JP2002158236A - Method for manufacturing semiconductor device and field-effect transistor manufactured thereby - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device and field-effect transistor manufactured thereby

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JP2002158236A
JP2002158236A JP2000350691A JP2000350691A JP2002158236A JP 2002158236 A JP2002158236 A JP 2002158236A JP 2000350691 A JP2000350691 A JP 2000350691A JP 2000350691 A JP2000350691 A JP 2000350691A JP 2002158236 A JP2002158236 A JP 2002158236A
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JP
Japan
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layer
type gaas
amorphous film
gaas layer
etchant
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Nakamoto
隆博 中本
Toshiaki Kitano
俊明 北野
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing capable of stably forming a structure having an overlapping size of the gate of about 0.1 μm or less. SOLUTION: The method for manufacturing a semiconductor device comprises a step of removing a prescribed part of an amorphous film by etching with a resist film 18 formed on the amorphous film 17 as a mask, a step of removing the prescribed part of a second n-type GaAs layer 16 by wet etching with the amorphous film as a mask by an etchant containing a tartaric acid and an H2O of a ratio of 100:1 to 5:1 with the finger direction of the gate 4 set parallel to a crystal orientation [011], a step of selectively removing only the second n-type GaAs layer 16 by an etchant having high selectivity and anisotropy, and a step of vapor-depositing the gate metal 4 around a removed part of a non-doped or an n-type GaAs layer 14 and a peripheral edge and lifting-off the resist layer 18.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造方法およびその方法によって製造された電界効果トラ
ンジスタ(以下、FETと称す)、特にGaAs系のFETで
リセス構造を有するFETに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device and a field effect transistor (hereinafter referred to as an FET) manufactured by the method, and more particularly to a GaAs FET having a recess structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、GaAs系のFETで一般に使用さ
れているリセス型の構成を示す概略断面図である。この
図において、2はn型GaAsの基板、3は基板2の主面に
形成されたリセス、4はリセス3内に設けられたゲー
ト、5および6は基板2上でゲート4の両側にそれぞれ
設けられたソース、ドレインである。このような構成の
FETにおいては、半導体表面、特にリセス3による凹
凸の影響を受けやすく、パルス遅延等の問題点のあるこ
とが知られている。この種FETにおいて、半導体表面
の影響を受けにくくするためには、図7におけるゲート
4とリセス3との間隔3Aを0にして図8に示すような
構成とすることが理想的である。しかし、ゲート4を蒸
着によって形成している場合には、蒸着源がウェハに対
して無限遠に設けられるものではないため、ウェハ内で
の素子の位置によってゲートの蒸着に片寄りが発生す
る。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a schematic sectional view showing a recess type structure generally used in a GaAs FET. In this figure, 2 is an n-type GaAs substrate, 3 is a recess formed in the main surface of the substrate 2, 4 is a gate provided in the recess 3, 5 and 6 are on the substrate 2 on both sides of the gate 4, respectively. A source and a drain provided. It is known that the FET having such a configuration is easily affected by irregularities due to the semiconductor surface, particularly the recess 3, and has a problem such as a pulse delay. In this type of FET, in order to reduce the influence of the semiconductor surface, it is ideal to set the distance 3A between the gate 4 and the recess 3 in FIG. However, when the gate 4 is formed by vapor deposition, since the vapor deposition source is not provided at infinity with respect to the wafer, the gate vapor deposition is shifted depending on the position of the element in the wafer.

【0003】即ち、素子がウェハの中心部に位置する場
合には、図9(a)の矢印7で示すように、ゲート4の
蒸着金属はほぼ真上からリセス3に向けて付着するた
め、ゲート4は、図9(a)に示すように、マスク8で
設定された寸法通りに、上述した間隔3Aが0の状態で
リセス3内に形成されるが、素子の位置がウェハの中心
部から離れている場合には、図9(b)の矢印7Aで示
すように、ゲート4の蒸着金属は素子のリセス3に対し
て角度をもって付着するため、マスク8に対して片寄り
が生じ、リセス幅3Bが生ずる。このリセス幅3Bの大
きさは、図9(c)の離隔距離と蒸着の片寄りとの関係
を示す特性図からも見られるように、素子の位置のウェ
ハ中心部からの距離によって変化し、素子が例えばウェ
ハの中心部から45mmの位置にある場合は、3Bの大
きさが約0.05μmとなる。従って、ウェハ面内の全ての
素子について、図8に示す構造を実現することは困難で
ある。
That is, when the element is located at the center of the wafer, the metal deposited on the gate 4 adheres to the recess 3 from almost directly above as shown by an arrow 7 in FIG. As shown in FIG. 9A, the gate 4 is formed in the recess 3 with the above-mentioned interval 3A being 0 according to the dimension set by the mask 8, but the element is located at the center of the wafer. 9A, the metal deposited on the gate 4 adheres at an angle to the recess 3 of the element, as shown by an arrow 7A in FIG. A recess width 3B occurs. The size of the recess width 3B varies depending on the distance of the element position from the center of the wafer, as can be seen from the characteristic diagram showing the relationship between the separation distance and the offset of the deposition in FIG. For example, when the element is at a position 45 mm from the center of the wafer, the size of 3B is about 0.05 μm. Therefore, it is difficult to realize the structure shown in FIG. 8 for all the elements in the wafer plane.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の製
造方法は、以上のような課題に直面していたため、その
対策の一つとしてゲート4の構造を図10に示すよう
に、リセス3からはみ出させてその周縁部を覆うオーバ
ラップ構造とすることが行なわれている。この場合、ウ
ェハの中心部に位置する素子におけるオーバラップ寸法
4Aが0.05μmであれば、ウェハ中心部から45mmの
範囲内に位置する素子は全てリセス3の底面がゲート金
属4で覆われるはずである。しかし、現実にはオーバラ
ップの形成は、例えば特開平8-330329号公報に
示されるように、内側リセスの形成後にゲートのレジス
トパターンを独立に形成する写真合わせ方式で行なって
いるため、原理的に、内側リセス寸法とゲート電極との
ずれが起こりやすく、ばらつきも大きい。このずれを吸
収させるため、プロセスマージン等からオーバラップの
寸法は、0.2μm程度と広くなる可能性が高い。しか
し、図11のオーバラップ寸法と利得の関係を示す特性
図からも見られるように、オーバラップ寸法の増加は利
得低下を招き、デバイス特性を悪化させる傾向にある。
Since the conventional method of manufacturing a semiconductor device has faced the above-described problems, one of the measures is to change the structure of the gate 4 from the recess 3 as shown in FIG. It has been practiced to have an overlapping structure that protrudes to cover the peripheral edge. In this case, if the overlap dimension 4A of the element located at the center of the wafer is 0.05 μm, all the elements located within a range of 45 mm from the center of the wafer should have the bottom surface of the recess 3 covered with the gate metal 4. is there. However, in practice, the formation of the overlap is performed by a photo alignment method in which a gate resist pattern is formed independently after the formation of an inner recess as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-330329. In addition, the gap between the inner recess dimension and the gate electrode easily occurs, and the variation is large. In order to absorb this shift, the size of the overlap is likely to be as large as about 0.2 μm from a process margin or the like. However, as can be seen from the characteristic diagram showing the relationship between the overlap dimension and the gain in FIG. 11, an increase in the overlap dimension tends to cause a decrease in gain and a deterioration in device characteristics.

【0005】この発明は、上記のような課題に対処する
ためになされたもので、オーバラップの寸法が0.1μm
程度あるいはそれ以下という構造を安定的に形成するこ
とができるセルフアライン的な製造方法を提供し、更に
は、その製造方法によって製造することにより、オーバ
ラップ寸法が0.1μm程度あるいはそれ以下の電界効果
トランジスタを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address the above-described problem, and has an overlap dimension of 0.1 μm.
The present invention provides a self-aligned manufacturing method capable of stably forming a structure having a thickness of about 0.1 μm or less. An object is to provide a transistor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置の製造方法は、半絶縁性のGaAs基板上に第1のn型Ga
As層、第1のAlGaAs層、ノンドープもしくはn型GaAs
層、第2のAlGaAs層、所定厚さの第2のn型GaAs層およ
びアモルファス膜を順次形成する工程と、アモルファス
膜上に形成したレジスト層にゲート長を決定するための
パターニングを行ない、開口部を形成すると共に、この
レジスト層をマスクとしてエッチングを行ない、アモル
ファス膜の所定部分を除去する工程と、ゲートのフィン
ガー方向を結晶方位[011]と平行にして、酒石酸とH2O
2との比率を100:1〜5:1にしたエッチャントによりアモ
ルファス膜をマスクとしてウェットエッチングを行な
い、第2のn型GaAs層の所定部分を除去する工程と、H
F系のエッチャントによりアモルファス膜をサイドエッ
チングする工程と、選択性が高く異方性のあるエッチャ
ントにより第2のn型GaAs層のみを選択的に除去する工
程と、酒石酸系のエッチャントにより第2のAlGaAs層の
所定部分を除去した後、選択性が高く異方性のあるエッ
チャントにより第2のn型GaAs層およびノンドープもし
くはn型GaAs層を選択的に除去する工程と、レジスト層
をマスクとしてノンドープもしくはn型GaAs層の除去部
分およびその周縁にゲート金属を蒸着すると共に、レジ
スト層をリフトオフする工程とを有するものである。
According to a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a first n-type Ga is formed on a semi-insulating GaAs substrate.
As layer, first AlGaAs layer, non-doped or n-type GaAs
A step of sequentially forming a layer, a second AlGaAs layer, a second n-type GaAs layer of a predetermined thickness and an amorphous film, and patterning a resist layer formed on the amorphous film to determine a gate length. Forming a portion and etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film; and making the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [011] to form tartaric acid and H 2 O.
Wet etching using an etchant having a ratio of 2 : 1 to 100: 1 to 5: 1 using the amorphous film as a mask to remove a predetermined portion of the second n-type GaAs layer;
A step of side-etching the amorphous film with an F-based etchant, a step of selectively removing only the second n-type GaAs layer with a highly selective and anisotropic etchant, and a second step of using a tartaric acid-based etchant. After removing a predetermined portion of the AlGaAs layer, selectively removing the second n-type GaAs layer and the non-doped or n-type GaAs layer with a highly selective and anisotropic etchant; Alternatively, a step of depositing a gate metal on the removed portion of the n-type GaAs layer and the periphery thereof and lifting off the resist layer is provided.

【0007】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
また、半絶縁性のGaAs基板上にn型GaAs層およびアモル
ファス膜を順次形成する工程と、アモルファス膜上に形
成したレジスト層にゲート長を決定するためのパターニ
ングを行ない、開口部を形成すると共に、このレジスト
層をマスクとしてエッチングを行ない、アモルファス膜
の所定部分を除去する工程と、ゲートのフィンガー方向
を結晶方位[011]と平行にして、酒石酸とH2O2との比
率を100:1〜5:1にしたエッチャントによりアモルファス
膜をマスクとしてウェットエッチングを行ない、n型Ga
As層の所定部分が所定の深さとなるように除去する工程
と、HF系のエッチャントによりアモルファス膜をサイ
ドエッチングする工程と、選択性が高く異方性のあるエ
ッチャントによりn型GaAs層のみを選択的に除去してn
型GaAs層に2段リセスを形成する工程と、レジスト層を
マスクとして2段リセスの内側リセスおよびその周縁の
外側リセスにゲート金属を蒸着すると共に、レジスト層
をリフトオフする工程とを有するものである。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention
In addition, a step of sequentially forming an n-type GaAs layer and an amorphous film on a semi-insulating GaAs substrate, and a patterning for determining a gate length in a resist layer formed on the amorphous film are performed to form an opening. A step of performing etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film; and making the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [011], and setting the ratio of tartaric acid to H 2 O 2 to 100: 1. Wet etching is performed by using an amorphous film as a mask with an etchant of about 5: 1, and n-type Ga
A step of removing a predetermined portion of the As layer to a predetermined depth, a step of side-etching the amorphous film with an HF-based etchant, and selecting only an n-type GaAs layer with a highly selective and anisotropic etchant To remove n
Forming a two-step recess in the type GaAs layer, and using a resist layer as a mask, depositing a gate metal in an inner recess of the two-step recess and an outer recess around the periphery thereof, and lifting off the resist layer. .

【0008】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
また、半絶縁性のGaAs基板上にノンドープのGaAs層もし
くはノンドープのInGaAs層、第1のAlGaAs層、ノンドー
プもしくはn型GaAs層、第2のAlGaAs層、所定厚さのn
型GaAs層およびアモルファス膜を順次形成する工程と、
アモルファス膜上に形成したレジスト層にゲート長を決
定するためのパターニングを行ない、開口部を形成する
と共に、このレジスト層をマスクとしてエッチングを行
ない、アモルファス膜の所定部分を除去する工程と、ゲ
ートのフィンガー方向を結晶方位[011]と平行にし
て、酒石酸とH2O2との比率を100:1〜5:1にしたエッチャ
ントによりアモルファス膜をマスクとしてウェットエッ
チングを行ない、所定厚さのn型GaAs層の所定部分を除
去する工程と、HF系のエッチャントによりアモルファ
ス膜をサイドエッチングする工程と、選択性が高く異方
性のあるエッチャントにより所定厚さのn型GaAs層のみ
を選択的に除去する工程と、酒石酸系のエッチャントに
より第2のAlGaAs層の所定部分を除去した後、選択性が
高く異方性のあるエッチャントにより所定厚さのn型Ga
As層およびノンドープもしくはn型GaAs層を選択的に除
去する工程と、レジスト層をマスクとしてノンドープも
しくはn型GaAs層の除去部分およびその周縁にゲート金
属を蒸着すると共に、レジスト層をリフトオフする工程
とを有するものである。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
Further, a non-doped GaAs layer or a non-doped InGaAs layer, a first AlGaAs layer, a non-doped or n-type GaAs layer, a second AlGaAs layer, a predetermined thickness of n on a semi-insulating GaAs substrate.
Forming a type GaAs layer and an amorphous film sequentially;
Patterning a resist layer formed on the amorphous film to determine a gate length, forming an opening, performing etching using the resist layer as a mask, and removing a predetermined portion of the amorphous film; With the finger direction parallel to the crystal orientation [011], wet etching is performed using an amorphous film as a mask with an etchant in which the ratio of tartaric acid and H 2 O 2 is set to 100: 1 to 5: 1. A step of removing a predetermined portion of the GaAs layer, a step of side-etching the amorphous film with an HF-based etchant, and a selective removal of only the n-type GaAs layer of a predetermined thickness with a highly selective and anisotropic etchant. And removing a predetermined portion of the second AlGaAs layer with a tartaric acid-based etchant, and then forming a highly selective and anisotropic etchant. n-type Ga of predetermined thickness by
A step of selectively removing the As layer and the non-doped or n-type GaAs layer; a step of depositing a gate metal on a removed portion of the non-doped or n-type GaAs layer and a periphery thereof using the resist layer as a mask; and a step of lifting off the resist layer. It has.

【0009】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
また、半絶縁性のGaAs基板上に第1のn型GaAs層、第1
のAlGaAs層、ノンドープもしくはn型GaAs層、第2のAl
GaAs層、所定厚さの第2のn型GaAs層およびアモルファ
ス膜を順次形成する工程と、アモルファス膜上に形成し
たレジスト層にゲート長を決定するためのパターニング
を行ない、開口部を形成すると共に、このレジスト層を
マスクとしてエッチングを行ない、アモルファス膜の所
定部分を除去する工程と、ゲートのフィンガー方向を結
晶方位[0-11]と平行にして、酒石酸とH2O2との比率を
1:10〜1:50にしたエッチャントによりアモルファス膜を
マスクとしてウェットエッチングを行ない、第2のn型
GaAs層の所定部分を除去する工程と、HF系のエッチャ
ントによりアモルファス膜をサイドエッチングする工程
と、選択性が高く異方性のあるエッチャントにより第2
のn型GaAs層のみを選択的に除去する工程と、酒石酸系
のエッチャントにより第2のAlGaAs層の所定部分を除去
した後、選択性が高く異方性のあるエッチャントにより
第2のn型GaAs層およびノンドープもしくはn型GaAs層
を選択的に除去する工程と、レジスト層をマスクとして
ノンドープもしくはn型GaAs層の除去部分およびその周
縁にゲート金属を蒸着すると共に、レジスト層をリフト
オフする工程とを有するものである。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
Also, a first n-type GaAs layer on a semi-insulating GaAs substrate,
AlGaAs layer, non-doped or n-type GaAs layer, second Al
A step of sequentially forming a GaAs layer, a second n-type GaAs layer of a predetermined thickness and an amorphous film, and performing patterning for determining a gate length on a resist layer formed on the amorphous film to form an opening, Etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film; and making the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [0-11], and adjusting the ratio of tartaric acid to H 2 O 2.
Perform wet etching using an amorphous film as a mask with an etchant having a ratio of 1:10 to 1:50 to obtain a second n-type.
A step of removing a predetermined portion of the GaAs layer, a step of side-etching the amorphous film with an HF-based etchant, and a second step of using a highly selective and anisotropic etchant.
Selectively removing only the n-type GaAs layer, and removing a predetermined portion of the second AlGaAs layer with a tartaric acid-based etchant, and then removing the second n-type GaAs layer with a highly selective and anisotropic etchant. A step of selectively removing the layer and the non-doped or n-type GaAs layer; and a step of depositing a gate metal on a removed portion of the non-doped or n-type GaAs layer and a periphery thereof using the resist layer as a mask, and lifting off the resist layer. Have

【0010】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
また、半絶縁性のGaAs基板上にn型GaAs層およびアモル
ファス膜を順次形成する工程と、アモルファス膜上に形
成したレジスト層にゲート長を決定するためのパターニ
ングを行ない、開口部を形成すると共に、このレジスト
層をマスクとしてエッチングを行ない、アモルファス膜
の所定部分を除去する工程と、ゲートのフィンガー方向
を結晶方位[0-11]と平行にして、酒石酸とH2O2との比
率を1:10〜1:50にしたエッチャントによりアモルファス
膜をマスクとしてウェットエッチングを行ない、n型Ga
As層の所定部分が所定の深さとなるように除去する工程
と、HF系のエッチャントによりアモルファス膜をサイ
ドエッチングする工程と、選択性が高く異方性のあるエ
ッチャントによりn型GaAs層のみを選択的に除去してn
型GaAs層に2段リセスを形成する工程と、レジスト層を
マスクとして2段リセスの内側リセスおよびその周縁の
外側リセスにゲート金属を蒸着すると共に、レジスト層
をリフトオフする工程とを有するものである。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
In addition, a step of sequentially forming an n-type GaAs layer and an amorphous film on a semi-insulating GaAs substrate, and a patterning for determining a gate length in a resist layer formed on the amorphous film are performed to form an opening. Etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film, and making the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [0-11] to set the ratio between tartaric acid and H 2 O 2 to 1 : Perform wet etching using an amorphous film as a mask with an etchant having a ratio of 10 to 1:50 to obtain n-type Ga.
A step of removing a predetermined portion of the As layer to a predetermined depth, a step of side-etching the amorphous film with an HF-based etchant, and selecting only an n-type GaAs layer with a highly selective and anisotropic etchant To remove n
Forming a two-step recess in the type GaAs layer, and using a resist layer as a mask, depositing a gate metal in an inner recess of the two-step recess and an outer recess around the periphery thereof, and lifting off the resist layer. .

【0011】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
また、半絶縁性のGaAs基板上にノンドープのGaAs層もし
くはノンドープのInGaAs層、第1のAlGaAs層、ノンドー
プもしくはn型GaAs層、第2のAlGaAs層、所定厚さのn
型GaAs層およびアモルファス膜を順次形成する工程と、
アモルファス膜上に形成したレジスト層にゲート長を決
定するためのパターニングを行ない、開口部を形成する
と共に、このレジスト層をマスクとしてエッチングを行
ない、アモルファス膜の所定部分を除去する工程と、ゲ
ートのフィンガー方向を結晶方位[0-11]と平行にし
て、酒石酸とH2O2との比率を1:10〜1:50にしたエッチャ
ントによりアモルファス膜をマスクとしてウェットエッ
チングを行ない、所定厚さのn型GaAs層の所定部分を除
去する工程と、HF系のエッチャントによりアモルファ
ス膜をサイドエッチングする工程と、選択性が高く異方
性のあるエッチャントにより所定厚さのn型GaAs層のみ
を選択的に除去する工程と、酒石酸系のエッチャントに
より第2のAlGaAs層の所定部分を除去した後、選択性が
高く異方性のあるエッチャントにより所定厚さのn型Ga
As層およびノンドープもしくはn型GaAs層を選択的に除
去する工程と、レジスト層をマスクとしてノンドープも
しくはn型GaAs層の除去部分およびその周縁にゲート金
属を蒸着すると共に、レジスト層をリフトオフする工程
とを有するものである。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention
Further, a non-doped GaAs layer or a non-doped InGaAs layer, a first AlGaAs layer, a non-doped or n-type GaAs layer, a second AlGaAs layer, a predetermined thickness of n on a semi-insulating GaAs substrate.
Forming a type GaAs layer and an amorphous film sequentially;
Patterning a resist layer formed on the amorphous film to determine a gate length, forming an opening, performing etching using the resist layer as a mask, and removing a predetermined portion of the amorphous film; With the finger direction parallel to the crystal orientation [0-11], wet etching is performed using an amorphous film as a mask with an etchant in which the ratio of tartaric acid to H 2 O 2 is 1:10 to 1:50, and a predetermined thickness is obtained. a step of removing a predetermined portion of the n-type GaAs layer, a step of side-etching the amorphous film with an HF-based etchant, and a method of selectively selecting only the n-type GaAs layer having a predetermined thickness with a highly selective and anisotropic etchant. And removing a predetermined portion of the second AlGaAs layer with a tartaric acid-based etchant, and then forming a highly selective and anisotropic etchant. n-type Ga of predetermined thickness by
A step of selectively removing the As layer and the non-doped or n-type GaAs layer; a step of depositing a gate metal on a removed portion of the non-doped or n-type GaAs layer and a periphery thereof using the resist layer as a mask; and a step of lifting off the resist layer. It has.

【0012】この発明に係る電界効果トランジスタは、
上述したいずれかの製造方法によって製造された半導体
装置において、ソース、ドレインをゲートの両側でゲー
ト形成層に設けたものである。
A field-effect transistor according to the present invention comprises:
In the semiconductor device manufactured by any of the manufacturing methods described above, a source and a drain are provided in a gate formation layer on both sides of a gate.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図にもとづいて説明する。図1は、実施
の形態1の製造方法を示す工程図である。この図におい
て、11は半絶縁性のGaAs基板、12はGaAs基板1上に
形成された第1のn型GaAs層で、例えばドーピング濃度
が1E17〜5E17cm-3程度、厚みが100〜200nmとされてい
る。13は第1のn型GaAs層12上に形成された第1の
AlGaAs層で、Alのモル比が0.15〜0.4程度、厚みが5〜1
0nmとされている。14は第1のAlGaAs層13上に形成
されたノンドープ層もしくはドーピング濃度が1E17cm-3
以下のn型GaAs層、15はノンドープ層もしくはn型Ga
As層14上に形成された第2のAlGaAs層で、第1のAlGa
As層と同構成とされている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process chart showing a manufacturing method according to the first embodiment. In this figure, reference numeral 11 denotes a semi-insulating GaAs substrate, and 12 denotes a first n-type GaAs layer formed on the GaAs substrate 1, for example, having a doping concentration of about 1E17 to 5E17 cm -3 and a thickness of 100 to 200 nm. ing. Reference numeral 13 denotes a first n-type GaAs layer 12 formed on the first
In the AlGaAs layer, the molar ratio of Al is about 0.15 to 0.4, and the thickness is 5 to 1
It is 0 nm. Reference numeral 14 denotes a non-doped layer formed on the first AlGaAs layer 13 or a doping concentration of 1E17 cm -3.
The following n-type GaAs layer, 15 is a non-doped layer or n-type Ga
A second AlGaAs layer formed on the As layer 14;
It has the same configuration as the As layer.

【0014】16は第2のAlGaAs層15上に形成された
第2のn型GaAs層で、ドーピング濃度が1E18〜4E18cm-3
程度、厚みが200〜400nm程度とされている。また、17
は第2のn型GaAs層16上に形成され、厚みが2〜10nm
のSiNもしくはSiO等のアモルファス膜である。このよう
な構成の半導体層を形成した後、図1(a)に示すレジ
スト層18をアモルファス膜17上に設け、ゲート長を
決定するパターニングを行なって寸法Aの開口部18A
を形成した後、このレジスト層18をマスクとしてドラ
イもしくはウェットエッチングを行ない、図示のように
アモルファス膜17の寸法Aに対応する部分を除去す
る。
A second n-type GaAs layer 16 is formed on the second AlGaAs layer 15 and has a doping concentration of 1E18 to 4E18 cm -3.
And the thickness is about 200 to 400 nm. Also, 17
Is formed on the second n-type GaAs layer 16 and has a thickness of 2 to 10 nm.
Is an amorphous film such as SiN or SiO. After the formation of the semiconductor layer having such a structure, a resist layer 18 shown in FIG. 1A is provided on the amorphous film 17, and patterning for determining a gate length is performed to form an opening 18A having a dimension A.
Is formed, dry or wet etching is performed using the resist layer 18 as a mask to remove a portion corresponding to the dimension A of the amorphous film 17 as shown in the figure.

【0015】次に、アモルファス膜17をマスクとした
ウェットエッチングによって図1(b)に示すように、
第2のn型GaAs層16にリセス16Aを形成する。この
場合、リセス底面の寸法Bとレジスト層の開口部18A
の寸法Aとの関係が、0.1≦A−B≦0.2μmとなるよう
にする必要があるが、これは第2のn型GaAs層16の厚
みを200〜400nmとし、かつ、ゲートのフィンガー方向を
結晶方位[011]と平行にして、酒石酸とH2O2との比率
を100:1〜5:1にしたエッチャントを用いることにより実
現することができる。また、ゲートのフィンガー方向を
結晶方位[0-11]と平行にして、酒石酸とH2O2との比率
を1:10〜1:50にしたエッチャントを用いることによって
も実現することができる。
Next, as shown in FIG. 1B, by wet etching using the amorphous film 17 as a mask,
A recess 16A is formed in the second n-type GaAs layer 16. In this case, the dimension B of the bottom of the recess and the opening 18A of the resist layer are formed.
Is required to satisfy 0.1 ≦ AB ≦ 0.2 μm. This is because the thickness of the second n-type GaAs layer 16 is 200 to 400 nm and the finger direction of the gate is Can be realized by using an etchant in which the ratio between tartaric acid and H 2 O 2 is set to 100: 1 to 5: 1 while the crystal orientation is parallel to the crystal orientation [011]. Further, it can also be realized by using an etchant in which the finger direction of the gate is parallel to the crystal orientation [0-11] and the ratio of tartaric acid to H 2 O 2 is 1:10 to 1:50.

【0016】次に、HF系エッチャントを用いて図1
(c)に示すように、アモルファス膜17を0.3〜1μ
m程度サイドエッチングする。その後、クエン酸系等の
選択性が高く異方性のあるエッチャントを用いて図1
(d)に示すように、第2のn型GaAs層16のみを選択
的に除去する。この場合、エッチャントによる異方性エ
ッチングによって0.1≦A−B≦0.2μmの関係は保持さ
れる。次いで、酒石酸系のエッチャントを用いて図1
(e)に示すように、第2のAlGaAs層15の所定部分を
除去した後、図1(d)の工程で用いたクエン酸系エッ
チャントによりノンドープ層もしくはn型GaAs層14を
図1(e)に示すように、選択的に除去する。その後、
レジスト層18をマスクとしてゲート4を内側リセスお
よびその周縁部にオーバラップする形で蒸着形成すると
共に、レジスト層18をリフトオフしてレジスト層18
上に堆積した金属膜を除去することにより図1(f)の
構造を得る。この方法によれば、上述のように、ゲート
4のオーバラップ寸法を0.1μm以下に形成することが
可能である。
Next, using an HF-based etchant, FIG.
As shown in (c), the amorphous film 17 is formed to a thickness of 0.3 to 1 μm.
m side etching. Then, using a highly selective anisotropic etchant such as citric acid, etc., as shown in FIG.
As shown in (d), only the second n-type GaAs layer 16 is selectively removed. In this case, the relationship of 0.1 ≦ AB ≦ 0.2 μm is maintained by anisotropic etching with an etchant. Next, using a tartaric acid-based etchant, FIG.
As shown in FIG. 1E, after a predetermined portion of the second AlGaAs layer 15 is removed, the non-doped layer or the n-type GaAs layer 14 is removed by the citric acid-based etchant used in the step of FIG. As shown in FIG. afterwards,
Using the resist layer 18 as a mask, the gate 4 is formed by vapor deposition so as to overlap the inner recess and the periphery thereof, and the resist layer 18 is lifted off to form the resist layer 18.
The structure shown in FIG. 1F is obtained by removing the metal film deposited thereon. According to this method, as described above, the overlap dimension of the gate 4 can be formed to 0.1 μm or less.

【0017】実施の形態2.次に、この発明の実施の形
態2を図にもとづいて説明する。図2は、実施の形態2
の製造方法を示す工程図である。この図において、図1
と同一もしくは相当部分には同一符号を付して説明を省
略する。図1と異なる点は、第1および第2のAlGaAs層
13,15並びに第2のn型GaAs層16を除去した構成
にすると共に、図2(b)の工程で形成するリセスを第
1のn型GaAs層12に形成している点である。従って、
図1(b)におけるリセス16Aは、この実施の形態で
は12Aとして示している。
Embodiment 2 FIG. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows Embodiment 2
FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing the same. In this figure, FIG.
The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The difference from FIG. 1 is that the first and second AlGaAs layers 13 and 15 and the second n-type GaAs layer 16 are removed, and the recess formed in the step of FIG. The point is that it is formed on the n-type GaAs layer 12. Therefore,
The recess 16A in FIG. 1B is shown as 12A in this embodiment.

【0018】図2(a)(b)(c)の工程における処
理は、図1(a)(b)(c)の工程における処理と同
等であるため、説明を省略する。図2(d)の工程は、
図1(d)の工程において、クエン酸系等の選択性が高
く異方性のあるエッチャントを用いて第2のn型GaAs層
16のみを選択的に除去している処理を、第1のn型Ga
As層12に対して実施しているものであるが、図2
(d)では除去する深さが200〜400nmとなるようにして
いる。この結果、図2(d)で形成されたリセスは、図
1(e)に示すものと同寸法となり、図2(e)におい
て図1(f)の工程と同じ処理を行なうことにより、ゲ
ート4のオーバラップ寸法を図1(f)と同じにするこ
とができる。
The processing in the steps of FIGS. 2A, 2B, and 2C is the same as the processing in the steps of FIGS. 1A, 1B, and 1C, and a description thereof will not be repeated. The step of FIG.
In the step of FIG. 1D, a process of selectively removing only the second n-type GaAs layer 16 using a highly selective and anisotropic etchant such as a citric acid-based process is referred to as a first process. n-type Ga
As shown in FIG.
In (d), the depth to be removed is set to be 200 to 400 nm. As a result, the recess formed in FIG. 2D has the same size as that shown in FIG. 1E, and the same process as in FIG. 1F is performed in FIG. 4 can be made the same as FIG. 1 (f).

【0019】実施の形態3.次に、この発明の実施の形
態3を図にもとづいて説明する。図3は、実施の形態3
の製造方法を示す工程図である。この図において、図1
と同一もしくは相当部分には同一符号を付して説明を省
略する。図1と異なる点は、図1における第1のn型Ga
As層12に代えてノンドープのGaAs層もしくはノンドー
プのInGaAs層19を設け、いわゆるHEMT構造を実現
している点である。即ち、図3において、19はノンド
ープのGaAs層もしくはノンドープのInGaAs層である。こ
の層19の下層に更にAlGaAs層を設けた構造とすること
も可能である。図3の(a)〜(f)に示す各工程にお
ける処理内容は、いずれも図1の(a)〜(f)に示す
各工程の処理内容と同じであるため、説明を省略する。
Embodiment 3 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows a third embodiment.
FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing the same. In this figure, FIG.
The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The difference from FIG. 1 is that the first n-type Ga in FIG.
The point is that a non-doped GaAs layer or a non-doped InGaAs layer 19 is provided in place of the As layer 12 to realize a so-called HEMT structure. That is, in FIG. 3, reference numeral 19 denotes a non-doped GaAs layer or a non-doped InGaAs layer. It is also possible to adopt a structure in which an AlGaAs layer is further provided below this layer 19. The processing contents in each step shown in FIGS. 3A to 3F are the same as the processing contents in each step shown in FIGS.

【0020】実施の形態4.次に、この発明の実施の形
態4を図にもとづいて説明する。図4は、実施の形態4
の構成を示す概略断面図で、図1に示す実施の形態1の
製造方法によって製造された電界効果トランジスタを示
すものである。半導体表面に2段リセスと称する2ステ
ップ構造のリセスが形成され、外側のリセス16Aの深
さは200〜400nm、内側のリセス14Aの深さは30〜100n
mとされている。ゲート4は、内側リセス14Aの底面
を完全に覆うと共に、その周縁の外側リセス16Aの一
部とオーバラップし、そのオーバラップ寸法4Aは上述
したように、0.1μm以下になっている。従って、従来
の電界効果トランジスタにおいて問題となっていたパル
ス遅延等を抑制することができ、更に、ゲート長増大に
起因した特性劣化を抑制できる効果もある。
Embodiment 4 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows a fourth embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of FIG. 1, showing a field-effect transistor manufactured by the manufacturing method of the first embodiment shown in FIG. A two-step recess called a two-step recess is formed on the semiconductor surface, the outer recess 16A has a depth of 200 to 400 nm, and the inner recess 14A has a depth of 30 to 100 n.
m. The gate 4 completely covers the bottom surface of the inner recess 14A and overlaps a part of the outer recess 16A on the periphery thereof, and the overlap dimension 4A is 0.1 μm or less as described above. Therefore, it is possible to suppress pulse delay and the like, which have been a problem in the conventional field effect transistor, and also to suppress deterioration in characteristics due to an increase in gate length.

【0021】実施の形態5.次に、この発明の実施の形
態5を図にもとづいて説明する。図5は、実施の形態5
の構成を示す概略断面図で、図2に示す実施の形態2の
製造方法によって製造された電界効果トランジスタを示
すものである。図4に比して、第1および第2のAlGaAs
層13,15が除去されている点並びにゲート形成層が
第1のn型GaAs層12となっている点で異なるのみで作
用効果はほとんど同じであるため、その他の部分の説明
は省略する。
Embodiment 5 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows a fifth embodiment.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the first embodiment, and shows a field-effect transistor manufactured by the manufacturing method of the second embodiment shown in FIG. Compared to FIG. 4, the first and second AlGaAs
The functions and effects are almost the same except that the layers 13 and 15 are removed and the gate forming layer is the first n-type GaAs layer 12, and the description of the other parts is omitted.

【0022】実施の形態6.次に、この発明の実施の形
態6を図にもとづいて説明する。図6は、実施の形態6
の構成を示す概略断面図で、図3に示す実施の形態3の
製造方法によって製造された電界効果トランジスタを示
すものである。図1に比して、第1のn型GaAs層12に
代えて、ノンドープのGaAs層もしくはノンドープのInGa
As層19を設け、いわゆるHEMT構造とした点で異な
るのみであるため、その他の部分の説明は省略する。な
お、GaAs層もしくはInGaAs層19の下層に、更に、AlGa
As層を設けても同様な作用効果を期待することができ
る。
Embodiment 6 FIG. Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows Embodiment 6.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the third embodiment, and shows a field-effect transistor manufactured by the manufacturing method of the third embodiment shown in FIG. Compared to FIG. 1, the first n-type GaAs layer 12 is replaced with a non-doped GaAs layer or a non-doped InGa
The only difference is that an As layer 19 is provided and a so-called HEMT structure is provided, so that the description of the other parts is omitted. In addition, below the GaAs layer or the InGaAs layer 19, an AlGa
Even if an As layer is provided, the same function and effect can be expected.

【0023】[0023]

【発明の効果】この発明に係る半導体装置の製造方法お
よび電界効果トランジスタは、以上のように構成されて
いるため、パルス遅延等を抑制することができる他、ゲ
ート長増大に起因した特性劣化を抑制することができ
る。
The method for manufacturing a semiconductor device and the field-effect transistor according to the present invention are configured as described above, so that pulse delay and the like can be suppressed, and characteristic deterioration due to an increase in gate length can be prevented. Can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1の製造方法を示す工
程図である。
FIG. 1 is a process chart showing a manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態2の製造方法を示す工
程図である。
FIG. 2 is a process chart showing a manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態3の製造方法を示す工
程図である。
FIG. 3 is a process chart showing a manufacturing method according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態4の構成を示す概略断
面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態5の構成を示す概略断
面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態6の構成を示す概略断
面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a configuration of a sixth embodiment of the present invention.

【図7】 従来の電界効果トランジスタの構成を示す概
略断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a configuration of a conventional field-effect transistor.

【図8】 リセス構造の電界効果トランジスタにおける
理想的な構成を示す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an ideal configuration of a field-effect transistor having a recess structure.

【図9】 蒸着によるゲート形成時の片寄り状況を示す
説明図で、(a)は素子がウェハの中心部に位置する場
合の状況、(b)は素子がウェハの中心部から離れてい
る場合の状況、(c)は素子の位置と蒸着金属の片寄り
との関係を示す特性図である。
FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams showing a state of offset when forming a gate by vapor deposition, where FIG. 9A shows a state in which an element is located at the center of a wafer, and FIG. (C) is a characteristic diagram showing the relationship between the position of the element and the offset of the deposited metal.

【図10】 従来のオーバラップ構造のゲートを示す概
略断面図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a gate having a conventional overlap structure.

【図11】 オーバラップ寸法と利得との関係を示す特
性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between an overlap size and a gain.

【符号の説明】 4 ゲート、 11 GaAs基板、 12 第1のn型Ga
As層、 13 第1のAlGaAs層、 14 ノンドープ層
もしくはn型GaAs層、 15 第2のAlGaAs層、 16
第2のn型GaAs層、 16A リセス、 17 アモ
ルファス膜、18 レジスト層、 18A 開口部、
19 ノンドープのGaAs層もしくはノンドープのInGaAs
層。
[Description of Signs] 4 gates, 11 GaAs substrate, 12 first n-type Ga
As layer, 13 first AlGaAs layer, 14 non-doped layer or n-type GaAs layer, 15 second AlGaAs layer, 16
2nd n-type GaAs layer, 16A recess, 17 amorphous film, 18 resist layer, 18A opening,
19 Non-doped GaAs layer or non-doped InGaAs
layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F043 AA14 AA31 AA35 BB07 BB22 BB23 FF02 FF03 5F102 GB01 GC01 GD01 GJ05 GK04 GK05 GL05 GM06 GN05 GR01 GR04 GS04 GV07 GV08 HC11 HC16 HC17 HC19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F043 AA14 AA31 AA35 BB07 BB22 BB23 FF02 FF03 5F102 GB01 GC01 GD01 GJ05 GK04 GK05 GL05 GM06 GN05 GR01 GR04 GS04 GV07 GV08 HC11 HC16 HC17 HC19

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半絶縁性のGaAs基板上に第1のn型GaAs
層、第1のAlGaAs層、ノンドープもしくはn型GaAs層、
第2のAlGaAs層、所定厚さの第2のn型GaAs層およびア
モルファス膜を順次形成する工程と、上記アモルファス
膜上に形成したレジスト層にゲート長を決定するための
パターニングを行ない、開口部を形成すると共に、この
レジスト層をマスクとしてエッチングを行ない、上記ア
モルファス膜の所定部分を除去する工程と、上記ゲート
のフィンガー方向を結晶方位[011]と平行にして、酒
石酸とH2O2との比率を100:1〜5:1にしたエッチャントに
より上記アモルファス膜をマスクとしてウェットエッチ
ングを行ない、上記第2のn型GaAs層の所定部分を除去
する工程と、HF系のエッチャントにより上記アモルフ
ァス膜をサイドエッチングする工程と、選択性が高く異
方性のあるエッチャントにより上記第2のn型GaAs層の
みを選択的に除去する工程と、酒石酸系のエッチャント
により第2のAlGaAs層の所定部分を除去した後、上記選
択性が高く異方性のあるエッチャントにより上記第2の
n型GaAs層およびノンドープもしくはn型GaAs層を選択
的に除去する工程と、上記レジスト層をマスクとして上
記ノンドープもしくはn型GaAs層の除去部分およびその
周縁にゲート金属を蒸着すると共に、上記レジスト層を
リフトオフする工程とを有する半導体装置の製造方法。
1. A first n-type GaAs on a semi-insulating GaAs substrate.
Layer, a first AlGaAs layer, a non-doped or n-type GaAs layer,
A step of sequentially forming a second AlGaAs layer, a second n-type GaAs layer of a predetermined thickness and an amorphous film, and patterning for determining a gate length on the resist layer formed on the amorphous film to form an opening. And etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film; and making the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [011] to form tartaric acid and H 2 O 2 . A wet etching using the amorphous film as a mask with an etchant having a ratio of 100: 1 to 5: 1 to remove a predetermined portion of the second n-type GaAs layer; and an HF-based etchant. And a step of selectively removing only the second n-type GaAs layer with an etchant having high selectivity and anisotropy. After removing a predetermined portion of the second AlGaAs layer with a tartaric acid-based etchant, the second n-type GaAs layer and the non-doped or n-type GaAs layer are selectively removed with the highly selective and anisotropic etchant. And a step of depositing a gate metal on a portion where the non-doped or n-type GaAs layer is removed and a periphery thereof using the resist layer as a mask, and lifting off the resist layer.
【請求項2】 半絶縁性のGaAs基板上にn型GaAs層およ
びアモルファス膜を順次形成する工程と、上記アモルフ
ァス膜上に形成したレジスト層にゲート長を決定するた
めのパターニングを行ない、開口部を形成すると共に、
このレジスト層をマスクとしてエッチングを行ない、上
記アモルファス膜の所定部分を除去する工程と、上記ゲ
ートのフィンガー方向を結晶方位[011]と平行にし
て、酒石酸とH2O2との比率を100:1〜5:1にしたエッチャ
ントにより上記アモルファス膜をマスクとしてウェット
エッチングを行ない、上記n型GaAs層の所定部分が所定
の深さとなるように除去する工程と、HF系のエッチャ
ントにより上記アモルファス膜をサイドエッチングする
工程と、選択性が高く異方性のあるエッチャントにより
上記n型GaAs層のみを選択的に除去して上記n型GaAs層
に2段リセスを形成する工程と、上記レジスト層をマス
クとして上記2段リセスの内側リセスおよびその周縁の
外側リセスにゲート金属を蒸着すると共に、上記レジス
ト層をリフトオフする工程とを有する半導体装置の製造
方法。
2. A step of sequentially forming an n-type GaAs layer and an amorphous film on a semi-insulating GaAs substrate, and patterning a resist layer formed on the amorphous film to determine a gate length. Together with
Etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film, and making the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [011], and setting the ratio of tartaric acid to H 2 O 2 to 100: A step of performing wet etching using the amorphous film as a mask with an etchant of 1 to 5: 1 to remove a predetermined portion of the n-type GaAs layer so as to have a predetermined depth, and removing the amorphous film with an HF-based etchant. A side etching step, a step of selectively removing only the n-type GaAs layer with an etchant having high selectivity and anisotropy to form a two-step recess in the n-type GaAs layer, and a step of masking the resist layer. Depositing a gate metal on an inner recess of the two-step recess and an outer recess around the periphery thereof, and lifting off the resist layer; Method of manufacturing a semiconductor device with.
【請求項3】 半絶縁性のGaAs基板上にノンドープのGa
As層もしくはノンドープのInGaAs層、第1のAlGaAs層、
ノンドープもしくはn型GaAs層、第2のAlGaAs層、所定
厚さのn型GaAs層およびアモルファス膜を順次形成する
工程と、上記アモルファス膜上に形成したレジスト層に
ゲート長を決定するためのパターニングを行ない、開口
部を形成すると共に、このレジスト層をマスクとしてエ
ッチングを行ない、上記アモルファス膜の所定部分を除
去する工程と、上記ゲートのフィンガー方向を結晶方位
[011]と平行にして、酒石酸とH2O2との比率を100:1〜
5:1にしたエッチャントにより上記アモルファス膜をマ
スクとしてウェットエッチングを行ない、上記所定厚さ
のn型GaAs層の所定部分を除去する工程と、HF系のエ
ッチャントにより上記アモルファス膜をサイドエッチン
グする工程と、選択性が高く異方性のあるエッチャント
により上記所定厚さのn型GaAs層のみを選択的に除去す
る工程と、酒石酸系のエッチャントにより第2のAlGaAs
層の所定部分を除去した後、上記選択性が高く異方性の
あるエッチャントにより上記所定厚さのn型GaAs層およ
びノンドープもしくはn型GaAs層を選択的に除去する工
程と、上記レジスト層をマスクとして上記ノンドープも
しくはn型GaAs層の除去部分およびその周縁にゲート金
属を蒸着すると共に、上記レジスト層をリフトオフする
工程とを有する半導体装置の製造方法。
3. A non-doped Ga on a semi-insulating GaAs substrate.
As layer or undoped InGaAs layer, first AlGaAs layer,
A step of sequentially forming a non-doped or n-type GaAs layer, a second AlGaAs layer, an n-type GaAs layer of a predetermined thickness and an amorphous film, and patterning for determining a gate length on the resist layer formed on the amorphous film. Forming an opening, etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film, and setting the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [011] to form tartaric acid and H 100: 1 to 2 O 2 ratio
A step of performing wet etching using the amorphous film as a mask with a 5: 1 etchant to remove a predetermined portion of the n-type GaAs layer having the predetermined thickness, and a step of side-etching the amorphous film with an HF-based etchant. A step of selectively removing only the n-type GaAs layer having the predetermined thickness with a highly selective and anisotropic etchant; and a second AlGaAs layer with a tartaric acid-based etchant.
After removing a predetermined portion of the layer, selectively removing the n-type GaAs layer and the non-doped or n-type GaAs layer having the predetermined thickness with the highly selective anisotropic etchant; Depositing a gate metal on a portion where the non-doped or n-type GaAs layer is removed and a peripheral edge thereof as a mask, and lifting off the resist layer.
【請求項4】 半絶縁性のGaAs基板上に第1のn型GaAs
層、第1のAlGaAs層、ノンドープもしくはn型GaAs層、
第2のAlGaAs層、所定厚さの第2のn型GaAs層およびア
モルファス膜を順次形成する工程と、上記アモルファス
膜上に形成したレジスト層にゲート長を決定するための
パターニングを行ない、開口部を形成すると共に、この
レジスト層をマスクとしてエッチングを行ない、上記ア
モルファス膜の所定部分を除去する工程と、上記ゲート
のフィンガー方向を結晶方位[0-11]と平行にして、酒
石酸とH2O2との比率を1:10〜1:50にしたエッチャントに
より上記アモルファス膜をマスクとしてウェットエッチ
ングを行ない、上記第2のn型GaAs層の所定部分を除去
する工程と、HF系のエッチャントにより上記アモルフ
ァス膜をサイドエッチングする工程と、選択性が高く異
方性のあるエッチャントにより上記第2のn型GaAs層の
みを選択的に除去する工程と、酒石酸系のエッチャント
により第2のAlGaAs層の所定部分を除去した後、上記選
択性が高く異方性のあるエッチャントにより上記第2の
n型GaAs層およびノンドープもしくはn型GaAs層を選択
的に除去する工程と、上記レジスト層をマスクとして上
記ノンドープもしくはn型GaAs層の除去部分およびその
周縁にゲート金属を蒸着すると共に、上記レジスト層を
リフトオフする工程とを有する半導体装置の製造方法。
4. A first n-type GaAs on a semi-insulating GaAs substrate.
Layer, a first AlGaAs layer, a non-doped or n-type GaAs layer,
A step of sequentially forming a second AlGaAs layer, a second n-type GaAs layer of a predetermined thickness and an amorphous film, and patterning for determining a gate length on the resist layer formed on the amorphous film to form an opening. And etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film; and making the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [0-11] to form tartaric acid and H 2 O. A step of performing wet etching using the amorphous film as a mask with an etchant having a ratio of 2 to 1:10 to 1:50 to remove a predetermined portion of the second n-type GaAs layer; A step of side-etching the amorphous film, and a step of selectively removing only the second n-type GaAs layer with an etchant having high selectivity and anisotropy. After removing a predetermined portion of the second AlGaAs layer with a tartaric acid-based etchant, the second n-type GaAs layer and the non-doped or n-type GaAs layer are selectively selected with the highly selective and anisotropic etchant. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of removing; and, using the resist layer as a mask, a step of depositing a gate metal on a portion where the non-doped or n-type GaAs layer is removed and a periphery thereof, and lifting off the resist layer.
【請求項5】 半絶縁性のGaAs基板上にn型GaAs層およ
びアモルファス膜を順次形成する工程と、上記アモルフ
ァス膜上に形成したレジスト層にゲート長を決定するた
めのパターニングを行ない、開口部を形成すると共に、
このレジスト層をマスクとしてエッチングを行ない、上
記アモルファス膜の所定部分を除去する工程と、上記ゲ
ートのフィンガー方向を結晶方位[0-11]と平行にし
て、酒石酸とH2O2との比率を1:10〜1:50にしたエッチャ
ントにより上記アモルファス膜をマスクとしてウェット
エッチングを行ない、上記n型GaAs層の所定部分が所定
の深さとなるように除去する工程と、HF系のエッチャ
ントにより上記アモルファス膜をサイドエッチングする
工程と、選択性が高く異方性のあるエッチャントにより
上記n型GaAs層のみを選択的に除去して上記n型GaAs層
に2段リセスを形成する工程と、上記レジスト層をマス
クとして上記2段リセスの内側リセスおよびその周縁の
外側リセスにゲート金属を蒸着すると共に、上記レジス
ト層をリフトオフする工程とを有する半導体装置の製造
方法。
5. A step of sequentially forming an n-type GaAs layer and an amorphous film on a semi-insulating GaAs substrate, and patterning a resist layer formed on the amorphous film to determine a gate length. Together with
Etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film; and making the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [0-11] to reduce the ratio of tartaric acid to H 2 O 2. A step of performing wet etching using the amorphous film as a mask with an etchant having a ratio of 1:10 to 1:50 to remove a predetermined portion of the n-type GaAs layer to a predetermined depth, and a step of removing the amorphous portion by using an HF-based etchant. A step of side-etching the film, a step of selectively removing only the n-type GaAs layer with a highly selective and anisotropic etchant to form a two-step recess in the n-type GaAs layer, Depositing a gate metal on the inner recess of the two-step recess and the outer recess on the periphery thereof using a mask as a mask, and lifting off the resist layer; A method for manufacturing a semiconductor device having:
【請求項6】 半絶縁性のGaAs基板上にノンドープのGa
As層もしくはノンドープのInGaAs層、第1のAlGaAs層、
ノンドープもしくはn型GaAs層、第2のAlGaAs層、所定
厚さのn型GaAs層およびアモルファス膜を順次形成する
工程と、上記アモルファス膜上に形成したレジスト層に
ゲート長を決定するためのパターニングを行ない、開口
部を形成すると共に、このレジスト層をマスクとしてエ
ッチングを行ない、上記アモルファス膜の所定部分を除
去する工程と、上記ゲートのフィンガー方向を結晶方位
[0-11]と平行にして、酒石酸とH2O2との比率を1:10〜
1:50にしたエッチャントにより上記アモルファス膜をマ
スクとしてウェットエッチングを行ない、上記所定厚さ
のn型GaAs層の所定部分を除去する工程と、HF系のエ
ッチャントにより上記アモルファス膜をサイドエッチン
グする工程と、選択性が高く異方性のあるエッチャント
により上記所定厚さのn型GaAs層のみを選択的に除去す
る工程と、酒石酸系のエッチャントにより第2のAlGaAs
層の所定部分を除去した後、上記選択性が高く異方性の
あるエッチャントにより上記所定厚さのn型GaAs層およ
びノンドープもしくはn型GaAs層を選択的に除去する工
程と、上記レジスト層をマスクとして上記ノンドープも
しくはn型GaAs層の除去部分およびその周縁にゲート金
属を蒸着すると共に、上記レジスト層をリフトオフする
工程とを有する半導体装置の製造方法。
6. A non-doped Ga on a semi-insulating GaAs substrate.
As layer or undoped InGaAs layer, first AlGaAs layer,
A step of sequentially forming a non-doped or n-type GaAs layer, a second AlGaAs layer, an n-type GaAs layer of a predetermined thickness and an amorphous film, and patterning for determining a gate length on the resist layer formed on the amorphous film. Forming an opening, etching using the resist layer as a mask to remove a predetermined portion of the amorphous film, and setting the finger direction of the gate parallel to the crystal orientation [0-11] to form tartaric acid. the ratio of the H 2 O 2 1: 10~
A step of performing wet etching using the amorphous film as a mask with a 1:50 etchant to remove a predetermined portion of the n-type GaAs layer having the predetermined thickness, and a step of side-etching the amorphous film with an HF-based etchant. A step of selectively removing only the n-type GaAs layer having the predetermined thickness with a highly selective and anisotropic etchant; and a second AlGaAs layer with a tartaric acid-based etchant.
After removing a predetermined portion of the layer, selectively removing the n-type GaAs layer and the non-doped or n-type GaAs layer having the predetermined thickness with the highly selective anisotropic etchant; Depositing a gate metal on a portion where the non-doped or n-type GaAs layer is removed and a peripheral edge thereof as a mask, and lifting off the resist layer.
【請求項7】 請求項1〜請求項6のいずれか1項記載
の製造方法によって製造された半導体装置において、ソ
ース、ドレインをゲートの両側でゲート形成層に設けた
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。
7. A semiconductor device manufactured by the manufacturing method according to claim 1, wherein a source and a drain are provided in a gate formation layer on both sides of the gate. Transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010157601A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Sanken Electric Co Ltd Semiconductor device, and method of manufacturing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6329518A (en) * 1986-07-22 1988-02-08 Mitsubishi Electric Corp Etching of gaas substrate

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