JPH01212474A - Manufacture of semiconductor element - Google Patents

Manufacture of semiconductor element

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JPH01212474A
JPH01212474A JP3712388A JP3712388A JPH01212474A JP H01212474 A JPH01212474 A JP H01212474A JP 3712388 A JP3712388 A JP 3712388A JP 3712388 A JP3712388 A JP 3712388A JP H01212474 A JPH01212474 A JP H01212474A
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JP
Japan
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layer
active layer
opening
mask
forming
Prior art date
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JP3712388A
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Japanese (ja)
Inventor
Tamotsu Kimura
木村 有
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable the selective diffusion into a specified region to form a enclosing layer by a method wherein an opening, where a first active layer, a second layer, and a third active layer are exposed, is formed, and ions are implanted through the opening to formed the enclosing layer. CONSTITUTION:A first active layer 13, a second active layer 41, and a third active layer 43 are previously formed in a specified profile and then an opening 49 is formed. And, the second active layer 41 is exposed as a base surface, and ions are implanted for the purpose of forming an enclosing layer 53 in such a manner that the third layer 43 is covered with a second mask layer 45-45c which are left unremoved at a boring process of an opening 49. By the above process, the opening 49 can be formed as a structural component which exposes one side of a first mask layer 37 without the strict alignment of the opening 49 of a resist pattern. By these processes, an enclosing layer 53 can be selectively diffused into a specified region.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、半導体素子の製造方法、特に、電界効果ト
ランジスタ(以下、単にFETと称する。)の製造に用
いて好適な方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method suitable for manufacturing a field effect transistor (hereinafter simply referred to as FET).

(従来の技術) □例えば高周波増幅・発振用素子、論理回路用素子及び
その他の機能を有する半導体素子としてFET素子が広
く用いられている。
(Prior Art) For example, FET elements are widely used as elements for high frequency amplification and oscillation, elements for logic circuits, and semiconductor elements having other functions.

これらFET素子により種々の電子機器を構成するに当
り、当該機器の小型化、高速化、低電力化といった要求
に応じて、超高密度集積回路(VLSI)を達成するた
めの研究開発が進められている。このFET素子では、
当該素子の微細化に伴なう短チヤネル効果や、ソース・
トレイン領域の寄生抵抗といった、活性層(以下の説明
においては、不純物を注入して構成した領域を活性層と
して包括的に表わすものとする。)の形状(プロファイ
ル)に起因する種々の問題に対処する技術が不可欠とな
る。
In constructing various electronic devices using these FET elements, research and development is progressing to achieve ultra-high density integrated circuits (VLSI) in response to demands for smaller size, higher speed, and lower power consumption of the devices. ing. In this FET element,
The short channel effect and source
Addresses various problems caused by the shape (profile) of the active layer (in the following explanation, the region formed by implanting impurities will be comprehensively referred to as the active layer), such as parasitic resistance in the train region. The technology to do this is essential.

上述したFETとして、化合物半導体であるガリウム−
砒素(GaAs)!動作層として利用し、ゲート電極を
金属としたショットキー接合によって構成されるGaA
s−MESFET素子が知られ、当該素子における前述
の問題を解消する技術の一例として、文献I:「第47
回応用物理学会学術講演会予稿集J  (篤627頁、
講演番号28−8−9.1986年9月)に開示される
構造の半導体素子が知られている。
The above-mentioned FET is made of gallium, which is a compound semiconductor.
Arsenic (GaAs)! GaA is used as an active layer and is constructed by a Schottky junction with a metal gate electrode.
The s-MESFET device is known, and as an example of a technique for solving the above-mentioned problems in the device, Document I: “47th
Proceedings of the Academic Conference of the Japan Society for Applied Physics J (Atsushi 627 pages,
A semiconductor device having a structure disclosed in Lecture No. 28-8-9 (September 1986) is known.

以下、図面を参照して、上述の文献Iに開示される技術
につき説明する。
Hereinafter, the technology disclosed in the above-mentioned document I will be explained with reference to the drawings.

第2図は、上述した文献に開示される技術を説明するた
め、GaAs−MESFET素子の構造を概略的な基板
断面により示す説明図である。尚、以下の説明において
は、上述の文献に開示される範囲で、簡単な製造工程を
参照して説明する。また、図中、月は半絶縁性のGaA
sから成る基板、13は第一導電型不純物としてn型不
純物を拡散させて形成され、第一活性層に相当するチャ
ネル領域、15はタングステンシリサイド(WSix)
から成り第一電極に相当するゲート電極、17a及び1
7bは第二導電型不純物としてn型不純物を拡散させて
形成される囲い込み層、19は第一導電型不純物とLt
rn′−不純物、拡蔽させ6形成され、第三活性層に相
当するソース領域、21はソース領域19と同時にn型
不純物を拡散門せて形成される第三活性層に相当するチ
ャネル領域、23はニッケル(Ni)、アルミニウム(
/l+1 )またはその他の電極材料から成り、第二電
極に相当するソース電極、25はソース電極23と同様
な材料から成り、第三電極に相当するトレイン電極、2
7はGaAs−MESFET素子を示す。また、断面を
示すハツチングは省略して図示すると共に、各構成成分
の膜厚等については詳細な説明を省略する。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the structure of a GaAs-MESFET element through a schematic cross-section of a substrate in order to explain the technology disclosed in the above-mentioned literature. The following description will be made with reference to simple manufacturing steps within the scope disclosed in the above-mentioned documents. In addition, the moon in the figure is semi-insulating GaA
13 is a channel region formed by diffusing n-type impurities as first conductivity type impurities and corresponds to the first active layer; 15 is tungsten silicide (WSix);
gate electrodes 17a and 1 corresponding to the first electrode;
7b is an enclosing layer formed by diffusing n-type impurities as second conductivity type impurities; 19 is a first conductivity type impurity and Lt
a source region 6 formed by spreading rn'-impurities and corresponding to a third active layer; 21 a channel region corresponding to a third active layer formed by diffusing n-type impurities at the same time as the source region 19; 23 is nickel (Ni), aluminum (
/l+1) or other electrode material and corresponds to the second electrode; 25 is made of the same material as the source electrode 23 and corresponds to the third electrode; 2;
7 indicates a GaAs-MESFET element. In addition, hatching indicating a cross section is omitted in the drawing, and detailed explanations of the film thickness of each component and the like are omitted.

まず、このGaAs−MESFET素子では、基板11
にn型不純物を拡散させてチャネル領域13を形成した
後、ゲート電極15@形成する。
First, in this GaAs-MESFET element, the substrate 11
After forming a channel region 13 by diffusing n-type impurities, a gate electrode 15 is formed.

次に、上述のゲート電極15ヲイオン注入・用のマスク
として、第二導電型不純物であるベリリウムイオン(B
g+)を注入し、囲い込み層17a及び+7bがセルフ
ァラインで形成される。
Next, as a mask for ion implantation of the gate electrode 15 described above, beryllium ions (B
g+) is implanted, and the enclosing layers 17a and +7b are formed by self-alignment.

続いて、上述した下地の上側全面にSiNx膜(図示せ
ず)を堆積し、当該膜を介して第一導電型不純物である
Si+をイオン注入する。このようにして、ソース領域
19とトレイン領域21とがセルファラインで同時に形
成される。
Subsequently, a SiNx film (not shown) is deposited on the entire upper surface of the base, and Si+, which is a first conductivity type impurity, is ion-implanted through the film. In this way, source region 19 and train region 21 are simultaneously formed in self-alignment.

次に、上述した下地上に、例えばリフトオフ法等、任意
好適な技術によってソース電極23とトレイン電極25
とを形成し、GaAs−MESFET素子27を得る。
Next, the source electrode 23 and the train electrode 25 are placed on the above-mentioned substrate by any suitable technique such as a lift-off method.
A GaAs-MESFET element 27 is obtained.

   − 第2図からも理解できるように、このような工程を経て
作製されたGaAs−MESFET素子27では、囲い
込み層17a及び囲い込み層171)を形成することに
より、ソース領域19或いはトレイン領域21に、夫々
、pn接合が形成される。これがため、ゲート長の短い
GaAs−MESFET素子においては、チャネル領域
13の下f!lを流れる電流を抑え、所謂、短チヤネル
効果の低l&ixること、ができる。
- As can be understood from FIG. 2, in the GaAs-MESFET device 27 manufactured through such a process, by forming the enclosure layer 17a and the enclosure layer 171), the source region 19 or the train region 21 is A pn junction is formed in each case. Therefore, in a GaAs-MESFET device with a short gate length, f! It is possible to suppress the current flowing through l and reduce the so-called short channel effect.

(発明が解決しようとする課題) 上述した説明からも理解できるように、従来の技術では
、第一電極をイオン注入用のマスクとして用い、囲い込
み層をセルファラインによ゛り形成する。従って、この
囲い込み層が第三活性層と第三活性層との両方を囲い込
むように同時形成されることとなる。しかしながら、上
述した短チヤネル効果の低減を図る場合、少なくとも一
方の活性層側にのみ囲い込み層を配設するのみで充分な
効果が得られる。ざらに述、べろなら、例えばGaAs
−MESFET素子の高速化を図やため、ゲート−トレ
イン電極間の抵抗に比べて、ゲートーソース電極間の寄
生抵抗(ソース抵抗)を低減し、相互コンダククンスを
改善する技IFF(例えば文献I■:特開昭62−33
476号公報)が知られている。このような観点に立ち
、前述した従来の技術ではソース領域側にも囲い込み層
が同時形成されでしまうため、優れた特性を有する半導
体素子を提供することが難しいという問題点が有った。
(Problems to be Solved by the Invention) As can be understood from the above description, in the conventional technology, the first electrode is used as a mask for ion implantation, and the enclosing layer is formed by self-alignment. Therefore, this enclosing layer is simultaneously formed so as to enclose both the third active layer and the third active layer. However, when aiming to reduce the above-mentioned short channel effect, a sufficient effect can be obtained by simply disposing an enclosing layer only on at least one active layer side. In brief, for example, GaAs
- In order to increase the speed of MESFET devices, IFF is a technique that reduces the parasitic resistance (source resistance) between the gate and source electrodes compared to the resistance between the gate and train electrodes and improves the mutual conductance (for example, Reference I Kaisho 62-33
No. 476) is known. From this point of view, in the conventional technique described above, an enclosing layer is simultaneously formed on the source region side, so there is a problem in that it is difficult to provide a semiconductor element with excellent characteristics.

この発明は、上述した従来の問題点に鑑み成されたもの
であり、半導体素子の特性向上を図る目的で注入される
上述の囲い込み層を所定の領域にのみ選択的に拡散せし
めることが可能な半導体素子の製造方法を提供し、延い
ては、優れた特性を有する半導体素子を提供することに
有る。
The present invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to selectively diffuse the above-mentioned enclosure layer, which is implanted for the purpose of improving the characteristics of a semiconductor element, only in a predetermined region. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device, and by extension, to provide a semiconductor device having excellent characteristics.

(課題を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明の半導体素子の製
造方法によれば、 基板表面の第−活性層形成領域に第一導電型不純物を拡
散させて第−活性層を画成する工程と、上述した第−活
性層上の所定の領域に第一マスク層をエツチングマスク
として第一電極を形成する工程と、 上述の第一マスク層に対するセルファラインにより、第
一導電型不純物を拡散させて第二活性層及び第一活性層
が画成された下地を形成する工程と、 上述した下地の上側前面にイオン注入用の第二マスク層
を堆積した後、前述の第二活性層上【こ開口を有するレ
ジストパターンを形成する工程と、 上述したレジストパターンをマスクとして前述の第二マ
スク層の一部分を工・ンチング除去し、少なくとも基板
表面と前述した第一マスク層の一方の側面とを露出する
開口部を形成する工程と、上述のレジストパターンを除
去した徒、上述の開口部を経てイオン注入を行ない、前
述の下地に第二導電型不純物を拡散させて囲い込み層を
画成する工程と を含むことを特徴としている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, impurities of the first conductivity type are diffused into the first active layer forming region on the surface of the substrate. a step of defining an active layer; a step of forming a first electrode in a predetermined region on the above-described first active layer using the first mask layer as an etching mask; After forming a base in which a second active layer and a first active layer are defined by diffusing impurities of one conductivity type, and depositing a second mask layer for ion implantation on the upper front surface of the base, the process described above is performed. forming a resist pattern having an opening on the second active layer; using the resist pattern as a mask, etching and removing a portion of the second mask layer to form at least the surface of the substrate and the first mask; After forming an opening to expose one side of the layer and removing the above-mentioned resist pattern, ions are implanted through the above-mentioned opening to diffuse the second conductivity type impurity into the above-mentioned base. The method is characterized in that it includes a step of defining an enclosing layer.

(作用) この発明の半導体素子の製造方法によれば、第一活性層
、第二活性層及び第三活性層を予め所定のブOファイル
を以って形成した後、開口部を形成することにより第三
活性層が下地表面として露出し、かつ当該開口部の形成
工程で残存せしめた第二マスク層により第三活性層が被
覆された状態で囲い込み層の形成を目的としたイオン注
入を行なう構成と成っている。このような工程において
、レジストパターンの開口について、厳密な位置合わせ
を行なうことなく第一マスク層の一方の側面を露出せし
める構成成分として開口部を形成することができる。
(Function) According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first active layer, the second active layer, and the third active layer are formed in advance using a predetermined BOO file, and then the opening is formed. Ion implantation for the purpose of forming an enclosure layer is performed with the third active layer exposed as the base surface and covered with the second mask layer left in the step of forming the opening. It consists of a composition. In such a step, the opening in the resist pattern can be formed as a component that exposes one side surface of the first mask layer without performing strict alignment.

これがため、例えば前述した第一マスク層を構成するゲ
ート電極の一方の側にのみ、前述の囲い込み層を形成す
ることが可能となる。
Therefore, it is possible to form the aforementioned enclosing layer only on one side of the gate electrode constituting the aforementioned first mask layer, for example.

(実施例) 以下、この発明の半導体素子の製造方法の実施例につき
、図面を参照して説明する。尚、以下の説明で参照する
図面は、この発明を理解し得る程度に概略的に示□しで
ある′に過ぎず、この発明は図示例にのみ限定されるも
のではないことを理解されたい、また、以下の説明にお
いては、化合物半導体であるGaAsのショットキー接
合をゲートとして用いたGaAs−MESFET素子に
適用し、第−活性層としてのチャネル領域、第二活性層
としてのソース領域及び第三活性層としてのトレイン領
域として、特定の条件の下で英施した場合につき説明を
行なうが1、この発明はこれら特定の素子及び条件にの
み限定されるものではない。
(Example) Hereinafter, an example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings referred to in the following description are merely illustrative in outline to the extent that the present invention can be understood, and it should be understood that the present invention is not limited only to the illustrated examples. In addition, in the following explanation, a GaAs-MESFET element using a Schottky junction of GaAs, which is a compound semiconductor, as a gate is applied, and a channel region as a first active layer, a source region as a second active layer, and a second active layer are used. Although a case will be described in which the three active layers are treated as train regions under specific conditions, the present invention is not limited to these specific elements and conditions.

まず、第1図(A)〜(F)は、この発明の製造方法の
実施例を説明するため、第2図と同様に、概略的な基板
断面によって、各製造工程毎に示す説明図である。尚、
この発明の特徴となる構成成分を除き、既に説明したも
のと同一の機能を有する構成成分については同一の符号
を付すと共に、各工程の特徴となる構成成分を除いては
一部符号を省略してて説明する。ざらに、以下の説明に
おいては、活性層を形成するに当っての?ニール処理を
省略して説明する。これら図中、29は例えばタングス
テン−アルミニウム(W−/IQ)合金、タングステン
シリサイド(WSix)またはその他任意好適な高融点
金属から成るゲート電極形成層、31は例えばアルミニ
ウム(AQ、)、ニッケル(Ni)またはその他の好適
材料からなる電極パターン層、33はゲート電極形成層
29をエツチングして得られ、第一電極に相当するゲー
ト電極、35はゲート電極33と共1こ形成されるサイ
ドエツチング部、37は電極パターン層31とゲート電
極33とサイドエツチング部35とから構成される第一
マスク層、39はイオン注入用レジストパターン、41
は第一導電型不純物としてのn型不純物を拡散させて画
成され第二活性層に相当するソース領域、43はソース
領域41と同様に画成され第三活性層に相当するトレイ
ン領域、45a〜45cは例えばゲルマニウム(Ge)
からなるイオン注入用の第二マスク層、47はトレイン
領域43上の任意の位置に形成される開口49を画成す
るレジストパターン、51は第二マスク層に形成された
開口部、53は第二導電型不純物に相当するn型不純物
を拡散させて画成される囲い込み層、55はこの実施例
に係るGaAs−MESFET素子である。
First, FIGS. 1(A) to (F) are explanatory diagrams showing each manufacturing process by a schematic cross section of a substrate, similar to FIG. 2, in order to explain an embodiment of the manufacturing method of the present invention. be. still,
Components that have the same functions as those already explained, except for those that are the characteristics of this invention, are given the same reference numerals, and some of the numerals are omitted, except for the components that are the characteristics of each step. Let me explain. Roughly speaking, in the following explanation, what will happen when forming the active layer? The explanation will be omitted with the anneal process omitted. In these figures, 29 is a gate electrode forming layer made of, for example, tungsten-aluminum (W-/IQ) alloy, tungsten silicide (WSix), or any other suitable high-melting point metal, and 31 is, for example, aluminum (AQ), nickel (Ni). ) or other suitable material; 33 is a gate electrode obtained by etching the gate electrode forming layer 29 and corresponds to the first electrode; 35 is a side etched portion formed together with the gate electrode 33; , 37 is a first mask layer composed of an electrode pattern layer 31, a gate electrode 33, and a side etching portion 35; 39 is a resist pattern for ion implantation; 41
43 is a source region defined by diffusing an n-type impurity as a first conductivity type impurity and corresponds to a second active layer; 43 is a train region defined similarly to the source region 41 and corresponds to a third active layer; 45a; ~45c is, for example, germanium (Ge)
47 is a resist pattern defining an opening 49 formed at an arbitrary position on the train region 43; 51 is an opening formed in the second mask layer; An enclosing layer 55 defined by diffusing n-type impurities corresponding to two-conductivity type impurities is a GaAs-MESFET element according to this embodiment.

まず始めに、既に説明したのと同様にして、半絶縁性の
GaAsから成る基板11上の設計に応じた所定領域に
第一活性層としてのチャネル領域13を形成する。続い
て、当該領域13を形成した基板11の上側全面に、ゲ
ート電極を形成するためのゲート電極形成層29を堆積
する。然る後、チャネル領域13の上側であり、かつゲ
ート電極の配設を所望とするゲート電極形成層29上の
所定部分に、例えばリフトオフ技術によって、電極パタ
ーン層31を形成して、第1図(A)に示す状態の下地
を得る。
First, in the same manner as described above, a channel region 13 as a first active layer is formed in a predetermined region according to a design on a substrate 11 made of semi-insulating GaAs. Subsequently, a gate electrode forming layer 29 for forming a gate electrode is deposited on the entire upper surface of the substrate 11 on which the region 13 is formed. Thereafter, an electrode pattern layer 31 is formed on a predetermined portion of the gate electrode formation layer 29 above the channel region 13 and where a gate electrode is desired to be provided, by, for example, a lift-off technique. A base in the state shown in (A) is obtained.

続いて、例えば反応性イオンエツチング(Re −ac
tive Ion Etching:旧E)法のような
ドライエツチング技術により、上述した電極パターン層
31をエツチングマスクとしてエツチングする。このよ
うにして、電極パターン層31と、ゲート電極33と、
当該電極33の両側面のサイドエツチング部35(図中
、破線で囲んで示す、)とがら成る第一マスク層377
&形成する。
Subsequently, for example, reactive ion etching (Re-ac
The electrode pattern layer 31 described above is used as an etching mask to perform etching using a dry etching technique such as tive ion etching (formerly E) method. In this way, the electrode pattern layer 31, the gate electrode 33,
A first mask layer 377 consisting of side etched portions 35 (indicated by broken lines in the figure) on both sides of the electrode 33;
&Form.

次に、従来と同様に、設計に応じて所定の位置にイオン
注入用レジストパターン39ヲ形成する。
Next, as in the prior art, an ion implantation resist pattern 39 is formed at a predetermined position according to the design.

然る後、当該レジストパターン39と、上述の第一マス
ク層37とをイオン注入用マスクとし、一連の矢印Cで
示す不純物イオンの注入を行なう、このようにして、ソ
ース領域41及びトレイン領域43を形成し、第1図(
8)に示す状態を得る。
Thereafter, using the resist pattern 39 and the above-described first mask layer 37 as ion implantation masks, impurity ions are implanted as shown by a series of arrows C. In this way, the source region 41 and the train region 43 are implanted. , and as shown in Figure 1 (
The state shown in 8) is obtained.

上述した説明からも理解できるように、第二活性層に相
当するソース領域41と第三活性層に相当するドレイン
領域43とがセルファラインで同時に得られる。
As can be understood from the above description, the source region 41 corresponding to the second active layer and the drain region 43 corresponding to the third active layer are simultaneously obtained in the self-alignment.

ここで、第一マスク層37の構成成分としてサイドエツ
チング部35を形成することにより、所謂、LDD (
Lic+htly Doped Drain)構造と同
様に、後述する2つの活性層(ソース領域及びトレイン
領域)が側方拡散して生ずる短チヤネル効果の低減に寄
与せしめることが期待できる。
Here, by forming the side etching portion 35 as a component of the first mask layer 37, the so-called LDD (
Similar to the lic+htly doped drain) structure, it can be expected that the two active layers (source region and train region) described later will contribute to reducing the short channel effect caused by lateral diffusion.

次に、上述したイオン注入用レジストパターン39を除
去し、当該下地の上側全面にイオン注入用の第二マスク
層45a〜45cを堆積する。このような積層関係とす
ることにより、基板11上に直接被着する第二マスク層
45a及び45bと、第一マスク層37の上側に堆積さ
れる第二マスク層45cとが形成される。
Next, the above-described resist pattern 39 for ion implantation is removed, and second mask layers 45a to 45c for ion implantation are deposited on the entire upper surface of the base. With such a laminated relationship, second mask layers 45a and 45b deposited directly on substrate 11 and second mask layer 45c deposited above first mask layer 37 are formed.

然る猪、当該マスク層45a〜45cの上側全面に所定
の膜厚を以って、トレイン領域43上の任意の位M(後
述)にのみ開口49を有するレジストパターン47を形
成し、第1図(C)に示す状態の下地を得る。
Then, a resist pattern 47 having an opening 49 only at an arbitrary position M (described later) on the train region 43 is formed with a predetermined thickness on the entire upper surface of the mask layers 45a to 45c. A base in the state shown in Figure (C) is obtained.

続いて、上述したレジストパターン47をエツチングマ
スクとして、例えば六弗化硫黄(SF、)をエツチング
ガスとして用いたRIE法またはその他のドライエツチ
ング技術により、第二マスク層45a〜45cを構成す
る材料のみを選択的にエツチング除去して第1図CD)
に示すような開口部51を形成する。
Next, using the resist pattern 47 described above as an etching mask, only the materials constituting the second mask layers 45a to 45c are etched by RIE or other dry etching techniques using, for example, sulfur hexafluoride (SF) as an etching gas. (Fig. 1 CD)
An opening 51 as shown in FIG.

この開口部51を形成するためのエツチング工程につき
詳細に説明すれば、この発明の製造方法の構成として既
に述べたように、レジストパターン47により画成され
る開口49に間して厳密な位置合わせを行なうことなく
、第一マスク層37の一方の側面を露出せしめる構成成
分として開口部51を形成することができる。即ち、上
述した開口部51の形成に係るドライエツチング技術を
等方性エッチジグが行ない得る条件とすれば、等方性エ
ツチング処理を行なうに従って、基板11の表面に垂直
な方向のみならず当該面に平行なエツチングが進行する
。これがため、前述した開口49が、前述したトレイン
電極域43のいずれの位置に形成された場合であっても
、第二マスク層45cの端面とゲート電極33の一方の
側面とが露出することとなる。従って、上述した平行方
向のエツチングは、少なくとも第一マスク層37の側面
を露出した時点で停止し、第二マスク層45a及び45
bがエツチングされることがない。
The etching process for forming the opening 51 will be described in detail. As already mentioned in the structure of the manufacturing method of the present invention, the etching process is performed by precisely aligning the opening 49 defined by the resist pattern 47. The opening 51 can be formed as a component that exposes one side surface of the first mask layer 37 without performing this step. In other words, if the conditions are such that an isotropic etching jig can perform the dry etching technique for forming the openings 51 described above, as the isotropic etching process is performed, etching is performed not only in the direction perpendicular to the surface of the substrate 11 but also in the surface. Parallel etching progresses. Therefore, no matter where the opening 49 is formed in the train electrode region 43, the end surface of the second mask layer 45c and one side surface of the gate electrode 33 will not be exposed. Become. Therefore, the above-described etching in the parallel direction is stopped when at least the side surfaces of the first mask layer 37 are exposed, and the etching of the second mask layers 45a and 45 is stopped.
b is not etched.

このような開口部51を形成した猪、レジストパターン
47を除去する。然る後、第1図(E)に示すように、
第二マスク層45a及び45t)と、上述のエツチング
工程により残存した第二マスク層45Cとをイオン注入
用マスクとし、上述した開口部51ヲ経て、例えばベリ
リウムイオンCBe+)のような第二導電型不純物とし
てのp型不純物(図中、一連の矢印dにより示す、)を
拡散させて、囲い込み層53を形成する。
The resist pattern 47 having such an opening 51 formed therein is removed. After that, as shown in Figure 1 (E),
The second mask layers 45a and 45t) and the second mask layer 45C remaining from the above-mentioned etching process are used as ion implantation masks, and through the above-mentioned opening 51, a second conductive type such as beryllium ion CBe+) is implanted. A p-type impurity (indicated by a series of arrows d in the figure) as an impurity is diffused to form an enclosing layer 53.

この囲い込み層53のイオン注入条件につき説明すれば
、M1図(E)中に矢印eを付して示すように、少なく
ともトレイン禦域43の外側方向の所定部分に囲い込み
層53とのpn接合が形成されるような条件とするのが
好適である。
To explain the ion implantation conditions for this enclosing layer 53, as shown by the arrow e in FIG. It is preferable to set the conditions such that the formation of the pores occurs.

次に、上述した第二マスク層45a〜45cと電極パタ
ーン層31とを除去した後、従来と同様に、ソース電極
23及びトレイン電極25を形成する。このようにして
、第1図(F)−に示すような、この発明の実施例に係
るGaAs−MESFET素子55を得る。
Next, after removing the second mask layers 45a to 45c and the electrode pattern layer 31 described above, the source electrode 23 and the train electrode 25 are formed as in the conventional method. In this way, a GaAs-MESFET element 55 according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 1(F) is obtained.

以上、この発明の実施例につき詳細に説明したが、この
発明の半導体素子の製造方法は上述した実施例にのみ限
定されるものではないこと明らかである。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, it is clear that the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is not limited to the embodiments described above.

例えば、上述の実施例では、短チヤネル効果を低減せし
めるためのサイドエツチング部を含む第一マスク層を用
いた場合につき説明した。しかしながら、この発明の方
法は、これにのみ限定して実施するものではなく、上述
のサイドエツチング部の代わりに、従来周知のサイドウ
オールを具えた構成として第一マスク層を形成しても良
い。
For example, the embodiments described above use a first mask layer that includes side etchings to reduce short channel effects. However, the method of the present invention is not limited to this, and the first mask layer may be formed with a conventionally known sidewall instead of the above-mentioned side etching portion.

ざらに、この発明の製造方法は、上述した短チヤネル効
果低減を目的とする技術を併用した場合にのみ適用され
るものではなく、囲い込み層を形成するのみでも、充分
な効果が得られる。
In general, the manufacturing method of the present invention is not only applicable when the above-mentioned technique aimed at reducing the short channel effect is used in combination, but also sufficient effects can be obtained by simply forming an enclosing layer.

また、開口部において、第一マスク層の一方の端部のみ
を確実にエツチング除去するため、基板表面から第一マ
スク層の上側に至る高さを充分高くし、第二マスク層が
段切れを生じる場合につき図示して説明した。しかしな
がら、第二マスク層が連続した層として堆積された場合
、第一マスク層の一方の側の第二マスク層がエツチング
除去された後に経時的にエツチングが進行しても、少な
くとも第一マスク層の他方の側の第二マスク層が残存す
る条件であれば、上述と同様の効果を得ることができる
In addition, in order to ensure that only one end of the first mask layer is etched away at the opening, the height from the substrate surface to the upper side of the first mask layer is made sufficiently high to prevent the second mask layer from breaking. The cases where this occurs have been illustrated and explained. However, if the second mask layer is deposited as a continuous layer, even if etching progresses over time after the second mask layer on one side of the first mask layer is etched away, at least the first mask layer As long as the second mask layer on the other side remains, the same effect as described above can be obtained.

ざらに、上述の実施例では、第二マスク層を構成する材
料として、ゲルマニウムを用いた場合につき説明したが
、次のような条件を満たす材料であれば、これ以外の材
料であっても良い。
Roughly speaking, in the above embodiment, germanium was used as the material constituting the second mask layer, but other materials may be used as long as they meet the following conditions. .

■不純物イオンの注入に際してイオン注入阻止能の大き
い材料 ■例えば基板のような堆積面を構成する材料との間に、
応力に起因する例えば剥離等の悪影Illを生じない材
料 ■レジストパターン、第一マスク層及び基板に比してエ
ツチング速度が大きく、かつ等方性エツチングを行なう
ことが可能な材料 このような材料として、例えば上述のゲルマニ 。
■Materials with high ion implantation stopping power when implanting impurity ions■For example, between the material forming the deposition surface such as the substrate,
A material that does not cause negative effects such as peeling due to stress ■ A material that has a higher etching rate than the resist pattern, first mask layer, and substrate and is capable of isotropic etching As, for example, the above-mentioned germani.

ラムの代わりに窒化珪素(SiNx)等を用いることが
できる。
Silicon nitride (SiNx) or the like can be used instead of RAM.

これに加えて、上述の実施例では、半導体素子の一例と
して、GaAs−MESFET素子を製造する場合につ
き説−したが、G8^8以外の半導体から成るMESF
ET素子またはその他の半導体素子の製造にも適用し得
る。
In addition to this, in the above-mentioned embodiment, a case was explained in which a GaAs-MESFET device was manufactured as an example of a semiconductor device, but MESFETs made of semiconductors other than G8^8
It can also be applied to the manufacture of ET devices or other semiconductor devices.

これら材料、形状、配I!関係、数値的条件及びその他
の条件は、この発明の目的の範囲内で、任意好適な設計
の変更及び変形を行ない得ること明らかである。
These materials, shapes, and arrangements! It will be obvious that any suitable design changes and modifications may be made to the relationships, numerical conditions and other conditions without departing from the scope of the invention.

(発明の効果) 上述、した説明からも明らかなように、この発明の半導
体素子の製造方法によれば、前述した構成とすることに
より、開口部形成に係る厳密な位雪合わせを行なうこと
なく第二マスク層をエツチング除去し、当該開口部を介
して、第1779層の一方の側にのみイオン注入を行な
うことが可能となる。これがため、例えば前述した第一
マスク層1!構成する第一電極の一方の側にのみ、予め
形成された活性層とは異なる導電型不純物を注入し前述
の囲い込み層を形成することが可能となる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, by having the above-mentioned structure, there is no need to carry out strict alignment for forming an opening. The second mask layer is etched away, allowing ion implantation to be performed only on one side of the 1779th layer through the opening. Therefore, for example, the above-mentioned first mask layer 1! It becomes possible to form the above-mentioned enclosing layer by implanting impurities of a conductivity type different from that of the previously formed active layer only on one side of the first electrode.

従って、半導体素子の特性向上を図る目的で注入される
上述の囲い込み層を所定の領域にのみ選択的に拡散せし
めることが可能な半導体素子の製造方法を提供すること
ができ、延いては、優れた特性を有する半導体素子を提
供できる。
Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which the above-mentioned enclosure layer, which is implanted for the purpose of improving the characteristics of the semiconductor device, can be selectively diffused only in a predetermined region. Accordingly, it is possible to provide a semiconductor element having characteristics such as:

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

第1図(A)〜(F)は、この発明の詳細な説明する”
ため、各製造工程毎に、基板の概略的な断面により示す
説明図、 第2図は従来技術の説明図である。 11・・・・基板 13・・・・チャネル領域(、第一活性層)15・・・
・ゲート電極(腑−電極) 17a、 17b、53・・・・・・囲い込み層19.
41・・・・・ソース領域(第三活性層)21.43・
・・・・トレイン領域(第三活性層)23.33・・・
・・ソース電極(第二電極)25・・・・トレイン電極
(第三電極)27.55−−−−・GaAs−MESF
ET素子29・・・・ゲート電極形成層 31・・・・電極パターン層 35・・・・サイドエツチング部、37・・・・第一マ
スク層39・・・・イオン注入用レジストパターン45
a〜45c・・・・・第二マスク層47・・・・レジス
トパターン、49・・・・開口51・・・・開口部 a、b、e・・・・囲い込み層の所定部分C・・・・n
型不純物(M−導電型不純物)d・・・・n型不純物(
第二導電型不純物)。 特許出願人    沖電気工業株式会社第2図 第1図 ’55:GaA8−MESFET素子 実施例の説明口 第1図
1(A)-(F) provide a detailed explanation of this invention."
Therefore, each manufacturing process is illustrated by a schematic cross-section of the substrate. FIG. 2 is an explanatory diagram of the prior art. 11...Substrate 13...Channel region (first active layer) 15...
-Gate electrode (body electrode) 17a, 17b, 53... Enclosure layer 19.
41... Source region (third active layer) 21.43.
...Train region (third active layer) 23.33...
...Source electrode (second electrode) 25...Train electrode (third electrode) 27.55----GaAs-MESF
ET element 29... Gate electrode forming layer 31... Electrode pattern layer 35... Side etching portion, 37... First mask layer 39... Resist pattern for ion implantation 45
a to 45c...Second mask layer 47...Resist pattern, 49...Opening 51...Openings a, b, e...Predetermined portions C of enclosing layer...・・n
type impurity (M-conductivity type impurity) d...n type impurity (
second conductivity type impurity). Patent applicant: Oki Electric Industry Co., Ltd. Figure 2 Figure 1 '55: Explanation of GaA8-MESFET device example Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板表面の第一活性層形成領域に第一導電型不純
物を拡散させて第一活性層を画成する工程と、 前記第一活性層上の所定の領域に第一マスク層をエッチ
ングマスクとして第一電極を形成する工程と、 前記第一マスク層に対するセルファラインにより、第一
導電型不純物を拡散させて第二活性層及び第三活性層が
画成された下地を形成する工程と、 前記下地の上側前面にイオン注入用の第二マスク層を堆
積した後、前記第二活性層上に開口を有するレジストパ
ターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマス
クとして前記第二マスク層の一部分をエッチング除去し
、少なくとも基板表面と前記第一マスク層の一方の側面
とを露出する開口部を形成する工程と、 前記レジストパターンを除去した後、前記開口部を経て
イオン注入を行ない、前記下地に第二導電型不純物を拡
散させて囲い込み層を画成する工程と を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
(1) Defining a first active layer by diffusing a first conductivity type impurity into a first active layer formation region on the substrate surface; and etching a first mask layer in a predetermined region on the first active layer. a step of forming a first electrode as a mask; and a step of diffusing a first conductivity type impurity using a self-alignment line with respect to the first mask layer to form a base on which a second active layer and a third active layer are defined. , after depositing a second mask layer for ion implantation on the upper front surface of the base, forming a resist pattern having an opening on the second active layer; and using the resist pattern as a mask, forming the second mask layer. forming an opening that exposes at least a surface of the substrate and one side of the first mask layer by etching away a portion thereof; and after removing the resist pattern, performing ion implantation through the opening; 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of diffusing a second conductivity type impurity into a base to define an enclosing layer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536666A (en) * 1994-06-03 1996-07-16 Itt Corporation Method for fabricating a planar ion-implanted GaAs MESFET with improved open-channel burnout characteristics
US5661048A (en) * 1995-03-21 1997-08-26 Motorola, Inc. Method of making an insulated gate semiconductor device

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