JPH01161872A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH01161872A
JPH01161872A JP32081387A JP32081387A JPH01161872A JP H01161872 A JPH01161872 A JP H01161872A JP 32081387 A JP32081387 A JP 32081387A JP 32081387 A JP32081387 A JP 32081387A JP H01161872 A JPH01161872 A JP H01161872A
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JP
Japan
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dummy gate
gate
drain region
source region
mask
Prior art date
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Application number
JP32081387A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruo Kawada
春雄 川田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce sheet resistance, by performing the formation of a source region and a drain region, and the heat treatment for the electric activation, before a Schottky gate is formed. CONSTITUTION:On a channel layer 17 formed on a semiinsulative compound semiconductor substrate 16, dummy gates 18, 19 are formed in order. By using the dummy gate 19 as a mask, ion-implanting and side.etching of side wall of the dummy gate 18 are performed in order, thereby forming a deep source region 20 and a deep drain region 21 whose impurity concentrations are higher than the channel layer 17. After the dummy gate 19 is eliminated, ion-implanting is performed by using a dummy gate 18 as a mask, and a shallow source region 22 and a shallow drain region 23 are formed, whose impurity concentrations are lower than the source region 20 and the drain region 21. By heat-treating, each of the regions 17, 20-23 is subjected to electric activation. After a Schottky electrode 25 is formed by using the dummy gate 18, electrodes 26, 27 are formed. Thereby the temperature of heat treatment is made high, the sheet resistance is reduced, and high speed operation is enabled.

Description

【発明の詳細な説明】 Cm要〕 L D D (Lightly Doped Drai
n )構造ノショットキーゲート電界効果トランジスタ
(HEtal −5EHICONDLICTQRJun
ction FET:HESFET)の製造方法に関し
、 相互コンダクタンスQrnをより一層向上させることを
目的とし、 半絶縁性化合物半導体基板に形成されたヂャネル層上の
ショットキーゲートを形成すべき位置に、第1のダミー
ゲート及び第2のダミーゲートを順次積層する第1の工
程と、該第2のダミーゲートをマスクとするセルファラ
イメントイオン注入と、該第2のダミーゲートをマスク
として該第1のダミーゲートの側壁を該第2のダミーゲ
ートの側壁より内側にするサイドエツチングとを任意の
順番で順次に行なうことにより、該チャネル層より高不
純物濃度で深さの深い第1ソース領域及び第1トレイン
領域を形成する第2の工程と、該第2のダミーゲートを
除去した後、該第1のダミーゲートをマスクとしてセル
ファライメントイオン注入を行なって該第1ソース領域
及び第1ドレイン領域よりも低不純物濃度で深さの浅い
第2ソース領域及び第2ドレイン領域を形成する第3の
:[程と、該第1のダミーゲートを残した状態で該第1
、第2ソース領域及び該第1、第2ドレイン領域の夫々
の電気的活性化を行なうための熱処理を施す第4の][
稈と、該第1のダミーグー1〜を使いパターン反転法に
よりショットキーゲートを形成する第5の°Y稈と、該
第5の工程を経た゛r導体装置の該第1ソース領域及び
第1ドレイン領域の人々にオーミック電極を形成する第
6の:[程と、を含むよう構成する。
[Detailed description of the invention] Cm required] L D D (Lightly Doped Drai
n) Structure Schottky gate field effect transistor (HEtal-5EHICONDLICTQRJun
Regarding the manufacturing method of cation FET (HESFET), in order to further improve the mutual conductance Qrn, a first Schottky gate is placed on the channel layer formed on the semi-insulating compound semiconductor substrate at the position where the Schottky gate is to be formed. a first step of sequentially stacking a dummy gate and a second dummy gate; a self-alignment ion implantation using the second dummy gate as a mask; and a step of stacking the first dummy gate using the second dummy gate as a mask. By sequentially performing side etching to make the sidewall inside the sidewall of the second dummy gate in an arbitrary order, a first source region and a first train region having a higher impurity concentration and a deeper depth than the channel layer are formed. After removing the second dummy gate, self-alignment ion implantation is performed using the first dummy gate as a mask to form an impurity concentration lower than that of the first source region and the first drain region. forming a shallow second source region and a second drain region;
, a fourth heat treatment for electrically activating the second source region and the first and second drain regions, respectively;
culm, a fifth °Y culm in which a Schottky gate is formed by a pattern inversion method using the first dummy goo 1~, the first source region and the first A sixth electrode is formed to form an ohmic electrode in the drain region.

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

本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に1、 D 
D構造のMESFETの¥lJ’#i方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, 1.D.
This relates to the ¥lJ'#i method for D-structure MESFET.

半絶縁性ヒ化ガリウム(S、1−GaAs)基板上に電
界効果トランジスタを形成したGaASMESFETの
うち、第5図に示す如きLDD構造のGaAsMESF
ETが知られている。同図中、1はS、I−GaAsW
板、2はn+型の第1ソース領域、3はn+、領域とn
領域の中間の不純物濃度のn′型第2ソース領域、4は
n+型第1ドレイン領域、5はn′5“!第2ドレイン
領域、6はn型チャネル層である。また、第1ソース領
域2と第1ドレイン領域4上にはオーミック電極7.8
が形成され、チャネル層6上にはゲート電極9が形成さ
れている。
Among GaASMESFETs in which a field effect transistor is formed on a semi-insulating gallium arsenide (S, 1-GaAs) substrate, a GaAsMESF with an LDD structure as shown in Fig. 5 is used.
ET is known. In the figure, 1 is S, I-GaAsW
plate, 2 is an n+ type first source region, 3 is an n+, region and n
4 is an n+ type first drain region, 5 is an n'5"! second drain region, and 6 is an n-type channel layer. Ohmic electrodes 7.8 are provided on the region 2 and the first drain region 4.
is formed, and a gate electrode 9 is formed on the channel layer 6.

かかるしDDMIJ造のGaAsMESFETは、ザブ
ミクロンゲート長においてもショートヂャネル効果(閾
値電圧の負側シフト又は相互コンダクタンスgmが小さ
くなる問題)を低減することができるので、現在盛んに
研究・開発されつつあり、高速」ノビ1−夕、高速通信
システム等において要求される高竹能人規模集積回路(
1−81)の基本素子の一つとして用いられている。こ
のLDD構造のGaAsMESFETでは、本来の高速
性を充分に発揮させるように製造することが重要となる
GaAs MESFETs manufactured by DDMIJ are currently being actively researched and developed because they can reduce the short channel effect (a problem in which the threshold voltage shifts to the negative side or the mutual conductance gm decreases) even at submicron gate lengths. Takatake's integrated circuits (
1-81) is used as one of the basic elements. In this LDD structure GaAs MESFET, it is important to manufacture it so as to fully exhibit its original high speed performance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図は従来の製造方法の一例の各工程における構造断
面図を示す。まず、第6図(a)に示す如く、注入マス
ク11が形成されたS、I −GaAsJJ板1に71
]m’i[j’30kOV、ドー7”m2xlO12G
−2でシリコン(S i )を選択イオン注入してn型
のチャネル層6を形成する。次に、注入マスク11を除
去した後、第6図(b)に示す如くスパッタ法でタング
ステン・シリサイド(WS i )をゲート電極9とし
てn型チャネル層6上に形成した後、二酸化シリコン(
SiC2)膜12を1ff積し、ホトリソグラフィ及び
ドライエツチングによりショットキーゲートとすべき位
置に所定幅だけそれらを残す。
FIG. 6 shows structural cross-sectional views at each step of an example of a conventional manufacturing method. First, as shown in FIG. 6(a), 71
]m'i[j'30kOV, do7"m2xlO12G
-2, silicon (S i ) is selectively ion-implanted to form an n-type channel layer 6 . Next, after removing the implantation mask 11, as shown in FIG. 6(b), tungsten silicide (WS i ) is formed as a gate electrode 9 on the n-type channel layer 6 by sputtering, and then silicon dioxide (
1ff of SiC2) film 12 is deposited, and a predetermined width is left at the position where the Schottky gate is to be formed by photolithography and dry etching.

次に、ゲート電極9となるべきWSiを、第6図(C)
に示す如く、SiO2膜12をマスクとして0.3μm
程度サイドエツチングした後、注入マスク13をS、I
−GaAS基板1上に設けてから、加速電圧120ke
V、ドーズfi13X1013cts−2で3iをイオ
ン注入する。これにより、チャネル層6よりも高不純物
濃度のn+層が第1ソース領域2及び第1トレイン領域
4として形成される。
Next, the WSi that will become the gate electrode 9 is shown in FIG. 6(C).
As shown in the figure, the SiO2 film 12 is used as a mask and the thickness is 0.3 μm.
After side etching, the implantation mask 13 is
- After being provided on the GaAS substrate 1, the acceleration voltage is 120 ke.
3i is ion-implanted at a dose of fi13x1013cts-2. As a result, an n+ layer having a higher impurity concentration than the channel layer 6 is formed as the first source region 2 and the first train region 4.

次に、ダミーゲートとして用いられたS!Oz膜12を
エッヂング除去した後、ゲート電極9及び注入マスク1
3をマスクとして、第6図(d)に丞す如く、加速電圧
50keV、 、ドーズ量8X1012c111−2で
Siをイオン注入することにより、07層3及び5を夫
々第2ソース領域及び第2ドレイン領域として形成する
Next, S! was used as a dummy gate! After removing the Oz film 12 by etching, the gate electrode 9 and the implantation mask 1 are removed.
3 as a mask, Si is ion-implanted at an acceleration voltage of 50 keV and a dose of 8×1012c111-2, as shown in FIG. Form as a region.

この後、注入マスク13を除去し、ゲート電極9を残し
た状態で第6図(e)に示す如く窒化アルミニウム(A
eN)膜を熱処理保護膜14としてS、l−GaAs基
板1及びゲート電極9上に被覆形成した後、前記ソース
領域2.3、ドレイン領域4.5の電気的特性活性化の
ために熱処理を行なう。
Thereafter, the implantation mask 13 is removed, and the gate electrode 9 is left as shown in FIG. 6(e).
After forming a heat treatment protective film 14 on the S, l-GaAs substrate 1 and gate electrode 9, a heat treatment is performed to activate the electrical characteristics of the source region 2.3 and drain region 4.5. Let's do it.

最後に熱処理保護膜14を除去後、所定の二[程を経て
第6図(f)に示す如く、第1ソース領域2及び第1ド
レイン領域4上にオーミック電極7及び8を形成して、
L D D構造のGaAs)IESFE丁を完成する。
Finally, after removing the heat-treated protective film 14, ohmic electrodes 7 and 8 are formed on the first source region 2 and the first drain region 4, as shown in FIG.
Completed GaAs IESFE device with LDD structure.

なお、オーミック電極7及び8は夫々AUGe上にAu
が形成された2層構造となっている。1 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の従来の製造り法は高融点金属ショットキーゲート
であるWSiのゲート電1〜9を形成した後で、ソース
領域2,3、ドレイン領域4,5となるn+層及びn’
 Frを形成し、その後に不純物の電気的特性活性化の
ための熱処理を行なっている。
Note that the ohmic electrodes 7 and 8 are made of Au on AUGe, respectively.
It has a two-layer structure. 1 [Problems to be Solved by the Invention] In the above conventional manufacturing method, after forming the gate electrodes 1 to 9 of WSi, which is a refractory metal Schottky gate, the source regions 2 and 3, the drain region 4, 5 n+ layer and n'
After forming Fr, heat treatment is performed to activate the electrical characteristics of the impurity.

このため、上記のn′層及びn′層のアニール温度の上
限は、ショットキーゲート材料により制限され、ショッ
トキーゲート特性が劣化しないように、一般には800
℃程度であった、しかし、この程度の温度ではn+層(
第1ソース領域2及び第1ドレイン領域4)のシート抵
抗の低下に限度があり、その結果ソース抵抗の低下にも
限度があり、サブミクロンゲート艮において抵抗値が比
較的大であるソース抵抗の彫りで本来の高速性を充分発
揮していない(相互」ンダクタンス(Jmが抑制されて
いる)という問題点があった。
Therefore, the upper limit of the annealing temperature of the n' layer and the n' layer is limited by the Schottky gate material, and is generally 800 m
However, at this temperature, the n+ layer (
There is a limit to the reduction in sheet resistance of the first source region 2 and first drain region 4), and as a result, there is a limit to the reduction in source resistance. There was a problem in that the original high-speed performance was not fully demonstrated during engraving (mutual inductance (Jm) was suppressed).

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、相互コンダ
クタンスQT11をより一層向上させることができる゛
r導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a conductor device that can further improve the mutual conductance QT11.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図は本発明の原理説明図を示す。本発明は第1図(
a)〜(f)に示す各断面構造を得る第1乃至第6の工
程を含む。第1の工程は第1図(a>に示す如く、半絶
縁性化合物半導体装置基板16に形成されたチャネル層
17上のショットキーゲートを形成すべき領域に第1の
ダミーゲート18と第2のダミーゲート19を順次に形
成する。
FIG. 1 shows a diagram explaining the principle of the present invention. The present invention is shown in Figure 1 (
It includes the first to sixth steps of obtaining each cross-sectional structure shown in a) to (f). The first step, as shown in FIG. dummy gates 19 are sequentially formed.

第2の]r稈は第1図(b)に示す如く、第1のダミー
ゲート19をマスクとするセルファライメントイオン注
入と、第2のダミーゲート19をマスクとして第1のダ
ミーゲート18の側壁を第2のダミーゲート19の側壁
より内側にするり°イドエツヂングとを任意の順番で順
次に行なうことにより、チャネル層17より高不純物濃
度で深さの深い第1ソース領域20及び第1ドレイン領
域21を形成する。
As shown in FIG. 1(b), the second culm is formed by self-alignment ion implantation using the first dummy gate 19 as a mask and the sidewall of the first dummy gate 18 using the second dummy gate 19 as a mask. The first source region 20 and the first drain region, which have a higher impurity concentration and a deeper depth than the channel layer 17, are formed by sequentially etching them inward from the sidewalls of the second dummy gate 19 in an arbitrary order. 21 is formed.

第3の:r稈は第1図(C)に示す如く、第2のダミー
ゲ−1へ19を除去した後、第1のダミーゲート18を
一ンスクとしてセルファライメントイオン注入を行なっ
て第1ソース領域20及び第1ドレイン領域21よりも
低不純物溌1σで深さの浅い第2ソース領域22及び第
2ドレイン領域23を形成する。
As shown in FIG. 1(C), the third :r culm is formed by removing the gate electrode 19 from the second dummy gate 1, and then performing self-alignment ion implantation using the first dummy gate 18 as one mask. A second source region 22 and a second drain region 23 having a lower impurity concentration of 1σ and a shallower depth than the region 20 and the first drain region 21 are formed.

また、第4の工程は第1図(d)に示す如く熱処理保護
膜24を被覆した状態で又は熱処理保護IE324を形
成することなく直接に熱処理を行ない、各領域17.2
0−23の電気的活性化を行なう。
Further, in the fourth step, as shown in FIG. 1(d), heat treatment is performed directly with the heat treatment protection film 24 covered or without forming the heat treatment protection IE 324, and each area 17.
Perform electrical activation of 0-23.

第5の工程は第1図(e)に示す如く、第1のダミーゲ
ート18を使いパターン反転法によりショットキーゲー
ト25を形成する。
In the fifth step, as shown in FIG. 1(e), a Schottky gate 25 is formed using the first dummy gate 18 by a pattern inversion method.

第6の工程は第1図(f)に示す如く、第1ソース領域
20及び第1ドレイン領域21上にオーミック電極26
.27を形成する。このようにして、本発明ではダミー
ゲートを使ったセルフアライメントプロセスを適用して
LDD構造の゛t−S体装置が製造できる。
In the sixth step, as shown in FIG. 1(f), an ohmic electrode 26 is placed on the first source region 20 and the first drain region 21.
.. form 27. In this way, according to the present invention, an LDD structure t-S body device can be manufactured by applying a self-alignment process using a dummy gate.

〔作用〕[Effect]

本発明では、第3の工程(第1図(C))で第1ソース
領[20及び第1ドレイン領域21を形成した後、第4
の][程(第1図(d))で熱処理を行ない、第5の工
程(第1図(e))でショットキーゲート25を形成し
ている。
In the present invention, after forming the first source region [20 and the first drain region 21] in the third step (FIG. 1(C)),
Heat treatment is performed in the step (FIG. 1(d)), and a Schottky gate 25 is formed in the fifth step (FIG. 1(e)).

すなわち、本発明では第1ソース領域20及び第1ドレ
イン領域21の形成及びその電気的活性化のための熱処
理を、ショットキーゲート25の形成以前に行なってい
るから、熱処理温度の上限はショットキーゲート特性が
劣化しない湿度に抑える必要がなく、それ以上の高温(
例えば800℃〜1200℃)にづ°ることができる。
That is, in the present invention, since the heat treatment for forming the first source region 20 and the first drain region 21 and for electrically activating the first source region 20 and the first drain region 21 is performed before forming the Schottky gate 25, the upper limit of the heat treatment temperature is the Schottky gate. There is no need to suppress the humidity to a level that does not deteriorate the gate characteristics, and even higher temperatures (
For example, 800°C to 1200°C).

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の一実施例の各:[程説明図を示す。ま
ず、第2図(a)に示す如く、半絶縁性化合物半導体基
板16の一例としてのS、I −GaAs基板30に所
定パターンの注入マスク31を形成した後、加速電圧3
0keV、ドーズfij 2 X 1011012Cで
3iをイオン注入して前記チャネル層17に相当するn
型チャネル層32を形成する。次にチャネル層32を形
成した側のGaASM板30表面に公知の手段によりS
iO2膜及びAll膜を □順次積層した後、ホトリソ
グラフィ及びドライエツチングを適用して第2図(b)
に示寸如く、ショットキーゲートを形成すべぎ位置に、
SiO2膜による第1のダミーゲート33及びその上層
にAe膜による第2のダミーゲート34を形成する。
FIG. 2 shows an explanatory diagram of each embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 2(a), after forming an implantation mask 31 with a predetermined pattern on an S, I-GaAs substrate 30 as an example of a semi-insulating compound semiconductor substrate 16,
The n corresponding to the channel layer 17 was ion-implanted with 3i at 0 keV and a dose of fij 2 x 1011012C.
A mold channel layer 32 is formed. Next, S is applied to the surface of the GaASM plate 30 on the side where the channel layer 32 is formed by a known method.
After sequentially laminating the iO2 film and the All film, photolithography and dry etching were applied to form the film as shown in Fig. 2(b).
At the position where the Schottky gate should be formed, as shown in
A first dummy gate 33 made of a SiO2 film and a second dummy gate 34 made of an Ae film are formed on the first dummy gate 33.

以上が前記第1の工程に相当する。The above corresponds to the first step.

次に、第2図(b)に示す如く注入マスク35を所定位
置に形成した後、加速電圧100k e V 。
Next, as shown in FIG. 2(b), after forming an implantation mask 35 at a predetermined position, an acceleration voltage of 100 k e V was applied.

ドーズfji4 X 1014ctn−2でSiをイオ
ン注入することにより、注入マスク35及びダミーゲー
ト34.35で覆われていない部分に、n“層よりも高
不純物濃度であるn++層36及び37を夫々第1ソー
ス領域(前記20に相当)及び第1ドレイン領域(前記
21に相当)として形成する。
By ion-implanting Si at a dose of fji4 x 1014 ctn-2, n++ layers 36 and 37 having a higher impurity concentration than the n'' layer are formed in the portions not covered by the implantation mask 35 and the dummy gates 34 and 35, respectively. A first source region (corresponding to 20 above) and a first drain region (corresponding to 21 above) are formed.

次に、注入マスク35を除去した後、第2のダミーゲー
ト34をマスクとして、第2図(C)に示す如く、第1
のダミーゲート33の側壁が第2のダミーゲート34の
側壁よりも内側に0.3μl程度位置するようにサイド
エツチングが施される(以上、前記第2の工程)。
Next, after removing the implantation mask 35, using the second dummy gate 34 as a mask, as shown in FIG.
Side etching is performed so that the side wall of the dummy gate 33 is located about 0.3 μl inside the side wall of the second dummy gate 34 (the above is the second step).

次に、第2のダミーゲート34をドライエツチングによ
り除去した後、第2図(d)に示す如く、注入マスク4
0を形成し、第1のダミーゲート33を使ってセルファ
ライメントイオン注入でチャネル層32の一部に、n+
+層36.37より低不純物濃度であるが、n型チャネ
ル層32よりも高不純物濃度であり、かつ、n++層3
6゜37より深さの浅い07層38及び39を前記第2
ソース領域22、第2ドレイン領域23として形成する
。このセルファライメントイオン注入は、加速電圧50
keV、ドーズff18 X 1012ctn−”の条
件゛でSiをイオン注入することにより行なわれる。こ
の工程は前記第3の工程に相当する。
Next, after removing the second dummy gate 34 by dry etching, the implantation mask 4 is etched as shown in FIG. 2(d).
0, and by self-alignment ion implantation using the first dummy gate 33, n +
The impurity concentration is lower than that of the + layer 36 and 37, but the impurity concentration is higher than that of the n-type channel layer 32, and the n++ layer 3
The 07 layers 38 and 39 having a depth shallower than 6°37 are
A source region 22 and a second drain region 23 are formed. This self-alignment ion implantation is performed at an acceleration voltage of 50
This step is performed by ion-implanting Si under the conditions of keV and dose ff18 x 1012 ctn-''. This step corresponds to the third step.

次に、注入マスク40を除去した後、第1のダミーゲー
ト33を残した状態で、第2図(e)に示す如く、S、
I−GaASI板30及びダミーグー!・33上に、A
4N膜を1000人の膜厚で熱処理保護膜41(m2熱
処理保護膜24に相当)として被覆形成する。しかる後
に、前記0層32、n++層36.37、n’ FyJ
38及び39の電気的活性化のために、1100℃の温
度で5秒間の熱処理を行なう(以上、前記第4の■稈〉
Next, after removing the implantation mask 40, with the first dummy gate 33 remaining, as shown in FIG.
I-GaASI board 30 and dummy goo!・A on 33
A 4N film is coated with a thickness of 1000 mm as a heat-treated protective film 41 (corresponding to the heat-treated protective film 24 of m2). After that, the 0 layer 32, the n++ layer 36, 37, n' FyJ
In order to electrically activate 38 and 39, heat treatment is performed at a temperature of 1100°C for 5 seconds (the above is the fourth culm).
.

次に、熱処理保護膜41を例えばりん酸で除去した後、
ホトレジスト42を塗布乾燥し平坦化を行ない、更にド
ライエツチングにより第2図(f)に示す如く、第1の
ダミーゲート33の頭部が露出するまでホトレジスト4
2をエツチングする。
Next, after removing the heat-treated protective film 41 with, for example, phosphoric acid,
The photoresist 42 is applied, dried, and flattened, and then dry etched until the top of the first dummy gate 33 is exposed, as shown in FIG. 2(f).
Etch 2.

その後、第1のダミーゲート33をエツチング除去した
後、ショットキーゲート材料のタングステンシリサイド
wi、o S ’ 0.6をスパッタ蒸着して第2図(
Q)に示す如く、ダミーゲート33がもとあった部分と
それ以外のホトレジスト42上にwi、o S ’ 0
.6膜43を形成する。
Thereafter, after removing the first dummy gate 33 by etching, tungsten silicide wi,o S' 0.6, which is a Schottky gate material, is sputter-deposited as shown in FIG.
As shown in Q), wi, o S' 0 is formed on the photoresist 42 where the dummy gate 33 was originally located and the rest of the photoresist 42.
.. 6 films 43 are formed.

次に、リフトオフ法によりn型チャネル層33上に形成
されたWl、。S’0.6膜43だけをショットキーゲ
ート(前記ショットキーゲート25に相当)として残し
、他の部分のW   St□、6膜1.0 43をホトレジスト42と共に除去する(第2図(h)
)。以上の第2図(Q)、(h)の各工程によるダミー
ゲート33を用いたパターン反転法により前記第5の工
程が実現される。
Next, Wl is formed on the n-type channel layer 33 by a lift-off method. Only the S'0.6 film 43 is left as a Schottky gate (corresponding to the Schottky gate 25), and the other parts of the W St□,6 film 1.0 43 are removed together with the photoresist 42 (see Figure 2 (h). )
). The fifth step is realized by the pattern inversion method using the dummy gate 33 according to the steps shown in FIGS. 2(Q) and 2(h).

最後に、n++層36及び37(第1ソース領域及び第
1ドレイン領域)の夫々の上にAuGeを約1000人
厚で蒸着した後、その上にAUを約1000人厚で形成
して、第2図(i)に示す如くオーミック電極44.4
5(前記26.27に相当)を形成する(以上、第6の
工程)。これにより、LDD構造のGaAsMESFE
Tが完成する。。
Finally, AuGe is deposited to a thickness of about 1000 layers on each of the n++ layers 36 and 37 (first source region and first drain region), and then AU is formed thereon to a thickness of about 1000 layers. Ohmic electrode 44.4 as shown in Figure 2(i)
5 (corresponding to 26.27 above) (this is the sixth step). As a result, GaAsMESFE with LDD structure
T is completed. .

本実施例によれば、ダミーゲート33及び34を使って
n″+層36.37とn′層38.39をセルフアライ
メントプロセスで形成した後で熱処理を行なうようにし
たので、熱処理の温度を1100℃程度まで高温化でき
る。このため、n+“層36.37のシート抵抗を従来
に比し低下することができ、これによりソース抵抗が小
さくなり、FETの相互コンダクタンス(JTI+を増
大することができる。
According to this embodiment, the heat treatment is performed after forming the n''+ layer 36.37 and the n' layer 38.39 by a self-alignment process using the dummy gates 33 and 34, so the temperature of the heat treatment can be reduced. The temperature can be raised to about 1100°C. Therefore, the sheet resistance of the n+ layer 36, 37 can be lowered compared to the conventional one, which reduces the source resistance and increases the mutual conductance (JTI+) of the FET. can.

第3図は本発明者の試作実験結果によるゲート長対相互
コンダクタンス特性を示し、本実施例による特性は実線
Iで示す如くになり、従来方法により製造されたMES
FETの特性■に比べ、同じゲート長では相互コンダク
タンスQmが増大した特性が得られた。
FIG. 3 shows the gate length vs. mutual conductance characteristics based on the results of a prototype experiment conducted by the present inventors.
Compared to the FET characteristic (2), a characteristic in which the mutual conductance Qm was increased at the same gate length was obtained.

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、第2図(b)及び(C)に示す工程の順序を入れ替え
、サイドエツチング工程の後でn″1層形成のためのイ
オン注入を行なってもよい。また、第2図(b)に示し
た工程では、第1のダミーゲート33及び注入マスク3
4を直接GaA3基板30の表面に形成したが、第4図
(a)に示す如く、GaAs基板30上にA之N膜47
のような絶縁膜を形成し、その上に第1のダミーゲート
33及び注入マスク34を形成してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but the order of the steps shown in FIGS. In addition, in the step shown in FIG. 2(b), the first dummy gate 33 and the implantation mask 3
4 was formed directly on the surface of the GaAs substrate 30, but as shown in FIG.
It is also possible to form an insulating film such as the above, and then form the first dummy gate 33 and the implantation mask 34 thereon.

この場合は実施例よりもドライエツチングによる損傷を
軽減することができる。
In this case, damage caused by dry etching can be reduced more than in the embodiment.

ただし、この場合は、第2図(q)に示したS[程では
、第4図(b)に示す如く、ショットキーゲートを形成
すべき位置のA之N膜47は例えばりん酸の温度を上げ
てエツチング除去し、チャネル層32の表面が露出した
状態としなければならない。ショットキーゲートはチャ
ネル層32上に直接形成しなければならないからである
However, in this case, as shown in FIG. 2(q), as shown in FIG. 4(b), the A to N film 47 at the position where the Schottky gate should be formed is The surface of the channel layer 32 must be exposed by etching. This is because the Schottky gate must be formed directly on the channel layer 32.

また、第1、第2のダミーゲート33.34の材質とし
て、実施例ではSiO2膜とAIl膜を使用したが、こ
れに限定されるものではなく、第2のダミーゲート34
が第1のダミーゲート33をサイドエツチングするとき
に、エツチング除去されない材質であればよい。ただし
、第1のダミーゲート33は高温熱処理が可能な物質で
、GaAsの熱処理保5膜として使用できるものが望ま
しい。
In addition, although the SiO2 film and the Al film were used as the materials for the first and second dummy gates 33 and 34 in the embodiment, the materials are not limited to these.
The material may be any material as long as it is not removed by etching when the first dummy gate 33 is side-etched. However, the first dummy gate 33 is preferably made of a material that can be subjected to high-temperature heat treatment and can be used as a heat treatment barrier film for GaAs.

更に、熱処理は熱処理保護膜41を使用して行なったが
、熱処理保護膜41を設けず、As圧雰囲気アニールで
も本発明の所期の効果を秦することができるものである
Furthermore, although the heat treatment was carried out using the heat treatment protective film 41, the desired effect of the present invention can also be obtained by annealing in an As pressure atmosphere without providing the heat treatment protective film 41.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の如く、本発明によれば、熱処理温度を従来方法に
比べ高温化できるので、第1ソース領域及び第1ドレイ
ン領域のシート抵抗を小にすることができ、これにより
FETの相互コンダクタンスqτ1を増大でき、より高
速なLDD構造のGaAsMESFETを製造すること
ができる等の特長を有するものである。
As described above, according to the present invention, since the heat treatment temperature can be made higher than that of the conventional method, the sheet resistance of the first source region and the first drain region can be reduced, thereby reducing the mutual conductance qτ1 of the FET. It has the advantage of being able to manufacture GaAs MESFETs with an LDD structure that can be increased in size and at higher speeds.

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

第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の一実施例の8二[程説明図、第3図は
ゲート長対相互コンダクタンス特性図、図、 第6図は従来の製造方法の一例の8二[程説明図である
。 図において、 16は半絶縁化合物半導体基板、 17はチャネル層、 18は第1のダミーゲート、 19は第2のダミーゲート、 20は第1ソース領域、 21は第1ドレイン領域、 22は第2ソース領域、 23は第2ドレイン領域、 25はショットキーゲート、 26.27はオーミック電極 を示す3゜ 本発明の原理説明図 第1図 本発明の一実施例の各工程説明図 第 2 図(その1) 本発明の一実施例の各工程説明図 第 2 図(その2) ゲート長(μm) ダート長対相互コンダクタンス特性図 第3図 本発明の詳細な説明図 第4図 GaAsMESFETの一例の構造断面図第5図 従来の製造方法の一例の各工程説明図 第6図
Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a diagram of gate length versus mutual conductance characteristics, and Fig. 6 is a diagram of conventional manufacturing. 82 is an explanatory diagram of an example of the method. In the figure, 16 is a semi-insulating compound semiconductor substrate, 17 is a channel layer, 18 is a first dummy gate, 19 is a second dummy gate, 20 is a first source region, 21 is a first drain region, 22 is a second dummy gate 23 is a second drain region, 25 is a Schottky gate, and 26 and 27 are ohmic electrodes. 3° Diagram for explaining the principle of the present invention. FIG. 1 Diagram for explaining each process in an embodiment of the present invention. Part 1) An explanatory diagram of each process of an embodiment of the present invention Fig. 2 (Part 2) Gate length (μm) Dart length vs. mutual conductance characteristic diagram Fig. 3 Detailed explanatory diagram of the present invention Fig. 4 An example of a GaAs MESFET Structural sectional view Fig. 5 An explanatory diagram of each process of an example of the conventional manufacturing method Fig. 6

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半絶縁性化合物半導体基板(16)に形成された
チャネル層(17)上のショットキーゲートを形成すべ
き位置に、第1のダミーゲート(18)及び第2のダミ
ーゲート(19)を順次積層する第1の工程と、 該第2のダミーゲート(19)をマスクとするセルフア
ライメントイオン注入と、該第2のダミーゲート(19
)をマスクとして該第1のダミーゲート(18)の側壁
を該第2のダミーゲート(19)の側壁より内側にする
サイドエッチングとを任意の順番で順次に行なうことに
より、該チャネル層(17)より高不純物濃度で深さの
深い第1ソース領域(20)及び第1ドレイン領域(2
1)を形成する第2の工程と、 該第2のダミーゲート(19)を除去した後、該第1の
ダミーゲート(18)をマスクとしてセルフアライメン
トイオン注入を行なつて該第1ソース領域(20)及び
第1ドレイン領域(21)よりも低不純物濃度で深さの
浅い第2ソース領域(22)及び第2ドレイン領域(2
3)を形成する第3の工程と、 該第1のダミーゲート(18)を残した状態で該第1、
第2ソース領域(20、22)及び該第1、第2ドレイ
ン領域(21、23)の夫々の電気的活性化を行なうた
めの熱処理を施す第4の工程と、 該第1のダミーゲート(18)を使いパターン反転法に
よりショットキーゲート(25)を形成する第5の工程
と、 該第5の工程を経た半導体装置の該第1ソース領域(2
0)及び第1ドレイン領域(21)の夫々にオーミック
電極(26、27)を形成する第6の工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(1) A first dummy gate (18) and a second dummy gate (19) are placed on the channel layer (17) formed on the semi-insulating compound semiconductor substrate (16) at the position where the Schottky gate is to be formed. a self-alignment ion implantation using the second dummy gate (19) as a mask;
) as a mask to make the side wall of the first dummy gate (18) inside the side wall of the second dummy gate (19). ) with higher impurity concentration and deeper depth than the first source region (20) and first drain region (20).
1), and after removing the second dummy gate (19), self-alignment ion implantation is performed using the first dummy gate (18) as a mask to form the first source region. (20) and a second source region (22) and a second drain region (22) having a lower impurity concentration and shallower depth than the first drain region (21).
3), and a third step of forming the first dummy gate (18) with the first dummy gate (18) remaining.
a fourth step of performing heat treatment for electrically activating the second source region (20, 22) and the first and second drain regions (21, 23), and the first dummy gate ( 18) to form a Schottky gate (25) by a pattern inversion method, and forming the first source region (25) of the semiconductor device through the fifth step.
0) and a sixth step of forming ohmic electrodes (26, 27) on each of the first drain region (21) and the first drain region (21).
(2)前記第4の工程における熱処理の温度範囲は80
0℃〜1200℃であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
(2) The temperature range of the heat treatment in the fourth step is 80°C.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the temperature is 0°C to 1200°C.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01233774A (en) * 1988-03-14 1989-09-19 Rohm Co Ltd Manufacture of mes type semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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