JPH01194475A - 電界効果トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
電界効果トランジスタ及びその製造方法Info
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- JPH01194475A JPH01194475A JP1980288A JP1980288A JPH01194475A JP H01194475 A JPH01194475 A JP H01194475A JP 1980288 A JP1980288 A JP 1980288A JP 1980288 A JP1980288 A JP 1980288A JP H01194475 A JPH01194475 A JP H01194475A
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Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電界効果トランジスタ(FET)およびその
製造方法、特にショットキゲート型電界効果トランジス
タ(MESFET)およびその製造方法に関するもので
ある。
製造方法、特にショットキゲート型電界効果トランジス
タ(MESFET)およびその製造方法に関するもので
ある。
活性層をエピタキシャル成長により形成するFETでは
、ソース抵抗を低減するために、ソース電極と活性層と
の間にn 層を設けることが知られている。このような
FETの製造は、活性層の上にさらにn+層を形成した
後にゲート電極形成部のn+層を除去し、活性層上にゲ
ート電極を、n+層上にソース電極およびドレイン電極
をそれぞれ蒸着することにより行われる。
、ソース抵抗を低減するために、ソース電極と活性層と
の間にn 層を設けることが知られている。このような
FETの製造は、活性層の上にさらにn+層を形成した
後にゲート電極形成部のn+層を除去し、活性層上にゲ
ート電極を、n+層上にソース電極およびドレイン電極
をそれぞれ蒸着することにより行われる。
しかし、このようなFETは、ソース抵抗が低いという
利点を有する一方で、n 層とゲート電極とのアライメ
ントが困難であるという欠点を有する。特に、ゲート電
極のゲート長をサブミクロンオーダーの短いものとした
い場合にはその困難性は一層大きなものとなる。また、
通常のホトリソグラフィによるパターンニングは1μm
程度が限界であることから、サブミクロンオーダーのゲ
ート電極を形成するには、電極金属を斜蒸着する等の方
法を用いなければならず、かかる方法を用いれば均一性
や再現性の点で問題があった。
利点を有する一方で、n 層とゲート電極とのアライメ
ントが困難であるという欠点を有する。特に、ゲート電
極のゲート長をサブミクロンオーダーの短いものとした
い場合にはその困難性は一層大きなものとなる。また、
通常のホトリソグラフィによるパターンニングは1μm
程度が限界であることから、サブミクロンオーダーのゲ
ート電極を形成するには、電極金属を斜蒸着する等の方
法を用いなければならず、かかる方法を用いれば均一性
や再現性の点で問題があった。
また、ゲート長を単純にサブミクロンオーダーにすると
、その断面積が小さくなり、必然的にゲート抵抗が増大
してしまうという問題もあった。
、その断面積が小さくなり、必然的にゲート抵抗が増大
してしまうという問題もあった。
本発明の課題は、このような問題点を解消することにあ
る。
る。
本発明の電界効果トランジスタは、活性層上に形成され
上部が拡がった形状を有するゲート電極と、前記活性層
上の前記ゲート電極の両側にこのゲート電極と接触しな
いように設けられた前記活性層と同一導電型の高濃度半
導体層と、この高濃度半導体層上にそれぞれ形成された
ソース電極およびドレイン電極とを有するものである。
上部が拡がった形状を有するゲート電極と、前記活性層
上の前記ゲート電極の両側にこのゲート電極と接触しな
いように設けられた前記活性層と同一導電型の高濃度半
導体層と、この高濃度半導体層上にそれぞれ形成された
ソース電極およびドレイン電極とを有するものである。
また、本発明の製造方法は、エピタキシャル成長により
形成された活性層上にこの活性層と同一導電型の高濃度
半導体層をエピタキシャル成長により形成する工程と、
サイドエツチングによりアンダーカット部が形成された
ダミーゲートを前記高濃度半導体層上に形成する工程と
、表面に絶縁膜を形成した後前記ダミーゲートをリフト
オフする工程と、ソース・ドレイン電極形成領域にある
前記絶縁膜を除去して前記高濃度半導体層を露出させ当
該露出部にオーミック金属を形成してそれぞれソース電
極およびドレイン電極とする工程と、前記ダミーゲート
のリフトオフにより露出した部分の高濃度半導体層およ
びその周辺の高濃度半導体層をエツチング除去すること
により前記活性層を露出すると共に前記絶縁膜による庇
部を形成する工程と、前記活性層の露出部から前記庇部
上部にまで延びるゲート電極を蒸着により形成する工程
とを含むものである。
形成された活性層上にこの活性層と同一導電型の高濃度
半導体層をエピタキシャル成長により形成する工程と、
サイドエツチングによりアンダーカット部が形成された
ダミーゲートを前記高濃度半導体層上に形成する工程と
、表面に絶縁膜を形成した後前記ダミーゲートをリフト
オフする工程と、ソース・ドレイン電極形成領域にある
前記絶縁膜を除去して前記高濃度半導体層を露出させ当
該露出部にオーミック金属を形成してそれぞれソース電
極およびドレイン電極とする工程と、前記ダミーゲート
のリフトオフにより露出した部分の高濃度半導体層およ
びその周辺の高濃度半導体層をエツチング除去すること
により前記活性層を露出すると共に前記絶縁膜による庇
部を形成する工程と、前記活性層の露出部から前記庇部
上部にまで延びるゲート電極を蒸着により形成する工程
とを含むものである。
本発明の電界効果トランジスタは、ゲート電極の上部が
拡がっているので、ゲート長をサブミクロンオーダーに
短くしてもゲート抵抗が大きくならない。
拡がっているので、ゲート長をサブミクロンオーダーに
短くしてもゲート抵抗が大きくならない。
また、本発明の製造方法によれば、サイドエツチングに
よりアンダーカット部が形成されたダミーゲートの反転
パターンをゲート電極のパターンとしているため、この
ゲート電極パターンはダミーゲートを形成するためのマ
スクパターンよりも微細なパターンとなる。
よりアンダーカット部が形成されたダミーゲートの反転
パターンをゲート電極のパターンとしているため、この
ゲート電極パターンはダミーゲートを形成するためのマ
スクパターンよりも微細なパターンとなる。
また、高濃度半導体層上に設けた絶縁膜にゲート電極パ
ターンを形成し、この絶縁膜をマスクとして高濃度半導
体層をエツチング除去して活性層を露出すると共に、こ
の絶縁膜によるゲート電極パターンで規制された活性層
上の領域にゲート電極を形成するので、ゲート電極と高
濃度半導体層との自己整合が達成される。
ターンを形成し、この絶縁膜をマスクとして高濃度半導
体層をエツチング除去して活性層を露出すると共に、こ
の絶縁膜によるゲート電極パターンで規制された活性層
上の領域にゲート電極を形成するので、ゲート電極と高
濃度半導体層との自己整合が達成される。
第1図(A)〜(f()は本発明の一実施例を示す工程
断面図であり、同図()()は最終的に得られるFET
を示すものである。
断面図であり、同図()()は最終的に得られるFET
を示すものである。
まず、半絶縁性GaAs基板1上に短チヤネル効果を抑
制するためのp−−GaAs層2と、活性層となるn”
−−GaN5層3と、ソース抵抗低減のために最終的に
n″″−GaAs層3とオーミツク電極との間に介在さ
せるn” −G a A s層4とを順次エピタキシャ
ル成長により形成する。なお、これらのエピタキシャル
成長層の層厚は、p−−GaAs層2は1μms n−
−GaAs層3は500 A s n ” G a
A s層4は100OA程度である。(第1図(A))
。
制するためのp−−GaAs層2と、活性層となるn”
−−GaN5層3と、ソース抵抗低減のために最終的に
n″″−GaAs層3とオーミツク電極との間に介在さ
せるn” −G a A s層4とを順次エピタキシャ
ル成長により形成する。なお、これらのエピタキシャル
成長層の層厚は、p−−GaAs層2は1μms n−
−GaAs層3は500 A s n ” G a
A s層4は100OA程度である。(第1図(A))
。
つぎに、n”−GaAs層4上にレジストを塗布して下
段レジスト層5を形成し、その上にSiO3膜6を堆積
した後、再度レジストを塗布して上段レジスト層7を形
成する。そして、上段レジスト層7を通常のホトリソグ
ラフィ技術を用いてゲート電極パターンをパターンニン
グする(第1図(B))。
段レジスト層5を形成し、その上にSiO3膜6を堆積
した後、再度レジストを塗布して上段レジスト層7を形
成する。そして、上段レジスト層7を通常のホトリソグ
ラフィ技術を用いてゲート電極パターンをパターンニン
グする(第1図(B))。
つぎに、パターンニングされた上段レジスト層7をマス
クとしてCF4+H2ガスを用いた反応性イオンエツチ
ング(RI E)によりS t O2膜6を選択エツチ
ングし、さらに、02ガスを用いりRI Eにより下段
レジスト層5を選択エツチングする。このとき、下段レ
ジスト層5のエツチングはSiO2膜6に比べて内部ま
で加工されるため、アンダーカット部9か形成される。
クとしてCF4+H2ガスを用いた反応性イオンエツチ
ング(RI E)によりS t O2膜6を選択エツチ
ングし、さらに、02ガスを用いりRI Eにより下段
レジスト層5を選択エツチングする。このとき、下段レ
ジスト層5のエツチングはSiO2膜6に比べて内部ま
で加工されるため、アンダーカット部9か形成される。
また、下段レジスト層5のエツチングの際に上段レジス
ト層7も同時に除去されるため、S l 02膜6と下
段レジスト層5からなる丁字形のダミーゲート8が形成
される。なお、アンダーカット部9の長さは下段レジス
ト層5の膜厚等によっである程度調整可能であり、本実
施例では片側で0.2μm1合計0.4μm程度のアン
ダーカットがなされている(第1図(C))。
ト層7も同時に除去されるため、S l 02膜6と下
段レジスト層5からなる丁字形のダミーゲート8が形成
される。なお、アンダーカット部9の長さは下段レジス
ト層5の膜厚等によっである程度調整可能であり、本実
施例では片側で0.2μm1合計0.4μm程度のアン
ダーカットがなされている(第1図(C))。
つぎに、ダミーゲート8を含む表面全体にSiO2膜1
0を堆積しく第1図(D)’) 、ダミーゲート8をリ
フトオフすると、ダミーゲート8の下層のパターンが除
去されたSiO2膜10を得る。そして、その上にレジ
スト膜11を形成し、通常のホトリソグラフィ技術を用
いてソース・ドレイン電極(オーミック電極)形成領域
の除去されたパターンを形成する(第1図(E))。
0を堆積しく第1図(D)’) 、ダミーゲート8をリ
フトオフすると、ダミーゲート8の下層のパターンが除
去されたSiO2膜10を得る。そして、その上にレジ
スト膜11を形成し、通常のホトリソグラフィ技術を用
いてソース・ドレイン電極(オーミック電極)形成領域
の除去されたパターンを形成する(第1図(E))。
ついで、レジスト膜11をマスクに、RIEでS io
2膜10をエツチングした後、オーミック金属を表面
に蒸着する。そして、レジスト膜11をリフトオフする
ことによりソース電極12、ドレイン電極13を形成す
る(第1図(F))。
2膜10をエツチングした後、オーミック金属を表面
に蒸着する。そして、レジスト膜11をリフトオフする
ことによりソース電極12、ドレイン電極13を形成す
る(第1図(F))。
つぎに、再びレジストを表面全体に塗布してレジスト膜
14を形成し、ホトリソグラフィ技術によりゲートパタ
ーンを形成する。このときのゲートパターンは、ダミー
ゲート8を形成したときのゲートパターンと同一である
。その後、レジスト膜14およびレジスト膜14のゲー
トパターン中に露出しているS iO2膜10をマスク
にしてn”−GaAs層4をウェットエツチングし、n
−−GaAs層3を露出させる。なお、ウェットエツチ
ング時にn−−GaAs層3をオーバーエツチングして
もかまわない。このとき、 +−GaAs層4は内部に
入り込んでエツチングされるため、S I O2膜10
の端部はn −GaAs層4の端面に対して突出し、
庇部を形成する(第1図(G))。
14を形成し、ホトリソグラフィ技術によりゲートパタ
ーンを形成する。このときのゲートパターンは、ダミー
ゲート8を形成したときのゲートパターンと同一である
。その後、レジスト膜14およびレジスト膜14のゲー
トパターン中に露出しているS iO2膜10をマスク
にしてn”−GaAs層4をウェットエツチングし、n
−−GaAs層3を露出させる。なお、ウェットエツチ
ング時にn−−GaAs層3をオーバーエツチングして
もかまわない。このとき、 +−GaAs層4は内部に
入り込んでエツチングされるため、S I O2膜10
の端部はn −GaAs層4の端面に対して突出し、
庇部を形成する(第1図(G))。
最後に、ゲート金属を蒸着し、レジスト膜14をリフト
オフすることによりゲート電極15を形成し、トランジ
スタが完成する。なお、n+−GaAs層4表面の蒸着
はS iO2,膜10の庇部によって規制されるため、
ゲート長は互いに対向するSiO2膜10の底層距離と
ほぼ等しくなる。
オフすることによりゲート電極15を形成し、トランジ
スタが完成する。なお、n+−GaAs層4表面の蒸着
はS iO2,膜10の庇部によって規制されるため、
ゲート長は互いに対向するSiO2膜10の底層距離と
ほぼ等しくなる。
また、5IO2膜10よりも上部においては、レジスト
膜14に設けられたゲートパターンと等しい長さとなる
。
膜14に設けられたゲートパターンと等しい長さとなる
。
本実施例では、ゲート長を規制するための層としてS
iO2膜10を用いているが、第1図(E)から(F)
にかけて行うオーミック領域の選択エツチングが可能で
あれば、他の材料でもよい。
iO2膜10を用いているが、第1図(E)から(F)
にかけて行うオーミック領域の選択エツチングが可能で
あれば、他の材料でもよい。
また、GaAsを活性層に用いたトランジスタを実施例
に挙げたが、その他の半導体、例えばInPを活性層に
用いたトランジスタにも本発明は適用できる。
に挙げたが、その他の半導体、例えばInPを活性層に
用いたトランジスタにも本発明は適用できる。
以上説明したように、本発明のFETによれば、ゲート
電極の上部が拡がっているので、サブミクロンオーダー
の短いゲート長であってもゲート抵抗を低く抑えたもの
とすることができる。
電極の上部が拡がっているので、サブミクロンオーダー
の短いゲート長であってもゲート抵抗を低く抑えたもの
とすることができる。
また、本発明の製造方法によれば、サイドエッアンダに
よりアンダーカット部が形成されたダミーゲートの反転
パターンをゲート電極のパターンとしているため、この
ゲート電極パターンはダミーゲートを形成するためのマ
スクパターンよりも微細なパターンとなる。したがって
、ホトリソグラフィによるパターンニングでは不可能な
サブミクロンオーダーの短いゲート長のゲート電極を形
成することができ、FETの高性能化を達成することが
できる。さらに、ゲート電極と高濃度半導体層とが自己
整合されるので、シート抵抗の低減ができる。
よりアンダーカット部が形成されたダミーゲートの反転
パターンをゲート電極のパターンとしているため、この
ゲート電極パターンはダミーゲートを形成するためのマ
スクパターンよりも微細なパターンとなる。したがって
、ホトリソグラフィによるパターンニングでは不可能な
サブミクロンオーダーの短いゲート長のゲート電極を形
成することができ、FETの高性能化を達成することが
できる。さらに、ゲート電極と高濃度半導体層とが自己
整合されるので、シート抵抗の低減ができる。
第1図は本発明の一実施例を示す工程断面図である。
1・・・半絶縁性GaAs基板、2・・・p−−GaA
s層、3−n−−GaAs層、4 、、、 n+−Ga
As層、5・・・下段レジスト層、6・・・5i02膜
、7・・・上段レジスト層、8・・・ダミーゲート、9
・・・アンダー力・ット部、10・・・SiO2膜、1
2・・・ソース電極、13・・・ドレイン電極、14・
・・レジスト膜。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
塩 1) 辰 也実施例の工程断面図 第1図 第1図 実施例の工程断面図 第1図 第1図
s層、3−n−−GaAs層、4 、、、 n+−Ga
As層、5・・・下段レジスト層、6・・・5i02膜
、7・・・上段レジスト層、8・・・ダミーゲート、9
・・・アンダー力・ット部、10・・・SiO2膜、1
2・・・ソース電極、13・・・ドレイン電極、14・
・・レジスト膜。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
塩 1) 辰 也実施例の工程断面図 第1図 第1図 実施例の工程断面図 第1図 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、エピタキシャル成長により形成された活性層と、こ
の活性層上に形成され上部が拡がった形状を有するゲー
ト電極と、前記活性層上の前記ゲート電極の両側にこの
ゲート電極と接触しないように設けられた前記活性層と
同一導電型の高濃度半導体層と、この高濃度半導体層上
にそれぞれ形成されたソース電極およびドレイン電極と
を有する電界効果トランジスタ。 2、エピタキシャル成長により形成された活性層上にこ
の活性層と同一導電型の高濃度半導体層をエピタキシャ
ル成長により形成する工程と、サイドエッチングにより
アンダーカット部が形成されたダミーゲートを前記高濃
度半導体層上に形成する工程と、 表面に絶縁膜を形成した後前記ダミーゲートをリフトオ
フする工程と、 ソース・ドレイン電極形成領域にある前記絶縁膜を除去
して前記高濃度半導体層を露出させ当該露出部にオーミ
ック金属を形成してそれぞれソース電極およびドレイン
電極とする工程と、 前記ダミーゲートのリフトオフにより露出した部分の高
濃度半導体層およびその周辺の高濃度半導体層をエッチ
ング除去することにより前記活性層を露出すると共に前
記絶縁膜による庇部を形成する工程と、 前記活性層の露出部から前記庇部上部にまで延びるゲー
ト電極を蒸着により形成する工程とを含む電界効果トラ
ンジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1980288A JPH01194475A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1980288A JPH01194475A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01194475A true JPH01194475A (ja) | 1989-08-04 |
Family
ID=12009474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1980288A Pending JPH01194475A (ja) | 1988-01-29 | 1988-01-29 | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01194475A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5409849A (en) * | 1990-01-24 | 1995-04-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a compound semiconductor device having gate electrode self-aligned to source and drain electrodes |
JPH0855863A (ja) * | 1994-08-15 | 1996-02-27 | Nec Corp | 電界効果型半導体装置の製造方法 |
JP2014029983A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-02-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-01-29 JP JP1980288A patent/JPH01194475A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5409849A (en) * | 1990-01-24 | 1995-04-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a compound semiconductor device having gate electrode self-aligned to source and drain electrodes |
JPH0855863A (ja) * | 1994-08-15 | 1996-02-27 | Nec Corp | 電界効果型半導体装置の製造方法 |
JP2014029983A (ja) * | 2012-07-05 | 2014-02-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
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