JP3222556B2 - 電極形成方法 - Google Patents

電極形成方法

Info

Publication number
JP3222556B2
JP3222556B2 JP18088392A JP18088392A JP3222556B2 JP 3222556 B2 JP3222556 B2 JP 3222556B2 JP 18088392 A JP18088392 A JP 18088392A JP 18088392 A JP18088392 A JP 18088392A JP 3222556 B2 JP3222556 B2 JP 3222556B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist pattern
etching
ohmic electrode
layer
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP18088392A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0629324A (ja
Inventor
昌弘 塩田
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP18088392A priority Critical patent/JP3222556B2/ja
Publication of JPH0629324A publication Critical patent/JPH0629324A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3222556B2 publication Critical patent/JP3222556B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電極形成方法に関する。
さらに詳しくは化合物半導体を使った、HighElectron M
obility Transistor(HEMT)のオーミック電極形成
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のオーミック電極形成方法を、図2
に示す。図2において21は半絶縁性InP基板、22
はアンドープInGaAs層(200nm)、23はア
ンドープInAlAsスペーサー層(10nm)、24
はSiのドープ量が5×1018ions/cm3のIn
AlAsドナー層(50nm)、25はアンドープIn
AlAsショットキー層(300nm)、26はSiの
ドープ量が5×1018ions/cm3のInGaAs
キャップ層(10nm)であり、22のアンドープIn
GaAs層が第1の半導体層23、24及び25のIn
AlAs層が第2の半導体層、26のSiドープInG
aAs層が第3の半導体層に相当する。
【0003】まず始めに図2−1のようにオーミック電
極形成用レジストパターン29を通常のフォト工程にて
エピタキシャル成長基板上のSiN膜27上に形成す
る。その後図2−2に示すようにこのレジストパターン
29をエッチングマスクとしてSiN膜27をエッチン
グする。この際、バッファードHFによるウエットエッ
チングを用いても、CH3、CHF4等のガスによるドラ
イエッチングを用いてもよい。しかし、ドライエッチン
グの際そのエッチング断面形状が異方性をもつようなエ
ッチングを行った場合、エッチングダメージによりSi
ドープInGaAsキャップ層26表面が損傷を受けオ
ーミック電極のコンタクト抵抗が増加してしまうという
ような問題が生じるので、ドライエッチングを用いる場
合は、ダメージフリーの等方性エッチングの条件でエッ
チングする必要がある。
【0004】その後図2−3に示すようにAuGe(1
00nm)/Ni(10nm)/Au(100nm)2
8を抵抗加熱蒸着機を用いて連続蒸着する。この際Au
GeのGe重量%は12%のものを用いた。その後図2
−4に示すようにアセトン等の有機溶剤を用いてリフト
オフを行い、かつO2プラズマアッシングをへてSiN
膜27表面に残留しているレジストを完全に除去した。
【0005】その後SiN膜32を100nm堆積し
(図2−5)、この状態で300℃で1分のアロイ処理
を行い、23、24、25及び26の半導体層を介して
AuGe(100nm)/Ni(10nm)/Au(1
00nm)と22のアンドープInGaAs層中に形成
されている2次元電子とを電気的にオーミック接続させ
オーミック電極を得る。アロイ工程の前にSiN膜32
を100nm堆積するのは、オーミック電極端のエピタ
キシャル基板露出部分を保護することが目的である。図
4に従来技術で形成したオーミック電極のコンタクト抵
抗とアロイ温度との関係を示す。アロイ時間は総て1分
としN2雰囲気にてアロイを行った。図4にて示されて
いるように従来技術を用いた場合300℃が最適アロイ
温度であり、その時のコンタクト抵抗としては0.3Ω
・mmが得られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図2−1〜5に示され
ている従来の方法により形成されたオーミック電極には
以下のような問題がある。図2−2の工程の際そのSi
N膜27のエッチングに等方性エッチングを用いている
ため、オーミック電極28とSiN膜27との間に間隙
が生じてしまう。この間隙の幅は製造プロセスにもよる
が0.3〜0.5μm程度になってしまう。従ってこの
部分はSiドープInGaAsキャップ層26の表面が
オーミックメタル蒸着後も露出してしまうことになる
(図2−3参照)。このような状態でリフトオフおよび
その後のO2プラズマアッシングを行わざるを得ず、こ
れらの工程の際SiドープInGaAsキャップ層26
の表面が表面酸化等のダメージを受け、オーミック電極
間の抵抗の増大につながっている。このような状態でオ
ーミック電極間のコンタクト抵抗を通常のTransumissio
n Line Method法(TLM法)にて評価した場合、オー
ミック電極端の高抵抗層を介して評価することになり、
見掛け上オーミック電極のコンタクト抵抗の増加として
現れてくる。図4の結果はこのような状態で評価した結
果である。
【0007】
【課題を解決するための手段】かくしてこの発明によれ
ば、半導体層を有する半導体基板上に絶縁膜を形成する
工程と、該絶縁膜上に第1のレジストパターンを形成
る工程と、該第1のレジストパターンをエッチングマス
クとして、半導体層が露出しないようにエッチングを
う工程と、前記第1のレジストパターンを除去し、次に
前記第1のレジストパターンの面積より小さくなるよう
に前記絶縁膜上に第2のレジストパターンを形成する工
程と該第2のレジストパターンをエッチングマスクと
して、前記半導体層が露出するように等方性エッチング
を行い、前記第2のレジストパターンによる開口に対し
前記等方性エッチングによってできた前記絶縁膜の開口
の方を大きくする工程と、前記半導体層を露出させた領
域にオーミック電極を絶縁膜と重なるように形成する工
程と、リフトオフ法により、前記第2のレジストパター
ン上に形成された前記オーミック電極を除去する工程と
を、順次行うことを特徴とする電極形成方法が提供され
る。
【0008】本発明の半導体装置は基板上に低不純物濃
度の第1の半導体層と第1の半導体層上に形成された第
1の半導体層よりも電子親和力が小さくかつ禁制帯幅が
大きくその内部に高不純物濃度層を持つ第2の半導体層
と第2の半導体層上に形成された第3の半導体層及び第
1の半導体層内の第2の半導体層側のヘテロ接合界面に
2次元的に分布する電子に対し第2、第3の半導体層を
介しオーミック接合により対峙している電極から構成さ
れる。半導体基板としては、半絶縁性の基板が使用で
き、例えばGaAs、InP等が挙げられる。また使用
できる半導体層はInAlAs/InGaAs、AlG
aAs/GaAs、AlGaAs/InGaAs、In
AlAs/InP等からなる組合せを用いることができ
る。
【0009】このような半導体層上にプラズマCVD
法、CVD法等を用いて絶縁膜を200〜300nm形
成する。絶縁膜としては窒化珪素膜、酸化珪素膜等が挙
げられる。次に、絶縁膜を積層した基板に、オーミック
電極を形成するために所望の領域に、通常のフォト工程
によって第1のレジストパターンを形成する。この第1
のレジストパターンに使用されるレジスト剤としては、
例えば東京応化製OFPR800が使用できる。さらに第1の
レジストパターンをマスクとしてエッチングするが、こ
のエッチングとしては、種々のエッチング方法例えばC
4 による等方性ドライエッチング、HF等による等方
性ウエットエッチングが使用できるが、バッファードH
F等を用いての等方性ウエットエッチングが好ましい。
エッチング手順としては、最初のエッチングで約半分の
深さの絶縁膜を取り除く。この際のエッチングの深さの
制御はそれほど厳しくしなくても良く、バッファードH
Fを用いたウエットエッチングでも十分に制御可能であ
る。次に上記第1のレジストパターンを取り除き、2回
目のエッチングを行うために、新たに第2のレジストパ
ターンを形成する。この第2のレジストパターンに使用
されるレジスト剤としては、東京応化製OFPR800が使用
できる。この第2のレジストパターンは第1のレジスト
パターンよりも例えば0.2μm小さくする。この第2
のレジストパターンをマスクとして2回目のエッチング
で半導体層を露出させる。この2回目のエッチングとし
ては、種々のエッチング方法例えばCF4 による等方性
ドライエッチング、HF等による等方性ウエットエッチ
ングが使用できるが、バッファードHF等を用いての等
方性ウエットエッチングが好ましい。さらにこのとき2
回目のエッチングで取り除く絶縁膜の面積は、最初のエ
ッチングで取り除く絶縁膜の面積より大きくしなければ
ならない。この2回のエッチングによってレジストパタ
ーン端の絶縁膜が1部残った形状になる。
【0010】この後、オーミック電極を形成するため
に、蒸着法等によって電極を形成する物質を積層する。
この際エッチングされずに残った絶縁膜の1部と重なる
ように積層する。オーミック電極に使用される物質とし
て、AuGe/Ni/Au、AuGe/Ni/Ag/A
u等が挙げられる。次にアセトン等の有機溶媒を用いて
リフトオフを行い、更に基板表面に残っているレジスト
残渣を完全に除去するために、O2プラズマアッシング
を行う。この後オーミック電極に用いる物質によっても
異なるが、300〜400℃でアロイ処理を行って合金
化させ、オーミック電極を得る。
【0011】
【作用】本願発明の電極形成方法では、絶縁膜端上にオ
ーミック電極端が重なる形状なので、従来方法と違って
半導体基板が全く露出していない。このためこの後のO
2プラズマアッシング等の処理による半導体表面へのダ
メージが一切なくなることとなり、オーミック電極間の
抵抗が低減し、安定した半導体が得られることになる。
【0012】
【実施例】以下に本発明の電極形成方法を図1を用いて
さらに詳しく説明する。まず半絶縁性基板InP1上
に、アンドープInGaAs層2(200nm積層)、
アンドープInAlAsスペーサー層3(10nm積
層)、Siのドープ量が5×1018ions/cm3
InAlAsドナー層(50nm積層)4、アンドープ
InAlAsショットキー層(300nm積層)5及び
Siのドープ量が5×1018ions/cm3のInG
aAsキャップ層(10nm積層)6をこの順番で形成
したエピタキシャル基板上に、プラズマCVD法を用い
てSiN膜を300nm形成した。さらに通常のフォト
工程によって第1のレジストパターン10を形成した
(図1−1)。
【0013】次に第1のレジストパターン10をエッチ
ングマスクとして、バッファードHFを用いてSiN膜
を150nmの厚さで第1回目のエッチングを行った。
その後アセトン等で第1のレジストパターン10を除去
し、O2プラズマアッシングによって基板表面に残って
いるレジスト残渣を完全に除去した(図1−2)。更に
第2のレジストパターン11を第1のレジストパターン
10よりもそのパターンエッジが0.2μm小さくなる
ようにして通常のフォト工程によって形成する(図1−
3)。
【0014】次に第2のレジストパターン11をエッチ
ングマスクとしてバッファードHFを用いて、SiN膜
を150nmの厚さで、第2回目のエッチングを行い、
SiドープInGaAsキャップ層6を露出させた。こ
の際第2のレジストパターン11端のSiN膜の1部は
エッチングされずに残っている(図1−4)。次に抵抗
加熱機を用いてAuGe(100nm)/Ni(10n
m)/Au(100nm)8を連続蒸着した。この際A
uGe中のGeの含有量は12重量%のものを用いた
(図1−5)。
【0015】その後アセトン等の有機溶剤を用いてリフ
トオフを行い、O2プラズマアッシングによって基板表
面に残っているレジスト残渣を完全に除去し、350
℃、1分のアロイ処理を行い、3、4、5及び6の半導
体層を介して、AuGe/Ni/AuとアンドープIn
GaAs層2中に形成されている2次元電子とを電気的
にオーミック接合させオーミック電極を得た。
【0016】図3に上記実施例で形成した、オーミック
電極のコンタクト抵抗の種々のアロイ温度に対する依存
性を測定した結果を示した。
【0017】
【発明の効果】図3に示した本発明のオーミック電極の
コンタクト抵抗の種々のアロイ温度に対する依存性と、
図4に示した従来技術のオーミック電極のコンタクト抵
抗の種々のアロイ温度に対する依存性を比較すると明ら
かにコンタクト抵抗が低減され、かつアロイ温度に対し
て安定していることがわかる。これは従来の電極形成方
法で形成されたオーミック電極が持つオーミック電極端
の高抵抗な領域が、本願発明のオーミック電極には存在
しないので、オーミック電極間の抵抗が大幅に安定する
ことになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオーミック電極の形成工程を示す概略
説明図である。
【図2】従来のオーミック電極の形成工程を示す概略説
明図である。
【図3】本発明の方法で形成されたオーミック電極のコ
ンタクト抵抗とアロイ温度との関係を示す図である。
【図4】従来の方法で形成されたオーミック電極のコン
タクト抵抗とアロイ温度との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 半絶縁性InP基板 2 アンドープInGaAs層 3 アンドープInAlAsスペーサー層 4 SiドープInAlAsドナー層 5 アンドープInAlAsショットキー層 6 SiドープInGaAsキャップ層 7 SiN膜 8 オーミック電極 9 レジストパターン 10 レジストパターン 11 レジストパターン
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 21/027 H01L 29/778 H01L 29/812

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体層を有する半導体基板上に絶縁膜
    を形成する工程と、該絶縁膜上に第1のレジストパター
    ンを形成する工程と、 該第1のレジストパターンをエッチングマスクとして、
    半導体層が露出しないようにエッチングを行う工程と、 前記第1のレジストパターンを除去し、次に前記第1の
    レジストパターンの面積より小さくなるように前記絶縁
    膜上に第2のレジストパターンを形成する工程と該第2のレジストパターンをエッチングマスクとして、
    前記半導体層が露出するように等方性エッチングを行
    い、前記第2のレジストパターンによる開口に対し前記
    等方性エッチングによってできた前記絶縁膜の開口の方
    を大きくする工程と、 前記半導体層を露出させた領域にオーミック電極を絶縁
    膜と重なるように形成する工程と、 リフトオフ法により、前記第2のレジストパターン上に
    形成された前記オーミック電極を除去する工程とを、順
    次行うこと を特徴とする電極形成方法。
  2. 【請求項2】 前記オーミック電極は、露出させたInGa
    As層上に形成されれていることを特徴とする請求項1
    記載の電極形成方法。
JP18088392A 1992-07-08 1992-07-08 電極形成方法 Expired - Fee Related JP3222556B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18088392A JP3222556B2 (ja) 1992-07-08 1992-07-08 電極形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18088392A JP3222556B2 (ja) 1992-07-08 1992-07-08 電極形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0629324A JPH0629324A (ja) 1994-02-04
JP3222556B2 true JP3222556B2 (ja) 2001-10-29

Family

ID=16091007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18088392A Expired - Fee Related JP3222556B2 (ja) 1992-07-08 1992-07-08 電極形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3222556B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0629324A (ja) 1994-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5373191A (en) Semiconductor device and method of producing the same
JPH0642492B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタからなる半導体装置とその製造方法
JP3294411B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US11810962B2 (en) High electron mobility transistor and method for forming the same
JP4999246B2 (ja) コレクタ−アップ・ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタとその製造方法
US20040016941A1 (en) Hetero-junction bipolar transistor and a manufacturing method of the same
JP2002170829A (ja) ヘテロ接合型バイポーラトランジスタ及びその製造方法
JP2687897B2 (ja) 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP3222556B2 (ja) 電極形成方法
EP0274866B1 (en) Method for fabricating a field-effect transistor with a self-aligned gate
JPH04275433A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05275444A (ja) ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタの製造方法
JP2817217B2 (ja) 金属・半導体接合を有する半導体装置およびその製造方法
JP3210354B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法
JP2002141499A (ja) 電界効果トランジスタ及びその製造方法
JP3139003B2 (ja) 共鳴トンネリングダイオードの製造方法
JP2844995B2 (ja) 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP4092597B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0360178B2 (ja)
EP0460429A2 (en) Method of making heterojunction bipolar transistor
JP3064559B2 (ja) 高電子移動度トランジスタの製造方法
JP2615983B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法
JP3064514B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2668418B2 (ja) 半導体装置
JPS61116877A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070817

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080817

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080817

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090817

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees