CS266957B1 - A method for producing MESFET transistor electrodes - Google Patents

A method for producing MESFET transistor electrodes Download PDF

Info

Publication number
CS266957B1
CS266957B1 CS863864A CS386486A CS266957B1 CS 266957 B1 CS266957 B1 CS 266957B1 CS 863864 A CS863864 A CS 863864A CS 386486 A CS386486 A CS 386486A CS 266957 B1 CS266957 B1 CS 266957B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
layer
ohmic contacts
metallization
schottky
metallic
Prior art date
Application number
CS863864A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS386486A1 (en
Inventor
Tibor Ing Csc Lalinsky
Original Assignee
Tibor Ing Csc Lalinsky
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 Tibor Ing Csc Lalinsky filed Critical Tibor Ing Csc Lalinsky
Priority to CS863864A priority Critical patent/CS266957B1/en
Publication of CS386486A1 publication Critical patent/CS386486A1/en
Publication of CS266957B1 publication Critical patent/CS266957B1/en

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

Riešenie sa týká odboru technologie mikrovlnných polovodičových súčiastok. Rieši problém výroby tranzistorov typu MESFET na aktívnych vrstvách arzenidu gália. OČelom riešenia je zjednodušenie technologických postupov s možnosťou tvarovania ohmických kontaktov a Schottkyho hradla nezávisle na ich vzájomnom poradí, zváčšenie přesnosti súkrytovania jednotlivých metalizačných úrovní a zlepšenie základných elektrických parametrov ohmických kontaktov a Schottkyho hradlovej bariéry. Uvedeného účelu je možné dosiahnúť. tým, že tvorba zlievaných ohmických kontaktov a formovanie Schottkyho hradlovej bariéry je ostatnou technologickou operáciou, pri ktorej sú obidva metalizačné vrstvy súčasne žíhané v redukčnej atmosféře vodíka rýchlym teplotným cyklom. Riešenie je možné využit v oblasti výroby diskrétnych tranzistorov typu MESFET na aktívnych vrstvách arzenidu gália.The solution concerns the field of microwave semiconductor component technology. It solves the problem of manufacturing MESFET transistors on gallium arsenide active layers. The aim of the solution is to simplify technological processes with the possibility of forming ohmic contacts and Schottky gates independently of their mutual order, to increase the accuracy of the concealment of individual metallization levels and to improve the basic electrical parameters of ohmic contacts and Schottky gate barriers. The stated purpose can be achieved by the fact that the formation of fused ohmic contacts and the formation of the Schottky gate barrier is the last technological operation, in which both metallization layers are simultaneously annealed in a reducing hydrogen atmosphere by a rapid temperature cycle. The solution can be used in the field of manufacturing discrete MESFET transistors on gallium arsenide active layers.

Description

2 CS 266 957 Bl2 CS 266 957 Bl

Vynález sa týká spůsobu výroby elektrod tranzistorov typu MESFET na aktívnyoh vrstvácharzenidu gália, GaAs, připravených iraplantáciou iónov kremíka do poloizolačných nedotovanýchsubstrátov arzenidu gália.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for producing electrodes of MESFET type transistors to active layer of gallium galenium, GaAs, prepared by iraplantation of silicon ions into semi-insulated, non-doped gallium arsenide substrates.

Doteraz známe spůsoby výroby tranzistorov typu MESFET .využívají různé technologicképostupy pri použití různých metalizačných systémov. Z hladiska funkcie uvedeného typu tran-zistore je důležité dosiahnút optimálně elektrické parametre nielen pre aktívnu vrstvu arze-nidu gália, ale predovšetkým pre ohmibké kontakty a Schottkyho hradlové rozhranie. Ohmickékontakty sa najčastejšie pripravujú zlievacou technológiou na báze metaližačného systémupozostávajúceho zo zlata, germánia a niklu. Schottkyho hradlová bariéra je najčastejšievytvořená metalizačným systémom pozostávajúcim z titánu, platiny a zlata. Pr> mikrotvarovaníoboch zložitých metalizačných systémov sa výhodné využívá lift-off technika. Nevýhodou uvede-nej techniky mikrotvarovania je, že pri jej použití nie je možné dokonale očistit povrcharzenidu gália před depozlciou uvedených metalizačných systémov, nakolko metalizačné systémymusia byt deponované pri izbovej teplote, resp. pri teplotách nižších ako 80 °C.So far known MESFET transistors are using different technological processes using different metallization systems. From the point of view of the function of the said transistor type, it is important to achieve optimum electrical parameters not only for the active layer of gallium arsenide, but especially for soft contacts and Schottky gate interfaces. Ohmiccontacts are most often prepared by casting technology based on metallization system consisting of gold, germanium and nickel. The Schottky gate barrier is most often formed by a metallization system consisting of titanium, platinum and gold. The use of a lift-off technique is advantageous for micro-molding of complex metallization systems. The disadvantage of the said micro-molding technique is that, when used, it is not possible to completely purify the surface metal of the gallium before deposition of said metallization systems, since the metallization system can be deposited at room temperature or at room temperature. at temperatures below 80 ° C.

Reziduálne zvyšky, ktoré sú preto přítomné na povrchu arzenidu gália po procese fotoli-tografického spracovania fotorezistu a následného chemického leptania vo formě oxidovýchmedzivrstiev a různých uhlíkových zlúčenín, v podstatnej miere ovplyvňujú elektrické paramet-re vytvořených zlievaných ohmických kontaktov a predovšetkým Schottkyho bariér, v bežnezaužívaných technologických spůsoboch výroby tranzistorov typu MESFET pri použití uvedenýchmetalizačných systémov sa proces tvarovania Schottkyho hradla uskutečňuje po procese zlievaniaohmických kontaktov. Schottkyho hradlová bariéra vytvořená na takomto nedokonale očistenompovrchu sa vyznačuje zvýšenou hodnotou koeficienta ideálnosti, nižšou hodnotou výšky poten-ciálovej bariéry a zníženou tepelnou stabilitou. Teplotné režimy používané pre optimálnyproces zlievania ohmických kontaktov často nedovolujú volit proces tvarovania Schottkyhohradla před procesom tvarovania a zlievania ohmických kontaktov v důsledku možnej degradácieSchottkyho hradlovéj bariéry počas tohto procesu zlievania. V uvedenom konvenčnora technologickom spůsobe můžu vzniknúť tiež problémy pri zosúkryto-vaní daných metalizačných úrovní, pretože hrany metalizácie pre ohmický kontakt na súkrytovýchznačkách po procese zlievania sú neostré.Residual residues, which are therefore present on the surface of the gallium arsenide after the photolytic processing of the photoresist and the subsequent chemical etching in the form of oxide-like layers and various carbon compounds, substantially influence the electrical parameters of the formed molded ohmic contacts and, in particular, the Schottky barriers, in commonly used technological In the process of manufacturing MESFET transistors using said metallization systems, the Schottky gate shaping process takes place after the casting-ohm process. The Schottky gate barrier formed on such an imperfectly cleaned surface is characterized by an increased value of the ideal coefficient, a lower potential barrier height, and reduced thermal stability. Temperature regimens used for optimum bonding of ohmic contacts often do not allow the Schottky casting process to be selected prior to the forming and molding of ohmic contacts due to the possible degradation of the Schottky gates barrier during this casting process. Also, in the aforementioned conventional method, problems may arise in the concatenation of given metallization levels, since the metallization edges for the ohmic contact on the cover marks after the casting process are blurred.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje spůsob výroby elektrod tranzistorovtypu MESFET podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že obidve metalizačné vrstvyohmických kontaktov a hradla sa žíhajú pri teplote 400 až 520 °C v redukčnej atmosféře vodíkas rýchlosťou ohřevu 20 až 200 °C.s a následné ochladzujú s rýchlosťou aspoň 50 °C.s \The above-mentioned disadvantages are substantially eliminated by the process of producing the MESFET transistor electrodes according to the invention, wherein the metallization layers of the ohmic contacts and gates are annealed at a temperature of 400-520 ° C in a hydrogen reducing atmosphere at a heating rate of 20-200 ° C and subsequently cooled at least 50 ° Cs \ t

Hlavnou presnosťou vynálezu je, že umožňuje vyrábať tranzistory, ktoré sa vyznačujúhodnotou měrného kontaktného odporu ohmických kontaktov nižšou než 0,05JLmm, výškou poten-ciálovej bariéry Schottkyho hradlového rozhrania vSčšou než 0,74 V a koeficientom ideálnostiaspoň 1,08. Takto připravené tranzistory sa vyznačujú zlepšenými jednosměrnými, ako aj vysoko-frekvenčnými elektrickými vlastnosťami a naviac tiež velmi dobrou tepelnou stabilitou Schott-kyho hradlového rozhrania. Ďalšou výhodou je možnost volit technologický proces tvarovaniahradla a ohmických kontaktov nezávisle na ich vzájomnom poradí a zosúkrytovať uvedené meta-lizačné úrovně s podstatné vSčšou presnostou, pretože metalizačný systém pre ohmický kontaktnie je pri zosúkrytovaní zlievaný, čím sa dosiahne dokonalá ostrost hrán na súkrytovýchznačkách. Spůsob výroby tranzistorov typu MESFET podlá vynálezu je možné aplikovat v běžnýchlaboratórnych podmienkach, nie je náročný na často zložité chemické procesy čistenia povrchuarzenidu gália pres depozíciou Schottkyho metaližačného systému, pretože aplikáckou danéhoteplotného cyklu sa minimalizuje vplyv oxidových medzivrstiev v důsledku prebiehajúcichfyzikálno-chemických procesov na Schottkyho hradlovom rozhraní. Pretože zlievanie ohmickýchkontaktov a formovanie Schottkyho hradla je ostatnou technologickou operáciou, je možnéproces optimálneho zlievania a formovania uvedených kontaktov uskutočnit priamo na jednotli-vých čipoch po nalámaní.The main precision of the invention is that it allows to produce transistors that have a resistive contact resistance rating of ohmic contacts of less than 0.05 µm, a potential barrier height of Schottky gate interface of greater than 0.74 V, and an ideality ratio of 1.08. The transistors prepared in this way are characterized by improved unidirectional as well as high-frequency electrical properties and, moreover, a very good thermal stability of the Schottky gate interface. A further advantage is the ability to select the molding process and ohmic contacts process independently of each other and to conceal said metallization levels with substantial greater precision, since the metallization system for ohmic contact is cast in the concave to achieve perfect edge sharpness on the cover marks. The process for producing the MESFET transistors of the present invention can be applied in conventional laboratory conditions, it is not demanding the often complex chemical purification processes of the surface arsenide via the deposition of the Schottky metallization system, since the effect of the oxide interlayers is minimized by the application of the physical-chemical processes on the Schottky gate interface. . Since the casting of the ohmic contacts and the formation of the Schottky gate is another technological operation, it is possible to carry out the process of optimally casting and forming said contacts directly on the individual chips after breaking.

Claims (4)

CS 266 957 B1 3 Na pripojenom výkrese je schematicky znázorněný spSsob výroby elektrod tranzistorovtypu MESFET, kde obr. 1 znázorňuje depozíciu a tvarovanie Schottkyho metalizačnej vrstvyhradla, obr.In the accompanying drawing, there is shown schematically a method for producing electrodes of the transistor type MESFET, wherein FIG. 1 shows the deposition and shaping of the Schottky metallization layer of the slab, FIG. 2 depozíciu a tvarovanie metalizačnej vrstvy ohmických kontaktov, obr.2 depicts and shapes the metallizing layer of ohmic contacts; FIG. 3 depozí-ciu a tvarovanie vrstvy kontaktovéj metalizácie a obr.3 depicts and shapes the contact metallization layer; and FIG. 4 žíhanie uvedených metalizácií. Na nedotovanom poloizolačnom substráte 1^ podlá obr. 1 je vytvořená aktívna vrstva2, na ktorej je deponovaná metalizačná vrstva 2 hradla. Aktívna vrstva 2 sa na poloizolačnom substráte _1 arzenidu gália vytvoří priamou implan-táciou iónov kremíka do hrůbky 300 nm. Schottkyho metalizačná vrstva 2 hradla na báze titánu,platiny a zlata sa deponuje pomocou elektronového děla na povrch aktívnej vrstvy 2 v hlbke150 nm a vytvaruje lift-off technikou. Podlá obr. 2 je na systéme z obr. 1 dalej vytvořená metalizačná vrstva £ ohmickýchkontaktov na aktívnej vrstvě _2. Po depozícii a tvarovaní Schottkyho metalizačnej vrstvy _3 hradla sa deponuje a tvarujelift-off technikou metalizačná vrstva ý ohmických kontaktov na báze zlata, germánia a niklu. Podlá obr. 3 je na systéme z obr. 2 dalej vytvořená vrstva 5_ kontaktovej metalizáciena metalizačnej vrstvě 4^ ohmických kontaktov. Nasledovná technologická operácia pozostáva z tvarovania vrstvy 5 kontaktovej metalizáciena báze titánu a zlata. Podlá obr. 4 je systém z obr. 3 umiestnený v žíhacej peci. Uvedené metalizačná vrstvy 3, ý a vrstva 5 kontaktovej metalizácie sa v ostatnej tech-nologickej operácii žíhajú v redukčnej atmosféře vodíka pri teplote 400 až 520 °C s rýchosťouohřevu 20 až 100 °C/s a následné ochladzujú s rýchlosťou aspoň 50 °C/s. Uvedeným žíhánímprebieha proces zlievania ohmických kontaktov a súčasne sa tiež formujú vlastnosti Schottkyhohradlovéj bariéry. Vynálezu može nájsť široké priemyselné využitie najmS pri výrobě diskrétnych tranzistorovtypu MESFET na aktívnych vrstvách arzenidu gália. MÓže byť využitý taktiež pri výrobě analogo-vých, ako aj logických integrovaných obvodov. PŘEDMĚT VYNÁLEZU SpSsob výroby elektrod tranzistorov typu MESFET na aktívnej vrstvě arzenidu gália pozostá-vajúci z depozície a tvarovania metalizačnej vrstvy ohmických kontaktov na báze zlata, germániaa niklu a Schottkyho metalizačnej vrstvy hradla na báze titánu, platiny a zlata, vyznačujúcisa tým, že obidve metalizačné vrstvy (3, 4) ohmických kontaktov a hradla sa žíhajú v redukčnejatmosféře vodíka pri teplote 400 až 520 °C s rýchlosťou ohřevu 20 až 100 °C.s 1 a následnéochladzujú rýchlosťou aspoň 50 °C.s 1 výkres4 annealing said metallization. On the undissolved semi-insulating substrate 1 according to FIG. 1, an active layer 2 is formed, on which the gate metalizing layer 2 is deposited. The active layer 2 is formed on the semi-insulating substrate of gallium arsenide 1 by direct implanting of silicon ions to a depth of 300 nm. The Schottky metallization layer 2 of the titanium, platinum and gold based gate is deposited by electron gun on the surface of the active layer 2 in the depth of 150 nm and shaped by a lift-off technique. Referring to FIG. 2, a metallization layer of ohmic contacts on the active layer 2 is formed on the system of FIG. After deposition and shaping of the Schottky gate metalization layer 3, the metallic, metallic, nickel and nickel-based ohmic contacts are deposited and shaped by a shift-off technique. Referring to FIG. 3, the contact metalization layer 5 formed on the system of FIG. 2 is further provided with a metallization layer of 4 ohmic contacts. The following technological operation consists of forming a layer 5 of contact metalized base of titanium and gold. 4, the system of FIG. 3 is placed in an annealing furnace. The metallization layer 3, 3 and the contact metallization layer 5 are annealed in a reducing hydrogen atmosphere at a temperature of 400-520 ° C with a heating rate of 20-100 ° C / s and subsequently cooled at a rate of at least 50 ° C / s. The annealing process involves the process of bonding the ohmic contacts and at the same time forming the properties of the Schottky barrier. The invention can be used to find a widespread industrial application in the production of discrete transistors of MESFET on active layers of gallium arsenide. It can also be used in the production of analog and logic integrated circuits. OBJECT OF THE INVENTION A method of manufacturing MESFET type electrodes on an active layer of gallium arsenide consisting of deposition and shaping of a metallic, metallic, metallic, titanium, platinum and gold-based metallization layer of ohmic, nickel and Schottky metallization layers; (3, 4) ohmic contacts and gates are annealed in a hydrogen reduction atmosphere at 400-520 ° C with a heating rate of 20-100 ° C 1 and then cooled at a rate of at least 50 ° C 1 drawing
CS863864A 1986-05-26 1986-05-26 A method for producing MESFET transistor electrodes CS266957B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS863864A CS266957B1 (en) 1986-05-26 1986-05-26 A method for producing MESFET transistor electrodes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS863864A CS266957B1 (en) 1986-05-26 1986-05-26 A method for producing MESFET transistor electrodes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS386486A1 CS386486A1 (en) 1989-06-13
CS266957B1 true CS266957B1 (en) 1990-01-12

Family

ID=5379982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS863864A CS266957B1 (en) 1986-05-26 1986-05-26 A method for producing MESFET transistor electrodes

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS266957B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS386486A1 (en) 1989-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100578676B1 (en) Electroless Copper Deposition Method on Titanium-Containing Surfaces
JPH0260217B2 (en)
JPH07161659A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPS63181480A (en) Manufacture of self-aligned gallium arsenite device
DE102017118292A1 (en) Barrier formation using thermal processing
US5451544A (en) Method of manufacturing a back contact for semiconductor die
CA1237537A (en) Method of making mosfets using silicate glass layer as gate edge masking for ion implantation
CS266957B1 (en) A method for producing MESFET transistor electrodes
JPS57152166A (en) Manufacture of schottky barrier gate field effect transistor
US3639186A (en) Process for the production of finely etched patterns
WO2022162804A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing same
JPH0212015B2 (en)
TW410389B (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6424466A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS57152167A (en) Manufacture of schottky barrier gate field effect transistor
JPS6351679A (en) Semicondictor device
JPS6116577A (en) Semiconductor device
JPS647571A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6120320A (en) Formation of electrode of semiconductor device
JPS61156837A (en) Manufacture of semiconductor device
KR0164082B1 (en) Method for overlaying gate metal of mesfet
KR940004262B1 (en) Method of manufacturing gallium arsenide metal field effect transistor
JPH0439772B2 (en)
JPS6195571A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0770500B2 (en) Electrode / wiring manufacturing method