JPH03131041A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH03131041A
JPH03131041A JP27005889A JP27005889A JPH03131041A JP H03131041 A JPH03131041 A JP H03131041A JP 27005889 A JP27005889 A JP 27005889A JP 27005889 A JP27005889 A JP 27005889A JP H03131041 A JPH03131041 A JP H03131041A
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JP
Japan
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film
dielectric layer
resist pattern
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eave
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JP27005889A
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Tsutomu Yamaguchi
勤 山口
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は砒化ガリウムを用いた電界効果型トランジスタ
等の化合物半導体装置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
一般に砒化ガリウムを用いた電界効果型トランジスタ(
PET)においては、その性能向上を図る上での障害と
なっているゲート寄生容量を小さくするためにゲート電
極長を短縮するのが効果的であることが知られており、
ゲート電極長の短縮化のための種々の試みがなされてい
る。
第5図は従来におけるGaAsを用いた電界効果型トラ
ンジスタの主要製造工程を示す工程図である。
先ず第5図(イ)に示す如(GaAs等の半絶縁性基板
51の表面にイオン注入法により、その表面から、例え
ばシリコンイオン等を注入し、所要深さにわたって導電
層52を形成し、熱処理を施して注入不純物の活性化を
行った後、この導電層52の表面に所要の間隔を隔てて
、オーミック電極53.53を形成する。次に第5図(
ロ)に示す如く両オーミフク電極53間の略中央部のゲ
ート領域を除いて導電層52及びオーミック電極53.
53上にレジストパターン54を形成した後、第5図(
ハ)に示す如くフォトレジストパターン54の表面及び
両レジストパターン54間に露出する導電層52の表面
にゲート電極用材料55′を堆積させる。
レジストパターン54及びその表面に堆積しているゲー
ト電極用材料55′をリフトオフ法によって除去し、第
5図(ニ)に示す如くゲート電極55を形成し、GaA
sを用いたMESFETを製造する。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところでこのような製造方法ではゲート電極の形成域は
レジストパターン54.54にて設定するが、両レジス
トパターン54.54間を紫外光、或いは遠紫外光を用
いる露光方式で0.5μm以下に設定するのは解像度の
面から難しく、レジストパターン54、54間の短縮化
、換言すればゲート電極長の短縮化、微細化には限界が
あった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところはレジストパターン上に誘電体層を堆
積させる過程で、レジストパターンの端縁に外方に向け
て張り出した状態で形成されるひさし状部を利用するこ
とによって、電極長の大幅な短縮化を図れるようにした
半導体装置の製造方法を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上に
レジストパターンを形成し、このレジストパターン上を
含む前記半導体基板上に異なる材質の第1.第2の誘電
体膜を順次堆積させ、第2の誘電体膜をマスクとして前
記レジストパターンの端縁から外方に張り出したひさし
状部と対向して半導体基板上に位置する部分の第1の誘
電体膜をエツチングして開口を形成し、該開口を通して
前記半導体基板に接触する電極を形成することを特徴と
する。
〔作用〕
本発明はこれによって、レジストパターン上に堆積され
る誘電体層の厚さ、堆積条件の制御により、電極形成部
分である開口の幅寸法制御が可能となる。
〔原理〕
第1図は本発明に係る半導体装置の製造方法の原理説明
図であり、第1図(イ)に示す如く半導体基板1上にレ
ジストパターン2を形成し、このレジストパターン2の
表面を含む半導体基板1の表面に、先ず第1の誘電体層
3を所望の厚さに形成し、次いでこの表面に第2の誘電
体層4を堆積せしめる。これによってレジストパターン
2の表面に形成された第1の誘電体層3はレジストパタ
ーン2の端縁において外方に張り出したひさし状部3a
を形成する。従って次に第2の誘電体層4を堆積させる
と、第2の誘電体N4はひさし状部3aによって覆われ
ている部分を除く部分には堆積されるが、ひさし状部3
aによって覆われている部分、即ちひさし状部3aと対
向する部分には堆積されず、第2の誘電体N4が堆積さ
れないため第1の誘電体層3がそのまま露出した領域3
bが形成される。
そこで第2の誘電体層4をマスクとして第1の誘電体層
3をエツチングすれば、第1図(ロ)に示す如くひさし
状部3a下に半導体基板lの表面が露出する開口5を形
成し得ることとなる。
この間口5の幅寸法Δlは、第1の誘電体層3のひさし
状部3aの幅寸法ΔLに依存し、またこのひさし状部3
aの幅寸法ΔLは、第1の誘電体層3の層厚、堆積条件
に依存することから、第1の誘電体層の厚さ及びその堆
積条件を制御することにより、開口5の幅寸法、換言す
ればこの間口5を通じて半導体基板1に接する電極の長
さを適宜に設定し得ることとなり、0.5μm以下の長
さの微細加工も容易に行い得ることとなる。
〔実施例〕
以下本発明を電界効果型トランジスタの製造に適用した
場合について図面に基づき具体的に説明する。
〔実施例1〕 第2図は本発明の実施例における主要工程を示す工程図
である。先ず第2図(イ)に示す如(GaAs等で構成
された半絶縁性基板11の表面に、例えばシリコンイオ
ンを加速電圧:30keV、 ドーズ量:3×1011
0l2”で注入した後、800℃で20分間熱処理して
活性化処理を施し、導電性がn型の動作層12を形成し
た後、その表面に例えばECR−PCVD(Elect
ronCyclotoron Resonance−p
rasuma chemical vaporDepo
sition)法を利用して厚さ2500人のSi、N
、膜13、厚さ200人のSin、膜14をこの順序で
順次堆積させ、更にその上にレジストパターン15を形
成する。
次に第2図(ロ)に示す如く、レジストパターン15を
マスクとしてSiO□膜14.5iJ4膜13をプラズ
マエツチングして一部の動作層12を露出させ、この露
出させた動作層12、並びにレジストパターン15上に
同じ< ECR−PCVD法を用いて第1の誘電体層で
ある厚さ2500人の5iJs膜16、第2の誘電体層
である厚さ200人の5iOz膜17を順次堆積する。
これによってレジストパターン15の端縁から外方に向
けて張り出されたSi、N、膜16によるひさし状部1
6aが形成され、このひさし状部16a下には半絶縁性
基板11上に5iiN4膜16が露出した部分16bが
形成される。
レジストパターン15及びこの表面に堆積しているSi
3N4膜16、SiO□膜17をリフトオフ法により除
去した後、第2図(ハ)に示す如(5in2膜14.1
7上に所要の間隔を隔てて新たにフォトレジストパター
ン18.18を形成し、このフォトレジストパターン1
8及びSiO□膜14.17をマスクとしてSiJ*膜
16の露出部分16bをエツチングし、n型の動作層1
2が露出する開口16cを形成する。次に第2図(ニ)
に示す如くフォトレジストパターンエ8、SiO□膜1
4゜17をマスクとして動作層12.5iOt膜14.
1?上にゲート電極材料19′を堆積させる。
その後第2図(ホ)に示す如くフォトレジストパターン
18及びその表面のゲート電極材料19′をリフトオフ
法により除去してゲート電極19を形成し、またSiO
□膜14、S i 3 N a Di 13をエツチン
グしてn型の動作層12を露出させ、ここにオーミック
電極20を設けてMESFETを製造する。
このような実施例にあっては開口16cの幅寸法、即ち
ゲート電極19が動作層12と接触する部分の長さはレ
ジストパターン15上に堆積させたSi3N、膜16の
ひさし状部16aの幅寸法に依存して決まることとなる
〔実施例2〕 第2図は本発明の他の実施例の主要工程を示す工程図で
あり、実施例1と同様に、GaAs等からなる半絶縁性
基板2■の表面にシリコンイオンを注入し、800℃で
20分間熱処理を施して導電性がn型の動作層22を形
成した後、その表面にECR−PCVD法を用いて厚さ
2500人のSi3N、膜23、厚さ200人のSiO
2膜24をこの順序に堆積し、更にその表面にフォトレ
ジストパターン25を形成する。
次にフォトレジストパターン25をマスクとしてSiO
□膜24.5iJa膜23をプラズマエツチングして動
作層12を露出させ、この露出した動作層12表面及び
フォトレジストパターン25表面に第2図(ロ)に示す
如< ECR−PCVD法を用いて厚さ2500人のS
i3N。
膜26、厚さ200人のSiO□膜27をこの順序に堆
積する。これによってフォトレジストパターン25の端
縁部にはSiJ、膜26が外方に張り出してひさし状部
26aが形成され、またこの下の半絶縁性基板21上に
は5iOz膜27が存在しない、即ちSi、、N、膜2
6が露出した部分26bが形成される。フォトレジスト
パターン25及びその表面の5i3Na膜26.5if
t膜27をリフトオフ法により除去した後、第2図(ハ
)に示す如(SiO□膜24.27をマスクとして5i
3Na、膜26の露出した部分26bをエツチングし、
動作層22の表面が露出する開口26cを形成する。
Sing膜24.27表面及び露出させた動作層22の
表面にねったって、第2図(ニ)に示す如(WSix(
但し×〉0)膜28を所要厚さ堆積し、祁1XII!!
28上にゲート領域と対応する部分を除いてフォトレジ
ストパターン29を形成し、レジストパターン29.2
9の表面及びゲー)?iJf域のWSix膜28表面に
へN膜28aを蒸着する。レジストパターン29及びそ
の表面に堆積されたAl膜28aをリフトオフ法によっ
て除去し、次に第2図(へ)に示す如< p、b膜28
aをマスクとして、祁ix膜28、Sing膜24,2
7.5iJ4膜23.26をエツチングしてゲート領域
以外の部分にn型の動作層22を露出させ、続いてA1
膜28aをマスクとして半絶縁性基板1の表面からシリ
コンイオンをイオン注入し、Al膜28aの両側に自己
整合的にn゛型の導電層22a、 22aを形成した後
、第2図(ト)に示す如く導電層22a、 22Q表面
にオーミック電極30を自己整合的に形成して肝5FE
Tを製造する。
〔実施例3〕 第4図は本発明の更に他の実施例における主要工程を示
す工程図である。実施例1.2と同様にGaAs等から
なる半絶縁性基板310表面にシリコンイオンを注入し
、800℃で20分間熱処理を施して導電性がn型の動
作132を形成した後、その表面のフォトレジストパタ
ーン33を形成する。
次に第3図(ロ)に示す如くn型動作N32及びフォト
レジストパターン33の表面にECR−PCVD法を用
いて厚さ2500人のSi、N4膜34、厚さ200人
のSing膜35をこの順序に堆積する。この状態では
フォトレジストパターン33の端縁部に外方に向けて張
り出した5isN4膜34のひさし状部34aが形成さ
れ、このひさし状部34a下には半絶縁性基板31上に
Si3N4膜34が露出した部分34bが形成される。
そこでSiO□膜35及びフォトレジストパターン33
をマスクとしてSi、N、膜34の露出している部分3
4bをプラズマエツチングし、第3図(ハ)に示す如く
n型動作層32が露出する開口34cを形成する。
次に第4図(ニ)に示す如くスパッタ法を利用してWS
ix膜36を開口34c内に露出するn型の動作層32
表面及びSiO□膜35上に堆積せしめる。この状態で
は−Siχ膜36は5isNn膜34のひさし状部34
aから更に外方に張り出したひさし状部36aが形成さ
れる。このときフォトレジストパターン33の側端面に
も薄いWsiに膜36が形成されるため、これをプラズ
マエツチングによって除去し、レジストパターン33上
のHsix膜36膜間634cを通じて半絶縁性基板3
1に接するーsix膜36との接続状態を切断した後、
第4図(ホ)に示す如(WSix膜36の全表面及びフ
ォトレジスト33の側面、5iJa膜34、すSix膜
36の各ひさし状部34a、 36aの下面にわたって
ポジ型のフォトレジスト37を所定厚さに塗布した後、
全面を露光し、現像する。これによって、第4図(へ)
に示す如く祁ix膜36、Si、N、膜の各ひさし状部
34a、36aの影となっている部分を除くフォトレジ
スト37が除去されるが−Six膜36.5iJn膜3
4の各ひさし状部36b、 34bの影となっている部
分にはポジ型のフォトレジスト37aが残存することと
なる。
そこで第4図(ト)に示す如くこのフォトレジスト37
aをマスクとして、祁i×膜36、SiO□膜35、S
iJ、膜34をプラズマエツチングした後にフォトレジ
ストパターン33.フォトレジストと37aを除去する
。次に第4図(チ)に示す如くゲート領域に位置するW
Six膜36をマスクとして、動作132の表面にシリ
コンイオンを注入し、n゛型のイオン注入層32aを形
成し、ゲート電極領域の両側に所要の間隔を隔ててオー
ミック電極40を形成し、非対称ゲート電極を有するM
ESFETを製造する。
〔効果〕
以上の如く本発明方法にあってはレジストパターン上に
順次的に第1.第2の誘電体層を堆積し、レジストパタ
ーンの端縁から外方に張り出したひさし状部を形成し、
これによってひさし状部と対向して半導体基板上に位置
する部分に第1の誘電体層が露出する部分を生じさせ、
第2の誘電体層をマスクとして、露出している第1の誘
電体層をエツチングして、開口を形成し、この開口を通
じて半導体基板面に接する電極を形成することとしたか
ら、高度のりソグラフィ技術を用いるまでもなく半導体
基板と接する電極長をひさし状部の調節によって容易に
設定することが出来て半導体装置の特性向上に優れた効
果を奏すものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の原理説明図、第2図は本発明の実
施例1の主要工程を示す工程図、第3図は本発明の実施
例2の主要工程を示す工程図、第4図は本発明の実施例
3の主要工程を示す工程図、第5図は従来方法の主要工
程を示す工程図である。 1・・・半導体基板 2・・・フォトレジスト 3・・
・第1の誘電体層 3a・・・ひさし状部 3b・・・
露出する部分 3c・・・開口 4・・・第2の誘電体
層特許 出願人 三洋電機株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、半導体基板上にレジストパターンを形成し、このレ
    ジストパターン上を含む前記半導体基板上に異なる材質
    の第1、第2の誘電体膜を順次堆積させ、第2の誘電体
    膜をマスクとして前記レジストパターンの端縁から外方
    に張り出したひさし状部と対向して半導体基板上に位置
    する部分の第1の誘電体膜をエッチングして開口を形成
    し、該開口を通して前記半導体基板に接触する電極を形
    成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP27005889A 1989-10-16 1989-10-16 半導体装置の製造方法 Pending JPH03131041A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006128438A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ナノギャップ電極の形成方法及びこれによって得られたナノギャップ電極並びに該電極を備えた素子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006128438A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ナノギャップ電極の形成方法及びこれによって得られたナノギャップ電極並びに該電極を備えた素子

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