JPS62219618A - 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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- JPS62219618A JPS62219618A JP6052886A JP6052886A JPS62219618A JP S62219618 A JPS62219618 A JP S62219618A JP 6052886 A JP6052886 A JP 6052886A JP 6052886 A JP6052886 A JP 6052886A JP S62219618 A JPS62219618 A JP S62219618A
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Landscapes
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は化合物半導体装置の製造方法、特に、化合物半
導体の表層部に形成された相斤に逆導電型となる導電型
領域によって構成されたpn接合を有する化合物半導体
装置の製造方法であって、たとえば、保護ダイオードを
モノリシックに組み込んだショットキー障壁型電界効果
トランジスタ<MES −FET) 、または保護ダイ
オードをモノリシックに組み込んだショットキー障壁型
電界効果トランジスタを含む砒化ガリウム半導体装置(
IC)等の化合物半導体装置の製造方法に関する。
導体の表層部に形成された相斤に逆導電型となる導電型
領域によって構成されたpn接合を有する化合物半導体
装置の製造方法であって、たとえば、保護ダイオードを
モノリシックに組み込んだショットキー障壁型電界効果
トランジスタ<MES −FET) 、または保護ダイ
オードをモノリシックに組み込んだショットキー障壁型
電界効果トランジスタを含む砒化ガリウム半導体装置(
IC)等の化合物半導体装置の製造方法に関する。
低雑音、高遮断周波数、高出力等の特長を有するマイク
ロ波トランジスタとして、閃亜鉛鉱型結島構造の基体を
基にして形成された砒化ガリウム電界効果トランジスタ
(単にGaAs−MES・FETとも称する。)が広く
知られている。また、ゲート破壊を防止するGaAs
−MES−FETとして、デュアルゲートの第1ゲート
および第2ゲートとソース間にそれぞれ保護ダイオード
を組み込んだ構造が知られている。たとえば、保護ダイ
オードをモノリシックに組み込んだGaAs・MES
−FETについ°ζは、電気通信学会発行1電気通信学
会技術研究報告lCD84−86.J V。
ロ波トランジスタとして、閃亜鉛鉱型結島構造の基体を
基にして形成された砒化ガリウム電界効果トランジスタ
(単にGaAs−MES・FETとも称する。)が広く
知られている。また、ゲート破壊を防止するGaAs
−MES−FETとして、デュアルゲートの第1ゲート
および第2ゲートとソース間にそれぞれ保護ダイオード
を組み込んだ構造が知られている。たとえば、保護ダイ
オードをモノリシックに組み込んだGaAs・MES
−FETについ°ζは、電気通信学会発行1電気通信学
会技術研究報告lCD84−86.J V。
■、84、No、185、[−17〜P13に記載され
ている。
ている。
この文献では、ショットキ障壁ゲートの静電破壊を防止
するために、第1ゲートおよび第2ゲートとソースとの
間にそれぞれ保護ダイオードを設けた例が示されている
。前記第1ゲートとソースとの間には単一の保護ダイオ
ードが組み込まれているが、第2ゲートの保護ダイオー
ドは前記第2ゲート電極がソース電極よりも高くバイア
スされることがあるため、バックトウバック(back
−to−back)のダイオードご構成されている。ま
た、ダイオードの構造とし−(は、(1)半絶縁性Ga
As基板の表層部に設けられたn形層(n導電型)の−
縁側の表層部に1)十形層(n導電型)を形成すること
によってpn接合を構成する構造、(2)半絶縁性Ga
As基板の表層部に設けられた溝表層部に設けられたp
十形層と、このp十形層に一部が接触しかつ半絶縁性G
aAs基板の平坦な主面に設けられたn形層とによって
pn接合を構成した構造が記載されている。なお、前記
文献には、前記(2)の構造の保護ダイオードの製造時
、Znの拡散によってp中層(p十形層)を形成する際
、Znの横方向への異常拡散とn形層の熱変形を防くた
めに低温短時間(650’c、7分)でZnの拡散を行
った旨記載されている。
するために、第1ゲートおよび第2ゲートとソースとの
間にそれぞれ保護ダイオードを設けた例が示されている
。前記第1ゲートとソースとの間には単一の保護ダイオ
ードが組み込まれているが、第2ゲートの保護ダイオー
ドは前記第2ゲート電極がソース電極よりも高くバイア
スされることがあるため、バックトウバック(back
−to−back)のダイオードご構成されている。ま
た、ダイオードの構造とし−(は、(1)半絶縁性Ga
As基板の表層部に設けられたn形層(n導電型)の−
縁側の表層部に1)十形層(n導電型)を形成すること
によってpn接合を構成する構造、(2)半絶縁性Ga
As基板の表層部に設けられた溝表層部に設けられたp
十形層と、このp十形層に一部が接触しかつ半絶縁性G
aAs基板の平坦な主面に設けられたn形層とによって
pn接合を構成した構造が記載されている。なお、前記
文献には、前記(2)の構造の保護ダイオードの製造時
、Znの拡散によってp中層(p十形層)を形成する際
、Znの横方向への異常拡散とn形層の熱変形を防くた
めに低温短時間(650’c、7分)でZnの拡散を行
った旨記載されている。
pn接合構造の保護ダイオードをG a A s系の化
合物半導体に形成する場合、p千尋電型領域(p十形領
域)を形成するために、前記文献にも記載されているよ
うに、不純物としてはZnが多く使用されている。とこ
ろで、n千尋電型領域(n+十形領域の中間箇所にZn
を拡散してp千尋電型領域を形成し、バックトウバック
に保護ダイオードを形成した場合、つぎのような問題が
生じることが本発明者によってあきらかにされた。
合物半導体に形成する場合、p千尋電型領域(p十形領
域)を形成するために、前記文献にも記載されているよ
うに、不純物としてはZnが多く使用されている。とこ
ろで、n千尋電型領域(n+十形領域の中間箇所にZn
を拡散してp千尋電型領域を形成し、バックトウバック
に保護ダイオードを形成した場合、つぎのような問題が
生じることが本発明者によってあきらかにされた。
すなわち、Znは横方向(ラテラル)に異常拡散するた
め、p千尋電型領域の端とn+4電型領域上に設けられ
る電極との間隔を広く取らざるを得なくなり、保護ダイ
オードとしてのスイッチング速度が低下するとともに、
シリーズ抵抗の増大から静電破壊耐量が低下する。
め、p千尋電型領域の端とn+4電型領域上に設けられ
る電極との間隔を広く取らざるを得なくなり、保護ダイ
オードとしてのスイッチング速度が低下するとともに、
シリーズ抵抗の増大から静電破壊耐量が低下する。
本発明の目的はスイッチング速度の早い保護ダイオード
を有する化合物半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
を有する化合物半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
本発明の他の目的は保護ダイオードを有する静電破壊耐
量の高い化合物半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
量の高い化合物半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、本発明のGaAsデュアルゲートMES −
FETにあっては、第1・第2ゲートとソース間に設け
られる保護ダイオードは、いずれもpn接合のダイオー
ドであるが、第1ゲート側にあっては単一のダイオード
であり、第2ゲート側にあってはハックトウバックの保
護ダイオードである。また、前記pn接合は、半絶縁性
GaAs基板の主面に設けられたn千尋電型領域の表面
にPt(白金)を蒸着した後、シンター処理を行い、P
tをn千尋電型領域の表層部に拡散させて部分的にp千
尋電型領域を形成することによって形成される。
FETにあっては、第1・第2ゲートとソース間に設け
られる保護ダイオードは、いずれもpn接合のダイオー
ドであるが、第1ゲート側にあっては単一のダイオード
であり、第2ゲート側にあってはハックトウバックの保
護ダイオードである。また、前記pn接合は、半絶縁性
GaAs基板の主面に設けられたn千尋電型領域の表面
にPt(白金)を蒸着した後、シンター処理を行い、P
tをn千尋電型領域の表層部に拡散させて部分的にp千
尋電型領域を形成することによって形成される。
上記した手段によれば、前記p千尋電型領域は、n千尋
電型領域の表面に蒸着によって設けられたPtのシンタ
ー処理によって形成されるが、この形成時、PtはZn
のような激しい横方向拡散は起きず、深さ方向にのみ拡
散するため、p千尋電型領域はPt被被膜外径X1法と
略一致するように形成される。したがって、p千尋電型
領域の端とn千尋電型領域の上に設けられる電極との間
隔は、p千尋電型領域形成の時の不純物の横方向拡散を
考慮する必要がないため、最小限にすることができ、ス
イッチング速度を高速にすることができるとともに、シ
リーズ抵抗の低減によって静電破壊耐量が向−トする。
電型領域の表面に蒸着によって設けられたPtのシンタ
ー処理によって形成されるが、この形成時、PtはZn
のような激しい横方向拡散は起きず、深さ方向にのみ拡
散するため、p千尋電型領域はPt被被膜外径X1法と
略一致するように形成される。したがって、p千尋電型
領域の端とn千尋電型領域の上に設けられる電極との間
隔は、p千尋電型領域形成の時の不純物の横方向拡散を
考慮する必要がないため、最小限にすることができ、ス
イッチング速度を高速にすることができるとともに、シ
リーズ抵抗の低減によって静電破壊耐量が向−トする。
特に、n千尋電型領域の表層部に所定間隔離してp千尋
電型領域を形成し、ハックトウバックに保護ダイオード
を形成した場合は、一端のp千尋電型領域の間隔も最小
の間隔とすることができることから、前記スイッチング
速度の高速化および静電破壊耐¥の向上とともに、保護
ダイオードの小型化も達成できる。
電型領域を形成し、ハックトウバックに保護ダイオード
を形成した場合は、一端のp千尋電型領域の間隔も最小
の間隔とすることができることから、前記スイッチング
速度の高速化および静電破壊耐¥の向上とともに、保護
ダイオードの小型化も達成できる。
以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。
。
第1図は本発明の一実施例によるtJ HF帯用GaA
sデュアルゲートME S −FI=:E゛に組み込ま
れた単体あるいはバックトウハックの保護グイオートを
示す模式的断面図、第2図は[1旧〜<GaASデュア
ルゲートMES−FETの平面図、第3図は同じく等価
回路図、第4図〜第9図は同じく保護ダイオード付Ga
As −MES−FETの製造方法を示す概念的な断面
図であって、第4図はウェハを示す断面図、第5図はn
千尋電型領域が設けられたウェハの断面図、第6図は保
護ダイオード形成におけるPtの蒸着状態を示゛1ウェ
ハの断面図、第7図はn十形領域およびF T> T用
のソース電極ならびにドレイン電極が形成されたウェハ
の断面図、第8図はゲート電権が設(Jられたウェハの
断面図、第9図は完成状態のチップの断面図である。な
お、説明の便宜l、第4図〜第9図においては、FET
および単体の保護ダイオードならびにバックトウハック
の保護ダイオードを実際とは異なるが同一断面に示し、
である。
sデュアルゲートME S −FI=:E゛に組み込ま
れた単体あるいはバックトウハックの保護グイオートを
示す模式的断面図、第2図は[1旧〜<GaASデュア
ルゲートMES−FETの平面図、第3図は同じく等価
回路図、第4図〜第9図は同じく保護ダイオード付Ga
As −MES−FETの製造方法を示す概念的な断面
図であって、第4図はウェハを示す断面図、第5図はn
千尋電型領域が設けられたウェハの断面図、第6図は保
護ダイオード形成におけるPtの蒸着状態を示゛1ウェ
ハの断面図、第7図はn十形領域およびF T> T用
のソース電極ならびにドレイン電極が形成されたウェハ
の断面図、第8図はゲート電権が設(Jられたウェハの
断面図、第9図は完成状態のチップの断面図である。な
お、説明の便宜l、第4図〜第9図においては、FET
および単体の保護ダイオードならびにバックトウハック
の保護ダイオードを実際とは異なるが同一断面に示し、
である。
この実施例では、第3図に示されるような等価回路のG
aAs −MES−Fl”:Tに本発明を適用した例を
示す。このようなGaAs−MES−FETのチップに
あっては、ソース、ドレイン、ゲート等の電極パターン
は第2図に示すようになっている。すなわち、矩形のチ
ップの右上部の隅にはドレイン電極(D)1のワイヤポ
ンディングパッド2が設けられるとともに、右下部の隅
にはソース電極(S)3のワイヤポンディングパッド4
が設けられている。また、左下部には第1ゲート電極(
G、)5のワイヤポンディングパッド6が設けられると
ともに、左上部には第2ゲート電極(G2)マのワイヤ
ポンディングパッド8が設けられている。また、前記第
1ゲート電極5および第2ゲート電極7からそれぞれ細
くかつ長く延在するゲート9が、前記ドレイン電極1お
よびソース電極3の間に屈曲して延在し、デュアルゲー
トMES −FETを構成している。このゲート9が延
在するチップを構成する半絶縁性のGaAs基板10の
主面部分は、不純物のイオン注入によってn型層となり
、チャネル層となっている。また、第2図において、破
線で取り囲まれる領域は不純物のイオン注入によってn
中型層あるいはn形層となっている領域である。また、
チップの右下隅のソース電極3からチップの下縁および
左辺に沿うように細い舌片11が延在している。この舌
片11と第1ゲート電極5との間には、単体のダイオー
ドからなる保護ダイオ−1’12(以下単体保護ダイオ
ード13と称する。)が設けられているとともに、第2
ゲート電極7と舌片11との間には2つのダイオードを
ハックトウハックに接続した保護ダイオード12 (以
下ハックトウバック保護ダイオード14と称する。)が
設けられている。
aAs −MES−Fl”:Tに本発明を適用した例を
示す。このようなGaAs−MES−FETのチップに
あっては、ソース、ドレイン、ゲート等の電極パターン
は第2図に示すようになっている。すなわち、矩形のチ
ップの右上部の隅にはドレイン電極(D)1のワイヤポ
ンディングパッド2が設けられるとともに、右下部の隅
にはソース電極(S)3のワイヤポンディングパッド4
が設けられている。また、左下部には第1ゲート電極(
G、)5のワイヤポンディングパッド6が設けられると
ともに、左上部には第2ゲート電極(G2)マのワイヤ
ポンディングパッド8が設けられている。また、前記第
1ゲート電極5および第2ゲート電極7からそれぞれ細
くかつ長く延在するゲート9が、前記ドレイン電極1お
よびソース電極3の間に屈曲して延在し、デュアルゲー
トMES −FETを構成している。このゲート9が延
在するチップを構成する半絶縁性のGaAs基板10の
主面部分は、不純物のイオン注入によってn型層となり
、チャネル層となっている。また、第2図において、破
線で取り囲まれる領域は不純物のイオン注入によってn
中型層あるいはn形層となっている領域である。また、
チップの右下隅のソース電極3からチップの下縁および
左辺に沿うように細い舌片11が延在している。この舌
片11と第1ゲート電極5との間には、単体のダイオー
ドからなる保護ダイオ−1’12(以下単体保護ダイオ
ード13と称する。)が設けられているとともに、第2
ゲート電極7と舌片11との間には2つのダイオードを
ハックトウハックに接続した保護ダイオード12 (以
下ハックトウバック保護ダイオード14と称する。)が
設けられている。
保護ダイオード12は、第1図に示されるように、半絶
縁性のGaAs基板10の主面表層部に設けられたn千
尋電型領域(n十形領域)15にそれぞれ形成されてい
る。一方のn十形領域15は、n十形領域15の表層部
にp千尋電型領域(n十形領域)16を有して単体保護
ダイオード13を構成し、他方のn十形領域15はn十
形領域15の表層部に2つのn十形領域16を有してバ
・ツクトウハック保護ダイオード14を構成している。
縁性のGaAs基板10の主面表層部に設けられたn千
尋電型領域(n十形領域)15にそれぞれ形成されてい
る。一方のn十形領域15は、n十形領域15の表層部
にp千尋電型領域(n十形領域)16を有して単体保護
ダイオード13を構成し、他方のn十形領域15はn十
形領域15の表層部に2つのn十形領域16を有してバ
・ツクトウハック保護ダイオード14を構成している。
また、前記n十形領域161−には、Pt被被膜らなる
電極17が設&Jられている。また、単体保護ダイオー
ド13におけるn十形領域15−トには電極18が設け
られている。また、前記n十形領域16は、電極17を
構成するPt被被膜拡散ソースとする拡+B!によっ゛
ζ形成された領域である。
電極17が設&Jられている。また、単体保護ダイオー
ド13におけるn十形領域15−トには電極18が設け
られている。また、前記n十形領域16は、電極17を
構成するPt被被膜拡散ソースとする拡+B!によっ゛
ζ形成された領域である。
また、前記各電極17.18は引き出し用の配線層19
に接続されている。なお、図中の20,21は絶縁膜で
ある。
に接続されている。なお、図中の20,21は絶縁膜で
ある。
つぎに、保護ダイオード12を有するGaAs・MES
−FETの製造過程について、第4図〜第9図を参照し
ながら説明する。
−FETの製造過程について、第4図〜第9図を参照し
ながら説明する。
最初に、第4図に示されるように、半絶縁性のGaAS
基板10からなるウェハ(化合物半導体薄板)22が用
意される。その後、このウェハ22の主面には、Sin
gのような絶縁膜23が部分的に設けられるとともに、
この絶縁膜23をマスクとしてSiがイオン注入され、
FETのチャネル形成片にn形層(n影領域)24が形
成されつぎに、前記絶縁膜23は除入される。その後、
第5図に示されるよう6ご、つ、T、ハ22の主面全域
には、5iOzのような絶縁膜25が設けられるととも
に、常用のホトリソグ・シフィ(ごまって部分的に絶縁
膜25が除去され、マスクが形成される。
基板10からなるウェハ(化合物半導体薄板)22が用
意される。その後、このウェハ22の主面には、Sin
gのような絶縁膜23が部分的に設けられるとともに、
この絶縁膜23をマスクとしてSiがイオン注入され、
FETのチャネル形成片にn形層(n影領域)24が形
成されつぎに、前記絶縁膜23は除入される。その後、
第5図に示されるよう6ご、つ、T、ハ22の主面全域
には、5iOzのような絶縁膜25が設けられるととも
に、常用のホトリソグ・シフィ(ごまって部分的に絶縁
膜25が除去され、マスクが形成される。
また、このウェハ22はイオン注入によって、その主面
にSiが高濃度に注入され、n十形領域15が各所に形
成される。このn十形領域15は、前記n形層24の両
端部分に形成され、FETのソース領域26およびトレ
イン領域27を形成する。また、前記n十形領域15は
)#体保護ダイオード形成用領域28およびバンクトウ
ハック保護ダイオード形成領域29をも形成する。これ
らn十形領域15は0.34〜0.4um程度の深さに
形成される。
にSiが高濃度に注入され、n十形領域15が各所に形
成される。このn十形領域15は、前記n形層24の両
端部分に形成され、FETのソース領域26およびトレ
イン領域27を形成する。また、前記n十形領域15は
)#体保護ダイオード形成用領域28およびバンクトウ
ハック保護ダイオード形成領域29をも形成する。これ
らn十形領域15は0.34〜0.4um程度の深さに
形成される。
つぎに、第6図に示されるように、前記単体保護グイオ
ート形成用領域28およびハックトウハック保護ダイオ
ード形成領域29の主面には、リフトオフ法によってn
十形領域1G形成のためにP を被膜30が部分的に形
成される。このリフトオフはつぎの手順によってfiわ
れる最初に、ウェハ22の主面を被っていた絶縁膜25
は除去され、代わりに新たにSiO□のような絶縁膜3
1がウェハ22主面に設けられる。また、この絶縁膜3
1はその1−に部分的に設けr)れたホトレジスト膜3
2によって部分的に除去され、コンタクト孔が設けられ
る。その後、ウェハ22の主面全域ニは1) を被膜3
0が蒸着されるとともに、前記ホトレジスト膜32は除
去される。この結果、第7図に示されるように、単体保
護ダイオード形成用領域28)−には一つのP を被I
Iぐ30が、ハックトウハック保護ダイオード形成領域
29上には二つのPt被膜30が形成される。これらP
t被膜30はそれぞれ電極17となる。
ート形成用領域28およびハックトウハック保護ダイオ
ード形成領域29の主面には、リフトオフ法によってn
十形領域1G形成のためにP を被膜30が部分的に形
成される。このリフトオフはつぎの手順によってfiわ
れる最初に、ウェハ22の主面を被っていた絶縁膜25
は除去され、代わりに新たにSiO□のような絶縁膜3
1がウェハ22主面に設けられる。また、この絶縁膜3
1はその1−に部分的に設けr)れたホトレジスト膜3
2によって部分的に除去され、コンタクト孔が設けられ
る。その後、ウェハ22の主面全域ニは1) を被膜3
0が蒸着されるとともに、前記ホトレジスト膜32は除
去される。この結果、第7図に示されるように、単体保
護ダイオード形成用領域28)−には一つのP を被I
Iぐ30が、ハックトウハック保護ダイオード形成領域
29上には二つのPt被膜30が形成される。これらP
t被膜30はそれぞれ電極17となる。
つぎに、ウェハ22は300〜400°Cの不活性ガス
雰囲気で所定時間熱処理される。この熱処理によって、
前記P 1被膜30を構成する物質であるPtがn十形
領域15の表層部にシンターされ、Pt被膜30の真1
・′にはn十形領域16が形成される(第7121参照
)。このn十形領域16を形成するPtは、Znのよう
な横方向の拡散は起こり難いため、前記Pt被被膜0の
外径寸法と同一のパターンのn十形領域16を形成する
。したがって、この方法によるpn接合の製造にあって
は、Ptの横方向拡散は考慮する必要がないため、n十
形領域16の縁の位置は設計通り高精度に形成できる。
雰囲気で所定時間熱処理される。この熱処理によって、
前記P 1被膜30を構成する物質であるPtがn十形
領域15の表層部にシンターされ、Pt被膜30の真1
・′にはn十形領域16が形成される(第7121参照
)。このn十形領域16を形成するPtは、Znのよう
な横方向の拡散は起こり難いため、前記Pt被被膜0の
外径寸法と同一のパターンのn十形領域16を形成する
。したがって、この方法によるpn接合の製造にあって
は、Ptの横方向拡散は考慮する必要がないため、n十
形領域16の縁の位置は設計通り高精度に形成できる。
このことは、保護ダイオード12を小型にできることと
なる。特に、ハックトウハック保護ダイオードの場合に
おける所定間隔離れて設けられる二つのn十形領域16
の間隔Aを短くできる。たとえば、前記二つのn十形領
域16の間隔pは2μm程度にすることができる。また
、前記n十形領域16の長さも2μm程度となることか
ら、一方のn十形領域16の端から他方のn十形領域1
6の端に至る長さしは、6μm程度となり、n十形領域
の略中間にn十形領域を設けることによって形成するハ
ックトウバック保護ダイオードの長さの23μm程度に
比較して、略1/4程度と小型となる。また、この小型
化の結果、保護ダイオードのスイッチング速度も早くな
り、かつシリーズ抵抗も低下することから保護ダイオー
ドを内蔵したFETの静電破壊耐量も向−卜する。
なる。特に、ハックトウハック保護ダイオードの場合に
おける所定間隔離れて設けられる二つのn十形領域16
の間隔Aを短くできる。たとえば、前記二つのn十形領
域16の間隔pは2μm程度にすることができる。また
、前記n十形領域16の長さも2μm程度となることか
ら、一方のn十形領域16の端から他方のn十形領域1
6の端に至る長さしは、6μm程度となり、n十形領域
の略中間にn十形領域を設けることによって形成するハ
ックトウバック保護ダイオードの長さの23μm程度に
比較して、略1/4程度と小型となる。また、この小型
化の結果、保護ダイオードのスイッチング速度も早くな
り、かつシリーズ抵抗も低下することから保護ダイオー
ドを内蔵したFETの静電破壊耐量も向−卜する。
つぎに、前記ウェハ22の主面を部分的に被う絶縁膜3
1は除去される。その後、前記ウェハ22の主面に部分
的に設けられたSiO□膜のような絶縁膜33をマスク
とするりフトオフ法によってそれぞれ厚さ1μm程度の
Au−Ge/Ni/Auからなる被膜を形成する。この
被膜は、FETにおけるソース電極3およびドレイン電
極1を形成するとともに、保護ダイオード12のn十形
領域15の電極18を形成する。また、前記ソース電極
3.ドレイン電極1.電極18はウェハ22の主面を被
う前記絶縁H’;! 33−1−にも延在し、第3図に
示されるような回路を構成するようになる。
1は除去される。その後、前記ウェハ22の主面に部分
的に設けられたSiO□膜のような絶縁膜33をマスク
とするりフトオフ法によってそれぞれ厚さ1μm程度の
Au−Ge/Ni/Auからなる被膜を形成する。この
被膜は、FETにおけるソース電極3およびドレイン電
極1を形成するとともに、保護ダイオード12のn十形
領域15の電極18を形成する。また、前記ソース電極
3.ドレイン電極1.電極18はウェハ22の主面を被
う前記絶縁H’;! 33−1−にも延在し、第3図に
示されるような回路を構成するようになる。
また、この回路構成のために、前記被膜によって前記保
護ダイオード12のn十形領域16の電極17に電気的
に繋がる配線層19も形成される。
護ダイオード12のn十形領域16の電極17に電気的
に繋がる配線層19も形成される。
つぎに、第8図に示されるように、再びウェハ22の主
面全域にはホトレジスト れる。また、このホトレジスl−E!34お、1、び絶
縁膜33は常用のホトリソグラフィt( J−、で、ゲ
ート9を形成する領域に対応する9」1域が除去される
。
面全域にはホトレジスト れる。また、このホトレジスl−E!34お、1、び絶
縁膜33は常用のホトリソグラフィt( J−、で、ゲ
ート9を形成する領域に対応する9」1域が除去される
。
そして、前記ホトレジスト膜34お,Lび絶縁膜33を
マスクとして、n形層24の表層部が部分的にエツチン
グ除去され、リセス35が形成される。
マスクとして、n形層24の表層部が部分的にエツチン
グ除去され、リセス35が形成される。
この処理は、GaAs −MES − FETが所望の
高周波特性を有するようにするために行われ、前記n形
層24は所望の厚さを有するfヤネル36となる。
高周波特性を有するようにするために行われ、前記n形
層24は所望の厚さを有するfヤネル36となる。
つぎに、第9回に示されるように、前記ホトレジスト膜
34が除去されるとともに、再びリフ1−オフ法によっ
て1μm厚さのアルミニュうムからなる2本のゲート9
が、前記りーpス35の底に形成される。これら、ゲー
[9はチャネル36との間にショットキ障壁接合を形成
する。
34が除去されるとともに、再びリフ1−オフ法によっ
て1μm厚さのアルミニュうムからなる2本のゲート9
が、前記りーpス35の底に形成される。これら、ゲー
[9はチャネル36との間にショットキ障壁接合を形成
する。
つぎに、ウェハ22の主面全域にはSiO2膜のような
絶縁膜37が部分的に形成される。この絶縁膜37の部
分形成によって、第2図に示されるようなワイヤボンデ
ィングパノド2. 4. 6。
絶縁膜37が部分的に形成される。この絶縁膜37の部
分形成によって、第2図に示されるようなワイヤボンデ
ィングパノド2. 4. 6。
8が形成される。このようなウェハ22は縦横に切断分
離され、第9図に示されるようなGaAs・MBS −
FETチップとなる。
離され、第9図に示されるようなGaAs・MBS −
FETチップとなる。
このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。
る。
(1)本発明によれば、pn接合形成におけるp十形領
域の形成はI) を被膜を拡散ソースとする横方向拡散
が起き難いPtによる拡散であることから、p十形領域
は横方向拡散を起こすことなく形成できるため、ダイオ
ードの小型化が達成できるという効果が得られる。
域の形成はI) を被膜を拡散ソースとする横方向拡散
が起き難いPtによる拡散であることから、p十形領域
は横方向拡散を起こすことなく形成できるため、ダイオ
ードの小型化が達成できるという効果が得られる。
(2)上記(1)により、本発明によれば、p+形領領
域縁n影領域上の電極との間隔を最小限にすることがで
きるため、ダ・fオードのスイッチング特性の高速化が
達成できるという効果が得られる。
域縁n影領域上の電極との間隔を最小限にすることがで
きるため、ダ・fオードのスイッチング特性の高速化が
達成できるという効果が得られる。
(3)上記(1)により、本発明によれば、p+形領領
域16fiJl域n影領域上の電極との間隔を最小限に
することができるため、シリーズ抵抗が小さくなる結果
、静電破壊耐量が向上するという効果が得られる。
域16fiJl域n影領域上の電極との間隔を最小限に
することができるため、シリーズ抵抗が小さくなる結果
、静電破壊耐量が向上するという効果が得られる。
(4)本発明によれば、保護ダイオードのp十形領域形
成のために設けたPt被被膜そのまま電極ともなること
から、従来のように電極形成のために行うマスク形成.
電極材蒸着.電極材パターニング等の作業が不要となり
、F ETチップの製造コストの低減が図れるという効
果が得られる。
成のために設けたPt被被膜そのまま電極ともなること
から、従来のように電極形成のために行うマスク形成.
電極材蒸着.電極材パターニング等の作業が不要となり
、F ETチップの製造コストの低減が図れるという効
果が得られる。
(5)上記(1)〜(4)により、本発明によれば、高
速度スイッチングで高電流吸収力のある小型保護ダイオ
ード付デュアルゲートMES − FETを提供するこ
とができるという相乗効果が得られる。
速度スイッチングで高電流吸収力のある小型保護ダイオ
ード付デュアルゲートMES − FETを提供するこ
とができるという相乗効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、PtはGaA
sとの間にショットキ障壁ゲート接合を形成することか
ら、P を被膜でゲートを形成するようにしてもよい。
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、PtはGaA
sとの間にショットキ障壁ゲート接合を形成することか
ら、P を被膜でゲートを形成するようにしてもよい。
この場合前記実施例のように、ゲート保護用のダイオー
ド形成におけるPt被被膜形成時、同時にゲート電極を
形成するようにすれば、工数の低減からGaAs −M
ES −FETの製造コストを軽減できるようになる。
ド形成におけるPt被被膜形成時、同時にゲート電極を
形成するようにすれば、工数の低減からGaAs −M
ES −FETの製造コストを軽減できるようになる。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である保護ダイオード付G
aAs −MES−FETの製造技術に適用した場合に
ついて説明したが、それに限定されるものではなく、た
とえば、pn接合部を有するGaAs IC等の製造技
術などに適用できる。
をその背景となった利用分野である保護ダイオード付G
aAs −MES−FETの製造技術に適用した場合に
ついて説明したが、それに限定されるものではなく、た
とえば、pn接合部を有するGaAs IC等の製造技
術などに適用できる。
本発明は少なくとも砒化ガリウム等の化合物半導体装置
には適用できる。
には適用できる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を節学に説明すれば、下記のとおりであ
る。
て得られる効果を節学に説明すれば、下記のとおりであ
る。
本発明による保護ダイオード付GaAs −MES−F
ETにおける保護ダイオードは、いずれもpn接合構造
となっているが、このpn接合におけるn十形領域は、
G )IA、 S M板12面にあらかじめ被着された
Pt被被膜拡散ソースとする拡散によって形成される。
ETにおける保護ダイオードは、いずれもpn接合構造
となっているが、このpn接合におけるn十形領域は、
G )IA、 S M板12面にあらかじめ被着された
Pt被被膜拡散ソースとする拡散によって形成される。
ごのI−’ を被膜を構成するPtはZnのように横方
向拡散が起き難い。このため、n十形領域の外径寸法は
前記p j被膜の外径寸法と略同−に形成でき、n十形
領域の端とn千尋電型領域の上に設けられる電極との間
隔は、n十形領域形成の時の不純物の横方向拡散を考慮
する必要がないため、最小限にするごとができ、スイッ
チング速度を高速にすることができる。また、このこと
は、シリーズ抵抗の低減ともなり、保護ダイオードの静
電破壊耐量の向上にも繋がる。さらに、この方法によれ
ば、パターンの微細化によって、Ic等の高密度・高集
積化が達成できる。
向拡散が起き難い。このため、n十形領域の外径寸法は
前記p j被膜の外径寸法と略同−に形成でき、n十形
領域の端とn千尋電型領域の上に設けられる電極との間
隔は、n十形領域形成の時の不純物の横方向拡散を考慮
する必要がないため、最小限にするごとができ、スイッ
チング速度を高速にすることができる。また、このこと
は、シリーズ抵抗の低減ともなり、保護ダイオードの静
電破壊耐量の向上にも繋がる。さらに、この方法によれ
ば、パターンの微細化によって、Ic等の高密度・高集
積化が達成できる。
第1図は本発明の一実施例によるUHF帯用GaAsデ
ュアルゲートMES −FEゴに組み込まれた単体ある
いはバックトウバックの保護ダイオードを示す模式的断
jhi図、 第2図は同じ(QaAsデ1アルゲートMES・FET
の平面図、 第3図は同じく等価回路図、 第4図は同じく保護ダイオード付GaAs −MES−
FETの製造方法におけるウェハを示す概念的断面図、 第5図は同じくn千尋電型領域が設けられたウェハの概
念的断面図、 第6図は同しく保護ダイオード形成におけるPtの蒸着
状態を示すウェハの概念的断面図、第7図は同じくn十
形領域およびFET用のソース電極ならびにドレイン電
極が形成されたウェハの概念的断面図、 第8図は同じくゲート電極が設けられたウェハの概念的
断面図、 第9回は同じく完成状態のチップの概念的断面図である
。 1・・・ドレインN、極(D) 、2−− ・ワイヤポ
ンディングパッド、3・・・ソース電極(S)、4・・
・ワイヤポンディングパッド、5・・・第1ゲート電極
(c+ ) 、6・・・ワイヤポンディングパッド、7
・・・第2ゲート電極(G2)、8・・・ポンディング
パッド、9・・・ゲート、10・・・GaAS基板、1
1・・・舌片、12・・・保護ダイオード、13・・・
単体保護ダイオード、14・・・ハックトウバック保護
ダイオード、15・・・n十形領域、16・・・n十形
領域、17.18・・・電極、19・・・配線層、20
.21・・・絶縁膜、22・・・ウェハ(化合物半導体
薄板)、23・・・絶縁膜、24・・・n形層(n影領
域)、25・・・絶縁膜、26・・・ソース領域、27
・・・ドレイン領域、28・・・単体保護ダイオード形
成用領域、29・・・ハックトウハック保護ダイオード
形成領域、30・・・Pt被膜、31・・・絶縁膜、3
2・・・ホトレジスI・膜、33・・・絶縁膜、34・
・・ホトレジスト膜、35・・・リセス、36・・・チ
ャネル、37・・・を色糸!Il奨。
ュアルゲートMES −FEゴに組み込まれた単体ある
いはバックトウバックの保護ダイオードを示す模式的断
jhi図、 第2図は同じ(QaAsデ1アルゲートMES・FET
の平面図、 第3図は同じく等価回路図、 第4図は同じく保護ダイオード付GaAs −MES−
FETの製造方法におけるウェハを示す概念的断面図、 第5図は同じくn千尋電型領域が設けられたウェハの概
念的断面図、 第6図は同しく保護ダイオード形成におけるPtの蒸着
状態を示すウェハの概念的断面図、第7図は同じくn十
形領域およびFET用のソース電極ならびにドレイン電
極が形成されたウェハの概念的断面図、 第8図は同じくゲート電極が設けられたウェハの概念的
断面図、 第9回は同じく完成状態のチップの概念的断面図である
。 1・・・ドレインN、極(D) 、2−− ・ワイヤポ
ンディングパッド、3・・・ソース電極(S)、4・・
・ワイヤポンディングパッド、5・・・第1ゲート電極
(c+ ) 、6・・・ワイヤポンディングパッド、7
・・・第2ゲート電極(G2)、8・・・ポンディング
パッド、9・・・ゲート、10・・・GaAS基板、1
1・・・舌片、12・・・保護ダイオード、13・・・
単体保護ダイオード、14・・・ハックトウバック保護
ダイオード、15・・・n十形領域、16・・・n十形
領域、17.18・・・電極、19・・・配線層、20
.21・・・絶縁膜、22・・・ウェハ(化合物半導体
薄板)、23・・・絶縁膜、24・・・n形層(n影領
域)、25・・・絶縁膜、26・・・ソース領域、27
・・・ドレイン領域、28・・・単体保護ダイオード形
成用領域、29・・・ハックトウハック保護ダイオード
形成領域、30・・・Pt被膜、31・・・絶縁膜、3
2・・・ホトレジスI・膜、33・・・絶縁膜、34・
・・ホトレジスト膜、35・・・リセス、36・・・チ
ャネル、37・・・を色糸!Il奨。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、化合物半導体表層部に第1導電型領域を形成する工
程と、前記第1導電型領域の表層部に第2導電型領域を
形成する工程と、を有する化合物半導体装置の製造方法
であって、前記第1導電型領域の上面に導電性被膜を設
けた後、熱処理を施して、前記被膜を形成する物質の拡
散によって第1導電型領域の表層部に第2導電型領域を
形成することを特徴とする化合物半導体装置の製造方法
。 2、半絶縁性GaAs基板の主面表層部にn^+導電型
領域を形成した後、このn^+導電型領域上にPt被膜
を部分的に形成し、その後、熱処理によって前記Ptを
n^+導電型領域の表層部にシンターさせてp^+導電
型領域を形成することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の化合物半導体装置の製造方法。 3、前記n^+導電型領域上の二個所にPt被膜を形成
し、バックトウバック保護ダイオードを形成することを
特徴とする特許請求の範囲第2項記載の化合物半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6052886A JPS62219618A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6052886A JPS62219618A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62219618A true JPS62219618A (ja) | 1987-09-26 |
Family
ID=13144898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6052886A Pending JPS62219618A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62219618A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008177511A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 電界効果トランジスタ |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP6052886A patent/JPS62219618A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008177511A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 電界効果トランジスタ |
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