JPS6261372A - ＧａＡｓＬＳＩ用ゲ−トおよびオ−ミツク電極の結合方法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はＧａＡｓ　　Ｌ　Ｓ　Ｉ用の電極結合方法に係
り、特にレイアウト面積の縮少を可能にする電極結合方
法に関する。

〔発明の背景〕

従来のＧａＡｓ　　ＬＳＩのレイアウト設計では、高耐
熱ゲート金属の上にコンタクト孔を設け、さらにオーミ
ック電極金属の上にコンタクト孔を設け、それらのコン
タクト孔の間を別種の配線金属で結線するのが通例であ
った。この−例は、例えば電子通信学会技報、電子装置
研究会資料、ＦＤ８１−２２．ＰＰ４５　（１９８１年
）における積山、大西等による“セルフアラインメント
形ＧａＡｓ　　ＭＥＳＦＥＴＶＬＳ目貫向のＴｉＷシリ
サイドゲート技術″と題する文献に論じられている。

具体的な従来例（平面図）を第１図に示す。ｍ；では２
個のショットキー障壁ダイオードを直列に接続する例で
ある。ショク１−キー障壁はグー１−電極１とイオン打
込で形成するｎチャネル２が接する領域で構成する。オ
ーミック接合は、ｎチャネルに連接するｎ３層３を設け
この上にＡｕＧｅ合金。

Ｎｉ、Ａｕを重ねて（以下オーミック金属４と呼ぶ）ア
ロイすることで構成する。

ゲート金属１の上には通常のＬ　Ｓ　ＩではＳ　ｉ　Ｏ
２等酸化膜が被覆されているから、この酸化膜にコンタ
ク１〜孔５をあける。またオーミック電極４の−Ｌでも
同様にコンタク１一孔５をあける。これらのコンタクト
孔りに配線金属６が重なるように配置して２つのショッ
トギー障壁ダイオードが結合される。

このような従来レイアウトの欠点は、ＧａＡｓ　−ＬＳ
Ｉの中で前記したダイオードを複数個（ときには４個接
続することもある）直列接続する場合に、配線領域およ
びダイオードゲートの引出しパッドが元のデバイス（ダ
イオード）と同等の面積を占めるため、相対にレイアウ
ト面積が大きくなる点にあった、この事情はＦＥＴのゲ
ートを極と、他デバイスまたは当該デバイスのオーミッ
ク電極を接続する場合にも生じ、ＬＳＩ設計」―の問題
となっていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、オーミック電極とゲートＩ？電極との
結合を単純化してレイアウト面積を小さくできる電極結
合方法を提供することにある、〔発明の概要〕 従来技術の欠点は別に設けた配線夕利用して２つのコン
タクト孔をつなぐため、し、イアウド面積が大きくなる
ことであった。これを解決する５ｉの条件中、第２図に
その詳細を示すように、オー・ミック屯極４とつながる
高乙度ｎ６層３の領域内にゲート電極（またはその引出
し部）１を配置することである。これを解決する第２の
〜３４’Ｆ　ｉ：ｊ：ユ、オーミック金属とゲート金属
との隣接共存を可能にすることである。ミクロン単位で
この２つの電極金属を隣接させるには、実際上ゲート金
属の上にオーミック金属が載置できる必要がある。Ｇａ
ＡｓＬＳＩの製作工程では通常ＷＳｉ（タングステンシ
リサイド）ゲートを先に形成しくゲート先行形成）その
後オーミック金属を被着形成するためオーミック電極が
ゲート電極の上にくることになる。

オーミック金属は通常ＡｕＧｅ　−Ｎ　ｉ　−Ａ　ｕ薄
膜からなり、工程中で一佳これを溶融するアロイ作業が
必要になる。この場合、　ＧａＡｓ上ではアロイ中にオ
ーミック金属が溶けても玉にならない形成条件が選ばれ
る。しかし、必らずしもゲーＩ−電極金属の上でオーミ
ック金属が玉にならない保障がない。

本発明者らはこの玉になる困難が実際上解決できること
を実験によって確かめた。

さらにゲート金属とオーミック金属がつねに間違いなく
電気的に結合できるために第３の条仇がある。これは配
線金属をゲート金属とオーミック金属の上にＭ、置する
ことである。この理由は以トに述べる。通常ゲート金／
Ａは約３０００人界の厚さである。一方、オーミック金
属も１０（１０〜２０００人程の厚さで人界。この両者
が重なると、所謂１段切れ」現象が起きて両金属は電気
的につながらない、一般にオーミック金属はごく薄く形
成して使用するため、この段切れ現象は避けられない、
このため、第２図に示すように、配線金属６をゲート金
属１とオーミック金属４の両方を覆うように配置する必
要がある１通常ＧａＡｓ　　ＬＳＩｔ！作工程ではゲー
ト金属１とオーミック金属４の上にＳ　ｉ　Ｏ，などの
絶縁性被膜（厚さ約４０００〜ｔｏｏｏｏ人）　が全面
的に形成され、この上に電気配線が行えるようにする。

このため、第２図に示すように、コンタクト孔５を始め
に形成し、これがゲート金属１とオーミック金属４の両
方にまたがるような一つの孔となるように設計する必要
がある。配線金ｒｉｔ６はこのコンタクト孔５を完全に
覆うように配置すればよい。

〔発明の実施例〕

以丁本発明の一実施例を第３図により説明する。

ここではダイオード部品の構成例を示す、第１図（従来
例）と同様にショットキー障壁はゲート電極１どｎチャ
ネル２との重ね合せで形成する。オーミック性の電極接
触は、ｎチャネル２に連なる高濃度ｎ０層３を用意し、
これにオー・ミック金属４を重ねてアロイすることによ
り形成する。２つのダイオードのゲートｆｆ電極どオー
ミック電極の結合のために第２図と類似のレイアウトを
行なった。

ｎ３層３はオーミック金属４の広さよりも大きいことが
絶対必要条件であるが、ゲート金属１はこのｎ″″層領
域に重なるだけで良いためここでは図のように比較的小
面積に設計した。

本実施例の効果は第３図と第１図を比較すれば明らかで
、著しい面積低減が可能である。

〔発明の効果〕

本発明はダイオードのみならずＧａＡｓ　　Ｌ　Ｓ　Ｉ
の中でオーミック電極をもつ抵抗などの部品とＦＵ：、
Ｔのゲート重積との結合、ＦＥＴ相互の電気的結合、な
ど広い範囲のデバイスの結合に適用できる。各部分で、
ＬＳＩのレイアウト面積が低減できるため、（１）ＬＳ
Ｉの集積度向上に効果があるばかりでなく、（２）ＬＳ
Ｉのチップ面積が小さくできるため配線遅延などを低減
できてＬＳＩの高速化に役立つ。以上により１本発明の
工業上の有効性は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電極結合方法を示す平面図、第２図は本
発明の電極結合方法を説明する平面図、第３図はダイオ
ード直列接続を例に本発明の詳細な説明する平面図であ
る。 １・・・ゲート電極金属、２・・・ｎチャネル、３・・
・高濃度ｎ＋層、４・・・オーミック電極金属、５・・
・コンタクト孔、６・・・配線金属。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高耐熱ゲートを使用するＧａＡｓＬＳＩにおいて、
   ゲート部引出し電極が高濃度ｎ＾＋層に重なるように配
   置され、そのｎ＾＋層上でオーミック電極がｎ＾＋層と
   アロイできるように配置され、そのゲート引出し電極と
   オーミック電極の両方に共通するようにコンタクト孔を
   あけてそのコンタクト孔を完全に覆うように配線金属を
   配置して、 ゲート電極とオーミック電極を電気的に結合するＧａＡ
   ｓＬＳＩ用ゲートおよびオーミック電極の結合方法。