JPH05267346A - 電界効果トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

電界効果トランジスタおよびその製造方法

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JPH05267346A
JPH05267346A JP6229192A JP6229192A JPH05267346A JP H05267346 A JPH05267346 A JP H05267346A JP 6229192 A JP6229192 A JP 6229192A JP 6229192 A JP6229192 A JP 6229192A JP H05267346 A JPH05267346 A JP H05267346A
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JP
Japan
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ohmic
forming
electrode
ohmic electrode
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JP6229192A
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English (en)
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Toru Yamada
亨 山田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、オーミックコンタクト抵抗の低い
電界効果トランジスタの製造方法を提供することを目的
とする。 【構成】 第1のオーミック低抵抗領域(14、15)
が表面より深い位置に高濃度領域を有するので、合金化
によりオーミック電極(25、26)が半導体基板(1
0)中にシンタされても、この深さまで高濃度領域が確
保される。このため、コンタクト抵抗を低減させること
ができ、FET特性が向上する。また、マスクパターン
の形成に、オーミック電極形成用のレチクルを使用する
ことにより、新たなレチクルの作製が不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合金化によって形成さ
れるオーミック電極を有する電界効果トランジスタ(F
ET)およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電界効果トランジスタの製造方法
として、セルフアラインプロセスがある(“GaAs LSI-D
irected MESFET's with Self-Aligned Implantation fo
r n+-Layer Technology ” IEEE Trans.Election Devic
e ED29(1982)1772)。この方法は、両側にオーバ−バン
クのある断面がT字状のT字形ダミーゲートをSiN膜
を介して半絶縁性GaAs基板上に形成し、このT字形
ダミーゲートをマスクとしてオーミック電極形成領域に
SiN膜を介したスルー注入を施してオーミック電極用
の低抵抗領域を形成していた。その後、T字形ダミーゲ
ートを除去し、オーミック電極(ソース、ドレイン電
極)およびゲート電極を形成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電界
効果トランジスタの製造方法によると、スルー注入によ
り形成される低抵抗領域のキャリア分布は表面にピーク
があり、深くなるにつれてキャリア濃度が減少するもの
となる。これは、SiN膜を介してスルー注入するため
である。一方、オーミック電極を構成するAuGe系金
属は合金化により基板表面から1000〜2500Åほ
どの深さまでシンタされる。ところが、上述のように低
抵抗領域は深い位置ではキャリア濃度が低いため、オー
ミック電極の基板に対する接触抵抗を十分に低減するこ
とができなかった。そのため、FETの相互コンダクタ
ンスが大きくならず問題であった。
【0004】本発明は、このような問題を解決すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記、課題を解決するた
めに本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、オー
ミック電極形成領域を少なくとも一部に含む開口部を有
したマスクパターンを半導体基板上に形成し、このマス
クパターンをマスクとしてイオン注入を行い第1のオー
ミック低抵抗領域を形成する工程と、マスクパターンを
除去した後の半導体基板上に保護膜およびT字形ダミー
ゲートを順次形成し、そのT字形ダミーゲートをマスク
として保護膜を介してイオン注入を行い第2のオーミッ
ク低抵抗領域を形成する工程と、オーミック電極形成領
域の保護膜を除去し、除去した領域にオーミック電極を
形成する工程と、T字形ダミーゲートおよびこのT字形
ダミーゲート下部の保護膜を除去し、除去した領域にゲ
ート電極を形成する工程とを含み、第1のオーミック低
抵抗領域は、オーミック電極が合金化によってシンタさ
れる深さまで高濃度領域になるようにキャリア分布が制
御されている。
【0006】また、マスクパターンは、オーミック電極
形成用レチクルを用いて、過度の露光により形成するこ
とが望ましい。
【0007】
【作用】本発明の電界効果トランジスタの製造方法によ
れば、第1のオーミック低抵抗領域は表面より深い位置
に高濃度領域を有するので、合金化によりオーミック電
極が半導体基板中にシンタされても、この深さまで高濃
度領域が確保される。このため、コンタクト抵抗を低減
させることができる。
【0008】また、マスクパターンの形成に、オーミッ
ク電極形成用のレチクルを使用することにより、新たな
レチクルの作製が不要となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明である電界効果トランジスタの
製造方法の一実施例について添付図面を参照して説明す
る。図1(a)〜(d)および図2(e)〜(h)は、
本実施例の工程を示す断面図である。
【0010】まず、半絶縁性のGaAs基板10の表面
にレジスト膜11を塗布した後、通常のフォトリソグラ
フィ工程によって、動作層12となる部分のレジストを
除去する。ついで、残されたレジスト膜11をマスクと
してSiのイオン注入を行う。一例として、加速電圧を
60keVとし、E型FETではドーズ量約1.5×1
12/cm2 、D型FETでは約2.4×1012/cm
2 とすれば良い(第1図(a))。
【0011】次に、レジスト膜11を除去した後、ポジ
型のレジスト膜13を塗布する。そして、オーミック電
極形成用のレチクル30を用いた通常のフォトリソグラ
フィ工程によって、オーミック電極形成領域を内包する
部分のレジストを除去し、マスクパターンを形成する。
このマスクパターンは、図3に示すように、露光時間を
通常の2倍にすることによって、オーミック電極形成領
域より0.15μm程度大きな開口部が形成されてい
る。このようにマスクパターンが形成されたレジスト膜
13をマスクとして、Siイオンを加速電圧90〜11
0keVでドーズ量約1.0×1013/cm2 注入す
る。この注入によって、第1のオーミック低抵抗領域で
ある高濃度層14、15が形成される。この加速電圧に
よる高濃度層14、15のキャリアプロファイルのピー
クは、表面から1000Å付近となる(第1図
(b))。
【0012】次に、レジスト膜13を除去した後、Ga
As基板10上にプラズマCVD法によりSi3 4
16を堆積する。このSi3 4 膜16は後のアニーリ
ングの保護膜であると共に、FET製作の全工程を通し
てGaAs基板10表面を保護し、デバイス特性のプロ
セスごとの変動を抑止するものである。次に、膜厚約
1.0μmのレジスト膜17を形成し、その上にスパッ
タリングにより膜厚約0.3μmのSiO2 膜18を形
成する。そしてさらにその上に、レジスタ膜19を形成
し、レジスト膜17、SiO2 膜18とともに3層レジ
スト20を形成する。
【0013】3層レジスト20の形成後は、まず、最上
段のレジスト膜19のパターンニングを行う(同図
(c))。
【0014】ついで、CF4 +H2 ガスを用いた反応性
イオンエッチング(RIE)により、SiO2 膜18を
除去し、そしてさらに、O2 ガスを用いたRIEにより
最下段のレジスト膜17を除去する。なお、レジスト膜
17を除去する際に、フォトレジスト19も同時に除去
される。レジスト膜17はSiO2 膜18に比べてエッ
チング速度が速いのでアンダーカットされ、断面形状が
T字状のT字形ダミーゲート21がレジスト膜17とS
iO2 膜18により形成される(同図(d))。
【0015】ついで、T字形ダミーゲート21をマスク
に、たとえば高ドーズ4×1013/cm2 (200ke
V)のSiイオン注入をSi3 4 膜16を通して行
い、n+ ソース領域22およびn+ ドレイン領域23を
形成する(同図(d))。このイオン注入により、n+
ソース領域22およびn+ ドレイン領域23は、表面に
ピークを持ち、深くなるにつれてキャリア濃度が減少し
ていくプロファイルが得られる。
【0016】次に、スパッタリングによりSiO2 膜2
4を堆積し、表面全体に絶縁膜を形成する(同図
(e))。
【0017】その後、T字形ダミーゲート21の側壁に
付着したSiO2 膜24を除去し、アセトン煮沸または
リムーバによりT字形ダミーゲート21のレジスト膜1
7をリフトオフする。そして、動作層12、高濃度層1
4、15、n+ ソース領域22およびn+ ドレイン領域
23の活性化を、たとえば800℃、20分、N2 雰囲
気中の熱処理により行う(同図(f))。
【0018】次に、高濃度層14、15上のSiO2
24およびSi3 4 膜16を、前述したオーミック電
極形成用のレチクル30を用いて部分的にエッチング除
去して、高濃度層14、15の表面を露出させる。そし
て、オーミック金属Au Ge/Ni(1050Å/28
0Å)を蒸着してリフトオフし、460℃、30秒、H
2 雰囲気中でシンタして、ソース電極25、ドレイン電
極26を形成する(同図(g))。
【0019】次に、ゲート電極形成部において露出した
Si3 4 膜16をプラズマエッチし、Ti/Pt/A
u(1000Å/500Å/1500Å)を蒸着して、
ゲート電極27を形成する(同図(h))。
【0020】以上のように形成されたソース電極25、
ドレイン電極26のコンタクト抵抗率は、高濃度層1
4、15を形成しない従来のFETでのオーミック電極
のコンタクト抵抗率7μΩcm2 に比べて、5μΩcm
2 に低減された。
【0021】また、本実施例の製造方法による製造例を
図4に示す。同図より、ゲート長Lg=0.7μmの場
合、ゲート電極27の端からn+ ソース領域22、n+
ドレイン領域23の端までが0.25μmで、ゲート電
極27の端からソース電極25、ドレイン電極26の端
までが0.9μmとなった。そして、高濃度層14、1
5は、ソース電極25とドレイン電極26よりも一辺が
0.15μm大きな面積を持つ領域となった。さらに、
ゲート電極27の端から高濃度層14、15の端までの
距離は0.75μmとなった。このFETのK値は0.
1mS/V上昇した。また、高濃度層14、15の追加
による短チャネル効果の増加などの、FETの他の特性
に劣化は見られなかった。
【0022】
【発明の効果】本発明の電界効果トランジスタの製造方
法によれば、第1のオーミック低抵抗領域は表面より深
い位置に高濃度領域を有するので、合金化によりオーミ
ック電極が半導体基板中にシンタされても、この深さま
で高濃度領域が確保される。このため、コンタクト抵抗
を低減させることができ、FET特性が向上する。
【0023】また、マスクパターンの形成に、オーミッ
ク電極形成用のレチクルを使用することにより、新たな
レチクルの作製が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の工程を示す断面図である。
【図2】本実施例の工程を示す断面図である。
【図3】マスクパターンの形成を示す概念図である。
【図4】本実施例の製造例を示す断面図である。
【符号の説明】
10…GaAs基板、11、13、17、19…レジス
ト膜、12…動作層、14、15…高濃度層、16…S
3 4 膜、18、24…SiO2 膜、20…3層レジ
スト、21…T字形ダミーゲート、22…n+ ソース領
域、23…n+ドレイン領域、25…ソース電極、26
…ドレイン電極、27…ゲート電極。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オーミック電極形成領域を少なくとも一
    部に含む開口部を有したマスクパターンを半導体基板上
    に形成し、このマスクパターンをマスクとしてイオン注
    入を行い第1のオーミック低抵抗領域を形成する工程
    と、 前記マスクパターンを除去した後の半導体基板上に保護
    膜およびT字形ダミーゲートを順次形成し、そのT字形
    ダミーゲートをマスクとして保護膜を介してイオン注入
    を行い第2のオーミック低抵抗領域を形成する工程と、 オーミック電極形成領域の保護膜を除去し、除去した領
    域にオーミック電極を形成する工程と、 前記T字形ダミーゲートおよびこのT字形ダミーゲート
    下部の保護膜を除去し、除去した領域にゲート電極を形
    成する工程とを含み、 前記第1のオーミック低抵抗領域は、前記オーミック電
    極が合金化によってシンタされる深さまで高濃度領域に
    なるようにキャリア分布が制御されていることを特徴と
    する電界効果トランジスタの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記マスクパターンは、オーミック電極
    形成用レチクルを用いて、過度の露光により形成するこ
    とを特徴とする請求項1記載の電界効果トランジスタの
    製造方法。
  3. 【請求項3】 半導体基板上に配置されたゲート電極
    と、前記ゲート電極の近傍に配置されたオーミック電極
    と、前記オーミック電極の下部の半導体基板に設けられ
    た第1および第2のオーミック低抵抗領域とを備え、前
    記第1のオーミック低抵抗領域は前記オーミック電極と
    の接触面に高濃度領域のピークを有し、前記第2のオー
    ミック低抵抗領域は表面部に高濃度領域のピークを有す
    る電界効果トランジスタ。
JP6229192A 1992-03-18 1992-03-18 電界効果トランジスタおよびその製造方法 Pending JPH05267346A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5648668A (en) * 1994-11-01 1997-07-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha High breakdown voltage field effect transistor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5648668A (en) * 1994-11-01 1997-07-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha High breakdown voltage field effect transistor

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