JPS62119975A - 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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JPS62119975A
JPS62119975A JP25871285A JP25871285A JPS62119975A JP S62119975 A JPS62119975 A JP S62119975A JP 25871285 A JP25871285 A JP 25871285A JP 25871285 A JP25871285 A JP 25871285A JP S62119975 A JPS62119975 A JP S62119975A
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JP
Japan
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fet
implanted
ions
threshold voltage
threshold
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JP25871285A
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Tadashi Saito
正 齊藤
Hiroshi Nakamura
浩 中村
Masanori Sumiya
角谷 昌紀
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に化合物半導
体基板に形成した電界効果トランジスタ(以下FETと
いう)のしきい値電圧の調整に関するものである。
(従来の技術) 従来のFETの製造方法については、文献、電子通信学
会技術研究報告ED83−74(昭58−1l−28)
9.9−16等に記載されているように、基板に活性層
用のドナーイオンを注入し800℃前後の温度でアニー
ルした後、ショットキ障壁をなす耐熱性ゲート電極を形
成し、n層形成のためにイオン注入し800℃前後の温
度でアニールした後、オーミック電極を形成することに
よりFETを作製する。この様に形成されるFETのし
きい値電圧の調整は、一般に前記活性層用のドナーイオ
ンの注入量を変化させることにより行なわれている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、以上述べた様な方法で形成した半導体装
置では、現状の化合物半導体基板の特性のバラツキおよ
び製造工程での条件のバラツキが不可避なため、回路設
計上型まれるしきい値電圧を有したFETを全部の基板
にわたって再現性良く形成するのは困難であった。また
、FETの製造プロセスにおいて、FETのしきい値電
圧が測定できるのはオーミック電極形成後であるが、通
常のオーミック電極形成後、FETを500℃以上に熱
するとFET特性が著しく劣化するため、500℃以上
のアニールをすることは不可能である。
そこで本発明の目的は、イオン注入によシ発生する結晶
欠陥を利用して500℃以上のアニールをすることなし
に、FETのしきい値電圧を調整することによシ、所望
のしきい値電圧を有したFETを再現性良く提供するこ
とにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、ドナーイオンをイオン注入することにより活
性層が形成されている複数の化合物半導体基板それぞれ
に、オーミック接触をなすソース電極及びドレイン電極
とショットキ障壁をなすゲート電極とを少なくとも形成
することにょシ複数のFETを形成し、前記FETのう
ち所定のFETのしきい値電圧を測定し、このしきい値
電圧が所望の値より負にずれているFETを有する前記
基板に対し、前記活性層に注入されたドナーイオン濃度
のピークよりも深い位置に注入イオン濃度のピークがく
るように不純物イオンを注入し、しかる後前記基板を3
00℃〜450℃の温度でアニールするものである。
(作用) ・ 本発明では以上述べた様に、複数の化合物半導体基
板にFETを形成した後、所望の値より負にずれている
基板に、活性層に注入されたドナーイオン濃度のピーク
よりも深い位置に注入イオン濃度のピークがくるように
不純物イオンを注入し、注入イオンによる損傷等の効果
によって、目的とする値よりも負にずれたFETのしき
い値電圧を正の方向にずらし、さらに300℃〜450
℃の温度でアニールを行なうことによって、分離して存
在する点欠陥を消滅させているので、FETの素子特性
を表わす・ぐラメータであるに値を大きく減少させるこ
となしに、精度良くしきい値電圧の調整を行なうことが
できる。
(実施例) 図は本発明の詳細な説明するための素子断面図であり、
以下図面に沿って実施例の説明をする。
図に示すように、まずGaAs基板1の表層に、29S
iを注入エネルギー60 keVでイオン注入し850
℃程度の温度でアニールすることにより、n型活性層(
以下n層という)2を形成し、次にショットキ障壁をな
すW−All’−)3、高濃度n型導電層4、オーミッ
ク接触をなすソース電極5及びドレイン電極6を通常の
方法により順次形成することにより FETを形成する
。同様に図示しない他のGaAs基板にもFETを形成
する。ここでW−All” −ト3tl”i、W −A
t(At1 at%)、膜厚1000又であり、ゲート
長LG = 1.011m、ゲート幅wG=10μmで
ある。次にプローブ針を用いてしきい値電圧(以下vT
という)を測定した後、しきい値電圧vTを正の方向に
ずらそうとするFETの形成されたGaAs基板1に対
し Bを、ゲート3を通過して1層2の Stの濃度の
ピークの位置よりも深い位置に濃度のピークがくるよう
なエネルギーである2 00 keVでイオン注入する
。次に380℃、5分間のアニールを行なう。
第1表は、11Bをドーズ量4 X 109dose/
crn2、注入エネルギーをそれぞれ200 keVと
、1層2の29Si濃度のピークの位置よりも浅い位置
に濃度のピークがくるようなエネルギーである1 00
 keVとでイオン注入した後、380℃〜5分間のア
ニールを行なっている。Eは注入エネルギー、K。
K′はそれぞれ B注入前後のに値、vT、 vT’は
11B注入前後のvTの値、ΔにはvTを1 mV正に
シフトした場合のに値の変化量である。
第1表  ”B   4 X 109dose/27F
+”単位 E : [keV] K、に’:(μA/V ) vT、v↑’:(mV) ΔK : [:μA/V2) (VT ヲ正Vc 1 
mV シフ )あたりのに値の変化) 第1表から明らかなように、vTを正に1 mVシフト
した場合のに値の減少が注入エネルギー100keVの
場合3.13 CμA/V :lに対し、注入エネルギ
ー200 keVの場合は0.137 CμA/V2:
]であシ、n層の Siの濃度のピーク位置よりも深い
位置に濃度のピークがくるように注入エネルギーを高め
るとに値の減少を大幅に小さくすることが可能となる。
次に第2表に注入イオンとして Bより質量数の大きい
 Cを注入した場合の6値を示す。注入エネルギーは2
00 keV、注入量ば4 X 109doseツム2
でK 、 K’はそれぞれ12c注入前後のに値、vT
、vT′は C注入前後のVTO値、ΔにはvTを1 
mV正にシフトした場合のに値の変化量である。
第2表  12C4X 109dose/m2単位 E
: (keV:) K、に’:[μA/V :I VT + ”↑’:[mV] Δに=〔μA/■2〕(v丁ヲ正ニ1mVシフトシた場
合のに値の変化) 第2表に示される6値と第1表の値とを比較して明らか
なように、等しい注入エネルギー及び注入量の場合に値
の減少は質量数の小さい Bの方が小さい。このように
質量数の小さい注入イオンの方かに値の減少を小さくす
ることができる。
次に、第3表に Bを注入エネルギー200kaVで4
 X 10  dose7G+++の注入量で注入する
場合の11Bの濃度のピーク位置を示す。
第3表 ” B  4 X 10’ dose/cm2
L:ケ゛−ト膜厚、単位又 d : GaAs基板表面からの Bの濃度ピークの深
さ、単位又 D : GaAs基板表面からの Siの濃度ピークの
深さ、単位又 第3表に示されるようにr−ト膜厚1000Xの場合に
は濃度ピークの位置はGaAs基板表面から約1400
Xの深さにありn層の298 iの濃度ピーク位置より
深いがケ“−ト膜厚2000Xの場合はGaAs基板表
面に11Bの濃度ピークがくるため、ゲート膜厚が厚く
なると11Bの濃度ピーク位置がGaAs基板表面から
浅くなり、K値の減少が大きくなってしまう。
尚、FETの形成までは他の方法を用いてもよく、また
、本発明の実施例では基板としてGaAs基板1、注入
する不純物イオンとして Bを用いたが基板は化合物半
導体基板であれば良く、また不純物イオンは少なくとも
ゲート電極を通過できるようなイオンであれば特に制限
はなく、イオン注入量は電流通路を高抵抗化してしまわ
ない1.0X1011dose/rn2以下であれば良
い。
以上説明したように本発明の実施例によればFET構造
が完成した後にもvTが目的とする値よりも負にずれて
いた場合、K値の減少を小さく抑えてvTを正の方向へ
ずらして目的とするVTの値を得ることが可能となる。
したがってGaAs ICプロセスにおいてFET形成
段階においてvTが負にずれている場合には本発明をも
ちいて目的とする特性をそなえたGaAs ICを作成
することが可能となる。また注入するイオンの種類はケ
゛−ト電極を通過しやすい質量数21以下のイオンなら
ば制限はなく、注入エネルギーはn層の Siの濃度の
ピークよりも深い位置に注入イオンのピークがくるよう
な200 keV以上で注入量は1. OX 10  
dose/an2以下の少ないドース量で行なうことが
でき、注入条件の制限はきびしいものでなく容易に実施
できる。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように本発明によれば、FETが
構造が完成した後にもしきい値電圧が目的とする値よシ
も負にずれていた場合、正の方向へずらし、K値を大き
く減少させることなしに目的の値とすることが可能とな
る。したがってFETの形成プロセスにおいて、しきい
値電圧が負にずれていても、本発明によれば、目的とす
る特性を備えたFETを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の詳細な説明するための素子断面図で
ある。 1− GaAs基板、2−n層、  3−W−Atff
−ト、4・・・層層、5・・・ソース電極、6・・・ド
レイン電極大施イf’1説明句りめのFET館i菌第1
図 手続補正書(自発) 61.3.7 昭和  年  月  日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 表層にドナーイオンをイオン注入することにより活性層
    が形成されている複数の化合物半導体基板それぞれに、
    オーミック接触をなすソース電極及びドレイン電極とシ
    ョットキ障壁をなすゲート電極とを少なくとも形成する
    ことにより複数の電界効果トランジスタを形成する工程
    と、 前記電界効果トランジスタのうち所定の電界効果トラン
    ジスタのしきい値電圧を測定し該しきい値電圧が所望の
    値より負にずれている電界効果トランジスタを有する前
    記基板に、前記活性層に注入された前記ドナーイオンの
    濃度のピークよりも深い位置に注入イオン濃度のピーク
    がくるように不純物イオンを注入する工程と、 しかる後前記基板を300℃〜450℃の温度でアニー
    ルする工程とを備えてなることを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
JP60258712A 1985-08-08 1985-11-20 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH0760830B2 (ja)

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JP60258712A JPH0760830B2 (ja) 1985-11-20 1985-11-20 半導体装置の製造方法
US07/132,713 US4889817A (en) 1985-08-08 1987-12-11 Method of manufacturing schottky gate field transistor by ion implantation method

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114276A (ja) * 1998-10-08 2000-04-21 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5144880A (ja) * 1974-10-16 1976-04-16 Suwa Seikosha Kk
JPS61185923A (ja) * 1985-02-13 1986-08-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体低抵抗層の形成方法
JPS61187329A (ja) * 1985-02-15 1986-08-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 化合物半導体素子の製造方法及び製造装置

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