JPH06196505A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH06196505A
JPH06196505A JP35910292A JP35910292A JPH06196505A JP H06196505 A JPH06196505 A JP H06196505A JP 35910292 A JP35910292 A JP 35910292A JP 35910292 A JP35910292 A JP 35910292A JP H06196505 A JPH06196505 A JP H06196505A
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JP
Japan
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gate
pattern
source
drain
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP35910292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Yamamoto
靖 山本
Koichi Sakamoto
孝一 坂本
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP35910292A priority Critical patent/JPH06196505A/en
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Abstract

PURPOSE:To manufacture a plurality of MESFET or the like wherein the distance between a gate and a source can be designed independently of the distance between the gate and a drain, and different distances between the gates and the sources are set on the same wafer in the same process. CONSTITUTION:An SiNx film 2 is formed on the surface of an operating layer 1a of a substrate 1, and a gate pattern 3a, a source pattern 3b, and a drain pattern 3c are opened in the SiNx film 2. After an SiO2 film 4 is deposited on the SiNx film 2 and buried in each of the patterns 3a, 3b, 3c, the source pattern 3b and the drain pattern 3c are again opened. By implanting ions in the opened patterns 3b, 3c, a source side N<+> layer 1b and a drain side N<+> side layer 1c are formed, and an source electrode 6b and a drain electrode 6c are formed on the source side N<+> layer 1b and the drain side N<+> layer 1c, respectively. Then the SiO2 film 4 in the gate pattern 3a is eliminated, and a gate electrode 8 is formed in the gate pattern 3a.

Description

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

【0001】[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。具体的にいうと、GaAs−MESFETやH
EMT等の化合物半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device. Specifically, GaAs-MESFET and H
The present invention relates to a method for manufacturing a compound semiconductor device such as EMT.

【0002】[0002]

【従来技術】MESFET(metal-semiconductor FE
T)においては、ゲート電極とソース領域の間の距離
(以下、ゲート・ソース間距離という。)やゲート電極
とドレイン領域の間の距離(以下、ゲート・ドレイン間
距離という。)を小さくすることは、素子の特性向上に
つながる。しかしながら、従来のMESFETの製造方
法にあっては、半導体基板上に形成された保護膜にソー
スパターン及びドレインパターンを開口し、イオン注入
してソース及びドレイン領域を形成した後、ソース及び
ドレインパターンの間にゲートパターンを開口しゲート
電極を形成するので、ゲートパターンを形成する時のマ
スクアライメントの精度からゲート・ソース間距離及び
ゲート・ドレイン間距離を小さく、かつ、精度良く設定
するには限界があった。
2. Description of the Related Art MESFET (metal-semiconductor FE)
In T), the distance between the gate electrode and the source region (hereinafter referred to as the gate-source distance) and the distance between the gate electrode and the drain region (hereinafter referred to as the gate-drain distance) are reduced. Will improve the characteristics of the device. However, in the conventional method for manufacturing a MESFET, a source pattern and a drain pattern are opened in a protective film formed on a semiconductor substrate, and ion implantation is performed to form a source and a drain region. Since the gate pattern is opened between them to form the gate electrode, there is a limit to how small the gate-source distance and the gate-drain distance can be set from the accuracy of mask alignment when forming the gate pattern, and to set them accurately. there were.

【0003】このため、従来からも種々のセルフアライ
メントによる製造方法が提案されている。図3(a)〜
(j)に示すものは、側壁ゲートセルフアライメント法
によるMESFETの製造方法である。この製造方法
は、つぎのようにしてMESFET38を製造するもの
である。まず、エピタキシャル成長法もしくはイオン注
入法によって動作層31aを形成した半絶縁性GaAs
基板31上にSiNX膜32aを堆積させた後、フォト
リソグラフィー法等によりSiNX膜32aを加工して
ゲート電極形成用のダミーゲート32を形成する〔図3
(a)〕。次に、ダミーゲート32の上からウエハの表
面にSiO2膜33を堆積させ〔図3(b)〕、RIE
(反応性イオンエッチング)法によりSiO2膜33に
異方性エッチングを施してダミーゲート32の側壁33
b,33cを形成する〔図3(c)〕。
For this reason, various manufacturing methods by self-alignment have been conventionally proposed. Fig.3 (a)-
Shown in (j) is a method for manufacturing a MESFET by the sidewall gate self-alignment method. This manufacturing method is to manufacture the MESFET 38 as follows. First, semi-insulating GaAs in which the operating layer 31a is formed by the epitaxial growth method or the ion implantation method.
After the SiN X film 32a is deposited on the substrate 31, by processing the SiN X film 32a by photolithography or the like to form a dummy gate 32 for forming the gate electrode [3
(A)]. Next, a SiO 2 film 33 is deposited on the surface of the wafer from above the dummy gate 32 [FIG.
The SiO 2 film 33 is anisotropically etched by the (reactive ion etching) method to form sidewalls 33 of the dummy gate 32.
b and 33c are formed [FIG. 3 (c)].

【0004】この後、ダミーゲート32及び側壁33
b,33cをマスクとしてイオン注入を行い、図3
(d)に示すように、ダミーゲート32の両側にソース
側n+層(ソース領域)31b及びドレイン側n+層(ド
レイン領域)31cを形成し、As雰囲気中でアニール
を行なう。ついで、ウエハの表面にフォトレジスト膜3
4を形成し、フォトリソグラフィー法によってフォトレ
ジスト膜34にソース電極パターン及びドレイン電極パ
ターンを開口した後、ソース・ドレイン金属35を蒸着
する〔図3(e)〕。ついで、フォトレジスト膜34を
除去し、ソース側n+層31b及びドレイン側n+層31
cの上にソース電極35b及びドレイン電極35cを形
成する〔図3(f)〕。
After that, the dummy gate 32 and the side wall 33 are formed.
Ions are implanted using the masks b and 33c as a mask, as shown in FIG.
As shown in (d), a source side n + layer (source region) 31b and a drain side n + layer (drain region) 31c are formed on both sides of the dummy gate 32, and annealing is performed in an As atmosphere. Then, a photoresist film 3 is formed on the surface of the wafer.
4 is formed, the source electrode pattern and the drain electrode pattern are opened in the photoresist film 34 by the photolithography method, and then the source / drain metal 35 is deposited [FIG. 3 (e)]. Then, the photoresist film 34 is removed, and the source side n + layer 31b and the drain side n + layer 31 are removed.
A source electrode 35b and a drain electrode 35c are formed on c (FIG. 3 (f)).

【0005】ダミーゲート32及び側壁33b,33c
が隠れるまでウエハ表面にフォトレジスト膜36を形成
し〔図3(g)〕、フォトレジスト膜36をエッチング
してダミーゲート32及び側壁33b,33cの頂部の
みを露出させる〔図3(h)〕。ついで、ダミーゲート
32及び側壁33b,33cをエッチング除去してフォ
トレジスト膜36にゲートパターン36aを開口し、フ
ォトレジスト膜36の上からゲート金属37を蒸着する
〔図3(i)〕。このとき、ゲートパターン36a内に
はダミーゲート32の底面を型としたゲート電極37a
が形成される。したがって、フォトレジスト膜36を除
去すると、MESFET38が完成する〔図3
(j)〕。
Dummy gate 32 and side walls 33b and 33c
A photoresist film 36 is formed on the surface of the wafer until it is hidden [FIG. 3 (g)], and the photoresist film 36 is etched to expose only the dummy gate 32 and the tops of the side walls 33b and 33c [FIG. 3 (h)]. . Then, the dummy gate 32 and the side walls 33b and 33c are removed by etching to open a gate pattern 36a in the photoresist film 36, and a gate metal 37 is vapor-deposited on the photoresist film 36 [FIG. 3 (i)]. At this time, the gate electrode 37a having the bottom surface of the dummy gate 32 as a mold is formed in the gate pattern 36a.
Is formed. Therefore, when the photoresist film 36 is removed, the MESFET 38 is completed [FIG.
(J)].

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなMESF
ETの製造方法にあっては、ゲート・ソース間距離及び
ゲート・ドレイン間距離は、いずれも側壁33b,33
cの幅によって決まり、側壁33b,33cの幅はRI
E法によるエッチングプロセスにおける条件を操作する
ことにより、ある程度の範囲で設定できる。
MESF as described above
In the ET manufacturing method, the distance between the gate and the source and the distance between the gate and the drain are both sidewalls 33b and 33b.
The width of the side walls 33b and 33c is RI.
It can be set within a certain range by operating the conditions in the etching process by the E method.

【0007】しかしながら、上記従来の製造方法にあっ
ては、側壁33b,33cはRIE法によりSiO2
33を異方性エッチングすることによって形成されるの
で、ダミーゲート32の両側に残された側壁33b,3
3cの幅は独立に設定することができない。このため、
ゲート・ソース間距離及びゲート・ドレイン間距離をそ
れぞれ独立に任意の値に設定することができなかった。
従って、従来方法にあっては、ゲート・ソース間距離と
ゲート・ドレイン間距離を非対称に大きく異ならせた
り、あるいは、同一ウェハ上の同一工程において、ゲー
ト・ソース間距離が異なる複数のMESFETを作製す
ることができなかった。
However, in the above conventional manufacturing method, since the side walls 33b and 33c are formed by anisotropically etching the SiO 2 film 33 by the RIE method, the side walls left on both sides of the dummy gate 32 are formed. 33b, 3
The width of 3c cannot be set independently. For this reason,
The distance between the gate and the source and the distance between the gate and the drain cannot be independently set to arbitrary values.
Therefore, according to the conventional method, the distance between the gate and the source and the distance between the gate and the drain are significantly different asymmetrically, or a plurality of MESFETs having different distances between the gate and the source are manufactured in the same process on the same wafer. I couldn't.

【0008】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、ゲート・ソ
ース間距離とゲート・ドレイン間距離とを互いに独立に
設計することができ、しかも、同一ウェハ上の同一工程
において異なるゲート・ソース間距離を持つ複数のME
SFET等を製造することができる半導体装置の製造方
法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and an object of the present invention is to design the gate-source distance and the gate-drain distance independently of each other. Moreover, a plurality of MEs having different gate-source distances in the same process on the same wafer
It is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of manufacturing SFET and the like.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、動作層を持つ化合物半導体基板上に第一の保
護膜を形成し、当該第一の保護膜にゲートパターン、ソ
ースパターン及びドレインパターンを同時に開口する工
程と、前記第一の保護膜に開口したゲートパターンを第
二の保護膜で埋めて塞ぐ工程と、前記第一及び第二の保
護膜をマスクとして前記基板のソースパターン領域及び
ドレインパターン領域に不純物を注入し、ソース領域及
びドレイン領域を形成する工程と、前記ソース領域及び
ドレイン領域の上にソース電極及びドレイン電極を形成
する工程と、この後、前記第二の保護膜を除去して、前
記基板のゲートパターン領域にゲート電極を形成する工
程とを有することを特徴としている。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first protective film is formed on a compound semiconductor substrate having an operation layer, and a gate pattern, a source pattern and a first protective film are formed on the first protective film. A step of simultaneously opening a drain pattern, a step of filling and closing a gate pattern opened in the first protective film with a second protective film, and a source pattern of the substrate using the first and second protective films as a mask Implanting an impurity into the region and the drain pattern region to form a source region and a drain region, forming a source electrode and a drain electrode on the source region and the drain region, and then performing the second protection And removing the film to form a gate electrode in the gate pattern region of the substrate.

【0010】[0010]

【作用】本発明の半導体装置の製造方法にあっては、第
一の保護膜にゲートパターン、ソースパターン及びドレ
インパターンを同時に開口した後、一旦ゲートパターン
を第二の保護膜によって塞ぎ、第一の保護膜及び第二の
保護膜をマスクとしてソース領域及びドレイン領域を形
成し、ついで、第二の保護膜を除去してゲートパターン
を再び開口させてゲート電極を形成している。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the gate pattern, the source pattern and the drain pattern are simultaneously opened in the first protective film, and then the gate pattern is once closed by the second protective film. The source region and the drain region are formed by using the protective film and the second protective film as a mask, and then the second protective film is removed and the gate pattern is opened again to form the gate electrode.

【0011】従って、ゲート電極を形成するためのゲー
トパターンを基準としてソース領域及びドレイン領域を
セルフアライメントによって形成することができ、ゲー
ト・ソース間距離及びゲート・ドレイン間距離を精度良
く形成することができる。
Therefore, the source region and the drain region can be formed by self-alignment with reference to the gate pattern for forming the gate electrode, and the gate-source distance and the gate-drain distance can be accurately formed. it can.

【0012】また、第一の保護膜のパターニング時にゲ
ート電極、ソース領域、ドレイン領域等のパターンや寸
法を任意に、しかも、独立に設定することができるの
で、ゲート・ソース間距離やゲート・ドレイン間距離を
互いに独立に任意の寸法となるように設定できる。従っ
て、ゲート・ソース間距離とゲート・ドレイン間距離と
が異なる半導体装置を形成することができ、また、同一
ウェハ上に同一工程によりゲート長やゲート・ソース間
距離の異なる素子を同時に製作することもできる。
In addition, since the pattern and dimensions of the gate electrode, the source region, the drain region, etc. can be set arbitrarily and independently at the time of patterning the first protective film, the gate-source distance and the gate-drain can be set. The distances can be set independently of each other to have arbitrary dimensions. Therefore, it is possible to form a semiconductor device in which the gate-source distance and the gate-drain distance are different, and to fabricate devices with different gate lengths and gate-source distances simultaneously on the same wafer in the same process. You can also

【0013】[0013]

【実施例】図1(a)〜(i)に本発明の一実施例によ
るMESFETの製造方法を示す。ここでは便宜上、ゲ
ート長が0.5μm、ゲート電極8とソース側n+層1b
の間の距離(ゲート・ソース間距離)が0.5μm、ゲ
ート電極8とドレイン側n+層1cの間の距離(ゲート
・ドレイン間距離)が1.0μmの場合を説明する。
1A to 1I show a method of manufacturing a MESFET according to an embodiment of the present invention. Here, for convenience, the gate length is 0.5 μm, the gate electrode 8 and the source side n + layer 1b
A description will be given of a case where the distance (gate-source distance) is 0.5 μm and the distance between the gate electrode 8 and the drain side n + layer 1c (gate-drain distance) is 1.0 μm.

【0014】まず、図1(a)に示すように、エピタキ
シャル成長もしくはイオン注入技術によって表層部に動
作層1aを形成された半絶縁性GaAs基板1上にSi
X膜2を堆積させる。このとき、SiNX膜2の膜厚は
ゲート長とほぼ同じとし、ここでは0.5μmとする。
First, as shown in FIG. 1 (a), Si is formed on a semi-insulating GaAs substrate 1 having an operating layer 1a formed on the surface by epitaxial growth or ion implantation technique.
The N x film 2 is deposited. At this time, the film thickness of the SiN x film 2 is set to be substantially the same as the gate length, and here it is set to 0.5 μm.

【0015】次に、SiNX膜2の上にフォトレジスト
膜3を形成し、フォトリソグラフィー法によってフォト
レジスト膜3にゲートパターン3a、ソースパターン3
b及びドレインパターン3cを開口する〔図1
(b)〕。このときのゲートパターン3aの開口幅によ
りゲート長が決まり(側壁を設けた場合には、側壁の幅
だけゲート長は短くなる)、ゲートパターン3aとソー
スパターン3bの間のフォトレジスト膜3の幅によりゲ
ート・ソース間距離が決まり、ゲートパターン3aとド
レインパターン3cの間のフォトレジスト膜3の幅によ
りゲート・ドレイン間距離が決まる。
Next, a photoresist film 3 is formed on the SiN x film 2, and the gate pattern 3a and the source pattern 3 are formed on the photoresist film 3 by photolithography.
b and the drain pattern 3c are opened [Fig. 1
(B)]. The gate length is determined by the opening width of the gate pattern 3a at this time (when a sidewall is provided, the gate length is shortened by the width of the sidewall), and the width of the photoresist film 3 between the gate pattern 3a and the source pattern 3b is determined. Determines the gate-source distance, and the width of the photoresist film 3 between the gate pattern 3a and the drain pattern 3c determines the gate-drain distance.

【0016】ついで、各パターン3a,3b,3cから
露出したSiNX膜2をエッチング除去し、フォトレジ
スト膜3のゲートパターン3a、ソースパターン3b及
びドレインパターン3cをそれぞれSiNX膜3まで深
くし、フォトレジスト膜3を除去して各パターン3a,
3b,3cをSiNX膜2に転写する〔図1(c)〕。
Then, the SiN x film 2 exposed from each of the patterns 3a, 3b and 3c is removed by etching, and the gate pattern 3a, the source pattern 3b and the drain pattern 3c of the photoresist film 3 are deepened to the SiN x film 3, respectively. By removing the photoresist film 3, each pattern 3a,
3b and 3c are transferred to the SiN x film 2 [FIG. 1 (c)].

【0017】次に、図1(d)に示すように、表面全体
にSiO2間4を堆積させる。このときの堆積は、等方
的であることが必要で、SiNX膜2と同程度の膜厚の
約0.5μmとする。これにより、ゲートパターン3a
はSiO2膜4で完全に埋まり、ゲートパターン3aの
部分では他の部分の約2倍の膜厚のSiO2膜4が堆積
する。
Next, as shown in FIG. 1 (d), SiO 2 gaps 4 are deposited on the entire surface. The deposition at this time needs to be isotropic, and the thickness is about 0.5 μm, which is about the same as the SiN x film 2. Thereby, the gate pattern 3a
It is completely filled with the SiO 2 film 4, the SiO 2 film 4 having a thickness of approximately twice the other part is deposited in a portion of the gate pattern 3a.

【0018】この後、RIE法等の異方性エッチングに
よりSiO2膜4を約0.5μmだけエッチング除去する
と、ゲートパターン3aを埋めたSiO2膜4は残り、
ソースパターン3bやドレインパターン3cを埋めてい
たSiO2膜4はほぼ完全に除去される。
After that, when the SiO 2 film 4 is removed by about 0.5 μm by anisotropic etching such as RIE, the SiO 2 film 4 filling the gate pattern 3a remains.
The SiO 2 film 4 filling the source pattern 3b and the drain pattern 3c is almost completely removed.

【0019】ついで、ソースパターン3bやドレインパ
ターン3cを通してGaAs基板1の動作層1aにイオ
ン注入し、ソース側n+層1b及びドレイン側n+層1c
を形成した後、As雰囲気中でアニールする〔図1
(e)〕。
Then, ions are implanted into the operating layer 1a of the GaAs substrate 1 through the source pattern 3b and the drain pattern 3c to form the source side n + layer 1b and the drain side n + layer 1c.
After forming the film, it is annealed in an As atmosphere [Fig.
(E)].

【0020】なお、SiO2膜4を異方性エッチングす
る工程においてソース及びドレインパターン3b,3c
内のSiO2膜4を完全に除去せず、SiO2膜4を薄く
残しておき、薄いSiO2膜4を透過させてイオン注入
してもよい。この場合は、ソース側及びドレイン側n+
層1b,1cからのAsの蒸発をSiO2膜4によって
抑えることができるので、空気中でアニールを行うこと
ができる。
In the step of anisotropically etching the SiO 2 film 4, the source and drain patterns 3b and 3c are formed.
The SiO 2 film 4 in the inside may not be completely removed, the SiO 2 film 4 may be left thin, and the thin SiO 2 film 4 may be transmitted to perform ion implantation. In this case, the source side and the drain side n +
Since the evaporation of As from the layers 1b and 1c can be suppressed by the SiO 2 film 4, the annealing can be performed in the air.

【0021】次に、図1(f)に示すように、SiO2
膜4の上からウエハの表面全体にフォトレジスト膜5を
形成し、フォトリソグラフィー法によってソース及びド
レイン電極パターンを開口してソース側及びドレイン側
+層1b,1cを部分的に露出させ、フォトレジスト
膜5の上からソース・ドレイン金属6を蒸着させる。こ
のとき、ソース及びドレイン電極パターン内にソース及
びドレイン電極6b,6cが形成される。
Next, as shown in FIG. 1 (f), SiO 2
A photoresist film 5 is formed on the entire surface of the wafer from above the film 4, and the source and drain electrode patterns are opened by a photolithography method to partially expose the source side and drain side n + layers 1b and 1c. The source / drain metal 6 is vapor-deposited on the resist film 5. At this time, the source and drain electrodes 6b and 6c are formed in the source and drain electrode pattern.

【0022】ついで、図1(g)に示すように、不要と
なったフォトレジスト膜5を除去し、熱処理を施してソ
ース及びドレイン電極6b,6cとソース側及びドレイ
ン側n+層1b,1cを合金化させ、ソース電極6b及
びドレイン電極6cをそれぞれオーミック接触させる。
Then, as shown in FIG. 1G, the unnecessary photoresist film 5 is removed, and heat treatment is applied to the source and drain electrodes 6b and 6c and the source side and drain side n + layers 1b and 1c. Are alloyed to bring the source electrode 6b and the drain electrode 6c into ohmic contact with each other.

【0023】次に、図1(h)に示すように、露出して
いるSiO2膜4を完全に選択的エッチングにより除去
する。ついで、表面にフォトレジスト膜7を形成し、ゲ
ート電極パターン7aを開口してゲートパターン3a内
のGaAs基板1の動作層1aを露出させる。ここへゲ
ート金属を蒸着させると、ゲート電極パターン7a及び
ゲートパターン3a内にはゲート電極8が形成される。
Next, as shown in FIG. 1H, the exposed SiO 2 film 4 is completely removed by selective etching. Then, a photoresist film 7 is formed on the surface, and the gate electrode pattern 7a is opened to expose the operating layer 1a of the GaAs substrate 1 in the gate pattern 3a. When the gate metal is deposited here, the gate electrode 8 is formed in the gate electrode pattern 7a and the gate pattern 3a.

【0024】このとき、ゲート電極パターン7aの開口
幅をゲートパターン3aの開口幅、すなわちゲート長よ
りも大きくしておき、ゲートパターン3a内に露出させ
たGaAs基板1の表面からゲートパターン3aの両側
のSiNX膜2,2の表面にかけてゲート電極8を断面
T字形になるように形成すれば、ゲート抵抗を低減させ
ることができ、ひいてはMESFET9の高周波特性を
向上させることができる。最後に、フォトレジスト膜7
を除去してMESFET9の作製を終了する〔図1
(i)〕。
At this time, the opening width of the gate electrode pattern 7a is made larger than the opening width of the gate pattern 3a, that is, the gate length, and both sides of the gate pattern 3a are exposed from the surface of the GaAs substrate 1 exposed in the gate pattern 3a. If the gate electrode 8 is formed so as to have a T-shaped cross section over the surfaces of the SiN x films 2 and 2, the gate resistance can be reduced, and the high frequency characteristics of the MESFET 9 can be improved. Finally, the photoresist film 7
To complete the fabrication of MESFET 9 [FIG.
(I)].

【0025】本実施例によるMESFETの製造方法に
あっては、MESFETのゲート電極8、ソース側n+
層1b及びドレイン側n+層1cは、フォトリソグラフ
ィー法によりSiNX膜2に同時に開口したゲートパタ
ーン3a、ソースパターン3b及びドレインパターン3
cによって形成されるので、マスク合わせによる位置誤
差が発生せず、セルフアライメントによってゲート・ソ
ース間距離及びゲート・ドレイン間距離を精度良く得る
ことができ、MESFET製造の再現性が向上する。
In the MESFET manufacturing method according to this embodiment, the gate electrode 8 of the MESFET and the source side n +
The layer 1b and the drain side n + layer 1c are the gate pattern 3a, the source pattern 3b and the drain pattern 3 which are simultaneously opened in the SiN x film 2 by the photolithography method.
Since it is formed by c, a position error due to mask alignment does not occur, the gate-source distance and the gate-drain distance can be obtained with high accuracy by self-alignment, and the reproducibility of MESFET manufacturing is improved.

【0026】また、SiNX膜2をパターニングするこ
とによってゲート電極8、ソース側n+層1b及びドレ
イン側n+層1cの寸法及び位置を決めることができる
ので、ゲート長、ゲート・ソース間距離及びゲート・ド
レイン間距離をそれぞれ独立して任意の寸法に設定で
き、例えばゲート長と同程度である最小線幅から任意の
長さで設定することができる。しかも、SiNX膜2を
パターニングするマスク次第で、ゲート・ソース間距離
とゲート・ドレイン間距離も任意に異ならせることがで
きると共に同一ウエハ上に同一工程によりゲート・ソー
ス間距離の異なるMESFET9を同時に製作すること
もできる。
Further, by patterning the SiN x film 2, the dimensions and positions of the gate electrode 8, the source side n + layer 1b and the drain side n + layer 1c can be determined, so that the gate length and the gate-source distance can be determined. The gate-drain distance can be independently set to an arbitrary dimension, and can be set to an arbitrary length from the minimum line width that is approximately the same as the gate length. Moreover, the gate-source distance and the gate-drain distance can be arbitrarily changed depending on the mask for patterning the SiN x film 2, and the MESFETs 9 having different gate-source distances can be simultaneously formed on the same wafer by the same process. It can also be produced.

【0027】図2(a)(b)は本発明の別な実施例に
よるMESFETの製造方法を示す断面図である。本実
施例のMESFET10の製造方法にあっては、ソース
電極6b及びドレイン電極6cを形成するまでの工程は
上述の実施例の図1(a)〜(g)の工程と同じであ
る。
2 (a) and 2 (b) are sectional views showing a method of manufacturing a MESFET according to another embodiment of the present invention. In the method of manufacturing the MESFET 10 of this embodiment, the steps up to forming the source electrode 6b and the drain electrode 6c are the same as the steps of FIGS. 1A to 1G of the above-described embodiment.

【0028】この実施例においては、図1(a)〜
(g)と同様にして、ソース電極6b及びドレイン電極
6cをそれぞれソース側n+層1b及びドレイン側n+
1cの上に形成した後、ゲートパターン3aに残ってい
たSiO2膜4を選択的にエッチング除去する。このと
き、SiO2膜4を完全にエッチング除去せず、図2
(a)に示すように、SiO2膜4の一部をSiNX膜2
の側壁4aとしてゲートパターン3a内に残しておく。
この後、表面にフォトレジスト膜7を形成し、ゲート電
極パターン7aを開口してゲートパターン3a内のGa
As基板1の動作層1aを露出させる。ここへゲート金
属を蒸着させ、フォトレジスト膜7を除去してゲート電
極8を形成する〔図2(b)〕。
In this embodiment, as shown in FIG.
Similarly to (g), after forming the source electrode 6b and the drain electrode 6c on the source side n + layer 1b and the drain side n + layer 1c, respectively, the SiO 2 film 4 remaining on the gate pattern 3a is selected. By etching. At this time, the SiO 2 film 4 is not completely removed by etching, and
As shown in (a), a part of the SiO 2 film 4 is replaced with the SiN x film 2
The sidewall 4a of the gate pattern 3a is left in the gate pattern 3a.
Then, a photoresist film 7 is formed on the surface, the gate electrode pattern 7a is opened, and Ga in the gate pattern 3a is formed.
The operating layer 1a of the As substrate 1 is exposed. A gate metal is vapor-deposited here, the photoresist film 7 is removed, and the gate electrode 8 is formed [FIG.2 (b)].

【0029】この実施例においては、ゲートパターン内
の両側の側壁4aの幅だけゲート電極8のゲート長を短
くすることができ、短いゲート長のゲート電極8を形成
することができる。
In this embodiment, the gate length of the gate electrode 8 can be shortened by the width of the side walls 4a on both sides in the gate pattern, and the gate electrode 8 having a short gate length can be formed.

【0030】なお、上記実施例においては、第一の保護
膜としてSiNX膜を使用し、第二の保護膜としてSi
2膜を使用したが、逆に、第一の保護膜としてSiO2
膜を使用し、第二の保護膜としてSiNX膜を使用して
もよい。また、ドレイン、ソース及びゲート電極の形成
にはリフトオフ法を用いているが、エッチング法により
形成してもよい。さらに、上記実施例ではMESFET
について適用したが、類似のゲート電極を有するデバイ
ス、例えばHEMT等にも本発明は適用可能である。さ
らに、リセス構造を組合せ、ゲート電極を基板の表面に
凹設されたリセス部内に設けるようにしてもよい。
[0030] In the above embodiment, by using the SiN X film as a first protective film, Si as the second protective film
Although the O 2 film was used, conversely, SiO 2 was used as the first protective film.
Using the film, it may be used SiN X film as a second protective film. Further, although the lift-off method is used for forming the drain, source and gate electrodes, it may be formed by an etching method. Further, in the above embodiment, MESFET
However, the present invention can be applied to a device having a similar gate electrode, such as HEMT. Further, the recess structure may be combined so that the gate electrode is provided in the recess portion recessed in the surface of the substrate.

【0031】また、図示しないが、同一ウエハ上に多数
の素子を製作する場合、第一の保護膜をパターニングす
るためのマスクパターンにおいて、素子毎にゲート長や
ゲート・ソース間距離の設計値を変えておけば、同一ウ
エハ上に同一工程によってゲート長やゲート・ソース間
距離の異なる素子を同時に形成することができる。
Although not shown, when a large number of devices are to be manufactured on the same wafer, in the mask pattern for patterning the first protective film, the design values of the gate length and the gate-source distance are set for each device. If changed, elements having different gate lengths and different gate-source distances can be simultaneously formed on the same wafer by the same process.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、ソース領域及びドレイ
ン領域をセルフアライメントによって形成することがで
き、ゲート・ソース間距離及びゲート・ドレイン間距離
を精度良く形成することができる。
According to the present invention, the source region and the drain region can be formed by self-alignment, and the gate-source distance and the gate-drain distance can be accurately formed.

【0033】しかも、第一の保護膜のパターニング時に
ゲート電極、ソース領域、ドレイン領域等のパターンや
寸法を任意に、しかも、独立に設定することができるの
で、ゲート・ソース間距離やゲート・ドレイン間距離を
互いに独立に任意の寸法となるように設定できる。従っ
て、ゲート・ソース間距離とゲート・ドレイン間距離と
が異なる半導体装置を形成することができ、また、同一
ウェハ上に同一工程によりゲート長やゲート・ソース間
距離の異なる素子を同時に作製することもできる。この
結果、側壁ゲート法等によって製作不可能であった構造
の半導体装置を製作可能になる。
Moreover, since the pattern and dimensions of the gate electrode, the source region, the drain region and the like can be set arbitrarily and independently at the time of patterning the first protective film, the distance between the gate and the source and the gate and the drain can be set. The distances can be set independently of each other to have arbitrary dimensions. Therefore, it is possible to form a semiconductor device in which the distance between the gate and the source and the distance between the gate and the drain are different from each other, and to fabricate devices having different gate lengths and different distances between the gate and the source simultaneously on the same wafer by the same process. You can also As a result, it becomes possible to manufacture a semiconductor device having a structure that cannot be manufactured by the sidewall gate method or the like.

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

【図1】(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)
(h)(i)は、本発明の一実施例によるMESFET
の製造方法を示す断面図である。
1 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)
(H) (i) is a MESFET according to an embodiment of the present invention
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing.

【図2】(a)(b)は本発明の別な実施例によるME
SFETの製造方法の一部を示す断面図である。
2A and 2B are MEs according to another embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows a part of manufacturing method of SFET.

【図3】(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)
(h)(i)(j)は、従来例によるMESFETの製
造方法を示す断面図である。
3 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)
(H) (i) (j) is sectional drawing which shows the manufacturing method of MESFET by a prior art example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 1b ソース側n+層 1c ドレイン側n+層 2 SiNX膜 3a ゲートパターン 3b ソースパターン 3c ドレインパターン 4 SiO2膜 6b ソース電極 6c ドレイン電極 8 ゲート電極1 GaAs substrate 1b Source side n + layer 1c Drain side n + layer 2 SiN x film 3a Gate pattern 3b Source pattern 3c Drain pattern 4 SiO 2 film 6b Source electrode 6c Drain electrode 8 Gate electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 動作層を持つ化合物半導体基板上に第一
の保護膜を形成し、当該第一の保護膜にゲートパター
ン、ソースパターン及びドレインパターンを同時に開口
する工程と、 前記第一の保護膜に開口したゲートパターンを第二の保
護膜で埋めて塞ぐ工程と、 前記第一及び第二の保護膜をマスクとして前記基板のソ
ースパターン領域及びドレインパターン領域に不純物を
注入し、ソース領域及びドレイン領域を形成する工程
と、 前記ソース領域及びドレイン領域の上にソース電極及び
ドレイン電極を形成する工程と、 この後、前記第二の保護膜を除去して、前記基板のゲー
トパターン領域にゲート電極を形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a first protective film on a compound semiconductor substrate having an operating layer, and simultaneously opening a gate pattern, a source pattern and a drain pattern in the first protective film, and the first protective film. Filling the gate pattern opened in the film with a second protective film to close the gate pattern; and implanting an impurity into the source pattern region and the drain pattern region of the substrate using the first and second protective films as a mask, Forming a drain region; forming a source electrode and a drain electrode on the source region and the drain region; and thereafter, removing the second protective film to form a gate pattern region on the substrate. And a step of forming an electrode.
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