26 1991-06-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor devices and method of manufacturing same by ion implantation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6336579A (ja) * 1986-07-30 1988-02-17 Sumitomo Electric Ind Ltd シヨツトキゲ−ト電界効果トランジスタ
JPS6336577A (ja) * 1986-07-30 1988-02-17 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置の製造方法
JPH01179458A (ja) * 1988-01-07 1989-07-17 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0226106A2 (en) 1987-06-24
US4662060A (en) 1987-05-05
EP0226106A3 (en) 1988-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS62189762A (ja) 3−5族化合物基体上に半導体装置を製造する方法
US4960718A (en) MESFET device having a semiconductor surface barrier layer
EP0064829B1 (en) High electron mobility semiconductor device and process for producing the same
EP0194197B1 (en) Heterojunction bipolar transistor and process for fabricating same
JP3449116B2 (ja) 半導体装置
US4673959A (en) Heterojunction FET with doubly-doped channel
US5104825A (en) Method of producing a semiconductor device
US4837178A (en) Method for producing a semiconductor integrated circuit having an improved isolation structure
US5276340A (en) Semiconductor integrated circuit having a reduced side gate effect
JPH0324782B2 (ja)
EP0130774B1 (en) Process for fabricating bipolar transistor
KR100563884B1 (ko) 접합형 전계 효과 트랜지스터의 제조 방법
JP3069106B2 (ja) 半導体装置
JPS6357949B2 (ja)
EP0124277B1 (en) Field effect transistor for integrated circuits
EP0437702B1 (en) Semiconductor integrated circuit of compound semiconductor devices comprising isolation regions and method of making the same
US5413947A (en) Method for manufacturing a semiconductor device with an epitaxial void
JP2503594B2 (ja) 半導体集積装置及びその製造方法
JPH08241896A (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(hbt)
EP0248841A1 (en) Mesfet device having a semiconductor surface barrier layer
JP2819673B2 (ja) 電界効果トランジスタ
JPH0738175A (ja) ガンダイオード
JPS61123175A (ja) ヘテロ接合パイポ−ラトランジスタの製造方法
JP4243593B2 (ja) ヘテロ電界効果トランジスタ、およびその製造方法、ならびにそれを備えた送受信装置
JPH0373540A (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びその製造方法