JPH06232173A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH06232173A
JPH06232173A JP1974493A JP1974493A JPH06232173A JP H06232173 A JPH06232173 A JP H06232173A JP 1974493 A JP1974493 A JP 1974493A JP 1974493 A JP1974493 A JP 1974493A JP H06232173 A JPH06232173 A JP H06232173A
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JP
Japan
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gate electrode
source
mask
forming
resist film
Prior art date
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Pending
Application number
JP1974493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Nakano
博文 中野
Yoshiki Kojima
善樹 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH06232173A publication Critical patent/JPH06232173A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To realize high performance and high level integration, by reducing the interval between the gate electrode and the source electrode in a field effect transistor having a self-aligned gate electrode. CONSTITUTION:A gate part composed of a temporary gate electrode 3b and an insulating film 4a and a plated metal film 10 on the electrode 3b is formed on a semiinsulative GaAs substrate 1. A source-drain region 11 is formed by ion implantation using the gate part as a mask. Source-drain electrode material is evaporated by using the gate part as a mask. A source-drain ohmic electrode 13a is formed by a lift-off process.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方法
に関し、特にセルフアライン型ゲート電極を有する電界
効果トランジスタ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 for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a field effect transistor having a self-aligned gate electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から電界効果型トランジスタには、
ゲート電極とソース,ドレイン領域とをセルフアライン
により位置決めしたセルフアライン構造を有するガリウ
ムヒ素からなる電界効果型トランジスタがあり、このよ
うなトランジスタにおいては、その特性の向上を図る上
で、特にゲート電極が短いゲート長のものであること、
ゲート電極がソース電極までの距離が短い構造のもので
あること、更にゲート電極が低抵抗なものであることが
要求されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, field effect transistors have been
There is a field effect transistor made of gallium arsenide having a self-aligned structure in which the gate electrode and the source / drain regions are positioned by self-alignment. In such a transistor, in order to improve its characteristics, especially the gate electrode is Short gate length,
It is required that the gate electrode has a structure in which the distance to the source electrode is short and that the gate electrode has low resistance.

【0003】図4は従来のセルフアライン型電界効果ト
ランジスタの形成方法を説明するための図であり、図に
おいて、1は半絶縁性GaAs基板、2は該基板1上に
形成されたn−GaAs活性層、3は該活性層2上にゲ
ート電極3aを形成するためのWSiあるいはWSiN
膜、6aは該WSiあるいはWSiN膜をパターニング
するためのレジストマスク、11はゲート電極3aの両
側に形成され、ソース,ドレイン領域となるn+ −Ga
As活性層、12は該n+ −GaAs活性層11をイオ
ン注入により形成するためのイオン注入用レジストマス
ク、13aは上記ソース,ドレイン領域上に形成された
ソース,ドレイン電極、14は該ソース,ドレイン電極
13aを形成するためのレジストマスクである。
FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional method of forming a self-aligned field effect transistor. In the figure, 1 is a semi-insulating GaAs substrate and 2 is n-GaAs formed on the substrate 1. The active layer 3 is WSi or WSiN for forming the gate electrode 3a on the active layer 2.
A film, 6a is a resist mask for patterning the WSi or WSiN film, and 11 is n + -Ga formed on both sides of the gate electrode 3a to serve as source and drain regions.
As active layer, 12 is a resist mask for ion implantation for forming the n + -GaAs active layer 11 by ion implantation, 13a is a source / drain electrode formed on the source / drain regions, 14 is the source, It is a resist mask for forming the drain electrode 13a.

【0004】次に上記GaAs電界効果型トランジスタ
の製造方法について説明する。まず図4(a) に示すよう
に、半絶縁性GaAs基板1上に600オングストロー
ム以下の厚さのn−GaAs活性層2を形成し、更にこ
の上にWSiあるいはWSiN等のゲート電極材料3を
スパッタ形成する。
Next, a method of manufacturing the GaAs field effect transistor will be described. First, as shown in FIG. 4 (a), an n-GaAs active layer 2 having a thickness of 600 angstroms or less is formed on a semi-insulating GaAs substrate 1, and a gate electrode material 3 such as WSi or WSiN is further formed thereon. Sputter formation.

【0005】次に上記ゲート電極材料3上にフォトリソ
グラフィーによりパターン幅0.35μm 〜1μm 程度
のレジスト膜6aを形成し、これをマスクにRIE等の
エッチングを行って上記ゲート電極材料3をパターニン
グしてゲート電極3aを形成する(図2(b) )。
Next, a resist film 6a having a pattern width of about 0.35 μm to 1 μm is formed on the gate electrode material 3 by photolithography, and the gate electrode material 3 is patterned by performing etching such as RIE using this as a mask. To form the gate electrode 3a (FIG. 2 (b)).

【0006】その後、フォトリソグラフィーにより、ゲ
ート電極3aとともにソース,ドレイン領域形成のため
のイオン注入時のマスクとなるレジスト膜12を形成
し、続いて全面にイオン注入を行って上記ゲート電極3
aの両側にソース,ドレイン領域となるn+ −GaAs
活性層11を形成する。この時、上記活性層11の深さ
は1000〜2000オングストローム程度とする(図
4(c) )。
Thereafter, by photolithography, a resist film 12 serving as a mask at the time of ion implantation for forming the source and drain regions is formed together with the gate electrode 3a, and then ion implantation is performed on the entire surface to form the gate electrode 3 described above.
n + -GaAs to be source and drain regions on both sides of a
The active layer 11 is formed. At this time, the depth of the active layer 11 is about 1000 to 2000 angstroms (FIG. 4 (c)).

【0007】そして不要となったレジスト膜12の除去
後、新たにソース,ドレイン電極形成用のレジストマス
ク14をフォトリソグラフィにより形成し(図4(d)
)、その後電極材料の全面蒸着及びリフトオフによ
り、ソース,ドレイン電極13aを形成して、セルフア
ライン型電界効果型トランジスタ200を得る(図4
(e) )。
After removing the unnecessary resist film 12, a resist mask 14 for forming source and drain electrodes is newly formed by photolithography (FIG. 4 (d)).
), And then the source and drain electrodes 13a are formed by vapor deposition and lift-off of the electrode material on the entire surface to obtain the self-aligned field effect transistor 200 (FIG.
(e)).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のセル
フアライン型ゲート電極を有する電界効果トランジスタ
の製造方法では、ソース,ドレイン電極13aを形成す
る際、電極形成用レジストマスク14によりゲート電極
3aをも覆う必要がある。
However, in the conventional method for manufacturing a field effect transistor having a self-aligned gate electrode, when the source / drain electrode 13a is formed, the gate electrode 3a is also formed by the resist mask 14 for electrode formation. Need to cover.

【0009】この時、上記レジストマスク14形成のた
めの露光用マスクをゲート電極3aに対して重ね合わせ
て、ソース,ドレイン電極13aの形成位置を決めるた
め、重ね合わせ余裕が必要で、ゲート電極3aとソース
電極13a間の距離を短くすることができず、集積度の
向上を図れないという問題があった。
At this time, the exposure mask for forming the resist mask 14 is superposed on the gate electrode 3a to determine the formation position of the source / drain electrode 13a, so that an overlapping margin is required and the gate electrode 3a is required. There is a problem in that the distance between the source electrode 13a and the source electrode 13a cannot be shortened, and the degree of integration cannot be improved.

【0010】また、微細ゲートを形成するにはエッヂ型
位相シフトマスクを用いる場合があるが、このマスクで
はレジスト膜のパターニングの際同時に不要なパターン
も発生するため、不要部の消去工程が必要で工程が複雑
になるだけでなく、不要パターンが形成される部分には
必要なパターンを配置することができず、集積度の向上
を図る上での障害にもなるという問題点があった。
An edge type phase shift mask may be used to form a fine gate. In this mask, an unnecessary pattern is generated at the same time when the resist film is patterned. Therefore, an erasing step of an unnecessary portion is required. Not only the process becomes complicated, but also a necessary pattern cannot be arranged in a portion where an unnecessary pattern is formed, which is a problem in improving the degree of integration.

【0011】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、セルフアライン型電界効果トラ
ンジスタのゲート電極に対するソース,ドレイン電極の
パターン重ね合わせを不要として、ゲート電極とソース
電極との離間距離を容易に狭めることができ、これによ
り集積度の向上を図ることができる半導体装置の製造方
法を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and eliminates the need for pattern overlapping of source and drain electrodes with respect to the gate electrode of a self-aligned field effect transistor, thereby eliminating the need for gate electrode and source electrode. It is an object of the present invention to obtain a method for manufacturing a semiconductor device in which the separation distance can be easily narrowed and thereby the degree of integration can be improved.

【0012】またこの発明は、エッヂ型位相シフトマス
クを用いた場合の不要なパターンの消去工程を省略する
ことができ、パターンの微細化及び集積度の向上を容易
にかつ安定に達成することのできる半導体装置の製造方
法を得ることを目的とする。
Further, according to the present invention, an unnecessary pattern erasing step in the case of using the edge type phase shift mask can be omitted, and the miniaturization of the pattern and the improvement of the degree of integration can be achieved easily and stably. An object of the present invention is to obtain a method of manufacturing a semiconductor device that can be manufactured.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置の製造方法は、半導体基板上にゲート電極材料、エッ
チングマスクとなる絶縁膜及び金属膜を形成した後、そ
の上にゲート電極形成領域を縁取る線状パターンを有す
るレジストマスクを形成し、上記金属膜及び絶縁膜を該
レジストマスクを用いて選択的にエッチングし、その後
ゲート電極材料の、ゲート電極形成領域以外の部分をレ
ジストで被覆し、上記ゲート電極形成領域のゲート電極
材料上に電解メッキによりメッキ金属層を形成し、該メ
ッキ金属層,上記金属膜及び絶縁膜をマスクとして、ソ
ース,ドレイン領域形成のためのイオン注入、及びソー
ス,ドレイン電極材料の蒸着,リフトオフを行うように
したものである。
According to a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a gate electrode material, an insulating film serving as an etching mask, and a metal film are formed on a semiconductor substrate, and then a gate electrode forming region is formed thereon. A resist mask having a fringed linear pattern is formed, the metal film and the insulating film are selectively etched using the resist mask, and then a portion of the gate electrode material other than the gate electrode formation region is covered with the resist. Forming a plating metal layer on the gate electrode material in the gate electrode forming region by electrolytic plating, and using the plating metal layer, the metal film and the insulating film as a mask, ion implantation for forming source and drain regions, and source , The drain electrode material is vapor-deposited and lift-off is performed.

【0014】またこの発明は上記半導体装置の製造方法
において、上記ゲート電極形成領域を縁取る線状パター
ンを有するレジストマスクを、レジスト膜をエッジ型位
相シフトマスクを用いて露光,現像して形成するもので
ある。
Further, according to the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device, a resist mask having a linear pattern that borders the gate electrode formation region is formed by exposing and developing a resist film using an edge type phase shift mask. It is a thing.

【0015】[0015]

【作用】この発明においては、ゲート電極の形成後、該
ゲート電極をマスクとしたイオン注入によりソース,ド
レイン拡散領域を形成し、さらに上記ゲート電極をマス
クとするソース,ドレイン電極材料の蒸着,リフトオフ
により、ソース,ドレインオーミック電極を形成するよ
うにしたから、ゲート電極に対してソース,ドレイン電
極形成用のマスクパターンを重ね合わせる必要がなくな
り、その重ね合わせマージンの削減によりゲート電極と
ソース電極との離間距離を狭めることができ、これによ
り相互コンダクタンス等のトランジスタ特性を大きく向
上でき、また集積度の向上を図ることもできる。
In the present invention, after the gate electrode is formed, the source and drain diffusion regions are formed by ion implantation using the gate electrode as a mask, and further the source and drain electrode materials are vapor-deposited and lifted off using the gate electrode as a mask. As a result, the source and drain ohmic electrodes are formed, so that it is not necessary to overlap the mask pattern for forming the source and drain electrodes with the gate electrode, and by reducing the overlapping margin, the gate electrode and the source electrode can be reduced. The separation distance can be narrowed, so that the transistor characteristics such as mutual conductance can be greatly improved, and the degree of integration can be improved.

【0016】また、この発明においては、エッヂ型位相
シフトマクスによるレジスト膜のパターニングを、レジ
ストパターンがゲート電極の外形を縁取る線状パターン
となるよう行うので、上記レジスト膜のパターンは、す
べてゲート電極の形成に有効に利用されることとなり、
エッヂ型位相シフトマスクを用いた場合に生ずる不要な
パターンの消去工程を省略することができ、これにより
パターンの微細化及び集積度の向上を容易にかつ安定に
達成することができる。
Further, in the present invention, since the resist film is patterned by the edge type phase shift mask so that the resist pattern becomes a linear pattern that outlines the outer shape of the gate electrode, the resist film pattern is entirely gated. It will be effectively used for the formation of electrodes,
An unnecessary pattern erasing step that occurs when the edge type phase shift mask is used can be omitted, and thus the miniaturization of the pattern and the improvement of the degree of integration can be easily and stably achieved.

【0017】[0017]

【実施例】実施例1.図1〜図3はこの発明の一実施例
による半導体装置の製造方法を主要工程順に説明するた
めの断面図であり、図1はエッジ型位相シフトマクスに
よりゲート電極の外形を縁取るレジストパターンを形成
する工程の説明図、図2はゲート電極及びソース,ドレ
イン領域を形成する工程の説明図、図3はソース,ドレ
イン電極を形成する工程の説明図である。図において、
1は半絶縁性GaAs基板、2は該GaAs基板1上に
形成したn−GaAs活性層、3は上記活性層2上に形
成したゲート電極材料、4は該ゲート電極材料3上に形
成されたSiO2 膜等の絶縁膜、5は該絶縁膜4上に形
成された金属膜で、ここでは、この金属膜5は下側をM
o層,上側をAu層で構成した2層構造となっている
が、この金属膜はMoあるいはAuのみから構成しても
よい。6bはエッヂ型位相シフトマスク7を用いたフォ
トリソグラフィにより形成されたレジストマスク(第1
のレジスト膜)で、上記ゲート電極形成領域の周囲を縁
取る線状パターンを有している。4a,5aはそれぞれ
上記絶縁膜4及び金属膜5を上記レジストマスク6bを
用いて選択的にエッチングして形成された、ゲート電極
材料3のエッチング時マスクとなるマスク用絶縁膜,及
びマスク用金属膜である。
EXAMPLES Example 1. 1 to 3 are sectional views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of main steps. FIG. 1 shows a resist pattern for edging the outer shape of a gate electrode by an edge type phase shift mask. 2A and 2B are explanatory diagrams of a forming process, FIG. 2 is an explanatory diagram of a process of forming a gate electrode and source / drain regions, and FIG. In the figure,
1 is a semi-insulating GaAs substrate, 2 is an n-GaAs active layer formed on the GaAs substrate 1, 3 is a gate electrode material formed on the active layer 2, and 4 is formed on the gate electrode material 3. An insulating film 5 such as a SiO2 film is a metal film formed on the insulating film 4, and here, the metal film 5 has a lower side M.
Although it has a two-layer structure in which the o layer and the upper side are Au layers, the metal film may be made of only Mo or Au. 6b is a resist mask formed by photolithography using the edge type phase shift mask 7 (first
Resist film), which has a linear pattern that surrounds the periphery of the gate electrode formation region. Reference numerals 4a and 5a denote a mask insulating film and a mask metal, respectively, which are formed by selectively etching the insulating film 4 and the metal film 5 using the resist mask 6b and serve as a mask when the gate electrode material 3 is etched. It is a film.

【0018】8はゲート電極形成領域のゲート電極材料
3上に選択メッキを行う際のメッキ用レジストマスク8
bを形成するための第2のレジスト膜、9は該レジスト
膜8の露光用マスク、10はゲート電極材料3上に選択
メッキにより形成されたメッキ金属層である。また3b
は上記マスク用絶縁膜4a及びマスク用金属膜5aをマ
スクとして上記ゲート電極材料3をエッチングして形成
された仮のゲート電極、11は該仮のゲート電極3bの
両側に選択的なイオン注入,及びアニール処理により形
成されたn+ −GaAs活性領域で、これがソース,ド
レイン領域となる。12は上記選択的なイオン注入の
際、上記マスク用絶縁膜4a及びマスク用金属膜5aと
ともにイオン注入用マスクとなる第3のレジスト膜、1
3aはソース,ドレイン電極材料13の全面蒸着,及び
リフトオフにより上記ソース,ドレイン領域11上に形
成されたソース,ドレインオーミック電極、3cは上記
メッキ金属層をマクスとして上記仮のゲート電極3bを
エッチングして形成されたゲート電極である。
Reference numeral 8 is a resist mask 8 for plating when selective plating is performed on the gate electrode material 3 in the gate electrode forming region.
A second resist film for forming b, 9 is an exposure mask for the resist film 8, and 10 is a plated metal layer formed on the gate electrode material 3 by selective plating. Also 3b
Is a temporary gate electrode formed by etching the gate electrode material 3 using the mask insulating film 4a and the mask metal film 5a as a mask, and 11 is selective ion implantation on both sides of the temporary gate electrode 3b. And the n + -GaAs active region formed by the annealing treatment, which becomes the source and drain regions. Reference numeral 12 denotes a third resist film which serves as an ion implantation mask together with the mask insulating film 4a and the mask metal film 5a during the selective ion implantation.
Reference numeral 3a denotes a source / drain ohmic electrode formed on the source / drain region 11 by vapor deposition of the source / drain electrode material 13 and lift-off, and 3c etches the temporary gate electrode 3b using the plated metal layer as a mask. The gate electrode is formed by.

【0019】次に製造方法について説明する。図1(a)
に示すように半絶縁性GaAs基板1上に、n−GaA
s活性層2を600オングストローム以下の厚さで形成
し、この上にWSiあるいはWSiNのスパッタリング
によりゲート電極材料3を形成し、さらにその上にSi
O2 膜4、Mo/Au金属膜5を形成する。
Next, the manufacturing method will be described. Figure 1 (a)
On the semi-insulating GaAs substrate 1 as shown in FIG.
The s active layer 2 is formed to a thickness of 600 angstroms or less, and the gate electrode material 3 is formed on the s active layer 2 by sputtering WSi or WSiN.
An O2 film 4 and a Mo / Au metal film 5 are formed.

【0020】次に上記金属膜5上にレジスト膜6を塗布
形成した後、該レジスト膜6上の所定位置にエッヂ型位
相シフトマスク7を配置し(図1(b) )、続いて該レジ
スト膜6をフォトリソグラフィにより露光、現像し、ゲ
ート電極の外形を縁取るような線状パターンのレジスト
膜6bを形成する(図1(c) )。
Next, after a resist film 6 is formed by coating on the metal film 5, an edge type phase shift mask 7 is arranged at a predetermined position on the resist film 6 (FIG. 1 (b)), and then the resist is continuously formed. The film 6 is exposed and developed by photolithography to form a resist film 6b having a linear pattern that outlines the outer shape of the gate electrode (FIG. 1 (c)).

【0021】その後上記レジスト膜6bをマスクとした
RIE等により上記Mo/Au金属膜5及びSiO2 膜
4をエッチングして、上記ゲート電極材料3を選択的に
露出させる。この際上記金属膜5は、これがわずかに上
記レジスト膜6bからひさし状にはみ出すようパターニ
ングし、上記SiO2 膜4は上記レジスト膜6bに対応
したパターンになるようパターニングする(図1(d)
)。
After that, the Mo / Au metal film 5 and the SiO2 film 4 are etched by RIE or the like using the resist film 6b as a mask to selectively expose the gate electrode material 3. At this time, the metal film 5 is patterned so that it slightly protrudes from the resist film 6b in an eaves shape, and the SiO2 film 4 is patterned so as to have a pattern corresponding to the resist film 6b (FIG. 1 (d)).
).

【0022】次に図2(a) に示すように、上記レジスト
膜6bを除去した後、上記ゲート電極材料3上に再度レ
ジスト膜8を、上記ひさし状にパターニングされた金属
膜5aが埋もれないよう塗布形成する。続いて露光マク
ス9を用いたフォトリソグラフィにより、上記パターニ
ングされたSiO2 膜4aで囲まれたゲート電極形成領
域にレジスト開口部8aを形成し(図2(b) )、その後
ゲート電極材料3を給電層とした電解メッキによりAu
等をメッキ成長させてメッキ金属層10を形成する(図
2(c) )。
Next, as shown in FIG. 2 (a), after removing the resist film 6b, the resist film 8 is again formed on the gate electrode material 3 and the metal film 5a patterned in the eaves shape is not buried. To form a coating. Then, a resist opening 8a is formed in the gate electrode formation region surrounded by the patterned SiO2 film 4a by photolithography using the exposure mask 9 (FIG. 2 (b)), and then the gate electrode material 3 is fed. Au by layer electroplating
Etc. are plated and grown to form a plated metal layer 10 (FIG. 2 (c)).

【0023】このメッキ成長後、不要となったレジスト
マクス8bを除去し、さらに上記SiO2 膜4a及びメ
ッキ金属層10をマスクとして、ゲート電極材料3を選
択的にエッチング除去する。その後オーミック電極形成
用のレジストマクス12をフォトリソグラフィーで形成
し、このレジストマスク12とSiO2 膜4aおよびメ
ッキ金属層10とをマスクとしたイオン注入、及びその
後のアニールにより、ソース,ドレイン領域となるn+
−GaAs活性層11を形成する(図2(d) )。
After the plating growth, the unnecessary resist mask 8b is removed, and the gate electrode material 3 is selectively removed by etching using the SiO2 film 4a and the plated metal layer 10 as a mask. After that, a resist mask 12 for forming an ohmic electrode is formed by photolithography, and ion implantation is performed using the resist mask 12 and the SiO2 film 4a and the plated metal layer 10 as masks, and then annealing is performed to form source and drain regions. +
-A GaAs active layer 11 is formed (FIG. 2 (d)).

【0024】そしてさらに図3(a) ,(b) に示すよう
に、全面にソース,ドレイン電極材料13を蒸着し、リ
フトオフ法によりレジストマスク12上に堆積した不要
な蒸着メタルを除去し、ソース,ドレインオーミック電
極13aを形成する。
Further, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), source / drain electrode material 13 is vapor-deposited on the entire surface, and unnecessary vapor-deposited metal deposited on the resist mask 12 is removed by a lift-off method to remove the source. , The drain ohmic electrode 13a is formed.

【0025】次にパターニングされた仮のゲート電極3
b上の不要なSiO2 膜4aをフッ酸水溶液で除去し
て、上記SiO2 膜4aの側壁や表面等に付着している
不要なソース,ドレイン電極材料をリフトオフする(図
3(c) )。
Next, the patterned temporary gate electrode 3 is formed.
The unnecessary SiO2 film 4a on the surface b is removed with a hydrofluoric acid aqueous solution, and unnecessary source and drain electrode materials adhering to the side walls and the surface of the SiO2 film 4a are lifted off (FIG. 3 (c)).

【0026】最後に上記仮のゲート電極3bを再度RI
E等によりエッチングし、セルフアラインゲート電極3
cを有する電界効果トランジスタ101を得る(図3
(d) )。
Finally, the temporary gate electrode 3b is again RI
Etching with E etc., self-aligned gate electrode 3
A field effect transistor 101 having c is obtained (FIG.
(d)).

【0027】このように本実施例では、ゲート電極材料
3をパターニングした後、それをマスクとしたイオン注
入によりn+ −GaAs活性層11を形成し、更に上記
パターニングされた仮のゲート電極3bをマスクとした
ソース,ドレイン電極材料の蒸着,リフトオフによりソ
ース,ドレインオーミック電極13aを形成するように
したので、ゲート電極3cとソース電極13aとの間隔
を狭めることができ、これにより相互コンダクタンス等
のトランジスタ特性の向上とともに集積度の向上を図る
ことができる。
As described above, in this embodiment, after the gate electrode material 3 is patterned, the n + -GaAs active layer 11 is formed by ion implantation using the gate electrode material 3 as a mask, and the patterned temporary gate electrode 3b is formed. Since the source / drain ohmic electrode 13a is formed by vapor deposition and lift-off of the source / drain electrode material used as a mask, the distance between the gate electrode 3c and the source electrode 13a can be narrowed, which allows a transistor such as mutual conductance. It is possible to improve the characteristics and the degree of integration.

【0028】また、エッヂ型位相シフトマクス7による
レジスト膜6のパターニングは、レジストパターンがゲ
ート電極3cの外形を縁取る線状パターンとなるよう行
うので、上記レジスト膜6bのパターンは、すべてゲー
ト電極3cの形成に有効に利用されることとなり、エッ
ヂ型位相シフトマスクを用いた場合に生ずる不要なパタ
ーンの消去工程を省略することができ、これによりパタ
ーンの微細化及び集積度の向上を容易にかつ安定に達成
することができる。
Further, since the resist film 6 is patterned by the edge type phase shift mask 7 so that the resist pattern becomes a linear pattern which borders the outer shape of the gate electrode 3c, the resist film 6b is entirely patterned. 3c is effectively used, and an unnecessary pattern erasing step that occurs when an edge type phase shift mask is used can be omitted, which facilitates miniaturization of the pattern and improvement of the integration degree. And it can be achieved stably.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る半導体装置
の製造方法によれば、ゲート電極の形成後、該ゲート電
極をマスクとしてソース,ドレイン拡散領域を形成し、
さらに上記ゲート電極をマスクとして、ソース,ドレイ
ンオーミック電極の形成を行うようにしたので、ゲート
電極に対してソース,ドレイン電極形成用のマスクパタ
ーンを重ね合わせる必要がなくなり、その重ね合わせマ
ージンの削減によりゲート電極とソース電極との離間距
離を狭めることができ、これによりトランジスタ特性を
大きく向上でき、また集積度の向上を図ることもできる
という効果がある。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, after forming the gate electrode, the source and drain diffusion regions are formed using the gate electrode as a mask,
Further, since the source and drain ohmic electrodes are formed by using the gate electrode as a mask, it is not necessary to overlay the mask pattern for forming the source and drain electrodes on the gate electrode, and the overlay margin can be reduced. The distance between the gate electrode and the source electrode can be narrowed, which has the effect of significantly improving the transistor characteristics and improving the degree of integration.

【0030】また、この発明によれば上記半導体装置の
製造方法において、エッヂ型位相シフトマクスによるレ
ジスト膜のパターニングを、レジストパターンがゲート
電極の外形を縁取る線状パターンとなるよう行うので、
上記レジスト膜のパターンはすべて有効に利用されるこ
ととなり、エッヂ型位相シフトマスクを用いた場合に生
ずる不要なパターンの消去工程を省略することができ、
これによりパターンの微細化とともにさらなる高集積化
を容易にかつ安定に達成することができる効果がある。
Further, according to the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device described above, the resist film is patterned by the edge type phase shift mask so that the resist pattern becomes a linear pattern that outlines the outer shape of the gate electrode.
All the patterns of the resist film are effectively used, and the unnecessary pattern erasing step that occurs when using the edge type phase shift mask can be omitted,
As a result, there is an effect that further miniaturization of the pattern and higher integration can be achieved easily and stably.

【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半導体装置の製造方
法におけるエッヂ型位相シフトマクスを用いたパターニ
ング工程を説明するための断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a patterning process using an edge type phase shift mask in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記半導体装置の製造方法におけるゲート電極
及びソース,ドレイン領域を形成する工程を説明するた
めの断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a step of forming a gate electrode and source / drain regions in the method of manufacturing a semiconductor device.

【図3】上記半導体装置の製造方法におけるソース,ド
レイン電極を形成する工程を説明するための断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a step of forming source and drain electrodes in the method of manufacturing the semiconductor device.

【図4】従来のセルフアライン構造の電界効果型トラン
ジスタの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a conventional field effect transistor having a self-aligned structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半絶縁性GaAs基板 2 n−GaAs活性層 3 ゲート電極材料 3b 仮のゲート電極 3c ゲート電極 4 SiO2 膜 4a パターニングされたSiO2 膜 5 Mo/Au金属膜 6,8,12 レジスト膜 6a,8a レジストマスク 7 エッヂ型位相シフトマスク 9 露光用マスク 10 メッキ金属層 11 n+ −GaAs活性層(ソース,ドレイン領域) 13 オーミック電極材料 13a ソース,ドレイン電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semi-insulating GaAs substrate 2 n-GaAs active layer 3 Gate electrode material 3b Temporary gate electrode 3c Gate electrode 4 SiO2 film 4a Patterned SiO2 film 5 Mo / Au metal film 6,8,12 Resist film 6a, 8a Resist Mask 7 Edge type phase shift mask 9 Exposure mask 10 Plating metal layer 11 n + -GaAs active layer (source / drain region) 13 Ohmic electrode material 13a Source / drain electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セルフアラインゲート電極を有する電界
効果型トランジスタを製造する半導体装置の製造方法に
おいて、 半導体基板上にゲート電極材料を形成し、これをパター
ニングしてゲート電極を形成する工程と、 上記半導体基板上に所定の開口パターンを有するレジス
ト膜を形成して、上記レジスト膜及びゲート電極からな
る、ソース,ドレイン電極の形成領域に対応する部分が
開口したマスク層を形成する工程と、 このマスク層を用いた選択的なイオン注入によりソー
ス,ドレイン拡散領域を形成する工程と、 その後、ソース,ドレイン電極材料の全面蒸着、及び上
記レジスト膜の除去による該ソース,ドレイン電極材料
のリフトオフにより、ソース,ドレイン電極を形成する
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device for manufacturing a field effect transistor having a self-aligned gate electrode, comprising the steps of forming a gate electrode material on a semiconductor substrate and patterning the material to form a gate electrode, A step of forming a resist film having a predetermined opening pattern on a semiconductor substrate and forming a mask layer formed of the resist film and the gate electrode and having openings at portions corresponding to source and drain electrode formation regions; A step of forming a source / drain diffusion region by selective ion implantation using a layer, and then a source / drain electrode material is entirely vapor-deposited, and the source / drain electrode material is lifted off by removing the resist film. And a step of forming a drain electrode, the method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記ゲート電極の形成工程では、 上記ゲート電極材料上にレジスト膜を形成し、 該レジスト膜をエッヂ型位相シフトマスクを用いて露
光,現像して、ゲート電極形成領域の周囲を縁取る線状
パターンを有するレジストマスクを形成し、 該レジストマスクを用いて上記ゲート電極材料をパター
ニングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the step of forming the gate electrode, a resist film is formed on the gate electrode material, and the resist film is exposed using an edge type phase shift mask. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: developing to form a resist mask having a linear pattern that surrounds the periphery of the gate electrode formation region, and patterning the gate electrode material using the resist mask.
【請求項3】 セルフアラインゲート電極を有する電界
効果型トランジスタを形成する半導体装置の製造方法に
おいて、 その表面にn型半導体層が形成された半導体基板上にゲ
ート電極材料を形成する工程と、 上記ゲート電極材料上に絶縁膜及び金属膜を順次形成し
た後、エッヂ型位相シフトマスクを用いたフォトリソグ
ラフィにより、ゲート電極形成領域の周囲を縁取る線状
パターンを有する第1のレジスト膜を形成する工程と、 上記第1のレジスト膜をマスクとする異方性エッチング
処理により、上記絶縁膜及び金属膜を、該金属膜がひさ
し状にレジスト膜の両側にはみ出した断面形状となるよ
うエッチングする工程と、 上記第1のレジスト膜の除去後、露出したゲート電極材
料上にレジストを塗布し、そのフォトリソグラフィによ
りゲート電極形成領域に開口を有する第2のレジスト膜
を形成する工程と、 該第2のレジスト膜の開口内に露出したゲート電極材料
を給電層とした電解メッキによりメッキ金属層を形成す
る工程と、 上記第2のレジスト膜の除去後、上記絶縁膜及びメッキ
金属層をマスクとして、ゲート電極材料に選択的なエッ
チング処理を施す工程と、 フォトリソグラフィにより、ソース,ドレイン電極の形
成領域に開口を有する第3のレジスト膜を形成し、該第
3のレジスト膜、上記絶縁膜及びメッキ金属層をマスク
とした選択的なイオン注入、及びアニール処理を行って
ソース,ドレイン拡散領域を形成する工程と、 ソース,ドレイン電極材料の全面蒸着、及び上記第3の
レジスト膜の除去による該電極材料のリフトオフにより
ソース,ドレイン電極を形成する工程と、 上記絶縁膜の除去により、該絶縁膜側壁及び表面に付着
したソース,ドレイン電極材料をリフトオフする工程
と、 上記メッキ金属層をマスクとして上記ゲート電極材料に
再度異方性エッチングを施してゲート電極を形成する工
程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A method of manufacturing a semiconductor device for forming a field effect transistor having a self-aligned gate electrode, the method comprising: forming a gate electrode material on a semiconductor substrate having an n-type semiconductor layer formed on the surface thereof; After sequentially forming an insulating film and a metal film on the gate electrode material, a first resist film having a linear pattern that borders the periphery of the gate electrode formation region is formed by photolithography using an edge type phase shift mask. And a step of etching the insulating film and the metal film by an anisotropic etching process using the first resist film as a mask so that the metal film has an eaves-like cross-sectional shape protruding to both sides of the resist film. After removing the first resist film, a resist is applied on the exposed gate electrode material, and the photolithography is applied to the resist. Forming a second resist film having an opening in the gate electrode formation region, and forming a plated metal layer by electrolytic plating using the gate electrode material exposed in the opening of the second resist film as a power supply layer And a step of selectively etching the gate electrode material using the insulating film and the plated metal layer as a mask after removing the second resist film, and opening the source and drain electrode formation regions by photolithography. Forming a third resist film having: and performing selective ion implantation using the third resist film, the insulating film and the plated metal layer as a mask, and annealing treatment to form source and drain diffusion regions The source and drain electrode materials are entirely vapor-deposited, and the source and drain electrodes are lifted off by removing the third resist film. And a step of lifting off the source / drain electrode material adhered to the sidewall and surface of the insulating film by removing the insulating film, and anisotropically etching the gate electrode material again using the plated metal layer as a mask. A step of forming the gate electrode to form a gate electrode.
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