JPH01161873A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH01161873A
JPH01161873A JP32081587A JP32081587A JPH01161873A JP H01161873 A JPH01161873 A JP H01161873A JP 32081587 A JP32081587 A JP 32081587A JP 32081587 A JP32081587 A JP 32081587A JP H01161873 A JPH01161873 A JP H01161873A
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JP
Japan
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source region
drain region
dummy gate
forming
region
Prior art date
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Application number
JP32081587A
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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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Abstract

PURPOSE:To make the temperature of heat treatment high, and reduce sheet resistance, by performing the formation of a source region and a drain region and the heat treatment for electric activation of the regions, before a Sohottky gate is formed. CONSTITUTION:On a channel layer 21 formed on a semiinsulative compound semiconductor substrate 20, a dummy gate 22 is formed. A source region 23 and a drain region 24 of high impurity concentration are formed by ion implantation using the dummy gate 22 as a mask. By another ion implantation, a source region 25 and a drain region 26 are formed. Both the impurity concentrations and the depths of the source region 25 and the drain region 26 are made large as compared with the source region 23 and the drain region 24. By heat-treating, each of the regions 23-26 are subjected to electric activation, and a Schottky gate 18 is formed by using the dummy gate 22. After that, electrodes 29, 30 are formed in the source region 25 and the drain region 26, thereby making heat-treating temperature high, increasing mutual inductance, and enabling high speed operation.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 L D D (Lightly Doped Drai
n)構造のシ]ットキーゲート電界効果トランジスタ(
HEtal−3en+1conductor Junc
tion FET:H[5FET)の製造方法に関し、 相互フンダクタンスGtnを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チャネル層上に
ダミーゲートを形成する第1の工程と、該ダミーゲート
をマスクとしてセルファライメントイオン注入により該
チャネル層より高不純物濃度の第2ソース領域及び第2
トレイン領域を形成し、また少なくとも別のセルファラ
イメントイオン注入を行なって該第2ソース領域及び第
2ドレイン領域の夫々よりも高不純物濃度で、かつ、深
さの深い不純物層を該ダミーゲートに対して離れた位置
に第1ソース領域及び第1ドレイン領域として形成する
第2の工程と該第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3の二[程と、該ダミーゲートを使いパター
ン反転法によりショットキーゲートを形成する第4の−
[程と、該第4の工程を経た半導体装置の該第1ソース
領域及び第1ドレイン領域の夫々にオーミック電極を形
成する第5の工程とを含むよう構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] L D D (Lightly Doped Drai
n) Structured shutkey gate field effect transistor (
HEtal-3en+1conductor Junc
Regarding the manufacturing method of tion FET:H[5FET], for the purpose of further improving the mutual fundance Gtn, a first step of forming a dummy gate on a channel layer formed on a semi-insulating compound semiconductor substrate; Using the dummy gate as a mask, a second source region and a second source region having a higher impurity concentration than the channel layer are formed by self-alignment ion implantation.
forming a train region, and performing at least another self-alignment ion implantation to form an impurity layer with a higher impurity concentration and deeper depth than each of the second source region and the second drain region for the dummy gate. a second step of forming a first source region and a first drain region at separate positions;
a third step in which heat treatment is performed to electrically activate each drain region; and a fourth step in which a Schottky gate is formed using the dummy gate by a pattern inversion method.
and a fifth step of forming an ohmic electrode in each of the first source region and the first drain region of the semiconductor device that has undergone the fourth step.

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

本発明は¥−導体装置の製造方法に係り、特に1、0 
D構造のMESFETの製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a ¥-conductor device, and particularly to a method for manufacturing a ¥-conductor device.
The present invention relates to a method for manufacturing a D-structure MESFET.

半絶縁性ヒ化ガリウム(S、I−GaAs)基板上に電
界効果i・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GaAsMES
FETが知られている。同図中、1はS、l−GaAs
基板、2はn+型の第1ソース領域、3はn+領領域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′型第2ドレイン領域
、6はn型ヂャネル層である。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。
GaASMESFET with field effect i-transistor formed on semi-insulating gallium arsenide (S,I-GaAs) substrate
Among them, GaAs MES with LDD structure as shown in FIG.
FET is known. In the figure, 1 is S, l-GaAs
a substrate, 2 an n+ type first source region, 3 an n+ region n;
An n'-type second source region having an intermediate impurity concentration among the regions, 4 an n+-type first drain region, 5 an n'-type second drain region, and 6 an n-type channel layer. In addition, the first source region 2
An ohmic electrode 7.8 is formed on the first drain region 4, and a gate electrode 9 is formed on the channel layer 6.

かかるLDD4M3ffi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
(rR値電圧の負側シフト又は相互コンダクタンスQt
n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、高速コンピュータ、
高速通信システム等において要求される高性能大規模集
積回路(1−8I)の基本素子の一つとして用いられて
いる。このしDD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。
Such LDD4M3ffi GaAs MESFET is
The short channel effect (rR value voltage shift to the negative side or transconductance Qt
Since it is possible to reduce the problem of n becoming small, it is currently being actively researched and developed, and high-speed computers,
It is used as one of the basic elements of high-performance large-scale integrated circuits (1-8I) required in high-speed communication systems and the like. In this DD 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:[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−GaAsW板1に加速
電圧30keV、ドーズIilt2X1012cm−2
でシリコン(Sl)を選択イオン注入してn型のヂャネ
ル層6を形成する。次に、注入マスク11を除去した後
、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上に形成す
る(第6図(b))。
FIG. 6 shows a structural sectional view at each stage of an example of a conventional manufacturing method. First, as shown in FIG. 6(a), the S, I-GaAsW plate 1 on which the implantation mask 11 was formed was applied with an acceleration voltage of 30 keV and a dose of Iilt2X1012 cm-2.
An n-type channel layer 6 is formed by selectively implanting silicon (Sl) ions. Next, after removing the implantation mask 11, tungsten silicide (WS i
') is formed on the n-type channel layer 6 as a gate electrode 9 (FIG. 6(b)).

次にゲート電極9の側面に、第6図(C)に示す如く、
S f O2によるサイドウオール12を2500人厚
で異方性ドライエツチングで形成した後、更にS、I−
・QaAsjJ板1上に所定のパターニングをした注入
マスク13を形成してから、同図(d)に丞す如く、加
速電圧120K e V、ドーズ層3 X 1013c
m−2で、3iをイオン注入してn′型の第1ソース領
域2及び第1ドレイン領域4を夫々形成する。
Next, as shown in FIG. 6(C), on the side surface of the gate electrode 9,
After forming the sidewall 12 of S f O2 with a thickness of 2500 mm by anisotropic dry etching, further S, I-
・After forming an implantation mask 13 with a predetermined pattern on the QaAsjJ board 1, as shown in FIG.
m-2, 3i is ion-implanted to form an n'-type first source region 2 and first drain region 4, respectively.

次に、第6図(e)に示す如く、サイドウオール12を
1ツヂング除去した後、加速電圧50KeV、ドーズ吊
8X1012cIR−2で3iをイオン注入してn′型
の第2ソース領域3及び第2トレイン領域5を夫々形成
する。
Next, as shown in FIG. 6(e), after one portion of the sidewall 12 is removed, 3i ions are implanted at an acceleration voltage of 50 KeV and a dose of 8 x 1012c IR-2 to form the n' type second source region 3 and the second source region 3 of n' type. Two train regions 5 are respectively formed.

次に、第6図(「)に示す如く注入マスク13を除去し
た後窒化アルミニウム(A4N)を熱処理保護膜14と
して、S、l−GaAs1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。その
後に、熱処理保護膜14を除去し、所定の:[程を経て
第6図(g)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A−ミック電極7及び8を形成する。
Next, as shown in FIG. 6(), after removing the implantation mask 13, aluminum nitride (A4N) was formed to cover the S, l-GaAs 1 plate 1 and the gate electrode 9 as a heat-treated protective film 14. Source regions 2, 3, drain region 4
, 5 is subjected to heat treatment to activate the electrical properties. Thereafter, the heat treatment protective film 14 is removed, and after a predetermined process, A-mic electrodes 7 and 8 are formed on the first source region 2 and the first drain region 4, as shown in FIG. 6(g). do.

このオーミック電極7及び8は夫々AuGe上に金(A
u)が形成された2層構造となっている。
The ohmic electrodes 7 and 8 are made of gold (A) on AuGe, respectively.
It has a two-layer structure in which u) is formed.

第7図は上記のLDD構造のGaAsHESFETの従
来の製造方法の他の例の各工程での構造断面図を示す。
FIG. 7 shows structural cross-sectional views at each step of another example of the conventional manufacturing method of the GaAs HESFET having the above-mentioned LDD structure.

同図中、第6図と同一構成部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。第7図(a)は第6図(a)と同一
の製造゛[程で、その後第6図(b)と同様にしてゲー
ト電極9及び5fOz注入マスク16を形成後に、第7
図(b)に示す如く、加速型If、 50 k e V
、ドーズ18xlO121−2で3iをイオン注入しT
n’ JflUl 7.18を夫々形成する。
In the figure, the same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. FIG. 7(a) shows the same manufacturing steps as FIG. 6(a), and then after forming the gate electrode 9 and the 5fOz implantation mask 16 in the same manner as FIG. 6(b),
As shown in figure (b), accelerated type If, 50 k e V
, 3i was ion-implanted at a dose of 18xlO121-2.
n' JflUl 7.18 respectively.

次にゲート電極9及び注入マスク16を残した状態で第
7図(C)に示す如く酸化膜5i0219を堆積した後
、加速電圧120K e V、ドーズ迅3X1013c
IR−2でSiをイオン注入し、n’1ili17及び
18の夫々にn+層を第1ソース領域2、第1ドレイン
領域4として形成するとともに、n′層17及び18の
チャネル層6側の領域を第2ソース領域3、第2ドレイ
ン領域5とする。
Next, with the gate electrode 9 and the implantation mask 16 remaining, an oxide film 5i0219 was deposited as shown in FIG.
Si is ion-implanted using IR-2 to form n+ layers as the first source region 2 and first drain region 4 in the n'1ili 17 and 18, respectively, and the regions of the n' layers 17 and 18 on the channel layer 6 side. are defined as a second source region 3 and a second drain region 5.

その後に酸化膜19を熱処理保護膜として注入不純物を
電気的に活性化させるためのアニールを行なった後、酸
化膜19、注入ンスク16等を除去し更に所定の工程を
経て第7図(d)に示す如<LDD構造のGaAsME
SFETを得る、。
After that, annealing is performed using the oxide film 19 as a heat treatment protective film to electrically activate the implanted impurities, and then the oxide film 19, the implantation mask 16, etc. are removed, and further predetermined steps are performed, as shown in FIG. 7(d). As shown in < GaAsME with LDD structure
Obtain SFET.

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

上記の従来の製造方法はいずれも高融点金属ショット・
キーゲートであるWSiのゲート電極9を形成した後、
ソース領域2,3、ドレイン領域4゜5となるn+Ji
5及びn′層を形成し、その後に不純物の電気的活性化
のための熱処理を行なっている。
All of the above conventional manufacturing methods involve high-melting point metal shots and
After forming the WSi gate electrode 9 which is the key gate,
n+Ji, which becomes the source regions 2 and 3 and the drain region 4°5
After forming the 5 and n' layers, a heat treatment is performed to electrically activate the impurities.

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
℃稈度であった。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
抗の低下にも限度があり、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長において、抵抗値
がが比較的大であるソース抵抗の影響で本来の高速性を
充分発揮していない(相互コンダクタンスOm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 n' layer is limited by the Schottky gate material, and is generally 800°C to prevent deterioration of the Schottky gate characteristics.
The culm degree was ℃. 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, and the resistance value is relatively large at submicron gate lengths. There was a problem in that the original high speed performance was not fully exhibited due to the influence of the source resistance (the mutual conductance Om 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Qmをより一層向上させることができる半導体
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 of manufacturing a semiconductor device that can further improve the mutual conductance Qm.

〔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)〜(e)に示す各断面構造を得る第1乃至第5の工
程を含む。第1の工程は第1図(a)に示す如く、半絶
縁性化合物半導体基板20に形成されたチャネル層21
上にダミーゲート22を形成する。
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 fifth steps of obtaining each cross-sectional structure shown in a) to (e). As shown in FIG. 1(a), the first step is to form a channel layer 21 on a semi-insulating compound semiconductor substrate 20.
A dummy gate 22 is formed thereon.

第2の工程は第1図(b)に示す如く、ダミーゲート2
2をマスクとしてセルファライメントイオン注入により
チャネル層21より高不純物濃度の第2ソース領域23
及び第2ドレイン領域24を形成し、また少なくとも別
の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25及び第1ドレイン領域26を形成する。
The second step is as shown in FIG. 1(b), where the dummy gate 2
2 as a mask, a second source region 23 with a higher impurity concentration than the channel layer 21 is formed by self-alignment ion implantation.
and a second drain region 24, and at least another self-alignment ion implantation is performed to form a first source region 25 and a first drain region 26.

第1ソース領域25及び第1ドレイン領域26は第2ソ
ース領域23及び第2ドレイン領域24に比べて高不純
物11J度で、かつ、深さが深く形成されている。
The first source region 25 and the first drain region 26 have a higher impurity content of 11 J degrees and are formed deeper than the second source region 23 and the second drain region 24.

第3の工程は第1図(C)に示す如く熱処理保護膜27
を被覆した状態で又は熱処理保5膜27を形成すること
なく直接に熱処理を行ない、各領域23〜26の電気的
活性化を行なう。
The third step is to heat-treat the protective film 27 as shown in FIG. 1(C).
Each region 23 to 26 is electrically activated by performing heat treatment with it coated or directly without forming heat treatment protection film 27.

第4の工程は第1図(d)に示す如く、ダミーゲート2
2を使いパターン反転法によりショットキーゲート28
を形成する。
The fourth step is the dummy gate 2 as shown in FIG. 1(d).
Schottky gate 28 using pattern inversion method using
form.

第5の工程は第1図(e)に示す如く、第1ソース領域
25及び第1ドレイン領域26上にオーミック電極29
.30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構造の半導体装置が製造できる。
In the fifth step, as shown in FIG. 1(e), an ohmic electrode 29 is placed on the first source region 25 and the first drain region 26.
.. form 30. In this way, according to the present invention, a semiconductor device having an LDD structure can be manufactured by applying a self-alignment process using a dummy gate.

〔作用〕[Effect]

本発明では第2の工程(第1図(b))で第1ソース領
域25及び第1ドレイン領域26を形成した後、第3の
工程(第1図(C))で熱処理を行ない、第4の工程(
第1図(d))でショットキーゲート28を形成してい
る。
In the present invention, after forming the first source region 25 and the first drain region 26 in the second step (FIG. 1(B)), heat treatment is performed in the third step (FIG. 1(C)). Step 4 (
A Schottky gate 28 is formed in FIG. 1(d).

すなわち、本発明では第1ソース領域25及び第1ドレ
イン領域26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28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
劣化しない温度に抑える必要がなく、それ以上の高温(
例えば800℃〜1200℃)にすることができる。
That is, in the present invention, since the heat treatment for forming the first source region 25 and the first drain region 26 and for electrically activating the first source region 25 and the first drain region 26 is performed before forming the Schottky gate 28, the upper limit of the heat treatment temperature is the Schottky gate. There is no need to limit the temperature to a temperature that does not deteriorate the gate characteristics, and even higher temperatures (
For example, the temperature may be 800°C to 1200°C).

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の第1実施例の各:[程説明図を示す。 FIG. 2 shows an explanatory diagram of each step of the first embodiment of the present invention.

まず、第2図(a)に示す如く、半絶縁性化合物半導体
基板20の一例としてのS、l−GaAs基板31に所
定パターンの5fOz注入マスク32を形成した後、加
速電圧30keV。
First, as shown in FIG. 2(a), after forming a 5 fOz implantation mask 32 in a predetermined pattern on an S, l-GaAs substrate 31 as an example of a semi-insulating compound semiconductor substrate 20, an acceleration voltage of 30 keV was applied.

ドーズ吊2×1012c#I−2で3iをイオン注入し
て前記チャネル層21に相当するn型チャネル層33を
形成する。次に第2図(b)に示す如く、チャネル層3
3を形成した側のGaAs基板31表面に、300人厚
0A之N膜34をスパッタ法で形成し、その上に1μm
厚のSiN膜を堆積した後、ホトリソグラフィ及びドラ
イエッヂング技術を用いて所定部分のSiNのみ残して
他のSiN膜部分を除去する。これにより、上記所定部
分のSiN膜が第2図(b)に35で示す如く前記ダミ
ーゲ−1・22に相当するダミーゲートとして形成され
る(以上、前記第1のニ[稈)。
An n-type channel layer 33 corresponding to the channel layer 21 is formed by ion-implanting 3i at a dose of 2×10 12 c#I-2. Next, as shown in FIG. 2(b), the channel layer 3
A 0A to N film 34 with a thickness of 300 layers is formed on the surface of the GaAs substrate 31 on the side where the film 3 is formed by a sputtering method, and a 1 μm thick film 34 is formed on it by sputtering.
After depositing a thick SiN film, photolithography and dry etching techniques are used to leave only a predetermined portion of the SiN and remove other SiN film portions. As a result, the SiN film in the predetermined portion is formed as a dummy gate corresponding to the dummy gates 1 and 22 as shown by 35 in FIG. 2(b) (hereinafter referred to as the first gate).

次に注入マスク32及びダミーゲート35をマスクとし
て第2図(b)に示す如く、加速電圧50keV、ドー
ズEi、 6 X 1012cm−2でSiのイオン注
入を行ない、注入マスク32及びダミーゲート35で覆
われていないn型チャネル層33部分に、n′層36及
び37を第2ソース領域及び第2ドレイン領域として形
成する。
Next, using the implantation mask 32 and the dummy gate 35 as masks, Si ion implantation was performed at an acceleration voltage of 50 keV, a dose Ei, and 6 x 1012 cm-2, as shown in FIG. 2(b). In the uncovered portion of the n-type channel layer 33, n' layers 36 and 37 are formed as a second source region and a second drain region.

しかる後に、第2図(C)に示す如く、ダミーゲート3
5の側面に0.3μm厚のSiO2によるサイドウオー
ル38を異方性ドライエツチングで形成した後、加速電
圧120keV、ドーズfft4Xi o 14.、−
2で3iのイオン注入を行ない、注入マスク32、ダミ
ーゲート35及びサイドウオール38に覆われていない
n′層36.37の部分に、これよりも高不純物濃度で
、深さの深いn++層39及び40を夫々第1ソース領
域及び第1ドレイン領域として形成する(以上、前記第
2の工程)次に、サイドウオール38をふつ酸(HF)
で除去すると共に注入マスク32も除去した後、化学気
相成長法(CVD法)を適用して第2図(d)に示す如
<5iOzによる熱処理保護膜41(前記熱処理保護膜
27に相当)を形成、する。しかる後に、前記各領域3
3.36.37.39及び40 (n、n’及びn++
層)の電気的活性化熱処理を1100℃の温度で5秒間
行なう(以上、前記第3の工程)。
After that, as shown in FIG. 2(C), the dummy gate 3
After forming a sidewall 38 made of SiO2 with a thickness of 0.3 μm on the side surface of the substrate 5 by anisotropic dry etching, an accelerating voltage of 120 keV and a dose of fft4Xio 14. ,−
In step 2, ion implantation of 3i is performed, and an n++ layer 39 with a higher impurity concentration and a deeper depth is implanted in the portion of the n' layer 36, 37 that is not covered by the implantation mask 32, dummy gate 35, and sidewall 38. and 40 as a first source region and a first drain region, respectively (the above is the second step).Next, the sidewall 38 is formed using hydrofluoric acid (HF).
After removing the injection mask 32 at the same time, a chemical vapor deposition method (CVD method) is applied to form a heat-treated protective film 41 (corresponding to the heat-treated protective film 27) with <5 iOz as shown in FIG. 2(d). form, do. After that, each area 3
3.36.37.39 and 40 (n, n' and n++
The electrical activation heat treatment of the layer) is performed at a temperature of 1100° C. for 5 seconds (this is the third step).

次に、熱処理保3膜41を例えばりん酸で除去した後、
ホトレジストを塗布し平坦化を行ない、ドライエツチン
グにより第2図(e)に爪す如く、ダミーゲート35の
頭部が露出するまでホトレジスト42をエツチングする
Next, after removing the heat-treated protective film 41 with, for example, phosphoric acid,
A photoresist is applied and planarized, and the photoresist 42 is etched by dry etching until the top of the dummy gate 35 is exposed as shown in FIG. 2(e).

その後、ダミーゲート35及びダミーゲート35に対応
したAl1N膜34の部分を夫々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W
1.。S’0.6をスパッタして第2図(e)に示す如
く、ダミーゲート35がbとあった部分と(れ以外のホ
トレジスト42.トにWl、OS ’ 0.6膜43を
形成する。
Thereafter, after removing the dummy gate 35 and the portions of the Al1N film 34 corresponding to the dummy gate 35 by etching, the tungsten silicide W of the Schottky gate material is etched.
1. . As shown in FIG. 2(e), a Wl, OS' 0.6 film 43 is formed by sputtering S'0.6 on the photoresist 42. .

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、OS ’ 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28に相当)とし
て残し、他の部分のWl、OS ’ O,[i膜43を
ホトレジスト42と共に除去し、更にAl1N膜34も
除去する(第2図(g))。以上の第2図(e)、(f
)の各工程によるダミーゲート35を用いたパターン反
転法により前記第4の工程が実現される。
Next, only the Wl, OS' 0.6 film 43 formed on the n-type channel layer 33 is shot by the lift-off method.
The remaining portions of the Wl, OS' O, and [i films 43 are removed together with the photoresist 42, and the Al1N film 34 is also removed (FIG. 2(g)). . Figure 2 (e) and (f) above.
) The fourth step is realized by the pattern inversion method using the dummy gate 35 according to each step.

最後に、第1ソース領域25及び第1ドレイン領域゛2
6の夫々の上にAuGeを約10000厚で蒸着した後
、その上にAuを約10000厚で形成して、第2図(
h)に示す如くオーミック電極44゜45(前記29.
30に相当)を形成する(以上、第5の工程)。これに
よりLDD構造のGaASMESFETが完成する。
Finally, the first source region 25 and the first drain region 2
After depositing AuGe to a thickness of about 10,000 nm on each of 6, Au was formed thereon to a thickness of about 10,000 nm, as shown in FIG.
As shown in h), the ohmic electrodes 44°45 (29.
30) (this is the fifth step). This completes the LDD structure GaASMESFET.

本実施例によれば、ダミーゲート35を使ってn+“層
39.40とn′層36.37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39゜40のシート抵抗を従来に比し低
下することができ、これによりンース抵抗が小さくなり
、FETの相互コンダクタンスQm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 39.40 and the n' layer 36.37 by a self-alignment process using the dummy gate 35.
The heat treatment temperature can be increased to about 1100°C. Therefore, the sheet resistance of the n++ layer 39.degree. 40 can be lowered compared to the conventional one, thereby reducing the source resistance and increasing the mutual conductance Qm of the FET.

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
工で示す如くになり、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Om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 the prototype experiment conducted by the present inventor, and the characteristics according to this example are as shown by the solid line, and the MES
Compared to the FET characteristic (2), a characteristic with an increased mutual conductance Om was obtained at the same gate length.

なお、上記の第1実施例では、n′層36゜37を形成
した後、ダミーゲート35の側面にサイドウオールを形
成してn++層39.40を形成したが、ダミーゲート
35の側面にサイドウオールを形成してから、まずn 
+ + Fをイオン注入法により形成し、その後でサイ
ドウオールを除去してからイオン注入を再び行なってn
′層を形成するようにしてもよい。また、Al1N膜3
4なしでチャネル層33上に直接ダミーゲート35を形
成しても同様の効果が得られる。
In the first embodiment described above, after forming the n' layers 36 and 37, side walls were formed on the side surfaces of the dummy gate 35 to form the n++ layers 39 and 40. After forming the wall, first
+ + F is formed by ion implantation, and then the sidewall is removed and ion implantation is performed again to form n.
' layer may be formed. In addition, Al1N film 3
A similar effect can be obtained even if the dummy gate 35 is formed directly on the channel layer 33 without using the dummy gate 4.

次に、本発明の第2実施例について第4図と共に説明す
る1、同図中、第2図と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。本実施例は第2の][稈が第
1実施例と相違し、それ以外の各工程(第4図(a)、
(b)、(d)〜(q))は第1実施1例と同様である
。ただし、第4図(b)に示すn′層形成のためのイオ
ン注入は、第1実流側に比べてドーズ蚤が8×1012
α−2と異なっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. In the figure, the same components as those in FIG. This example differs from the first example in the culm, and the other steps (Fig. 4(a),
(b), (d) to (q)) are the same as in the first example of the first embodiment. However, in the ion implantation for forming the n' layer shown in FIG. 4(b), the dose flea is 8×1012 compared to the first actual flow side.
It is different from α-2.

上記のn′層36.37を形成した後、第4図(C)に
示す如く、ダミーゲート35及びSi02注入マスク3
2を残した状態で、ステップカバレージの良い膜として
5tO2膜47を2500人の膜厚で形成する。このと
き、5iOz膜47は膜厚とほぼ等しい厚さだけダミー
ゲート35の側壁にも形成されるようにする。
After forming the above n' layers 36 and 37, as shown in FIG.
2, a 5tO2 film 47 with a thickness of 2,500 mm is formed as a film with good step coverage. At this time, the 5iOz film 47 is also formed on the side wall of the dummy gate 35 to a thickness substantially equal to the film thickness.

この後、第4図(C)に示すように、加速電圧200K
 e V、ドーズ層6x 10”an−2で3iをイオ
ン注入してn4+層39及び40を、第1ソース領域及
び第1ドレイン領域としてn’ F336゜37中に形
成する。この後で5iOz膜47を熱処理保護膜として
1100℃で5秒間熱処理を行なう。
After this, as shown in Fig. 4(C), the acceleration voltage is 200K.
n4+ layers 39 and 40 are formed in the n'F336°37 as the first source region and the first drain region by ion implantation of 3i with a dose layer of 6x 10" an-2. After this, a 5iOz film is formed. Heat treatment is performed at 1100° C. for 5 seconds using No. 47 as a heat treatment protective film.

以上、第1実施例と同様の工程を経ることにより、最終
的に第4図(g)に示す如き、l−D D構造のGaA
sMESFETが製造される。本実施例も第1実施例と
同様にQmが向上する。
As described above, by going through the same steps as in the first embodiment, GaA with the l-D D structure as shown in FIG. 4(g) is finally obtained.
An sMESFET is manufactured. This embodiment also improves Qm like the first embodiment.

前記第1実施例はりイドウオール38を設けてn++層
39,40をダミーゲート35がら離して形成している
のに対し、本実施例ではサイドウオール38は設けない
ので、n“+層形成時のイオン注入時のエネルギーを上
げなければならず、またドーズ扮も上げなければならず
、またシコートチャネル効果も第1実施例に比し若干大
ぎ(なるので、特性は第1実施例の方が良い。
Whereas in the first embodiment, the sidewall 38 is provided and the n++ layers 39 and 40 are formed apart from the dummy gate 35, in this embodiment, the sidewall 38 is not provided. The energy at the time of ion implantation must be increased, the dose control must also be increased, and the sycote channel effect is also slightly larger than in the first embodiment (so the characteristics are better than those in the first embodiment). is good.

これに対し、第2実施例は第1実施例のようなサイドウ
オール形成工程が無いので工程数が少ないという特長が
ある。
On the other hand, the second embodiment has the advantage that the number of steps is small because there is no sidewall forming step as in the first embodiment.

なお第2実施例ではダミーゲート35としてS i N
 M n ”+層スルー注入用膜47として5iOzを
用いたが、これに限定されるものではなく、両者を選択
的に除去できる組合せであればどのような材質でもよい
。また、第2実施例ではS!Oz膜47と5fOzより
なる注入マスク32を除去後に、ダミーゲート35の平
坦化及び頭出しを行なったが、両者を残した状態で平坦
化及びダミーゲート35の頭出しを行なうようにしても
よい。更に、ダミーゲート35をAeN膜34を介さず
、直接にチャネル層33上に形成してもよい。
Note that in the second embodiment, the dummy gate 35 is S i N
Although 5 iOz was used as the M n ''+ layer through-injection film 47, it is not limited to this, and any material may be used as long as it is a combination that can selectively remove both. In this case, after removing the S!Oz film 47 and the implantation mask 32 made of 5fOz, the dummy gate 35 was flattened and the dummy gate 35 was located, but the planarization and the locating of the dummy gate 35 were carried out with both of them remaining. Further, the dummy gate 35 may be formed directly on the channel layer 33 without using the AeN film 34.

また、上記の各実施例において、熱処理は熱処理保護膜
41やSiO2膜47を残した状態で行なったが、それ
らを除去して裸のまま(又はA之N膜34は残して)A
s圧雰囲気アニールしてもよく、第2実施例の場合は5
fOz膜47を除去して新たな熱処理保護膜を形成した
後で熱処理を行なうようにしてもよい。また更に、ダミ
ーゲート35.サイドウオール38.ショットキーゲー
ト43等の材質は実施例のものに限定されるものではな
いことは勿論である。
Further, in each of the above embodiments, the heat treatment was performed with the heat treatment protective film 41 and the SiO2 film 47 left, but they were removed and the A-N film 34 was left bare.
Annealing may be performed in a s pressure atmosphere, and in the case of the second embodiment, the
The heat treatment may be performed after removing the fOz film 47 and forming a new heat treatment protective film. Furthermore, dummy gate 35. Side wall 38. Of course, the materials of the Schottky gate 43 and the like are not limited to those in the embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の如く、本発明によれば、熱処U@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Qmを増大でき、より高速
なLDD格造のGaAsMESFETを!Il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, and thereby the mutual resistance of the FET can be reduced. A GaAs MESFET with an LDD structure that can increase the conductance Qm and is faster! It has features such as being able to be manufactured in a number of ways.

【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図は本発明の第1実施例の各:[稈説明図、第3図
はゲート長対相互コンダクタンス特性図、第4図は本発
明の第2実施例の各][稈説明図、第5図はGaAS 
MESFETの一例の構造断面図、 第6図及び第7図は夫々従来の製造方法の各個における
各工程説明図である。 図において、 20は半絶縁性化合物半導体基板、 21はチャネル層 22はダミーゲート、 23は第2ソース領域、 24は第2ドレイン領域、 25は第1ソース領域、 26は第1ドレイン領域、 28はショットキーゲート、 29.30はオーミック電極 である。 本発明の原理説明図 第1図 ゲート長(/Jm) y−ト長対相互コンダクタンス特性図 第3図 GaAs避5FETの一例の構造断面図1!5図 従来の製造方法の一例の各工程説明図 $6  図(その1) 本発明の第25 第 (流側の各工程説明図 ;4図 従来の製造方法の一例の各工程説明図 筒 6 図(その2) 6層、、C訃;グ) 第7図
Fig. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of the first embodiment of the present invention, Fig. 3 is a diagram of gate length vs. mutual conductance characteristics, and Fig. 4 is a diagram of the characteristics of mutual conductance versus gate length. 2 Examples] [Culm explanatory diagram, Fig. 5 is GaAS
A structural cross-sectional view of an example of a MESFET, and FIGS. 6 and 7 are explanatory diagrams of each step in a conventional manufacturing method, respectively. In the figure, 20 is a semi-insulating compound semiconductor substrate, 21 is a channel layer 22 is a dummy gate, 23 is a second source region, 24 is a second drain region, 25 is a first source region, 26 is a first drain region, 28 is a Schottky gate, and 29.30 is an ohmic electrode. An explanatory diagram of the principle of the present invention. Fig. 1. Gate length (/Jm) y-t length versus mutual conductance characteristic. Fig. 3. Structural sectional view of an example of a GaAs 5FET. Fig. 1 to 5. Explanation of each step of an example of a conventional manufacturing method. Figure $6 Figure (Part 1) The twenty-fifth figure of the present invention (explanatory diagram of each process on the downstream side; Figure 4) Illustration of each process of an example of the conventional manufacturing method. Figure 6 Figure (Part 2) 6 layers. Figure 7

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半絶縁性化合物半導体基板(20)に形成された
チャネル層(21)上にダミーゲート(22)を形成す
る第1の工程と、 該ダミーゲート(22)をマスクとしてセルフアライメ
ントイオン注入により該チャネル層(21)より高不純
物濃度の第2ソース領域(23)及び第2ドレイン領域
(24)を形成し、また少なくとも別のセルフアライメ
ントイオン注入を行なって該第2ソース領域(23)及
び第2ドレイン領域(24)の夫々よりも高不純物濃度
で、かつ、深さの深い不純物層を該ダミーゲート(22
)に対して離れた位置に第1ソース領域(25)及び第
1ドレイン領域(26)として形成する第2の工程と、 該第1、第2ソース領域(25、23)及び該第1、第
2ドレイン領域(26、24)の夫々の電気的活性化を
行なうための熱処理を施す第3の工程と、 該ダミーゲート(22)を使いパターン反転法によりシ
ョットキーゲート(28)を形成する第4の工程と、 該第4の工程を経た半導体装置の該第1ソース領域(2
5)及び第1ドレイン領域(26)の夫々にオーミック
電極(29、30)を形成する第5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 step of forming a dummy gate (22) on a channel layer (21) formed on a semi-insulating compound semiconductor substrate (20), and self-alignment ion implantation using the dummy gate (22) as a mask. A second source region (23) and a second drain region (24) having a higher impurity concentration than the channel layer (21) are formed by performing at least another self-alignment ion implantation to form a second source region (23). The dummy gate (22) is an impurity layer having a higher impurity concentration and a deeper depth than the second drain region (24) and the second drain region (24).
), a second step of forming a first source region (25) and a first drain region (26) at positions apart from the first and second source regions (25, 23); A third step of performing heat treatment to electrically activate each of the second drain regions (26, 24), and forming a Schottky gate (28) using the dummy gate (22) by a pattern inversion method. a fourth step; and the first source region (2) of the semiconductor device that has undergone the fourth step.
5) and a fifth step of forming ohmic electrodes (29, 30) in each of the first drain regions (26).
(2)前記第2の工程は、前記ダミーゲート(22)を
マスクとしてセルフアライメントイオン注入で前記第2
ソース領域(23)及び第2ドレイン領域(24)を形
成する工程と、該ダミーゲート(22)にサイドウォー
ルを形成し、該ダミーゲート(22)及びサイドウォー
ルをマスクとしてセルフアライメントイオン注入により
該第2ソース領域(23)及び第2ドレイン領域(24
)の各一部に前記第1ソース領域(25)及び第1ドレ
イン領域(26)を形成する工程とよりなることを特徴
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) In the second step, the second step is performed by self-alignment ion implantation using the dummy gate (22) as a mask.
A step of forming a source region (23) and a second drain region (24), forming a sidewall on the dummy gate (22), and performing self-alignment ion implantation using the dummy gate (22) and the sidewall as a mask. The second source region (23) and the second drain region (24)
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of forming the first source region (25) and the first drain region (26) in each part of the semiconductor device.
(3)前記第2の工程は、前記ダミーゲート(22)に
サイドウォールを形成し、該ダミーゲート(22)及び
サイドウォールをマスクとしてセルフアライメントイオ
ン注入により該第1ソース領域(25)及び第1ドレイ
ン領域(26)を形成する工程と、該サイドウォールを
除去後該ダミーゲート(22)をマスクとしてセルフア
ライメントイオン注入により該第1ソース領域(25)
及び第1ドレイン領域(26)の各一部に前記第2ソー
ス領域(23)及び第2ドレイン領域(24)を形成す
る工程とよりな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。
(3) In the second step, a sidewall is formed on the dummy gate (22), and the first source region (25) and the first source region (25) are After removing the sidewalls, the first source region (25) is formed by self-alignment ion implantation using the dummy gate (22) as a mask.
and forming the second source region (23) and the second drain region (24) in each part of the first drain region (26).
A method for manufacturing a semiconductor device according to section 1.
(4)前記第2の工程は、前記ダミーゲート(22)を
マスクとしてセルフアライメントイオン注入で前記第2
ソース領域(23)及び第2ドレイン領域(24)を形
成する工程と、前記半導体基板(20)及び該ダミーゲ
ート(22)上に膜を被覆する工程と、該膜を通してセ
ルフアライメントイオン注入を行なつて、前記第1ソー
ス領域(25)及び第1ドレイン領域(26)を形成す
る工程とよりな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。
(4) In the second step, the second step is performed by self-alignment ion implantation using the dummy gate (22) as a mask.
forming a source region (23) and a second drain region (24); coating a film on the semiconductor substrate (20) and the dummy gate (22); and performing self-alignment ion implantation through the film. Claim 1, characterized in that the method comprises a step of forming the first source region (25) and the first drain region (26).
A method for manufacturing a semiconductor device according to section 1.
(5)前記第3の工程における熱処理の温度範囲を80
0℃〜1200℃に選定したことを特徴とする特許請求
の範囲第1項乃至第4項のうちいずれか一項記載の半導
体装置の製造方法。
(5) The temperature range of the heat treatment in the third step is 80°C.
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature is selected to be 0°C to 1200°C.
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Cited By (2)

* 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
FR2696873A1 (en) * 1992-10-09 1994-04-15 Mitsubishi Electric Corp Field effect transistor and method for its manufacture

Cited By (4)

* 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
FR2696873A1 (en) * 1992-10-09 1994-04-15 Mitsubishi Electric Corp Field effect transistor and method for its manufacture
US5486710A (en) * 1992-10-09 1996-01-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Field effect transistor
US5585289A (en) * 1992-10-09 1996-12-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of producing metal semiconductor field effect transistor

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