JPS60130862A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS60130862A
JPS60130862A JP58238946A JP23894683A JPS60130862A JP S60130862 A JPS60130862 A JP S60130862A JP 58238946 A JP58238946 A JP 58238946A JP 23894683 A JP23894683 A JP 23894683A JP S60130862 A JPS60130862 A JP S60130862A
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JP
Japan
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gate electrode
film
schottky
schottky gate
mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP58238946A
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English (en)
Inventor
Yoshiro Nakayama
中山 吉郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60130862A publication Critical patent/JPS60130862A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/80FETs having rectifying junction gate electrodes

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ショットキ・ゲート電極を有する半導体装置
をセルフ・アライメント方式を適用して製造するのに好
適な方法に関する。
従来技術と問題点 従来、化合物半導体を材料とし、ショットキ・ゲート電
極を有する高速動作可能な電界効果半導体装置が知られ
ている。
近年、前記ショットキ・ゲ−1・電極を高融点金属或い
はその珪化物、例えば、厚さ4000乃至5000 (
人〕程度のタングステン・シリサイド(Ws S + 
3 )で形成し、そのシタン;・キ・ゲート電極をマス
クにして不純物イオンの注入を行い、所謂、セルフ・ア
ライメント方式でソース領域及びドレイン領域を形成す
ることが行われている。
ここで、高融点金属或いはその珪化物を用いるのは、後
の熱処理工程に対処する為のものであることば云う門で
もない。 ゛ ところで、前記したように、この種の半導体装置に於け
るショットキ・ゲート電極としては、高融点金属或いは
その珪化物を材料とすることが全盛であり、特にW、S
t、が良(用いられているが、このような材料は抵抗値
が高く、例えば、電極材料として多用されている金(A
ll)、アルミニウム(A1)、白金(Pt)等が1O
−6(Ω・C1n )のオーダであるのに対して10−
’[Ω・Cm)のオーダであって、半導体装置の高速性
を阻害する大きな原因になっている。
また、前記欠点とは別に、前記セルフ・アライメント方
式でソース領域及びドレイン領域を形成する場合、如何
にイオン注入法を適用してマスク通りの不純物デボジシ
ジンを行うとは云え、その後、活性化の為の熱処理を行
った際、かなり構法がりが発生し、ソース領域及びドレ
イン領域がショットキ・ゲート電極と重なり、所謂・シ
ョート・チャネル効果に依り闇値電圧■いが変動するこ
とになる。
発明の目的 本発明は、極めて簡単な工程で、ショットキ・ゲート電
極の導電性を向上することができ、そして、そのショッ
トキ・ゲート電極の導電性を向−ヒする為の手段を講じ
るに際して適用されるリフト・オフ法を確実に実施する
ことができ、更にまた、セルフ・アライメント方式を適
用して形成されたソース領域及びドレイン領域とショソ
i・キ・ゲート電極との間の距離を調整することができ
る半導体装置の製造方法を提供する。
発明の構成 本発明の半導体装置の製造方法では、化合物半導体層上
にショットキ・バリヤを形成する材料である高融点金属
或いはその珪化物からなる膜をjIく形成してから線膜
をゲート電極形状にパターニングしてショットキ・ゲー
ト電極を形成し、次ぎに、該ショットキ・ゲート電極を
マスクとして不純物の導入を行って領域をセルフ・アラ
イメン、卜で形成し、次ぎに、絶縁膜及びレジスト膜を
順に形成してから該レジスト1模のエツチングを行って
該絶縁膜の頂面を露出させ、次ぎに、前記絶縁膜の選択
的エツチングを行って前記ショットキ・ゲート電極の先
端を露出させてからエツチングを行って該シゴソトキ・
ゲ−1・電極を予定された厚みに調整し、次ぎに、高導
電性の金属膜を形成してから前記レジスト膜を除去する
ことに依り前記ショットキ・ゲー!・電極上にのみ該高
4電性の金属膜を残留させ、次ぎに、該高導電性の金属
膜をマスクにして前記ショソ1−キ・ゲ−1・電極のサ
イド・エツチングを行って該ショットキ・ゲート電極と
前記不純物領域との距離を調節する工程を採っている。
これにより、高融点金属或いはその珪化物からなるショ
ットキ・ゲート電極に於ける導電性の向」ニ、また、該
ショットキ・ゲ−1・電極をリフト・オフ法にてパター
ニングする際の確実性の向上、更にまた、前記ショット
キ・ゲート電極をマスクにしてセルフ・アライメントで
形成された不純物領域と該ショットキ・ゲ−1・電極と
の離間等が実現される。
発明の実施例 第1図乃至第8図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図でり、以下こ
れ等の図を参照しつつ説明する。
第1図参照 ■ 半絶縁性GaAs基板lにイオン注入法を適用し且
つ熱処理を行ってn型活性層2を形成する。
このときの諸条件は次ぎの通りである。
不純物イオン:シリコン・イオン(Si”)ドース星:
 1〜2×10′2〔CIT+−2〕加速エネルギ:5
9[eV) 熱処理温度150(’C) 熱処理時間:10〔分〕 ■ スパッタリング法を適用してタングステン・シリサ
イド(W5 S i3 )膜3を通常の場合の約2倍の
厚さである約1 〔μm〕程度に形成する。
このように厚く形成するのは、後に適用するリフト・オ
フ法を確実に実施できるようにする為である。尚、タン
グステン・シリサイド膜3は他の類似の材料、例えば、
モリブデン・シリサイド膜、或いは高融点金属そのもの
に代替することができる。
■ スパッタリング法を適用して二酸化シリコン(Si
O2)膜4を1γさ約4000 C人〕程度に形成する
■ フォト・リソグラフィ技術を適用してフォト・レジ
スト膜5を厚さ約0.8 〔μm〕程度に形成し、その
フォト・レジスト膜5をゲート電極パターンにパターニ
ングする。
第2図参照 ■ 前記パターニングされたフォト・レジスト膜5をマ
スクとして二酸化シリコン膜4をパターニングし、次い
で、フォト・レジスト膜5及び二酸化シリコン膜4をマ
スクとしてタングステン・シリサイド1模3のパターニ
ングを行いタングステン・シリサイド・ゲート電極3G
を形成する。
第3図参照 ■ マスクとして用いたフォト・レジスI・膜5及び二
酸化シリコン膜4を除去してからゲート電極3Gをマス
クとしてイオン注入法を適用し且つ熱処理を行ってn+
型ソース領域6及びn +型ドレイン領域7を形成する
。 このときの諸条件は次の通りである。
不純物イオン:シリコン・イオン ドーズ量: 1. 7 X l O” (Cm−”)加
速エネルギ: 175 (KeV) 熱処理温度ニア50(’C) 熱処理時間:20〔分〕 第4図参照 ■ 化学気相堆積(chernical vap。
ur deposition:CVD)法を適用して二
酸化シリコン膜8を厚さ例えば6000 〔人〕程度に
形成する。
■ スピン・コート法を適用してフォト・レジスト膜9
を形成する。
このようにスピン・コート法を適用すると、二酸化シリ
コン膜8の表面に存在する凹凸が埋められ、フォト・レ
ジスト膜9の表面を略平坦になし得ることは良く知られ
ている。
第5図参照 ■ CF aをエソチャンI・とするプラズマ・エツチ
ング法を適用してフォト・レジスト膜9のエツチングを
行う。
このエツチングは二酸化シリコン膜8の突出した表面が
露出されるまで行う。
第6図参照 [相] HF + N H,Fをエッチャントとする湿
性化学エツチング法を適用し残留しているフォト・レジ
スト膜9をマスクとして二酸化シリコン膜8のエツチン
グを行う。
この場合のエツチングは、タングステン・シリサイド・
ゲート電極3Gが露出した後も継続し若干のザイド・エ
ツチングが行われるようにする。
第7図参照 OBCl2.をエンチャントとするプラズマ・エツチン
グ法を適用し二酸化シリコン膜8をマスクとしてタング
ステン・シリサイド・ゲート電極3Gのエツチングを行
う。
この場合のエツチングは、タングステン・シリサイド・
ゲート電極3Gが4000乃至5000 〔人〕程度の
厚さになるまで行う。
第8図参照 @ 蒸着法を適用してチタン(Ti)膜をJゾさ例えば
500〔人〕程度に、金(Au)膜を厚さ例えば400
0 (人)程度にそれぞれ蒸着することに依り、所謂、
TiAu膜からなる高専電性の金属n!10を形成する
前記したように、タングステン・シリサイド・ゲート電
極3Gは、当初、厚さ約1 〔μm〕程度に形成され、
その後、約4000〜5000〔人〕程度の厚さになさ
れているので、この工程で金属膜10を形成した場合、
タングステン・シリサイド・ゲート電極3G上に在るも
のと、フメト・レジスト膜9上にあるものとは画然とし
て分離される。
第9図参照 @ 全体をアセトンなどのフォト・レジスト溶解液中に
浸漬し、フォト・レジスト膜9の溶解除去を行う。
この工程で、金属膜10に対しては、所謂、リフト・オ
フ法に依るパターニングが行われ、タングステン・シリ
サ不ド・ゲート電極3G上に在るもの以外は除去される
この金属膜10のリフI−・オフに依るパターニングは
、タングステン・ソリサイド・ゲート電極3Gの厚みを
当初は厚く、後に薄くすることに依り、金属膜10のタ
ングステン・シリサイド・ゲート電極3G上に在るもの
とフォト・レジスト膜9上に在るそれとが画然として分
離されるようにしたので、前記リフト・オフに依るパタ
ーニングは確実に実施される。
■ HF十NH,Fを用いて二酸化シリコン膜8除去す
る。
[相] CH4+Q2をエッチャントとするプラズマ・
エツチング法を適用し前記パターニングされた金属膜1
0をマスクとしてタングステン・シリサイド・ゲート電
極3Gのサイド・エツチングを行いゲート長を所定値、
例えば0.5 cμm〕乃至1 〔μm〕に制御する。
この工程で、ゲ−1・電極3Gとn++ソース領域6及
びn+型トドレイン領域7は離間される。
[相] この後、通常の技法を適用してAu・ゲルマニ
ウム(Ge)/Auからなるオーミック電極であるソー
ス電極1■及び]ルイン電極I2を形成する。
発明の効果 本発明に於りる半導体装置の製造方法によれば、高融点
金属或いはその珪化物からなるショットキ・ゲート電極
上に高導電性の金属膜を容易に形成することができるの
で、該ショットキ・ゲート電極の抵抗値を著しく低減す
ることができ、この種の半導体装置のスイッチング・ス
ピードを向上することができる。また、前記高導電性の
金属膜を形成するに際してはリフト・オフ法を適用する
が、前記ショットキ・ゲート電極を予め厚く形成してお
き、その後の工程で薄くする技法を採ることに依り、前
記高導電性の金属膜のリフト・オフに依るパターニング
を容易且つ確実なものとすることができる。更にまた、
該高導電性の金属膜をマスクとして前記ショットキ・ゲ
ート電極のサイド・エツチングを行っているので、その
サイド・エツチング前に該ショットキ・ゲート電極をマ
スクとしてセルフ・アライメントで形成した不純物領域
とはR1[間させることができるから、ショート・チャ
ネル効果に起因する閾値電圧の変動は抑制することが可
能である。
【図面の簡単な説明】
第11図乃至第9図は本発明一実施例を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置の要部切断側面図を表してい
る。 図に於いて、■は半絶縁性G a ”A s基板、2ば
n型活性層、3はタングステン・シリサイド膜、3Gは
タングステン・シリサイド・ゲート電極、4は二酸化シ
リコン膜、5はフォト・レジス1膜、6はn++ソース
領域、7はn+型トドレイン領域8は二酸化シリコン膜
、9はフォト・レジスト膜、10は高導電性の金属膜、
11はソース電極、12はドレイン電極をそれぞれ示し
ている。 特許出願人 冨士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 第1図 第2図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 化合物半導体層上にショア)キ・バリヤを形成する材料
    である高融点金属或いはその珪化物からなる膜を厚く形
    成してから接収をゲート電極形状にパターニングしてシ
    ョットキ・ゲート電極を形成し、次ぎに、該ショットキ
    ・ゲート電極をマスクとして不純物の導入を行って領域
    をセルフ・アライメントで形成し、次ぎに、絶縁膜及び
    レジス目1りを順に形成してから該レジスト膜のエツチ
    ングを行って該絶縁膜の頂面を露出させ、次ぎに、前記
    絶縁膜の選択的エツチングを行って前記ショットキ・ゲ
    ート電極の先端を露出させてからエツチングを行って該
    ショットキ・ゲート電極を予定された厚みに調整し、次
    ぎに、高導電性の金属膜を形成してから前記レジスト膜
    を除去することに依り前記ショットキ・ゲート電極上に
    のみ該高導電性の金属膜を残留させ、次ぎに、該高導電
    性の金属膜をマスクにして前記ショットキ・ゲート電極
    のサイド・エツチングを行って該ショットキ・ゲート電
    極と前記不純物領域との距離を調節する工程が含まれて
    なることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP58238946A 1983-12-20 1983-12-20 半導体装置の製造方法 Pending JPS60130862A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6346778A (ja) * 1986-08-15 1988-02-27 Nec Corp 電界効果型半導体装置の製造方法
JPS6346779A (ja) * 1986-08-15 1988-02-27 Nec Corp 半導体装置
JPS63169077A (ja) * 1987-01-05 1988-07-13 Nec Corp 半導体装置
JPS647570A (en) * 1987-01-12 1989-01-11 Int Standard Electric Corp Manufacture of self-aligning field effect transistor
JPS6489469A (en) * 1987-09-30 1989-04-03 Mitsubishi Electric Corp Field-effect transistor and manufacture thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6346778A (ja) * 1986-08-15 1988-02-27 Nec Corp 電界効果型半導体装置の製造方法
JPS6346779A (ja) * 1986-08-15 1988-02-27 Nec Corp 半導体装置
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JPS647570A (en) * 1987-01-12 1989-01-11 Int Standard Electric Corp Manufacture of self-aligning field effect transistor
JPS6489469A (en) * 1987-09-30 1989-04-03 Mitsubishi Electric Corp Field-effect transistor and manufacture thereof

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