JPH056902A - 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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JPH056902A
JPH056902A JP3183302A JP18330291A JPH056902A JP H056902 A JPH056902 A JP H056902A JP 3183302 A JP3183302 A JP 3183302A JP 18330291 A JP18330291 A JP 18330291A JP H056902 A JPH056902 A JP H056902A
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JP
Japan
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film
mask pattern
insulating film
resist
forming
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JP3183302A
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English (en)
Inventor
Hiroshige Touno
太栄 東野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、ゲート電極に対するソース・ド
レイン両電極の位置関係が2種類あるようなFETにお
いて、非対称なn+不純物層を容易に製造できる方法を
提供することを目的とする。 【要約】 ダミーゲートとして使用する第1のマスクパターン16
−1のドレイン側に近接して、第2のマスクパターン1
6−2を形成した後、n+不純物層17を形成する不純
物を斜めイオン注入法で注入する。その後、このマスク
材をエッチングして第2のマスクパターン16−2をエ
ッチオフした後、残った第1のマスクパターンを反転し
てゲート電極を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電界効果トランジスタ(以下、MESF
ETという。)の性能を向上するためには、伝達コンダ
クタンス(gm)の向上、ゲート長の短縮が重要であ
る。更にMESFETの性能向上のものに、ゲート寄生
容量(Cp)、ドレインコンダクタンス(gd)、ソー
ス抵抗(Rs)、ゲート抵抗(Rg)の低減が要求され
る。
【0003】これを満足させるためには、図6に示すよ
うに、ソース側のn+不純物層64をゲート65に近接
させ、ドレイン側のn+不純物層64をゲート65から
はなしたいわゆる非対称n+構造が有効である。
【0004】尚、この図6において、61はGaAs半
絶縁性基板62はn形動作層、66はソース電極、67
はドレイン電極である。
【0005】非対称n+構造の1つの方法としては、信
学技報ED86−9、23頁ないし28頁に示されてい
るようにadvaced SAINT FETがある。
【0006】このMESFETの作製方法は、T型のダ
ミーゲートを形成し、ソース側のn+不純物層がゲート
に近接するように、斜めからイオン注入を行なうことに
より、自己整合的に非対称n+構造を形成するものであ
る。
【0007】しかながら、この手法では斜めのイオン注
入は1方向からしか行なえないため、図7に示すような
非対称の位置関係が異なるn+層を同時に作製できな
い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、デジタルIC
用MESFETやくし形MESFETのようなゲート電
極に対するソース・ドレイン両電極の位置関係が2種類
あるようなFETの作製にこの手法を用いると、プロセ
スが複雑になり、また、配線が複雑になる。更に、チッ
プ面積が大きくなるなどの欠点がある。
【0009】この発明は、上述した問題点を解消するた
めになされたもので、非対称なn+不純物層を容易に製
造できる方法を提供するものである。
【0010】
【課題が解決するための手段】この発明の第1の発明
は、ダミーゲートとして使用する第1のマスクパターン
のドレイン側に近接して、第2のマスクパターンを形成
した後、n+不純物層を形成する不純物を斜めイオン注
入法で注入する。その後、このマスク材をエッチングし
て第2のマスクパターンをエッチオフした後、残った第
1のマスクパターンを反転してゲート電極を形成する。
【0011】この発明の第2の発明は、半導体基板上に
低濃度不純物領域を形成し、その後、基板主表面上に島
状の第1の絶縁膜を形成する。その後、この絶縁膜の外
周面にゲート電極用金属膜と第2の絶縁膜を壁状に形成
する。次に、第1の絶縁膜を除去した後、金属膜及び第
2の絶縁膜の両側に第3の絶縁膜を形成した後、金属膜
及び第2、第3の絶縁膜の両側に高濃度不純物領域を形
成すると同時に、金属膜及び第2、第3の絶縁膜の下側
の半導体表面のみに低濃度不純物領域を残す。
【0012】
【作用】第1の発明は、第2のマスクパターンはn+イ
オン注入の際、ドレイン側のn+不純物層をゲート電極
から遠ざけるためのマスクとしてはたらく。また、第2
のマスクパターンを作る位置は、第1のマスクパターン
の両側のいずれか所望する位置に決められているので、
ゲートに対するソース・ドレイン電極の位置関係は、2
種類選択することができる。
【0013】また第2の発明は、ゲート電極とソース側
高濃度不純物領域の間の距離(以下、Lgsという。)及
びゲート電極とドレイン側高濃度不純物領域の間の距離
(以下、Lgdと言う。)を第2の絶縁膜及び第3の絶縁
膜を調整することにより、独立して制御した値にするこ
とができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の第1の発明による一実施例を
図1及び図2に従い詳細に説明する。
【0015】まず、図1(a)に示すように、半絶縁性
GaAs基板11の主表面全面に、ECRCVD法等の
形成方法を用いて窒化ケイ素(以下、SiNという。)
膜12を約150Å形成する。その後、例えば東京応化
(株)製OEBR等のフォトレジスト13を塗布し、パ
ターニングを行って所望領域に窓開けを行なう。続い
て、n型動作層14を形成するための不純物、例えば28
Si+をイオン注入する。注入条件は、例えば、加速電
圧40keV、ドーズ量3×1012cm-2である。
【0016】その後、図1(b)に示すように、レジス
ト13及びSiN膜12を除去する。次に、再度SiN
膜15をECRCVD法で約500Å形成し、このSi
N膜15上にレジスト16を塗布し、パターニングを行
って所望の領域に窓開けを行なう。この時、ダミーゲー
トとして使用するレジストパターン16−1のドレイン
側(図面では右側)にサイドレジストパターン16−2
を形成する。このレジストパターン16−2の寸法は、
後の図1(d)の工程で述べる再度エッチ量の2倍以下
である。続いて、n+不純物層を形成するための不純
物、例えば28Si+を加速電圧90keV、ドース量5
×1013cm-2で斜めイオン注入する。
【0017】続いて、図1(c)に示すように、上記図
1(b)の工程でのイオン注入方向と対向する方向から
前述と同じ条件で斜めイオン注入し、n+イオン注入層
17を形成する。
【0018】次に、図1(d)に示すように、酸素プラ
ズマエッチングにより、レジスト16、16−1、16
−2を等方エッチングし、サイドエッチングによりレジ
スト16−2をエッチオフする。この工程により、非対
称なn+不純物層を有するダミーゲートができる。
【0019】その後、図2(e)に示すように、ECR
プラズマCVD法でSiO2膜18を約0.3μm形成
する。
【0020】然る後、図2(f)に示すように、NH4
F:HF=120:1の混合液でスライトエッチし、レ
ジスト側面のSiO2を除去した後、このレジスト16
上のSiO2膜18をリストオフする。その後、880
℃で5秒間の短時間アニールを施す。
【0021】続いて、図2(g)に示すように、リフト
オフ法を用いてソース電極19及びドレイン電極20を
形成する。ソース・ドレイン電極の窓開けは、RIBE
とバレル型プラズマエッチングを併用して行ない、Au
Ge/Niを蒸着し、リフトオフ後、H2雰囲気中45
0℃、120秒間熱処理する。
【0022】最後に、図2(h)に示すように、フォト
レジストでパターニングした後、窓開けしたゲート部の
SiN膜15をCF4ガス中のプラズマエッチングで除
去する。引き続いてTi/P+/Auを蒸着し、リフト
オフでゲート電極21を形成する。
【0023】なお、上記実施例では、ダミーゲートの右
側にサイドマスクパターンを形成したが、これは右側に
限るものではなく、左側でも良い。ただしその場合は、
ソース・ドレイン電極は反対になる。
【0024】次に、本発明の第2の発明による一実施例
を図3ないし図5に従って詳細に説明する。
【0025】図3(a)に示すように、半絶縁性GaA
s基板31の主表面全面に例えば東京応化(株)製OE
BRなどのフォトレジスト32を塗布し、パターニング
を行って所望領域に窓開けを行なう。続いてn型動作層
23を形成するための不純物例えば28Si+をイオン注
入する。注入条件は、例えば、加速電圧40KeV、ド
ーズ量3×1012cm-2である。その後、レジスト32
を除去する。
【0026】次に、図3(b)に示すように、基板31
の主表面全面に、プラズマCVD法などの形成方法を用
いて、SiO2膜34を約4000Å形成し、その上に
フォトレジストパターン35を形成する。続いて、反応
性イオンエッチング(以下、RIEという。)等の異方
性を有するエッチング法によりSiO2膜34をエッチ
ングし、端面が基板31表面に対して垂直になるように
加工する。その後、レジスト35を除去する。
【0027】続いて、図3(c)に示すように、基板3
1の主表面全面に、スパッタ法によって金属膜36を形
成する。この金属膜36は、GaAs基板に対してショ
ットキー接合を形成できる高融点金属例えば、窒化タン
グステンシリコン(WSiN)や窒化タングステン(W
N)などで構成されている。
【0028】その後、図3(d)に示すように、絶縁膜
34の端面に被着した金属膜36のみを残して、それ以
外の金属膜をRIE等の方法で除去する。
【0029】次に、図4(e)に示すように、基板31
の主表面全面に、プラズマCVD法等の形成方法を用い
て、SiN膜37を約3000Å形成する。
【0030】然る後、図4(f)に示すように、金属3
6の端面に被着したSiN膜37のみを残して、それ以
外のSiN膜をRIE等の方法で除去する。続いて、バ
ッファードフッ酸を用いて、SiO2膜34をウエット
エッチング法により除去する。
【0031】続いて、図4(g)に示すように、基板3
1の主表面全面に、プラズマCVD法等の形成方法を用
いて、SiN膜38を約3000Å形成する。
【0032】次に、図4(h)に示すように、金属36
及びSiN膜37の端面に被着したSiN膜38のみを
残して、それ以外のSiN膜37をRIE等の方法で除
去する。
【0033】その後、図5(i)に示すように、フォト
レジスト39を塗布し、パターニングを行って、所望領
域に窓開けを行ない、n+不純物層を形成するための不
純物例えば28Si+を加速電圧90KeV、ドーズ量3
×1012cm-2の条件でイオン注入する。続いて、レジス
ト39を除去したのち注入した不純物を活性化するため
の熱処理を行なう。
【0034】然る後、図5(j)に示すように、基板の
主表面にフォトレジスト膜40を形成し、パターニング
を行って、所望の窓開けを行った後、AuGe/Niか
らなる金属電極41を主表面全面に蒸着する。
【0035】最後に、図5(k)に示すように、リフト
オフ法により、レジスト上の不要金属11を除去したの
ち、H2雰囲気中450℃、120秒間熱処理する。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の第1の
発明は、デジタルIC用MESFETやくし形MESF
ETのようなゲート電極に対するソース・ドレイン両電
極の位置関係が2種類あるようなFETの作製に本考案
を用いれば、ゲートに対して非対称なn+層を2種類同
時に形成できるので製造工程が簡単になる。
【0037】また、配線も簡単になり、チップ占有面積
も小さくできるので、製造コストを低減できる。
【0038】また、第2の発明は、Lgs、Lgdがいずれ
も形成膜厚で決まるため、パターニング制度に依存する
ことなくこれらの値を決定できる。また、それらの値は
従来より小さくすることが可能であり、且つ独立して制
御できるので、直列抵抗を低減すると同時にドレイン耐
圧を向上することができる。
【0039】従って、従来より高性能なMESFETが
歩留り良く得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明による製造方法の一実施例を示す工
程別の断面図である。
【図2】第1の発明による製造方法の一実施例を示す工
程別の断面図である。
【図3】第2の発明による製造方法の一実施例を示す工
程別の断面図である。
【図4】第2の発明による製造方法の一実施例を示す工
程別の断面図である。
【図5】第2の発明による製造方法の一実施例を示す工
程別の断面図である。
【図6】従来の非対称n+層を有するMESFETの断
面図である。
【図7】従来の非対称n+層を有するMESFETの断
面図である。
【符号の説明】
11 半絶縁性基板 14 n型動作層 16 レジスト 17 n+不純物層 19 ソース電極 20 ドレイン電極 21 ゲート電極 31 半絶縁性基板 33 n型動作層 34 SiO2膜 35 レジスト 36 金属膜 37 Sin膜 38 Sin膜 40 n+不純物層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年9月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】 その後、図1(b)に示すように、レジ
スト13及びSiN膜12を除去する。次に、再度Si
N膜15をECRCVD法で約500Å形成し、このS
iN膜15上にレジスト16を塗布し、パターニングを
行って所望の領域に窓開けを行なう。この時、ダミーゲ
ートとして使用するレジストパターン16−1のドレイ
ン側(図面では右側)にサイドレジストパターン16−
2を形成する。このレジストパターン16−2の寸法
は、後の図1(d)の工程で述べるサイドエッチ量の2
倍以下である。続いて、n+不純物層を形成するための
不純物、例えば、Si+を加速電圧90keV、ドース
量5×1013cm-2で斜めイオン注入する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】 然る後、図2(f)に示すように、NH
4F:HF=120:1の混合液でスライトエッチし、
レジスト側面のSiO2を除去した後、このレジスト1
6上のSiO2膜18をリフトオフする。その後、88
0℃で5秒間の短時間アニールを施す。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】 最後に、図2(h)に示すように、フォ
トレジストでパターニングした後、窓開けしたゲート部
のSiN膜15をCF4ガス中のプラズマエッチングで
除去する。引き続いてTi/Pt/Auを蒸着し、リフ
トオフでゲート電極21を形成する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】 図3(a)に示すように、半絶縁性Ga
As基板31の主表面全面に例えば東京応化(株)製O
EBRなどのフォトレジスト32を塗布し、パターニン
グを行って所望領域に窓開けを行なう。続いてn型動作
層33を形成するための不純物例えば、Si+をイオン
注入する。注入条件は、例えば、加速電圧40KeV、
ドーズ量3×1012cm-2である。その後、レジスト3
2を除去する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】 その後、図5(i)に示すように、フォ
トレジスト39を塗布し、パターニングを行って、所望
領域に窓開けを行ない、n+不純物層40を形成するた
めの不純物例えば、Si+を加速電圧90KeV、ドー
ズ量3×1012cm-2の条件でイオン注入する。続いて、
レジスト39を除去したのち注入した不純物を活性化す
るための熱処理を行なう。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】 然る後、図5(j)に示すように、基板
の主表面にフォトレジスト膜41を形成し、パターニン
グを行って、所望の窓開けを行った後、AuGe/Ni
からなる金属電極42を主表面全面に蒸着する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0035
【補正方法】変更
【補正内容】
【0035】 最後に、図5(k)に示すように、リフ
トオフ法により、レジスト上の不要金属42を除去した
のち、H2雰囲気中450℃、120秒間熱処理する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】 また、第2の発明は、Lgs、Lgdがいず
れも形成膜厚で決まるため、パターニング精度に依存す
ることなくこれらの値を決定できる。また、それらの値
は従来より小さくすることが可能であり、且つ独立して
制御できるので、直列抵抗を低減すると同時にドレイン
耐圧を向上することができる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 11 半絶縁性基板 14 n型動作層 16 レジスト 17 n+不純物層 19 ソース電極 20 ドレイン電極 21 ゲート電極 31 半絶縁性基板 33 n型動作層 34 SiO2膜 35 レジスト 36 金属膜 37 SiN膜 38 SiN膜 40 n+不純物層
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 8617−4M H01L 21/265 V

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダミーゲートとして使用する第1のマス
    クパターンのドレイン側に近接して第2のマスクパター
    ンを形成した後、n+不純物層を形成する不純物を斜め
    イオン注入し、その後、このマスク材をエッチングして
    ダミーゲートの寸法を短くするとともに、前記第2のマ
    スクパターンをエッチオフし、残った第1のマスクパタ
    ーンを反転してゲート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。
  2. 【請求項2】 低濃度不純物領域が形成された半導体基
    板の主表面上に島状の第1の絶縁膜を形成し、この絶縁
    膜の外周面にゲート電極用金属膜と第2の絶縁膜を壁状
    に形成した後、前記第1の絶縁膜を除去し、さらに前記
    金属膜及び第2の絶縁膜の両側に第3の絶縁膜を形成し
    た後、前記金属膜及び第2、第3の絶縁膜の両側に高濃
    度不純物領域を形成すると同時に、前記金属膜及び第
    2、第3の絶縁膜の下側の半導体表面のみに低濃度不純
    物領域を残すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP3183302A 1991-06-27 1991-06-27 半導体装置の製造方法 Pending JPH056902A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512498A (en) * 1994-01-28 1996-04-30 Sony Corporation Method of producing semiconductor device

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