JP2009524242A5

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Publication number: JP2009524242A5
Application number: JP2008551316A
Authority: JP
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2027-01-16

Claims

チャネル層を形成するステップと、
前記チャネル層上に障壁層を形成するステップと、
前記障壁上に保護層を形成するステップであって、前記保護層は、前記保護層を貫通して延在する開口を有するステップと、
前記保護層が第１と第２のオームコンタクト領域の間にあるように、前記保護層に近接しかつ前記保護層から間隔を空けて配置された前記第１および第２のオームコンタクト領域を前記障壁層上に形成するステップと、
ゲート電極の第１の部分が、前記開口の外側に存在する前記保護層の表面部分で横方向に延在するように、かつ、前記保護層から間隔を空けて配置された前記ゲート電極の第２の部分が、前記第１の部分を越えて横方向に延在するように、前記開口に前記ゲート電極を形成するステップと
を含むことを特徴とするトランジスタを作製する方法。
前記ゲート電極を形成するステップの前に、前記保護層上に第２の層を形成するステップであって、前記第２の層は、前記第１の開口よりも広く、前記第２の層を貫通して延在する第２の開口を有するステップをさらに含み、
前記第２の層は、前記第１および第２のオームコンタクト領域が前記第２の層によって前記保護層から間隔を空けて配置されるように、前記第１および第２のオームコンタクト領域と前記保護層との間に延在し、
前記ゲート電極を形成するステップは、前記ゲート電極の前記第２の部分が、前記第２の開口の外側に存在する前記第２の層の表面部分で横方向に延在するように、前記第２の開口に前記ゲート電極を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第２の層は、前記保護層よりも小さな誘電率を有する材料を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記第２の層を貫通して存在する前記第２の開口を有する前記第２の層を形成するステップは、
前記第２の層を貫通して前記保護層の一部を露出させるリセスを含む前記第２の層を前記保護層上に形成するステップと、
前記第１の開口を露出させ、かつ前記第１の開口の相対する側に前記保護層の表面部分を露出させる前記第２の開口を画定するように、前記第２の層の前記リセスを広くするステップと
を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記第２の層の前記リセスを広くするステップの前に、前記保護層を貫通して延在する前記第１の開口を形成するために、前記第２の層をマスクとして使用して前記保護層をパターニングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記第２の層の前記リセスを広くするステップは、前記第２の開口と前記第１の開口が自己整合されるように、前記第２の層の前記リセスを対称的に広げるステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記第２の層は、フォトレジスト層を備えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
前記第２の層の前記リセスを広くするステップは、
酸素プラズマを使用して前記第２の層をアッシングするステップ、および／または前記第２の層をハードベークするステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
前記ゲート電極を形成した後で前記第２の層を除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
前記第２の層を除去した後で前記保護層上および前記ゲート電極上にパシベーション層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
前記ゲート電極を形成するステップは、
前記開口の中の前記保護層の対向する側壁に直接に前記ゲート電極を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ゲート電極を形成するステップは、前記障壁層に接触するように前記保護層の前記開口を貫通して延在するゲート電極を形成するステップを含み、さらに、前記チャネル層と前記障壁層との間の接合はヘテロ接合を画定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第１および第２のオームコンタクト領域を形成するステップは、
前記障壁層の部分を露出させるように前記保護層をパターニングするステップと、
前記パターニングされた保護層に近接し、かつ前記パターニングされた保護層から間隔を空けて配置されたオーミック金属領域を前記障壁層の前記露出部分に形成するステップと、
前記オーミック金属領域をアニールするステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記保護層は、窒化珪素、窒化アルミニウム、および／または二酸化珪素を含む誘電体材料を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ゲート電極を形成するステップの前に、前記保護層上に酸化物層を形成するステップであって、前記酸化物層は、前記第１の開口よりも広く、前記酸化物層を貫通して延在する第２の開口を有するステップをさらに含み、
前記ゲート電極を形成するステップは、前記ゲート電極の前記第２の部分が、前記第２の開口の外側に存在する前記酸化物層の表面部分で横方向に延在するように、前記第２の開口に前記ゲート電極を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記酸化物層は、高温酸化物（ＨＴＯ）層を備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
前記保護層は、高純度窒化物（ＨＰＮ）層を備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
前記保護層は、化学量論的な窒化珪素を備え、前記酸化物層は、二酸化珪素を備えることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
前記酸化物層は、約１．５未満の誘電率を有する高品質酸化物層を備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
前記酸化物層は、前記保護層の厚さよりも大きな厚さを有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
前記酸化物層は、約５００オングストローム（Å）から約３０００Åの厚さを有し、前記保護層は、約２００Åから約２０００Åの厚さを有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
前記酸化物層を貫通して延在する前記第２の開口を有する前記酸化物層を形成するステップは、
前記酸化物層を貫通して前記保護層の一部を露出させるリセスを含む前記誘電体層を前記保護層上に形成するステップと、
前記保護層を貫通して延在する前記第１の開口を形成するために、前記誘電体層をマスクとして使用して前記保護層をパターニングするステップと、
前記第１の開口を露出させ、かつ前記第１の開口の相対する側に前記保護層の表面部分を露出させる前記第２の開口を画定するように、前記酸化物層の前記リセスを広くするステップと
を含み、
前記保護層および前記酸化物層は異なる材料を備え、前記酸化物層の前記リセスを広くするステップは、ウェット酸化物エッチング液を使用して前記酸化物層をエッチングすることによって、前記第２の開口と前記第１の開口が自己整合されるように、前記酸化物層の前記リセスを対称的に広げるステップを含み、前記ウェット酸化物エッチング液は、前記保護層に対して選択であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
前記障壁層の第１および第２の部分を露出させるように前記酸化物層および前記保護層をパターニングするステップと、
前記酸化物層および前記保護層をパターニングした後で、前記保護層が第１と第２のオームコンタクト領域の間にあるように、前記パターニングされた保護層に近接しかつ前記パターニングされた保護層から間隔を空けて配置された前記第１および第２のオームコンタクト領域を、前記障壁層の前記第１および第２の部分にそれぞれ形成するステップと
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
前記酸化物層および前記保護層をパターニングするステップは、
前記酸化物層を形成するステップの前に、前記障壁層の前記第１および第２の部分を露出させるように前記保護層をパターニングするステップであって、前記酸化物層を形成するステップは、前記保護層上、ならびに前記障壁層の前記第１および第２の部分上に前記酸化物層を形成するステップを含むステップと、
前記障壁層の前記第１および第２の部分をそれぞれ露出させる第１および第２のリセスを前記酸化物層に画定するように前記酸化物層をパターニングするステップと
を含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
前記酸化物層および前記保護層をパターニングするステップは、
前記保護層の第１および第２の部分を露出させるように前記酸化物層をパターニングするステップと、
前記障壁層の前記第１および第２の部分を露出させるために前記酸化物層をマスクとして使用して前記保護層をパターニングするステップと
を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
前記ゲート電極を形成するステップは、
前記第１の開口の中の前記保護層の対向する側壁に誘電体ライナを形成するステップと、
前記誘電体ライナを形成した後で、前記第１の開口の中の前記誘電体ライナに直接に前記ゲート電極を形成するステップと
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
チャネル層を形成するステップと、
前記チャネル層上に障壁層を形成するステップであって、前記チャネル層と前記障壁層との間の接合は、へテロ接合を画定するものであるステップと、
前記障壁層上に窒化物層を形成するステップと、
前記窒化物層上に酸化物層を形成するステップであって、前記酸化物層は、前記窒化物層の一部を露出させる孔を備えるものであるステップと、
前記酸化物層をマスクとして使用して、前記窒化物層を貫通して延在する第１の開口を形成するステップと、
前記第１の開口を形成した後で、前記第２の開口と前記第１の開口が自己整合されるように、前記第１の開口を露出させ、かつ前記第１の開口の相対する側に前記窒化物層の表面部分を露出させる第２の開口を形成するように前記酸化物層の前記孔を対称的に広げるステップと、
前記障壁層に接触するように前記窒化物層の前記第１の開口を貫通して延在するゲート電極を前記第１および第２の開口に形成するステップと
を含み、
前記ゲート電極の第１の部分は、前記第１の開口の外側の、相対する側の前記窒化物層の表面部分に延在し、前記ゲート電極の第２の部分は、前記第２の開口の外側の、相対する側の前記酸化物層の表面部分に延在することを特徴とする高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を作製する方法。
前記ゲート電極の前記第１の部分は、前記開口の外側に存在する前記窒化物層の表面部分で横方向に延在し、前記ゲート電極の前記第２の部分は、前記第２の開口の外側に存在する前記酸化物層の表面部分で、前記ゲート電極の前記第１の部分を越えて横方向に延在することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
前記ゲート電極を形成するステップは、
前記第１の開口の中の相対する側壁に直接に前記ゲート電極を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
前記窒化物層は、化学量論的窒化珪素を備え、さらに前記酸化物層は、化学両論的二酸化珪素を備えることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
前記第１の開口を形成するステップは、ドライエッチングプロセスを使用して前記障壁層を露出させるように前記窒化物層を通して選択的にエッチングするステップを含み、前記酸化物層の前記孔を広くするステップは、第１の開口および第１の開口の相対する側の前記窒化物層の表面部分を露出させる前記第２の開口を形成するように、ウェットエッチングを使用して前記酸化物層を選択的にエッチングするステップを含み、前記第２の開口は、前記第１の開口に関し対称であることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
前記窒化物層が第１と第２のオームコンタクト領域の間にあるように、前記窒化物層に近接しかつ前記窒化物層から間隔を空けて配置された前記第１および第２のオームコンタクト領域を前記障壁層上に形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
チャネル層と、
前記チャネル層上の障壁層と、
貫通して延在する開口を有する前記障壁上の保護層と、
前記保護層が第１と第２のオームコンタクト領域の間にあるように前記保護層に近接しかつ前記保護層から間隔を空けて配置された、前記障壁層上の前記第１および第２のオームコンタクト領域と、
前記開口の中のゲート電極と
を備え、
前記ゲート電極は、前記開口の外側に存在する前記保護層の表面部分で横方向に延在する第１の部分、および前記保護層から間隔を空けて配置され前記第１の部分を越えて横方向に延在する第２の部分を含むことを特徴とするトランジスタ。
前記保護層上の第２の層をさらに含み、前記第２の層は、前記第１の開口よりも広く、前記第２の層を貫通して延在する第２の開口を備え、
前記第２の層は、前記第１および第２のオームコンタクト領域が前記第２の層によって前記保護層から間隔を空けて配置されるように、前記第１および第２のオームコンタクト領域と前記保護層との間に延在し、前記ゲート電極は前記第２の開口にあり、さらに、前記ゲート電極の前記第２の部分は、前記第２の開口の外側に存在する前記第２の層の部分で横方向に延在することを特徴とする請求項３３に記載のトランジスタ。
前記第２の層は、前記保護層よりも小さな誘電率を有することを特徴とする請求項３４に記載のトランジスタ。
前記第２の層は、酸化物層を備えることを特徴とする請求項３５に記載のトランジスタ。
前記酸化物層は、高温酸化物（ＨＴＯ）層を備えることを特徴とする請求項３６に記載のトランジスタ。
前記保護層は、高純度窒化物（ＨＰＮ）層を備えることを特徴とする請求項３７に記載のトランジスタ。
前記酸化物層は、前記保護層の厚さよりも大きな厚さを有することを特徴とする請求項３８に記載のトランジスタ。
前記保護層は、化学量論的窒化珪素を備え、前記酸化物層は、二酸化珪素を備えることを特徴とする請求項３９に記載のトランジスタ。
前記酸化物層は、約１．５未満の誘電率を有する高品質酸化物層を備えることを特徴とする請求項３６に記載のトランジスタ。
前記保護層および前記ゲート電極の上にパシベーション層をさらに備えることを特徴とする請求項３３に記載のトランジスタ。
前記ゲート電極は、前記保護層の前記開口の対向する側壁に直接に接していることを特徴とする請求項３３に記載のトランジスタ。
前記ゲート電極は、前記障壁層に接触するように前記保護層の前記開口を貫通して延在し、前記チャネル層および前記障壁層は、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を形成するように構成されていることを特徴とする請求項３３に記載のトランジスタ。
前記保護層は、前記第１および第２のオームコンタクト領域の厚さと少なくともほぼ同じ厚さを有することを特徴とする請求項３３に記載のトランジスタ。
前記保護層は、窒化珪素、窒化アルミニウム、および／または二酸化珪素を含む誘電体材料を備えることを特徴とする請求項３３に記載のトランジスタ。