JP2003163225A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method therefor

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JP2003163225A
JP2003163225A JP2001364094A JP2001364094A JP2003163225A JP 2003163225 A JP2003163225 A JP 2003163225A JP 2001364094 A JP2001364094 A JP 2001364094A JP 2001364094 A JP2001364094 A JP 2001364094A JP 2003163225 A JP2003163225 A JP 2003163225A
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layer
channel
semiconductor
gate
forming
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Hiroyuki Kubo
博之 久保
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of reducing on-resistance of channels without increasing an element area and causing characteristic deterioration such as short channel effect or the like, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: This device comprises a gate electrode 7 formed on a semiconductor substrate 1, two conductive layers 3 to be a source or drain, which are formed on the semiconductor substrate 1, and at least two channel layers 2a, 2b, which are arranged in a direction perpendicular to a main surface of the semiconductor substrate 1 and are formed so as to connect in parallel to the two conductive layers 3. The channel layers 2a, 2b comprise a prescribed conductivity type, and at least two gate diffusion layers 4a, 4b, which form pn junctions with each channel layer 2a, 2b under a gate electrode 7, respectively, are formed, and at least two gate diffusion layers 4a, 4b are electrically connected by a connection layer 5. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】本発明は、例えば、電界効果
トランジスタ等の半導体装置およびその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device such as a field effect transistor and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、通信用MMIC(Monolithic Mic
rowave Integrated Circuits) では、小型化だけでな
く、高周波での動作が要求される。電界効果トランジス
タ(FET:Field Effect Transistor)においても高周
波での使用に対応する為に、入出力信号のロスや歪みの
低減といった高性能化の必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, communication MMIC (Monolithic Mic)
rowave Integrated Circuits) requires not only downsizing but also high frequency operation. Field effect transistors (FETs) are also required to have high performance such as reduction of input / output signal loss and distortion in order to support high frequency use.

【0003】上記のMMICに使用されるGaAs電界
効果トランジスタは、半絶縁性のGaAs基板にイオン
注入法などにより、例えば、シリコン(Si)を注入す
ることでn型のチャネル層を形成し、当該チャネル層が
形成された基板に、ゲート電極、ソース電極、およびド
レイン電極を形成することにより作製される。
The GaAs field effect transistor used in the above MMIC forms an n-type channel layer by implanting, for example, silicon (Si) into a semi-insulating GaAs substrate by an ion implantation method or the like, It is manufactured by forming a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode on a substrate on which a channel layer is formed.

【0004】GaAs電界効果トランジスタは、ゲート
電極に印加する電圧により、空乏層厚を変化させて、ド
レイン電極からソース電極に向かって流れる電流を制御
するものであり、例えば、ショットキー障壁ゲート構造
(MES−FET)、p−n接合ゲート構造(J−FE
T)等がある。
The GaAs field effect transistor controls the current flowing from the drain electrode to the source electrode by changing the depletion layer thickness according to the voltage applied to the gate electrode. For example, the Schottky barrier gate structure ( MES-FET), pn junction gate structure (J-FE
T) etc.

【0005】p−n接合ゲート構造のGaAs電界効果
トランジスタは、上記のゲート電極下において、熱拡散
法等によりp型不純物を拡散して形成されたゲート拡散
層を有し、n型のチャネル層とのp−n接合によって生
じる空乏層厚を制御することで、ドレイン電極からソー
ス電極に向かって流れる電流を制御するものである。
A GaAs field effect transistor having a pn junction gate structure has a gate diffusion layer formed by diffusing p-type impurities by a thermal diffusion method or the like under the above-mentioned gate electrode, and has an n-type channel layer. The current flowing from the drain electrode to the source electrode is controlled by controlling the depletion layer thickness caused by the pn junction with.

【0006】このような電界効果トランジスタの高性能
化を可能にするためには、チャネルのオン抵抗を低くす
る必要があり、オン抵抗を低くするには、ゲート長を短
くする、または、ゲート幅を長くする必要がある。
In order to improve the performance of such a field effect transistor, it is necessary to reduce the on-resistance of the channel. To reduce the on-resistance, the gate length is shortened or the gate width is reduced. Need to be long.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゲート
長を短くしていくと、ショートチャネル効果によるリー
ク電流が発生し、特性悪化を引き起こすという問題があ
る。
However, when the gate length is shortened, there is a problem that a leak current is generated due to the short channel effect, and the characteristics are deteriorated.

【0008】また、ゲート幅を長くすると素子面積が増
大してしまい、当該電界効果トランジスタを搭載する半
導体チップの小型化が達成できなくなってしまうという
問題がある。
Further, if the gate width is lengthened, the element area increases, and there is a problem that the semiconductor chip mounting the field effect transistor cannot be downsized.

【0009】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、素子面積を増大させることなく、
ショートチャネル効果等の特性悪化を引き起こさずに、
チャネルのオン抵抗を低減することができる半導体装置
およびその製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to increase the element area without increasing the element area.
Without causing deterioration of characteristics such as short channel effect,
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of reducing the on-resistance of a channel and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、半導体基板上に形成された
ゲート電極と、前記半導体基板に形成されたソースある
いはドレインとなる2つの導電層と、前記半導体基板の
主面に垂直方向に並んで、2つの前記導電層に並列接続
するように形成された少なくとも2つのチャネル層とを
有する。
In order to achieve the above-mentioned object, a semiconductor device of the present invention comprises a gate electrode formed on a semiconductor substrate and two conductive layers, which are a source and a drain formed on the semiconductor substrate. A layer and at least two channel layers that are arranged in a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate and are connected in parallel to the two conductive layers.

【0011】前記チャネル層は、所定の導電型を有し、
前記ゲート電極下における各チャネル層とpn接合をそ
れぞれ形成する少なくとも2つのゲート拡散層と、少な
くとも2つの前記ゲート拡散層同士を接続する接続層と
をさらに有する。
The channel layer has a predetermined conductivity type,
It further includes at least two gate diffusion layers each forming a pn junction with each channel layer under the gate electrode, and a connection layer connecting at least two gate diffusion layers.

【0012】前記接続層は、前記ゲート電極に接続さ
れ、かつ、前記チャネル層と重ならないように形成され
ている。
The connection layer is formed so as to be connected to the gate electrode and not overlap with the channel layer.

【0013】上記の本発明の半導体装置では、少なくと
も2つのチャネル層が、半導体基板の主面に垂直方向に
並んで、ソースあるいはドレインとなる導電層に並列に
接続されている。このように、少なくとも2つのチャネ
ル層が導電層に並列に接続されていることから、チャネ
ル層に起因する抵抗成分を半分程度に抑えられ、チャネ
ル層のオン抵抗が低減される。また、それぞれのチャネ
ル層にpn接合を形成するゲート拡散層が形成され、当
該ゲート拡散層が接続層によって電気的に接続されるこ
とで、ゲート拡散層が常に同電位に保たれ、ゲート電極
に印加する電圧により、各チャネル層と各ゲート拡散層
とのp−n接合により形成される空乏層厚がそれぞれ制
御されて、各チャネル層内を流れる電流が制御されるこ
ととなる。
In the above semiconductor device of the present invention, at least two channel layers are arranged in a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate, and are connected in parallel to the conductive layers to be the source or the drain. Thus, since at least two channel layers are connected in parallel to the conductive layer, the resistance component caused by the channel layers can be suppressed to about half, and the on-resistance of the channel layers can be reduced. In addition, a gate diffusion layer that forms a pn junction is formed in each channel layer, and the gate diffusion layer is electrically connected by the connection layer, so that the gate diffusion layer is always kept at the same potential and the gate electrode is formed. The applied voltage controls the thickness of the depletion layer formed by the pn junction between each channel layer and each gate diffusion layer, thereby controlling the current flowing in each channel layer.

【0014】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の半導体装置の製造方法は、半導体基板に第1のチャ
ネル層と、当該第1のチャネル層に接続しソースあるい
はドレインとなる2つの第1の導電層をそれぞれ形成す
る工程と、前記半導体基板上に、半導体層を成長させる
工程と、前記半導体層に第2のチャネル層と、当該第2
のチャネル層に接続し、かつ、2つの前記第1の導電層
にそれぞれ接続するソースあるいはドレインとなる2つ
の第2の導電層をそれぞれ形成する工程と、前記半導体
層上にゲート電極を形成する工程とを有する。
Further, in order to achieve the above object, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a first channel layer on a semiconductor substrate and two first channel layers connected to the first channel layer to be a source or a drain. Forming a conductive layer on the semiconductor substrate, forming a semiconductor layer on the semiconductor substrate, forming a second channel layer on the semiconductor layer, and forming a second channel layer on the semiconductor layer.
Forming two second conductive layers which are connected to the channel layer and which are connected to the two first conductive layers, respectively, and which become a source or a drain, and a gate electrode is formed on the semiconductor layer. And the process.

【0015】前記第1のチャネル層および前記第1の導
電層をそれぞれ形成する工程の後、前記半導体層を成長
させる工程の前に、前記半導体基板に、前記第1のチャ
ネル層とpn接合を形成する第1のゲート拡散層を形成
する工程と、前記第2のチャネル層および前記第2の導
電層をそれぞれ形成する工程の後、前記ゲート電極を形
成する工程の前に、前記半導体層に、前記第2のチャネ
ル層とpn接合を形成する第2のゲート拡散層を形成す
る工程と、前記半導体基板および前記半導体層に、前記
第1および第2のゲート拡散層を接続する接続層を形成
する工程とをさらに有する。
After the step of forming the first channel layer and the first conductive layer, and before the step of growing the semiconductor layer, a pn junction is formed on the semiconductor substrate with the first channel layer. After the step of forming the first gate diffusion layer and the step of forming the second channel layer and the second conductive layer, respectively, and before the step of forming the gate electrode, the semiconductor layer is formed. A step of forming a second gate diffusion layer that forms a pn junction with the second channel layer, and a connection layer that connects the first and second gate diffusion layers to the semiconductor substrate and the semiconductor layer. And a forming step.

【0016】前記ゲート電極を形成する工程において、
前記第2のゲート拡散層および前記接続層に接続するよ
うに形成する。
In the step of forming the gate electrode,
It is formed so as to be connected to the second gate diffusion layer and the connection layer.

【0017】前記半導体層を成長させる工程において、
エピタキシャル成長法により前記半導体層を成長させ
る。前記半導体層を成長させる工程において、前記半導
体基板の組成と実質的に同一の組成の半導体層を前記エ
ピタキシャル成長法により成長させる。ここでいう同一
組成とは、例えば、結晶方位、抵抗率、不純物濃度等を
含めたものが等しいことを意味している。
In the step of growing the semiconductor layer,
The semiconductor layer is grown by an epitaxial growth method. In the step of growing the semiconductor layer, a semiconductor layer having substantially the same composition as that of the semiconductor substrate is grown by the epitaxial growth method. The same composition as used herein means that, for example, those including crystal orientation, resistivity, impurity concentration, etc. are equal.

【0018】上記の本発明の半導体装置の製造方法で
は、半導体基板に第1のチャネル層および第1の導電層
を形成した後、半導体基板上に、半導体層を成長させて
いる。そして、半導体層を成長させた後、第2のチャネ
ル層および第2のコンタクト層を形成し、最後のゲート
電極を形成することで、上述した作用を奏する、基板の
主面に垂直方向に並んで形成されたチャネル層が形成さ
れることとなる。
In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention described above, after the first channel layer and the first conductive layer are formed on the semiconductor substrate, the semiconductor layer is grown on the semiconductor substrate. Then, after growing the semiconductor layer, the second channel layer and the second contact layer are formed, and the last gate electrode is formed. Thus, the channel layer formed in step 1 will be formed.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体装置およ
びその製造方法の実施の形態について、図面を参照して
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1(a)は本実施形態に係る半導体装置
の平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A’線
における断面図であり、図1(c)は図1(a)のB−
B’線における断面図である。
FIG. 1A is a plan view of the semiconductor device according to the present embodiment, FIG. 1B is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. 1A, and FIG. Is B- in FIG.
It is sectional drawing in a B'line.

【0021】図1に示すように、本実施形態に係る半導
体装置は、半絶縁性のGaAsからなる半導体基板1
に、n型不純物として例えばシリコン(Si)を含むn
型の第1のチャネル層2aおよび第2のチャネル層2b
が、基板1の主面に垂直方向に並んで形成されている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor device according to this embodiment is a semiconductor substrate 1 made of semi-insulating GaAs.
In addition, n containing, for example, silicon (Si) as an n-type impurity
Type first channel layer 2a and second channel layer 2b
Are formed side by side in the vertical direction on the main surface of the substrate 1.

【0022】第1のチャネル層2aの両端には、ソース
あるいはドレインとなり、n型不純物としてシリコンを
含むn型の第1のコンタクト層3aが形成されている。
また、第2のチャネル層2bの両端には、ソースあるい
はドレインとなり、n型不純物としてシリコンを含むn
型の第2のコンタクト層3bが形成されている。第1の
コンタクト層3aおよび第2のコンタクト層3bは、そ
れぞれ接続されて、コンタクト層3を構成しており、第
1および第2のチャネル層2a,2bが、コンタクト層
3に電気的に並列に接続されている。
At both ends of the first channel layer 2a, an n-type first contact layer 3a which serves as a source or a drain and contains silicon as an n-type impurity is formed.
Further, both ends of the second channel layer 2b serve as a source or a drain, and have n containing silicon as an n-type impurity.
A second mold contact layer 3b is formed. The first contact layer 3a and the second contact layer 3b are connected to each other to form the contact layer 3, and the first and second channel layers 2a and 2b are electrically parallel to the contact layer 3. It is connected to the.

【0023】第1のチャネル層2aには、p型不純物と
して亜鉛(Zn)を含む第1のゲート拡散層4aが形成
されており、n型の第1のチャネル層2aとp型の第1
のゲート拡散層4aとで、pn接合を形成している。
A first gate diffusion layer 4a containing zinc (Zn) as a p-type impurity is formed in the first channel layer 2a, and the n-type first channel layer 2a and the p-type first channel layer 2a are formed.
A pn junction is formed with the gate diffusion layer 4a.

【0024】第2のチャネル層2bにも、p型不純物と
して亜鉛(Zn)を含む第2のゲート拡散層4bが形成
されており、n型の第2のチャネル層2bとp型の第2
のゲート拡散層4bとで、pn接合を形成している。
A second gate diffusion layer 4b containing zinc (Zn) as a p-type impurity is also formed in the second channel layer 2b, and the n-type second channel layer 2b and the p-type second channel layer 2b are formed.
A pn junction is formed with the gate diffusion layer 4b.

【0025】第1および第2のゲート拡散層4a,4b
は、第1および第2のチャネル層2a,2bのチャネル
形成方向に対して、直交するように延伸して形成されて
いる。第1および第2のチャネル層2a,2bの形成さ
れていない領域において、p型不純物としてマグネシウ
ム(Mg)等を含むp型の接続層5により、第1および
第2のゲート拡散層4a,4bが接続されている。
First and second gate diffusion layers 4a and 4b
Are formed by stretching so as to be orthogonal to the channel forming directions of the first and second channel layers 2a and 2b. In the regions where the first and second channel layers 2a and 2b are not formed, the first and second gate diffusion layers 4a and 4b are formed by the p-type connection layer 5 containing magnesium (Mg) as a p-type impurity. Are connected.

【0026】半導体基板1上には、窒化シリコン等から
なる第1の層間絶縁膜6aが形成されており、当該第1
の層間絶縁膜6aには、第2のゲート拡散層4b、接続
層5および第2のコンタクト層3bを露出する開口部が
形成されている。
A first interlayer insulating film 6a made of silicon nitride or the like is formed on the semiconductor substrate 1, and the first interlayer insulating film 6a is formed.
In the inter-layer insulation film 6a, an opening for exposing the second gate diffusion layer 4b, the connection layer 5 and the second contact layer 3b is formed.

【0027】第1の層間絶縁膜6aのゲート開口部分に
は、例えば、チタン(Ti)、白金(Pt)、金(A
u)の積層膜からなるゲート電極7が形成されており、
当該ゲート電極7は、半導体基板1に形成された第2の
ゲート拡散層4bおよび接続層5と接続されている。
In the gate opening portion of the first interlayer insulating film 6a, for example, titanium (Ti), platinum (Pt), gold (A
The gate electrode 7 composed of the laminated film of u) is formed,
The gate electrode 7 is connected to the second gate diffusion layer 4b and the connection layer 5 formed on the semiconductor substrate 1.

【0028】第1の層間絶縁膜6aの第2のコンタクト
層3bへの開口部分には、例えば、金−ゲルマニウム
(AuGe)とニッケル(Ni)の積層膜と第2のコン
タクト層3bを構成する半導体材料との合金化層8が形
成されている。
In the opening of the first interlayer insulating film 6a to the second contact layer 3b, for example, a laminated film of gold-germanium (AuGe) and nickel (Ni) and the second contact layer 3b are formed. An alloyed layer 8 with a semiconductor material is formed.

【0029】第1の層間絶縁膜6aおよびゲート電極7
を被覆して、窒化シリコン等からなる第2の層間絶縁膜
6bが形成されており、第2の層間絶縁膜6bには、合
金化層8を露出する開口部が形成されている。
First interlayer insulating film 6a and gate electrode 7
Is covered with a second interlayer insulating film 6b made of silicon nitride or the like, and an opening for exposing the alloying layer 8 is formed in the second interlayer insulating film 6b.

【0030】第2の層間絶縁膜6bの合金化層8を露出
する開口部内および第2の層間絶縁膜6b上には、例え
ば、チタン(Ti)、白金(Pt)、金(Au)の積層
膜からなるソースあるいはドレインとなるソース・ドレ
イン電極9が形成されている。
In the opening exposing the alloying layer 8 of the second interlayer insulating film 6b and on the second interlayer insulating film 6b, for example, titanium (Ti), platinum (Pt), and gold (Au) are laminated. A source / drain electrode 9 serving as a source or drain made of a film is formed.

【0031】本実施形態に係る半導体装置では、2つの
第1および第2のチャネル層2a,2bがコンタクト層
3に電気的に並列接続され、n型の当該チャネル層2
a,2bのそれぞれにp型のゲート拡散層4a,4bが
形成されることで、p−n接合ゲート構造(J−FE
T)のGaAsトランジスタが形成されている。そし
て、それぞれのチャネル層2a,2bに形成された2つ
のゲート拡散層4a,4bは、接続層5によって電気的
に接続されることで、常に同電位が得られ、ゲート電極
7に印加する電圧により、各チャネル層2a,2bと各
ゲート拡散層4a,4bとのp−n接合により形成され
る空乏層厚がそれぞれ制御されて、各チャネル層2a,
2b内を流れる電流が制御されることとなる。
In the semiconductor device according to this embodiment, the two first and second channel layers 2a and 2b are electrically connected in parallel to the contact layer 3, and the n-type channel layer 2 is connected.
Since the p-type gate diffusion layers 4a and 4b are formed on the a and 2b, respectively, a pn junction gate structure (J-FE) is formed.
The GaAs transistor of T) is formed. The two gate diffusion layers 4a and 4b formed in the respective channel layers 2a and 2b are electrically connected by the connection layer 5, so that the same potential is always obtained, and the voltage applied to the gate electrode 7 is obtained. As a result, the depletion layer thickness formed by the pn junction between the channel layers 2a and 2b and the gate diffusion layers 4a and 4b is controlled, and the channel layers 2a and 4b are controlled.
The current flowing in 2b will be controlled.

【0032】以上のように、上記構成の本実施形態に係
る半導体装置によれば、チャネル層2a,2bがコンタ
クト層3に並列に接続されていることから、チャネル層
2a,2bに起因する抵抗成分を半分程度に抑えること
ができ、トランジスタのオン抵抗を減少させることがで
きる。また、基板の主面に垂直方向にチャネル層2a,
2bが並べて形成されていることから、素子面積を増大
させることもない。また、上記のように、従来と同等の
ゲート長のままで、トランジスタのオン抵抗を減少させ
ることができることから、短ゲート長化によるショート
チャネル効果等の特性悪化を引き起こすこともない。こ
のように、トランジスタのオン抵抗を小さくできること
から、信号のロスや歪みを抑えた高性能化が可能とな
る。
As described above, according to the semiconductor device of the present embodiment having the above-described structure, since the channel layers 2a and 2b are connected in parallel to the contact layer 3, the resistance caused by the channel layers 2a and 2b is reduced. The component can be reduced to about half, and the on-resistance of the transistor can be reduced. In addition, the channel layers 2a,
Since 2b are formed side by side, the element area is not increased. Further, as described above, since the on-resistance of the transistor can be reduced with the same gate length as that of the conventional one, deterioration of characteristics such as a short channel effect due to the shortened gate length is not caused. In this way, since the on-resistance of the transistor can be reduced, it is possible to improve the performance while suppressing loss and distortion of the signal.

【0033】次に、上記の本実施形態に係る半導体装置
の製造方法について、図2〜図9を用いて説明する。な
お、図2〜図9に示す断面図は、図1(b)に対応する
断面図である。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment will be described with reference to FIGS. The sectional views shown in FIGS. 2 to 9 are sectional views corresponding to FIG.

【0034】まず、図2(a)に示すように、GaAs
等の化合物半導体よりなる半導体基板1a上に、例え
ば、窒化シリコン(SiN)等の絶縁膜をCVD(Chem
ical Vapor Deposition)法によって50nm程度堆積さ
せて、イオン注入時の保護膜(以下、スルー膜と称す
る)11を形成する。例えば、半導体基板1aの抵抗率
は、2.5×1017Ωcm程度である。
First, as shown in FIG.
An insulating film such as silicon nitride (SiN) is formed on a semiconductor substrate 1a made of a compound semiconductor such as CVD (Chem.
A protective film (hereinafter referred to as a through film) 11 at the time of ion implantation is formed by depositing about 50 nm by the ical vapor deposition method. For example, the resistivity of the semiconductor substrate 1a is about 2.5 × 10 17 Ωcm.

【0035】次に、スルー膜11上にレジストを塗布
し、フォトリソグラフィー技術により、コンタクト層を
形成する領域に開口を有するパターンのレジスト膜R1
を形成する。続いて、図2(b)に示すように、パター
ニングされたレジスト膜R1をマスクとして、n型不純
物として、シリコン(Si)等の不純物を150keV
程度の加速電圧で、3×1013atoms/cm2 程度
注入して、半導体基板1aにn型の第1のコンタクト層
3aを形成する。
Next, a resist is applied on the through film 11 and a resist film R1 having a pattern having an opening in a region for forming a contact layer is formed by a photolithography technique.
To form. Subsequently, as shown in FIG. 2B, with the patterned resist film R1 as a mask, an impurity such as silicon (Si) is used as an n-type impurity at 150 keV.
The n-type first contact layer 3a is formed on the semiconductor substrate 1a by implanting at about 3 × 10 13 atoms / cm 2 with an accelerating voltage of about 3 × 10 13 atoms / cm 2 .

【0036】次に、レジスト膜R1をウェットエッチン
グまたはドライエッチングにより除去した後、スルー膜
11上に再度レジストを塗布し、フォトリソグラフィー
技術により、トランジスタのチャネル層を形成する領域
に開口を有するパターンのレジスト膜R2を形成する。
続いて、図2(c)に示すように、パターニングされた
レジスト膜R2をマスクとして、n型不純物として、シ
リコン(Si)等の不純物を140keV程度の加速電
圧で、8×1012atoms/cm2 程度注入して、半
導体基板1aにn型の第1のチャネル層2aを形成す
る。
Next, after removing the resist film R1 by wet etching or dry etching, a resist is applied again on the through film 11 and a pattern having an opening is formed in a region for forming a channel layer of a transistor by photolithography technique. A resist film R2 is formed.
Subsequently, as shown in FIG. 2C, using the patterned resist film R2 as a mask, an impurity such as silicon (Si) as an n-type impurity is accelerated to 8 × 10 12 atoms / cm 2 at an acceleration voltage of about 140 keV. About 2 is implanted to form the n-type first channel layer 2a on the semiconductor substrate 1a.

【0037】次に、レジスト膜R2をウェットエッチン
グまたはドライエッチングにより除去した後、図3
(d)に示すように、スルー膜11上に再度レジストを
塗布し、フォトリソグラフィー技術により、ゲート拡散
層を形成する領域に開口を有するパターンのレジスト膜
R3を形成する。
Next, after removing the resist film R2 by wet etching or dry etching, FIG.
As shown in (d), a resist is applied again on the through film 11, and a resist film R3 having a pattern having an opening in a region where a gate diffusion layer is to be formed is formed by a photolithography technique.

【0038】次に、図3(e)に示すように、パターニ
ングされたレジスト膜R3をマスクとして、ドライエッ
チングによって、開口部分に露出したスルー膜11を選
択的に除去してスルー膜11にゲート開口部11aを形
成した後、レジスト膜R3をウェットエッチングまたは
ドライエッチングにより除去する。
Next, as shown in FIG. 3E, the through film 11 exposed in the opening is selectively removed by dry etching using the patterned resist film R3 as a mask to gate the through film 11 to the gate. After forming the opening 11a, the resist film R3 is removed by wet etching or dry etching.

【0039】次に、図3(f)に示すように、スルー膜
11に形成されたゲート開口部11aより、p型不純物
として、例えば、亜鉛(Zn)を拡散させて、p型の第
1のゲート拡散層4aを、第1のチャネル層2aが形成
された半導体基板1aに形成する。
Next, as shown in FIG. 3F, for example, zinc (Zn) is diffused as a p-type impurity from the gate opening 11a formed in the through film 11 to form a p-type first film. The gate diffusion layer 4a is formed on the semiconductor substrate 1a on which the first channel layer 2a is formed.

【0040】次に、スルー膜11をウェットエッチング
またはドライエッチングにより除去した後、図4(g)
に示すように、エピタキシャル成長法によって、基板1
aと同じ組成のGaAsエピタキシャル層1bを成長さ
せて、同一組成の基板1aおよびエピタキシャル層1b
からなる半導体基板1を形成する。ここでいう同一組成
とは、例えば、結晶方位、抵抗率、不純物濃度等を含め
たものが等しいことを意味している。そして、後に形成
する第1および第2のチャネル層の形成条件を同じにす
るために、エピタキシャル層1bの抵抗率は、基板1a
と同じ2.5×1017Ωcm程度とする。
Next, after removing the through film 11 by wet etching or dry etching, FIG.
As shown in FIG.
a GaAs epitaxial layer 1b having the same composition as a is grown to obtain a substrate 1a and an epitaxial layer 1b having the same composition.
A semiconductor substrate 1 made of is formed. The same composition as used herein means that, for example, those including crystal orientation, resistivity, impurity concentration, etc. are equal. Then, in order to make the formation conditions of the first and second channel layers formed later the same, the resistivity of the epitaxial layer 1b is set to the substrate 1a.
The same as above, about 2.5 × 10 17 Ωcm.

【0041】次に、半導体基板1上に、例えば、再度、
窒化シリコン(SiN)等の絶縁膜をCVD法によって
50nm程度堆積させて、スルー膜12を形成する。続
いて、スルー膜12上にレジストを塗布し、フォトリソ
グラフィー技術により、コンタクト層を形成する領域に
開口を有するパターンのレジスト膜R4を形成する。続
いて、図4(h)に示すように、パターニングされたレ
ジスト膜R4をマスクとして、n型不純物として、シリ
コン(Si)等の不純物を150keV程度の加速電圧
で、3×1013atoms/cm2 程度注入して、第1
のコンタクト層3aに接続するn型の第2のコンタクト
層3bを形成する。これにより、第1のコンタクト層3
aおよび第2のコンタクト層3bからなるコンタクト層
3が形成される。
Next, on the semiconductor substrate 1, for example, again,
An insulating film such as silicon nitride (SiN) is deposited to a thickness of about 50 nm by the CVD method to form the through film 12. Subsequently, a resist is applied on the through film 12, and a resist film R4 having a pattern having an opening in a region where a contact layer is formed is formed by a photolithography technique. Subsequently, as shown in FIG. 4H, using the patterned resist film R4 as a mask, an impurity such as silicon (Si) as an n-type impurity is accelerated to 3 × 10 13 atoms / cm 3 at an acceleration voltage of about 150 keV. Inject about two , the first
An n-type second contact layer 3b connected to the contact layer 3a is formed. As a result, the first contact layer 3
The contact layer 3 including a and the second contact layer 3b is formed.

【0042】次に、レジスト膜R4をウェットエッチン
グまたはドライエッチングにより除去した後、スルー膜
12上に再度レジストを塗布し、フォトリソグラフィー
技術により、トランジスタのチャネル層を形成する領域
に開口を有するパターンのレジスト膜R5を形成する。
続いて、図4(i)に示すように、パターニングされた
レジスト膜R5をマスクとして、n型不純物として、シ
リコン(Si)等の不純物を140keV程度の加速電
圧で、8×1012atoms/cm2 程度注入して、半
導体基板1にn型の第2のチャネル層2bを形成する。
Next, after removing the resist film R4 by wet etching or dry etching, a resist is applied again on the through film 12 and a pattern having an opening is formed in a region for forming a channel layer of a transistor by photolithography technique. A resist film R5 is formed.
Subsequently, as shown in FIG. 4I, using the patterned resist film R5 as a mask, an impurity such as silicon (Si) as an n-type impurity is accelerated to an acceleration voltage of about 140 keV and a pressure of 8 × 10 12 atoms / cm 2. About 2 is implanted to form the n-type second channel layer 2b on the semiconductor substrate 1.

【0043】次に、レジスト膜R5をウェットエッチン
グまたはドライエッチングにより除去した後、スルー膜
12上に再度レジストを塗布し、フォトリソグラフィー
技術により、チャネル層と重ならない領域において、第
1のゲート拡散層4aに接続する接続層を形成する領域
に開口を有するパターンのレジスト膜R6を形成する。
続いて、図5(j−1)に示すように、パターニングさ
れたレジスト膜R6をマスクとして、p型不純物とし
て、マグネシウム(Mg)等の不純物を200keV程
度の加速電圧で、1×1014atoms/cm2 程度注
入して、半導体基板1にp型の接続層5を形成する。こ
れにより、図5(j−2)の平面図に示すように、チャ
ネル層2a,2bと重ならない領域において、第1のゲ
ート拡散層4aに接続する接続層5が形成される。
Next, after removing the resist film R5 by wet etching or dry etching, a resist is applied again on the through film 12, and the first gate diffusion layer is formed by the photolithography technique in a region which does not overlap with the channel layer. A resist film R6 having a pattern having an opening in a region for forming a connection layer connected to 4a is formed.
Then, as shown in FIG. 5 (j-1), using the patterned resist film R6 as a mask, impurities such as magnesium (Mg) as a p-type impurity are accelerated at an accelerating voltage of about 200 keV and 1 × 10 14 atoms. / Cm 2 is implanted to form the p-type connection layer 5 on the semiconductor substrate 1. As a result, as shown in the plan view of FIG. 5 (j-2), the connection layer 5 connected to the first gate diffusion layer 4a is formed in the region which does not overlap with the channel layers 2a and 2b.

【0044】次に、図5(k)に示すように、レジスト
膜R6およびスルー膜12をウェットエッチングまたは
ドライエッチングにより除去した後、砒素(As)の雰
囲気中にて、800℃程度の熱処理を行い、注入したイ
オンを活性化させる。
Next, as shown in FIG. 5K, after removing the resist film R6 and the through film 12 by wet etching or dry etching, a heat treatment at about 800 ° C. is performed in an arsenic (As) atmosphere. Then, the implanted ions are activated.

【0045】次に、図6(l)に示すように、活性化済
みの半導体基板1上に、例えば、窒化シリコン(Si
N)等の絶縁膜をCVD法によって300nm程度堆積
させて、第1の層間絶縁膜6aを形成する。
Next, as shown in FIG. 6L, on the activated semiconductor substrate 1, for example, silicon nitride (Si
An insulating film such as N) is deposited to a thickness of about 300 nm by the CVD method to form the first interlayer insulating film 6a.

【0046】次に、第1の層間絶縁膜6a上に、レジス
トを塗布し、フォトリソグラフィー技術により、ゲート
拡散層を形成する領域に開口を有するパターンのレジス
ト膜R7を形成する。続いて、図6(m)に示すよう
に、パターニングされたレジスト膜R7をマスクとし
て、ドライエッチングによって、開口部分に露出した第
1の層間絶縁膜6aを選択的に除去して第1の層間絶縁
膜6aにゲート開口部C1を形成する。
Next, a resist is applied on the first interlayer insulating film 6a, and a resist film R7 having a pattern having an opening in a region for forming a gate diffusion layer is formed by a photolithography technique. Subsequently, as shown in FIG. 6M, the first interlayer insulating film 6a exposed in the opening is selectively removed by dry etching using the patterned resist film R7 as a mask to remove the first interlayer insulating film 6a. A gate opening C1 is formed in the insulating film 6a.

【0047】次に、図6(n)に示すように、レジスト
膜R7をウェットエッチングまたはドライエッチングに
より除去した後、第1の層間絶縁膜6aに形成されたゲ
ート開口部C1より、p型不純物として、例えば、亜鉛
(Zn)を拡散させて、p型の第2のゲート拡散層4b
を、第2のチャネル層2bが形成された半導体基板1に
形成する。このとき、第1のゲート拡散層4aと第2の
ゲート拡散層4bとは、図示しない領域において、接続
層5によって電気的に接続される。
Next, as shown in FIG. 6 (n), after removing the resist film R7 by wet etching or dry etching, a p-type impurity is introduced through the gate opening C1 formed in the first interlayer insulating film 6a. For example, zinc (Zn) is diffused to form the p-type second gate diffusion layer 4b.
Are formed on the semiconductor substrate 1 on which the second channel layer 2b is formed. At this time, the first gate diffusion layer 4a and the second gate diffusion layer 4b are electrically connected by the connection layer 5 in a region (not shown).

【0048】次に、図7(o)に示すように、第1の層
間絶縁膜6aのゲート開口部C1に露出した半導体基板
1上および第1の層間絶縁膜6a上に、蒸着またはスパ
ッタリングにより、チタン(Ti)、白金(Pt)、金
(Au)等の金属を、それぞれ、30nm、50nm、
200nm程度堆積させてゲート電極用層7aを形成す
る。続いて、ゲート電極用層7a上にレジストを塗布
し、フォトリソグラフィー技術により、ゲート電極のパ
ターンを有するレジスト膜R8を形成する。
Next, as shown in FIG. 7 (o), by vapor deposition or sputtering on the semiconductor substrate 1 exposed on the gate opening C1 of the first interlayer insulating film 6a and on the first interlayer insulating film 6a. Metals such as titanium, titanium (Ti), platinum (Pt), and gold (Au) are 30 nm and 50 nm, respectively.
The gate electrode layer 7a is formed by depositing about 200 nm. Subsequently, a resist is applied on the gate electrode layer 7a, and a resist film R8 having a gate electrode pattern is formed by a photolithography technique.

【0049】次に、図7(p)に示すように、パターニ
ングされたレジスト膜R8をマスクとして、イオンミリ
ング法により、ゲート電極用層7aを選択的に除去し
て、ゲート電極7を形成した後、レジスト膜R8をウェ
ットエッチングまたはドライエッチングにより除去す
る。
Next, as shown in FIG. 7P, the gate electrode layer 7a is selectively removed by an ion milling method using the patterned resist film R8 as a mask to form the gate electrode 7. After that, the resist film R8 is removed by wet etching or dry etching.

【0050】次に、図7(q)に示すように、ゲート電
極7および第1の層間絶縁膜6a上に、レジストを塗布
し、フォトリソグラフィー技術により、コンタクト層3
を露出するパターンのレジスト膜R9を形成する。続い
て、パターニングされたレジスト膜R9をマスクとし
て、ドライエッチングによって、開口部分に露出した第
1の層間絶縁膜6aを選択的に除去して第1の層間絶縁
膜6aに電極取り出し開口部C2を形成する。
Next, as shown in FIG. 7 (q), a resist is applied on the gate electrode 7 and the first interlayer insulating film 6a, and the contact layer 3 is formed by a photolithography technique.
A resist film R9 having a pattern that exposes the film is formed. Then, using the patterned resist film R9 as a mask, the first interlayer insulating film 6a exposed in the opening is selectively removed by dry etching to form the electrode extraction opening C2 in the first interlayer insulating film 6a. Form.

【0051】次に、図8(r)に示すように、第1の層
間絶縁膜6aの電極取り出し開口部C2に露出した半導
体基板1上およびレジスト膜R9上の全面に、蒸着また
はスパッタリングにより、金ゲルマニウム(AuGe)
およびニッケル(Ni)などの金属を、それぞれ、17
0nm、45nm程度堆積させて金属層8aを形成す
る。
Next, as shown in FIG. 8 (r), the entire surface of the semiconductor substrate 1 and the resist film R9 exposed in the electrode lead-out opening C2 of the first interlayer insulating film 6a is vapor-deposited or sputtered. Gold germanium (AuGe)
And a metal such as nickel (Ni)
The metal layer 8a is formed by depositing about 0 nm and 45 nm.

【0052】次に、図8(s)に示すように、リフトオ
フ法により、レジスト膜R9とともに、レジスト膜R9
上に堆積した金属層8aを除去し、400℃程度の熱処
理を行うことによって、電極取り出し開口部C2内に残
った金属層8aとn型の第2のコンタクト層3bとの合
金化層8を形成する。
Next, as shown in FIG. 8 (s), the resist film R9 is formed together with the resist film R9 by the lift-off method.
By removing the metal layer 8a deposited thereon and performing heat treatment at about 400 ° C., the alloyed layer 8 of the metal layer 8a remaining in the electrode extraction opening C2 and the n-type second contact layer 3b is removed. Form.

【0053】次に、図8(t)に示すように、第1の層
間絶縁膜6a、合金化層8およびゲート電極7上の全面
に、例えば、窒化シリコン(SiN)等の絶縁膜をCV
D法によって200nm程度堆積させて、第2の層間絶
縁膜6bを形成する。
Next, as shown in FIG. 8 (t), a CV insulating film such as silicon nitride (SiN) is formed on the entire surface of the first interlayer insulating film 6a, the alloying layer 8 and the gate electrode 7.
The second interlayer insulating film 6b is formed by depositing about 200 nm by the D method.

【0054】次に、図9(u)に示すように、第2の層
間絶縁膜6b上に、レジストを塗布し、フォトリソグラ
フィー技術により、合金化層8に達するコンタクトホー
ルを形成する領域に開口を有するパターンのレジスト膜
R10を形成する。続いて、パターニングされたレジス
ト膜R10をマスクとして、ウェットエッチングまたは
ドライエッチングによって、開口部分に露出した第2の
層間絶縁膜6bを選択的に除去して、第2の層間絶縁膜
6bに合金化層8に達するコンタクトホールC3を形成
する。
Next, as shown in FIG. 9 (u), a resist is applied on the second interlayer insulating film 6b, and a photolithography technique is used to form an opening in a region where a contact hole reaching the alloying layer 8 is formed. Forming a resist film R10 having a pattern. Then, by using the patterned resist film R10 as a mask, the second interlayer insulating film 6b exposed in the opening is selectively removed by wet etching or dry etching to alloy the second interlayer insulating film 6b. A contact hole C3 reaching the layer 8 is formed.

【0055】次に、図9(v)に示すように、レジスト
膜R10をウェットエッチングまたはドライエッチング
により除去した後、第2の層間絶縁膜6bのコンタクト
ホールC3に露出した合金化層8上および第2の層間絶
縁膜6b上に、蒸着またはスパッタリングにより、チタ
ン(Ti)、白金(Pt)、金(Au)等の金属を、そ
れぞれ、50nm、50nm、600nm程度堆積させ
て、ソースあるいはドレインとなるソース・ドレイン電
極用層9aを形成する。続いて、ソース・ドレイン電極
用層9a上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィー
技術により、ソースあるいはドレイン電極のパターンを
有するレジスト膜R11を形成する。
Next, as shown in FIG. 9 (v), the resist film R10 is removed by wet etching or dry etching, and then the alloying layer 8 exposed in the contact hole C3 of the second interlayer insulating film 6b and Metals such as titanium (Ti), platinum (Pt), and gold (Au) are deposited on the second interlayer insulating film 6b by vapor deposition or sputtering to a thickness of about 50 nm, 50 nm, and 600 nm, respectively, to form a source or a drain. The source / drain electrode layer 9a is formed. Subsequently, a resist is applied on the source / drain electrode layer 9a, and a resist film R11 having a source or drain electrode pattern is formed by photolithography.

【0056】以降の工程としては、パターニングされた
レジスト膜R11をマスクとして、イオンミリング法に
より、ソース・ドレイン電極用層9aを選択的に除去し
て、ソース・ドレイン電極9を形成した後、レジスト膜
R11をウェットエッチングまたはドライエッチングに
より除去する。以上により、本実施形態に係る半導体装
置が製造される。
In the subsequent steps, the source / drain electrode layer 9a is selectively removed by the ion milling method using the patterned resist film R11 as a mask to form the source / drain electrodes 9, and then the resist is formed. The film R11 is removed by wet etching or dry etching. As described above, the semiconductor device according to this embodiment is manufactured.

【0057】上記の本実施形態に係る半導体装置の製造
方法によれば、第2のチャネル層2bやコンタクト層3
b等が形成される新たな基板1bを作製するためのエピ
タキシャル工程を行った後、従来と同様に、チャネル
層、コンタクト層およびゲート拡散層等を形成するため
のイオン注入工程を先の工程と同様に行うことで、上述
した効果を奏する半導体装置を製造することができる。
そして、第1および第2のチャネル層2a,2bをイオ
ン注入形成するために使用するフォトマスク、第1およ
び第2のコンタクト層3a、3bをイオン注入形成する
ために使用するフォトマスク、第1および第2のゲート
拡散層4a,4bをイオン注入形成するために使用する
フォトマスクとして、同一のフォトマスクを使用するこ
とにより、第1のチャネル層2a,第1のコンタクト層
3a、第1のゲート拡散層4aと実質的に同一の箇所
に、第2のチャネル層2b,第2のコンタクト層3b、
第2のゲート拡散層4bを形成することができ、確実な
位置合わせが容易となる。また、新たな工程の追加のた
めに要するフォトマスクは、接続層5をイオン注入形成
するために使用するフォトマスクのみで済むことから、
工程数の増加に伴うコストの増加を低減することができ
る。
According to the method of manufacturing the semiconductor device of the present embodiment, the second channel layer 2b and the contact layer 3 are formed.
After performing an epitaxial process for producing a new substrate 1b on which b and the like are formed, an ion implantation process for forming a channel layer, a contact layer, a gate diffusion layer, and the like is performed in the same manner as the conventional process. By performing in the same manner, it is possible to manufacture a semiconductor device having the above-described effects.
Then, a photomask used to form the first and second channel layers 2a and 2b by ion implantation, a photomask used to form the first and second contact layers 3a and 3b by ion implantation, and a first mask By using the same photomask as the photomask used to form the second gate diffusion layers 4a and 4b by ion implantation, the first channel layer 2a, the first contact layer 3a, and the first The second channel layer 2b, the second contact layer 3b, and the second contact layer 3b are formed at substantially the same location as the gate diffusion layer 4a.
The second gate diffusion layer 4b can be formed, which facilitates reliable alignment. Further, the photomask required for adding a new step is only the photomask used for forming the connection layer 5 by ion implantation,
It is possible to reduce an increase in cost due to an increase in the number of steps.

【0058】本発明の半導体装置は、上記の実施形態の
説明に限定されない。例えば、本実施形態では、2つの
チャネル層が、基板の主面に並列に並んで形成された例
について説明したが、少なくとも2つ以上あればよく、
例えば、3つのチャネル層を基板の主面に並んで並列に
設けることも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々の変更が可能である。
The semiconductor device of the present invention is not limited to the description of the above embodiment. For example, in the present embodiment, an example in which two channel layers are formed in parallel on the main surface of the substrate has been described, but at least two or more channel layers may be formed.
For example, three channel layers can be arranged in parallel on the main surface of the substrate. Besides, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、素子面積を増大させる
ことなく、ショートチャネル効果等の特性悪化を起こさ
ずに、チャネルのオン抵抗を低減することができる。
According to the present invention, the on-resistance of the channel can be reduced without increasing the element area and without deteriorating the characteristics such as the short channel effect.

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

【図1】図1(a)は本実施形態に係る半導体装置の平
面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A’線にお
ける断面図であり、図1(c)は図1(a)のB−B’
線における断面図である。
1A is a plan view of a semiconductor device according to this embodiment, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1A, and FIG. ) Is BB ′ in FIG.
It is sectional drawing in a line.

【図2】本実施形態に係る半導体装置の製造において、
第1のチャネル層の形成工程までの断面図である。
FIG. 2 is a plan view of a semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment.
It is sectional drawing to the formation process of a 1st channel layer.

【図3】図2に続く、第1のゲート拡散層の形成工程ま
での断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view following FIG. 2 up to the step of forming a first gate diffusion layer.

【図4】図3に続く、第2のチャネル層の形成工程まで
の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view following FIG. 3 up to a step of forming a second channel layer.

【図5】図4に続く、接続層の形成工程までの断面図で
ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view up to the step of forming a connection layer, which is subsequent to FIG.

【図6】図5に続く、第2のゲート拡散層の形成工程ま
での断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view following FIG. 5 up to the step of forming a second gate diffusion layer.

【図7】図6に続く、電極取り出し開口部の形成工程ま
での断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view following FIG. 6 up to the step of forming an electrode extraction opening.

【図8】図7に続く、第2の層間絶縁膜の形成工程まで
の断面図である。
8 is a cross-sectional view following FIG. 7 up to the step of forming a second interlayer insulating film.

【図9】図8に続く、ソース・ドレイン電極用層の形成
工程までの断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view following FIG. 8 up to the step of forming source / drain electrode layers.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b…半導体基板、2a…第1のチャネル
層、2b…第2のチャネル層、3…コンタクト層、3a
…第1のコンタクト層、3b…第2のコンタクト層、4
a…第1のゲート拡散層、4b…第2のゲート拡散層、
5…接続層、6a…第1の層間絶縁膜、6b…第2の層
間絶縁膜、7…ゲート電極、8…合金化層、9…ソース
・ドレイン電極、11,12…スルー膜、R1,R2,
R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,
R11…レジスト膜、C1…ゲート開口部、C2…電極
取り出し開口部、C3…コンタクトホール。
1, 1a, 1b ... Semiconductor substrate, 2a ... First channel layer, 2b ... Second channel layer, 3 ... Contact layer, 3a
... first contact layer, 3b ... second contact layer, 4
a ... a first gate diffusion layer, 4b ... a second gate diffusion layer,
5 ... Connection layer, 6a ... First interlayer insulating film, 6b ... Second interlayer insulating film, 7 ... Gate electrode, 8 ... Alloying layer, 9 ... Source / drain electrode, 11, 12 ... Through film, R1, R2
R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10,
R11 ... Resist film, C1 ... Gate opening, C2 ... Electrode extraction opening, C3 ... Contact hole.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に形成されたゲート電極と、 前記半導体基板に形成されたソースあるいはドレインと
なる2つの導電層と、 前記半導体基板の主面に垂直方向に並んで、2つの前記
導電層に並列接続するように形成された少なくとも2つ
のチャネル層とを有する半導体装置。
1. A gate electrode formed on a semiconductor substrate, two conductive layers serving as a source or a drain formed on the semiconductor substrate, and two conductive layers that are arranged in a direction perpendicular to a main surface of the semiconductor substrate. A semiconductor device having at least two channel layers formed in parallel with a conductive layer.
【請求項2】前記チャネル層は、所定の導電型を有し、 前記ゲート電極下における各チャネル層とpn接合をそ
れぞれ形成する少なくとも2つのゲート拡散層と、 少なくとも2つの前記ゲート拡散層同士を接続する接続
層とをさらに有する請求項1記載の半導体装置。
2. The channel layer has a predetermined conductivity type, and comprises at least two gate diffusion layers each forming a pn junction with each channel layer under the gate electrode, and at least two gate diffusion layers. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a connection layer for connection.
【請求項3】前記接続層は、前記ゲート電極に接続さ
れ、かつ、前記チャネル層と重ならないように形成され
ている請求項2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the connection layer is connected to the gate electrode and is formed so as not to overlap with the channel layer.
【請求項4】半導体基板に第1のチャネル層と、当該第
1のチャネル層に接続しソースあるいはドレインとなる
2つの第1の導電層をそれぞれ形成する工程と、 前記半導体基板上に、半導体層を成長させる工程と、 前記半導体層に第2のチャネル層と、当該第2のチャネ
ル層に接続し、かつ、2つの前記第1の導電層にそれぞ
れ接続するソースあるいはドレインとなる2つの第2の
導電層をそれぞれ形成する工程と、 前記半導体層上にゲート電極を形成する工程とを有する
半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a first channel layer on a semiconductor substrate and two first conductive layers which are connected to the first channel layer and serve as a source or a drain, respectively, and a semiconductor on the semiconductor substrate. A step of growing a layer, a second channel layer in the semiconductor layer, and two second channel layers connected to the second channel layer and a source or a drain respectively connected to the two first conductive layers. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming two conductive layers respectively; and forming a gate electrode on the semiconductor layer.
【請求項5】前記第1のチャネル層および前記第1の導
電層をそれぞれ形成する工程の後、前記半導体層を成長
させる工程の前に、前記半導体基板に、前記第1のチャ
ネル層とpn接合を形成する第1のゲート拡散層を形成
する工程と、 前記第2のチャネル層および前記第2の導電層をそれぞ
れ形成する工程の後、前記ゲート電極を形成する工程の
前に、前記半導体層に、前記第2のチャネル層とpn接
合を形成する第2のゲート拡散層を形成する工程と、前
記半導体基板および前記半導体層に、前記第1および第
2のゲート拡散層を接続する接続層を形成する工程とを
さらに有する請求項4記載の半導体装置の製造方法。
5. After the step of forming the first channel layer and the first conductive layer, and before the step of growing the semiconductor layer, the first channel layer and the pn are formed on the semiconductor substrate. After the step of forming a first gate diffusion layer that forms a junction, the step of forming the second channel layer and the second conductive layer, and before the step of forming the gate electrode, the semiconductor A second gate diffusion layer that forms a pn junction with the second channel layer in the layer, and a connection that connects the first and second gate diffusion layers to the semiconductor substrate and the semiconductor layer. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising the step of forming a layer.
【請求項6】前記ゲート電極を形成する工程において、
前記第2のゲート拡散層および前記接続層に接続するよ
うに形成する請求項5記載の半導体装置の製造方法。
6. In the step of forming the gate electrode,
6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the semiconductor device is formed so as to be connected to the second gate diffusion layer and the connection layer.
【請求項7】前記半導体層を成長させる工程において、
エピタキシャル成長法により前記半導体層を成長させる
請求項4記載の半導体装置の製造方法。
7. In the step of growing the semiconductor layer,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor layer is grown by an epitaxial growth method.
【請求項8】前記半導体層を成長させる工程において、
前記半導体基板の組成と実質的に同一の組成の半導体層
を前記エピタキシャル成長法により成長させる請求項7
記載の半導体装置の製造方法。
8. In the step of growing the semiconductor layer,
8. A semiconductor layer having a composition substantially the same as that of the semiconductor substrate is grown by the epitaxial growth method.
A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
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US8227857B2 (en) 2007-03-19 2012-07-24 Nxp B.V. Planar extended drain transistor and method of producing the same

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