JPH05283438A - Manufacture of two-step recess type fet - Google Patents
Manufacture of two-step recess type fetInfo
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- JPH05283438A JPH05283438A JP8191792A JP8191792A JPH05283438A JP H05283438 A JPH05283438 A JP H05283438A JP 8191792 A JP8191792 A JP 8191792A JP 8191792 A JP8191792 A JP 8191792A JP H05283438 A JPH05283438 A JP H05283438A
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- dummy gate
- recess
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- etching
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、2段リセス型のゲート
構造を有するFETの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an FET having a two-step recess type gate structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4(a)〜(d)は従来のこの種の2
段リセス型FETの製造方法の工程を断面図を用いて示
したものである。この図において、1は半絶縁性GaA
s基板、2はn−GaAs能動層、12は、例えばSi
O膜のような絶縁膜、13はレジスト、14は前記絶縁
膜12がエッチング量WS にサイドエッチングされたサ
イドエッチング領域を示す。また、8はゲート電極を示
し、66は1回目に形成されたリセス溝、77は2回目
に形成されたリセス溝である。2. Description of the Related Art FIGS.
It is a figure which shows the process of the manufacturing method of a step recess type | mold FET using sectional drawing. In this figure, 1 is semi-insulating GaA
s substrate, 2 is an n-GaAs active layer, 12 is, for example, Si
An insulating film such as an O film, 13 is a resist, and 14 is a side etching region in which the insulating film 12 is side-etched to an etching amount W S. Reference numeral 8 represents a gate electrode, 66 is a recess groove formed in the first time, and 77 is a recess groove formed in the second time.
【0003】次に、製造方法について述べる。まず、半
絶縁性GaAs基板1上にイオン注入とアニールもしく
はMBE法によるエピタキシャル成長により、n−Ga
As能動層2を設ける。その後、ソース,ドレイン電極
を形成する。なお、図4はゲート近傍のみを示している
ので、ソース,ドレイン電極は図示されていない。Next, a manufacturing method will be described. First, n-Ga is formed on the semi-insulating GaAs substrate 1 by ion implantation and annealing or epitaxial growth by the MBE method.
An As active layer 2 is provided. After that, source and drain electrodes are formed. Since FIG. 4 shows only the vicinity of the gate, the source and drain electrodes are not shown.
【0004】次に、例えばプラズマCVD法により絶縁
膜12を形成後、ゲート形成部にレジスト13をマスク
として絶縁膜12にRIEにより開口部を設け、例え
ば、リン酸系の溶液によりn−GaAs能動層2を所望
の深さまでのエッチングを行い、リセス溝66を設ける
(図4(a))。次に、HF系の溶液により絶縁膜12
の開口部近傍をエッチングし、サイドエッチング領域1
4を形成後(図4(b))、再びn−GaAs能動層2
を所望の深さまでエッチングを行い、リセス溝77を形
成する。このようにして図4(c)に示すような2段の
リセス構造が形成できる。次に、蒸着およびリフトオフ
工程によりゲート電極8を形成して(図4(d))、プ
ロセスは完了し、図5に示すようなソース電極9,ドレ
イン電極10を設けた2段リセス型のFETが製造でき
る。Next, after forming the insulating film 12 by, for example, the plasma CVD method, an opening is formed in the insulating film 12 by RIE using the resist 13 as a mask in the gate formation portion. The layer 2 is etched to a desired depth to form the recess groove 66 (FIG. 4A). Next, the insulating film 12 is formed with an HF-based solution.
Near the opening of the side etching area 1
4 (FIG. 4B), the n-GaAs active layer 2 is formed again.
Is etched to a desired depth to form a recess groove 77. In this way, a two-step recess structure as shown in FIG. 4C can be formed. Next, the gate electrode 8 is formed by the vapor deposition and lift-off process (FIG. 4D), the process is completed, and the two-stage recess type FET provided with the source electrode 9 and the drain electrode 10 as shown in FIG. Can be manufactured.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の2段リセス型F
ETは、以上のように、図4(b)に示す2回目のリセ
スエッチングの領域を絶縁膜12のサイドエッチング量
WS により制御していたため、図4(c)に示すリセス
幅W1 ,W2 の制御性が悪く、FETの歩留りを劣化さ
せる要因になっていた。A conventional two-step recess type F
ET, as described above, since the area of the second recess etching shown in FIG. 4 (b) has been controlled by the side etching amount W S of the insulating film 12, the recess width W 1 shown in FIG. 4 (c), The controllability of W 2 was poor, which was a factor that deteriorated the yield of FETs.
【0006】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、2段リセス型FETのリセス幅
の制御性を改善し、FETの製造歩留りを改善するのに
適した製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and is a manufacturing method suitable for improving the controllability of the recess width of a two-step recess type FET and improving the manufacturing yield of the FET. The purpose is to provide a method.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る2段リセス
型FETの製造方法は、半導体基板上の能動層領域上の
ゲート形成位置にダミーゲートを形成し、このダミーゲ
ートの両脇のみの能動層領域を所望の深さまでエッチン
グして第1のリセス溝を形成し、その後、ダミーゲート
以外の領域をレジストで覆い、前記ダミーゲートを除去
した後に、その除去部分の能動層領域を所望の深さまで
エッチングすることにより、第2のリセス溝を形成する
ものである。A method of manufacturing a two-step recess type FET according to the present invention forms a dummy gate at a gate formation position on an active layer region on a semiconductor substrate, and the dummy gate is formed only on both sides of the dummy gate. The active layer region is etched to a desired depth to form a first recess groove, and then the region other than the dummy gate is covered with a resist. After removing the dummy gate, the active layer region in the removed portion is formed to a desired depth. The second recess groove is formed by etching to the depth.
【0008】また、第1のリセス溝の形成は、ダミーゲ
ートを形成後、このダミーゲートの両面に側壁を形成し
た後、ダミーゲートと側壁以外の領域をレジストで覆
い、次いで、側壁のみを除去した後、エッチングにより
半導体能動層上に第1のリセス溝を形成するものであ
る。In the formation of the first recess groove, after the dummy gate is formed, sidewalls are formed on both sides of the dummy gate, the dummy gate and the region other than the sidewall are covered with a resist, and then only the sidewall is removed. After that, the first recess groove is formed on the semiconductor active layer by etching.
【0009】[0009]
【作用】本発明においては、1段目の第1のリセス溝の
深さおよび幅、2段目の第2のリセス溝の深さおよび幅
を別々の工程で制御できるため、リセス形状の制御性が
向上する。In the present invention, the depth and width of the first recessed groove in the first step can be controlled in different steps, and the depth and width of the second recessed groove in the second step can be controlled in separate steps. The property is improved.
【0010】また、第1のリセス溝は、ダミーゲートの
両側の側壁を利用して形成するので、側壁の厚みを正確
に制御することでリセス幅を正確に制御することができ
る。Further, since the first recess groove is formed by utilizing the sidewalls on both sides of the dummy gate, the recess width can be accurately controlled by accurately controlling the thickness of the sidewall.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図1(a)〜(e)および図2(a)〜(e)は本
発明の2段リセス型FETの製造工程を示す断面図であ
る。図1,図2において、1は半絶縁性GaAs基板、
2はn−GaAs能動層、3はSiNよりなるダミーゲ
ート、4はSiO膜、44は前記ダミーゲート3の側面
に残ったSiO膜4の側壁、5および55はレジスト、
6は1回目のエチングにより形成された第1のリセス
溝、7は2回目のエッチングにより形成された第2のリ
セス溝、8はゲート電極、9はソース電極、10はドレ
イン電極である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 (a) to 1 (e) and 2 (a) to 2 (e) are cross-sectional views showing manufacturing steps of the two-stage recess type FET of the present invention. 1 and 2, 1 is a semi-insulating GaAs substrate,
2 is an n-GaAs active layer, 3 is a dummy gate made of SiN, 4 is a SiO film, 44 is a sidewall of the SiO film 4 left on the side surface of the dummy gate 3, and 5 and 55 are resists,
Reference numeral 6 is a first recess groove formed by the first etching, 7 is a second recess groove formed by the second etching, 8 is a gate electrode, 9 is a source electrode, and 10 is a drain electrode.
【0012】次に、製造方法について図1,図2に従っ
て説明する。ただし、図1(b)から図2(e)までは
ゲート近傍のみの図を示す。Next, the manufacturing method will be described with reference to FIGS. However, FIGS. 1B to 2E show only the vicinity of the gate.
【0013】まず、半絶縁性GaAs基板1上にイオン
注入とアニールもしくはMBE法によるエピタキシャル
成長により、n−GaAs能動層2を設ける。その後、
レジストを用いた通常の写真製版および蒸着リフトオフ
によりソース,ドレイン電極9,10を形成する(図1
(a))。次に、プラズマCVD法によりSiN膜を形
成し、写真製版とプラズマエッチングによりダミーゲー
ト3を形成する(図1(b))。そして、再度プラズマ
CVD法により、SiO膜4を全面に形成した後(図1
(c))、異方性の強いECRエッチャーを用い、ダミ
ーゲート3の側面にSiO膜4からなる側壁44を残す
ようにエッチングを行う(図1(d))。そして全面に
レジスト5を塗布し(図1(e))、酸素プラズマを用
いて、ダミーゲート3ならびにその側壁44の頭出しを
行う(図2(a))。First, the n-GaAs active layer 2 is provided on the semi-insulating GaAs substrate 1 by ion implantation and annealing or epitaxial growth by the MBE method. afterwards,
Source and drain electrodes 9 and 10 are formed by ordinary photoengraving using a resist and vapor deposition lift-off (FIG. 1).
(A)). Next, a SiN film is formed by the plasma CVD method, and the dummy gate 3 is formed by photoengraving and plasma etching (FIG. 1B). Then, after the SiO film 4 is formed again on the entire surface by the plasma CVD method (see FIG.
(C)) Using an ECR etcher with strong anisotropy, etching is performed so that the side wall 44 made of the SiO film 4 is left on the side surface of the dummy gate 3 (FIG. 1D). Then, a resist 5 is applied to the entire surface (FIG. 1E), and the dummy gate 3 and its side wall 44 are cued using oxygen plasma (FIG. 2A).
【0014】次に、バッファフッ酸により、選択的にダ
ミーゲート3の側壁44のみをエッチング除去し、さら
に、レジスト5ならびにダミーゲート3をマスクにして
リン酸系エッチャントによりn−GaAs能動層2を所
望の深さまでエッチングして第1のリセス溝6を形成す
る(図2(b))。そしてレジスト5を除去した後、再
びレジスト55を全面に再塗布し、酸素プラズマ等によ
りダミーゲート3の頭出しを行った後に、ダミーゲート
3をプラズマエッチングにより除去する(図2
(c))。次に、残されたレジスト55をマスクにして
再度n−GaAs能動層2を所望の深さまでエッチング
除去して第2のリセス溝7を形成する(第2図
(d))。さらに、メタル蒸着およびリフトオフ工程に
より2段リセス構造を有するゲート構造が完成する(図
2(e))。Next, only the side wall 44 of the dummy gate 3 is selectively removed by etching with buffer hydrofluoric acid, and the n-GaAs active layer 2 is further removed with a phosphoric acid-based etchant using the resist 5 and the dummy gate 3 as masks. Etching is performed to a desired depth to form the first recess groove 6 (FIG. 2B). Then, after removing the resist 5, the resist 55 is recoated on the entire surface again, and the dummy gate 3 is cued by oxygen plasma or the like, and then the dummy gate 3 is removed by plasma etching (FIG. 2).
(C)). Next, using the remaining resist 55 as a mask, the n-GaAs active layer 2 is again removed by etching to a desired depth to form a second recess groove 7 (FIG. 2 (d)). Further, a metal structure and a lift-off process complete a gate structure having a two-step recess structure (FIG. 2E).
【0015】なお、上記実施例ではダミーゲート3の側
壁44にSiO膜4を用いているが、図3(a)〜
(c)に示すようにダミーゲート3を形成後、レジスト
5を塗布しダミーゲート3の頭出しを行った後に(図3
(a))、マスク11を用いて写真製版によりダミーゲ
ート3の両脇のみをレジスト除去し(図3(b))、さ
らに、ダミーゲート3,レジスト5をマスクにしてn−
GaAs能動層2を所望の深さにエッチングし(図3
(c))、以降図2(c)〜(e)の工程と同様にして
製造することも可能である。Although the SiO film 4 is used on the side wall 44 of the dummy gate 3 in the above-described embodiment, it is not shown in FIGS.
After the dummy gate 3 is formed as shown in FIG. 3C, the resist 5 is applied and the dummy gate 3 is cueed (see FIG. 3).
(A)), the resist is removed only on both sides of the dummy gate 3 by photolithography using the mask 11 (FIG. 3 (b)), and the dummy gate 3 and the resist 5 are used as masks for n-
The GaAs active layer 2 is etched to a desired depth (see FIG. 3).
(C)) and subsequent steps can be manufactured in the same manner as the steps of FIGS. 2 (c) to 2 (e).
【0016】また、上記実施例では、GaAsを能動層
とするFETについて述べたが、InPやInGaAs
等の他の半導体材料もしくはInP/InGaAs,I
nAlAs/InGaAs,AlGaAs/InGaA
s等のヘテロ接合を有するFETにおいても同様の効果
を奏する。In the above embodiment, the FET using GaAs as the active layer has been described, but InP and InGaAs are used.
Other semiconductor materials such as InP / InGaAs, I
nAlAs / InGaAs, AlGaAs / InGaA
The same effect can be obtained in an FET having a heterojunction such as s.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体能動層上のゲート形成位置にダミーゲートを形成
し、このダミーゲートの両脇に半導体能動層をエッチン
グして第1のリセス溝を形成する工程と、ダミーゲート
以外の領域をレジストで覆った後、ダミーゲートを除去
し、その後に除去部分の半導体能動層を第1のリセス溝
より深くエッチングして第2のリセス溝を形成するよう
にしたので、1段目と2段目のリセスをそれぞれ独立に
形成することが可能であり、これにより制御性の良好な
2段リセス型のゲート構造が実現できる効果がある。As described above, according to the present invention,
A step of forming a dummy gate at a gate forming position on the semiconductor active layer, etching the semiconductor active layer on both sides of the dummy gate to form a first recess groove, and covering a region other than the dummy gate with a resist After that, the dummy gate is removed, and thereafter the semiconductor active layer in the removed portion is etched deeper than the first recess groove to form the second recess groove, so that the recesses of the first and second steps are formed. They can be formed independently of each other, which has the effect of realizing a two-step recess type gate structure with good controllability.
【0018】また、第1のリセス溝の形成にダミーゲー
トの両側に形成した側壁を利用しているので、精度の高
いリセスが得られる。Further, since the sidewalls formed on both sides of the dummy gate are used for forming the first recess groove, a highly accurate recess can be obtained.
【図1】本発明による2段リセス型FETの製造方法を
示す工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view showing a method for manufacturing a two-stage recess type FET according to the present invention.
【図2】図1に引き続く工程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.
【図3】本発明による2段リセス型FETの製造方法の
他の実施例を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view showing another embodiment of the method for manufacturing a two-step recess type FET according to the present invention.
【図4】従来の2段リセス型FETの製造方法を示す工
程断面図である。FIG. 4 is a process cross-sectional view showing a method of manufacturing a conventional two-step recess type FET.
【図5】従来の製造方法により作製された2段リセス型
FETを示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a two-stage recess type FET manufactured by a conventional manufacturing method.
1 半絶縁性GaAs基板 2 n−GaAs能動層 3 ダミーゲート 4 SiO膜 5 レジスト 6 第1のリセス溝 7 第2のリセス溝 8 ゲート電極 9 ソース電極 10 ドレイン電極 11 マスク 44 ダミーゲートの側面に形成されたSiO膜の側壁 55 レジスト 1 semi-insulating GaAs substrate 2 n-GaAs active layer 3 dummy gate 4 SiO film 5 resist 6 first recess groove 7 second recess groove 8 gate electrode 9 source electrode 10 drain electrode 11 mask 44 formed on the side surface of the dummy gate Side wall of the formed SiO film 55 Resist
Claims (2)
るFETの製造方法において、前記半導体能動層上のゲ
ート形成位置にダミーゲートを形成し、このダミーゲー
トの両脇に前記半導体能動層をエッチングして第1のリ
セス溝を形成する工程と、前記ダミーゲート以外の領域
をレジストで覆った後、前記ダミーゲートを除去し、そ
の後に前記除去部分の前記半導体能動層を前記第1のリ
セス溝より深くエッチングして第2のリセス溝を形成す
る工程を含むことを特徴とする2段リセス型FETの製
造方法。1. A method of manufacturing an FET having a two-step recess structure on a semiconductor active layer, wherein a dummy gate is formed at a gate formation position on the semiconductor active layer, and the semiconductor active layer is provided on both sides of the dummy gate. A step of etching to form a first recess groove, and a region other than the dummy gate is covered with a resist, the dummy gate is removed, and then the semiconductor active layer in the removed portion is removed from the first recess. A method of manufacturing a two-step recess type FET, comprising the step of forming a second recess groove by etching deeper than the groove.
ーゲートを形成後、このダミーゲートの両面に側壁を形
成した後、前記ダミーゲートと側壁以外の領域をレジス
トで覆い、次いで、前記側壁のみを除去した後、エッチ
ングにより半導体能動層上に第1のリセス溝を形成する
工程であることを特徴とする請求項1記載の2段リセス
型FETの製造方法。2. The step of forming a first recess groove comprises forming a dummy gate, forming sidewalls on both sides of the dummy gate, and then covering the area other than the dummy gate and the sidewall with a resist, and then forming the dummy gate. 2. The method of manufacturing a two-step recess type FET according to claim 1, which is a step of forming a first recess groove on the semiconductor active layer by etching after removing only the side wall.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8191792A JPH05283438A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Manufacture of two-step recess type fet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8191792A JPH05283438A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Manufacture of two-step recess type fet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05283438A true JPH05283438A (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=13759810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8191792A Pending JPH05283438A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Manufacture of two-step recess type fet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05283438A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08330325A (en) * | 1995-05-31 | 1996-12-13 | Nec Corp | Fabrication of field effect transistor |
KR100392165B1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-07-22 | 가부시끼가이샤 도시바 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP8191792A patent/JPH05283438A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08330325A (en) * | 1995-05-31 | 1996-12-13 | Nec Corp | Fabrication of field effect transistor |
KR100392165B1 (en) * | 2000-03-31 | 2003-07-22 | 가부시끼가이샤 도시바 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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