JPS6323370A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6323370A JPS6323370A JP12374087A JP12374087A JPS6323370A JP S6323370 A JPS6323370 A JP S6323370A JP 12374087 A JP12374087 A JP 12374087A JP 12374087 A JP12374087 A JP 12374087A JP S6323370 A JPS6323370 A JP S6323370A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は、半導体装置の製造方法に於いて、化合物半導
体上にタングステンを含むシリサイドのショットキ・ゲ
ート電極を形成し、それをマスクとして不純物のイオン
注入を行ってソース領域及びドレイン領域を形成し、そ
の注入された不純物を高温熱処理して活性化させ、それ
らソース領域及びドレイン領域上に電極を形成する工程
を採り、前記イオン注入は、それに依る不純物濃度が表
面で低い値を、また、表面から所定深さでソース領域及
びドレイン領域に必要とされるピーク値をそれぞれ採る
ように行うことに依り、化合物半導体を用いたショット
キ・ゲート電界効果トランジスタの如き半導体装置を自
己整合方式で製造できるように、しかも、特別な加工を
施すことなく前記ショットキ・ゲート電極とソース領域
及びドレイン領域との間の耐圧を充分にとることができ
るようにしたものである。
体上にタングステンを含むシリサイドのショットキ・ゲ
ート電極を形成し、それをマスクとして不純物のイオン
注入を行ってソース領域及びドレイン領域を形成し、そ
の注入された不純物を高温熱処理して活性化させ、それ
らソース領域及びドレイン領域上に電極を形成する工程
を採り、前記イオン注入は、それに依る不純物濃度が表
面で低い値を、また、表面から所定深さでソース領域及
びドレイン領域に必要とされるピーク値をそれぞれ採る
ように行うことに依り、化合物半導体を用いたショット
キ・ゲート電界効果トランジスタの如き半導体装置を自
己整合方式で製造できるように、しかも、特別な加工を
施すことなく前記ショットキ・ゲート電極とソース領域
及びドレイン領域との間の耐圧を充分にとることができ
るようにしたものである。
本発明は、化合物半導体を用いたショットキ・ゲート電
界効果トランジスタのような半導体装置を製造するのに
好適な方法に関する。
界効果トランジスタのような半導体装置を製造するのに
好適な方法に関する。
従来、例えばGaAsショットキ・ゲート電界効果トラ
ンジスタのゲート電極としては、アルミニウム(AA)
、金(Au)、チタン(Ti)。
ンジスタのゲート電極としては、アルミニウム(AA)
、金(Au)、チタン(Ti)。
モリブデン(Mo)、タングステン(W)、タンタル(
T a )などの金属が用いられている。
T a )などの金属が用いられている。
然しなから、何れも600(’C)程度の熱処理を行う
とゲート電極の電気的特性、例えば、障壁高さ、n値(
1,04)、逆方向耐圧などが劣化し、トランジスタと
しての動作は不能になる。
とゲート電極の電気的特性、例えば、障壁高さ、n値(
1,04)、逆方向耐圧などが劣化し、トランジスタと
しての動作は不能になる。
そこで、近年、前記従来のものの欠点を解消したとして
、TiWをゲート電極とするものが発表されている。
、TiWをゲート電極とするものが発表されている。
然しなから、これも、例えば850(’C)の熱処理に
は耐えることができず、障壁は失われ不安定になる。し
かも、通常の製造プロセスを採ると、その間に腐蝕され
て比抵抗が増大したり、或いは、失われてしまう場合が
ある。
は耐えることができず、障壁は失われ不安定になる。し
かも、通常の製造プロセスを採ると、その間に腐蝕され
て比抵抗が増大したり、或いは、失われてしまう場合が
ある。
本発明は、850〔°C〕以上の熱処理に耐えられるシ
ョットキ・ゲート電極を有する半導体装置の製造方法を
提供しようとする。
ョットキ・ゲート電極を有する半導体装置の製造方法を
提供しようとする。
尚、ここで、ショットキ接触とは、電極金属が半導体基
板に直接接触してダイオード特性を発生するもの、半導
体基板に直接接触し更に半導体基板との間に合金を生成
してダイオード特性を発生するもの、更に半導体基板表
面の自然酸化膜を介して電極金属が配設され、自然酸化
膜中のトンネル現象に依ってダイオード特性が生ずるも
のを含むものとする。
板に直接接触してダイオード特性を発生するもの、半導
体基板に直接接触し更に半導体基板との間に合金を生成
してダイオード特性を発生するもの、更に半導体基板表
面の自然酸化膜を介して電極金属が配設され、自然酸化
膜中のトンネル現象に依ってダイオード特性が生ずるも
のを含むものとする。
C問題点を解決するための手段〕
本発明に依る半導体装置の製造方法に於いては、化合物
半導体(例えばn型層3)上にタングステンを含むシリ
サイドからなるショットキ・ゲート電極(例えばショッ
トキ・ゲート電極4)を形成する工程と、次いで、該シ
ョットキ・ゲート電極をマスクとして不純物をイオン注
入し該ショットキ・ゲート電極の両側にソース領域(例
えばn+型領領域6及びドレイン領域(例えばn+型領
領域7を形成する工程と、次いで、前記注入された不純
物を活性化する高温熱処理(例えば約800(”C)の
熱処理)を行う工程と、次いで、前記ソース領域及びド
レイン領域にコンタクトする電極(例えば電極8.9)
を形成する工程とが含まれ、前記イオン注入は前記ソー
ス領域及びドレイン領域に於ける不純物濃度分布が表面
で該ソース領域及びドレイン領域と前記ショットキ・ゲ
ート電極との間で短絡を生じない程度の低い値となり且
つ該表面から所定深さのところでピーク値となるように
行われるものである。
半導体(例えばn型層3)上にタングステンを含むシリ
サイドからなるショットキ・ゲート電極(例えばショッ
トキ・ゲート電極4)を形成する工程と、次いで、該シ
ョットキ・ゲート電極をマスクとして不純物をイオン注
入し該ショットキ・ゲート電極の両側にソース領域(例
えばn+型領領域6及びドレイン領域(例えばn+型領
領域7を形成する工程と、次いで、前記注入された不純
物を活性化する高温熱処理(例えば約800(”C)の
熱処理)を行う工程と、次いで、前記ソース領域及びド
レイン領域にコンタクトする電極(例えば電極8.9)
を形成する工程とが含まれ、前記イオン注入は前記ソー
ス領域及びドレイン領域に於ける不純物濃度分布が表面
で該ソース領域及びドレイン領域と前記ショットキ・ゲ
ート電極との間で短絡を生じない程度の低い値となり且
つ該表面から所定深さのところでピーク値となるように
行われるものである。
前記構成を採ることに依り、該ショットキ・ゲート電極
とソース領域及びドレイン領域との相対位置関係を自己
整合方式で定めることができ、また、高温の熱処理を行
ってもショットキ障壁は良好な状態で保全され、しかも
、特殊の構造にしたり、或いは、特別の加工を施したり
することなく、前記ショットキ・ゲート電極とソース領
域及びドレイン領域との間の耐圧を充分にとることが可
能である。
とソース領域及びドレイン領域との相対位置関係を自己
整合方式で定めることができ、また、高温の熱処理を行
ってもショットキ障壁は良好な状態で保全され、しかも
、特殊の構造にしたり、或いは、特別の加工を施したり
することなく、前記ショットキ・ゲート電極とソース領
域及びドレイン領域との間の耐圧を充分にとることが可
能である。
第1図乃至第6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、以下
、これ等の図を参照しつつ記述する。
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図を表し、以下
、これ等の図を参照しつつ記述する。
第1図参照
(11クロム(Cr)をドープしたGaAs半絶縁性基
板1に厚さ例えば6000 (人〕の二酸化シリコン
膜2を形成し、これを通常の技術でバターニングして窓
2aを形成する。
板1に厚さ例えば6000 (人〕の二酸化シリコン
膜2を形成し、これを通常の技術でバターニングして窓
2aを形成する。
(2) イオン注入技術を適用することに依り、加速
エネルギをl 75 (KeV) 、ドーズ量を2.6
X 1012 (cm−2)としてシリコン(Si)
を注入する。
エネルギをl 75 (KeV) 、ドーズ量を2.6
X 1012 (cm−2)としてシリコン(Si)
を注入する。
第2図参照
(3)二酸化シリコン膜2を除去してから、外方拡散を
防止する為、新たに厚さ例えば1000 (人〕程度の
二酸化シリコン膜を形成してから、温度例えば850〔
“C〕で時間例えば15(分〕の熱処理を行うと、図示
のようなn型層3を得ることができる。尚、外方拡散を
防止する為に形成した二酸化シリコン膜は熱処理終了後
に除去する。
防止する為、新たに厚さ例えば1000 (人〕程度の
二酸化シリコン膜を形成してから、温度例えば850〔
“C〕で時間例えば15(分〕の熱処理を行うと、図示
のようなn型層3を得ることができる。尚、外方拡散を
防止する為に形成した二酸化シリコン膜は熱処理終了後
に除去する。
第3図参照
(41T i WS iの合金、例えば、T i 、1
. W、、。
. W、、。
Si、、2からなる合金をスパッタ法で被着して厚さ例
えば6000 (人〕の合金膜を形成し、これを、CF
、+02 (5〔%〕)からなるエッチャントを使用す
るドライ・エツチング技術でパターニングしてショット
キ・ゲート電極4を形成する。
えば6000 (人〕の合金膜を形成し、これを、CF
、+02 (5〔%〕)からなるエッチャントを使用す
るドライ・エツチング技術でパターニングしてショット
キ・ゲート電極4を形成する。
第4図参照
(5)二酸化シリコン膜5を形成し、それをバターニン
グすることで窓5aを形成してn型層3の一部表面を露
出させる。
グすることで窓5aを形成してn型層3の一部表面を露
出させる。
(6) イオン注入技術を適用することに依り、加速
エネルギを175(KeV)、ドーズ量を1.7X 1
013(am−”)として3i(7)?i人ヲ行つ。
エネルギを175(KeV)、ドーズ量を1.7X 1
013(am−”)として3i(7)?i人ヲ行つ。
第5図参照
(7)二酸化シリコン膜5を除去してから、新たに厚さ
例えば1000 (人〕程度の二酸化シリコン膜を形
成し、温度を例えば800(’C)、時間を15 〔分
〕程度とする熱処理を行って図示のようなn+型領領域
ソース領域及びドレイン領域)6゜7を形成する。尚、
2度目に形成した二酸化シリコン膜は外方拡散防止の為
であるから熱処理終了後に除去する。
例えば1000 (人〕程度の二酸化シリコン膜を形
成し、温度を例えば800(’C)、時間を15 〔分
〕程度とする熱処理を行って図示のようなn+型領領域
ソース領域及びドレイン領域)6゜7を形成する。尚、
2度目に形成した二酸化シリコン膜は外方拡散防止の為
であるから熱処理終了後に除去する。
このようにして形成したn+型領領域67の不純物濃度
はピーク部分でI X 10I8(cm−〕、また、n
型層3に於けるそれは同じくピーク部分でI X 10
” (cm−3)であった。
はピーク部分でI X 10I8(cm−〕、また、n
型層3に於けるそれは同じくピーク部分でI X 10
” (cm−3)であった。
第6図参照
(8)必要あれば、露出されているGaAs部分表面、
特にn+型領領域67の表面を100 C人〕程度エツ
チングする。この際のエツチング液としてはKOH+8
202を使用して良い。
特にn+型領領域67の表面を100 C人〕程度エツ
チングする。この際のエツチング液としてはKOH+8
202を使用して良い。
(9)通常の技術を適用することに依り、n+型領領域
67上に電極8.9を形成して完成する。この場合の電
極材料としてはA u G e / A u系を使用し
て良い。
67上に電極8.9を形成して完成する。この場合の電
極材料としてはA u G e / A u系を使用し
て良い。
このようにして得られた半導体装置に関する具体的主要
データを例示すると次の通りである。
データを例示すると次の通りである。
ゲート長:1.4Cμm〕
ゲート幅:200 (μm〕
ソース・ドレイン間隔:6 〔μm〕
相互コンダクタンスgs:23(m)
ソース・ゲート間容量C9,: 0.21 (pF)
遮断周波数fv : 12. 3 rGHzJショッ
トキ・ゲートについて n値:1.18 バリヤ・ハイド:0.78 破壊電圧:10(V) ところで、本発明では、ゲート電極4をマスクにした自
己整合方式でn+型領領域67を形成しているので、そ
れらの間に発生する短絡が懸念されるところであるが、
それについては全く問題にならない。即ち、前記のよう
にしてn+型領領域67を形成すると、そこでの不純物
濃度分布は第7図に見られるようにガウシアン分布とな
り、ピークは深さ例えば0.12(μm〕のところに生
成され、そこでI X 101eCcm−’) ’7:
;Joしば、表面ではI X 10I7(cm−’)程
度になるから、耐圧は5〔■〕以上を確保することがで
きる。また、前記工程(8)に見られるように例えば1
00 〔人〕程度のエツチングを行うと、前記不純物濃
度分布に依存する耐圧を殆ど損なうことなく、更に向上
することができる。
遮断周波数fv : 12. 3 rGHzJショッ
トキ・ゲートについて n値:1.18 バリヤ・ハイド:0.78 破壊電圧:10(V) ところで、本発明では、ゲート電極4をマスクにした自
己整合方式でn+型領領域67を形成しているので、そ
れらの間に発生する短絡が懸念されるところであるが、
それについては全く問題にならない。即ち、前記のよう
にしてn+型領領域67を形成すると、そこでの不純物
濃度分布は第7図に見られるようにガウシアン分布とな
り、ピークは深さ例えば0.12(μm〕のところに生
成され、そこでI X 101eCcm−’) ’7:
;Joしば、表面ではI X 10I7(cm−’)程
度になるから、耐圧は5〔■〕以上を確保することがで
きる。また、前記工程(8)に見られるように例えば1
00 〔人〕程度のエツチングを行うと、前記不純物濃
度分布に依存する耐圧を殆ど損なうことなく、更に向上
することができる。
ショットキ・ゲート電極に於ける逆方向耐圧を維持する
には、次のような手段を採ることが考えられる。即ち、 (11n+型領領域67のドーズ量を低下させる。
には、次のような手段を採ることが考えられる。即ち、 (11n+型領領域67のドーズ量を低下させる。
(2)n+型領領域67を形成した後、ショットキ・ゲ
ート電極4をエツチングして細くする。
ート電極4をエツチングして細くする。
(3) ショットキ・ゲート電極4を絶縁化する。
(4)n+型領領域67の表面をエツチングする。
(5)n+型領領域67を形成する前にマスクとなるシ
ョットキ・ゲート電極4を加工して傘型にするか、或い
は、傘型をなすマスクを別設してからイオン注入を行う
。
ョットキ・ゲート電極4を加工して傘型にするか、或い
は、傘型をなすマスクを別設してからイオン注入を行う
。
(6) イオン注入のエネルギを高くしてプロジェク
ト・レインジを深くするく前記実施例)。
ト・レインジを深くするく前記実施例)。
本発明では、前記(6)の手段を採ることが基本になっ
ているが、必要に応じて他の手段を併用して良い。因に
、GaAsn+型領域に対するショットキ逆方向耐圧に
関するデータを例示すると次の通りである。
ているが、必要に応じて他の手段を併用して良い。因に
、GaAsn+型領域に対するショットキ逆方向耐圧に
関するデータを例示すると次の通りである。
ところで、本発明に於いて、ショットキ・ゲート電極の
位置を自己整合で決定できること、即ち、ショットキ・
ゲート電極を形成してからイオン注入を行い、その活性
化熱処理を行うことができるのは、電極材料として高融
点金属シリサイド、特に、タングステンを含むシリサイ
ドを使用した点に負うところが大きいので、ここにTi
WとTiWSiとを比較してデータを示す。
位置を自己整合で決定できること、即ち、ショットキ・
ゲート電極を形成してからイオン注入を行い、その活性
化熱処理を行うことができるのは、電極材料として高融
点金属シリサイド、特に、タングステンを含むシリサイ
ドを使用した点に負うところが大きいので、ここにTi
WとTiWSiとを比較してデータを示す。
◎TiWはTi:10(wt%〕
◎T I X WI−x S 12はTt:10(wt
%〕◎比抵抗は850 (℃)、15 (分〕の熱処理
後の値 ◎HFは濃縮(c o n c) 前記実施例に於いて、ショットキ・ゲート電極の材料と
して−TiWSiを用いたが、この組成のうち、Tiは
GaAsに対する密着性を向上させる為に含有させたも
のであり、これはWとStとの組成比を最適化して密着
性を向上することで不要にすることができる。
%〕◎比抵抗は850 (℃)、15 (分〕の熱処理
後の値 ◎HFは濃縮(c o n c) 前記実施例に於いて、ショットキ・ゲート電極の材料と
して−TiWSiを用いたが、この組成のうち、Tiは
GaAsに対する密着性を向上させる為に含有させたも
のであり、これはWとStとの組成比を最適化して密着
性を向上することで不要にすることができる。
尚、本発明に於いて、合金膜の組成は、化学量論的合金
に限られるものではなく、当該化学量論値とは若干相違
しても許容される。
に限られるものではなく、当該化学量論値とは若干相違
しても許容される。
以上の説明で判るように、本発明に於いては、ショット
キ・ゲート電極として、高融点金属シリサイドのうち、
特にタングステンを含むシリサイドを使用することに依
り、該ショットキ・ゲート電極とソース領域及びドレイ
ン領域との相対位置関係を自己整合方式で定めることが
でき、また、高温の熱処理を行っても、ショットキ障壁
は良好な状態で保全され、しかも、特殊な構造にしたり
、或いは、特別な加工を施したりすることなく、前記シ
ョットキ・ゲート電極とソース領域及びドレイン領域と
の間の耐圧を充分にとることが可能である。
キ・ゲート電極として、高融点金属シリサイドのうち、
特にタングステンを含むシリサイドを使用することに依
り、該ショットキ・ゲート電極とソース領域及びドレイ
ン領域との相対位置関係を自己整合方式で定めることが
でき、また、高温の熱処理を行っても、ショットキ障壁
は良好な状態で保全され、しかも、特殊な構造にしたり
、或いは、特別な加工を施したりすることなく、前記シ
ョットキ・ゲート電極とソース領域及びドレイン領域と
の間の耐圧を充分にとることが可能である。
第1図乃至第6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、第7図は不
純物濃度分布を説明する為の線図をそれぞれ表している
。 図に於いて、1は基板、3はn型層、4はショットキ・
ゲート電極、6,7はn“型領域、8,9は電極をそれ
ぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 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3図 第4図 第5図 第6図
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図、第7図は不
純物濃度分布を説明する為の線図をそれぞれ表している
。 図に於いて、1は基板、3はn型層、4はショットキ・
ゲート電極、6,7はn“型領域、8,9は電極をそれ
ぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 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3図 第4図 第5図 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 化合物半導体上にタングステンを含むシリサイドからな
るショットキ・ゲート電極を形成する工程と、 次いで、該ショットキ・ゲート電極をマスクとして不純
物をイオン注入し該ショットキ・ゲート電極の両側にソ
ース領域及びドレイン領域を形成する工程と、 次いで、前記注入された不純物を活性化する高温熱処理
を行う工程と、 次いで、前記ソース領域及びドレイン領域にコンタクト
する電極を形成する工程とが含まれ、前記イオン注入は
前記ソース領域及びドレイン領域に於ける不純物濃度分
布が表面で該ソース領域及びドレイン領域と前記ショッ
トキ・ゲート電極との間で短絡を生じない程度の低い値
となり且つ該表面から所定深さのところでピーク値とな
るように行われること を特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12374087A JPS6323370A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12374087A JPS6323370A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 半導体装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55189544A Division JPS57113289A (en) | 1980-12-30 | 1980-12-30 | Semiconductor device and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6323370A true JPS6323370A (ja) | 1988-01-30 |
| JPH0472382B2 JPH0472382B2 (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14868160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12374087A Granted JPS6323370A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6323370A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0219975A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-23 | Fujitsu Ltd | Cadシステムにおける操作復元処理方式 |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP12374087A patent/JPS6323370A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0219975A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-23 | Fujitsu Ltd | Cadシステムにおける操作復元処理方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0472382B2 (ja) | 1992-11-18 |
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