JPS633415A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS633415A
JPS633415A JP14774586A JP14774586A JPS633415A JP S633415 A JPS633415 A JP S633415A JP 14774586 A JP14774586 A JP 14774586A JP 14774586 A JP14774586 A JP 14774586A JP S633415 A JPS633415 A JP S633415A
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JP
Japan
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layer
metal
ohmic electrode
wafer
silicon nitride
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Application number
JP14774586A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Shioda
昌弘 塩田
Koji Tomita
孝司 富田
Toshiyuki Nakajima
中島 利行
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the scattering of Ga and As while an alloy treatment process is being performed by a method wherein, before the performance of the alloy treatment process, the entire side face of the conductive layer containing the metal to be formed into an ohmic electrode is coated by the silicon nitride film containing hydrogen. CONSTITUTION:A mesa M has been formed by removing an N-type GaAs layer 4 and a buffer layer 3 from a GaAs semiconductor surface 1, a photoresist 5 is removed, and the Au-Ge/Ni 6 to be turned into a source and drain is formed. Then, after a silicon nitride film 7 containing hydrogen has been formed on the entire side face of the layer 4, the Au-Ge/Ni 6 and the layer 4 are ohmic- contacted. Subsequently, an aperture part 8 is provided on the film 7 using the photoresist 8, and after a recess 4a has been formed on the layer 4, an Al gate 10 is formed on the recess 4a. A window is formed at the point corresponding to the ohmic electrode of the film 7, a wiring metal consisting of Ti and Au is Vapor-deposited, and a wiring and a pad 13 are formed.

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に関し、更に詳し
くは、化合物半導体に良好なオーミック電極を形成する
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for manufacturing a compound semiconductor device, and more particularly to a method for forming a good ohmic electrode on a compound semiconductor.

〈従来技術とその問題点〉 一般に、高周波領域で用いられる化合物半導体素子、な
かでもGaAsMESFETでは、雑音Fl数(NF)
や電力利得(G a )等の高周波特性向上のために、
相互コンダクタンス(gm)の向上やゲートソース間容
!)(Cgs)、ソースゲート間直列抵抗(Rs)等の
寄生パラメータの低減化を図るべく、種々の工夫がなさ
れている。
<Prior art and its problems> In general, in compound semiconductor devices used in the high frequency region, especially GaAs MESFETs, the noise Fl number (NF)
In order to improve high frequency characteristics such as power gain (G a ),
Improved mutual conductance (gm) and gate-source spacing! ) (Cgs), source-to-gate series resistance (Rs), and other parasitic parameters.

特に、Rsの低減化は重要な課題であるが、ソースゲー
ト間距離の短縮化や高濃度n“層形成は、オーミック電
極の接触抵抗の低減化に対して有効である。
In particular, reducing Rs is an important issue, and shortening the distance between the source and gate and forming a high concentration n'' layer are effective in reducing the contact resistance of the ohmic electrode.

一方、gmの向上やCgsの低減化を図るためには、ゲ
ート長C1g )の短縮化が必要となり、そのため、−
般に、GaAsMESFET等ではサブミクロンオーダ
の微細加工が不可欠となっている。このようなサブミク
ロンオーダのゲート形成には、通常、ホトリソグラフィ
が多用されているが、歩留り良(レジストパターンを形
成するためには、リソグラフィ技術の改良に加え、ウェ
ハ表面の平滑化やウェハの反りを低減させる必要がある
。特に、コンタクト露光の場合、ウェハとホトマスクと
の間の空隙が加工精度および歩留りと密接な関係があっ
て、ウェハ表面を平滑化し、反りを極力無くすることが
重要な課題となっている。
On the other hand, in order to improve gm and reduce Cgs, it is necessary to shorten the gate length C1g), and therefore -
Generally, microfabrication on the submicron order is essential for GaAs MESFETs and the like. Normally, photolithography is often used to form gates on the submicron order, but the yield is good (in order to form a resist pattern, in addition to improving lithography technology, it is necessary to smooth the wafer surface and process the wafer. It is necessary to reduce warpage.Especially in the case of contact exposure, the gap between the wafer and photomask is closely related to processing accuracy and yield, so it is important to smooth the wafer surface and eliminate warpage as much as possible. This has become a major issue.

ところで、GaAsを中心とする化合物半導体では、5
00°C程度の温度で熱的に不安定であり、かつ、n0
層、20層等の極めて高濃度な層の形成のための気相拡
散が容易ではないため、アロイ型のオーミック電極が多
用されている。具体的には、nGaAsのオーミック電
極を例に採ると、Au−Ge低融点合金等をGaAs上
に形成し、適当な温度、例えば350°C〜550°C
で加熱して界面反応を励起させることにより、互いを合
金化しくアロイ処理)、低接触抵抗のオーミック電極を
形成することが行われている。このアロイ工程において
、G a A sの構成元素であるGaとAsがA u
 −G e中に拡散し、ま起、Au、GeがGaAs中
に相互拡散し、G a A S表面層に極めて高濃度の
n+層が形成される。このn0層の形成により、内部電
界が形成され、トンネル電流が発生して、AuGe電極
とn−GaAsとの間にオーミック接触が実現する。
By the way, in compound semiconductors mainly made of GaAs, 5
It is thermally unstable at a temperature of about 00°C, and
Since vapor phase diffusion for forming extremely high concentration layers such as 20 layers is not easy, alloy type ohmic electrodes are often used. Specifically, taking an nGaAs ohmic electrode as an example, an Au-Ge low melting point alloy or the like is formed on GaAs and heated to an appropriate temperature, for example, 350°C to 550°C.
By heating these materials to excite interfacial reactions, they are alloyed with each other (alloying treatment) to form ohmic electrodes with low contact resistance. In this alloying process, Ga and As, which are the constituent elements of GaAs, are
-Ge diffuses into GaAs, and then Au and Ge interdiffuse into GaAs, forming an extremely highly concentrated n+ layer on the GaAs surface layer. The formation of this n0 layer creates an internal electric field, generates a tunnel current, and realizes ohmic contact between the AuGe electrode and the n-GaAs.

しかし、上述した界面反応により、半導体の構成元素で
あるGaとAsがその表面から多量に分散放散されるこ
とになり、結果的に接触抵抗の増大を招くだけでな(、
ウェハに反りが発生したり、また、電極組成の変化によ
りオーミック電極に凝集が発生して電極表面の平滑化が
用なねれたりする場合がある。このようなウェハの反り
や平滑性の損傷は、前述したように、後工程たる、サブ
ミクロンゲート形成時のりソゲラフイエ程やメタライゼ
ーション工程において、レジスト開口寸法精度の低下や
断線による歩留り低下の原因となっている。
However, due to the above-mentioned interfacial reaction, a large amount of Ga and As, which are the constituent elements of the semiconductor, are dispersed and diffused from the surface, which not only results in an increase in contact resistance (
Warpage may occur in the wafer, or agglomeration may occur in the ohmic electrode due to changes in electrode composition, making it impossible to smooth the electrode surface. As mentioned above, such wafer warpage and damage to the smoothness of the wafer can cause a decrease in resist opening dimensional accuracy and a decrease in yield due to wire breakage during the post-process, such as the roughening process during submicron gate formation and the metallization process. It has become.

更に、Au−Ge電極中に融は出したGaが表面に埋積
し、オーミック電極表面に形成されるAu−Gaの表面
の一部が酸化され、配線金属との接触抵抗が増大し、ま
た、これらの間の密着性が低下し、ひいては製品の信頼
性の低下を引き起こすことになる。
Furthermore, Ga melted into the Au-Ge electrode is buried on the surface, and a part of the surface of the Au-Ga formed on the surface of the ohmic electrode is oxidized, increasing the contact resistance with the wiring metal. , the adhesion between them decreases, which in turn causes a decrease in product reliability.

以上のように、アロイ工程は単に低い抵抗を有するオー
ミック電極を形成するだけでなく、後続する製造工程や
デバイス特性1渉留りに大きな影響を与えるので、従来
、種々の工夫や改善が図られている。
As mentioned above, the alloying process not only forms an ohmic electrode with low resistance, but also has a large impact on the subsequent manufacturing process and device characteristics 1, so various devises and improvements have been made in the past. ing.

その代表的な例は、アロイ工程の時間の短縮化である。A typical example is the reduction in the time required for the alloying process.

GaAsから飛散するGaとAsの量を極力抑制するた
めにアロイ工程の時間を短縮するということで、効果的
ではある。しかし、現実問題として、360 ’ Cの
温度でAu−Ge合金属の一部に液相が生じるが、この
液相での反応であるが故にその進行は急速で、実際にG
aとAsの飛散量の制御は難しい。
This is effective because it shortens the time of the alloying process in order to suppress the amount of Ga and As scattered from GaAs as much as possible. However, as a practical matter, a liquid phase occurs in a part of the Au-Ge alloy at a temperature of 360'C, and because the reaction occurs in this liquid phase, the reaction progresses rapidly, and in fact G
It is difficult to control the amount of a and As scattered.

そこで、CVD法等により比較的低温で形成した5i0
2膜を用いて、Au−Ge合金層を形成したウェハを被
覆した後、アロイ処理を実行する方法が提案されている
。この方法によれば、5iQ2膜は堅牢で、A u −
G eの凝集を機械的に抑制するので効果的であるが、
反面、3i02はGaに対する拡散係数が大きく、又、
比較的低温で形成された5i02膜は多孔質であるため
、GaAs表面の分解を抑制することができない。更に
、5i02中の酸素によりAu−Ge中に融けだしてい
るGaが酸化されるので、後に、Au−Geオーミック
電極上に配線としてA u / T i等を形成する際
に、表面の酸化ガリウム層の存在によって接触不良、接
触抵抗増大および信頼性の低下を招くことになる。
Therefore, 5i0 formed at a relatively low temperature by CVD method etc.
A method has been proposed in which a wafer on which an Au-Ge alloy layer is formed is coated with two films and then an alloying process is performed. According to this method, the 5iQ2 film is robust and Au-
Although it is effective because it mechanically suppresses the aggregation of Ge,
On the other hand, 3i02 has a large diffusion coefficient for Ga, and
Since the 5i02 film formed at a relatively low temperature is porous, decomposition of the GaAs surface cannot be suppressed. Furthermore, the oxygen in 5i02 oxidizes the Ga melted into the Au-Ge, so when forming A u / Ti etc. as wiring on the Au-Ge ohmic electrode later, the gallium oxide on the surface will be oxidized. The presence of the layer results in poor contact, increased contact resistance, and reduced reliability.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その主たる目的
は、化合物半導体に、接触抵抗が小さく、かつ、表面が
平滑でしかも酸化ガリウム等の生成が抑制されて配線金
属との接触抵抗が低く密着性の良いオーミック電極を形
成する方法を提供することにあり、他の目的は、このオ
ーミック電極の形成に必要なアロイ処理工程において、
半導体表面層の熱分解を抑制してウェハの反りを低減し
、後続するサブミクロンゲートの形成工程を容易化する
ことのできる、化合物半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above, and its main purpose is to provide a compound semiconductor with a low contact resistance, a smooth surface, and suppress the generation of gallium oxide, etc., so that the contact resistance with wiring metal is low. The purpose is to provide a method for forming an ohmic electrode with good adhesion, and another purpose is to provide a method for forming an ohmic electrode with good adhesion.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a compound semiconductor device that can suppress thermal decomposition of a semiconductor surface layer, reduce warpage of a wafer, and facilitate the subsequent step of forming a submicron gate.

く問題点を解決するための手段〉 本発明を、実施例図面である第3図乃至第10図を参照
しつつ説明する。
Means for Solving the Problems> The present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 10, which are embodiment drawings.

まず、第3図に示すように、化合物半導体ウェハ1の導
伝層4の表面に、オーミック電極となすべき金属(例え
ばAu−Ge/N1)6.6を蒸着形成する。次に第4
図に示すように、この金属6.6を含む半導体ウェハ1
の少くとも導伝層4側の表面全体に、プラズマCVD法
によって、水素を含有するシリコン窒化膜7を被着する
。その状態で、導伝層4と金属6,6との接合をオーミ
ック接合とすべく、所定の温度下でアロイ処理を方面す
First, as shown in FIG. 3, on the surface of the conductive layer 4 of the compound semiconductor wafer 1, a metal (for example, Au-Ge/N1) 6.6 to be made into an ohmic electrode is formed by vapor deposition. Then the fourth
As shown in the figure, a semiconductor wafer 1 containing this metal 6.6
A silicon nitride film 7 containing hydrogen is deposited on at least the entire surface of the conductive layer 4 side by plasma CVD. In this state, an alloy treatment is performed at a predetermined temperature in order to form an ohmic connection between the conductive layer 4 and the metals 6, 6.

その後、第8図に示すように、金属6,6の上方のシリ
コン窒化膜7にエツチングによって窓7b。
Thereafter, as shown in FIG. 8, a window 7b is formed in the silicon nitride film 7 above the metals 6, 6 by etching.

7bを形成し、この窓7b、7bを介して金属6゜6の
上面に配線金属(例えばAu/Li)13゜13を蒸着
した後、上述のアロイ処理における温度よりもの低温下
でウェハ全体を熱処理する。
After forming a wiring metal (for example, Au/Li) 13.13 on the upper surface of the metal 6.6 through the windows 7b, 7b, the entire wafer is heated at a lower temperature than that in the alloy processing described above. Heat treatment.

く作用〉 アロイ処理工程の前に、第4図に示すように、金属6,
6を含む導伝層4側表面全体を水素を含有するシリコン
窒化膜7で覆うので、例えば半導体がGaAsの場合、
アロイ処理工程中にウェハから飛散するGaとAsの量
が抑制されるとともに、金属6,6、例えばAu−Qe
のアロイ処理工程中での凝集が抑制される結果、半導体
と金属6.6 (オーミック電極)との接触抵抗が低減
し、また、電極表面の平滑化が達成され、ウェハの反り
が抑制される。更に、シリコン窒化膜7中の水素により
、アロイ処理工程中にオーミック電極(金属6,6)内
にGaが熔解して表面に堆禎されることによって生じる
、酸化ガリウムの発生を防止するので、配線金属13の
オーミック電極(金属6)への密着性が向上し、これら
の間の寄生抵抗が低減する。
Action〉 Before the alloying process, as shown in Fig. 4, the metal 6,
Since the entire surface of the conductive layer 4 side including 6 is covered with the silicon nitride film 7 containing hydrogen, for example, when the semiconductor is GaAs,
The amount of Ga and As scattered from the wafer during the alloying process is suppressed, and metals such as 6, 6, e.g. Au-Qe
As a result of suppressing agglomeration during the alloying process, the contact resistance between the semiconductor and metal 6.6 (ohmic electrode) is reduced, the electrode surface is smoothed, and wafer warping is suppressed. . Furthermore, the hydrogen in the silicon nitride film 7 prevents the generation of gallium oxide, which is caused by Ga melting into the ohmic electrode (metal 6, 6) and depositing on the surface during the alloying process. The adhesion of the wiring metal 13 to the ohmic electrode (metal 6) is improved, and the parasitic resistance between them is reduced.

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図〜第10図は本発明をGaAsMESFET (
ガリウム、ヒ素メサ型FET )に通用した場合の実施
例を、製造工程順に示す説明図である。
1 to 10 show the present invention in GaAs MESFET (
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example in the order of manufacturing steps when the present invention is applicable to gallium and arsenic mesa type FETs.

第1図に示すように、GaAs半導体ウェハ1を用意す
る。このウェハ1は、気相エピタキシャル成長GaAs
で、<100>方位水平ブリッジマン法Crドープ半絶
縁性基板2 (厚さ400μm)上に、アンドープG 
a A sバフフッ層3(厚さ2μm、キャリア濃度l
 Q” cm−ヨ以下)、およびn型QaAs  (導
伝)層4(厚さ0.5μm、キャリア濃度3 X 10
” cm°ヨ)を順次連続エピタキシャル成長させて形
成している。
As shown in FIG. 1, a GaAs semiconductor wafer 1 is prepared. This wafer 1 is made of GaAs grown by vapor phase epitaxial growth.
Then, on the <100> azimuth horizontal Bridgman Cr-doped semi-insulating substrate 2 (thickness 400 μm), an undoped G
a A s buffing layer 3 (thickness 2 μm, carrier concentration l
Q” cm-yo or less), and n-type QaAs (conductive) layer 4 (thickness 0.5 μm, carrier concentration 3 × 10
It is formed by sequential epitaxial growth of "cm° yo)".

この半導体ウェハ1の表面に、第2図に示すようにホト
エツチング法により所望領域のn型GaAs層4および
ハソファ層3を除去することによって、素子分離のため
のメサMを形成する。ここで5はホトレジストでAZ−
1350である。また、GaAsのエツチングには硫酸
:過酸化水素:水の比を3;1:1とした液を使用し、
メサMの深さを1.5μmとする。
On the surface of the semiconductor wafer 1, as shown in FIG. 2, a desired region of the n-type GaAs layer 4 and the haphazard layer 3 are removed by photoetching to form a mesa M for device isolation. Here 5 is photoresist AZ-
It is 1350. In addition, for etching GaAs, a solution with a sulfuric acid:hydrogen peroxide:water ratio of 3:1:1 was used.
The depth of mesa M is 1.5 μm.

次に、ホトレジスト5を除去し、ウェハ1の表面を洗浄
した後、第3図に示すように、メサMの表面のn型Ga
As層4の上面に、リフトオフ法を用いて、ソース、ド
レインとなるAu−Ge/Ni6.6を蒸着形成する。
Next, after removing the photoresist 5 and cleaning the surface of the wafer 1, as shown in FIG.
On the upper surface of the As layer 4, Au--Ge/Ni6.6, which will become the source and drain, is formed by vapor deposition using a lift-off method.

ここでAu−Ge/Niの厚さは、それぞれ0.15 
p m 10.05 p mとした。
Here, the thickness of Au-Ge/Ni is 0.15
p m was set at 10.05 p m.

その後、第4図に示すように、ウェハ1のn型GaAs
層4側の表面全体に、平行平板型プラズマCVD法を用
いて、水素を含有するシリコン窒化膜(SiNx:H)
7を0.05〜0.5.c+ m厚、制御目標厚0.1
〜0.4μm、にて形成する。ここで、原料ガスとして
N2希釈10%5iHaガスとNH3ガスを用い、ガス
流量比はそれぞれ120SCCMおよび48SCCMと
した。成膜中の圧力は1 torr。
Thereafter, as shown in FIG.
A hydrogen-containing silicon nitride film (SiNx:H) is deposited on the entire surface of the layer 4 side using a parallel plate plasma CVD method.
7 to 0.05 to 0.5. c+ m thickness, control target thickness 0.1
Formed at ~0.4 μm. Here, N2-diluted 10% 5iHa gas and NH3 gas were used as raw material gases, and the gas flow ratios were 120 SCCM and 48 SCCM, respectively. The pressure during film formation was 1 torr.

RFパワーはQ、5w/Cm2である。この条件におい
て成膜したS i N xの水素含有量は5atm%で
ある。なお、シリコン窒化膜7中の水素含有量は、RF
パワー、成膜圧力、およびガス流量比を変化させること
によって制御可能であるが、特にシラン(S i H4
)ガスに対するNH3ガスの流量比を増すことで効果的
に膜内に水素を導入することができた。また、NH3ガ
スの流量比を減すると、成膜されたS i N x膜は
堅くなり、水素含有量が低下した。水素含有量を増加す
るために、添加ガスとしてH2を導入しても効果があっ
た。
The RF power is Q, 5w/Cm2. The hydrogen content of the S i N x film formed under these conditions is 5 atm %. Note that the hydrogen content in the silicon nitride film 7 is
It can be controlled by changing the power, deposition pressure, and gas flow rate ratio, but especially silane (S i H4
) Hydrogen could be effectively introduced into the membrane by increasing the flow rate ratio of NH3 gas to gas. Furthermore, when the flow rate ratio of NH3 gas was reduced, the formed SiNx film became hard and the hydrogen content decreased. Introducing H2 as an additive gas was also effective in increasing the hydrogen content.

次に、第4図に示す状態で、アロイ処理を施す。Next, alloy processing is performed in the state shown in FIG.

即ち、窒素雰囲気中で400°C1分間の熱処理を施し
て、Au−Ge/Ni 6.6とn型GaAs層4とを
オーミック接触せしめる。これにより、A u −G 
e / N i  6 、 6はオーミック電極6,6
となる。ここで、シリコン窒化膜7は緻密であり、Ga
As結晶表面からのGaおよびAsの飛散を抑制するの
で、GaA3表面の損傷が少な(、また、Au−Ge層
の中にGaが熔解、侵入することが抑制されるため、オ
ーミ7り電極6.6に凝集が生起されず、平滑な電極表
面が形成され、ウェハlの反りが生じに(い。更に、シ
リコン窒化膜7中の水素の還元作用により、AuGe層
表面に堆積するQaの酸化が抑制される。
That is, heat treatment is performed at 400° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere to bring the Au-Ge/Ni 6.6 and n-type GaAs layer 4 into ohmic contact. As a result, A u −G
e/N i 6, 6 are ohmic electrodes 6, 6
becomes. Here, the silicon nitride film 7 is dense and Ga
Since the scattering of Ga and As from the As crystal surface is suppressed, there is little damage to the GaA3 surface. .6, no agglomeration occurs, a smooth electrode surface is formed, and warping of the wafer l is prevented (2) Furthermore, due to the reduction action of hydrogen in the silicon nitride film 7, oxidation of Qa deposited on the surface of the AuGe layer is prevented. is suppressed.

続いて、第5図に示すように、シリコン窒化膜7上にホ
トレジスト(AZ−1350)  8を塗布し、このホ
トレジスト8にエツチング法により長さ0.3μm、幅
200μmの開口部8aを形成する。このホトエツチン
グ時において、オーミック電極6゜6のA u −G 
eアロイ層は平滑で、かつ、ウェハ1の反りが無いため
、サブミクロン加工が容易となる。ホトレジストパター
ン8,8aの形成後、CF4ガスを用いたりアクティブ
イオンエツチングにより開口部8aに連通ずる部分のシ
リコン窒化l117を除去して窓7aを形成し、n型G
aAS層4の一部を露出させる。次いで、硫酸:過酸化
水素:水を1:1:10の比で混合した液を用いたエツ
チングにより、n型GaAs層4の露出部分にリセス4
aを形成する。この状態を第6図に示す。
Subsequently, as shown in FIG. 5, a photoresist (AZ-1350) 8 is applied onto the silicon nitride film 7, and an opening 8a having a length of 0.3 μm and a width of 200 μm is formed in the photoresist 8 by etching. . During this photoetching, A u -G of the ohmic electrode 6°6
Since the e-alloy layer is smooth and the wafer 1 does not warp, submicron processing becomes easy. After forming the photoresist patterns 8 and 8a, the silicon nitride l117 in the portion communicating with the opening 8a is removed using CF4 gas or active ion etching to form the window 7a, and the n-type G
A portion of the aAS layer 4 is exposed. Next, a recess 4 is formed in the exposed portion of the n-type GaAs layer 4 by etching using a solution containing a mixture of sulfuric acid: hydrogen peroxide: water in a ratio of 1:1:10.
form a. This state is shown in FIG.

次に、第7図に示すように、ホトレジストパターン8.
8aの上方から、19.10を電子ビーム蒸着法によっ
て0.4μm厚で被着させた後、ホトレジスト8をアセ
トン等の有機溶剤を用いて溶解することにより、ホトレ
ジスト8上のA19のみを除去する。これにより、リセ
ス4a上にAI!製のゲート10が形成されることにな
る。
Next, as shown in FIG. 7, a photoresist pattern 8.
After 19.10 is deposited from above 8a to a thickness of 0.4 μm by electron beam evaporation, only A19 on the photoresist 8 is removed by dissolving the photoresist 8 using an organic solvent such as acetone. . As a result, AI! A gate 10 made of metal will be formed.

次いで、第8図に示すように、再びホトレジスト11を
塗布し、ホトエ・7チング法によってオーミック電極6
.6のソース、ドレイン電力供給部に対応する箇所のホ
トレジスト11に窓11a。
Next, as shown in FIG. 8, photoresist 11 is applied again, and the ohmic electrode 6 is formed using the photoetching method.
.. A window 11a is formed in the photoresist 11 at a location corresponding to the source and drain power supply portions of No. 6.

11aを形成する。そして、この窓11a、llaに連
通する部分のシリコン窒化膜7を緩fUHFにより除去
して窓7b、7bを形成する。
11a is formed. Then, the portions of the silicon nitride film 7 communicating with the windows 11a and lla are removed by mild UHF to form windows 7b and 7b.

その後、第9図に示すように、ホトレジストパターン1
1. 11 a、  11 aの上方から、Tiおよび
Auからなる配線金属を蒸着する。これにより、ホトレ
ジスト11、および、窓7b、7bを介してオーミック
電極6,6上に、それぞれ配線金属12および13.1
3が被着する。次に、ホトレジスト11を有機溶剤で除
去し、第10図に示すように、オーミック電極6,6上
に残った部分の金属13.13をリフトオフ形成するこ
とにより、この金属13.13を配線およびパッド13
゜13となす。その後、350°Cで20分間熱処理を
施して、工程を終了する。
After that, as shown in FIG.
1. Wiring metal consisting of Ti and Au is deposited from above 11a and 11a. As a result, the wiring metals 12 and 13.1 are placed on the ohmic electrodes 6, 6 through the photoresist 11 and the windows 7b, 7b, respectively.
3 is deposited. Next, the photoresist 11 is removed using an organic solvent, and as shown in FIG. Pad 13
゜13. Thereafter, heat treatment is performed at 350°C for 20 minutes to complete the process.

以上の本発明実施例により製造されたGaAsMESF
ETにおいて、配線金属Tiとオーミック電極との接触
抵抗を測定したところ、I X 10−9ΩcI112
と小さいことが判明した。ちなみに、アロイ処理の前に
CVD法でSiO2膜をウェハ表面上に被着させた場合
、この接触抵抗はI X 10−’Ωcm2であり、本
発明により約1桁だけ低減化させることができた。この
理由は、本発明によるとき、オーミック電極6.6の表
面に酸化ガリウム層が形成されることが抑制されるため
であると考えられる。
GaAsMESF manufactured according to the above embodiments of the present invention
In ET, when the contact resistance between the wiring metal Ti and the ohmic electrode was measured, it was found to be I x 10-9ΩcI112
It turned out to be small. By the way, when a SiO2 film is deposited on the wafer surface using the CVD method before alloy processing, this contact resistance is I x 10-'Ωcm2, which can be reduced by about one order of magnitude with the present invention. . The reason for this is thought to be that the present invention suppresses the formation of a gallium oxide layer on the surface of the ohmic electrode 6.6.

また、本発明実施例により製造されたGaAsMESF
ETを、150°Cで高温試験を行ったところ、ソース
・ドレイン抵抗に変化はなく、ドレイン電流の変化が認
められなかった。
In addition, GaAsMESF manufactured according to the embodiment of the present invention
When the ET was subjected to a high temperature test at 150°C, there was no change in source/drain resistance and no change in drain current was observed.

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではな(
、例えばInP、 A I GaAs、 InGaAs
P等の他の化合物半導体装置の製造方法にも通用するこ
とができる。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments (
, e.g. InP, AI GaAs, InGaAs
The present invention can also be applied to methods of manufacturing other compound semiconductor devices such as P.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、GaAs等の化
合物半導体ウェハの導電層上にオーミー/り電極を形成
するに当って、オーミック電極となるA u −G e
等の金属を導電層に蒸着形成した後、アロイ処理の前に
、この金属を含むウェハの導電層側表面全体に、プラズ
マCVD法によって水素を含有するシリコン窒化膜を被
着させるので、アロイ処理工程においてウェハから飛散
する構成元素たるGaやAs等の量が抑制され、同時に
、オーミック電極となるA u −G e等の金属の凝
集も抑制されることになり、半導体とオーミック電極と
の接触抵抗が低減されるとともに、電極表面の平滑化が
達成され、また、ウェハの反りが抑制される。また、シ
リコン窒化膜中の水素により、アロイ処理工程において
Au−Ge等の電極に熔融したGaの酸化が防止される
ことになる。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, when forming an ohmic electrode on a conductive layer of a compound semiconductor wafer such as GaAs, A u -G e to be an ohmic electrode is formed.
After forming a conductive layer by vapor deposition, a silicon nitride film containing hydrogen is deposited on the entire conductive layer side surface of the wafer containing this metal by plasma CVD method before alloying process. The amount of constituent elements such as Ga and As that are scattered from the wafer during the process is suppressed, and at the same time, the aggregation of metals such as Au-Ge, which form the ohmic electrode, is suppressed, and the contact between the semiconductor and the ohmic electrode is suppressed. Resistance is reduced, the electrode surface is smoothed, and wafer warpage is suppressed. Furthermore, hydrogen in the silicon nitride film prevents oxidation of Ga melted on the Au-Ge electrode or the like in the alloying process.

電極表面の平滑化および電極表面での酸化ガリウム生成
の防止は、後工程たる配線金属の蒸着時に、両者の密着
性を向上させ、かつ、両者間の接触抵抗を低下させるこ
とになり、半導体−電極間の接触抵抗の低減と相俟って
、信頼性の高い良好なオーミック電極を得る。
Smoothing the electrode surface and preventing the formation of gallium oxide on the electrode surface improves the adhesion between the two and reduces the contact resistance between the two during the subsequent process of vapor deposition of wiring metal. Coupled with the reduction in contact resistance between electrodes, a good and highly reliable ohmic electrode is obtained.

また、このオーミック電極の形成工程において、上述の
ようにウェハの反りが抑制される結果、後工程たるサブ
ミクロンゲートの形成が容易化される。
In addition, in the process of forming the ohmic electrode, warping of the wafer is suppressed as described above, so that the formation of the submicron gate, which is a subsequent process, is facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第10図は本発明実施例の製造工程を順に示す
説明図である。 1・・・G a A s半導体ウェハ 2・・・GaAs基板 3・・・バッフ1層 4 ”・n型GaAs  (導電)層 4a・・・リセス 5・・・ホトレジスト 6・・・オーミック電極(A u −G e / N 
i )7・・・シリコン窒化膜 7a、7b・・・窓 8・・・ホトレジスト 8a・・・開口部 9・・・AJ 10 ・・・ミー ト  (、lり 11・・・ホトレジスト 11a・・・窓 12−A u/T i
FIGS. 1 to 10 are explanatory diagrams sequentially showing the manufacturing process of an embodiment of the present invention. 1...GaAs semiconductor wafer 2...GaAs substrate 3...Buffer 1 layer 4''.n-type GaAs (conductive) layer 4a...Recess 5...Photoresist 6...Ohmic electrode ( A u - G e /N
i) 7...Silicon nitride films 7a, 7b...Window 8...Photoresist 8a...Opening 9...AJ10...Meet (, 11...Photoresist 11a...・Window 12-A u/T i

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 化合物半導体ウェハの導伝層表面にオーミック電極を形
成する方法であって、上記導伝層表面に、オーミック電
極となすべき金属を蒸着形成し、次に、この金属を含む
上記半導体ウェハの少くとも導伝層側の表面全体に、プ
ラズマCVD法によって水素を含有するシリコン窒化膜
を被着した後、上記化合物半導体と上記金属との接合を
オーミック接合とすべく所定の温度下でアロイ処理を施
し、その後、上記金属上方の上記シリコン窒化膜にエッ
チングによって窓を形成し、この窓を介して上記金属の
上面に配線金属を蒸着した後、上記アロイ処理における
温度よりも低温下で当該ウェハ全体を熱処理することを
特徴とする、半導体装置の製造方法。
A method for forming an ohmic electrode on the surface of a conductive layer of a compound semiconductor wafer, wherein a metal to be formed as an ohmic electrode is formed on the surface of the conductive layer by vapor deposition, and then at least one of the semiconductor wafers containing this metal is formed on the surface of the conductive layer. After a silicon nitride film containing hydrogen is deposited on the entire surface of the conductive layer side by plasma CVD, an alloying process is performed at a predetermined temperature to form an ohmic bond between the compound semiconductor and the metal. After that, a window is formed in the silicon nitride film above the metal by etching, and a wiring metal is deposited on the upper surface of the metal through this window, and then the entire wafer is heated at a temperature lower than that in the alloy process. A method for manufacturing a semiconductor device, the method comprising heat treatment.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003151917A (en) * 2001-11-09 2003-05-23 Sanyo Electric Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device

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