JPH01208869A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPH01208869A
JPH01208869A JP3443788A JP3443788A JPH01208869A JP H01208869 A JPH01208869 A JP H01208869A JP 3443788 A JP3443788 A JP 3443788A JP 3443788 A JP3443788 A JP 3443788A JP H01208869 A JPH01208869 A JP H01208869A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
concentration impurity
gate electrode
conductivity type
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3443788A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Shimizu
聡 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP3443788A priority Critical patent/JPH01208869A/ja
Publication of JPH01208869A publication Critical patent/JPH01208869A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 電界効果トランジスタとその製造方法に関し、短チヤネ
ル効果を抑制し、且つ、抵抗、容量の増加を抑えたLD
D形構造を簡単な製造工程によって再現性良く形成する
ことを目的とし、ゲート電極下の一導電型低濃度不純物
チャネル層と該チャネル層両側の一導電型高濃度不純物
ソース層およびドレイン層との間に一導電型中間濃度不
純物層が設けられ、該一導電型中間濃度不純物層の下部
付近にのみ反対導電型不純物層を具備してなることを特
徴とする。
その製造方法として、半導体基板に一導電型低濃度不純
物チャネル層を形成する工程と、ゲート電極窓を有する
第1のマスクを形成し、該ゲート電極窓周縁に第2のマ
スクを形成した後、ゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極窓周縁の第2のマスクを除去した後、前
記第1のマスクおよびゲート電極をマスクとして不純物
を導入して反対導電型不純物層を形成する工程と、 前記第1のマスクを除去した後、不純物を導入して一導
電型中間濃度不純物層と一導電型高濃度不純物ソース層
およびドレイン層とを形成する工程とが含まれてなるこ
とを特徴とする。
[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置の製造方法のうち、特に、ME S
 F ET (Metal Sem1conducto
r F ET)などの電界効果トランジスタ(F E 
T ; Field Effect Transist
or)とその製造方法に関する。
例えば、化合物半導体からなるMESFETは低消費電
力、超高速化が可能で、且つ、基本素子構造が比較的に
簡単なためにコスト面から有利な半導体素子として知ら
れている。しかし、このような素子は微細化されるに伴
って構造および製法が複雑になり、再現性が低下してお
り、その対策が望まれている。
〔従来の技術〕
第4図(a) 〜(C)は従来の各種のL D D (
LightlyDoped Drain )構造のGa
AsMESFETの断面図を示しており、以下にその概
要を説明する。
第4図(a)は通常のLDD構造の断面図で、1は半絶
縁性GaAs基板、2は金属(例えばアルミニウム)、
金属シリサイド(MSix)からなるゲート電極、3は
n −GaAs層からなる低濃度不純物チャネル層、4
はn”−GaAs層からなる高濃度不純物ソース層およ
びドレイン層、5はAuGe/Auからなるソースまた
はドレイン電極、6はn ’ −GaAs層からなる中
間濃度不純物層である。ここに、AuGe/Au(金ゲ
ルマニウム/金)とは下層にAuGe膜、上層にAu膜
を形成した2層積層の電極膜のことを意味している。
また、第4図(b)は全面B P (Buried  
p −1ayer)形LDD構造の断面図で、第3図(
a)と同一部位に同一記号を付けであるが、その他の7
がp−型埋込層である。このp−型埋込層が短チヤネル
効果の抑制に一層有効である。
更に、第4図(C)は囲い込みBP形LDD構造の断面
図で、その他の8がソースまたはドレインを囲んだp−
型埋込層である。この構造はp−型埋込層がチャネル層
部分に設けられていないので、ゲート容量の低減に役立
つ。
これらのLDD構造によってゲート長をサブミクロン化
し、且つ、短チヤネル効果を抑制して、K値を改善する
ことが可能になる。ここに、短チヤネル効果とはゲート
長の短縮に伴いしきい値電圧vthの負側へのシフト、
に値の減少が顕在化し、FETの性能およびFETパラ
メータの制御性が低下する現象である。また、K値とは
相互コンダクタンスgmに関わりある値のことで、次式
で表わされる。
gm =2K (Vg −Vth)  = :lHd 
/、)IgK=εμWg / 2 a Lg ここに、Wgはゲート幅、Lgはゲート長、aは活性N
(チャネル層)の厚さ、εは誘電率、μは移動度である
[発明が解決しようとする課題] さて、上記した第4図(a)〜(C)の構造によれば、
短チヤネル効果抑制の効果があり、特にp型埋込層7,
8の形成が有効であるが、その反面、p型埋込層はシー
ト抵抗が大きくなる欠点がある。即ち、p型埋込層7,
8の形成は’n ” −GaAs層などの補償(相殺;
 compensate)が問題になり、シート抵抗が
増加して、K値などの特性改善の妨げになる。従って、
BP形LDD構造の有効性を引き出すためには不純物注
入条件などの各種条件を厳しく設定し、それを精度良く
制御しなければならない。
しかし、実際には構造、形成工程が複雑になると、その
設定、制御が難しくて好特性を再現性良く得ることが困
難になる。
本発明は、このような問題点を低減させて、短チヤネル
効果を抑制し、且つ、抵抗、容量の増加を抑えたLDD
形構造を簡単な製造工程によって再現性良く形成するこ
とを目的としたFETとその製造方法を提案するもので
ある。
[課題を解決するための手段] その目的は、ゲート電極下の一導電型低濃度不純物チャ
ネル層と該チャネル層両側の一導電型高濃度不純物ソー
ス層およびドレイン層との間に一導電型中間濃度不純物
層が設けられ、該一導電型中間濃度不純物層の下部付近
にのみ反対導電型不純物層を具備してなるFETによっ
て達成される。
且つ、その製造方法として、半導体基板に一導電型低濃
度不純物チャネル層を形成する工程と、ゲート電極窓を
有する第1のマスクを形成し、該ゲート電極窓周縁に第
2のマスクを形成した後、ゲート電極を形成する工程と
、 前記ゲート電極窓周縁の第2のマスクを除去した後、前
記第1のマスクおよびゲート電極をマスクとして不純物
を導入して反対導電型不純物層を形成する工程と、 前記第1のマスクを除去した後、不純物を導入して一導
電型中間濃度不純物層と一導電型高濃度不純物ソース層
およびドレイン層とを形成する工程とが含まれることを
特徴とする。
[作用] 即ち、本発明は中間濃度不純物層の下のみに反対導電型
不純物層を設けたLDD構造にする。そのように構成す
れば、短チヤネル効果の抑制についてはBP形LDD構
造と変わらず、n” −GaAs層(ソース層、ドレイ
ン層)との補償がないためにシート抵抗も増加せず、且
つ、n” −GaAsffiとp−型埋込層との不純物
濃度を独自に制御できるために製造時の条件の設定が容
易になる。
[実施例コ 以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図は本発明にかかるGaAsME S F ETの
断面図を示しており、1は半絶縁性GaAs基板、2は
ゲート電極、3はn −GaAs層からなる低濃度不純
物チャネル層、4はn” −GaAs層からなる高濃度
不純物ソース層またはドレイン層、5はソースまたはド
レイン電極、6はn ’ −GaAs層からなる中間不
純物濃度層、9は中間不純物濃度層下のp−−GaAs
層からなる埋込層である。
次に、第2図(a)〜(g)は本発明にかかるMESF
ETの形成方法の工程順断面図を示しており、以下に順
を追って説明する。
第2図(a)参照;半絶縁性GaAs基板1上にシリコ
ン(St” )イオンを注入してn −GaAs層から
なる低濃度不純物チャネルN3  (活性層)を形成し
、次いで、ゲート電極とその周囲部分を窓あけしたSi
3 N4膜マスク21を形成する。Si+イオン注入条
件は加速電圧30KeV、  ドーズ量2xlO/ci
程度である。
第2図(b)参照;次いで、化学気相成長(CV D)
法により5i02膜を被着し、弗素系ガスを用いた公知
の異方性エツチングによってパターンニングしてゲート
電極窓周縁の絶縁膜(サイドウオール)23を形成する
第2図(C1参照;次いで、その上からスパッタ法によ
ってW S i x膜2を被着し、フォトプロセスによ
ってパターンニングしてゲート電極2を形成する。
第2図(d)参照;次いで、そのW S i x膜2を
エッチバンクして除去し、ゲート電極2に形成する。
第2図fe)参照;次いで、弗酸系エツチング液により
Si3N3膜と5i02膜のエツチングレートの違いを
利用してゲート電極周縁のサイドウオール23のみ除去
し、その部分にベリリウム(Be” )イオンを注入し
てp−−GaAs層からなる埋込N9を形成する。Be
+イオン注入条件は加速電圧70KeV。
ドーズ量2 X 10 ”/ ci程度である。
第2図(f)参照;次いで、Si3N4膜マスク21を
弗酸によりエツチング除去し、更に、Si+イオンを注
入してn ′−GaAs層からなる中間濃度不純物層6
とn” −GaAs層からなる高濃度不純物ソース層お
よびドレイン層4を形成する。Si+イオン注入条件は
加速電圧120KeV、  ドーズ量2 X 1013
/cd程度である。この時、n ” −GaAs層から
なる中間濃度不純物層6はp−−GaAs層9との補償
によって形成されるが、予備実験によればシート抵抗な
どが問題でない範囲に両層の濃度を調整することが可能
である。
以上のような形成方法によれば、ソース層、ドレイン層
4と中間濃度不純物層6との補償のための濃度調整が必
要であるが、従来の、例えば、囲い込みBP形LDD構
造(第4図(C)参照)を形成する形成法において、ソ
ース層、ドレイン層4の領域にはチャネル層(n−Ga
As層)3.中間不純物濃度N (n ’−GaAs層
)6.埋込層(p−−GaAs層)8およびソース層ま
たはドレイン層(n +−GaAsffi) 4の四回
のイオン注入がおこなわれる場合に比べて非常に簡単化
されて、調整が容易になる。且つ、ゲート電極およびサ
イドウオールを用いたセルファラインで形成する方法で
あり、制御性、再現性に優れた製造方法である。
次の第3図は本発明にかかるGaAsM E S F 
E Tのゲート長に対するしきい値電圧Vth、  K
値の関係図を図示している。白丸は本発明にかかるGa
AsMESFET、黒丸は囲み込み形BP型LDD構造
のGaAsMESFET (第4図(C)に示すFET
)のデータ値である。これより、短ゲート化によるVt
h、 K値の低下は見られずにその依存性は小さく、短
チヤネル効果の抑制が十分に得られていることが判る。
且つ、K値はゲート長0.5μmにおいて7mA/V2
程度になる。従って、本発明にかかる構造および製造方
法は極めて効果の大きいものと云える。
なお、上記はnチャネルGaAsMESFETの例であ
るが、本発明はnチャネルGaAsMESFETやその
他のJFET、ヘテロ接合FET、埋込チャネル形MI
SFETにも応用が可能である。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によればLDD
構造のFETにおいて、短チヤネル効果が十分に抑制さ
れ、しかも、K値は7IWA/v2に向上して、簡単な
工程によって再現性良く形成できる顕著な効果が得られ
、ICの性能向上に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるLDD構造のGaAsMESF
ETの断面図、 第2図(a)〜(flは本発明にかかるMESFETの
形成方法の工程順断面図、 第3図はゲート長に対するVth、 K値の関係図、第
4図(a) 〜(C)は従来のLDD構造のGaAsM
 E S FETの断面図である。 図において、 1は半絶縁性GaAs基板、 2はゲート電極、 3はn−GaAs層からなる低濃度不純物チャネル層、
4はn” −GaAs層からなる高濃度不純物ソース層
またはドレイン層、 5はソースまたはドレイン電極、 6はn“−GaAsNからなる中間濃度不純物層、?、
8.9はp−−GaAs層からなる埋込層、21はSi
3N4膜マスク、 23はサイドウオール(ゲート電極周縁の絶縁膜)を示
している。 4裕そ4にns>SLDDM1燵しのGaASMESF
ETx跡aa第 1 閃 O5α71.02345 グ°二l長CAm) 炸二Y+にナキtうvth、  に4直りJl’l、f
ゑ巳Q −

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ゲート電極下の一導電型低濃度不純物チャネル層
    と該チャネル層両側の一導電型高濃度不純物ソース層お
    よびドレイン層との間に一導電型中間濃度不純物層が設
    けられ、該一導電型中間濃度不純物層の下部付近にのみ
    反対導電型不純物層を具備してなることを特徴とする半
    導体装置。
  2. (2)半導体基板に一導電型低濃度不純物チャネル層を
    形成する工程と、 ゲート電極窓を有する第1のマスクを形成し、該ゲート
    電極窓周縁に第2のマスクを形成した後、ゲート電極を
    形成する工程と、 前記ゲート電極窓周縁の第2のマスクを除去した後、前
    記第1のマスクおよびゲート電極をマスクとして不純物
    を導入して反対導電型不純物層を形成する工程と、 前記第1のマスクを除去した後、不純物を導入して一導
    電型中間濃度不純物層と一導電型高濃度不純物ソース層
    およびドレイン層とを形成する工程とが含まれてなるこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP3443788A 1988-02-16 1988-02-16 半導体装置およびその製造方法 Pending JPH01208869A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3443788A JPH01208869A (ja) 1988-02-16 1988-02-16 半導体装置およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3443788A JPH01208869A (ja) 1988-02-16 1988-02-16 半導体装置およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01208869A true JPH01208869A (ja) 1989-08-22

Family

ID=12414203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3443788A Pending JPH01208869A (ja) 1988-02-16 1988-02-16 半導体装置およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01208869A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0665596A1 (en) * 1993-12-28 1995-08-02 Fujitsu Limited Mes field effect transistor possessing lightly doped drain and method for production thereof
US5463237A (en) * 1993-11-04 1995-10-31 Victor Company Of Japan, Ltd. MOSFET device having depletion layer
US5710606A (en) * 1994-08-24 1998-01-20 Kabushiki Kaisha Toshiba LCD TFT having two layer region adjacent base region in which the layers have opposite conductivities and have two density gradients
US6165827A (en) * 1996-07-09 2000-12-26 Micron Technology, Inc. Semiconductor transistor devices and methods for forming semiconductor transistor devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61110466A (ja) * 1984-11-02 1986-05-28 Toshiba Corp 電界効果型半導体装置及びその製造方法
JPS6279673A (ja) * 1985-10-03 1987-04-13 Mitsubishi Electric Corp 電界効果トランジスタ
JPS62245678A (ja) * 1986-04-18 1987-10-26 Toshiba Corp 電界効果トランジスタの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61110466A (ja) * 1984-11-02 1986-05-28 Toshiba Corp 電界効果型半導体装置及びその製造方法
JPS6279673A (ja) * 1985-10-03 1987-04-13 Mitsubishi Electric Corp 電界効果トランジスタ
JPS62245678A (ja) * 1986-04-18 1987-10-26 Toshiba Corp 電界効果トランジスタの製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463237A (en) * 1993-11-04 1995-10-31 Victor Company Of Japan, Ltd. MOSFET device having depletion layer
EP0665596A1 (en) * 1993-12-28 1995-08-02 Fujitsu Limited Mes field effect transistor possessing lightly doped drain and method for production thereof
US5532507A (en) * 1993-12-28 1996-07-02 Fujitsu Limited MES field effect transistor possessing lightly doped drain
US5710606A (en) * 1994-08-24 1998-01-20 Kabushiki Kaisha Toshiba LCD TFT having two layer region adjacent base region in which the layers have opposite conductivities and have two density gradients
US6333539B1 (en) 1996-02-22 2001-12-25 Micron Technology, Inc. Semiconductor transistor devices and methods for forming semiconductor transistor devices
US6165827A (en) * 1996-07-09 2000-12-26 Micron Technology, Inc. Semiconductor transistor devices and methods for forming semiconductor transistor devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5510280A (en) Method of making an asymmetrical MESFET having a single sidewall spacer
US5384479A (en) Field effect transistor with T-shaped gate electrode
EP0085916A3 (en) Method of fabricating field effect transistors
JPH0260217B2 (ja)
US5001077A (en) Method of producing an asymmetrically doped LDD MESFET
US4679303A (en) Method of fabricating high density MOSFETs with field aligned channel stops
GB2230899A (en) Method of producing a gate
JPH01208869A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2550013B2 (ja) 電界効果トランジスタ
JPH0612826B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP2679077B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS61110466A (ja) 電界効果型半導体装置及びその製造方法
EP0157780B1 (en) High density mosfet with field oxide aligned channel stops and method of fabricating the same
JPS5887875A (ja) 双ゲ−ト型mis半導体装置
JPS61251079A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JP2663480B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03148834A (ja) Mosトランジスタの製造方法
JP3158591B2 (ja) 化合物半導体mesfetにおけるldd構造の形成方法
JPS6347982A (ja) 半導体装置
JPH01251670A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JPH06302619A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JPH04254333A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6154669A (ja) Mos形電界効果トランジスタおよびその製造方法
JP2679077C (ja)
JPH06204254A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法