JPH02155271A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH02155271A JPH02155271A JP63309368A JP30936888A JPH02155271A JP H02155271 A JPH02155271 A JP H02155271A JP 63309368 A JP63309368 A JP 63309368A JP 30936888 A JP30936888 A JP 30936888A JP H02155271 A JPH02155271 A JP H02155271A
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- gate electrode
- gaas
- thickness
- substrate
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- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/6729—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
- H10D30/6737—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the electrode materials
- H10D30/6738—Schottky barrier electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/674—Thin-film transistors [TFT] characterised by the active materials
- H10D30/675—Group III-V materials, Group II-VI materials, Group IV-VI materials, selenium or tellurium
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/60—Electrodes characterised by their materials
- H10D64/64—Electrodes comprising a Schottky barrier to a semiconductor
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/85—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、電界効果型半導体装置(以下FETと略記)
のゲート!極材料に関するもので、特にGa As
FETのゲート電極に使用されるものである。
のゲート!極材料に関するもので、特にGa As
FETのゲート電極に使用されるものである。
(従来の技術)
従来のGaAs FET、例えばGa Asショット
キゲート電界効果トランジスタ(Ga AsME S
F ETと略記)のベレットは、第8図に示すような断
面を有している。 即ちGa AS半絶縁性基板1に設
けられたN型低濃度不純物領域(N−型チャネル領域)
2の表面に、2 nm程度の膜厚のA1層4と、その上
層部にWI]!5とを蒸着又はスパッタリング法により
堆積してゲート電極足を形成する。 符号3はソース及
びドレイン領域で、ゲート電極足をマスクとするセルフ
ァライン方式で不純物をイオン注入した後、熱処理して
形成されるや 符号6は、このN4型ソース及びドレイ
ン領域3とオーム接触をするソース及びトレインt@で
ある。
キゲート電界効果トランジスタ(Ga AsME S
F ETと略記)のベレットは、第8図に示すような断
面を有している。 即ちGa AS半絶縁性基板1に設
けられたN型低濃度不純物領域(N−型チャネル領域)
2の表面に、2 nm程度の膜厚のA1層4と、その上
層部にWI]!5とを蒸着又はスパッタリング法により
堆積してゲート電極足を形成する。 符号3はソース及
びドレイン領域で、ゲート電極足をマスクとするセルフ
ァライン方式で不純物をイオン注入した後、熱処理して
形成されるや 符号6は、このN4型ソース及びドレイ
ン領域3とオーム接触をするソース及びトレインt@で
ある。
ゲート電極材料としては、前記イオン注入後の高温熱処
理によっても、ショットキ接合の電気的特性が劣化しな
いことが必要で、高融点金属をベースにした化合物が使
用される。 このような耐熱ゲート電極材料には上記の
ほか、WSi、。
理によっても、ショットキ接合の電気的特性が劣化しな
いことが必要で、高融点金属をベースにした化合物が使
用される。 このような耐熱ゲート電極材料には上記の
ほか、WSi、。
WNx、Ti W、Ti WN、合金等が公知である。
従来の高融点!極材料はGa As基板への密着性が悪
く、イオン注入層の活性化熱処理後に剥離したり、或い
は材料自体の大きな内部応力により厚く堆積すると、剥
離することが多く、このため電極膜を膜厚化して低抵抗
にすることが困難であった。 又ショットキ特性の耐熱
性も800℃前後が限度であった。
く、イオン注入層の活性化熱処理後に剥離したり、或い
は材料自体の大きな内部応力により厚く堆積すると、剥
離することが多く、このため電極膜を膜厚化して低抵抗
にすることが困難であった。 又ショットキ特性の耐熱
性も800℃前後が限度であった。
(発明が解決しようとする課l!i)
以上述べたようにGa As FETのゲート電極材
料としては、製造工程中の高温熱処理によってショット
キ特性、例えばショットキ障壁の高さφB又は理想因子
n値等が劣化しないよう又物理的に剥がれないようなt
極材料であることが不可欠である。 しかしながら従来
技術では、ゲート電極形成後の例えばソース・ドレイン
領域活性化の為の800℃程度の熱処理工程において、
ゲート電極が剥がれたり、ショットキ特性が劣化したり
することがしばしば見られ課題となっている。
料としては、製造工程中の高温熱処理によってショット
キ特性、例えばショットキ障壁の高さφB又は理想因子
n値等が劣化しないよう又物理的に剥がれないようなt
極材料であることが不可欠である。 しかしながら従来
技術では、ゲート電極形成後の例えばソース・ドレイン
領域活性化の為の800℃程度の熱処理工程において、
ゲート電極が剥がれたり、ショットキ特性が劣化したり
することがしばしば見られ課題となっている。
本発明の目的は、Ga As FETのゲート電極の
基板への密着強度を更に増大させると共に、所要の高温
熱処理によってもショットキ接合の電気的特性が劣化し
ない良好な耐熱性を持つゲート電極を具備するGa A
s電界効果型半導体装置を提供することである。
基板への密着強度を更に増大させると共に、所要の高温
熱処理によってもショットキ接合の電気的特性が劣化し
ない良好な耐熱性を持つゲート電極を具備するGa A
s電界効果型半導体装置を提供することである。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明のGa As電界効果型半導体装置は、Ga A
s基板上に密着形成される25nlを越えない膜厚のT
i膜と、該TiM上に積層されるW(タングステン)、
Mo(モリブデン)、Cr(クロム)、Ta(タンタル
)、Nbにオブ)、■(バナジウム)、Hf(ハフニウ
ム)、Zr(ジルコニウム)、Ti −W(チタンタン
グステン合金)又はこれら金属の窒化物、珪化物、炭化
物或いはWSi、N、(タングステン珪窒化物)。
s基板上に密着形成される25nlを越えない膜厚のT
i膜と、該TiM上に積層されるW(タングステン)、
Mo(モリブデン)、Cr(クロム)、Ta(タンタル
)、Nbにオブ)、■(バナジウム)、Hf(ハフニウ
ム)、Zr(ジルコニウム)、Ti −W(チタンタン
グステン合金)又はこれら金属の窒化物、珪化物、炭化
物或いはWSi、N、(タングステン珪窒化物)。
TiNy(チタン窒化物)’、Ti Si x (チタ
ン珪化物)のうちのいずれか1つから成る高融点電極膜
とを有するゲートx1i!を具備することを特徴とする
ものである。
ン珪化物)のうちのいずれか1つから成る高融点電極膜
とを有するゲートx1i!を具備することを特徴とする
ものである。
なお上記化合物の添字X及びyは小数を含む正数である
。 又前記ゲート電極は、所望により前記二重膜上にポ
ンディングパッド用配、st@gの一部等を更に積層し
た多層ゲート電極であっても差支えない。
。 又前記ゲート電極は、所望により前記二重膜上にポ
ンディングパッド用配、st@gの一部等を更に積層し
た多層ゲート電極であっても差支えない。
(作用)
本発明は、前記高融点材料(W、Mo等の第2層目高融
点電@IA)とGa As基板との間に膜厚2501以
下のT1を挟んだゲート電極構造の半導体装置であって
、これにより前記高融点材料のGa As基板への密着
強度が増加し、且つショットキ特性の耐熱性も向上する
。
点電@IA)とGa As基板との間に膜厚2501以
下のT1を挟んだゲート電極構造の半導体装置であって
、これにより前記高融点材料のGa As基板への密着
強度が増加し、且つショットキ特性の耐熱性も向上する
。
後述の試行結果によれば、Ga As基板と高融点ゲー
ト電極膜との間に例えば厚さ2nl程度のT1薄膜を挾
むと、密着強度は著しく増加し、ゲート電極膜の剥離は
皆無になる。 挟むTiの膜厚を増加するとゲート電極
膜の密着強度は漸減する傾向を示すが、工程中のゲート
電極膜の剥離は殆ど無く、十分な密着強度が得られる。
ト電極膜との間に例えば厚さ2nl程度のT1薄膜を挾
むと、密着強度は著しく増加し、ゲート電極膜の剥離は
皆無になる。 挟むTiの膜厚を増加するとゲート電極
膜の密着強度は漸減する傾向を示すが、工程中のゲート
電極膜の剥離は殆ど無く、十分な密着強度が得られる。
他方ゲート電極とGa As基板との間に形成されるシ
ョットキ接合の電気的特性が、高温熱処理(例えば80
0℃ないし850℃)によって劣化する程度は、介在す
るTiMの膜厚に依存する。 後述の試行結果によれば
、前記ショットキ接合の■−V特性の理想因子n値及び
ショットキ障壁の高さφeは、Ti膜厚が25nmを越
えると、熱処理後8i!端な劣化が見られた。
ョットキ接合の電気的特性が、高温熱処理(例えば80
0℃ないし850℃)によって劣化する程度は、介在す
るTiMの膜厚に依存する。 後述の試行結果によれば
、前記ショットキ接合の■−V特性の理想因子n値及び
ショットキ障壁の高さφeは、Ti膜厚が25nmを越
えると、熱処理後8i!端な劣化が見られた。
即ちGaA、s基板と高融点ゲート電極膜との間にT1
薄膜を挟むと密着強度は著しく増加するが、一方このT
t薄膜の厚さはショットキ特性の劣化程度により限定さ
れ、25nmを越えないことが適当である。 なお、高
融点材料としてはW、WN、。
薄膜を挟むと密着強度は著しく増加するが、一方このT
t薄膜の厚さはショットキ特性の劣化程度により限定さ
れ、25nmを越えないことが適当である。 なお、高
融点材料としてはW、WN、。
WS+ x、WSi xN、、WCx、MO。
MON、、Mo S+ 、、MOCx、’ra 。
Ta N、、Ta S+ x、Zr 、Zr N、、H
f 。
f 。
Hf N、、Ti Nx、Ti Si x、Cr 、N
b 。
b 。
Nb Nx、V、VNx等の金属又はその化合物が望ま
しい。
しい。
(実施例)
次に本発明の一実施例及び発明の過程で行なった試行結
果について以下説明する。
果について以下説明する。
第1図は本発明のGa AS MESFETの断面図
である。 なお第8図と同じ符号は同じ部分又は対応部
分を表わす、 符号1二は、Ga As半絶縁性基板1
のN型チャネル領域2上に密着形成された厚さ6nmの
Ti膜膜種4、Ti膜14上に積層される厚さ200
nnのWNxNx膜上5ら成るゲート電極である。 な
お符号3a及び3bはN“型ドレイン領域及びソース領
域、符号6a及び6bは、トレイン領域及びソース領域
とそれぞれオーム接触をするドレイン電極及びソース電
極である。 又符号8はシリコン窒化膜(Si Nx)
である。
である。 なお第8図と同じ符号は同じ部分又は対応部
分を表わす、 符号1二は、Ga As半絶縁性基板1
のN型チャネル領域2上に密着形成された厚さ6nmの
Ti膜膜種4、Ti膜14上に積層される厚さ200
nnのWNxNx膜上5ら成るゲート電極である。 な
お符号3a及び3bはN“型ドレイン領域及びソース領
域、符号6a及び6bは、トレイン領域及びソース領域
とそれぞれオーム接触をするドレイン電極及びソース電
極である。 又符号8はシリコン窒化膜(Si Nx)
である。
次に前記本発明のMESFETの製造方法の概要を第2
図(a)ないしくf)及び第1図を参照して説明する。
図(a)ないしくf)及び第1図を参照して説明する。
第2図(a)に示すように、Ga As半絶縁性基板
1の所定領域に、MSイオン注入技術を用いて低濃度の
N−型チャネル領域2を形成する。 次に同図(b)に
示すように、ゲート′r4極形成のため例えばTi11
4aを厚さ6nll 、 WNx膜15aを厚さ2(t
o r+n、基板上に通常のスパッタ法により堆積する
。 次に同図(C)に示すように、フォトリソグラフィ
技術によりWNx Jl! 15 a上にゲート電極の
レジストパターン7aを形成し、これをマスクとして例
えばRIE(反応性イオンエツチング) (ガスCF4
+02)により垂直加工し、Ttll14及びWNxN
x膜上5重膜から成るゲート電極1二を形成する。 次
に同図(d)に示すように、ゲートを極15及びレジス
トIIW7bをマスクとして、例えば”Si8イオンを
加速電圧120 keV 、ドーズ量3.Ox 10’
cr’の条件で矢印9のようにイオン注入し、自己整
合的にN型高濃度ドレイン領域3a及びソース領域3b
を形成する。 続いて同図(e)に示すように基板1(
ウェーハ)の表裏にプラズマ5iNX膜(シリ、コン窒
化膜)8を厚さ約300 nl堆積、これをアニール保
護膜として800℃15分のトレイン、ソース領域3a
、3bの活性化熱処理を行なう、 次に同図(f)に示
すようにフォトリソグラフィ技術を用いて所定領域(ソ
ース・ドレイン)にレジストの窓開はパターン7Cを形
成した後、該窓開は部及び基板下層のプラズマSiNX
MをCDE (ケミカルドライエツチング)でエツチン
グ除去する。その後例えばNi(30n1m厚) /A
u Ge (200nn)の電極金属JI16を蒸着
する。 最後に、不要部分のNi/Au Geをリフト
オフした後440°C2分の合金化熱処理を行なって、
第1図に示すMESFETを完成する。
1の所定領域に、MSイオン注入技術を用いて低濃度の
N−型チャネル領域2を形成する。 次に同図(b)に
示すように、ゲート′r4極形成のため例えばTi11
4aを厚さ6nll 、 WNx膜15aを厚さ2(t
o r+n、基板上に通常のスパッタ法により堆積する
。 次に同図(C)に示すように、フォトリソグラフィ
技術によりWNx Jl! 15 a上にゲート電極の
レジストパターン7aを形成し、これをマスクとして例
えばRIE(反応性イオンエツチング) (ガスCF4
+02)により垂直加工し、Ttll14及びWNxN
x膜上5重膜から成るゲート電極1二を形成する。 次
に同図(d)に示すように、ゲートを極15及びレジス
トIIW7bをマスクとして、例えば”Si8イオンを
加速電圧120 keV 、ドーズ量3.Ox 10’
cr’の条件で矢印9のようにイオン注入し、自己整
合的にN型高濃度ドレイン領域3a及びソース領域3b
を形成する。 続いて同図(e)に示すように基板1(
ウェーハ)の表裏にプラズマ5iNX膜(シリ、コン窒
化膜)8を厚さ約300 nl堆積、これをアニール保
護膜として800℃15分のトレイン、ソース領域3a
、3bの活性化熱処理を行なう、 次に同図(f)に示
すようにフォトリソグラフィ技術を用いて所定領域(ソ
ース・ドレイン)にレジストの窓開はパターン7Cを形
成した後、該窓開は部及び基板下層のプラズマSiNX
MをCDE (ケミカルドライエツチング)でエツチン
グ除去する。その後例えばNi(30n1m厚) /A
u Ge (200nn)の電極金属JI16を蒸着
する。 最後に、不要部分のNi/Au Geをリフト
オフした後440°C2分の合金化熱処理を行なって、
第1図に示すMESFETを完成する。
ゲート電極の剥離について、TiWAの効果を調べるた
め次の試行を行なった。 ゲート電極材料に、例えばW
N xを単独に用いたWNX (200nl)/G
a As構造のPETと、前記実施例のWN。
め次の試行を行なった。 ゲート電極材料に、例えばW
N xを単独に用いたWNX (200nl)/G
a As構造のPETと、前記実施例のWN。
(200nn) /Ti (6nn) /Ga As
構造のFBTとを前記工程条件でそれぞれ複数個製作し
て比較した。 その結果、Ti膜を介在させない前者の
FETは、工程途中で剥離することが多く、WN、の基
板への密着強度は非常に弱い、 一方、後者の本発明の
実施例のPETでは、最終工程終了後も、ゲート電極が
基板より剥離したFETは皆無で、密着強度は著しく強
い。
構造のFBTとを前記工程条件でそれぞれ複数個製作し
て比較した。 その結果、Ti膜を介在させない前者の
FETは、工程途中で剥離することが多く、WN、の基
板への密着強度は非常に弱い、 一方、後者の本発明の
実施例のPETでは、最終工程終了後も、ゲート電極が
基板より剥離したFETは皆無で、密着強度は著しく強
い。
更に密着強度を定量的に調べるため、ゲート電極の引張
り強度を測定した。 一端に平坦な接着面を有する引張
り治具の該接着面を、ゲート電極の主面に接着剤を用い
て固着し、引張り治具の他端に引張り力を加え、ゲート
tiが基板から剥離する時の引張り力(kg/cm’
)を測定し、ゲート電極の引張り強度とする。 第3図
にその結果を示す、 横軸はTi膜厚(nIり、縦軸は
引張り強度(ko/c12)を示す、 横軸のTi膜厚
Oの場合はWNx (200nn) /Ga As構
造のFBTを、又その他はWNx(200nm) /T
i (2,6,10゜50 n11)/Ga As構
造のTI膜厚の異なる4つのFETを示す、 図中○印
は数十個の複数試料の平均引張り強度を、又平均値を通
る垂直短線分は引張り強度のバラツキ幅を示す、 この
試行結果から、Ti膜を挟むことにより引張り強度が約
3倍に増加し、密着強度が著しく増加することがわかる
。Ti膜厚を増加すると平均引張り強度は漸減傾向を示
すが、実質的にはほぼ一定の良好な密着強度を示す。
り強度を測定した。 一端に平坦な接着面を有する引張
り治具の該接着面を、ゲート電極の主面に接着剤を用い
て固着し、引張り治具の他端に引張り力を加え、ゲート
tiが基板から剥離する時の引張り力(kg/cm’
)を測定し、ゲート電極の引張り強度とする。 第3図
にその結果を示す、 横軸はTi膜厚(nIり、縦軸は
引張り強度(ko/c12)を示す、 横軸のTi膜厚
Oの場合はWNx (200nn) /Ga As構
造のFBTを、又その他はWNx(200nm) /T
i (2,6,10゜50 n11)/Ga As構
造のTI膜厚の異なる4つのFETを示す、 図中○印
は数十個の複数試料の平均引張り強度を、又平均値を通
る垂直短線分は引張り強度のバラツキ幅を示す、 この
試行結果から、Ti膜を挟むことにより引張り強度が約
3倍に増加し、密着強度が著しく増加することがわかる
。Ti膜厚を増加すると平均引張り強度は漸減傾向を示
すが、実質的にはほぼ一定の良好な密着強度を示す。
次にWNX (200nn)/Ti (t nm)
/Ga As構造のMESFETの高温熱処理後にお
けるショットキ接合の理想因子n値及びショットキ障壁
の高さφBとTi膜厚との依存性について調べ、その結
果の一例を第4図及び第5図に示す、 両図において、
横軸はTi膜厚(nn)を示し、縦軸は第4図において
はn値、第5図においては障壁高φBを示す、 試行は
、TiM厚t =0 、6 、10゜20、30.50
nnの6種類で、1つの種類の膜厚毎に、注入イオン活
性化処理を800℃15分(両図中実線と○印とで示す
)と850℃15分(破線と・印)との2つの場合につ
いて行なう。
/Ga As構造のMESFETの高温熱処理後にお
けるショットキ接合の理想因子n値及びショットキ障壁
の高さφBとTi膜厚との依存性について調べ、その結
果の一例を第4図及び第5図に示す、 両図において、
横軸はTi膜厚(nn)を示し、縦軸は第4図において
はn値、第5図においては障壁高φBを示す、 試行は
、TiM厚t =0 、6 、10゜20、30.50
nnの6種類で、1つの種類の膜厚毎に、注入イオン活
性化処理を800℃15分(両図中実線と○印とで示す
)と850℃15分(破線と・印)との2つの場合につ
いて行なう。
第4図に示すn1ii!は、ショットキ接合に順バイア
スを加えたときの電流−電圧特性から求められ、その値
は1に近づく程望ましい、 同図において、熱処理温度
800℃の場合、Ti膜厚tが30nm、50nlの場
合にはn値が増大する。t=6.10.20(rv)で
良好なn値(約1.05)を示す、t=0、即ちWNx
N単膜ではn=1.3とやや劣化している。 熱処理温
度を850℃とするとn値は増加傾向を示すが、t=
6.10.20(r+n+)では良好で、n値の劣化は
極めて微小である。
スを加えたときの電流−電圧特性から求められ、その値
は1に近づく程望ましい、 同図において、熱処理温度
800℃の場合、Ti膜厚tが30nm、50nlの場
合にはn値が増大する。t=6.10.20(rv)で
良好なn値(約1.05)を示す、t=0、即ちWNx
N単膜ではn=1.3とやや劣化している。 熱処理温
度を850℃とするとn値は増加傾向を示すが、t=
6.10.20(r+n+)では良好で、n値の劣化は
極めて微小である。
第5図に示すショットキ障壁高さφ6は、ゲート電極と
して用いる場合一般にその値が大きいことが望ましい、
同図において、熱処理温度800℃の場合、Ti膜厚
30.50nnではφBの低下が見られるが、t= 6
.10.20 nmでは良好(0,70〜0.73V)
”t”、Ti膜を挟まなイt=0ノドきはφ、 =0
.59[V]で多少劣化している。 熱処理温度を85
0℃とすると全般にφBは低下を示すが、t= 6.1
0.201では良好である。
して用いる場合一般にその値が大きいことが望ましい、
同図において、熱処理温度800℃の場合、Ti膜厚
30.50nnではφBの低下が見られるが、t= 6
.10.20 nmでは良好(0,70〜0.73V)
”t”、Ti膜を挟まなイt=0ノドきはφ、 =0
.59[V]で多少劣化している。 熱処理温度を85
0℃とすると全般にφBは低下を示すが、t= 6.1
0.201では良好である。
第3図ないし第5図に示す試行結果等からT膜の厚さは
2ないし25+vとすることが望ましい実施態様である
。
2ないし25+vとすることが望ましい実施態様である
。
第6図に、W N X (200nli)/ T i
(10nlll) /Ga As構造でゲート長L
9=2μm、ゲート幅w、=iaμmのゲート電極を持
つMESFETの静特性(V 9パラメータのlo−V
o5特性)を示す、 ゲート幅10μm当りのに値は、
1.25 mA/v2と良好な特性が得られた。
(10nlll) /Ga As構造でゲート長L
9=2μm、ゲート幅w、=iaμmのゲート電極を持
つMESFETの静特性(V 9パラメータのlo−V
o5特性)を示す、 ゲート幅10μm当りのに値は、
1.25 mA/v2と良好な特性が得られた。
第7図に、第6図のF?ETのゲートな極に順バイアス
及び逆バイアス電圧を印加したときのショットキ接合ダ
イオードの電圧・電流特性を示す。
及び逆バイアス電圧を印加したときのショットキ接合ダ
イオードの電圧・電流特性を示す。
同図において、横軸はダイオードのアノード(ゲートK
fりに印加されるバイアス電圧■を表わし、正値は順バ
イアス電圧■2、負値は逆バイアス電圧VR1■6は降
伏電圧を示す、ltl軸は接合を流れる電流■「を示し
、良好なダイオード特性が得られた。
fりに印加されるバイアス電圧■を表わし、正値は順バ
イアス電圧■2、負値は逆バイアス電圧VR1■6は降
伏電圧を示す、ltl軸は接合を流れる電流■「を示し
、良好なダイオード特性が得られた。
又上記構成のゲート電極のゲート加工性は、CF、等の
フッ素系ガスで容易にエツチングでき、AIを挟んだ従
来構造よりも加工性が優れている。
フッ素系ガスで容易にエツチングでき、AIを挟んだ従
来構造よりも加工性が優れている。
以上の実施例では、高融点材料としてWNxを使用した
が、その他の前記高融点材料を使用した場合でも、はぼ
同等の良好な作用と効果が得られる。 又前記実施例は
MESFETについて述べたが、本発明は類似のショッ
トキゲート構造を有する例えばHEMT等その他のGa
As FETに対しても適用できることは勿論であ
る。
が、その他の前記高融点材料を使用した場合でも、はぼ
同等の良好な作用と効果が得られる。 又前記実施例は
MESFETについて述べたが、本発明は類似のショッ
トキゲート構造を有する例えばHEMT等その他のGa
As FETに対しても適用できることは勿論であ
る。
[発明の効果]
これまで述べたように、高融点ショットキ電極材料とG
a As基板との間にTiを挟んだ本発明のGa As
FETでは、ゲート電極の基板への密着強度は更に
増加し、所要の高温熱処理によってもショットキ接合の
電気的特性が劣化しない良好な耐熱性を持つゲート電極
が得られる。
a As基板との間にTiを挟んだ本発明のGa As
FETでは、ゲート電極の基板への密着強度は更に
増加し、所要の高温熱処理によってもショットキ接合の
電気的特性が劣化しない良好な耐熱性を持つゲート電極
が得られる。
第1図は本発明の半導体装置の一実施例の断面図、第2
図は第1図の半導体装置の製造工程を示す断面図、第3
図は本発明の半導体装置における′ri膜厚と引張り強
度との関係を示す図、第4図及び第5図は、それぞれシ
ョットキ特性のn値及びφBとTiM厚との依存性を示
す図、第6図は、本発明のMBSFETの静特性の一例
を示す図、第7図は第6図のMESFETのショットキ
接合のダイオード特性図、第8図は従来の半導体装置の
断面図である。 1・GaAS基板(Ga As半絶縁性基板)、2・・
・N−型チャネル領域、3a・・・N+トレイン領域、
3b・・・N4ソース領域、 5,15・・・ゲート
tri、 14・・・T 膜、 5・・・高融点電極膜 (WNX WA) 第 0召 第 j (b) 第 0召 Ti膜厚(ru++) 第3図 Ti膜厚(nil> 第 図 T+l1IN(nl) 第5図 第 図 第 図 第 図
図は第1図の半導体装置の製造工程を示す断面図、第3
図は本発明の半導体装置における′ri膜厚と引張り強
度との関係を示す図、第4図及び第5図は、それぞれシ
ョットキ特性のn値及びφBとTiM厚との依存性を示
す図、第6図は、本発明のMBSFETの静特性の一例
を示す図、第7図は第6図のMESFETのショットキ
接合のダイオード特性図、第8図は従来の半導体装置の
断面図である。 1・GaAS基板(Ga As半絶縁性基板)、2・・
・N−型チャネル領域、3a・・・N+トレイン領域、
3b・・・N4ソース領域、 5,15・・・ゲート
tri、 14・・・T 膜、 5・・・高融点電極膜 (WNX WA) 第 0召 第 j (b) 第 0召 Ti膜厚(ru++) 第3図 Ti膜厚(nil> 第 図 T+l1IN(nl) 第5図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- 1 GaAs基板上に密着形成される25nmを越えな
い膜厚のTi膜と、該Ti膜上に積層されるW、Mo、
Cr、Ta、Nb、V、Hf、Zr、Ti−W又はこれ
ら金属の窒化物、珪化物、炭化物或いはWSi_xN_
y、TiN_x、TiSi_xのうちのいずれか1つか
ら成る高融点電極膜とを有するゲート電極を具備するこ
とを特徴とするGaAs電界効果型半導体装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309368A JPH02155271A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 半導体装置 |
| US07/446,467 US5049954A (en) | 1988-12-07 | 1989-12-05 | GaAs field effect semiconductor device having Schottky gate structure |
| EP89122454A EP0377126B1 (en) | 1988-12-07 | 1989-12-06 | Schottky gate field-effect semiconductor device |
| DE68926227T DE68926227T2 (de) | 1988-12-07 | 1989-12-06 | Feldeffekthalbleiteranordnung mit Schottky-Gate |
| KR1019890018080A KR920010670B1 (ko) | 1988-12-07 | 1989-12-07 | 반도체장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309368A JPH02155271A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155271A true JPH02155271A (ja) | 1990-06-14 |
Family
ID=17992162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63309368A Pending JPH02155271A (ja) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | 半導体装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5049954A (ja) |
| EP (1) | EP0377126B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02155271A (ja) |
| KR (1) | KR920010670B1 (ja) |
| DE (1) | DE68926227T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0456135A (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-24 | Nec Corp | 積層構造の金属層を有する半導体装置の製造方法 |
| US5693560A (en) * | 1994-09-27 | 1997-12-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device electrode |
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| JPH0787243B2 (ja) * | 1990-10-18 | 1995-09-20 | 富士ゼロックス株式会社 | 半導体装置 |
| US5254869A (en) * | 1991-06-28 | 1993-10-19 | Linear Technology Corporation | Aluminum alloy/silicon chromium sandwich schottky diode |
| US5389564A (en) * | 1992-06-22 | 1995-02-14 | Motorola, Inc. | Method of forming a GaAs FET having etched ohmic contacts |
| DE19517697A1 (de) * | 1995-05-13 | 1996-11-14 | Telefunken Microelectron | Strahlungsemittierende Diode |
| US5652444A (en) * | 1995-09-22 | 1997-07-29 | Hughes Electronics | Structure and method for making FETs and HEMTs insensitive to hydrogen gas |
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| JPS59119867A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-11 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| FR2550889B1 (fr) * | 1983-08-17 | 1985-10-11 | Thomson Csf | Dispositif amplificateur a effet de champ, fonctionnant dans les hyperfrequences, par transfert d'electrons |
| JPS6116577A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-24 | Sony Corp | 半導体装置 |
| US4956308A (en) * | 1987-01-20 | 1990-09-11 | Itt Corporation | Method of making self-aligned field-effect transistor |
| JPS62259474A (ja) * | 1986-05-06 | 1987-11-11 | Hitachi Ltd | 電界効果トランジスタ |
| JPS63258066A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | 砒化ガリウム電界効果半導体装置 |
-
1988
- 1988-12-07 JP JP63309368A patent/JPH02155271A/ja active Pending
-
1989
- 1989-12-05 US US07/446,467 patent/US5049954A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-06 DE DE68926227T patent/DE68926227T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-06 EP EP89122454A patent/EP0377126B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-07 KR KR1019890018080A patent/KR920010670B1/ko not_active Expired
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68926227T2 (de) | 1996-10-02 |
| KR920010670B1 (ko) | 1992-12-12 |
| EP0377126A3 (en) | 1990-07-25 |
| DE68926227D1 (de) | 1996-05-15 |
| EP0377126A2 (en) | 1990-07-11 |
| KR900011018A (ko) | 1990-07-11 |
| EP0377126B1 (en) | 1996-04-10 |
| US5049954A (en) | 1991-09-17 |
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