JPH01136375A - 電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents

電界効果トランジスタの製造方法

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JPH01136375A
JPH01136375A JP62295621A JP29562187A JPH01136375A JP H01136375 A JPH01136375 A JP H01136375A JP 62295621 A JP62295621 A JP 62295621A JP 29562187 A JP29562187 A JP 29562187A JP H01136375 A JPH01136375 A JP H01136375A
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JP
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resist
film
gate
drain
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JP62295621A
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Shinichi Shikada
真一 鹿田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
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    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
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    • H01L29/0843Source or drain regions of field-effect devices
    • H01L29/0891Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with Schottky gate
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    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電界効果トランジスタ(FET)の製造方法
、特に、ショットキゲート型電界効果トランジスタ(M
ESFET)の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、化合物半導体による素子が、その動作速度の速さ
の点で脚光を浴びており、特に、化合物半導体を用いた
MESFETの研究が進んでいる。
化合物半導体によるMESFETにも種々の構造のもの
があり、現在最も進んだものの一つとして、ダミーゲー
ト構造を用いて製造したS A I N T (Sel
f Aligned 1mplatantion fo
rN” 1ayer Technology) F E
 Tと呼ばれるものがある。この5AINTFETは、
第3図に示すように、ソース、ドレインのオーミック電
極1.2の下にn 層3.4が設けられて直列抵抗の低
減が図られており、しかも、このn 層3.4をゲート
電極5かられずかに離した構造とすることにより、余分
なゲート容量の発生が抑えられている。
そしてかかる構造の5AINTFETをさらに一歩進め
たものとして、ドレイン側のn+層とゲート電極との間
隔をソース側のn+層とゲート電極との間隔よりも広く
し、これによって、直列抵抗値を小さい値に保持したま
ま、ドレイン耐圧を高くしてドレインコンダクタンスを
低くしたものが考えられている。
この非対称構造のSA I NTFETは、製造工程途
中におけるダミーゲート構造を非対称とすることにより
得られるものであり、この非対称ダミーゲート構造を用
いた製造方法が、特開昭61−194781号公報に既
に開示されている。この製造方法によれば、2層ののダ
ミーゲートを形成した後、ダミーゲートのドレイン側の
側壁およびその近傍を除いてA47等の金属膜を表面に
蒸着し、その金属膜をマスクとルでダミーゲートの下層
のドレイン側をエツチングすることにより、非対称のダ
ミーゲート構造を作るものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記従来技術によれば、非対称のダミーゲート
を作るためだけに、ダミーゲート下層部の一側面を除い
てAlpの蒸着を行い、ダミーゲート下層部のエツチン
グを終了した後、再び、このAN蒸着膜を除去しなけれ
ばならず、極めて煩わしい工程を経なければならなかっ
た。
〔問題を解決するための手段〕
本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、上記問題
点に鑑みて為されたものであり、半導体主面を有する基
板上のゲート電極形成部に少なくとも基板接触部がレジ
スト材からなAダミーゲートを形成し、このダミーゲー
トをマスクとして不純物のイオン注入を行ってソース領
域およびドレイン領域を形成した後ダミーゲートを除去
し、このダミーゲート除去部にゲート電極を形成する電
界効果トランジスタの製造方法において、前記ダミーゲ
ートに対してUV光を斜め上方から照射して前記レジス
ト材のソース領域側側面を硬化させた後サイドエツチン
グを行うことにより、ダミーゲートの基板接触部とドレ
イン領域との間隔をダミーゲートの基板接触部とソース
領域との間隔よりも広くするものである。
〔作用〕
ダミーゲートのレジスト材の片側のみにUV光を照射し
て硬化させることにより、この硬化部のエツチング速度
を遅くすることができる。そのため、ダミーゲートのソ
ース領域側側面にUV光を照射した後これをサイドエツ
チングすると、ドレイン領域側側面が速くエツチングさ
れる。これによって、ダミーゲートの基板接触部とドレ
イン領域との間隔がダミーゲートの基板接触部とソース
領域との間隔よりも広くなる。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例を示す工程断面図である。
まず、半絶縁性Ga As基板1.0の表面にレジスト
11を塗布した後、通常のフォトリソグラフィ工程によ
って、n型能動層12となる部分のレジストを除去する
。ついで、残されたレジスト膜11をマスクとしてSl
のイオン注入を行う。−例として、加速電圧を60ke
Vとし、E型FETではドーズ量的1.5X10  /
cm  、D型FETでは約2.4 x 1012/c
m2とすれば良い(第1図(A))。
次に、レジスト膜11を除去した後、Ga As基板1
0上にプラズマCVD法により$13N4膜13を堆積
する。この513N4膜13は後のアニーリングの保護
膜であると共に、FET製作の全工程を通してGa A
s表面を保護し、デバイス特性のプロセスごとの変動を
抑止するものである。次に、膜厚的1.0μmのレジス
ト14を形成し、その上にスパッタリングにより膜厚的
0.3μmのSiO2膜15を形成する。そしてさらに
その上に、フォトレジスト16を形成し、レジスト14
.5102膜15とともに3層レジスト17を形成する
3層レジスト17の形成後は、まず、最上段AZレジス
ト16のパターンニングを行う(同図(B))。
ついで、CF4+H2ガスを用いた反応性イオンエツチ
ング(RI E)により、5102膜15を除去し、そ
してさらに、02ガスを用いたRIEにより最下段レジ
スト14を除去する。なお、最下段レジスト14を除去
する際に、最上段レジスト16も同時に除去される。最
下段レジスト14は5102膜15に比べてエツチング
速度が速いのでアンダーカットされ、断面形状がT字状
のダミーゲート18がレジスト14と5102膜15に
より形成される(同図(C))。
次に、図面上において右上から左下に向けて、基板表面
に対して約45度の角度でディープUV光19を100
mj/cI12で照射する。この照射光は、1字状ダミ
ーゲート18の下層レジスト14においては右側の側壁
にのみ照射される。レジスト15は、UV光の照射によ
りレジスト内に含まれる高分子の重合度を高めるので、
かかる斜め照射によって、1字状ダミーゲート18の下
層レジスト14の右側側壁のみを硬化させることができ
る(同図(D))。
次に、02ガスを用いたRIEにより再びエツチングを
施すと、UV光により硬化処理の施された下層レジスト
14の右側側壁および5IO2膜15はほどんどエツチ
ングされないにもかかわらず、UV光による硬化処理の
施されていない下層レジスト15の左側側壁のみが工゛
ツチングされる。
これによって、庇部となっているS l 02膜15゜
の左側が右側に比べて突出している非対称の1字状ダミ
ーゲート18′を得る。ついで、非対称1字状ダミーゲ
ート18′をマスクに、高ドーズ4X1013/el1
2 (200keV)の−8lイオン注入を5t3N、
膜13を通して行い、n ドレイン領域20およびn 
ソース領域21を形成する(同図(E))。
次に、スパッタリングにより5102膜22を表面全体
に堆積する(同図(F))。その後、非対称1字状ダミ
ーゲート18′の側壁に着いたS1′02をNH4,H
F−120: 1のバッファHF溶液で除去し、アセト
ン煮沸またはリムーバにより非対称1字状ダミーゲート
18′のレジスト14をリフトオフする。その後、n能
動層12およびn+層20.21の活性化を、800”
Cl2O分、N2雰囲気中の熱処理により行う(同図(
G))。
次に、反応性イオンエツチング(RI E)により、5
IO2膜22を除去し、さらに、プラズマエツチングに
よりS i a N 4膜13を除去し、ついでオーミ
ック金属Au Ge/Ni  (1050A/28OA
)を蒸着してリフトオフ、460℃、30秒、N2雰囲
気中でシンクして、ドレイン電極23、ソース電極24
を形成する(同図(H))。
次に、S i a N a膜13とSI O2膜22の
エツチング速度の差を利用して、813N4膜13をプ
ラズマエッチし、l0NH・ :IHF溶液でGa A
s表面をクリーニング後、TI /Pt /Au  (
I000A150OA/1500A)を蒸着して、ゲー
ト電極25を形成する(同図(■))。   ′ 第1図(I)から判るように、n ドレイン領域20と
ゲート電極25との距離T1は、n+ソース領域21と
ゲート電極25との距離T2よりも大きい。これは、1
字状ダミーゲート18′を非対称とし、S10゜膜15
による庇部のうち、ドレイン側庇部をソース側庇部より
も突出させたことにより達成されるものである。
次に、第2図を用いて本発明の他の実施例を説明する。
本実施例は、ダミーゲートを1層のレジスト材のみで構
成したものである。
半導体基板としてGa As基板31を用い、その上に
フォトレジスト膜(AZ−1400)32を全面に塗布
する(第2図(A))。ついで、所定のパターンを露光
した後、現像してダミーゲート33を形成する(同図(
B))。
次にダミーゲート33をマスクとして、Slイオンを注
入濃度3×1013/cIn3程度でイオン注入を行い
、ドレイン領域34、ソース領域35を形成する(同図
(C))。
次に、UV光19を同図(D)に示すように斜め上方か
らダミーゲート33に対して照射し、ソース領域側側面
を硬化させる。ついで、ダミーゲート33をサイドエツ
チングすると、硬化されていないドレイン側側面のみエ
ツチングされ、同図(E)のように、ダミーゲート33
とドレイン領域34とが離隔したダミーゲート33′が
形成される。
その後、ECRプラズマCVD装置により、SiHとN
H4とN2の混合ガスを用いて513N4膜36を膜厚
が3500A程度になるように形成する(同図(F))
。ついで、ウェットエツチングによりダミーゲート33
′を除去してリフトオフを行うことにより、絶縁パター
ンを形成し、基板全体をAsH13中において温度を摂
氏800度程度とし′tT30分間アニール処理する(
同図(G))。そして、この絶縁パターンにより基板3
1の表面が露出している部分を含む全面にTl/Pt/
Au系の電極材料を蒸着し、パターンニングによりゲー
ト電極37を形成する(同図(H))。その後、不図示
のソース電極およびドレイン電極を形成すれば、ドレイ
ン領域34とゲート電極37とが適当に離隔した電界効
果トランジスタを形成することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の電界効果トランジスタの
製造方法によれば、ダミーゲートのレジストの片側のみ
にUV光を照射して硬化させた後にこのレジストをサイ
ドエツチングするという極めて簡単な処理によって、ソ
ース領域とゲート電極との間隔よりもドレイン領域とゲ
ート電極との間隔を大きくとることができる。したがっ
て、直列抵抗が低くしかもドレインコンダクタンスの低
い優れたFETの製造が容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す工程断面図、第2図は
本発明の他の実施例を示す工程断面図、第3図は従来の
SA I NTFETの構造を示す断面図である。 10・・・半絶縁性Ga As基板、12・・・能動層
、14・・・下層レジスト層、18・・・1字状ダミー
ゲート、18′・・・非対称1字状ダミーゲート、19
・・・ディープUV光、20.34・・・n+ ドレイ
ン領域、21.35・・・n+ソース領域、23・・・
ドレイン電極、24・・・ソース電極、25.37・・
・ゲート電極、31・・・Ga As半導体基板、33
.33’・・・ダミーゲート。 特許出願人  住友電気工業株式会社 代理人弁理士   長谷用  芳  樹間      
  塩   1)  辰   也第2の実施例 第2図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体主面を有する基板上のゲート電極形成部に少
    なくとも基板接触部がレジスト材からなるダミーゲート
    を形成し、このダミーゲートをマスクとして不純物のイ
    オン注入を行ってソース領域およびドレイン領域を形成
    した後ダミーゲートを除去し、このダミーゲート除去部
    にゲート電極を形成する電界効果トランジスタの製造方
    法において、前記ダミーゲートに対してUV光を斜め上
    方から照射して前記レジスト材のソース領域側側面を硬
    化させた後サイドエッチングを行うことにより、ダミー
    ゲートの基板接触部とドレイン領域との間隔をダミーゲ
    ートの基板接触部とソース領域との間隔よりも広くする
    ことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 2、ダミーゲートは、上層がSiO_2であり下層がレ
    ジスト材である2層構造となっている特許請求の範囲第
    1項記載の電界効果トランジスタの製造方法。
JP62295621A 1987-11-24 1987-11-24 電界効果トランジスタの製造方法 Pending JPH01136375A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03138938A (ja) * 1989-10-24 1991-06-13 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP2008193005A (ja) * 2007-02-07 2008-08-21 Eudyna Devices Inc 半導体装置の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03138938A (ja) * 1989-10-24 1991-06-13 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
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