(57)【要約】  第１の電極と第2の電極との間でキャリアのフローを制御するための制御電極を備えたトランジスタ装置を有する半導体構造を形成するための方法。パッシベーション層は、第１の電極、第2の電極および制御電極にわたって堆積する。エッチング停止層は、制御電極にわたってパッシベーション層上に堆積する。誘電層は、エッチング停止層にわたって形成される。窓は、制御電極にわたって誘電層の選択された領域を介してエッチングされ、制御電極にわたって配置されたエッチング停止層の一部を露出させる。金属層はエッチング停止層の一部の上に形成され、誘電層はまた金属層の上にも形成される。第2の金属層は、前記金属層（便宜的に第１の金属層と称する）の上に形成される誘電層の一部の上に堆積する。
2016522982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体構造を形成する方法であって、
第１の電極と第2の電極との間でキャリアのフローを制御するための制御電極を有するトランジスタ装置を半導体層に提供するステップと、
第１の電極、第2の電極、および、制御電極にわたってパッシベーション層を堆積させるステップと、
パッシベーション層上にエッチング停止層を堆積するステップであって、かかるエッチング停止層が、制御電極にわたって配置されることを特徴とするステップと、
エッチング停止層にわたって誘電層を形成するステップと、制御電極にわたる誘電層の選択領域を介して窓をエッチングし、制御電極にわたって配置されたエッチング停止層の一部を露出させることを特徴とする、エッチングするステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
金属層をエッチング停止層の一部の上に形成するステップ、を包含し、誘電層がまた、金属層の上にも形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の前記金属層上に形成された誘電層の一部の上に第2の金属層を堆積させるステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
トランジスタ装置が電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
半導体層が、ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
パッシベーション層が窒化ケイ素であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
エッチング停止層が酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
誘電層が窒化ケイ素であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
誘電層がプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）窒化ケイ素であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
エッチング停止層が、原子層堆積（ＡＬＤ）層であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
エッチングが、反応性イオンエッチング（RIE）または誘導結合プラズマ（ICP）エッチング及びフォトレジストパターニングを使用することを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
エッチングが、硫黄六フッ化物ベースのプラズマエッチャントを使用することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
半導体構造を形成する方法であって、
半導体層とオーム性接触のソースおよびドレイン電極と、半導体層とショットキー接触のゲート電極とを備えたＩＩＩ−Ｖ族半導体層を提供するステップと、
ソース、ドレインおよびゲート電極にわたってパッシベーション層を堆積させ、パッシベーション層上にエッチング停止層を堆積させるステップと、
エッチング停止層にわたって誘電層を形成するステップと、
ゲート電極にわたって堆積されたエッチング停止層の一部を露出させる誘電層に窓を形成するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
半導体構造体であって、
ＩＩＩ−Ｖ族半導体層と、
半導体層とオーム性接触するソースおよびドレイン電極と、
半導体層を有するショットキー接触するゲート電極と、
ソース、ドレインおよびゲート電極にわたって配置されたパッシベーション層であって、エッチング停止層がパッシベーション層上に配置されていることを特徴とする、パッシベーション層と、
エッチング停止層の第１の部分上に配置された誘電層であって、該誘電層は窓をそこに有し、かかる窓がエッチング停止層の第2の部分を露出させることを特徴とする誘電層と、
を有することを特徴とする半導体構造体。
【請求項１５】
エッチング停止層が、ソースおよびドレイン電極にわたって配置されることを特徴とする請求項１４に記載の半導体構造体。
【請求項１６】
エッチング停止層が、第１の電極および第2の電極にわたって堆積されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
エッチング停止層が、ソース電極およびドレイン電極にわたって堆積されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  この開示は、全般的にモノリシック集積回路（ＭＭＩＣ）構造に関し、並びに、下に横たわるアクティブ・デバイス・パッシベーション層を保護するために下に横たわるエッチング停止層を用いて誘電層を選択的にエッチングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  当技術分野で知られているように、モノリシックマイクロ波集積回路（MMIC）がこれまでより高い周波数で動作するように設計されているように、（ゲート、伝送線を含む）様々なMMIC伝導経路上の誘電体負荷の影響がより顕著になります。かかるローディングの最小化は、所望のゲイン・パフォーマンスを成し遂げるのにきわめて重要である。
【０００３】
[0003]  従来技術において、公知でもあっているように、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）は窒化ケイ素の堆積に関し広く使われており、それはコンポーネントを不動態化するパッシベーション層として作用することができ、または、キャパシタ誘電体として作用できる。しかしながら、この堆積技術は、ＭＭＩＣの領域をコーティングし、付加された誘電体の存在は要求されず、より高い周波数でデバイス性能に逆に影響を与える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004]  本開示による方法は、半導体構造を形成することを提供する。方法は、第１の電極と第2の電極との間でキャリアのフローを制御するための制御電極を有するトランジスタ装置を半導体層に提供するステップと、
第１の電極、第2の電極、および、制御電極にわたってパッシベーション層を堆積させるステップと、
パッシベーション層上にエッチング停止層を堆積するステップであって、かかるエッチング停止層が、制御電極にわたって配置されることを特徴とするステップと、
エッチング停止層にわたって誘電層を形成するステップと、
制御電極にわたる誘電層の選択された領域を介して窓をエッチングし、制御電極にわたって配置されたエッチング停止層の一部を露出させることを特徴とする、エッチングするステップとを有することを特徴とする
[0005]  ある実施形態において、方法は、金属層をエッチング停止層の一部の上に形成するステップ、を包含し、誘電層がまた、金属層の上にも形成されることを特徴とする。
【０００５】
[0006]  ある実施形態では、方法は、前記金属層（便宜上、第１の金属層と称する）上に形成された誘電層の一部の上に第2の金属層を堆積させるステップを含むことを特徴とする。
【０００６】
[0007]  ある実施形態では、トランジスタ装置は、電界効果トランジスタであることを特徴とする。
[0008]  ある実施形態では、半導体層は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料であることを特徴とする。
【０００７】
[0009]  ある実施形態では、パッシベーション層は、窒化ケイ素である。
[0010]  ある実施形態では、エッチング停止層は酸化アルミニウムであることを特徴とする。
【０００８】
[0011]  ある実施形態では、誘電層は、窒化ケイ素である。
[0012]  ある実施形態では、誘電層がプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）窒化ケイ素であることを特徴とする。
【０００９】
[0013]  ある実施形態では、エッチング停止層が、原子層堆積（ＡＬＤ）層であることを特徴とする。
[0014]  ある実施形態では、エッチングが、反応性イオンエッチング（RIE）または誘導結合プラズマ（ICP）エッチング及びフォトレジストパターニングを使用することを含むことを特徴とする。
【００１０】
[0015]  ある実施形態では、エッチングは、硫黄六フッ化物ベースのプラズマエッチャントを使用することを特徴とする。
[0016]  かかる方法では、PECVD窒化シリコンの使用は、不動態化のために、または、それが望ましくない領域からそれを除去するために、その後の能力を持つキャパシタの誘電体としてMMICウェーハのブランケットコーティングを可能にする。ＰＥＣＶＤプロセスは、関係する高温（摂氏２５０度以上）のため、フォトレジストパターニングプロセスと典型的に互換性がなく、従って、この方法は、ＭＭＩＣ構造上の誘電層の選択的な配置に関し、エッチング停止層を用いて代わりの通路を生成する。
【００１１】
[0017]  更に、エッチング停止中間層としての酸化アルミニウムの使用は、ＭＭＩＣ上の領域から、窒化ケイ素誘電層の選択的除去を可能にし、その存在は、ここでは、反応性イオンエッチング（RIE）または標準的なフォトレジストパターニング技術と六フッ化硫黄系プラズマエッチング剤との誘導結合プラズマエッチング（ICP）技術を使用して望ましくない。
【００１２】
[0018]  かかる方法については、薄いALDアルミニウム酸化物エッチング停止層を選択MMIC構造の上面の不要な領域からPECVD窒化ケイ素を除去するためのフォトパターン化と共に使用される。エッチング停止層は、１００：１を上回るドライエッチング選択性で残余のパッシベーション厚以上の精度制御を提供し、該方法は、コンデンサ構造に関しＰＥＣＶＤ窒化ケイ素の使用を可能にし、該方法は、ＡＬＤ酸化アルミニウムに対し窒化ケイ素のＰＥＣＶＤのＲＩＥエッチングで１００：１を上回るエッチング選択性を可能にし、プロセスは、壊れやすいゲート構造を保護するのに用いることができ、
該方法は、ＧａＡｓ、ＧａＮおよび他の半導体材料に関し用いられ得る。
【００１３】
[0019]  本開示の一つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面および下記の詳細な説明において、説明される。本開示の他の特徴、目的および利点は、発明の詳細な説明および図面、および、特許請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｂ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｃ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｄ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｅ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｆ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｇ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｈ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｉ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｊ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｋ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【図１Ｌ】本発明の開示による製造のさまざまなステップにおけるＭＭＩＣの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0021]  種々の図面における同じ参照番号は、同じエレメントを示す。
[0022]  図１Ａを参照すると、半導体構造１０は、基板１１を有し、ここでは例えば、その上にＧａＮ半導体層１３を有する炭化ケイ素、および、半導体層１３上に追加の半導体層１２であり、層１２は例えば、ここではＡｌＧａＮのようなＩＩＩ−Ｖ半導体である。例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰのような他の半導体も適当な基板に用いられることが可能であることを理解すべきである。半導体層１２は、トランジスタデバイス１４を有し、ここでは例えば、それぞれ示すように、半導体層１２とオーミック接触で、ならびに、半導体層１２及びパッシベーション層２２とショットキー接触でゲート電極２０と、ソース及びドレイン電極１６，１８を設けるように従来のいかなる処理を用いて形成される電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）デバイスを含み、ここでは示すように、パッシベーション層２２は、半導体１２の一部、並びに、ソース及びドレイン電極１６，１８の上に配置される。ここでは例えば、パッシベーション層２２は、窒化ケイ素である。ゲート電極２０は、ソースとドレイン電極の間の半導体層１２、１３のキャリアのフローを制御する。
【００１６】
[0023]  次いで、図１Ｂを参照すると、窒化ケイ素の付加的な層２４は、図１Ａに示される構造全体にわたって均一に堆積し、ここでは例えば、ゲート２０パッシベーションを提供するために、ＰＥＣＶＤ窒化ケイ素の２００オングストローム厚の層２４である。
【００１７】
[0024]  次いで、図１Ｃを参照すると、エッチング停止層２６がパッシベーション層２４上に均一に堆積され、ここでは例えば、酸化アルミニウムの原子層堆積、Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ、ＡＬＤ層の２５オングストロームの層である。
【００１８】
[0025]  次いで、図１Ｄを参照すると、第一のレベルのアクティブデバイスの金属化処理は、示したように、ゲート電極２０にわたるエッチング停止層２６の一部を包含するエッチング停止層２６の他の部分をカバーしながら、ソース及びドレイン電極１８にわたるパッシベーション層２２及び２４およびエッチング停止層２６の一部を露出させるようにそこにスルー窓28が形成されるようにパターニングされたフォトレジスト層27を形成することによって、始まる。ゲート電極２０が、図示しない（図１Ｄに示される面外）導電ゲート・パッドで終端し、この導電ゲート・パッドがまたフォトレジスト層２７の窓２８によっても露出することに注意されたい。示したように、窓が開けられたフォトレジスト層２７を備えた構造は、第１ステップにおいて、窓２８により露出されたエッチング停止層２６の一部を除去するために、例えば、プラズマのようなドライエッチ又はウエットエッチングに晒され、第２ステップにおいて、下に横たわる窒化ケイ素パッシベーション層２４及び２２の一部を除去し、それにより、ソース及びドレイン電極１６および１８を露出させる（同様に、平面ゲートコンタクトパッドの外は図示せず）。次いで、フォトレジスト層は、図１Ｅに示される構造を残して剥離される。
【００１９】
[0026]  次いで、図１Ｆを参照すると、フォトレジスト層３０が堆積し、第１レベル（レベル１）金属化が形成される領域をそこに露出させるように形成される窓３２を有するように、リソグラフィ処理される。このレベル１金属化はソースおよびドレイン電極２４及び２６、記載したようにキャパシタに関する底部電極と同様にゲートコンタクトパッド（上述したように、図示せず）、形成されるＭＭＩＣの同一平面の接地面構造及びマイクロ波伝送線に関する相互接続を形成するのに用いられる。
【００２０】
[0027]  また図１Ｇを参照すると、金属３４はフォトレジスト層３２（図１Ｆ）上に、上述した露出したソース及びドレイン電極１６，１８の上に窓を介して堆積し、例えばキャパシタが形成されているエッチング停止層２６の一部のような他の部分と同様に上述のゲートコンタクトパッド（図示せず）の上に堆積される。次いで、フォトレジスト層３０（図１Ｆ）は、金属３４に沿って表面から剥離され、そにおいて、金属が生じ、そこで構造がリフトオフされ、図１Gに示す構造が生じる。
【００２１】
[0028]  次いで、誘電層４０、ここでは例えばプラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）窒化ケイ素は、図１  Ｈに示される構造に結果としてなっている図１  Ｇに示される構造の表面にわたって被覆される。
【００２２】
[0029]  次いで、フォトレジスト層４２は堆積し、図１Ｉに示したように、そこに形成された窓４４を有するようにフォトリソグラフィ処理され、フォトレジスト層４２が、形成されるキャパシタに関する底部プレート３４ａを提供するのに用いられる金属３４にわたって残る。構造は、例えば、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）、または、誘導結合プラズマエッチング（ＩＣＰ）、六フッ化硫黄系プラズマエッチャントのようなプラズマ・エッチングのようなドライエッチング、または、ウェットエッチングに晒される。エッチングプロセスが、酸化アルミニウムに対するものよりも著しく高いレートで窒化ケイ素をエッチングされ、例えば１００倍以上のレートでエッチングされることに注意すべきである。フォトレジスト層４２の除去後の図１Ｊに示すように、かくして、エッチングが酸化アルミニウム層２６で止まるので、酸化アルミニウム層２６はエッチング停止層として考慮される。（窓により露出されたと上述されたゲートコンタクトパッド（図示せず）と同様にソース及びドレイン電極の金属３４はまた、エッチング停止として作用することに注意されたい）。
【００２３】
[0030]  次いで、第2レベル（レベル２）金属化プロセスは、図１Ｋに示すように、フォトレジスト層５０を堆積させ、そこに形成される窓５２を有するようにリソグラフィのようにフォトレジスト層５０をパターニングすることによって、始まる。窓５２はソース及びドレイン電極１６、１８に関して使用された金属３４、ゲート導体パッド（上述したように図示せず）、および、形成されているコンデンサに関し用いられる窒化ケイ素誘電層４０の一部を露出させる。次いで、金属５６は、フォトレジストレーバー５０の残留部分に堆積し、ソースおよびドレイン電極１６、１８、ゲート導体パッド（上述したように図示せず）、および、形成されているコンデンサに関し用いられる窒化ケイ素誘電層４０の一部に堆積する。次いで、フォトレジスト層５０（図１Ｋ）は、そこで構造をリフトオフする金属５６の一部で剥離され、一方、金属５６の残留部分は、ソースおよびドレイン電極１６、１８、ゲート導体パッド（上述したように図示せず）、および、第１レベル金属３４に堆積された窒化ケイ素誘電体の一部に残り、それによって、ＭＭＩＣ  ６２のコンデンサ６０の形成を完了する。
【００２４】
[0031]  本開示による半導体構造を形成することに関する方法であって、第１の電極と第2の電極との間でキャリアのフローを制御するための制御電極を有するトランジスタデバイスを半導体層に提供するステップと、第１の電極、第2の電極および制御電極の上に渡ってパッシベーション層を堆積させるステップと、パッシベーション層上にエッチング停止層を堆積させ、かかるエッチング停止層は制御電極にわたって配置されるステップと、エッチング停止層の上にわたって誘電層を形成するステップと、制御電極の上にわたって誘電層の選択領域を介して窓にエッチングし、制御電極にわたって配置されたエッチング停止層の一部を露出させるステップと、を有することを特徴とする。方法はまた、金属層をエッチング停止層上の一部に形成するステップであって、誘電層がまた金属層上に形成されることを特徴とするステップと、第１の前記金属層上に形成される誘電層の一部の上に第2の金属層を堆積させるステップと、のうちの１又はそれ以上のステップを包含し、トランジスタ装置は、電界効果トランジスタであり、半導体層は、ＩＩＩ-Ｖ族半導体材料であり、パッシベーション層は、窒化ケイ素であり、エッチング停止層は、酸化アルミニウムであり、誘電層は、窒化ケイ素であり、誘電層は、プラズマ促進化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）窒化ケイ素であり、エッチング停止層は、原子層堆積（ＡＬＤ）層であり、エッチングは反応性イオンエッチング（RIE）または誘導結合プラズマ（ICP）エッチング及びフォトレジストパターニングの使用を含み、エッチングは、硫黄六フッ化物ベースのプラズマエッチャントを用い、エッチング停止層は、第１の電極および第2の電極にわたって堆積される、ことを特徴とする。
【００２５】
[0032]  本開示による半導体構造を形成するための方法であって、半導体層とオーム性接触のソースおよびドレイン電極と、半導体層とショットキー接触のゲート電極とを備えたＩＩＩ−Ｖ族半導体層を提供するステップと、ソース、ドレインおよびゲート電極にわたってパッシベーション層を堆積させ、パッシベーション層上にエッチング停止層を堆積させるステップと、エッチング停止層にわたって誘電層を形成するステップと、ゲート電極にわたって堆積されたエッチング停止層の一部を露出させる誘電層に窓を形成するステップと、を有し、エッチング停止層は、ソース電極およびドレイン電極にわたって堆積されることを特徴とする。
【００２６】
[0033]  本開示による半導体構造体は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体層と、半導体層とオーム性接触するソースおよびドレイン電極と、半導体層を有するショットキー接触するゲート電極と、ソース、ドレインおよびゲート電極にわたって配置されたパッシベーション層であって、エッチング停止層がパッシベーション層上に配置されていることを特徴とする、パッシベーション層と、エッチング停止層の第１の部分上に配置された誘電層であって、該誘電層は窓をそこに有し、かかる窓がエッチング停止層の第2の部分を露出させることを特徴とする誘電層と、を有することを特徴とする。さらに、エッチング停止層は、ソースおよびドレイン電極にわたって配置される。
【００２７】
[0034]  多くの実施形態を記載してきた。にもかかわらず、さまざまな修正が開示の精神と範囲から逸脱することなくされることができることが理解されよう。例えば、本方法は、バイポーラートランジスタで用いられることが可能である。したがって、他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。
【図１Ａ】
2016522982.tif 000003
【図１Ｂ】
2016522982.tif 000004
【図１Ｃ】
2016522982.tif 000005
【図１Ｄ】
2016522982.tif 000006
【図１Ｅ】
2016522982.tif 000007
【図１Ｆ】
2016522982.tif 000008
【図１Ｇ】
2016522982.tif 000009
【図１Ｈ】
2016522982.tif 000010
【図１Ｉ】
2016522982.tif 000011
【図１Ｊ】
2016522982.tif 000012
【図１Ｋ】
2016522982.tif 000013
【図１Ｌ】
2016522982.tif 000014
【国際調査報告】
2016522982.tif 000015
2016522982.tif 000016