JPH01154565A - Manufacture of junction fet - Google Patents

Manufacture of junction fet

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JPH01154565A
JPH01154565A JP31474887A JP31474887A JPH01154565A JP H01154565 A JPH01154565 A JP H01154565A JP 31474887 A JP31474887 A JP 31474887A JP 31474887 A JP31474887 A JP 31474887A JP H01154565 A JPH01154565 A JP H01154565A
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JP
Japan
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gate
layer
electrode
gate electrode
semiconductor layer
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JP31474887A
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Japanese (ja)
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Hisao Sudo
久男 須藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the exfoliation of a gate electrode becoming a gate in case of forming a gate, to form the gate in a self-alignment manner, and to manufacture a junction FET having a high frequency and a large current in a high yield by providing a sidewall having a predetermined thickness on the side face of the gate electrode, providing in advance an overhang extending in a predetermined length on the periphery of a gate region on the gate electrode, and depositing source/drain electrode as a gate electrode mask. CONSTITUTION:A gate electrode 4 having an overhang 41 is formed on a gate region, and a sidewall 13 made of Si3N4 or the like is formed on the side face of the electrode 4. Here, with the electrode 4 as a mask an InGaAsP layer 14' is removed in a predetermined depth from the surface by etching, for example, by a reactive ion beam etching method. Further, an InGaAsP layer 14' remaining under the sidewall 13 and on its periphery is isotropically etched. Then, with the electrode 4 and the sidewall 13 as masks an InP layer 7'' is etched. Thereafter, the sidewall 13 is removed, Au or the like is deposited perpendicularly to the surface of the substrate 1, and a source electrode and a drain electrode are then formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 光通信用の高周波・大電流ジャンクションFETにおけ
るゲートおよびゲート電極ならびにソース/ドレイン電
極の形成方法に関し。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a method for forming a gate, gate electrode, and source/drain electrode in a high frequency/high current junction FET for optical communication.

ゲートを形成する際にマスクとなるゲート電極の剥離を
防止可能とすることを目的とし。
The purpose is to prevent peeling of the gate electrode, which serves as a mask when forming the gate.

K電型の半導体表面に形成されたゲートを形成するため
の逆導電型の半導体層上に、該半導体層に対向し、かつ
、ゲート形成領域の周囲に所定長さ(X)だけ延伸する
庇部を有するゲート電極を形成し、該ゲート電極の側面
に前記半導体層のエツチングにおいて除去されない材料
から成る所定厚さの側壁層を形成し、該ゲート電極およ
び側壁層をマスクとして該半導体層を選択的にエツチン
グして該ゲート形成領域に該半導体層から成るゲートを
形成し、該側壁層を除去したのち該ゲート電極をマスク
として該半導体表面に対して垂直方向から金属層を堆積
することによりゲート形成領域から前記Xだけ離れた位
置に該金属層から成るソース/ドレイン電極を形成する
工程を含むことから構成される。
An eaves extending over a semiconductor layer of opposite conductivity type for forming a gate formed on the surface of a K-type semiconductor, facing the semiconductor layer and extending by a predetermined length (X) around the gate formation region. a sidewall layer of a predetermined thickness made of a material that is not removed during etching of the semiconductor layer is formed on the side surface of the gate electrode, and the semiconductor layer is selected using the gate electrode and the sidewall layer as a mask. A gate made of the semiconductor layer is formed in the gate formation region by etching, and after removing the sidewall layer, a metal layer is deposited from a direction perpendicular to the semiconductor surface using the gate electrode as a mask. The method includes the step of forming a source/drain electrode made of the metal layer at a position separated by the distance X from the formation region.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明はジャンクションFETの製造方法に係り。 The present invention relates to a method for manufacturing a junction FET.

詳しくは光通信用の半導体レーザーのドライバとして用
いられる高周波・大電流のジャンクションFETにおけ
るゲートおよびゲート電極ならびにソース/ドレイン電
極の形成方法に関する。
More specifically, the present invention relates to a method for forming gates, gate electrodes, and source/drain electrodes in high-frequency, high-current junction FETs used as semiconductor laser drivers for optical communications.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図に拡散もしくはイオン注入によって形成されたp
n接合を有するジャンクションFET (J−FET)
の構造を示す。例えば、 InP(インジウム・燐)か
ら成る半絶縁性の基板1上にn型1nPから成るチャネ
ル層2を形成し、チャネル層2の所定領域に不純物を拡
散もしくはイオン打ち込みにより注入してp型のゲーD
N域3を形成する。そして、ゲート領域3上にゲート電
極4を、また、ゲート領域3の両側のチャネル層2上に
、それぞれ、ソース電極5およびドレイン電極6を形成
する。
Figure 2 shows p formed by diffusion or ion implantation.
Junction FET with n-junction (J-FET)
The structure of For example, a channel layer 2 made of n-type 1nP is formed on a semi-insulating substrate 1 made of InP (indium phosphorous), and an impurity is implanted into a predetermined region of the channel layer 2 by diffusion or ion implantation to make it p-type. Game D
N region 3 is formed. Then, a gate electrode 4 is formed on the gate region 3, and a source electrode 5 and a drain electrode 6 are formed on the channel layer 2 on both sides of the gate region 3, respectively.

光通信用の半導体レーザーの駆動に必要な筒周波・大電
流のドライバとして、上記のような化合物半導体から成
るジャンクションFETが用いられているが、動作速度
の向上のために、ゲート長およびゲート領域3とソース
電極5およびドレイン電極6との間の距離をできるだけ
短くすることが要請されている。
Junction FETs made of compound semiconductors such as those described above are used as cylindrical-frequency, high-current drivers necessary to drive semiconductor lasers for optical communications. 3 and the source electrode 5 and drain electrode 6 are required to be as short as possible.

しかしながら1上記のジャンクションFETにおけるよ
うな拡散等により形成されたゲート領域3では、ゲート
長およびゲート−ソース/ドレイン間距離を所望の微小
寸法に制御するのが困難であるために、これらを縮小す
るには製造技術上の限界がある。これに対して、第3図
に示すように。
However, in the gate region 3 formed by diffusion etc. in the junction FET described above, it is difficult to control the gate length and the gate-source/drain distance to desired minute dimensions, so it is necessary to reduce these. has manufacturing technology limitations. On the other hand, as shown in FIG.

チャネル層2の上に逆導電型の半導体層から成るゲート
7を設けた構造のジャンクションPETが知られている
。ゲート7上に設けられるゲート電極4およびその両側
に設けられるソース電極5およびドレイン電極6につい
ては第2図と同様である。
A junction PET having a structure in which a gate 7 made of a semiconductor layer of an opposite conductivity type is provided on a channel layer 2 is known. The gate electrode 4 provided on the gate 7 and the source electrode 5 and drain electrode 6 provided on both sides thereof are the same as those shown in FIG.

第3図の構造においては、ゲート長およびゲート−ソー
ス/ドレイン間距離はゲート7および各電極のパターン
精度と位置精度によって決まるので、比較的容易に所望
の微小寸法を実現できる。
In the structure shown in FIG. 3, the gate length and the gate-source/drain distance are determined by the pattern accuracy and positional accuracy of the gate 7 and each electrode, so that desired minute dimensions can be achieved relatively easily.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、エツチングによりゲート7を形成する場
合、ゲート長が短くなると次のような問題が発生する。
However, when the gate 7 is formed by etching, the following problem occurs when the gate length becomes short.

すなわち、第4図(a)を参照して、基板1上に1例え
ばInPから成るチャネル層2と、ゲートを構成するた
めの1例えばInGaAsP層7′とを形成する。この
上に、ゲート電極を構成するための。
That is, referring to FIG. 4(a), a channel layer 2 made of, for example, InP and a layer 7' of, for example, InGaAsP for forming a gate are formed on a substrate 1. On top of this, a gate electrode is formed.

例えばAu層を形成し、まずこのAu層をSiO□(二
酸化珪素)あるいは5i3N4(窒化珪素)から成るマ
スク10を用いてエツチングすることによりゲート電極
4を形成する。次いで、第4図(b)に示すように、ゲ
ート電極4をマスクとして半導体層7′をエツチングす
る。半導体層7′は厚さ方向にエツチングされると同時
にゲート電極4下部がサイドエンチングされる。そして
、厚ざ方向のエツチングが完了した時点では、第4図(
c)に示すように、ゲート電極4との接触部分は僅かし
か残っていない。その結果、ゲート電極4が剥離し易い
。また、ゲート7は裾が広がった台形をなす。
For example, an Au layer is formed, and the gate electrode 4 is formed by first etching this Au layer using a mask 10 made of SiO□ (silicon dioxide) or 5i3N4 (silicon nitride). Next, as shown in FIG. 4(b), the semiconductor layer 7' is etched using the gate electrode 4 as a mask. The semiconductor layer 7' is etched in the thickness direction, and at the same time, the lower part of the gate electrode 4 is side etched. When the etching in the thickness direction is completed, as shown in Fig. 4 (
As shown in c), only a small portion remains in contact with the gate electrode 4. As a result, the gate electrode 4 is likely to peel off. Further, the gate 7 has a trapezoidal shape with a widened base.

すなわち9台形の上表面の下部のみがゲートとして有効
に機能する。
That is, only the lower part of the upper surface of the nine trapezoids effectively functions as a gate.

したがって、当初のマスク10の寸法には上記のような
サイドエッチ量を見込んで設計しておく必要があり、ゲ
ート−ソース/ドレイン間にはこのサイドエッチ量が加
わることが避けられない。このように、上記従来のゲー
ト形成方法では、ゲート長およびゲート−ソース/ドレ
イン間距離の縮小には事実上限界があった。
Therefore, it is necessary to design the original dimensions of the mask 10 in consideration of the amount of side etching as described above, and it is inevitable that this amount of side etching will be added between the gate and the source/drain. As described above, in the conventional gate forming method described above, there is a practical limit to the reduction of the gate length and the gate-source/drain distance.

本発明はゲート電1】をマスクとしてゲートを構成する
半導体層をエツチングする方法における上記の問題点を
解決することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in a method of etching a semiconductor layer constituting a gate using a gate electrode 1 as a mask.

C問題点を解決するための手段〕 上記目的は、一導電型の半導体表面に逆導電型の半導体
層を堆積する工程と、該半導体層上のゲート形成領域に
、該半導体層に対して所定の間隔を以て対向し該ゲート
形成領域からその周囲に所定長さ(x)だけ延伸する庇
部を有するゲート電極を形成する工程と、該半導体層の
エツチングにおいて除去されない材料から成る所定厚さ
の側壁層を該ゲート電極の側面に形成する工程と、該ゲ
ート電極および側壁層をマスクとして、該ゲート形成領
域の周囲における該半導体層を選択的に除去することに
より、該半導体層から成るゲートを形成する工程と、該
半導体層を選択的に除去したのち、該側壁層を除去する
工程と、該ゲート電極をマスクとして該半導体表面に対
して垂直方向から金属層を堆積させることにより、該ゲ
ート領域の両側における該半導体表面上に、該ゲート領
域から前記所定の長さ(X)だけ離れて配置されたソー
ス/ドレイン電極を形成する工程を含むことを特徴とす
る2本発明に係るジャンクションFETの製造方法によ
って達成される。
Means for Solving Problem C] The above object includes a step of depositing a semiconductor layer of an opposite conductivity type on the surface of a semiconductor of one conductivity type, and a step of depositing a semiconductor layer of a predetermined value with respect to the semiconductor layer in a gate formation region on the semiconductor layer. a step of forming gate electrodes having eaves extending from the gate formation region to the periphery by a predetermined length (x) facing each other with an interval of Forming a gate made of the semiconductor layer by forming a layer on the side surface of the gate electrode, and selectively removing the semiconductor layer around the gate formation region using the gate electrode and the sidewall layer as a mask. selectively removing the semiconductor layer, then removing the sidewall layer, and depositing a metal layer from a direction perpendicular to the semiconductor surface using the gate electrode as a mask. 2, comprising the step of forming source/drain electrodes on the semiconductor surface on both sides of the gate region, the source/drain electrodes being arranged at a distance of the predetermined length (X) from the gate region. This is achieved by a manufacturing method.

〔作 用〕[For production]

ゲート電極の側面に所定厚さの側壁を設けることによっ
て、ゲートを構成する半導体層をエツチングする際に生
じるサイドエツチングを側壁下部に止める。また、ゲー
ト6N域周囲に所定長だけ延伸する底部をあらかじめゲ
ート電極に設けておき。
By providing a side wall of a predetermined thickness on the side surface of the gate electrode, side etching that occurs when etching the semiconductor layer constituting the gate is stopped at the lower part of the side wall. Further, a bottom portion extending by a predetermined length around the gate 6N region is provided in advance on the gate electrode.

ゲート電極マスクとしてソース/ドレイン電極を堆積す
ることにより、ゲート−ソース/ドレイン電極間に前記
底部の長さに等しい距離が保たれる。
By depositing the source/drain electrode as a gate electrode mask, a distance equal to the length of the bottom is maintained between the gate and source/drain electrodes.

このように、ゲート領域およびソース/ドレイン領域が
自己整合的に形成され、所望の微小寸法のゲート長およ
びゲート−ソース/ドレイン間距離を有するジャンクシ
ョンFETが製造できる。
In this way, the gate region and the source/drain region are formed in a self-aligned manner, and a junction FET having a desired minute gate length and gate-source/drain distance can be manufactured.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下の図面において既掲の図面におけるのと同じ部分に
は同一符号を付しである。
In the following drawings, the same parts as in the previously shown drawings are designated by the same reference numerals.

第1図(a)ないしく1)は本発明の一実施例の工程に
おける要部断面図である。
FIGS. 1(a) to 1) are sectional views of essential parts in steps of an embodiment of the present invention.

第1図(a)を参照して1例えば高抵抗InP単結晶か
ら成る半絶縁性の基板l上に、公知のエビクキシャル成
長技術を用いて、厚さ約0.35〜0.5 μmのn型
rnPから成るチャネル層2と、ゲートを構成するため
の厚さ0.4μm程度のp型のInGaAsP層7′を
順次堆積させる。さらにInGaAsP層7′上に、電
子ビーム蒸着等の公知の薄膜技術を用いて、厚さ約70
0人のチタン(Ti)層8および厚さ約1000人の白
金(P をン層9を順次堆積する。
Referring to FIG. 1(a), 1. For example, on a semi-insulating substrate l made of high-resistance InP single crystal, using a known eviaxial growth technique, A channel layer 2 made of rnP type and a p-type InGaAsP layer 7' having a thickness of about 0.4 μm for forming a gate are sequentially deposited. Further, on the InGaAsP layer 7', a film with a thickness of approximately 70 mm is deposited using a known thin film technique such as electron beam evaporation.
A titanium (Ti) layer 8 having a thickness of 0 and a platinum (P) layer 9 having a thickness of about 1000 are sequentially deposited.

次いで、公知のりソグラフィ技術を用いて、第1図(b
)に示すように、ゲート領域に対応する開口11が設け
られた厚さ約7000人のレジスト層12をpt層9の
上に形成したのち、11層8およびN層9を電極として
開口11内の露出表面にAuメツキを施し。
Next, using known lamination lithography techniques, the image shown in FIG.
), a resist layer 12 with a thickness of approximately 7,000 layers and an opening 11 corresponding to the gate region is formed on the PT layer 9, and then the resist layer 12 is formed in the opening 11 using the 11 layer 8 and the N layer 9 as electrodes. Au plating is applied to the exposed surface.

このAuメツキ層から成るゲート電極4を形成する。A gate electrode 4 made of this Au plating layer is formed.

この場合、ゲート電極4のPtJi 9表面からの高さ
が約1.0μmとなるように前記Auメツキ層厚を制御
する。その結果、ゲート電極4のレジスト層12上面よ
り突出した部分では、横方向にもメツキ層が成長し、前
記開口11によって決定されるゲート領域の周囲に長さ
(X)だけ延伸する庇部41が形成される。庇部41の
長さ(x)はゲート電極4の高さとレジスト層12の厚
さの差にほぼ等しい。
In this case, the thickness of the Au plating layer is controlled so that the height of the gate electrode 4 from the surface of the PtJi 9 is approximately 1.0 μm. As a result, in the portion of the gate electrode 4 that protrudes from the upper surface of the resist layer 12, a plating layer also grows in the lateral direction, and an eaves portion 41 extends by a length (X) around the gate region determined by the opening 11. is formed. The length (x) of the eaves portion 41 is approximately equal to the difference between the height of the gate electrode 4 and the thickness of the resist layer 12.

また、上記レジストN12の厚さは、庇部41の下面と
チャネル層2表面との間に、後に形成するソース/ドレ
イン電極の厚さより充分大きな距離が保証されるように
設定されている。なお、11層8はInGaAsP層7
′に対するゲート電極4の接着力を増大させる目的で、
また、 pt層9はAuから成るゲート電極4と11層
8との接着力を高める目的でそれぞれ設けられる。
Further, the thickness of the resist N12 is set so as to ensure a distance between the lower surface of the eaves portion 41 and the surface of the channel layer 2 that is sufficiently larger than the thickness of the source/drain electrodes to be formed later. Note that the 11th layer 8 is the InGaAsP layer 7.
For the purpose of increasing the adhesive force of the gate electrode 4 to the
Furthermore, the PT layer 9 is provided for the purpose of increasing the adhesive force between the gate electrode 4 and the 11 layer 8 made of Au.

次いで1 レジストN12を除去したのち、ゲート電極
4をマスクとして11層8およびpt層9をエツチング
除去し、第1図(C)に示す構造を得る。この除去は1
例えば11層8はCF、(四弗化炭素)を用いる反応性
イオンエツチングにより、Pt層9はアルゴンガスを用
いるスパッタエツチングにより行うことができる。
Next, after removing the 1 resist N12, the 11 layer 8 and the PT layer 9 are etched away using the gate electrode 4 as a mask to obtain the structure shown in FIG. 1(C). This removal is 1
For example, the 11 layer 8 can be etched by reactive ion etching using CF (carbon tetrafluoride), and the Pt layer 9 can be etched by sputter etching using argon gas.

上記の後5例えば公知のプラズマCVD(化学気相堆積
法)を用いることにより、300℃程度の低温で、第1
図(dlに示すように、ゲート電極4およびその周囲の
InGaAsP層7′表面に厚さ約0.4μmの1例え
ばSi、N4層13′を堆積させる。Si、N4層13
′を1例えばCF4ガスを用いる公知の反応性イオンエ
ツチング法により、基板1表面に対して垂直方向から異
方性エツチングを施し、ゲート電極4の側面にのみSi
3N4層13′を残す。このようにして、第1図(e)
に示すように、ゲート電極4の側面に5iJ4層13′
から成る側壁13を形成する。側壁13の厚さは5iJ
4層13′の厚さとほぼ同じである。また、側壁13は
、後述するゲート7を形成するためのInGaAsP 
層7 ’のエツチングにおし)で除去されない材料であ
ればよ(、SiO□層を用いることもできる。
After the above step 5, for example, by using a known plasma CVD (chemical vapor deposition method), the first
As shown in FIG.
1, for example, by performing anisotropic etching from a direction perpendicular to the surface of the substrate 1 using a known reactive ion etching method using CF4 gas, so that Si is etched only on the side surfaces of the gate electrode 4.
3N4 layer 13' is left. In this way, Fig. 1(e)
As shown in , a 5iJ4 layer 13' is formed on the side surface of the gate electrode 4
A side wall 13 is formed. The thickness of the side wall 13 is 5iJ
The thickness is approximately the same as that of the fourth layer 13'. Further, the sidewall 13 is made of InGaAsP for forming a gate 7 which will be described later.
Any material that is not removed by the etching of layer 7' may also be used (an SiO□ layer may also be used).

次いで、ゲート電極4および側壁13をマスクとして1
例えば塩素(C1□)ガスを用いる公知の反応性イオン
ビームエツチング法により、 InGaAsP層7′に
、基板1表面に垂直方向から異方性エツチングを施す。
Next, using the gate electrode 4 and sidewall 13 as a mask, 1
For example, the InGaAsP layer 7' is anisotropically etched from a direction perpendicular to the surface of the substrate 1 by a known reactive ion beam etching method using chlorine (C1□) gas.

この場合、 ■rlGaAsP層7′をその厚さ方向に
すべてエツチングせずに、0.5μm程度残す。これは
、チャネル層2に上記イオンビームエツチングによる損
傷を与えないためである。このようにして第1図(fl
に示す構造を得たのち、さらに残留しているInGaA
sP層7′に対し1例えば硫酸(HzSO,):過酸化
水素(H20□):水()120)の90=5:5混合
溶液を用いて等方性エツチングを施す。
In this case, (1) the rlGaAsP layer 7' is not entirely etched in its thickness direction, leaving about 0.5 μm. This is to prevent the channel layer 2 from being damaged by the ion beam etching. In this way, Figure 1 (fl
After obtaining the structure shown in , the remaining InGaA
The sP layer 7' is subjected to isotropic etching using a 90=5:5 mixed solution of, for example, sulfuric acid (HzSO, ):hydrogen peroxide (H20□):water (120).

上記の混合溶液はInPから成るチャネル層2をエツチ
ングしない。その結果、第1図(glに示すように、側
壁13下部およびその周囲のInGaAsP層7′が除
去され、ゲート電極4直下のみに前記InGaAsP層
7′から成るゲート7が残され、その周囲のチャネル層
2露出される。
The above mixed solution does not etch the channel layer 2 made of InP. As a result, as shown in FIG. Channel layer 2 is exposed.

次いで9例えばCF4ガスを用いる公知の反応性イオン
エツチング法により、側壁13を除去する。
Next, the side wall 13 is removed by a known reactive ion etching method using, for example, CF4 gas.

この場合には、異方性を無くすために、側壁13を形成
する場合よりもCF4ガス圧を高くして行う。
In this case, in order to eliminate anisotropy, the CF4 gas pressure is made higher than when forming the side wall 13.

CF4ガスを用いる反応性イオンエツチングでは。In reactive ion etching using CF4 gas.

InPから成るチャネルN2はエツチングされない。Channel N2, which is made of InP, is not etched.

このエツチングにより、第1図(hlに示す構造を得る
。上記ののち1図示しないレジストマスク層によりゲー
ト電極4の紙面に垂直方向における両端部およびチャネ
ルN2の所定領域をマスクし、真空薄着等の公知の薄膜
技術を用いて、チャネル層2の表面に垂直方向からAu
薄膜を堆積し、第1図(1)に示すように、ゲート電極
4の両側にソース電極5およびドレイン電極6をそれぞ
れ形成する。
By this etching, the structure shown in FIG. Using a known thin film technique, Au is deposited from a direction perpendicular to the surface of the channel layer 2.
A thin film is deposited to form a source electrode 5 and a drain electrode 6 on both sides of the gate electrode 4, as shown in FIG. 1(1).

この場合、ゲート電極4上にAu層が追加的に形成され
る。
In this case, an Au layer is additionally formed on the gate electrode 4.

第1図(1)に示すように、ゲート電極4の庇部41の
影となって、ゲート電極4とソース電極5およびドレイ
ン電極6との間にはAu層が形成されない。
As shown in FIG. 1(1), the Au layer is not formed between the gate electrode 4 and the source electrode 5 and drain electrode 6 due to the shadow of the eaves 41 of the gate electrode 4.

すなわち、ゲート−ソース/ドレイン間の距離は庇部4
1の長さ(X)によって自己整合的に決定される。
In other words, the distance between the gate and source/drain is
It is determined in a self-consistent manner by the length (X) of 1.

上記実施例においては、第1図(b)においてレジスト
層12にゲート領域に対応する開口11を形成したのち
は、開口11に形成されるAuメツキ層の層厚。
In the above embodiment, after forming the opening 11 corresponding to the gate region in the resist layer 12 in FIG. 1(b), the thickness of the Au plating layer formed in the opening 11 is changed.

ゲート電極4の側面に形成されるSi、N4層13′の
層厚を制御するだけで、ゲート長およびゲート−ソース
/ドレイン間距離が自己整合的に決定される。しかも、
 InGaAsP等の化合物半導体層との回着性のよい
側壁13をマスクとしてゲートH域周囲のInGaAs
P層7′をエツチングするために、マスク層の剥離が生
じず、その結果、所定寸法のゲート7を形成することが
できる。
By simply controlling the layer thickness of the Si, N4 layer 13' formed on the side surface of the gate electrode 4, the gate length and the gate-source/drain distance are determined in a self-aligned manner. Moreover,
The InGaAs around the gate H region is used as a mask using the sidewall 13, which has good coupling properties with the compound semiconductor layer such as InGaAsP.
Since the P layer 7' is etched, no peeling of the mask layer occurs, and as a result, the gate 7 of a predetermined size can be formed.

第5図falないしくe)は本発明の他の実施例の工程
を示す要部断面図である。
FIGS. 5 fal to e) are sectional views of essential parts showing steps of another embodiment of the present invention.

第5図(a)を参照して1例えば半絶縁性のInP単結
晶から成る基板1上に、公知のエピタキシャル成長技術
を用いて、n型のInGaAsPから成る厚さ約300
0人のチャネル層2と、ゲートを構成するための1例え
ば厚さ約3000人のp型のInP q 7“と。
Referring to FIG. 5(a), for example, on a substrate 1 made of semi-insulating InP single crystal, a film made of n-type InGaAsP with a thickness of about 300 nm is grown using a known epitaxial growth technique.
a channel layer 2 of about 3000 nm thick, and a p-type InP q 7'' of about 3000 nm thick for forming the gate.

後述するコンタクト層14を構成するための1例えば厚
さが約2000人のInGaAsP層14′を堆積し1
次いで前記実施例と同様にしてTiN8およびpt層9
を順次堆積する。そして、前記実施例と同様にして、第
5図(blに示すように、庇部41を有するゲート電極
4をゲート領域上に形成し、さらに、ゲート電極4の側
面に、  Si3N4等から成る側壁13を形成する。
For example, an InGaAsP layer 14' having a thickness of about 2000 layers is deposited to form a contact layer 14 to be described later.
Next, TiN8 and PT layer 9 are formed in the same manner as in the previous embodiment.
are deposited sequentially. Then, in the same manner as in the embodiment described above, a gate electrode 4 having an eaves portion 41 is formed on the gate region as shown in FIG. form 13.

ここで、ゲート電極4をマスクとして1例えばアルゴン
ガスを用いる反応性イオンビームエツチング法により、
第5図(C)に示すように、 InGaAsP層14’
を表層外4’定深さエツチング除去する。
Here, by a reactive ion beam etching method using, for example, argon gas, using the gate electrode 4 as a mask,
As shown in FIG. 5(C), an InGaAsP layer 14'
4' outside the surface layer by etching to a certain depth.

さらに、側壁13下部およびその周囲に残留しでいるI
nGaAsP層14′に対して2例えば前記と同様の硫
酸(lhsOt):過酸化水素(H20□):水()1
20)の90=5:5混合溶液を用いて等方性エツチン
グを施す。
Furthermore, the remaining I
2 for the nGaAsP layer 14', for example, sulfuric acid (lhsOt) as described above: hydrogen peroxide (H20□): water () 1
Isotropic etching is performed using a 90=5:5 mixed solution of 20).

その結果、第5図(d)に示すように、ゲート電極4下
にInGaAsPから成るコンタクト層14が形成され
る。コンタクト層14は+ InP層7“上に直接ゲー
ト電極4を形成した場合の接触抵抗が大きいために、 
InGaAsP層を介在させて接触抵抗を小さくする目
的で設けられる。
As a result, a contact layer 14 made of InGaAsP is formed under the gate electrode 4, as shown in FIG. 5(d). The contact layer 14 has a large contact resistance when the gate electrode 4 is formed directly on the +InP layer 7''.
This is provided for the purpose of reducing contact resistance by interposing an InGaAsP layer.

次いで、ゲート電極4および側壁13をマスクとして、
 InP層7“をエツチングする。このエツチングには
、塩酸(HCI):水(11,0)の3=2混合溶液を
用いることにより、 InGaAsPから成るコンタク
ト層14およびチャネル層2とは選択的に行うことがで
きる。このようにして、第5図(e)に示す構造を得る
Next, using the gate electrode 4 and sidewall 13 as a mask,
The InP layer 7'' is etched. For this etching, a 3=2 mixed solution of hydrochloric acid (HCI) and water (11,0) is used to selectively remove the contact layer 14 and channel layer 2 made of InGaAsP. In this way, the structure shown in FIG. 5(e) is obtained.

上記ののち、前記実施例におけると同様にして。After the above, in the same manner as in the previous embodiment.

側壁13を除去し1次いで、基板1表面に垂直方向から
Au等を蒸着して1図示しないソース電極およびドレイ
ン電極を形成する。
After removing the sidewall 13, Au or the like is deposited vertically on the surface of the substrate 1 to form a source electrode and a drain electrode (not shown).

本実施例は、一般にゲートを構成する半導体層として厚
い層を必要とし、 InGaAs1’のような四元化合
物を所望の組成で厚い層に形成するのが比較的離しいの
に対して、厚い層の形成が比較的容易であるInP層に
よりゲートを構成できる利点を有する。
In this embodiment, a thick layer is generally required as a semiconductor layer constituting a gate, and whereas forming a quaternary compound such as InGaAs1' in a thick layer with a desired composition is relatively spaced, a thick layer is required. This has the advantage that the gate can be formed from an InP layer that is relatively easy to form.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、半導体層から成るゲートを有するジャ
ンクションFETの製造において、ゲートを形成する際
にマスクとなるゲート電極の剥離が生じず、ゲートを自
己整合的に形成でき、高周波・大電流のジャンクション
FETを高歩留りで製造可能とする効果がある。
According to the present invention, in manufacturing a junction FET having a gate made of a semiconductor layer, the gate electrode, which serves as a mask, does not peel off when forming the gate, the gate can be formed in a self-aligned manner, and high frequency and large current This has the effect of making it possible to manufacture junction FETs with high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)ないしく1)は本発明の一実施例の工程に
おける要部断面図。 第2図は不純物注入層から成るpn接合を有する従来の
ジャンクションFETの要部断面図。 第3図はチャネル層と逆導電型の堆積層から成るゲート
を有する従来のジャンクションFETの要部断面図。 第4図(a)ないしくC)は第3図の構造を有する従来
のジャンクションFETにおける問題点を説明するため
の要部断面図。 第5図[a)ないしくe)は本発明の他の実施例の工程
における要部断面図 である。 図において。 1は基板。 2はチャネル層。 3はゲート領域。 4はゲート電極。 5はソース電極。 6はドレイン電極。 7はゲート。 7′と14′はInGaAsP Ji。 7“はInP層。 8はTi層。 9はptI3゜ 11は開口。 12はレジスト層。 13は側壁。 13′は5iJ4層。 14はコンタクト層 である。 第j図 第5図
FIG. 1(a) or 1) is a sectional view of a main part in a process of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a main part of a conventional junction FET having a pn junction made of an impurity implanted layer. FIG. 3 is a sectional view of a main part of a conventional junction FET having a gate made of a deposited layer of conductivity type opposite to that of the channel layer. FIGS. 4(a) to 4(c) are sectional views of main parts for explaining problems in the conventional junction FET having the structure shown in FIG. 3. FIGS. 5(a) to 5(e) are sectional views of main parts in steps of another embodiment of the present invention. In fig. 1 is the board. 2 is the channel layer. 3 is the gate area. 4 is the gate electrode. 5 is the source electrode. 6 is the drain electrode. 7 is the gate. 7' and 14' are InGaAsP Ji. 7" is an InP layer. 8 is a Ti layer. 9 is a ptI3° 11 is an opening. 12 is a resist layer. 13 is a side wall. 13' is a 5iJ4 layer. 14 is a contact layer.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一導電型の半導体表面に逆導電型の半導体層を堆
積する工程と、 該半導体層上のゲート形成領域に、該半導体層に対向し
、該ゲート形成領域からその周囲に所定長さだけ延伸す
る庇部を有するゲート電極を形成する工程と、 該半導体層のエッチングにおいて除去されない材料から
成る所定厚さの側壁層を該ゲート電極の側面に形成する
工程と、 該ゲート電極および側壁層をマスクとして、該ゲート形
成領域の周囲における該半導体層を選択的に除去するこ
とにより、該半導体層から成るゲートを形成する工程と
、 該半導体層を選択的に除去したのち、該側壁層を除去す
る工程と、 該ゲート電極をマスクとして該半導体表面に対して垂直
方向から金属層を堆積させることにより、該ゲート領域
の両側における該半導体表面上に、該ゲート領域から前
記所定の長さだけ離れて配置されたソース/ドレイン電
極を形成する工程を含むことを特徴とするジャンクショ
ンFETの製造方法。
(1) A step of depositing a semiconductor layer of an opposite conductivity type on the surface of a semiconductor of one conductivity type; forming a sidewall layer of a predetermined thickness on a side surface of the gate electrode made of a material that is not removed during etching of the semiconductor layer; forming a gate made of the semiconductor layer by selectively removing the semiconductor layer around the gate formation region using the semiconductor layer as a mask; and after selectively removing the semiconductor layer, removing the sidewall layer. and depositing a metal layer from a direction perpendicular to the semiconductor surface using the gate electrode as a mask, so that the metal layer is deposited on the semiconductor surface on both sides of the gate region by the predetermined length from the gate region. 1. A method of manufacturing a junction FET, comprising the step of forming source/drain electrodes that are spaced apart.
(2)該半導体層から成るゲートを形成する工程は、 該ゲート電極および該側壁層をマスクとして該半導体表
面に対して垂直方向から異方性エッチングを施すことに
より該半導体層を所定の深さだけ選択的に除去する工程
と、 該ゲート電極および該側壁層をマスクとして該半導体層
を等方性エッチングにより除去することにより、該ゲー
ト形成領域の周囲における該半導体層を除去する工程 とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のジャンクションFETの製造方法。
(2) The step of forming a gate made of the semiconductor layer includes etching the semiconductor layer to a predetermined depth by performing anisotropic etching from a direction perpendicular to the semiconductor surface using the gate electrode and the sidewall layer as a mask. and a step of removing the semiconductor layer around the gate formation region by removing the semiconductor layer by isotropic etching using the gate electrode and the sidewall layer as a mask. A method for manufacturing a junction FET according to claim 1, characterized in that:
(3)該半導体層はInPから成り、該半導体層と該ゲ
ート電極の間にInGaAsPから成るコンタクト層を
形成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
ジャンクションFETの製造方法。
(3) The method for manufacturing a junction FET according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of InP, and a contact layer made of InGaAsP is formed between the semiconductor layer and the gate electrode.
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