JPS5975674A - 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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- JPS5975674A JPS5975674A JP57185622A JP18562282A JPS5975674A JP S5975674 A JPS5975674 A JP S5975674A JP 57185622 A JP57185622 A JP 57185622A JP 18562282 A JP18562282 A JP 18562282A JP S5975674 A JPS5975674 A JP S5975674A
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (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】
不発明は化合物半導体装置の製造方法に関し、特に化合
物半導体層に高濃度領域を形成する方法ＶＣ関する。
物半導体層に高濃度領域を形成する方法ＶＣ関する。
化合物半導体として例えばＧａＡｓ？用いたショットキ
ゲート１．界効果トランジスタでは、その特性を向上さ
せるためにソースとドレイン領域にアクティブ層より高
いキャリア濃度の領域をゲートに近接させる方法が提案
されている。この構造の利点は、従来のエピタキシャル
層の不純物ｌ＃度（夕１０ｃｍ）に直接ソース及びドレ
インのオーミックメタルを形成した場合と比べてメタル
とＧａＡｓとの界面の接触抵抗を減少し、又、ソースと
ドレイン間に界在するを生シリーズ抵抗舎低下させるな
ど特性全大幅に改善することが可能である。
ゲート１．界効果トランジスタでは、その特性を向上さ
せるためにソースとドレイン領域にアクティブ層より高
いキャリア濃度の領域をゲートに近接させる方法が提案
されている。この構造の利点は、従来のエピタキシャル
層の不純物ｌ＃度（夕１０ｃｍ）に直接ソース及びドレ
インのオーミックメタルを形成した場合と比べてメタル
とＧａＡｓとの界面の接触抵抗を減少し、又、ソースと
ドレイン間に界在するを生シリーズ抵抗舎低下させるな
ど特性全大幅に改善することが可能である。
高濃度キャリア（以後ｎ と略す）層を形成する手段と
して、次の三つの方法が考えられる。
して、次の三つの方法が考えられる。
（１）ドープトオキサイド法による選択的な不純物の熱
拡散。（支））エピタキシャル層上にさらに高濃度層を
エビタキャル法で成長させ、ゲート領域の不要の島濃度
層部分を取り除く。（３）イオン注入によって不純物全
選択的にアクティブ層へ打込み、この後のアニール処理
によって注入イオンを電気的に活性化させて高濃度領域
を得る０これらの方法の内、高濃度層の濃度プロファイ
ルコントロール性およびコスト面での経済性を考慮する
と、イオン注入による方法が過当である。
拡散。（支））エピタキシャル層上にさらに高濃度層を
エビタキャル法で成長させ、ゲート領域の不要の島濃度
層部分を取り除く。（３）イオン注入によって不純物全
選択的にアクティブ層へ打込み、この後のアニール処理
によって注入イオンを電気的に活性化させて高濃度領域
を得る０これらの方法の内、高濃度層の濃度プロファイ
ルコントロール性およびコスト面での経済性を考慮する
と、イオン注入による方法が過当である。
ところで、現在のところエピタキシャル層へのイオン注
入全行なったとき、イオン注入時に導入された欠陥や歪
を回復させるためと注入不純物を既存のろった格子位１
ｙと！ｌ＃、挨させて電気的に活性化させるために、一
般ＶＣは高温処理（アニーリング）を施す必要がある。
入全行なったとき、イオン注入時に導入された欠陥や歪
を回復させるためと注入不純物を既存のろった格子位１
ｙと！ｌ＃、挨させて電気的に活性化させるために、一
般ＶＣは高温処理（アニーリング）を施す必要がある。
通常、アニーリングは７５００〜８５０’Ｏで行なわれ
るが、この温度ではＧａＡｓの分解を生じる。このため
、解離しゃすいＡｓＴｈ抑制する目的で、ＡＢＨｓ
（アルシン）を含んだ雰囲気中で処理するキャプレスア
ニ−１’ ！Ｊ ７グと、表面をＳ １０ｔ −８１３
Ｎ４等の低温成長膜を保穫膜として、Ｎ、又はＨ１雰囲
気中でアニーリングするキャップアニーリングが行なわ
れている。
るが、この温度ではＧａＡｓの分解を生じる。このため
、解離しゃすいＡｓＴｈ抑制する目的で、ＡＢＨｓ
（アルシン）を含んだ雰囲気中で処理するキャプレスア
ニ−１’ ！Ｊ ７グと、表面をＳ １０ｔ −８１３
Ｎ４等の低温成長膜を保穫膜として、Ｎ、又はＨ１雰囲
気中でアニーリングするキャップアニーリングが行なわ
れている。
キャブレスアニールで用いられるＡＢＨｓ （アルシン
）は引火性が高く毒性も極めて強いガスとして知られ、
使用に対しているいろな対策が必要であることから、一
般には保圃膜を用いたキャップアニール法が主流である
。
）は引火性が高く毒性も極めて強いガスとして知られ、
使用に対しているいろな対策が必要であることから、一
般には保圃膜を用いたキャップアニール法が主流である
。
キャップアニーリングによるエピタキシャル層への高濃
度層形成の問題は、注入不純物がアニール中に再分布す
ることと、注入されていなりエピタキシャル領域部分の
保ｉｔ！！！膜との界面付近でのキャリア濃度の大巾な
低下等がある。注入不純物の再分布に関しては熱拡散係
数の小さいＳｔ（シリコン）ｔ−注入イオンとして用い
れば再現性よい不純物プロファイルが得られている。と
ころが、後者のキャリア一度の低下という問題はショッ
トキ特性を悪化させ（特に表面空乏層の増大による表面
リークやｎ値の増加）、製品としての価値を無くしてし
まうことがある・ 本発明の目的は、キャップアニーリングにより生じる前
述したショットキ特性の劣化全防止するための製造方法
を提供することにある。
度層形成の問題は、注入不純物がアニール中に再分布す
ることと、注入されていなりエピタキシャル領域部分の
保ｉｔ！！！膜との界面付近でのキャリア濃度の大巾な
低下等がある。注入不純物の再分布に関しては熱拡散係
数の小さいＳｔ（シリコン）ｔ−注入イオンとして用い
れば再現性よい不純物プロファイルが得られている。と
ころが、後者のキャリア一度の低下という問題はショッ
トキ特性を悪化させ（特に表面空乏層の増大による表面
リークやｎ値の増加）、製品としての価値を無くしてし
まうことがある・ 本発明の目的は、キャップアニーリングにより生じる前
述したショットキ特性の劣化全防止するための製造方法
を提供することにある。
本発明による製造方法は、イオン注入とそれにつづくキ
ャップアニーリングによって発生する表面変成層を物理
的に除去することを特徴とする。
ャップアニーリングによって発生する表面変成層を物理
的に除去することを特徴とする。
これにより、キャリア濃度が大ｒ９に低下した部分は存
在せず、かつアクティブ層に高濃度領域を有するので、
特性の改善効果は飛躍的に高まる。
在せず、かつアクティブ層に高濃度領域を有するので、
特性の改善効果は飛躍的に高まる。
次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図乃至第６図に本発明の二実施例による製造工程を
プレナータイグＧａＡｓアルミショトキゲート電界効果
トランジスタを用いて示した。゛すなわち％Ｃｒドーグ
の半絶縁性ＧａＡｓ基板結晶ｌに、バッファ層としてノ
ンドープのエピタキシャルＧａＡｓ層２と活性層として
Ｓ（イオウ）Ｔｈ２Ｘ１０“ｄ″３の濃度でドープした
ｎ型エピタキシャルＧａＡｓ層３とを成長させた基板を
用意し、こｆＬｔ−陽極酸化法（表面の酸化と工、チン
グを繰返す方法）によって活性層３の厚さを２５０ＯＡ
に均一化させる（８ｇ１図）０次に、活性層３の表面に
、 Ｓ ｉ Ｈ４（！： Ｏ！を反応ガスとした４５０
℃の低温気相成長によるＳ１０！膜４７に５０００Ａ成
長させ、フォトレジスト５′（ｙ−用いたりソグラフィ
によって選択的にイオン注入領域の窓明けを行なう（第
２図＞ ６２８８．、加速エネルギー１５０ ｋｅ”
ｅ 注入ｊ１７ Ｘ １０”ｃｍ−” ］＝ｒｚ件でイ
オン注入し、ｓｉｏ、膜４．７オトレジスト５紮除去し
て新たに前記の方法でｓｉｏ、膜６をアニーリング保＠
膜として２０００Ａ ［長させ、Ｈ！雰囲気中で８００
℃ 、１５分間のアニーリングを施して注入不純物？電
気的に活性化させたｎ 高濃腋層７を得る（第３図）。
プレナータイグＧａＡｓアルミショトキゲート電界効果
トランジスタを用いて示した。゛すなわち％Ｃｒドーグ
の半絶縁性ＧａＡｓ基板結晶ｌに、バッファ層としてノ
ンドープのエピタキシャルＧａＡｓ層２と活性層として
Ｓ（イオウ）Ｔｈ２Ｘ１０“ｄ″３の濃度でドープした
ｎ型エピタキシャルＧａＡｓ層３とを成長させた基板を
用意し、こｆＬｔ−陽極酸化法（表面の酸化と工、チン
グを繰返す方法）によって活性層３の厚さを２５０ＯＡ
に均一化させる（８ｇ１図）０次に、活性層３の表面に
、 Ｓ ｉ Ｈ４（！： Ｏ！を反応ガスとした４５０
℃の低温気相成長によるＳ１０！膜４７に５０００Ａ成
長させ、フォトレジスト５′（ｙ−用いたりソグラフィ
によって選択的にイオン注入領域の窓明けを行なう（第
２図＞ ６２８８．、加速エネルギー１５０ ｋｅ”
ｅ 注入ｊ１７ Ｘ １０”ｃｍ−” ］＝ｒｚ件でイ
オン注入し、ｓｉｏ、膜４．７オトレジスト５紮除去し
て新たに前記の方法でｓｉｏ、膜６をアニーリング保＠
膜として２０００Ａ ［長させ、Ｈ！雰囲気中で８００
℃ 、１５分間のアニーリングを施して注入不純物？電
気的に活性化させたｎ 高濃腋層７を得る（第３図）。
このときｎ 層７のキャリア＃［ピークは〜ｌＸｌ０ｃ
ｍで層抵抗は約１５００／口である。次に、フォトレジ
スト８を用いて選択メサエッチング葡行なう（第４図）
。
ｍで層抵抗は約１５００／口である。次に、フォトレジ
スト８を用いて選択メサエッチング葡行なう（第４図）
。
フォトレジスト８及びｓ ｉ ｏ、膜６を除去したのち
、全表面を２００人工、チングする（ｍ５図）。これに
よって、アニーリングで変成した活性層３０表層は除去
されると同時にｎ 層７は表面のキャリア濃度が初期状
態より高くなる。活性層３の表面部を除去する厚さは１
００乃至３００Ａが適当である。しかる後に、ゲートの
アルミニウム電極９゜ソースおよびドレインのオーミッ
クメタル電極１０ 、 ｌ Ｏ’ 、それにパ１．シベ
ーション膜トシて５ｉｏｔ膜１１がそれぞれ形成される
（第６図）。
、全表面を２００人工、チングする（ｍ５図）。これに
よって、アニーリングで変成した活性層３０表層は除去
されると同時にｎ 層７は表面のキャリア濃度が初期状
態より高くなる。活性層３の表面部を除去する厚さは１
００乃至３００Ａが適当である。しかる後に、ゲートの
アルミニウム電極９゜ソースおよびドレインのオーミッ
クメタル電極１０ 、 ｌ Ｏ’ 、それにパ１．シベ
ーション膜トシて５ｉｏｔ膜１１がそれぞれ形成される
（第６図）。
このようにして造られたアルミゲート電界効果トランジ
スタでは、ソース抵抗が約３０％以上改善され、オーミ
ックメタルとの接触抵抗を小さくすることによって素子
寿命の改善が認められた。
スタでは、ソース抵抗が約３０％以上改善され、オーミ
ックメタルとの接触抵抗を小さくすることによって素子
寿命の改善が認められた。
特にｎ＋層７によるゲート長の短棚効果が大きく高周波
特性（ＮＦ、ｍ、力利得、リニアリティ等が同上した０ 不つヘ明は一実施例Ｖこ早げたブレーナ構造に限定され
ることなくリセス構造にも適用して上記と同様な改善効
果全確認しており、充分適用可能であることが明らかに
なっている・また、本発明に、電界効果トランジスタに
限られず化合物半導体層にイオン注入法で商濃度層ケ形
成するものにも同様で適用できるものである・
特性（ＮＦ、ｍ、力利得、リニアリティ等が同上した０ 不つヘ明は一実施例Ｖこ早げたブレーナ構造に限定され
ることなくリセス構造にも適用して上記と同様な改善効
果全確認しており、充分適用可能であることが明らかに
なっている・また、本発明に、電界効果トランジスタに
限られず化合物半導体層にイオン注入法で商濃度層ケ形
成するものにも同様で適用できるものである・
第１図乃至第６図は不発明の一実施例をＧａＡｓアルミ
ショットキーゲート’ｔ＊、界効果トランジスタで示し
た製造工程断■図である。 ｌ・・・・・・半絶縁性ＧａＡｓ結晶、２・・・・・・
ノンドープバッファエピタキシャル層、３・・・・・・
Ｓドープｎ型エピタキシャル層（活性層）、４，６．１
１・・・・・・低温気相成長ｓ ｔ ｏｔ膜、５，８・
・・・・・フォトレジスト膜、７・・・・・・イオン注
入ｎ層、９・・・・・・アルミゲート、１０・・・・・
・ソースオーミックメタル、ｉｏ’−”・・・ドレイン
オーミックメタル。 殆１図 第２０ 第３図 第４図 障５図 第６図
ショットキーゲート’ｔ＊、界効果トランジスタで示し
た製造工程断■図である。 ｌ・・・・・・半絶縁性ＧａＡｓ結晶、２・・・・・・
ノンドープバッファエピタキシャル層、３・・・・・・
Ｓドープｎ型エピタキシャル層（活性層）、４，６．１
１・・・・・・低温気相成長ｓ ｔ ｏｔ膜、５，８・
・・・・・フォトレジスト膜、７・・・・・・イオン注
入ｎ層、９・・・・・・アルミゲート、１０・・・・・
・ソースオーミックメタル、ｉｏ’−”・・・ドレイン
オーミックメタル。 殆１図 第２０ 第３図 第４図 障５図 第６図
Claims (1)
- 化合物半導体層へ選択的に不純物をイオン注入する工程
と、前記化合物半導体層表［ｆｉ［保護膜を形成して熱
処理することにより前記化合物半導体層に尚濃厩領域を
形成する工程と、前記化合物半導体層を表面から所定ｌ
だけ除去する工程と全具備することを特徴とする化合物
半導体装置の製造方法０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57185622A JPS5975674A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57185622A JPS5975674A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5975674A true JPS5975674A (ja) | 1984-04-28 |
Family
ID=16174008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57185622A Pending JPS5975674A (ja) | 1982-10-22 | 1982-10-22 | 化合物半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5975674A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59222935A (ja) * | 1983-06-01 | 1984-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ＧａＡｓ半導体装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-10-22 JP JP57185622A patent/JPS5975674A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59222935A (ja) * | 1983-06-01 | 1984-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ＧａＡｓ半導体装置の製造方法 |
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