JPH02161735A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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Publication number
JPH02161735A
JPH02161735A JP31707188A JP31707188A JPH02161735A JP H02161735 A JPH02161735 A JP H02161735A JP 31707188 A JP31707188 A JP 31707188A JP 31707188 A JP31707188 A JP 31707188A JP H02161735 A JPH02161735 A JP H02161735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
wsix
gate electrode
pattern
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP31707188A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Hosoki
健治 細木
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH02161735A publication Critical patent/JPH02161735A/en
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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a T-type gate electrode without damaging a substrate, facilitate the isolation between the gate electrode and resistance layer, and exclude the short channel effect by setting the composition ratio of WSix in a specified range. CONSTITUTION:A pattern 4 composed of WSix film 2 whose composition ratio X is 0.35-0.5 is formed on a semiconductor substrate 1; films 5a-5c are deposited on the whole surface of the substrate in the manner in which a part of the WSix film pattern is exposed from the side surface lower end of the pattern 4; the upper surface of the WSix film pattern and the side surface part of the exposed WSix film pattern are coated with films 6, 7. Next, the films 5a-5c are eliminated by chemical agent solution, and an aperture is so formed in the film 7 that the lower end-portion of the WSix pattern is exposed. Further, the WSix pattern is etched from the aperture by chemical agent solution, and the part 8 is T-shared in section.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に
G a A s ME S F ET (Met、al
 Sem+、conduetor Fleld Eff
ect transistor)のショット”生電極を
構成する材料と、これを用いたシヨ・7トキゲート電橿
の形成方法、及びこのショットキゲート電極構造を有す
る半導体装置を提供するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and particularly relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
Sem+, conduator Fleld Eff
The present invention provides a material constituting a Schottky electrode of a Schottky gate electrode, a method of forming a Schottky gate electrode using the same, and a semiconductor device having this Schottky gate electrode structure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

WS f xばGa A Sとのショットキ(整流性)
接合が800℃程度の高温処理にも耐え得ることから、
高融点ゲートセルファライン構造FETのショットキゲ
ート電極として多用されている。第7図(a)〜(e)
は従来のWSixゲートセルファラインFETの製造方
法を示す要部断面図である。第7図(a)において、2
1は半絶縁性Q a A 3基板であり、22は半絶縁
性GaAs1板21にn型不純物をドーピングして形成
した能動層、31はこの上にシ日ットキ接合するWSi
x膜である。同図(blは所望のゲート電極パターンを
通常のフォトリソグラフィ技術にてフォトレジスト膜3
で形成したところで、同図(clは該フォトレジスト膜
3をマスクとして例えばN F 3ガスを用いたRIE
(Reactive Ion Etching)  ド
ライエツチング法によりWSix膜31をWSixゲー
ト電極32に加工したところである。同図(dlは該W
Slxゲート電極32をマスクにイオン注入法で例えば
Slイオンを注入し、高不純物濃度層を形成後、適当な
熱処理を加えて注入イオンを活性化し、低抵抗層24a
、24bをWSixゲート電極32に隣接して形成した
ところである。同図([1)は該低抵抗層24a、24
b上にオーム性接触するソース電極25a及びドレイン
電極25bを形成したところで、基本的なGaAsME
SFETの完成したところである。
Schottky (rectification) with WS f x Ga A S
Since the bond can withstand high temperature treatment of around 800℃,
It is widely used as a Schottky gate electrode in high melting point gate self-line structure FETs. Figure 7(a)-(e)
1 is a cross-sectional view of a main part showing a method of manufacturing a conventional WSix gate self-line FET. In Figure 7(a), 2
1 is a semi-insulating Q a A 3 substrate, 22 is an active layer formed by doping the semi-insulating GaAs 1 plate 21 with n-type impurities, and 31 is a WSi layer to be bonded to the semi-insulating GaAs substrate 21.
x film. In the same figure (bl is a photoresist film 3 formed by forming a desired gate electrode pattern using ordinary photolithography technology).
The photoresist film 3 is formed by RIE using the photoresist film 3 as a mask and using, for example, NF3 gas.
(Reactive Ion Etching) The WSix film 31 has been processed into the WSix gate electrode 32 by dry etching. The same figure (dl is the W
For example, Sl ions are implanted using the ion implantation method using the Slx gate electrode 32 as a mask to form a high impurity concentration layer, and then an appropriate heat treatment is applied to activate the implanted ions to form the low resistance layer 24a.
, 24b are formed adjacent to the WSix gate electrode 32. The figure ([1) shows the low resistance layers 24a, 24
After forming the source electrode 25a and drain electrode 25b in ohmic contact on the basic GaAsME
The SFET has just been completed.

この構造のGaAsMESFETに用いられるWSlx
は例えば、アプライド フィジックスレター 1983
年、43巻、No、 6.600〜602頁(Appl
ied Physics Letter 1.983 
Vol、43 No、6PP、600〜602)に示さ
れた様に、組成比Xが0゜6程度のものが使用されるこ
とが通例である0本文献によると、組成比Xが0.55
以下あるいは0.65以上においては、FET性能上重
要な良好なショットキ特性が得られないとしている。し
かし、我々の実験によれば、WSix膜の作成条件を最
適化することにより1、X=O〜0.6程度の範囲では
良好なショットキ特性を得ることができ、また、x=0
.4のWSixを用いた例もアイ・イー・イー・イー 
GaAs ICシンポジウム 1985年 49〜52
頁(IE3.GaA s I CSymposium 
1985. PP、49〜52)に記載されている。
WSlx used in GaAs MESFET with this structure
For example, Applied Physics Letter 1983
, Vol. 43, No. 6.600-602 (Appl.
ied Physics Letter 1.983
Vol. 43 No. 6PP, 600-602), it is customary to use materials with a composition ratio X of around 0.6.
Below or above 0.65, it is said that good Schottky characteristics, which are important for FET performance, cannot be obtained. However, according to our experiments, by optimizing the conditions for forming the WSix film, good Schottky characteristics can be obtained in the range of 1,
.. An example using WSix in 4 is also
GaAs IC Symposium 1985 49-52
Page (IE3. GaA s I CSymposium
1985. PP, 49-52).

WSlxゲート電極の加工は通常第7図(C)に示した
様にドライエツチングが用いられている。CF4やNF
3等のフッ素系のエツチングガスを用いればWStxは
全ての組成範囲で良好な加工が実施出来る。また、この
とき基板であるGaAsとの選択比も実用上充分である
。加工にドライエツチングが用いられる理由として、異
方性のコントロールが容易であること、つまり、フォト
リソグラフィ技術により作製したフォトレジストマスク
3のパターン通りに加工することが容易であることが挙
げられるが、WSlxはフッ酸と硝酸の混酸にしか溶け
ず、従ってG a A s基板と選択的にエツチングす
ることが困難であったことも大きな理由である。
Dry etching is usually used to process the WSlx gate electrode as shown in FIG. 7(C). CF4 and NF
If a fluorine-based etching gas such as No. 3 is used, WStx can be processed satisfactorily over the entire composition range. In addition, the selectivity with respect to GaAs, which is the substrate, is sufficient for practical use. The reason why dry etching is used for processing is that it is easy to control anisotropy, that is, it is easy to process according to the pattern of the photoresist mask 3 produced by photolithography technology. Another major reason is that WSlx is soluble only in a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid, and therefore it is difficult to selectively etch the GaAs substrate.

また、第7図(elに示したWSixゲートセルファラ
インFETは、ゲート電極32自身をマスクに低抵抗j
i24a、24bを形成しているためFET性能を大き
く左右するゲート−ソース間寄生抵抗R3が小さくでき
ることが特徴である。しかし、本方法では、低抵抗層2
5a、25bがゲート電極32に隣接(現実にはイオン
注入/熱処理工程で低抵抗層はゲート電極端下部にまで
横方向に入り込んでいる)しているため、ドレイン・ゲ
ート間の耐圧が低く、また低抵抗層間の距離が短く電流
が能動層22b中のみならず、その下の基板21中を流
れてしまうことが短ゲート長の場合特性を劣化させる要
因となる(短チヤネル効果と称する)、この問題を解決
する方法として例えば以下に示す2例が挙げられる。こ
れらは何れもゲート電極と低抵抗層の間隔を適度に保つ
方法である。
In addition, the WSix gate self-line FET shown in FIG.
Since i24a and 24b are formed, the gate-source parasitic resistance R3, which greatly affects FET performance, can be reduced. However, in this method, the low resistance layer 2
5a and 25b are adjacent to the gate electrode 32 (actually, during the ion implantation/heat treatment process, the low resistance layer laterally extends to the bottom of the gate electrode), so the breakdown voltage between the drain and gate is low. In addition, the short distance between the low resistance layers causes current to flow not only in the active layer 22b but also in the substrate 21 below, which is a factor that deteriorates the characteristics in the case of a short gate length (referred to as short channel effect). Two examples of methods for solving this problem are given below. All of these methods maintain an appropriate distance between the gate electrode and the low resistance layer.

第8図はサイドウオール(側壁)を利用する方法で、例
えば特開昭62−166571号公報に記載されている
。同図(alは予め半絶縁性GaAs基板21上に能動
層22を設けた上にゲート電極32を第7図(a)、 
(blで説明したのと同様な手法で形成したところであ
る。次いでこの上面に例えば5tot膜33をプラズマ
CVD法等により堆積しく同図(bl)、RtE等の異
方性エツチングで全面エツチングしてサイドウオール3
3a、33bをゲート電極32側面に残置せしめる(同
図(C1)。
FIG. 8 shows a method using side walls, which is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 166571/1983. 7(a), the active layer 22 is previously provided on the semi-insulating GaAs substrate 21, and the gate electrode 32 is placed on the semi-insulating GaAs substrate 21.
(This is formed using the same method as explained in BL. Next, for example, a 5tot film 33 is deposited on this upper surface by plasma CVD method, etc., and as shown in BL, the entire surface is etched by anisotropic etching such as RtE. side wall 3
3a and 33b are left on the side surface of the gate electrode 32 ((C1) in the same figure).

次いで不純物をイオン注入法によって導入し、アニール
することにより低抵抗層24a、24bをゲート電極と
分離して形成する(同図(d))。このとき分離幅は一
般に0.2μm程度が適当である。
Next, impurities are introduced by ion implantation and annealing is performed to form low resistance layers 24a and 24b separated from the gate electrode (FIG. 4(d)). At this time, the appropriate separation width is generally about 0.2 μm.

同図(elはサイドウオール33a、33bを除去し、
ソース、ドレイン電極25a、25bを形成したところ
である。このようにして作製したFETは短チヤネル効
果が小さく、ゲート耐圧も高いという特色を有している
The same figure (el is with sidewalls 33a and 33b removed,
Source and drain electrodes 25a and 25b have just been formed. The FET manufactured in this manner has the characteristics of a small short channel effect and a high gate breakdown voltage.

また、低抵抗層−ゲート電極間を分離するもう一つの代
表例として特開昭61−295666〜61−2956
70号公報に示されているような手法がある。以下、そ
の方法を第9図を用いて説明する。
In addition, as another typical example of separating the low resistance layer and the gate electrode,
There is a method as shown in Publication No. 70. The method will be explained below using FIG. 9.

第9図(alは予め半絶縁性GaAs基板21上に能動
層22を設けた上にWSix膜31を堆積シ、通常のフ
ォトリソグラフィでレジストマスク3を設けたところで
ある。これを異方性の強い、例えばRtE法でエツチン
グし、WSix膜31をゲートパターン32に加工する
(同図(b))。次いで、異方性の弱いドライエツチン
グ、例えば高ガス圧下や異種ガスを用いてエツチングを
施し、ゲートパターン32を横方向からエツチング(サ
イドエツチング)してゲート電極40に加工する(同図
(C))。次いでイオン注入法により不純物を導入し、
熱処理を加えることにより同図(dlに示すように低抵
抗層24a、24bを形成する。このとき、ゲート電極
40はレジストマスク3端から入り込んでおり、注入イ
オンはレジストマスク3にて阻止されているため、ゲー
ト電極40と低抵抗層24a、24b間は分離される。
FIG. 9 (al) shows a state in which a WSix film 31 is deposited on a semi-insulating GaAs substrate 21 with an active layer 22 provided in advance, and a resist mask 3 is provided by ordinary photolithography. The WSix film 31 is processed into a gate pattern 32 by strong etching, for example, by RtE method (FIG. 2(b)).Next, dry etching with weak anisotropy, for example, under high gas pressure or using a different gas, is performed. , the gate pattern 32 is etched laterally (side etching) to form the gate electrode 40 (FIG. 1(C)). Impurities are then introduced by ion implantation.
By applying heat treatment, low resistance layers 24a and 24b are formed as shown in FIG. Therefore, the gate electrode 40 and the low resistance layers 24a and 24b are separated from each other.

この時も分離幅は0゜2μm程度が適当である。同図(
81はレジストマスク3を除去し、ソース、ドレイン電
極25a、25bをそれぞれ低抵抗N24a、24b上
に形成したところである。このようにして作製したFE
Tも結果的には第8図に示したFETと同じ構造となり
、同等の効果が得られる。
At this time as well, the appropriate separation width is about 0°2 μm. Same figure (
81, the resist mask 3 is removed and the source and drain electrodes 25a and 25b are formed on the low resistance N24a and 24b, respectively. FE produced in this way
As a result, T has the same structure as the FET shown in FIG. 8, and the same effect can be obtained.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来、W3ixはGaAsに対して選択的に薬液により
ウェットエツチングができないと考えられていたため、
加工は全てドライエツチングによっていた。ドライエツ
チングは異方性9等方性のコントロールが比較的自由に
行えるが、基板であるGaASに損傷を与える危険性が
無視できない。
Conventionally, it was thought that W3ix could not be selectively wet-etched with chemicals against GaAs.
All processing was done by dry etching. In dry etching, the anisotropy can be controlled relatively freely, but the risk of damaging the GaAS substrate cannot be ignored.

また、反応生成物による汚染にも注意を要する。Also, care must be taken against contamination by reaction products.

さらにドライエツチング装置は大がかりで、一般には高
価である。また、FET0高性能化にはゲート長の短縮
が不可欠であるが、フォトリソグラフィにより形成でき
るレジストパターンの寸法は光学露光と呼ばれる一般的
な手法では約0.8μm程度が限界であって、第7図に
示した基本的な手法ではこれ以下のゲート長を安定に得
ることは困難である。また、第9図に示したり〜イドエ
ツチングを用いる方法はこの問題を解決する一手法とも
なるが、GaAs基板が露出した状態でドライエツチン
グするので、前述した問題点(ダメージ。
Furthermore, dry etching equipment is large-scale and generally expensive. In addition, shortening the gate length is essential for improving the performance of FET0, but the size of the resist pattern that can be formed by photolithography is limited to approximately 0.8 μm using a general method called optical exposure. It is difficult to stably obtain a gate length smaller than this using the basic method shown in the figure. Further, the method using dry etching as shown in FIG. 9 is a method for solving this problem, but since the dry etching is performed with the GaAs substrate exposed, it suffers from the above-mentioned problem (damage).

生成物)が大きく影響する。products) have a large influence.

現在、0.5μm以下のレジストパターンは主に電子ビ
ーム露光が用いられているが、これはよく知られている
ように処理速度が非常に遅<、 1枚のウェハを処理す
るのに数時間を要する場合も少なくない。また、ゲート
長を短くしていくと、ゲート・電極の断面積が小さくな
り、ゲート抵抗が増大し、高速動作の妨げとなる。必要
な断面積を確保するためにゲート電掘の高さを高くする
ことは、ある程度は可能でも現実的には加工制御の問題
、ウェハ表面平坦性の悪化などの問題を生じ、特に高集
積度のICを構成する場合には現実的な方向ではない。
Currently, electron beam exposure is mainly used to create resist patterns of 0.5 μm or less, but as is well known, the processing speed is extremely slow, and it takes several hours to process one wafer. There are many cases where this is required. Further, as the gate length is shortened, the cross-sectional area of the gate/electrode becomes smaller, increasing gate resistance, which impedes high-speed operation. Increasing the height of the gate excavation in order to secure the necessary cross-sectional area is possible to some extent, but in reality, it causes problems such as processing control problems and deterioration of wafer surface flatness, especially when the wafer is highly integrated. This is not a realistic direction when configuring an IC.

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、T型のゲート電極をGaAs基板へのダメー
ジのおそれなしに形成でき、しかも簡便にゲート電権−
低抵抗層間を分離でき、ゲート耐圧が高く、短チヤネル
効果の小さいシゴソトキゲート電極構造を有する半導体
装置及びその製造方法を得ることを目的吉する。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to form a T-shaped gate electrode without fear of damaging the GaAs substrate, and also to easily connect the gate voltage to the GaAs substrate.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which have a solid gate electrode structure that can separate low-resistance layers, have a high gate breakdown voltage, and have a small short channel effect.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る半導体装置及びその製造方法は5、WS
ixがその組成化Xが0.35〜0.45の範囲におい
て実用的なレベルでウェットエツチングが可能であるこ
とを明らかにするとともに、この事実を利用してWSi
、パターンにウェットエツチングを施してT聖断面形状
のショソトキゲ−1・電橋構造を有する半導体装置及び
その製造方法を与え、さらには、このT型ゲートを用い
てゲート電極とソース、ドレイン低抵抗層間を分離した
半導体装置を得るものである。即ち、上記T聖断面形状
のデー1−電極を有する半導体装置の製造方法は、半導
体基板」二にその組成比Xが0.35〜0.5のWSi
x膜からなるパターンを形成し、その側面下端より上記
WSix膜パターンの一部が露出する様に基板全面に第
1の膜を堆積する工程と、WSix膜パターン上面と露
出したWSix膜パターン側面部を被覆する第2の膜を
設ける工程ど、薬液により上記基板上の第1の膜を除去
してWSix1lパタ一ン下端部が露出する様に第2の
膜に開口部を設;1:l、さらに薬液によってWSix
パターンを該開口部位よりエツチングし7、その断面形
状をT型とならしめる工程とを含む方法あるいは、半導
体基板上にその組成比Xが0. 35〜0.5なる第1
のWSix1!*と、77酸系水溶液に難溶の第2の金
属膜との二N膜を、第1のWSix膜が半導体基板上に
接する様な構成で堆積し、通常のりソグラフィ技術でゲ
ート電極パターンに加工する工程と、フッ酸系の水溶液
にて処理して第1のWSix膜を横方向からエツチング
し、T型の断面形状を有するゲートを極パターンに加工
する工程とを含む方法、さらには、半導体基板上に少な
くとも半導体基板に接する部位で組成比Xが0.35〜
0.5で、少なくとも最上面では0.35〜0.5以外
の組成比Xとなる様に組成比Xを連続的或いは段階的に
変化させたWSix膜を形成し、通常のりソグラフィ技
術でゲート電極パターンに加工する工程と、フッ酸系の
水溶液にて処理し、ゲートパターンの断面横方間長が基
板に近付くにつれて徐々に減少するT型の断面形状のゲ
ートパターンに加工する工程とを含む方法からなるもの
である。また、このような方法で形成したT型ゲート電
極をマスクとしてイオン注入法によりソース・ドレイン
領域となる低抵抗層。
The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention are disclosed in 5, WS
It has been clarified that wet etching is possible at a practical level when the composition X is in the range of 0.35 to 0.45, and using this fact, WSi
We provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same having a T-shaped cross-section-shaped Shosotokige-1 electric bridge structure by applying wet etching to the pattern, and furthermore, using this T-shaped gate, we can connect the gate electrode, source, and drain low-resistance layers. A semiconductor device is obtained by separating the two. That is, the method for manufacturing a semiconductor device having a D1-electrode having a T-shaped cross section is a method of manufacturing a semiconductor device having a D1-electrode having a T-shaped cross section.
a step of forming a pattern made of the In the step of providing a second film covering the substrate, the first film on the substrate is removed using a chemical solution, and an opening is formed in the second film so that the lower end of the WSix1l pattern is exposed; , further WSix by chemical solution.
A method including a step of etching the pattern from the opening portion 7 and making the cross-sectional shape T-shaped, or etching the pattern on the semiconductor substrate with a composition ratio X of 0. 35~0.5 first
WSix1! A 2N film consisting of * and a second metal film that is sparingly soluble in 77 acid-based aqueous solution is deposited in a configuration such that the first WSix film is in contact with the semiconductor substrate, and then formed into a gate electrode pattern using normal gluing lithography technology. and a step of etching the first WSix film from the lateral direction by treating it with a hydrofluoric acid-based aqueous solution to process the gate having a T-shaped cross section into a polar pattern, and further, On the semiconductor substrate, the composition ratio
0.5, and the composition ratio X is changed continuously or stepwise so that the composition ratio X is other than 0.35 to 0.5 at least on the top surface. A process of processing into an electrode pattern, and a process of processing with a hydrofluoric acid-based aqueous solution into a gate pattern with a T-shaped cross-sectional shape in which the cross-sectional lateral length of the gate pattern gradually decreases as it approaches the substrate. It consists of a method. Also, a low resistance layer is formed to become a source/drain region by ion implantation using the T-shaped gate electrode formed by this method as a mask.

を基板表面下に形成し、ゲート電極とソース、ドレイン
低抵抗層間を分離した半導体装置を得るようにしたもの
である。
is formed below the surface of the substrate to obtain a semiconductor device in which the gate electrode and the source and drain low resistance layers are separated.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、WS iXがその組成比XをOo
 35〜0.5とすることにより、フッ酸化の水溶液に
てGaAsとの選択比を充分に確保して適当な速度でエ
ツチングすることができることを利用して、W S 1
 (1,:lS〜o、sから成るゲート電極パターン側
下部のみを露出し、ウェットエツチングによりその断面
形状をT型化する方法と、フッ酸系水溶液に不溶のWS
ix膜を上層、WSi、。
In this invention, WS iX has a composition ratio X of Oo
35 to 0.5, it is possible to ensure a sufficient selectivity with respect to GaAs in an aqueous solution of fluoride and to perform etching at an appropriate rate.
(1,: A method in which only the lower part of the gate electrode pattern side consisting of lS~o,s is exposed and its cross-sectional shape is made into a T-shape by wet etching, and WS insoluble in a hydrofluoric acid-based aqueous solution
ix film as the upper layer, WSi.

、5〜。、、膜を下層としたゲート電極パターンをフン
酸系水溶液にて下層のみサイドエツチングして細くし、
T聖断面形状のゲート電極とする方法、又はWSi、膜
の組成を下端WSio、is〜。、S、上端をフッ酸系
水溶液に不溶のWSixとなるように変化させた膜でゲ
ー)を極パターンを構成し、フッ酸系水溶液にてT型化
する方法等によりゲート電極下端部で決まる実効ゲート
長を小さく (0゜5μm以下)できるとともにゲート
抵抗も低いゲート電極をGaAs基板表面に損傷を与え
る心配なしに実現できる。
, 5~. ,, side-etch only the lower layer of the gate electrode pattern with the film as the lower layer using a hydrochloric acid solution to make it thinner.
A method of forming a gate electrode with a T-shaped cross section, or changing the composition of the WSi film to the lower end WSio,is~. , S, is determined by the lower end of the gate electrode by forming a polar pattern with a film whose upper end is changed to WSix, which is insoluble in a hydrofluoric acid aqueous solution, and making it into a T-shape with a hydrofluoric acid aqueous solution. A gate electrode with a small effective gate length (less than 0.5 μm) and low gate resistance can be realized without worrying about damaging the GaAs substrate surface.

さらにこのようにして得られたWSI、T型ゲートをそ
のままでイオン注入による低抵抗層の形成時にマスクと
して用いることにより、ゲート電極−低抵抗層間の分離
を自動的にでき、ゲート耐圧が高く、短チヤネル効果の
小さなGaAsMESFETを容易に実現できる。
Furthermore, by using the WSI, T-type gate obtained in this way as it is as a mask when forming a low resistance layer by ion implantation, separation between the gate electrode and the low resistance layer can be automatically achieved, and the gate breakdown voltage is high. A GaAs MESFET with small short channel effect can be easily realized.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はWSixのエツチング速度を示す一例である。FIG. 1 is an example showing the etching speed of WSix.

この例でエツチングに用いた薬液はフッ酸(HF)50
%水溶液とフン化アンモニウム(NH4F)40%水溶
液を1=10の混合比で混合したフン酸系水溶液である
。説明のため、以下、この混合比の混合溶液をフン酸系
水溶液と称することにする。このフッ酸系水溶液にはG
aAsは事実上、不溶と考えて良い。第1図に示した例
では組成比0.35〜0.5の範囲でWSi、のエツチ
ング速度は約0.2〜0.4μm / h rと比較的
大きな値が得られている0組成比Xがこの範囲をはずれ
るとエツチング速度は急激に低下し、例えばWSi、1
.では約0. 01 μm/h r (100人/ h
 r )となり、事実上不溶と考えて良い。
In this example, the chemical solution used for etching was 50% hydrofluoric acid (HF).
% aqueous solution and a 40% ammonium fluoride (NH4F) aqueous solution at a mixing ratio of 1=10. For the sake of explanation, a mixed solution having this mixing ratio will be hereinafter referred to as a hydronic acid-based aqueous solution. This hydrofluoric acid aqueous solution has G
aAs can be considered virtually insoluble. In the example shown in Fig. 1, the etching rate of WSi is approximately 0.2 to 0.4 μm/hr, which is a relatively large value when the composition ratio is in the range of 0.35 to 0.5. When X is out of this range, the etching speed decreases rapidly; for example, when
.. So about 0. 01 μm/hr (100 people/h
r) and can be considered virtually insoluble.

0.2μm〜0.4μm / h rというエツチング
速度は例えば4000人厚のWSi、ゲート電極のパタ
ーンニングには工業的に不向きである。即ち、加工に1
〜2時間かかるし、エツチングの進行が等方的に進むた
めである。例えば従来例の第7図(b)〜(C)の工程
に用いることは特に有意性が有るとは考えられない。し
かるに、本エツチングはGaAsに対して何らダメージ
を与える心配がなく、またエツチング速度が大きくない
ことは逆に言えば精密なエツチング量制御が容易に実現
できることを意味するものである。また、ウェットエツ
チングはドライエツチングに比べて装置がはるかに安価
であり、使用する化学物質もこの場合にはより安全なも
のである。以下、WSIXのウェットエツチングが可能
となったことを利用した半導体装置の製造方法の実施例
を3例説明する。
An etching rate of 0.2 μm to 0.4 μm/hr is industrially unsuitable for patterning, for example, a 4000-layer thick WSi or gate electrode. That is, 1 for processing
This is because it takes ~2 hours and the etching progresses isotropically. For example, it is not considered that there is any particular significance in using it in the steps shown in FIGS. 7(b) to (C) of the conventional example. However, this etching does not cause any damage to GaAs, and the fact that the etching rate is not high means that precise etching amount control can be easily realized. Wet etching also requires much less expensive equipment than dry etching, and the chemicals used are also safer. Hereinafter, three embodiments of a method for manufacturing a semiconductor device that takes advantage of the fact that wet etching of WSIX is now possible will be described.

まず、第1の実施例を第2図を用いて説明する。First, a first embodiment will be explained using FIG. 2.

第2図(a)は半絶縁性GaAs基板1上に例えばWS
i、0.膜2を例えば4000人スパッタ法にて堆積し
たところである。次いで通常のフォトリソグラフィ技術
により0.8μm幅(図面上横方向)のレジスト膜3を
形成しく同図0)))、CFJ+0□混合ガスを用いた
RIEでパターンニングし、ゲート電極パターン4とす
る(同図(C))。次いで異方性の堆積技術、例えばE
CRプラズマCVD法で同図(dlの如く、例えばSi
O膜」a〜5Cを1000人堆積する。このとき、堆積
の異方性のため、ゲート電極パターン4の側上部は露出
した状態で保持される。次に全面にフォトレジスト膜6
を塗布法で形成しく同図(e))、通常の露光・現像法
でゲート電極パターン4の側上部を覆うように不要部を
除去する(同図(f))。次いで、フッ酸系水溶液にて
SiO膜5c、5bを除去する。
FIG. 2(a) shows, for example, WS on a semi-insulating GaAs substrate 1.
i, 0. The film 2 has been deposited by, for example, the 4000-person sputtering method. Next, a resist film 3 with a width of 0.8 μm (in the lateral direction in the drawing) is formed using a normal photolithography technique, and patterned by RIE using a CFJ+0□ mixed gas to form a gate electrode pattern 4. (Figure (C)). Then an anisotropic deposition technique, e.g.
As shown in the figure (dl), for example, Si
Deposit 1000 O films a to 5C. At this time, due to the anisotropy of the deposition, the upper side of the gate electrode pattern 4 is kept exposed. Next, there is a photoresist film 6 on the entire surface.
The gate electrode pattern 4 is formed by a coating method ((e) in the same figure), and the unnecessary portion is removed by a normal exposure/development method so as to cover the upper side of the gate electrode pattern 4 ((f) in the same figure). Next, the SiO films 5c and 5b are removed using a hydrofluoric acid solution.

このとき、SIO膜5c、5bのエツチング速度は非常
に大きく、数千人〜数μm/分程度であるが、これは堆
積条件により大きく変わる。ここでは説明のために1μ
m/分であるとする。同図(幻の如く、ゲート電極パタ
ーン4の側下部が露出するに必要なエツチング時間はレ
ジスト膜7の端部とゲート電極パターン4の間隔が1μ
mである場合に約2分間であった。エツチング速度から
は約1分でエツチングできるはずであるが、実質的にエ
ツチング面でエツチング液の濃度が低下し、エツチング
速度が低下したためと考えることができる。しかし、こ
れはエツチング液が充分に供給できるように強制的に液
流を与えてやればこのエッヂング速度低下は緩和できる
。そして引き続°きエツチングを行ってゲート電極4部
を側下部より等方向にエツチングする。サイドエツチン
グ量0゜2μmを得るためには、約1時間を要した。W
Si01膜のエツチング速度は第1図から約0. 4μ
m / h rであるが、やはり薬液の供給が不十分な
ためにエツチング速度が低下した結果であると考えられ
る。このとき、同図(h)に示すごとく、ゲート電極4
はサイドエツチングされT型ゲート8となる。レジスト
膜7.SiO膜5aを除去してT型ゲート8が形成され
る。サイドエツチング量を0.2μmとしたので実効ゲ
ート長は0.4μmとなる。またこのときT型ゲート8
の上端は幅0.8μmであり、ゲート断面積は従来の矩
形ゲートで同一厚、同一ゲート長とした時の約1.5倍
でありその分、低抵抗である。ゲート長をさらに短くし
ていく場合にはその抵抗の改善度が急激に高まることは
容易に想像できる。また、ツメ・トリソグラフィで形成
せねばならないレジスト膜3の寸法はこの場合、0.8
μmであり、またレジスト膜7をゲートパターンに重ね
る場合に要求される合わせ精度も0.5μm程度あれば
良く、現在工業的に実用化している装置1手法をもって
容易に実現できるものである。
At this time, the etching rate of the SIO films 5c and 5b is very high, on the order of several thousand to several micrometers/minute, but this varies greatly depending on the deposition conditions. Here, 1μ is used for explanation.
m/min. The same figure (as if it were an illusion, the etching time required to expose the lower side of the gate electrode pattern 4 is that the distance between the edge of the resist film 7 and the gate electrode pattern 4 is 1 μm)
m, it took about 2 minutes. Considering the etching speed, it should be possible to perform etching in about 1 minute, but this is thought to be because the concentration of the etching liquid substantially decreased on the etching surface, resulting in a decrease in the etching speed. However, this decrease in etching speed can be alleviated by forcibly applying a liquid flow so that a sufficient amount of etching solution can be supplied. Etching is then performed to uniformly etch the gate electrode 4 from the lower side. It took about 1 hour to obtain a side etching amount of 0.2 μm. W
From FIG. 1, the etching rate of the Si01 film is about 0. 4μ
m/hr, but this is thought to be the result of a decrease in the etching rate due to insufficient supply of the chemical solution. At this time, as shown in the same figure (h), the gate electrode 4
is side-etched to form a T-shaped gate 8. Resist film 7. A T-shaped gate 8 is formed by removing the SiO film 5a. Since the side etching amount was set to 0.2 μm, the effective gate length was 0.4 μm. Also at this time, T-shaped gate 8
The upper end has a width of 0.8 μm, and the gate cross-sectional area is approximately 1.5 times that of a conventional rectangular gate with the same thickness and gate length, and the resistance is correspondingly low. It is easy to imagine that when the gate length is further shortened, the degree of improvement in resistance increases rapidly. In addition, the dimensions of the resist film 3 that must be formed by claw trilithography are 0.8 in this case.
.mu.m, and the alignment accuracy required when overlapping the resist film 7 on the gate pattern is only about 0.5 .mu.m, which can be easily realized using the apparatus 1 technique currently in practical use industrially.

次に本発明の第2の実施例を第3図を用いて説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

同図(alは半絶縁性GaAs基板1上にWSio、4
膜4とフッ酸系水溶液に難溶の例えばWSIO−6膜9
から成る二層膜10を前述と同等の方法を用いて形成し
たところである。厚さは両者とも0.2μmとする。次
いで、フッ酸水溶液によりWSlo、4膜4をサイドエ
ツチングして同図(b)のごときT型ゲートを得る。二
層膜10の幅を0.8μmとしたとき、実効ゲート長0
.4μmを得るのに必要な時間は約45分であった。
The same figure (al is WSio, 4 on semi-insulating GaAs substrate 1)
Membrane 4 and WSIO-6 membrane 9, for example, which is poorly soluble in hydrofluoric acid aqueous solution.
A two-layer film 10 consisting of the following was formed using a method similar to that described above. The thickness of both is 0.2 μm. Next, the WSlo4 film 4 is side-etched using a hydrofluoric acid aqueous solution to obtain a T-shaped gate as shown in FIG. 4(b). When the width of the double layer film 10 is 0.8 μm, the effective gate length is 0.
.. The time required to obtain 4 μm was approximately 45 minutes.

次に本発明の第3の実施例を第4図及び第5図を用いて
説明する。第4図(alにおいて、13はその組成比を
厚さ方向に変化させたWSix膜である。その組成比の
例を第5図(a)、 (blに示しである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described using FIGS. 4 and 5. In FIG. 4(al), 13 is a WSix film whose composition ratio is varied in the thickness direction. Examples of the composition ratio are shown in FIGS. 5(a) and (bl).

第5図(a)、 (11)は何れも基板界面では組成比
Xが0゜4で、最7ト面では0.3となっているが、(
alがその変化が連続的であるのに対し、(b)はの変
化が段階的である。このようなwsi、膜は例えばWと
5zy−ゲットを用いたニスバッタ法により形成するこ
とができる。即ち、両ターゲットに与える電力を連続的
に、あるいは段階的に変化させることにより組成比を変
化させるのである。WSi。
In both Figures 5(a) and (11), the composition ratio X is 0°4 at the substrate interface and 0.3 at the top surface.
While the change in al is continuous, the change in (b) is gradual. Such a wsi film can be formed, for example, by a varnish batter method using W and a 5zy-get. That is, the composition ratio is changed by changing the power applied to both targets continuously or stepwise. WSi.

膜13の厚さを0.4.umとすると、約半分の02μ
mまでがフッ酸系水溶液に可溶であり、しかもそのエツ
チング速度は基板面に近付くほど高くなる。ws +、
膜13の幅を0.8μmとしたとき、エツチング時間4
5分で実効ゲート長駒0゜4μmが得られた。
The thickness of the film 13 is set to 0.4. If it is um, then 02μ, which is about half
m is soluble in the hydrofluoric acid aqueous solution, and the etching rate increases as it approaches the substrate surface. ws +,
When the width of the film 13 is 0.8 μm, the etching time is 4
An effective gate length of 0°4 μm was obtained in 5 minutes.

このような上記第1.第2.第3の実施例においては、
ws iXがその組成比Xを0.35〜05とすること
により、フッ酸化の水溶液にてGaAsとの選択比を充
分に確保して適当な速度でエツチングすることができる
ことを利用して、T聖断面形状のゲート電極を形成する
ようにしたので、ゲートtti下端部で決まる実効ゲー
ト長が0.5μm以下と小さくでき、しかもゲート抵抗
も低いゲート電掻をGaAs基板表面に損傷を与える心
配なしに形成できる。
Such as above 1. Second. In the third embodiment,
Utilizing the fact that by setting the composition ratio Since the gate electrode is formed with a cross-sectional shape, the effective gate length determined by the lower end of the gate tti can be as small as 0.5 μm or less, and the gate resistance is low, so there is no need to worry about damaging the GaAs substrate surface. can be formed into

なお、上記実施例のうち第2の実施例におけるT型ゲー
ト製法においては、上部WSto、h膜9は必ずしもW
Si、でなくても良く、フッ酸系水溶液にH溶の他種材
料であっても構わない。さらには、従来例(第9図)に
示したのと類似の利用法を適用して最後には−F部膜を
除去することも考えられる。
Incidentally, in the T-type gate manufacturing method in the second embodiment among the above embodiments, the upper WSto, h film 9 is not necessarily W.
It does not have to be Si, and may be other materials that are H-soluble in a hydrofluoric acid-based aqueous solution. Furthermore, it is also conceivable to apply a method similar to that shown in the conventional example (FIG. 9) and finally remove the -F portion film.

また、上記各実施例で記載した組成、膜厚、エツチング
量2その他の条件は本発明の目的及び効果をそこなわな
い範囲内で自由に選択できることは言うまでもない。
It goes without saying that the composition, film thickness, etching amount 2, and other conditions described in each of the above examples can be freely selected within a range that does not impair the objects and effects of the present invention.

次に前記第1.第2.第3の実施例に示したT型ゲート
を用いたG a A s M E S F E Tの製
造方法について第6図を用いて説明する。これは第8図
或いは第9図に示した従来例の目的を実現するものであ
る。第6図(a)において、21は半絶縁性GaAS基
板、22はこの表面に形成された能動層、23は前記T
型ゲートである。本実施例では能動層22はイオン注入
法でSt”を30keV2 X 10 ”c+++−”
で注入し、800℃、10分の熱処理により半絶縁性G
aAs基板表面に形成した。
Next, the first. Second. A method of manufacturing the GaAs MESFET using the T-type gate shown in the third embodiment will be described with reference to FIG. This achieves the purpose of the conventional example shown in FIG. 8 or 9. In FIG. 6(a), 21 is a semi-insulating GaAS substrate, 22 is an active layer formed on this surface, and 23 is the T
It is a type gate. In this embodiment, the active layer 22 is made of 30 keV2
semi-insulating G by heat treatment at 800℃ for 10 minutes
It was formed on the surface of an aAs substrate.

T型ゲート23は実効ゲート長0.4μm、ゲート上面
幅は0.8μであり、厚さは0.4μmである。次いで
第6図(b)に示すように全面的にStoを60keV
、2X1013cm−1の条件でイオン注入し、800
℃、10分の熱処理を加えて低抵抗層24a、24bを
形成する。T型ゲート23のひさしの部分は厚さが0.
1μ以上あり、本条件下での注入イオンはほぼ完全に阻
止され、同図(blに示すように低抵抗層24a、24
bはT型ゲート電極23から分離して形成される。その
分離幅は約0.15μmとなる。第6図(C)は低抵抗
層24a、24bにオーム性接触するソース及びドレイ
ン電極25a、25bであって、AuGe/N i /
 A u等の金属膜を蒸着リフトオフ法で形成し、40
0℃程度の熱処理によりGaAsと合金化することによ
り得られる。このようにして得られたGaAsMESF
ETは例えば第7図に示した従来例により作製した0、
4μmゲートGaAsMESFETに比べてゲート耐圧
は3vから10■に改善され、短チヤネル効果も大幅に
改善される。また、従来例による0、4μmゲートは加
工精度が悪く、例えば3”φウェハ面内でも標準偏差σ
で0.15μm程度にばらつく。これに対し本実施例に
よれば同じくウェハ面内で実効ゲート長のばらつきが標
準偏差σで0.05μm程度に抑えられる。これは0.
8μmレジストパターンの加工精度のばらつき度とほぼ
同等の値であって、フン酸系水溶液によるサイドエツチ
ングが非常に均一に実施できていることを示すものであ
る。
The T-shaped gate 23 has an effective gate length of 0.4 μm, a gate top width of 0.8 μm, and a thickness of 0.4 μm. Then, as shown in Figure 6(b), the Sto voltage was set to 60 keV across the entire surface.
, ion implantation was performed under the conditions of 2 x 1013 cm-1,
C. for 10 minutes to form low resistance layers 24a and 24b. The eaves part of the T-shaped gate 23 has a thickness of 0.
1μ or more, the implanted ions under these conditions are almost completely blocked, and as shown in the figure (bl), the low resistance layers 24a, 24
b is formed separately from the T-shaped gate electrode 23. The separation width is approximately 0.15 μm. FIG. 6(C) shows source and drain electrodes 25a and 25b which are in ohmic contact with the low resistance layers 24a and 24b, and are made of AuGe/N i /
A metal film such as Au is formed by vapor deposition lift-off method, and
It is obtained by alloying with GaAs through heat treatment at about 0°C. GaAsMESF thus obtained
ET is, for example, 0, which is manufactured by the conventional example shown in FIG.
Compared to a 4 μm gate GaAs MESFET, the gate breakdown voltage is improved from 3 V to 10 μm, and the short channel effect is also significantly improved. In addition, the conventional 0.4 μm gate has poor processing accuracy, and for example, even within the 3”φ wafer surface, the standard deviation σ
It varies to about 0.15 μm. On the other hand, according to this embodiment, the variation in effective gate length within the wafer surface is suppressed to about 0.05 μm with standard deviation σ. This is 0.
This value is almost the same as the degree of variation in processing accuracy of an 8 μm resist pattern, and indicates that side etching using a hydrofluoric acid-based aqueous solution can be performed very uniformly.

ゲート長のばらつきは0.4μ程度のゲート長のFET
では非常に問題であり、従来例によるものでは事実上、
工業的使用は困難である。
FET with a gate length variation of about 0.4μ
This is a serious problem, and in fact, using the conventional example,
Industrial use is difficult.

このように、WSl、T型ゲートを有するGaA s 
ME S F ETの製造方法においては、WSi、T
型ゲートをイオン注入による低抵抗層の形成時にマスク
として用いることができ、ゲート電極−低抵抗層間の分
離が自動的にできるとともに、ゲート耐圧が高く、短チ
ヤネル効果の小さなGaAsMESFETを容易に実現
できる。
Thus, WSL, GaAs with T-type gate
In the manufacturing method of MESFET, WSi, T
The type gate can be used as a mask when forming a low resistance layer by ion implantation, automatically separating the gate electrode and the low resistance layer, and easily realizing a GaAs MESFET with high gate breakdown voltage and small short channel effect. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によればショットキゲート電極
に使用するWSIXの組成比Xを0. 35〜0.5と
したので、従来ウニ・7トエツチングが困難と考えられ
ていたWSixをフン酸系水溶液で実用的速度でエツチ
ングすることができ、加工方法の自由度を飛躍的に拡大
する効果がある。
As described above, according to the present invention, the composition ratio X of WSIX used in the Schottky gate electrode is set to 0. 35 to 0.5, it is now possible to etch WSix, which was conventionally thought to be difficult to 7-etch sea urchins, at a practical speed with a hydrochloric acid-based aqueous solution, dramatically expanding the degree of freedom in processing methods. There is.

また、上記ショットキゲート電極は、WSio、ss〜
。、、から成るゲート電極パターン側下部のみを露出し
、ウェットエツチングによりその断面形状をT型化する
方法と、フッ酸系水溶液に不溶のWSi8膜を上層、W
 S l o、 ss〜。、S膜を下層としたゲート電
極パターンをフッ酸系水溶液にて下層のみサイドエツチ
ングして細<LT型型面面形状ゲート電極とする方法、
さらにはWStや膜の組成を下端W S f o、 x
s〜。、2、上端をフッ酸系水溶液に不溶のWSi、と
なるように変化させた膜でゲート電極パターンを構成し
、フッ酸系水溶液にてT型化する方法等を用いて製造し
たので、ゲート電極をGaAs基板に損傷を与える心配
なしにT型に加工でき、短ゲート化に伴うゲート抵抗の
増大を緩和でき、0.5μm以下の短ゲート長を高い均
一性、制御性をもって実現できる効果がある。さらにこ
のようにして得られたWSixT型ゲートをそのままで
イオン注入による低抵抗層の形成時にマスクとして用い
れば複雑なプロセスを使用する必要なくしてゲート電極
とソース・ドレイン低抵抗層間を自動的に分離した高性
能なQaAsMESFETを実現することができる効果
がある。
Further, the Schottky gate electrode is WSio, ss~
. , , to expose only the lower part of the gate electrode pattern side and make the cross-sectional shape T-shaped by wet etching.
S lo, ss~. , a method of side-etching only the lower layer of a gate electrode pattern with an S film as a lower layer using a hydrofluoric acid-based aqueous solution to form a gate electrode with a thin<LT type surface shape;
Furthermore, the composition of WSt and the film is adjusted to the lower end W S f o, x
s~. , 2. The gate electrode pattern is made of a film whose upper end is made of WSi, which is insoluble in a hydrofluoric acid-based aqueous solution, and is manufactured using a method such as making it into a T-shape using a hydrofluoric acid-based aqueous solution. The electrode can be processed into a T-shape without worrying about damaging the GaAs substrate, the increase in gate resistance due to short gates can be alleviated, and short gate lengths of 0.5 μm or less can be realized with high uniformity and controllability. be. Furthermore, if the WSixT type gate obtained in this way is used as a mask when forming a low resistance layer by ion implantation, the gate electrode and the source/drain low resistance layer can be automatically separated without the need for a complicated process. This has the effect of realizing a high-performance QaAs MESFET.

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

第1図はこの発明におけるWSixのエツチング速度の
組成比X依存性を示す図、第2図はT型ゲートを作製す
る本発明の第1の実施例を示す要部断面図、第3図はそ
の第2の実施例を示す要部断面図、第4図は同じくその
第3の実施例を示す要部断面図、第5図は第3の実施例
におけるゲート電極の組成分布を説明するための図、第
6図はT型ゲートを利用したGaAsMESFETの製
遣方法を示す要部断面図、第7図〜第9図は従来例によ
るGaAsMESFETの製造方法を示す図である。 1は半導体基板、2,4はWSlo、4膜、5a〜5c
は第1の膜(Sift )  、6.7は第2の膜(レ
ジスト膜)、8.12,14.23はT型ゲート、9は
WSio1膜、10は2層膜、13はWSi膜、22は
能動層、24a、24bは低抵抗層、25a、25’b
はソース電極及びドレイン電極である。
FIG. 1 is a diagram showing the dependence of the etching rate of WSix on the composition ratio X in the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing the first embodiment of the present invention for manufacturing a T-type gate, and FIG. FIG. 4 is a sectional view of the main part showing the second embodiment, FIG. 4 is a sectional view of the main part showing the third embodiment, and FIG. 5 is for explaining the composition distribution of the gate electrode in the third embodiment. FIG. 6 is a sectional view of a main part showing a method for manufacturing a GaAs MESFET using a T-type gate, and FIGS. 7 to 9 are diagrams showing a method for manufacturing a GaAs MESFET according to a conventional example. 1 is a semiconductor substrate, 2 and 4 are WSlo, 4 films, 5a to 5c
is the first film (Sift), 6.7 is the second film (resist film), 8.12, 14.23 are T-type gates, 9 is WSio1 film, 10 is double layer film, 13 is WSi film, 22 is an active layer, 24a and 24b are low resistance layers, 25a and 25'b
are the source electrode and the drain electrode.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくともその一部に組成比xが0.35〜0.
5なるWSix(タングステン・シリサイド)を含むシ
ョットキゲート電極を有することを特徴とする半導体装
置。
(1) At least a part of it has a composition ratio x of 0.35 to 0.
1. A semiconductor device comprising a Schottky gate electrode containing WSix (tungsten silicide).
(2)ショットキゲート電極を有する半導体装置の製造
方法において、 半導体基板上にその組成比xが0.35〜0.5のWS
ix膜からなるパターンを形成し、その側面下端より上
記WSix膜パターンの一部が露出する様に基板全面に
第1の膜を堆積する第1の工程と、 上記WSix膜パターン上面と露出したWSix膜パタ
ーン側面部を被覆する第2の膜を設ける第2の工程と、 薬液により上記基板上の第1の膜を除去してWSix膜
パターン下端部が露出する様、第2の膜に開口部を設け
、さらに薬液によってWSixパターンを該開口部位よ
りエッチングし、その断面形状をT型とならしめる第3
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
(2) In a method of manufacturing a semiconductor device having a Schottky gate electrode, WS whose composition ratio x is 0.35 to 0.5 is formed on a semiconductor substrate.
A first step of forming a pattern made of the WSix film and depositing a first film on the entire surface of the substrate so that a part of the WSix film pattern is exposed from the lower end of the side surface; a second step of providing a second film covering the side surface of the film pattern; and forming an opening in the second film so that the first film on the substrate is removed using a chemical solution and the lower end of the WSix film pattern is exposed. A third process is performed in which the WSix pattern is etched from the opening portion using a chemical solution, and its cross-sectional shape is made into a T-shape.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
(3)ショットキゲート電極を有する半導体装置の製造
方法において、 半導体基板上に、その組成比xが0.35〜0.5なる
第1のWSix膜と、フッ酸系水溶液に難溶の第2の金
属膜との二層膜を、該第1のWSix膜が半導体基板上
に接するように堆積し、リソグラフィでゲート電極パタ
ーンに加工する第1の工程と、 フッ酸系の水溶液にて処理して第1のWSix膜を横方
向からエッチングし、T型の断面形状を有するゲート電
極パターンに加工する第2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。
(3) In a method of manufacturing a semiconductor device having a Schottky gate electrode, a first WSix film having a composition ratio x of 0.35 to 0.5 is formed on a semiconductor substrate, and a second WSix film that is sparingly soluble in a hydrofluoric acid-based aqueous solution is provided. A first step of depositing a two-layer film with a metal film such that the first WSix film is in contact with the semiconductor substrate and processing it into a gate electrode pattern by lithography, and treating it with a hydrofluoric acid-based aqueous solution. a second step of laterally etching the first WSix film to form a gate electrode pattern having a T-shaped cross section.
(4)ショットキゲート電極を有する半導体装置の製造
方法において、 半導体基板上に少なくとも半導体基板に接する部位で組
成比xが0.35〜0.5で、少なくとも最上面では0
.35〜0.5以外の組成比xとなるように、組成比x
を連続的、或いは段階的に変化させたWSix膜を形成
し、その後リソグラフィによりゲート電極パターンに加
工する第1の工程と、 該ゲートパターンをフッ酸系の水溶液にて処理し、ゲー
トパターンの断面横方向長が基板に近付くにつれて徐々
に減少するT型の断面形状のゲートパターンに加工する
第2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。
(4) In a method for manufacturing a semiconductor device having a Schottky gate electrode, a composition ratio x of 0.35 to 0.5 is formed on the semiconductor substrate at least at a portion in contact with the semiconductor substrate, and 0 at least at the uppermost surface.
.. The composition ratio x is set to a composition ratio x other than 35 to 0.5.
The first step is to form a WSix film in which the WSix film is changed continuously or stepwise, and then process it into a gate electrode pattern by lithography. A second step of processing a gate pattern into a T-shaped cross-sectional shape whose lateral length gradually decreases as it approaches the substrate.
(5)上記T型ゲート電極をマスクとしてイオン注入法
によりソース・ドレイン領域となる低抵抗層を基板表面
下に形成することを特徴とする請求項2ないし4のいず
れかに記載の半導体装置の製造方法。
(5) The semiconductor device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that a low resistance layer to be a source/drain region is formed under the surface of the substrate by ion implantation using the T-shaped gate electrode as a mask. Production method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272095A (en) * 1992-03-18 1993-12-21 Research Triangle Institute Method of manufacturing heterojunction transistors with self-aligned metal contacts

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5272095A (en) * 1992-03-18 1993-12-21 Research Triangle Institute Method of manufacturing heterojunction transistors with self-aligned metal contacts

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