JPH0595004A - 電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents

電界効果トランジスタの製造方法

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JPH0595004A
JPH0595004A JP10640091A JP10640091A JPH0595004A JP H0595004 A JPH0595004 A JP H0595004A JP 10640091 A JP10640091 A JP 10640091A JP 10640091 A JP10640091 A JP 10640091A JP H0595004 A JPH0595004 A JP H0595004A
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JP
Japan
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insulating film
opening
recess
etching
width
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Application number
JP10640091A
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English (en)
Inventor
Katsuyoshi Sugiura
克義 杉浦
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mining Co Ltd
Nikko Kyodo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】リソグラフィ法の寸法精度以下の幅のゲート電
極リセス構造を制御性よく作成する。 【構成】第1段目のリセス6を形成した後に開口部側壁
に第3の絶縁膜3を形成している。この第3の絶縁膜の
厚さだけ開口幅を狭くすることができ、同時に第2のリ
セス7のエッチング時に第1のリセスがエッチングされ
変形することもない。 【効果】短ゲート長で、再現性のよい2段リセス構造を
有するFETを高い歩留まりで作成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電界効果トランジスタ、
特にリセス構造を有するショットキー接合型電界効果ト
ランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】GaAsを半導体材料とするショットキ
ー接合型電界効果トランジスタ(以下、FETという)
は、マイクロ波帯域等の能動素子として多数用いられて
いる。これらのFETでは、ゲート長を短くして遮断周
波数等の高周波特性を向上させ、ソース抵抗(ゲート・
ソース電極間の寄性抵抗)を減少させ、伝達コンダクタ
ンスgmを増大させ、しかもゲート耐圧を確保すること
が必要とされる。このためFETは、種々の微細加工技
術を駆使して製造されている。
【0003】ゲート耐圧の確保とソース抵抗の低減を両
立させる構造として、ドレイン・ソース電極間の半導体
部分を堀込み、そこにゲート電極を設けたリセス構造が
有効である。とくに、2段に堀込みを設けた2段リセス
構造では、高周波特性においてゲインおよびパワー特性
が改善される。
【0004】次に、このような2段リセス構造の従来技
術による製造工程(H.M.Macksey;IEEE Trans.Electron
Devices,vol.ED-33.,No.11,1986)を図2により説明す
る。
【0005】図2(a)に示すように、半導体基板21
上に第1のレジスト層22、第2のレジスト層23、G
e層24、第3のレジスト層25を順次形成する。電子
ビームリソグラフィ法により、ゲート電極幅(ゲート
長)に相当する幅の第1の開口26を第3のレジスト層
25に形成する。第3のレジスト層25をマスクとし
て、反応性イオンエッチング(RIE)によりGe層2
4、第2のレジスト層23および第1のレジスト層22
を順次エッチングして半導体基板21を露出させる。こ
の露出した半導体基板21を選択的にエッチングして深
いリセス27を形成する。
【0006】次に、図2(b)に示すように、第1の開
口26のうち第1のレジスト22の側壁のみを化学エッ
チングすることにより、幅広の第2の開口28を形成す
る。第2の開口28に露出した半導体基板21を選択的
にエッチングして浅いリセス29を形成する。
【0007】最後に、図2(c)に示すように、ゲート
金属を全面に蒸着した後、第1のレジスト層22、第2
のレジスト層23およびGe層24を除去すること(リ
フトオフ法)によりゲート電極30を形成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
よる製造工程において、ゲート長および深いリセスの幅
はリソグラフィ法の寸法精度以下とすることはできな
い。そのため、サブミクロンの短ゲート長を作成する場
合は、電子ビームリソグラフィ法を用いる必要があり、
生産性が低い。
【0009】また、深いリセスを形成した後、深いリセ
スを含む幅広の浅いリセスをエッチングにより形成して
いるため、リセス構造の制御が難しい。
【0010】本発明は、このような課題を解決したもの
で、その目的はリソグラフィ法の寸法精度以下の幅のリ
セス構造を制御性よく作成するFETの製造方法を提供
するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明による電
界効果トランジスタの製造方法は、半導体上に第1の絶
縁膜および第2の絶縁膜を順次形成する工程、前記第2
の絶縁膜にゲート電極に対応した開口上部を設ける工
程、該開口上部に対応し該開口上部よりも幅広の開口下
部を前記第1の絶縁膜に設ける工程、該開口下部の幅に
対応した領域の前記半導体をエッチングして第1段目の
リセスを形成する工程、前記開口上部・開口下部の側壁
および底部に第3の絶縁膜を堆積する工程、異方性エッ
チングにより、前記底部の第3の絶縁膜を除去すること
で前記側壁部分の第3の絶縁膜を残す工程、および、前
記底部に露出する前記半導体をエッチングして第2段目
のリセスを形成し、ゲート電極を形成する工程を順次行
うことを要旨とするものである。
【0012】なお、開口下部を選択性エッチングにより
形成すること、第2段目のリセスのが第1段目のリセス
よりも深いことが望ましい。
【0013】本発明によれば、第1段目のリセスを形成
した後に開口部側壁に第3の絶縁膜を形成している。し
たがって、この第3の絶縁膜の厚さだけ開口幅を狭くす
ることができ、同時に第2のリセスのエッチング時に第
1のリセスがエッチングされ変形することもない。
【0014】
【実施例】本発明の一実施例であるFETの製造工程を
図1(a)〜(d)を用いて以下に説明する。
【0015】図1(a)に示すように、半絶縁性のGa
As半導体からなる半導体基板10の表面上に窒化シリ
コン膜(厚さ:0.1μm)からなる第1の絶縁膜1を
プラズマCVD法により形成し、その上に酸化シリコン
膜(厚さ:0.35μm)からなる第2の絶縁膜2をス
パッタ法によりを形成する。あらかじめ、半導体基板1
0には活性層となるn型領域11、および、このn型領
域11とオーミック接合するソース電極12・ドレイン
電極13が設けられている。
【0016】次に、ソース電極12とドレイン電極13
間のゲート電極14を設ける領域(幅:0.5μm)を
開口したフォトレジスト(図示せず)を形成する。この
フォトレジストをマスクとして、CHF3ガスおよびA
rガスを用いた反応性イオンエッチングにより第2の絶
縁膜2のみを選択的に異方性エッチングし、フォトレジ
ストの開口に対応した開口上部4を形成する。この異方
性エッチングは、反応性イオンビームエッチングにより
行うこともできる。
【0017】図1(b)に示すように、第2の絶縁膜2
(または、フォトレジスト)をマスクとして、CF4
スおよびO2ガスを用いた反応性イオンエッチングによ
り第1の絶縁膜1の側壁のみを選択的に等方性エッチン
グする。このエッチングにより第1の絶縁膜1のみがサ
イドエッチングされるため、開口上部4よりも幅の広い
開口下部5が形成される。開口下部5の底部に露出した
半導体基板10を選択的に等方性エッチングことによ
り、リセス幅Lg1=0.85μmの第1のリセス6を形
成する。このときのエッチヤントとしては、NH4
H:H22:H2O=100:15:500を用いるこ
とができる。第1のリセス幅Lg1は、第1の絶縁膜1の
サイドエッチング量を調整することにより正確に制御で
きる。
【0018】そして、図1(c)に示すように、酸化シ
リコン膜(厚さ:0.25μm)からなる第3の絶縁膜
3をスパッタ法により全面に形成する。この第3の絶縁
膜3は、第2の絶縁膜2の表面のみでなく、開口上部4
・開口下部5の側壁および底部にも形成される。
【0019】CHF3ガスおよびArガスを用いた反応
性イオンエッチングにより半導体基板10の全面の第3
の絶縁膜3を選択的に異方性エッチングすることによ
り、開口上部4・開口下部5の側壁に第3の絶縁膜3を
残したまま、半導体基板10の表面が開口下部5の底部
に露出する。この異方性エッチングは、反応性イオンビ
ームエッチングにより行うこともできる。
【0020】開口下部5の底部に露出した半導体基板1
0を選択的にエッチングことにより、リセス幅Lg2=
0.25μmの第2のリセス7を形成する。このときの
エッチヤントとしては、NH4OH:H22:H2O=1
00:15:500を用いることができる。第2のリセ
ス幅Lg2は、ゲート長とほぼ等しく、開口上部4・開口
下部5の側壁に残された第3の絶縁膜3’の厚みにより
正確に制御できる。
【0021】最後に、図1(d)に示すように、リフト
オフ法により開口上部4・開口下部5に金属膜を形成し
ゲート電極14とする。
【0022】したがって、本実施例によればフォトレジ
ストの開口幅よりも狭いゲート長とすることができる。
また、側壁に残された第3の絶縁膜3’上にもゲート電
極14を設けているので、ゲート内部抵抗を下げること
もできる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電界
効果トランジスタの製造方法は、半導体上に第1の絶縁
膜および第2の絶縁膜を順次形成する工程、前記第2の
絶縁膜にゲート電極に対応した開口上部を設ける工程、
該開口上部に対応し該開口上部よりも幅広の開口下部を
前記第1の絶縁膜に設ける工程、該開口下部の幅に対応
した領域の前記半導体をエッチングして第1段目のリセ
スを形成する工程、前記開口上部・開口下部の側壁およ
び底部に第3の絶縁膜を堆積する工程、異方性エッチン
グにより、前記底部の第3の絶縁膜を除去することで前
記側壁部分の第3の絶縁膜を残す工程、および、前記底
部に露出する前記半導体をエッチングして第2段目のリ
セスを形成し、ゲート電極を形成する工程を順次行うこ
とを要旨とするものである。
【0024】本発明によれば、開口上部の幅よりも狭い
ゲート長を再現性よく得ることができ、同時に、第1、
第2のリセスをそれぞれ独立のエッチングにより形成す
ることができる。したがって、短ゲート長で、再現性の
よい2段リセス構造を有するFETを高い歩留まりで作
成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電界効果トランジスタの製造工程
を説明するための概念図である。
【図2】従来技術による電界効果トランジスタの製造工
程を説明するための概念図である。
【符号の説明】
1…第1の絶縁膜、 2…第2の絶縁膜、3
…第3の絶縁膜、 4…開口、5…開口部、
6…第1のリセス、7…第2のリセス、
10…半導体基板、11…n型領域、
12…ソース電極、13…ドレイン電極、
14…ゲート電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体上に第1の絶縁膜および第2の絶
    縁膜を順次形成する工程、 前記第2の絶縁膜にゲート電極に対応した開口上部を設
    ける工程、 該開口上部に対応し該開口上部よりも幅広の開口下部を
    前記第1の絶縁膜に設ける工程、 該開口下部の幅に対応した領域の前記半導体をエッチン
    グして第1段目のリセスを形成する工程、 前記開口上部・開口下部の側壁および底部に第3の絶縁
    膜を堆積する工程、 異方性エッチングにより、前記底部の第3の絶縁膜を除
    去することで前記側壁部分の第3の絶縁膜を残す工程、
    および、 前記底部に露出する前記半導体をエッチングして第2段
    目のリセスを形成し、ゲート電極を形成する工程を順次
    行うことを特徴とした電界効果トランジスタの製造方
    法。
JP10640091A 1991-04-12 1991-04-12 電界効果トランジスタの製造方法 Pending JPH0595004A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003059949A (ja) * 2001-08-20 2003-02-28 Nec Corp 電界効果トランジスタ及び電界効果トランジスタの製造方法
JP2005026325A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法

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JP2003059949A (ja) * 2001-08-20 2003-02-28 Nec Corp 電界効果トランジスタ及び電界効果トランジスタの製造方法
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