JPH05291301A - Field-effect transistor and manufacture thereof - Google Patents

Field-effect transistor and manufacture thereof

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JPH05291301A
JPH05291301A JP11838392A JP11838392A JPH05291301A JP H05291301 A JPH05291301 A JP H05291301A JP 11838392 A JP11838392 A JP 11838392A JP 11838392 A JP11838392 A JP 11838392A JP H05291301 A JPH05291301 A JP H05291301A
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JP
Japan
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recess
semiconductor layer
electrode
resist pattern
forming
Prior art date
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Application number
JP11838392A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Fujii
隆行 藤井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH05291301A publication Critical patent/JPH05291301A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the method for manufacturing a field effect transistor which has no increase in source resistance but has the increased gate drain withstand voltage and which has a fine gate electrode formed stably in a recess. CONSTITUTION:Before forming a recess in a semiconductor layer, an isolation layer 4 of the specified thickness is formed by ion implantation in a specified region at the side of a drain electrode 2 of an n-type GaAs layer 5 between a source electrode 1 and the drain electrode 2. After that, a one step recess 8 which is thicker than the isolation layer 4 is formed in a specified region of the n type GaAs layer 5 between the source electrode 1 and the drain electrode 2. Using a resist pattern which was used in formation of the recess 8, a gate electrode 3 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は電界効果トランジスタ
及びその製造方法に関し、特に、ゲート・ドレイン耐圧
の高耐圧化とソース抵抗の低減化が図られ、且つ、微細
なゲート電極を備えた電界効果トランジスタとその製造
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 field effect transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly to a field effect transistor having a high gate / drain withstand voltage and a low source resistance and having a fine gate electrode. The present invention relates to a transistor and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、従来の2段リセス型電界効果ト
ランジスタの製造工程を示す工程別断面図であり、図に
おいて、1はソース電極、2はドレイン電極、3はゲー
ト電極、3aはゲート金属、5はn型GaAs層、7,
10はレジストパターン、11は1段目のリセス、12
は2段目のリセスである。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional two-step recess type field effect transistor, in which 1 is a source electrode, 2 is a drain electrode, 3 is a gate electrode, and 3a is Gate metal, 5 is an n-type GaAs layer, 7,
10 is a resist pattern, 11 is a first-stage recess, 12
Is the second recess.

【0003】以下、この図を用いて上記2段リセス型電
界効果トランジスタの製造方法を説明する。先ず、n型
GaAs層5の所定領域にソース電極1,ドレイン電極
2をそれぞれ形成した後、n型GaAs層5の全面に対
してレジストを塗布し、通常の写真製版,エッチング技
術を用いてこのレジストのパターニングを行い、上記ソ
ース電極1,ドレイン電極2が覆われ、且つ、1段目の
リセスを形成するため開口が開けられたレジストパター
ン10を形成する。そして、この後、該レジストパター
ン10をマスクとして上記n型GaAs層5に対してウ
ェットエッチングを施すと、図4(a) に示すような、n
型GaAs層5のソース電極1とドレイン電極2間の所
定領域に1段目のリセス11が形成される。次に、上記
レジストパターン10を除去し、新たなレジストをn型
GaAs層5上に塗布し、通常の写真製版,エッチング
技術を用いてこのレジストのパターニングを行い、図4
(b) に示すように、1段面のリセス11の中央部に2段
目のリセスを形成するための開口が形成されたレジスト
パターン7を形成する。次に、該レジストパターン7を
マスクとしてn型GaAs層5にウエットエッチングを
施し、2段目のリセス12を形成した後、n型GaAs
層5の全面に対してゲート金属3aを蒸着すると、図4
(c) に示すように、上記レジストパターン7の開口部の
幅に対応した所定のゲート長を有するゲート電極3が、
2段目のリセス12の上面に対して形成される。そし
て、この後、上記レジストパターン7とこの上面に蒸着
したゲート金属3aを除去すると、図4(d) に示すよう
に、ソース電極1,ドレイン電極2間のn型GaAs層
5の2段リセス(1段目のリセス11,2段目のリセス
12)が形成され、この2段リセスに対してゲート電極
3が形成された電界効果トランジスタが得られる。
A method of manufacturing the above-mentioned two-step recess type field effect transistor will be described below with reference to this drawing. First, after forming the source electrode 1 and the drain electrode 2 respectively in predetermined regions of the n-type GaAs layer 5, a resist is applied to the entire surface of the n-type GaAs layer 5, and the photolithography and etching techniques are used to form the resist. The resist is patterned to form a resist pattern 10 in which the source electrode 1 and the drain electrode 2 are covered and an opening is formed to form a recess in the first stage. After that, when the n-type GaAs layer 5 is wet-etched using the resist pattern 10 as a mask, n-type GaAs layer 5 as shown in FIG.
The first-stage recess 11 is formed in a predetermined region of the type GaAs layer 5 between the source electrode 1 and the drain electrode 2. Next, the resist pattern 10 is removed, a new resist is applied on the n-type GaAs layer 5, and the resist is patterned by using ordinary photoengraving and etching techniques.
As shown in (b), a resist pattern 7 having an opening for forming the recess of the second step is formed in the center of the recess 11 of the first step. Next, the n-type GaAs layer 5 is wet-etched using the resist pattern 7 as a mask to form a recess 12 in the second stage, and then the n-type GaAs is formed.
When the gate metal 3a is deposited on the entire surface of the layer 5, as shown in FIG.
As shown in (c), the gate electrode 3 having a predetermined gate length corresponding to the width of the opening of the resist pattern 7 is
It is formed on the upper surface of the recess 12 in the second step. Then, after removing the resist pattern 7 and the gate metal 3a deposited on the upper surface, the two-step recess of the n-type GaAs layer 5 between the source electrode 1 and the drain electrode 2 is removed as shown in FIG. 4 (d). (Recesses 11 of the first stage and recesses 12 of the second stage) are formed, and a field effect transistor in which the gate electrode 3 is formed for these two-stage recesses is obtained.

【0004】このような2段リセスに対してゲート電極
を形成する素子構造は、トランジスタの効率の向上と、
信頼性向上のための逆耐圧の高耐圧化を図るために行わ
れるもので、一般に、高出力増幅器を構成する電界効果
トランジスタの素子構造として多く用いられている。
The device structure in which the gate electrode is formed in such a two-step recess improves the efficiency of the transistor and
This is performed in order to increase the reverse breakdown voltage for improving reliability, and is generally used as a device structure of a field effect transistor that constitutes a high output amplifier.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の2段リセス型電
界効果トランジスタは上記の製造工程によって得られ、
図4(b) に示すように、2段目のリセス12とゲート電
極3を所定幅に形成するための開口部を備えたレジスト
パターン7を、1段目のリセス11が形成されたn型G
aAs層5の上面に形成する必要がある。
A conventional two-stage recess type field effect transistor is obtained by the above manufacturing process.
As shown in FIG. 4B, the resist pattern 7 having an opening for forming the recess 12 in the second step and the gate electrode 3 in a predetermined width is formed into an n-type resist 11 in which the recess 11 in the first step is formed. G
It needs to be formed on the upper surface of the aAs layer 5.

【0006】しかるに、上記レジストパターン7を1段
目のリセス11が形成されたn型GaAs層5の上面に
形成する場合、n型GaAs層5の上面に成膜されるレ
ジストが、1段目のリセス11の段差部の影響を受けて
均一な膜厚に成膜されないため、このような膜厚が不均
一なレジストに対してその開口幅及び形状が高精度に制
御された開口部を形成することが困難になり、特に、開
口幅が1μm以下の微細なゲート電極を形成するための
開口部を精度良く形成することができなくなり、その結
果、上記レジストパターン7をマスクとして得られるゲ
ート電極3はn型GaAs層5上に安定に形成されず、
また、その寸法及び形状が不均一になるため、得られる
トランジスタは信頼性が低下し、また、装置特性もばら
つき、製造歩留りが低下するという問題点があった。
However, when the resist pattern 7 is formed on the upper surface of the n-type GaAs layer 5 in which the recess 11 of the first step is formed, the resist formed on the upper surface of the n-type GaAs layer 5 is the first step. Since a uniform film thickness is not formed due to the influence of the stepped portion of the recess 11, the opening width and shape of the resist having an uneven film thickness are formed with high precision. In particular, it becomes impossible to accurately form an opening for forming a fine gate electrode having an opening width of 1 μm or less. As a result, the gate electrode obtained using the resist pattern 7 as a mask 3 is not stably formed on the n-type GaAs layer 5,
Further, since the size and the shape are not uniform, the obtained transistor has a problem that the reliability is lowered, the device characteristics are varied, and the manufacturing yield is lowered.

【0007】また、このようにして得られた2段リセス
型電界効果トランジスタは、2段リセス構造によって、
n型GaAs層5表面におけるドレイン電極2とゲート
電極3の形成領域間の距離が長くなり、ゲート・ドレイ
ン間耐圧を高耐圧化できるものの、ソース電極1とゲー
ト電極3の形成領域間の距離も長くなるため、該n型G
aAs層5の表面に形成される表面空乏層が横方向に伸
びて長くなり、ソース抵抗が高くなってしまうという問
題点があった。
The two-stage recess type field effect transistor thus obtained has a two-stage recess structure.
Although the distance between the formation regions of the drain electrode 2 and the gate electrode 3 on the surface of the n-type GaAs layer 5 becomes long and the breakdown voltage between the gate and the drain can be increased, the distance between the formation regions of the source electrode 1 and the gate electrode 3 is also increased. Since it becomes longer, the n-type G
There is a problem that the surface depletion layer formed on the surface of the aAs layer 5 extends in the lateral direction and becomes long, and the source resistance increases.

【0008】この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、ソース抵抗が高抵抗化すること
なく、2段リセス型電界効果トランジスタと同程度にゲ
ート・ドレイン耐圧を高耐圧化できる素子構造を備えた
電界効果トランジスタとその製造方法を得ることを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and has a high gate / drain breakdown voltage as high as that of a two-stage recess type field effect transistor without increasing the source resistance. An object of the present invention is to obtain a field effect transistor having a device structure that can be realized and a method for manufacturing the same.

【0009】更に、この発明の他の目的は、ソース抵抗
が小さく、且つ、ゲート・ドレイン耐圧が従来の2段リ
セス型電界効果トランジスタと同程度に高耐圧化され、
しかも、寸法精度の高い微細なゲート電極が安定に形成
された高効率且つ高信頼性の電界効果トランジスタと、
該トランジスタを高歩留りに製造することができる製造
方法を得ることを目的とする。
Further, another object of the present invention is that the source resistance is small and the gate / drain breakdown voltage is as high as the conventional two-step recess type field effect transistor.
Moreover, a highly efficient and highly reliable field effect transistor in which a fine gate electrode with high dimensional accuracy is stably formed,
It is an object to obtain a manufacturing method capable of manufacturing the transistor with high yield.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる電界効
果トランジスタは、リセス型ゲート電極のリセスを1段
のリセスによって構成し、且つ、該リセスとドレイン電
極の間の半導体層内に該リセスの深さより小さい深さの
アイソレーション層を形成したものである。
In the field effect transistor according to the present invention, the recess of the recess type gate electrode is formed by a one-step recess, and the recess of the recess is formed in the semiconductor layer between the recess and the drain electrode. An isolation layer having a depth smaller than the depth is formed.

【0011】この発明にかかる電界効果トランジスタの
製造方法は、半導体層にリセスを形成する前に、ソース
電極とドレイン電極間における半導体層のドレイン電極
側の所定領域に、イオン注入法によりリセスの深さより
も小さい深さのアイソレーション層を形成し、この後、
1段のリセスを上記ソース電極とドレイン電極間におけ
る半導体層の所定領域に形成し、この1段のリセスを形
成するために用いたレジストパターンを用いてゲート電
極を形成するようにしたものである。
In the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention, before forming the recess in the semiconductor layer, a recess region is formed in a predetermined region between the source electrode and the drain electrode on the drain electrode side of the semiconductor layer by an ion implantation method. Forming an isolation layer with a depth smaller than
A one-step recess is formed in a predetermined region of the semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode, and a gate electrode is formed using the resist pattern used for forming the one-step recess. ..

【0012】更に、この発明にかかる電界効果トランジ
スタの製造方法は、半導体層の所定領域にソース電極,
ドレイン電極を形成し、これらソース電極とドレイン電
極間の半導体層の所定領域にリセス型ゲート電極を形成
した後、ソース電極とゲート電極間及びゲート電極とド
レイン電極間の半導体層上にその表面が平坦化した絶縁
膜またはレジストを堆積させ、この絶縁膜またはレジス
ト上に上記ゲート電極とドレイン電極間の上方に対応す
る部分に開口を有するレジストパターンを形成し、この
後、該レジストパターンをマスクとして上記半導体層に
上記絶縁膜を介してイオン注入を行い、ソース電極とド
レイン電極間の半導体層内のドレイン電極側の所定領域
に上記リセスの深さよりも小さい深さのアイソレーショ
ン層を形成するようにしたものである。
Further, in the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention, the source electrode is formed on a predetermined region of the semiconductor layer,
After forming the drain electrode and forming the recess type gate electrode in a predetermined region of the semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode, the surface thereof is formed on the semiconductor layer between the source electrode and the gate electrode and between the gate electrode and the drain electrode. A flattened insulating film or resist is deposited, and a resist pattern having an opening is formed on the insulating film or resist at a portion corresponding to the upper portion between the gate electrode and the drain electrode. After that, the resist pattern is used as a mask. Ion implantation is performed on the semiconductor layer through the insulating film to form an isolation layer having a depth smaller than the depth of the recess in a predetermined region on the drain electrode side in the semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode. It is the one.

【0013】[0013]

【作用】この発明においては、ゲート電極を形成するリ
セスを1段にし、ゲート電極とドレイン電極間の半導体
層内に上記リセスの深さより浅い深さのアイソレーショ
ン層を設けたから、2段リセスを形成することなく、従
来の2段リセスと同程度にゲート・ドレイン耐圧を高耐
圧化することができ、しかも、リセスが1段であるの
で、半導体表面におけるゲート電極とソース電極間の距
離が従来の2段リセスを形成した際に比べて短くでき、
ソース抵抗を低減することができる。
According to the present invention, the recess for forming the gate electrode is formed in one stage, and the isolation layer having a depth smaller than the depth of the recess is provided in the semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode. It is possible to increase the breakdown voltage of the gate / drain to the same extent as the conventional two-step recess without forming, and since the recess is one step, the distance between the gate electrode and the source electrode on the surface of the semiconductor is It can be shortened compared to when the two-step recess of
The source resistance can be reduced.

【0014】更に、この発明においては、上記ゲート電
極は、段差のない半導体層表面に成膜して得られた上記
(1段の)リセス形成用のレジストパターンを用いて形
成されるため、該レジストパターンの形成時、形成する
開口部が微細な開口幅であっても、これを所望とする形
状及び寸法に高精度に調整することができ、微細なゲー
ト電極を安定に形成することができる。
Further, in the present invention, since the gate electrode is formed by using the (one-step) recess forming resist pattern obtained by forming a film on the surface of the semiconductor layer having no step. When the resist pattern is formed, even if the opening to be formed has a fine opening width, it can be adjusted to a desired shape and size with high precision, and a fine gate electrode can be stably formed. ..

【0015】[0015]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は、この発明の一実施例によるGaAs電界
効果トランジスタの構造を示す断面図であり、図におい
て、図4と同一符号は同一または相当する部分を示し、
このGaAs電界効果トランジスタは、ソース電極1と
ドレイン電極2間のn型GaAs層5の所定領域に1段
のリセス8が形成されて、ここにゲート電極3形成さ
れ、更に、該ゲート電極3とドレイン電極2との間のn
型GaAs層5内のドレイン電極2側に、リセス8の深
さより浅い深さのアイソレーション層4が形成されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a GaAs field effect transistor according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 4 indicate the same or corresponding parts,
In this GaAs field effect transistor, a recess 8 of one step is formed in a predetermined region of the n-type GaAs layer 5 between the source electrode 1 and the drain electrode 2, a gate electrode 3 is formed there, and further, the gate electrode 3 and N between the drain electrode 2
On the drain electrode 2 side in the type GaAs layer 5, the isolation layer 4 having a depth shallower than the depth of the recess 8 is formed.

【0016】図2は上記図1に示すGaAs電界効果ト
ランジスタの製造工程を示す工程別断面図であり、図に
おいて、図1と同一符号は同一または相当する部分を示
し、3aはゲート金属、6,7はレジストパターンであ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the steps of manufacturing the GaAs field effect transistor shown in FIG. 1, in which the same reference numerals as those in FIG. 1 designate the same or corresponding parts, and 3a is a gate metal, and 6 is a gate metal. , 7 are resist patterns.

【0017】以下、図2を用いて上記GaAs電界効果
トランジスタの製造方法を説明する。先ず、n型GaA
s層5上の所定領域にソース電極1,ドレイン電極2を
形成した後、レジストをn型GaAs層5表面の全面に
対して成膜し、通常の写真製版,エッチング技術を用い
て、ソース電極1とドレイン電極2間のn型GaAs層
5上のドレイン電極2側の所定領域に対して開口部が形
成されたレジストパターン6を形成する。次に、該レジ
ストパターン6をマスクにしてn型GaAs層5内にホ
ウ素(B),水素(H)等のイオン注入を行い、図2
(a) に示すように、アイソレーション層4を形成する。
A method of manufacturing the GaAs field effect transistor will be described below with reference to FIG. First, n-type GaA
After forming the source electrode 1 and the drain electrode 2 in a predetermined region on the s layer 5, a resist is formed on the entire surface of the n-type GaAs layer 5, and the source electrode is formed by using ordinary photoengraving and etching techniques. A resist pattern 6 having an opening is formed on a predetermined region of the n-type GaAs layer 5 between the drain electrode 2 and the drain electrode 2 on the drain electrode 2 side. Next, using the resist pattern 6 as a mask, ions of boron (B), hydrogen (H), etc. are implanted into the n-type GaAs layer 5, and then, as shown in FIG.
As shown in (a), the isolation layer 4 is formed.

【0018】次に、上記レジスト6を除去し、新たなレ
ジストをn型GaAs層5表面に対して成膜し、通常の
写真製版,エッチング技術を用いて所定幅の開口部を有
するレジストパターン7を形成し、更に、該レジストパ
ターン7をマスクとしたウエットエッチングによってリ
セス8を形成した後、n型GaAs層5の全面に対して
ゲート金属3aを蒸着させると、図2(b) に示すよう
に、1段のリセスからなるリセス型ゲート電極3が形成
される。尚、ここでは、能動層領域(チャネル領域)の
幅が狭くなってソース抵抗が高くなるのを防止するた
め、リセス8の深さを上記アイソレーション層4の深さ
よりも大きくする必要がある。
Next, the resist 6 is removed, a new resist is formed on the surface of the n-type GaAs layer 5, and a resist pattern 7 having an opening of a predetermined width is formed by using ordinary photoengraving and etching techniques. Then, a recess 8 is formed by wet etching using the resist pattern 7 as a mask, and then a gate metal 3a is deposited on the entire surface of the n-type GaAs layer 5, as shown in FIG. 2 (b). Then, the recess type gate electrode 3 including one step of the recess is formed. Here, in order to prevent the width of the active layer region (channel region) from becoming narrow and the source resistance from increasing, it is necessary to make the depth of the recess 8 larger than the depth of the isolation layer 4.

【0019】そして、この後、上記レジストパターン7
とともに不要なゲート金属3aを除去すると、図2(c)
に示すように、上記図1で示した素子構造のトランジス
タが得られる。
After that, the resist pattern 7 is formed.
When unnecessary gate metal 3a is removed together with the above, FIG.
As shown in FIG. 5, the transistor having the element structure shown in FIG. 1 can be obtained.

【0020】このような本実施例のGaAs電界効果ト
ランジスタの製造工程では、ゲート電極3を形成する前
に、ソース電極1とドレイン電極2間のn型GaAs層
5のドレイン電極2側の所定領域に、イオン注入によっ
てリセスの深さよりも浅い深さのアイソレーション層2
を形成し、この後、ソース電極1とドレイン電極2間の
n型GaAs層5の所定領域に1段のリセス8からなる
リセス型ゲート電極3を形成するため、ゲート電極3を
形成する際のレジストパターン7が、平坦な表面のn型
GaAs層5上に成膜された均一な膜厚のレジストによ
って形成され、このレジストパターン7の開口部が微細
な開口であっても、その形状及び寸法精度が安定し、微
細なゲート電極を再現性よく形成することができ、その
結果、アイソレーション層2によってゲート・ドレイン
耐圧が高耐圧化するとともに、1段のリセス構造によっ
て、n型GaAs層5表面におけるソース電極1とゲー
ト電極3間の距離が短くなってソース抵抗が低減され、
しかも、微細なゲート電極を備えたトランジスタを高い
歩留りで製造することができる。
In the manufacturing process of the GaAs field effect transistor of the present embodiment as described above, before the gate electrode 3 is formed, a predetermined region on the drain electrode 2 side of the n-type GaAs layer 5 between the source electrode 1 and the drain electrode 2 is formed. In addition, the isolation layer 2 having a depth shallower than the recess depth by the ion implantation is formed.
Is formed, and thereafter, the recess type gate electrode 3 including the recess 8 of one step is formed in a predetermined region of the n-type GaAs layer 5 between the source electrode 1 and the drain electrode 2. Therefore, when the gate electrode 3 is formed, The resist pattern 7 is formed of a resist having a uniform film thickness formed on the n-type GaAs layer 5 having a flat surface. Even if the opening of the resist pattern 7 is a fine opening, its shape and dimensions The accuracy is stable and a fine gate electrode can be formed with good reproducibility. As a result, the isolation layer 2 increases the breakdown voltage of the gate and drain, and the one-step recess structure allows the n-type GaAs layer 5 to be formed. The distance between the source electrode 1 and the gate electrode 3 on the surface is shortened to reduce the source resistance,
Moreover, a transistor having a fine gate electrode can be manufactured with a high yield.

【0021】図3は、この発明の第2の実施例によるG
aAs電界効果トランジスタの製造工程を示す断面図で
あり、図において、図1,2と同一符号は同一または相
当する部分を示し、9はECRCVD法等によって形成
されたその表面が平坦化されたSiO2 等からなる絶縁
膜である。
FIG. 3 shows the G according to the second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process of an aAs field effect transistor, In the figure, the code | symbol same as FIG. 1 and 2 shows the same or equivalent part, 9 is SiO formed by ECRCVD method etc. and the surface was planarized. It is an insulating film consisting of 2 etc.

【0022】以下、このGaAs電界効果トランジスタ
の製造工程を説明する。先ず、n型GaAs層5の所定
領域にソース電極1,ドレイン電極2及び1段のリセス
8からなる(リセス型)ゲート電極3をそれぞれ形成す
る。ここで、リセス8及びゲート電極3は、上記第1の
実施例と同様の工程、即ち、平坦なn型GaAs層5表
面に成膜されたレジストに開口部を形成したレジストパ
ターン7をマスクとして、n型GaAs層5にウエット
エッチングを施し、さらに、ゲート金属を蒸着して形成
される。この後、このようにソース電極1,ドレイン電
極2及び1段のリセス8からなる(リセス型)ゲート電
極3がn型GaAs層5に形成された状態で、図3(a)
に示すように、ECRCVD法等を用いてソース電極1
とゲート電極3間及びゲート電極3とドレイン電極2間
にその表面が平坦化された絶縁膜9を配設する。ここ
で、表面が平坦化した絶縁膜9を形成するのは、リセス
8上の絶縁膜9の膜厚とリセス8の側部の平坦なn型G
aAs層5上の絶縁膜9の膜厚との差が、このリセス8
が形成されたn型GaAs層5の形状に対応して忠実に
発現させるためである。
The manufacturing process of this GaAs field effect transistor will be described below. First, the source electrode 1, the drain electrode 2, and the (recess type) gate electrode 3 including the recess 8 in one step are formed in predetermined regions of the n-type GaAs layer 5, respectively. Here, the recess 8 and the gate electrode 3 are formed by the same process as in the first embodiment, that is, by using the resist pattern 7 having an opening formed in the resist formed on the surface of the flat n-type GaAs layer 5 as a mask. , N-type GaAs layer 5 is wet-etched, and a gate metal is vapor-deposited. After that, in the state in which the source electrode 1, the drain electrode 2 and the (recess type) gate electrode 3 including the recess 8 of one stage are formed on the n-type GaAs layer 5 as described above, FIG.
, The source electrode 1 is formed by using the ECRCVD method or the like.
An insulating film 9 whose surface is flat is disposed between the gate electrode 3 and the gate electrode 3 and between the gate electrode 3 and the drain electrode 2. Here, the insulating film 9 having a flat surface is formed by the film thickness of the insulating film 9 on the recess 8 and the flat n-type G on the side of the recess 8.
The difference between the thickness of the insulating film 9 on the aAs layer 5 and the thickness of the recess 8 is
This is because the n-type GaAs layer 5 is formed so as to faithfully express the shape.

【0023】次に、上記n型GaAs層5の全面に対し
てレジストを塗布した後、ゲート電極3とドレイン電極
2間の上方に開口部が形成されるように、該レジストの
パターンニングを行ってレジストパターン6を形成し、
次いで、該レジストパターン6をマスクとして、上記絶
縁膜9を通してゲート電極3とドレイン電極2間のn型
GaAs層5内にホウ素(B),水素(H)等を一定の
注入エネルギーでもってイオン注入し、図3(b) に示す
ように、リセス8とドレイン電極2間のn型GaAs層
5内にリセス8の深さより浅い深さのアイソレーション
層2を形成する。この際、リセス8の上部の絶縁膜9の
厚さがリセス8とドレイン電極2間の上部の厚さより厚
いため、所定の一定の注入エネルギーをもつイオン注入
により、リセス8のn型GaAs層5内にはイオンが注
入されず、リセス8とドレイン電極2間のn型GaAs
層5内のみにリセス8の深さより小さい深さのアイソレ
ーション層4が自己整合的に形成される。尚、ここで絶
縁膜9の表面が平坦でない場合は、一定の注入エネルギ
ーをもつイオン注入によってリセス8とドレイン電極2
間のn型GaAs層5内のみに自己整合的にアイソレー
ション層4を忠実に形成することができなくなる。
Next, a resist is applied to the entire surface of the n-type GaAs layer 5, and then the resist is patterned so that an opening is formed above the gate electrode 3 and the drain electrode 2. To form a resist pattern 6,
Next, using the resist pattern 6 as a mask, boron (B), hydrogen (H) and the like are ion-implanted into the n-type GaAs layer 5 between the gate electrode 3 and the drain electrode 2 through the insulating film 9 with a constant implantation energy. Then, as shown in FIG. 3B, the isolation layer 2 having a depth shallower than the depth of the recess 8 is formed in the n-type GaAs layer 5 between the recess 8 and the drain electrode 2. At this time, since the thickness of the insulating film 9 on the recess 8 is thicker than the thickness between the recess 8 and the drain electrode 2, the n-type GaAs layer 5 of the recess 8 is formed by ion implantation having a predetermined constant implantation energy. No ions are implanted into the inside of the n-type GaAs between the recess 8 and the drain electrode 2.
The isolation layer 4 having a depth smaller than the depth of the recess 8 is formed only in the layer 5 in a self-aligned manner. Here, if the surface of the insulating film 9 is not flat, the recess 8 and the drain electrode 2 are formed by ion implantation having a constant implantation energy.
It becomes impossible to faithfully form the isolation layer 4 in a self-aligned manner only in the n-type GaAs layer 5 between them.

【0024】そして、この後、上記レジストパターン6
を除去し、更に、例えば、ウエットエッチングを用いて
絶縁膜9を除去すると、上記図1で示した第1の実施例
と同様の素子構造を備えた電界効果トランジスタが得ら
れる。
Then, after this, the resist pattern 6 is formed.
Are removed, and further, the insulating film 9 is removed by, for example, wet etching, whereby a field effect transistor having an element structure similar to that of the first embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.

【0025】このような本実施例のGaAs電界効果ト
ランジスタの製造工程では、n型GaAs層5の所定領
域にソース電極1,ドレイン電極2及び1段のリセス8
からなる(リセス型)ゲート電極3をそれぞれ形成した
後、ソース電極1とゲート電極3間及びゲート電極3と
ドレイン電極間を埋め込むように形成され、その表面が
平坦化された絶縁膜9を通してn型GaAs層5表面に
イオン注入を行って、リセス8とドレイン電極2間のn
型GaAs層5内のみアイソレーション層4を形成する
ため、上記実施例と同様に、リセス8及びゲート電極3
を形成するためのレジストパターン6を均一な膜厚のレ
ジストに開口部を形成して得ることができ、この開口部
が微細な開口であっても、その形状及び寸法精度が安定
し、微細なゲート電極を再現性よく形成することができ
る。このため、この実施例においても、上記実施例と同
様に、アイソレーション層2によってゲート・ドレイン
耐圧が高耐圧するとともに、1段のリセス構造によっ
て、n型GaAs層5表面におけるソース電極1とゲー
ト電極3間の距離が短くなってソース抵抗が低減され、
しかも、微細なゲート電極を備えたトランジスタを高い
歩留りで製造することができる。
In the manufacturing process of the GaAs field effect transistor of this embodiment as described above, the source electrode 1, the drain electrode 2 and the one-step recess 8 are formed in a predetermined region of the n-type GaAs layer 5.
(Recess type) of the gate electrode 3 are formed respectively, and then the insulating film 9 is formed to fill the space between the source electrode 1 and the gate electrode 3 and the space between the gate electrode 3 and the drain electrode through the insulating film 9 whose surface is flattened. N is formed between the recess 8 and the drain electrode 2 by performing ion implantation on the surface of the type GaAs layer 5.
Since the isolation layer 4 is formed only in the type GaAs layer 5, the recess 8 and the gate electrode 3 are formed as in the above-described embodiment.
The resist pattern 6 for forming the film can be obtained by forming an opening in a resist having a uniform film thickness. Even if this opening is a fine opening, its shape and dimensional accuracy are stable, and a fine pattern is formed. The gate electrode can be formed with good reproducibility. Therefore, also in this embodiment, similarly to the above-described embodiment, the isolation layer 2 provides a high gate-drain breakdown voltage, and the single-step recess structure allows the source electrode 1 and the gate to be formed on the surface of the n-type GaAs layer 5. The distance between the electrodes 3 is shortened and the source resistance is reduced,
Moreover, a transistor having a fine gate electrode can be manufactured with a high yield.

【0026】尚、上記実施例では、その表面が平坦化さ
れる絶縁膜をソース電極1とゲート電極3間及びゲート
電極3とドレイン電極2間に形成したが、その表面が平
坦となるレジストを用いてもよく、この場合も上記実施
例と同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the insulating film whose surface is flat is formed between the source electrode 1 and the gate electrode 3 and between the gate electrode 3 and the drain electrode 2. However, a resist whose surface is flat is used. It may be used, and also in this case, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、リセ
ス型ゲート電極のリセスを1段のリセスによって構成
し、且つ、該リセスとドレイン電極の間の半導体層内に
該リセスの深さより小さい深さのアイソレーション層を
形成したので、ソース抵抗が高抵抗化することなく、2
段リセス型電界効果トランジスタと同程度にゲート・ド
レイン耐圧を高耐圧化した電界効果トランジスタを得る
ことができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the recess of the recess type gate electrode is formed by a single-step recess, and the depth of the recess is smaller than the depth of the recess in the semiconductor layer between the recess and the drain electrode. Since the isolation layer having a small depth is formed, the source resistance does not increase and the
There is an effect that it is possible to obtain a field effect transistor whose gate / drain breakdown voltage is as high as that of the step recess type field effect transistor.

【0028】更に、この発明によれは、半導体層にリセ
スを形成する前に、ソース電極とドレイン電極間におけ
る半導体層のドレイン電極側の所定領域に、イオン注入
法によりリセスの深さよりも小さい深さのアイソレーシ
ョン層を形成し、この後、1段のリセスを上記ソース電
極とドレイン電極間における半導体層の所定領域に形成
し、この1段のリセスを形成するために用いたレジスト
パターンを用いてゲート電極を形成するようにしたの
で、ソース抵抗が高抵抗化することなく、2段リセス型
電界効果トランジスタと同程度にゲート・ドレイン耐圧
が高耐圧化し、しかも、形状が一定で高い寸法精度を有
する微細なゲート電極を備えた信頼性の高い高性能の電
界効果トランジスタを高い歩留りに製造することができ
る効果がある。
Further, according to the present invention, before the recess is formed in the semiconductor layer, a predetermined region between the source electrode and the drain electrode on the drain electrode side of the semiconductor layer is formed by an ion implantation method to a depth smaller than the depth of the recess. Of the resist pattern used for forming the recess of one step is formed in a predetermined region of the semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode. Since the gate electrode is formed by using the gate electrode, the gate / drain breakdown voltage is as high as that of the two-step recess type field effect transistor without increasing the source resistance, and the shape is constant and the dimensional accuracy is high. There is an effect that it is possible to manufacture a highly reliable and high performance field effect transistor having a fine gate electrode having a high yield.

【0029】更に、この発明によれば、半導体層の所定
領域にソース電極,ドレイン電極を形成し、これらソー
ス電極とドレイン電極間の半導体層の所定領域にリセス
型ゲート電極を形成した後、ソース電極とゲート電極間
及びゲート電極とドレイン電極間の半導体層上にその表
面が平坦化した絶縁膜またはレジストを堆積させ、この
絶縁膜またはレジスト上に上記ゲート電極とドレイン電
極間の上方に対応する部分に開口を有するレジストパタ
ーンを形成し、この後、該レジストパターンをマスクと
して上記半導体層に上記絶縁膜を介してイオン注入を行
い、ソース電極とドレイン電極間の半導体層内のドレイ
ン電極側の所定領域に上記リセスの深さよりも小さい深
さのアイソレーション層を形成するようにしたので、上
記と同様に、ソース抵抗が高抵抗化することなく、2段
リセス型電界効果トランジスタと同程度にゲート・ドレ
イン耐圧が高耐圧化し、しかも、形状が一定で高い寸法
精度を有する微細なゲート電極を備えた信頼性の高い高
性能の電界効果トランジスタを高い歩留りにて製造する
ことができる効果がある。
Further, according to the present invention, the source electrode and the drain electrode are formed in a predetermined region of the semiconductor layer, and the recess type gate electrode is formed in the predetermined region of the semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode. An insulating film or resist whose surface is flattened is deposited on the semiconductor layer between the electrode and the gate electrode and between the gate electrode and the drain electrode, and the insulating film or resist corresponding to the upper part between the gate electrode and the drain electrode is deposited on the insulating film or resist. A resist pattern having an opening in a portion is formed, and thereafter, ion implantation is performed on the semiconductor layer through the insulating film using the resist pattern as a mask, and a drain electrode side portion in the semiconductor layer between the source electrode and the drain electrode is formed. Since the isolation layer having a depth smaller than the depth of the recess is formed in the predetermined region, the saw layer is formed in the same manner as above. The gate / drain breakdown voltage is as high as that of the two-step recess type field effect transistor without increasing the resistance, and the reliability is provided with a fine gate electrode having a constant shape and high dimensional accuracy. There is an effect that a high-performance field effect transistor can be manufactured with a high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例による電界効果トランジス
タの構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a field effect transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す電界効果トランジスタの製造工程を
示す工程別断面図である。
2A to 2D are cross-sectional views for each process showing the manufacturing process of the field effect transistor shown in FIG.

【図3】この発明の第2の実施例による電界効果トラン
ジスタの製造工程を示す工程別断面図である。
FIG. 3 is a sectional view for each step showing the manufacturing process of the field effect transistor according to the second embodiment of the invention.

【図4】従来の電界効果トランジスタの製造工程を示し
工程別断面図である。
4A to 4C are cross-sectional views showing a manufacturing process of a conventional field effect transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ソース電極 2 ドレイン電極 3 ゲート電極 3a ゲート金属 4 アイソレーション層 5 n型GaAs層 6 レジストパターン 7 レジストパターン 8 リセス 9 絶縁膜 10 レジストパターン 11 第1のリセス 12 第2のリセス 1 Source Electrode 2 Drain Electrode 3 Gate Electrode 3a Gate Metal 4 Isolation Layer 5 n-type GaAs Layer 6 Resist Pattern 7 Resist Pattern 8 Recess 9 Recess 9 Insulating Film 10 Resist Pattern 11 First Recess 12 Second Recess

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体層の所定領域にソース電極、ドレ
イン電極及びリセス型のゲート電極を備えてなる電界効
果トランジスタにおいて、 上記リセスが1段のリセスによって構成され、且つ、該
リセスと上記ドレイン電極との間の上記半導体層内に、
該リセスの深さより小さい深さのアイソレーション層を
形成したことを特徴とする電界効果トランジスタ。
1. A field effect transistor comprising a source electrode, a drain electrode, and a recess-type gate electrode in a predetermined region of a semiconductor layer, wherein the recess comprises a single-step recess, and the recess and the drain electrode. In the semiconductor layer between
A field effect transistor, wherein an isolation layer having a depth smaller than the depth of the recess is formed.
【請求項2】 半導体層の所定領域にソース電極、ドレ
イン電極及びリセス型のゲート電極を備えてなる電界効
果トランジスタの製造方法において、 上記半導体層の上面にソース及びドレイン電極を形成し
た後、該ソース及びドレイン電極間の上記半導体層のド
レイン電極側の上方に開口部が位置するレジストパター
ンを該半導体層の上面に対して形成する工程と、 該レジストパターンをマスクとして上記半導体層に対し
てイオン注入を行い、該レジストパターンの開口部に対
応する上記半導体層内の所定領域に所定層厚のアイソレ
ーション層を形成する工程と、 上記レジストパターンを除去した後、上記リセス型のゲ
ート電極を形成するための開口部を備えた新たなレジス
トパターンを上記半導体層上に形成する工程と、 該レ
ジストパターンをマスクとして上記半導体層の一部をエ
ッチング除去して上記アイソレーション層の深さより大
きい深さの1段のリセスを形成し、次いで、該レジスト
パターンをマスクとして上記半導体層の上面に対してゲ
ート金属を蒸着させ、上記1段のリセス上にゲート電極
を形成する工程とを含むことを特徴とする電界効果トラ
ンジスタの製造方法。
2. A method of manufacturing a field effect transistor comprising a source electrode, a drain electrode and a recess type gate electrode in a predetermined region of a semiconductor layer, the method comprising: forming a source and drain electrode on an upper surface of the semiconductor layer; Forming a resist pattern on the upper surface of the semiconductor layer in which an opening is located between the source and drain electrodes above the drain electrode side of the semiconductor layer; and using the resist pattern as a mask, ions are applied to the semiconductor layer. Implanting and forming an isolation layer with a predetermined layer thickness in a predetermined region in the semiconductor layer corresponding to the opening of the resist pattern; and after removing the resist pattern, forming the recess type gate electrode A step of forming a new resist pattern having an opening for forming on the semiconductor layer, and the resist pattern. Part of the semiconductor layer is removed by etching using the mask as a mask to form a single-step recess having a depth larger than the depth of the isolation layer, and then the resist pattern is used as a mask for the upper surface of the semiconductor layer. A step of depositing a gate metal and forming a gate electrode on the one-step recess, a method of manufacturing a field effect transistor.
【請求項3】 半導体層の所定領域にソース電極、ドレ
イン電極及びリセス型のゲート電極を備えてなる電界効
果トランジスタの製造方法において、 上記半導体層の上面にソース及びドレイン電極を形成し
た後、該ソース及びドレイン電極間の所定領域の上方に
開口部が位置するレジストパターンを該半導体層の上面
に対して形成する工程と、 該レジストパターンをマスクとして上記半導体層の一部
をエッチング除去して1段のリセスを形成し、次いで、
該レジストパターンをマスクとして上記半導体層の上面
に対してゲート金属を蒸着し、上記1段のリセス上にゲ
ート電極を形成する工程と、 上記ソース及びゲート電極間と上記ゲート及びドレイン
電極間の上記半導体層の上面に対して、その表面が平坦
化された絶縁膜またはレジストを形成する工程と、 上記ゲート及びドレイン電極間の上方に開口部が位置す
るレジストパターンを上記ソース,ゲート及びドレイン
電極とその表面が平坦化された上記絶縁膜またはレジス
トが形成された上記半導体層の上面に対して形成する工
程と、 該レジストパターンをマスクとし、上記その表面が平坦
化された絶縁膜またはレジストを通して上記半導体層に
対してイオン注入し、上記リセスと上記ドレイン電極間
の上記半導体層内の所定領域に該リセスの深さより小さ
い深さのアイソレーション層を形成する工程と、 上記レジストパターン及びその表面が平坦化された絶縁
膜またはレジストを除去する工程とを含むことを特徴と
する電界効果トランジスタの製造方法。
3. A method of manufacturing a field effect transistor comprising a source electrode, a drain electrode and a recess type gate electrode in a predetermined region of a semiconductor layer, the method comprising: forming a source and drain electrode on an upper surface of the semiconductor layer; Forming a resist pattern on the upper surface of the semiconductor layer having an opening above a predetermined region between the source and drain electrodes, and etching a part of the semiconductor layer using the resist pattern as a mask Forming a stepped recess, then
A step of depositing a gate metal on the upper surface of the semiconductor layer using the resist pattern as a mask to form a gate electrode on the one-step recess; and a step between the source and gate electrodes and a step between the gate and drain electrodes. A step of forming an insulating film or a resist whose surface is flattened on the upper surface of the semiconductor layer, and a resist pattern in which an opening is located above the gate and drain electrodes are formed on the source, gate and drain electrodes. Forming on the upper surface of the semiconductor layer having the insulating film or resist whose surface is flattened; and using the resist pattern as a mask, through the insulating film or resist having the flat surface, Ions are implanted into the semiconductor layer, and the recess is formed in a predetermined region in the semiconductor layer between the recess and the drain electrode. Forming a depth smaller than the depth isolation layer, the resist pattern and a method of manufacturing a field effect transistor which comprises a step of its surface to remove the planarized insulating film or a resist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07193089A (en) * 1993-12-27 1995-07-28 Nec Corp Semiconductor device
JPH07201886A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Nec Corp Semiconductor device and manufacture of the same
US6060734A (en) * 1997-06-16 2000-05-09 Nec Corporation MESfield effect transistor

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