JPH04196133A - 半導体装置の製法 - Google Patents

半導体装置の製法

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JPH04196133A
JPH04196133A JP32210490A JP32210490A JPH04196133A JP H04196133 A JPH04196133 A JP H04196133A JP 32210490 A JP32210490 A JP 32210490A JP 32210490 A JP32210490 A JP 32210490A JP H04196133 A JPH04196133 A JP H04196133A
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JP
Japan
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insulating film
opening
film
whose
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JP32210490A
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English (en)
Inventor
Takayuki Hirabayashi
崇之 平林
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Sony Corp
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Sony Corp
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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、半導体装置の製法、特にGaAs等の化合物
半導体による電界効果トランジスタの製法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、GaAsFET等の半導体装置の製法におい
て、化合物半導体による能動領域上に第1の絶縁膜を介
して第1の開口部を有する第2の絶縁膜を形成し、ごの
第1の開口部を通して第1の絶縁膜をウェットエツチン
グして第2の開口部を形成したのち、第2の開口部を通
してウェットエツチングにより能動領域に凹部を形成し
、この四部上に第1の開口部幅で規制したケート電極を
形成するようになずことにより、半導体装置の高信頼性
化及び高耐圧化を図るようにしたものである。
〔従来の技術] 従来のGaAs電界効果トランジスタ(以下GaAsF
ETと称する)の製法を第3図に示す。
先ず、第3図Aに示すように、半絶縁性G a A s
 15板(1)上に第1導電形のGaAs層(即ち能動
領域)(2)を有する基板(3)を設け、このGaAs
層(2)」−に絶縁膜例えばSiN膜(4)を形成し、
さらにフォトリソグラフィ技術によりSiN膜(4)上
にゲート部に対応する部分に開口部(5)を有する第1
のフォ]・レジストマスク(6)を形成する。
次に、第3図Bに示すよ・うに、フォI・レジストマス
ク(6)を介して異方性エツチング、例えばRIE(反
応性イオンエツチング)によりS i NIIIJ(6
)を選択的に除去して開口部(7)を形成する。
次に、第3図Cに示すように、フォトレジストマスク(
6)を除去して全面に再び絶縁膜例えばSiN膜(8)
を堆積した後、第3図りに示ずようにRIEによる垂直
方向のエツチングを行って開口部(7)の内側壁にSi
Nのサイドウオール(9)を形成する。
次に、第3図Eに示すように、サイドウオール(9)で
規制された開口部(10)を通してウェットエツチング
(所謂リセスエッチング)を施してGaAs層(2)の
ゲート部に対応する部分に凹部(リセス)(11)を形
成する。
次に、SiN膜(4)の上方よりゲート金属例えばAl
を全面蒸着し第2のフォトレジストマスク(16)を介
して、バターニングして第3図Fに示すように凹部(1
1)底面上に開口部(10)によって規制された幅でG
aAs層(2)とショットキー接触するゲート電極(1
2)を形成する。
しかる後、第3図Gに示すようにソース領域及びドレイ
ン領域に対応する部分のSiN膜(4)を選択的に除去
した後、オーミンクメタル例えばΔU/ G e / 
N i合金を選択的に被着形成し、GaAs層(2)と
の合金化処理を行って夫々ソース電極(13)及びトレ
イン電極(14)を形成して目的のリセス構造のGaA
sFET(15)を得ている。
この製法を用いれば、電子綿直描のような微細リソグラ
フィ技術を用いることなく、通常の光露光方式(0,5
μm程度)のりソグラフィ技術で最終的に0,2μm程
度の短いゲート長P、のゲート電極(12)を形成する
ことができる。
[発明が解決しようとする課題] しかし乍ら、上述のGaAsFETの製法においては、
次のような問題点を有していた。
輸) 第31KDの工程において、全面垂直方向にRI
Eを施してサイドウオール(9)を形成したとき、下地
のGaAs層(2)にRIEによる損傷が導入され易い
。(第3図BのRIE工程でも同様に損傷が導入され易
い。)(ii)  第3図Gに示すように、ゲート長1
1とリセス幅W1の双方がサイドウオール(9)のエツ
ジ部によって寸法決定されるため、ゲート電極(12)
の凹部即ちリセス(11)内でのエツジ部とりセスエツ
ジ部との距離d、が短かく、耐圧が小さくなり易い構造
となる。
本発明は、上述の点に鑑み、能動領域での損傷を緩和し
高信頼性化を図ると共に、耐圧向上が図れるGaAsF
ET等の半導体装置の製法を提供するものである。
〔課題を解決するだめの手段〕
本発明に係る半導体装置の製法は、化合物半導体による
能動領域(2)上に第1の絶縁膜(21)を介して第1
の開口部(10) (又は(7))を有する第2の絶縁
膜(4)を形成する工程と、第1の開口部(10) (
又は(7))を通して第1の絶縁膜(21)をウェット
エツチングして第2の開口部(22)を形成する工程と
、第2の開口部(22)を通してウェットエツチングに
より能動領域(2)に凹部(11)を形成する工程と、
凹部(2)−ヒに第1の開口部(10) (又は(7)
)の幅で規制したゲート電極(12)を形成する]二程
を有するものである。
(作用〕 上層の第2の絶縁膜(4)の第1の開口部(1,0) 
(又は(7))は異方性エンチングにより形成するが、
このときエツチング特性の異なる下層の第1の絶縁II
I(21)が存在しているために、能動領域(2)への
異方性エツチングによる損傷が緩和される。そして、第
2の絶縁膜(4)の第1の開口部(10) (又は(力
)によってデー1−長fit  (又は!2)が制御さ
れ、第1の開口部(10) (又は(7))より幅広と
なされた第1の絶縁膜(21)の第2の開口部(22)
によってリセス幅W2(又はW3)が制御されるので、
ゲート電極(12)のエツジ部とりセスエツジ部との間
の距離dz  (又はd3)が安定に確保され、高耐圧
が図れる。
〔実施例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。尚、第
3図と対応する部分には同一符号を付して示す。
第1図は本発明の一実施例を示す。本例においては、先
ず、第1図へに示すように、」−絶縁性GaAs基板(
1)上に第1導電形のGaAs層(即ち能動領域)(2
)を有する基体(3)を設け、GaAs層(2)上に順
次エンチング特性の異なる第1の絶縁膜(例えば5iO
z膜) (21)及び第2の絶縁膜(例えばSiN膜)
(4)を被着形成し、このSiN膜(4)上にフォトリ
ソグラフィ技術によりゲート部に対応する部分に開口部
(5)を有するフォトレジストマスク(6)を形成する
次に、第1図Bに示すように、フォトレジストマスク(
6)を介して異方性エツチング、例えばRIEによりS
iN膜(4)を選択的に除去して第1の開口部(7)を
形成する。このとき、SiO□膜(21)はS1N膜(
4)とエツチング特性1−が異なるのでエツチングされ
ない。
次に、第1図Cに示すように、フォトレジストマスク(
6)を除去して全面に再び絶縁膜例えばSiN膜(8)
を堆積した後、第1図りに示すように、RIBによる垂
直方向のエツチングを行って第1の開口部(7)の内側
壁にSiNのサイドウオール(9)を形成する。このR
I′P、処理においても、下層のSiO□膜(21)は
コニンチングされない。
次に、第11ffiEに示すように、サイドウオール(
9)で規制された開I−1部(10)を通してSiO□
膜(21)をウェットエツチング(等方性エンチング)
により選択的に除去し、第2の開I」部(22)を形成
する。
この第2の開口部(22)は等方向にエツチングされる
のでサイドウオール(9)の開口幅より幅広となる。
次に、第1図Fに示すように、SiO□膜(21)の第
2の開[」部(22)を通してGaAs層(2)をウエ
ント工ンチング(等方性エンチング)により選択的に除
去し、GaAs層(2)表面に四部(リセス) (11
)を形成する。このリセス幅W2は第1の開口部(7)
の幅より幅広となる。
次に、SiN膜(4)の上方よりゲート金属例えばAI
を全面蒸着し、第2のツメ1−レジストマスク(16)
を介してパターニングして第1図Fに示すように、四部
(11)底面」−に開[]部00)によって規制された
幅でGaAs層(2)とショットキー接触するゲーI−
電極(12)を形成する。
しかる後、第1図Gに示すように、ソース領域及びトレ
イン領域に対応する部分のSiN膜(4)及び5iO7
膜(21)を選択的に除去した後、オーミックメタル例
えばA u / G e / N i合金を選択的に被
着形成し、GaAs層との合金化処理を行って夫々ソー
ス電極(13)及びドレイン電極(14)を形成し、目
的のサイドウオールを用いたリセス構造のGaAsFE
T(24)を得る。
かかる製法によれば、SiN膜(4)とGaAs層(2
)との間にSiN膜(4)とエツチング特性を異にする
5in2膜(21)を形成することにより、第1図Bの
SiN膜(4)の開口部(7)の形成或は第1図りのサ
イドウオール(9)の形成に際して下地のGaAs層(
2)へのRlBによる損傷が緩和される。
さらに、ゲート長!、はサイドウオール(9)で規制さ
れた開[]幅で制御され、リセス幅W2は5iO7膜(
21)の開口幅で制御されるため、ゲート長!1を短く
し、且つゲート電極(12)のエツジ部とリセスエツジ
部との距離d2が安定に確保され耐圧を向上することが
できる。
従って、短いゲート長を有し、且つ高耐圧で信頼性の高
いGaAsFET(24)を製造することができる。
旧例ではサイドウオールを用いたGaAsFETに適用
した場合であるが、不法はナイt17*−ルを用いない
場合にも適用できる。その実施例を第2図に示す。
本例は、第2図へに示すように、基体(3)のGaAs
層(能動領域)(2)上に順次エンチング特性の異なる
第1の絶縁膜(例えばSiO□膜) (21)及び第2
の絶縁膜(例えばSiN膜)(4)を形成し、次いで第
2図Bに示すように、開口部(5)を有するフォトレジ
ストマスク N膜(21)のゲート部に対応する部分を選択的に除去
して第1の開口部(7)を形成する。
次に、第2図Cに示すように、フ1.11・レジストマ
スク(6)及びSiN膜(4)をマスクに、即ち開[]
部(力を通してSiO□膜(21)をウェットエツチン
グ(等方性エツチング)により選択的に除去し、第2の
開口部(22)を形成する。
次に、第2図りに示すように、SiO2膜(21)の第
2の開口部(22)を通してGaAs層(2)をウエッ
トエッチング(等方性エツチング)により選択的に除去
し、GaAs層(2)の表面に凹部(リセス) (+1
)を形成する。
次に、SiN膜(4)の上方よりデー1−金属例えばA
Zを全面蒸着し、第2のフメトレジストマスク(16)
を介してパターニングして第2図Eに示すように、凹部
(11)の底面上に開口部(力によって規制された幅で
GaAs層(2)をショット−1〜−接触するゲート電
極(12)を形成する。
しかる後、第2図Fに示すように、ソース領域及びトレ
イン領域に対応する部分のSiN膜(4)及びSiO□
膜(21)を選択的に除去した後、オーミノクツクル例
えばA u / G c / N i合金を選択的に被
着形成し、GaAs層(2)と合金化して夫々ソース電
極(]3)及びトレイン電極(14)を形成し、1」的
のリセス構造のGaAsFET(26)を得る。
この実施例の場合も、第1図の場合と同様に、異方性エ
ンチングによってSiN膜(4)の開口部(7)を形成
する際に、GaAs層(2)へのRIEによる)員傷が
SiO□膜(21)によって緩和される。また、デー1
−長p、2及びリセス幅W、が開[1部(力及び開[」
部(22)によって別々に制御されるので、ゲート電極
(12)のエンジ部とりセスエツジ部間の距1iiIl
d1を安定に確保し、耐圧を向上することができる。
尚、上側においてはGaAsFETの製造に適用したが
、他の化合物半導体によるFETの製造にも適用できる
ものである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、異方性エツチングによる能動領域への
損傷を回避できると共に、デーl−電極とりセスエツジ
部間の距離を安定に確保し、耐圧を向」二することがで
きる。特にミノ・イドウオールを用いる場合には、ゲー
ト長を短かく制御しつつ、耐圧向上を図ることができる
従って、高信頼性をもって短ゲート長、高耐圧のGaA
sFET等の半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜■1は本発明に係る半導体装置の製法の一例
を示す製造工程図、第2図A−Fは本発明に係る半導体
装置の製法の他側を示す製造工程図、第3図A−Gは従
来のGaAsFIiTの製法例を示す製造工程図である
。 (1)は半絶縁性G a A S 基板、(2)はGa
As層、(4)はSiN膜、(力、 (10) 、 (
22)は開口部、(9)はザイドウォール、(11)は
凹部(リセス) 、(12)はゲート電極である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 化合物半導体による能動領域上に第1の絶縁膜を介して
    第1の開口部を有する第2の絶縁膜を形成する工程と、 上記第1の開口部を通して上記第1の絶縁膜をウェット
    エッチングして第2の開口部を形成する工程と、 上記第2の開口部を通してウエットエッチングにより上
    記能動領域に凹部を形成する工程と、上記凹部上に上記
    第1の開口部の幅で規制したゲート電極を形成する工程
    を有することを特徴とする半導体装置の製法。
JP32210490A 1990-11-26 1990-11-26 半導体装置の製法 Pending JPH04196133A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7446054B2 (en) * 2003-10-28 2008-11-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device

Cited By (1)

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