JPH06236896A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH06236896A
JPH06236896A JP2297793A JP2297793A JPH06236896A JP H06236896 A JPH06236896 A JP H06236896A JP 2297793 A JP2297793 A JP 2297793A JP 2297793 A JP2297793 A JP 2297793A JP H06236896 A JPH06236896 A JP H06236896A
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JP
Japan
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layer
forming
insulating film
drain
film
Prior art date
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Application number
JP2297793A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomotoshi Inoue
上 智 利 井
Atsushi Kameyama
山 敦 亀
Kenji Ishida
田 賢 二 石
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH06236896A publication Critical patent/JPH06236896A/en
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Abstract

PURPOSE:To manufacture an asymmetrical FET high in accuracy and reproducibility through a self-aligning technique. CONSTITUTION:An acting layer 2 is formed on a semiconductor substrate 1, and a metal layer 3 and an auxiliary film layer 4 are laminated thereon. Then, the layers 4 and 3 on a drain forming region 6 are removed, a first insulating film 5 formed of material which can be selectively removed keeping the layer 4 left unremoved is formed on all the surface of the substrate 1, the insulating film 5 is anisotropically etched back, whereby a film 5a is left only on the side walls of the residual layers 3 and 4, and ions are implanted into the substrate 1 using the films 5a and 4 as a mask to form a drain region 6. Then, a second insulating layer 7 is formed on all the surface of the substrate 1, the second insulating layer 7 is etched back, the layer 3 is etched back using a side wall as a mask, and ions are implanted to form a source region, and a source electrode and a drain electrode are built.

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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半絶縁性のGaAs基板を用いたショッ
トキー接合型電界効果トランジスタ(以下MESFET
という)は、GaAsのもつ高い電子移動度のために、
シリコン基板を用いた集積回路では得られない超高速動
作を可能とするGaAsIC,LSIの基本素子として
注目されている。
2. Description of the Related Art A Schottky junction field effect transistor (hereinafter MESFET) using a semi-insulating GaAs substrate.
Because of the high electron mobility of GaAs,
It is drawing attention as a basic element of GaAs ICs and LSIs that enables ultra-high-speed operation that cannot be achieved with integrated circuits using silicon substrates.

【0003】このようなGaAs電界効果トランジスタ
の高性能化には、次の4つの項目が必要となってくる。
In order to improve the performance of such a GaAs field effect transistor, the following four items are required.

【0004】ゲート長を短縮することによりゲート容
量Cgを低減すると同時に電流駆動力Gmを向上させ
る。
By shortening the gate length, the gate capacitance Cg is reduced and at the same time the current driving force Gm is improved.

【0005】入力であるゲートと出力となるドレイン
との間の帰還容量Cgdを低減する。
The feedback capacitance Cgd between the input gate and the output drain is reduced.

【0006】ゲート・ソース間の直列抵抗Rsを低減
する。
The series resistance Rs between the gate and the source is reduced.

【0007】ゲート・ドレイン間の耐圧を確保する。A breakdown voltage between the gate and the drain is ensured.

【0008】これらの要求を満足するものとして、非対
称構造を有する電界効果型トランジスタ(以下FETと
いう)が知られている。このFETの断面を図9に示
す。この構造は図9に示すように動作層82のキャリア
濃度とソース・ドレイン領域85a,85bのキャリア
濃度の中間の濃度を有するLDD層84(Lightly Dope
d Drain)をケート・ソース間にのみ有し、ゲート・ドレ
イン間には有していない。これによりゲート・ソース間
抵抗を低減しつつゲート・ドレイン間容量を低減すると
ともにゲート・ドレイン間耐圧を確保するものである。
この構造を有するFETの周知の製造方法を図10を参
照して説明する。
Field effect transistors (hereinafter referred to as FETs) having an asymmetric structure are known to satisfy these requirements. A cross section of this FET is shown in FIG. As shown in FIG. 9, this structure has an LDD layer 84 (Lightly Dope) having a concentration intermediate between the carrier concentration of the operating layer 82 and the carrier concentration of the source / drain regions 85a and 85b.
d Drain) only between the gate and the source, not between the gate and the drain. Thus, the resistance between the gate and the source is reduced, the capacitance between the gate and the drain is reduced, and the breakdown voltage between the gate and the drain is secured.
A well-known manufacturing method of an FET having this structure will be described with reference to FIG.

【0009】まず、図10(a)に示すように、半絶縁
性のGaAs基板81の表面に、選択的イオン注入法に
よりFETの動作層となるn- 型層82を形成した後、
窒化タングステン(WN)からなるゲート金属を膜厚5
00nmとなるように堆積し、エッチング加工することに
よりゲート電極83を形成する。
First, as shown in FIG. 10 (a), an n -- type layer 82 to be an FET operation layer is formed on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 81 by a selective ion implantation method.
The thickness of the gate metal made of tungsten nitride (WN) is 5
The gate electrode 83 is formed by depositing it to have a thickness of 00 nm and performing etching.

【0010】続いて、図10(b)に示すように、ソー
ス領域に相当する部分のみに開口を有するレジストパタ
ーン8を形成し、これをマスクとしてSiをイオン注入
することにより、中間濃度層84を形成する。なお、こ
の時、FETのドレインとなる領域をフォトレジスト8
8でマスクしてイオン注入を行う。
Then, as shown in FIG. 10B, a resist pattern 8 having an opening only in the portion corresponding to the source region is formed, and Si is ion-implanted by using this as a mask, whereby the intermediate concentration layer 84 is formed. To form. At this time, the region serving as the drain of the FET is formed by the photoresist 8
Ion implantation is performed by masking with 8.

【0011】次に、図10(c)に示すように、レジス
トパターン88を除去し、例えばプラズマCVD法酸化
シリコン膜を堆積した後、反応性イオンエッチング(R
IE)等の異方性エッチングにより垂直方向に膜厚相当
分だけエッチングすることにより、ゲート電極の側壁に
のみ酸化シリコン膜87を残置させる。
Next, as shown in FIG. 10C, the resist pattern 88 is removed, and, for example, a plasma CVD method silicon oxide film is deposited, and then reactive ion etching (R) is performed.
By anisotropic etching such as IE), the silicon oxide film 87 is left only on the side wall of the gate electrode by etching in the vertical direction by the amount corresponding to the film thickness.

【0012】続いて、図10(d)に示すように、レジ
ストパターン89を形成し、これをマスクとしてSiイ
オンをイオン注入することにより、ソース領域85aお
よびドレイン領域85bを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 10D, a resist pattern 89 is formed and Si ions are ion-implanted using the resist pattern 89 as a mask to form a source region 85a and a drain region 85b.

【0013】そして、図10(e)に示すようにレジス
トパターン89を除去した後、イオン注入層活性化のた
めのアニールを行い、最後にAuGe合金からなるソー
ス電極86aおよびドレイン電極86bを形成し、これ
によりFETが完成する。
Then, as shown in FIG. 10 (e), after removing the resist pattern 89, annealing for activating the ion implantation layer is performed, and finally, a source electrode 86a and a drain electrode 86b made of AuGe alloy are formed. Thus, the FET is completed.

【0014】このような従来の製造方法においては、図
10(b)に示した様に、中間濃度層84をソース側に
のみ形成する手段としてレジストマスク88を用いてい
る。つまりゲート電極83上にこのレジストのパターン
エッジを形成する必要がある。近年、露光装置の合わせ
精度が向上するとともにフォトレジストの性能も向上し
パターン変換差を小さくできる様になってきている。し
かしながらレジストマスクの製造工程におけるバラツキ
などを考えると十分な再現性をもっていると言い難い。
又ゲート長の短縮が進めば当然ゲート上にレジストパタ
ーンエッジを形成することが困難になる。一般に、微細
な構造の位置決めを高精度に行う為にセルフアライン構
造にすることが良く行われており上述の非対称構造をセ
ルフアラインプロセスにより形成する方法が知られてい
る(M.Muraguchi et al.1986 SSDM c-7-1 pp379-382 So
lid State Device and Materials)。
In such a conventional manufacturing method, as shown in FIG. 10B, a resist mask 88 is used as a means for forming the intermediate concentration layer 84 only on the source side. That is, it is necessary to form the pattern edge of this resist on the gate electrode 83. In recent years, it has become possible to reduce the pattern conversion difference by improving the alignment accuracy of the exposure apparatus and the performance of the photoresist. However, it is difficult to say that it has sufficient reproducibility in consideration of variations in the resist mask manufacturing process.
Further, if the gate length is shortened, it becomes difficult to form a resist pattern edge on the gate. Generally, a self-aligned structure is often used in order to position a fine structure with high accuracy, and a method of forming the above-mentioned asymmetric structure by a self-aligned process is known (M. Muraguchi et al. 1986 SSDM c-7-1 pp379-382 So
lid State Device and Materials).

【0015】しかしながら、このセルフアラインプロセ
スにより形成する方法では、イオン注入時の注入角度に
よるシャドウイング効果を利用するため、ウェハ上での
ソースドレインの方向が決められてしまう。
However, in the method of forming by this self-alignment process, the direction of the source / drain on the wafer is determined because the shadowing effect due to the implantation angle at the time of ion implantation is utilized.

【0016】一方、マルチフィンガータイプのFETで
はソース、ゲート、ドレイン、ゲート、ソース……の繰
り返しとして、つまりFETパターンをリフレクトした
ものを使って面積の縮小をはかっている。したがって上
記イオン注入角度によるシャドウイング効果を利用する
方法ではマルチフィンガー型のFETの面積を縮小する
ことが困難となる。
On the other hand, in the multi-finger type FET, the area is reduced by repeating the source, the gate, the drain, the gate, the source, ... That is, the FET pattern is reflected. Therefore, it is difficult to reduce the area of the multi-finger type FET by the method utilizing the shadowing effect depending on the ion implantation angle.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の技術
では、非対称型のFETを高精度かつ再現性の高い方法
で製造することが困難であった。本発明は、上記事情を
考慮してなされたものであって、非対称型FETをセル
フアライン技術を用いて高精度かつ再現性が高く製造で
きる半導体装置の製造方法を提供することを目的として
いる。
As described above, according to the conventional technique, it is difficult to manufacture an asymmetrical FET by a highly accurate and highly reproducible method. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of manufacturing an asymmetrical FET with high accuracy and high reproducibility using a self-alignment technique.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】第1の発明による半導体
装置の製造方法は、半導体基板上に動作層を形成する工
程と、金属層およびこの金属層に対して選択的に除去可
能な材料からなる補助膜層を積層する工程と、ドレイン
形成領域上の前記補助膜層および金属層を除去する工程
と、前記補助膜層に対して選択的に除去可能な材料から
なる第1の絶縁膜を前記基板の全面に形成する工程と、
この第1の絶縁膜を異方性エッチングを用いてエッチバ
ックすることにより、前記残っている金属層および補助
膜層の側壁にのみ前記第1の絶縁膜を残置する工程と、
この残置された第1の絶縁膜および前記補助膜をマスク
にして前記基板にイオン注入することによってドレイン
領域を形成する工程と、選択的に前記補助膜のみを除去
する工程と、前記基板の全面に第2の絶縁物層を形成す
る工程と、この第2の絶縁物層を異方性エッチングを用
いてエッチバックし、前記第1の絶縁層の側壁にのみ前
記第2の絶縁物層を残置させる工程と、この残置された
第2の絶縁物層をマスクにして前記金属層を異方性エッ
チングを用いてエッチバックする工程と、イオン注入す
ることによってソース領域を形成する工程と、ソースお
よびドレイン電極を形成する工程と、を備えていること
を特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to a first aspect of the present invention comprises a step of forming an operating layer on a semiconductor substrate, a metal layer and a material which can be selectively removed from the metal layer. A step of laminating an auxiliary film layer formed on the drain formation region, a step of removing the auxiliary film layer and the metal layer on the drain formation region, and Forming on the entire surface of the substrate,
Etching back the first insulating film using anisotropic etching to leave the first insulating film only on the sidewalls of the remaining metal layer and auxiliary film layer;
Forming a drain region by implanting ions into the substrate using the remaining first insulating film and the auxiliary film as a mask; selectively removing only the auxiliary film; Forming a second insulating layer on the first insulating layer and etching back the second insulating layer using anisotropic etching to form the second insulating layer only on the side wall of the first insulating layer. A step of leaving it, a step of etching back the metal layer by anisotropic etching using the left second insulating layer as a mask, a step of forming a source region by ion implantation, and a source And a step of forming a drain electrode.

【0019】又、第2の発明による半導体装置の製造方
法によれば、半導体基板上に動作層を形成する工程と、
この動作層上のドレインが形成される領域上に第1の絶
縁膜層を形成する工程と、この第1の絶縁膜の側壁に金
属材料からなるゲート電極を形成する工程と、前記第1
の絶縁膜を除去した後、前記ゲート電極および前記動作
層を覆うように第2の絶縁膜を形成する工程と、イオン
注入することによって前記基板の表面にソース・ドレイ
ン高濃度領域を形成する工程と、前記第2の絶縁膜を除
去する工程と、ソース電極およびドレイン電極を形成す
る工程と、を備えていることを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the second invention, a step of forming an operation layer on a semiconductor substrate,
Forming a first insulating film layer on a region of the operating layer where a drain is formed; forming a gate electrode made of a metal material on a sidewall of the first insulating film;
Forming a second insulating film so as to cover the gate electrode and the operating layer after removing the insulating film of 1), and forming a high concentration source / drain region on the surface of the substrate by ion implantation And a step of removing the second insulating film and a step of forming a source electrode and a drain electrode.

【0020】又、第3の発明による半導体装置の製造方
法によれば、半導体基板上に動作層を形成する工程と、
この動作層上のドレインが形成される領域上に第1の絶
縁膜層を形成する工程と、この第1の絶縁膜の側壁に金
属材料からなるゲート電極を形成する工程と、前記第1
の絶縁膜を除去した後、前記ゲート電極および前記動作
層を覆うように第2の絶縁膜を形成する工程と、異方性
エッチングを用いて前記第2の絶縁膜をエッチバックす
ることによって前記ゲート電極の、ドレイン側の側壁部
にのみ前記第2の絶縁膜を残置させる工程と、イオン注
入することによって前記基板の表面にソース・ドレイン
高濃度領域を形成する工程と、前記残置された第2の絶
縁膜を除去した後、ソース電極およびドレイン電極を形
成する工程と、を備えていることを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the third invention, a step of forming an operation layer on a semiconductor substrate,
Forming a first insulating film layer on a region of the operating layer where a drain is formed; forming a gate electrode made of a metal material on a sidewall of the first insulating film;
The step of forming a second insulating film so as to cover the gate electrode and the operating layer after removing the insulating film, and by etching back the second insulating film using anisotropic etching. A step of leaving the second insulating film only on the side wall of the gate electrode on the drain side; a step of forming a high concentration source / drain region on the surface of the substrate by ion implantation; And a step of forming a source electrode and a drain electrode after removing the second insulating film.

【0021】又、第4の発明による半導体装置の製造方
法によれば、半導体基板上に動作層を形成する工程と、
この動作層上に第1の絶縁膜を形成する工程と、この第
1の絶縁膜上にフォトレジストを塗布し、パターニング
することによってゲート形成領域上の前記フォトレジス
トを除去する工程と、このパターニングされたフォトレ
ジストをマスクにしてゲート形成領域上の前記第1の絶
縁膜を除去する工程と、前記基板の法線に対して所定角
度をなす方向でかつゲート長方向から絶縁材を蒸着して
ゲート領域上に第2の絶縁層を形成し、その後、同様に
して金属を蒸着してゲート電極を形成する工程と、前記
フォトレジストを除去した後、再度フォトレジストを塗
布し、このフォトレジストおよび前記第1の絶縁膜をパ
ターニングすることによって中間濃度層を形成するため
のマスクを形成する工程と、イオンを注入することによ
り中間濃度層を形成する工程と、前記フォトレジストを
除去した後、第2の絶縁膜を前記基板上に形成する工程
と、異方性エッチングを用いて前記第2の絶縁膜をエッ
チバックすることによって前記ゲート電極の側壁にのみ
前記第2の絶縁膜を残置する工程と、レジストパターン
を形成した後、イオン注入することによってソース・ド
レイン高濃度領域を形成する工程と、前記レジストパタ
ーンを除去した後、ソース電極およびドレイン電極を形
成する工程と、を備えていることを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the fourth invention, a step of forming an operation layer on a semiconductor substrate,
A step of forming a first insulating film on the operating layer, a step of applying a photoresist on the first insulating film and patterning the photoresist to remove the photoresist on the gate formation region, and the patterning Removing the first insulating film on the gate formation region by using the formed photoresist as a mask, and depositing an insulating material in a direction that forms a predetermined angle with respect to the normal line of the substrate and from the gate length direction. A step of forming a second insulating layer on the gate region, and then vapor-depositing a metal to form a gate electrode in the same manner, and removing the photoresist, and then applying the photoresist again. Forming a mask for forming an intermediate concentration layer by patterning the first insulating film; and forming an intermediate concentration layer by implanting ions. And a step of forming a second insulating film on the substrate after removing the photoresist, and a step of etching back the second insulating film using anisotropic etching to form the gate electrode of the gate electrode. The step of leaving the second insulating film only on the side wall, the step of forming a source / drain high-concentration region by ion implantation after forming the resist pattern, and the step of removing the resist pattern and then the source electrode and And a step of forming a drain electrode.

【0022】[0022]

【作用】上述のようにして構成された第1〜第4の発明
によれば、非対称型ドレインオフセット構造を有するF
ETを自己整合的に製造することが可能になる。このた
め、高性能化のためのゲート長が短くなっても高精度か
つ再現性良く製造することができる。
According to the first to fourth aspects of the invention configured as described above, the F having the asymmetric drain offset structure is formed.
It becomes possible to manufacture ET in a self-aligned manner. Therefore, even if the gate length is shortened for high performance, it can be manufactured with high accuracy and reproducibility.

【0023】又、上述のように構成された第1〜第3の
発明によれば、マルチフィンガ型FET、つまりソース
・ゲート・ドレイン,ゲート・ソース…の繰り返しがレ
ジストパターン工程によらずに形成できる。
According to the first to third aspects of the invention configured as described above, multi-finger type FETs, that is, source / gate / drain, gate / source ... it can.

【0024】又、上述のように構成された第4の発明に
よれば、非対称FET構造に必須の技術であったゲート
上にレジストのパターンエッジを合わせる必要が無くな
るため、工程のバラツキを抑え、再現性を上げることが
できる。
Further, according to the fourth aspect of the invention configured as described above, since it is not necessary to align the pattern edge of the resist on the gate, which is an essential technique for the asymmetrical FET structure, it is possible to suppress the process variation. Reproducibility can be improved.

【0025】[0025]

【実施例】第1の発明による半導体装置の製造方法の一
実施例を図1および図2を参照して説明する。まず、半
絶縁性GaAs基板1に、選択イオン注入法を用いて加
速電圧50KeV、ドーズ量2.5×1012cm-2の条件
でSiイオンをイオン注入し、n型動作層2を形成する
(図1(a)参照)。その後、基板1の全面に、ゲート
電極となる金属膜3(例えばWN膜)を、例えばスパッ
タ法を用いて約500nm堆積する。続いて、この金属
膜3に対して選択的にエッチング除去可能な材料、例え
ばSiOからなる膜4を例えば600nm堆積する
(図1(a)参照)。次にSiO膜4および金属膜3
の、ドレイン領域に相当する部分を、RIEにより選択
的にエッチング除去する(図1(b)参照)。その後、
SiO膜4と選択的に除去可能な材料、例えばSiN
xからなる膜5をプラズマCVD法を用いて約400n
m堆積する(図1(b)参照)。なお、このSiNx膜
5の膜厚がゲート電極とドレイン領域の間隔を決定する
重要なパラメータであり、所望のドレイン耐圧とFET
特性に応じて膜厚を変化させれば良い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the first invention will be described with reference to FIGS. First, Si ions are ion-implanted into the semi-insulating GaAs substrate 1 under the conditions of an accelerating voltage of 50 KeV and a dose amount of 2.5 × 10 12 cm −2 by using a selective ion implantation method to form an n-type operating layer 2. (See FIG. 1 (a)). After that, a metal film 3 (for example, a WN film) to be a gate electrode is deposited on the entire surface of the substrate 1 by about 500 nm by using, for example, a sputtering method. Subsequently, a film 4 made of, for example, SiO 2 which can be selectively removed by etching with respect to the metal film 3 is deposited to a thickness of, for example, 600 nm (see FIG. 1A). Next, the SiO 2 film 4 and the metal film 3
The portion corresponding to the drain region is selectively removed by RIE (see FIG. 1B). afterwards,
A material that can be selectively removed from the SiO 2 film 4, such as SiN
The film 5 made of x is formed to a thickness of about 400n by the plasma CVD method.
m (see FIG. 1B). The thickness of the SiNx film 5 is an important parameter that determines the distance between the gate electrode and the drain region, and the desired drain breakdown voltage and FET
The film thickness may be changed according to the characteristics.

【0026】次に基板1の全面を異方性エッチング、例
えばRIE法を用いて、SiNx膜5をエッチングし、
先にエッチングされた金属膜3、SiO膜4のエッジ
側壁部にのみSiNx膜5aを残す(図1(c)参
照)。この時、SiNx膜5aの横方向膜厚は若干後退
して300nm程度となっている。続いて、FETのド
レインとなる領域にSiイオンを、加速電圧120Ke
V、ドーズ量3×1013cm-2の条件でイオン注入する。
すると、ゲート電極に対してSiNx膜5aの膜厚分だ
けオフセットしたドレイン領域6を自己整合的に形成で
きる(図1(c)参照)。次に図1(d)に示すように
SiO膜4のみを、例えばフッ化水素水溶液を用いて
エッチング除去する。その後、例えばCVD法を用いて
SiO膜7を基板1の全面に300nm堆積する(図
1(d)参照)。なお、このSiO膜7の膜厚がFE
Tのゲート長を決定するパラメータとなるので、所望の
ゲート長に対応して膜厚を変化させれば良い。続いて、
SiO膜7を異方性エッチングすることにより、Si
Nx膜5aの側壁にのみSiO膜7aを残置する(図
2(a)参照)。そして、残置されたSiO膜7aを
マスクにして金属膜3をエッチングしてゲート電極の形
状に加工する(図2(a)参照)。この時のゲート長は
SiO膜7aの膜厚で決定され、200nm(0.2
μm)であった。なお、一般に基板1に垂直方向の膜厚
の制御は横方向の寸法を制御するフォトリソグラフィに
比べて精密に行えるため微細化に対して有利である。
Next, the entire surface of the substrate 1 is anisotropically etched, for example, the RIE method is used to etch the SiNx film 5,
The SiNx film 5a is left only on the edge sidewalls of the metal film 3 and the SiO 2 film 4 which are previously etched (see FIG. 1C). At this time, the lateral film thickness of the SiNx film 5a slightly recedes to about 300 nm. Then, Si ions are applied to the region which will be the drain of the FET at an acceleration voltage of 120 Ke.
Ion implantation is performed under the conditions of V and a dose amount of 3 × 10 13 cm -2 .
Then, the drain region 6 offset from the gate electrode by the film thickness of the SiNx film 5a can be formed in a self-aligned manner (see FIG. 1C). Next, as shown in FIG. 1D, only the SiO 2 film 4 is removed by etching using, for example, an aqueous solution of hydrogen fluoride. After that, the SiO 2 film 7 is deposited to a thickness of 300 nm on the entire surface of the substrate 1 by using, for example, the CVD method (see FIG. 1D). The thickness of the SiO 2 film 7 is FE.
Since it is a parameter for determining the gate length of T, the film thickness may be changed according to the desired gate length. continue,
By anisotropically etching the SiO 2 film 7, Si
The SiO 2 film 7a is left only on the side wall of the Nx film 5a (see FIG. 2A). Then, using the remaining SiO 2 film 7a as a mask, the metal film 3 is etched and processed into the shape of the gate electrode (see FIG. 2A). The gate length at this time is determined by the thickness of the SiO 2 film 7a, and is 200 nm (0.2
μm). In general, the control of the film thickness in the direction perpendicular to the substrate 1 can be performed more precisely than the photolithography in which the dimension in the lateral direction is controlled, which is advantageous for miniaturization.

【0027】次に図2(a)に示すように、フォトレジ
スト8を基板1の全面に塗布した後、このフォトレジス
ト8をパターニングすることによって素子領域上のフォ
トレジストを除去する。その後パターニングされたフォ
トレジスト8と、SiNx膜5aと、SiO膜7aと
をマスクにして基板1にSiイオンを加速電圧50Ke
V、ドーズ量1×1013cm-2の条件でイオン注入し、ソ
ース側のLDD(Lightly Doped Drain)層9を形成する
(図2(a)参照)。この時、LDD層9の濃度はn型
動作層2の濃度と、後述のn+ 層12の濃度の中間の値
となる。又この時Siイオンはドレイン側にも注入され
るが特性上問題とならなかった。
Next, as shown in FIG. 2A, a photoresist 8 is applied to the entire surface of the substrate 1, and then the photoresist 8 is patterned to remove the photoresist on the element region. Thereafter, the patterned photoresist 8, the SiNx film 5a, and the SiO 2 film 7a are used as a mask to apply Si ions to the substrate 1 at an acceleration voltage of 50 Ke.
Ion implantation is performed under the conditions of V and a dose amount of 1 × 10 13 cm -2 to form an LDD (Lightly Doped Drain) layer 9 on the source side (see FIG. 2A). At this time, the concentration of the LDD layer 9 becomes an intermediate value between the concentration of the n-type operating layer 2 and the concentration of the n + layer 12 described later. At this time, Si ions were also implanted into the drain side, but this was not a problem in terms of characteristics.

【0028】次に、フォトレジスト8を除去した後、基
板1の全面に絶縁膜、例えばSiO膜10を堆積し
(図2(b)参照)、この絶縁膜10を、異方性エッチ
ングを用いてエッチングすることによって、ゲート電極
のソース側の側壁に絶縁膜10aを残置させる(図2
(c)参照)。この時、ゲート電極のドレイン側の側壁
にも絶縁膜10aが残置される。続いて、フォトレジス
ト11を、基板1の全面に塗布し、パターニングするこ
とによって素子領域上のフォトレジストを除去する(図
2(c)参照)。このパターニングされたフォトレジス
ト11および絶縁膜10aをマスクにして、基板1にS
iイオンを、加速電圧120KeV、ドーズ量3×10
13cm-2でイオン注入し、ソース領域に高濃度n型層(n
+ 層)12を形成する(図2(c)参照)。そして、フ
ォトレジスト11を除去した後、例えばAsH雰囲気
で800℃の熱処理を行って、注入したSiイオンを活
性化する。その後、図2(d)に示すように、例えばA
uGeを主成分とする材料からなるソース電極13aお
よびドレイン電極13bを形成する。
Next, after removing the photoresist 8, an insulating film, for example, a SiO 2 film 10 is deposited on the entire surface of the substrate 1 (see FIG. 2B), and this insulating film 10 is anisotropically etched. Etching is performed to leave the insulating film 10a on the source side wall of the gate electrode (FIG. 2).
(See (c)). At this time, the insulating film 10a is also left on the side wall of the gate electrode on the drain side. Subsequently, the photoresist 11 is applied to the entire surface of the substrate 1 and patterned to remove the photoresist on the element region (see FIG. 2C). Using the patterned photoresist 11 and insulating film 10a as a mask, S
i-ion, acceleration voltage 120 KeV, dose 3 × 10
Ion implantation is performed at 13 cm -2 , and a high concentration n-type layer (n
+ Layer) 12 is formed (see FIG. 2C). Then, after removing the photoresist 11, a heat treatment is performed at 800 ° C. in an AsH 3 atmosphere to activate the implanted Si ions. After that, as shown in FIG.
A source electrode 13a and a drain electrode 13b made of a material whose main component is uGe are formed.

【0029】これによりマルチフィンガー(2本)型の
ドレインオフセット非対称GaAsMESFETが完成
する。このようにして形成されたFETは、ドレインが
オフセットされて配置されるため、ゲート・ドレイン間
の帰還容量Cgdが小さく、又中間層9が存在するためソ
ース・ゲート間の直列抵抗Rsが小さく高性能であっ
た。又ゲート・ドレイン間耐圧が向上し、約10V確保
できた。
As a result, a multi-finger (two) type drain offset asymmetric GaAs MESFET is completed. In the FET thus formed, the drain is arranged offset, so that the feedback capacitance Cgd between the gate and the drain is small, and the presence of the intermediate layer 9 causes the series resistance Rs between the source and the gate to be small and high. It was performance. Further, the withstand voltage between the gate and the drain was improved and about 10 V could be secured.

【0030】以上述べたように本実施例によれば高性能
のFETを、自己整合的なプロセスにより再現性が高く
製造することができる。又、微細なゲート電極、例えば
ゲート電極幅が0.2μm以下とした場合であっても、
フォトリソグラフィ等による位置合せを必要としないた
め、歩留り良く製造することができる。又、マルチフィ
ンガータイプのFETの製造に本実施例を適用すると、
FETを適した向きに配置でき、面積の増大を招かな
い。
As described above, according to this embodiment, a high performance FET can be manufactured with high reproducibility by a self-aligning process. In addition, even when a fine gate electrode, for example, a gate electrode width is 0.2 μm or less,
Since alignment by photolithography or the like is not required, the manufacturing can be performed with high yield. Further, when this embodiment is applied to manufacture of a multi-finger type FET,
The FET can be arranged in a suitable direction, and the area is not increased.

【0031】なお、上記実施例においてはFETがLD
D構造である場合について説明したがFETはLDD構
造でなくとも良く、この場合は、絶縁膜10の堆積は不
要となる。
In the above embodiment, the FET is LD
Although the case where the FET has the D structure has been described, the FET does not have to have the LDD structure, and in this case, the deposition of the insulating film 10 is not necessary.

【0032】次に第2の発明の製造方法によって製造さ
れるマルチフィンガー型のGaAsMESFETの断面
構造を図3に示す。図3において、各々のFETはソー
ス領域25aとゲート電極23の間に中間濃度層24が
存在し、ドレイン領域25bには中間濃度層が存在しな
い構造、いわゆる非対称構造となっている。21は例え
ば抵抗率が107 〜108 Ω・cmの半絶縁性GaAs基
板であり、その表面部にチャネル領域となるn型の動作
層22が形成され、この動作層22の表面には、例えば
WNの膜からなるショットキーゲート電極23が形成さ
れている。このゲート電極23からオフセットされた位
置にドレイン領域25bが形成され、ソース領域25a
とゲート電極23の間には中間濃度層24が形成されて
いる。
Next, FIG. 3 shows a sectional structure of a multi-finger type GaAs MESFET manufactured by the manufacturing method of the second invention. In FIG. 3, each FET has a so-called asymmetric structure in which an intermediate concentration layer 24 is present between the source region 25a and the gate electrode 23 and no intermediate concentration layer is present in the drain region 25b. Reference numeral 21 is, for example, a semi-insulating GaAs substrate having a resistivity of 10 7 to 10 8 Ω · cm, an n-type operating layer 22 serving as a channel region is formed on the surface portion thereof, and the surface of the operating layer 22 is For example, the Schottky gate electrode 23 made of a WN film is formed. A drain region 25b is formed at a position offset from the gate electrode 23, and a source region 25a is formed.
An intermediate concentration layer 24 is formed between the gate electrode 23 and the gate electrode 23.

【0033】次に第2の発明による半導体装置の製造方
法の第1の実施例を図4を参照して説明する。まず、半
絶縁性GaAs基板21にSiイオンを、例えば加速電
圧50KeV、ドーズ量3×1012cm-2の条件で選択的
にイオン注入してn型動作層22を形成する(図4
(a)参照)。次に、この動作層22上に所定幅の例え
ばSiOからなる絶縁膜28を形成する(図4(b)
参照)。その後、例えばWNを約400nmの厚さでス
パッタ法により堆積させ、続いて反応性イオンエッチン
グ(RIE)によりWN層をエッチングすることによ
り、絶縁膜28の側壁にのみWN層23を残す(図4
(c)参照)。なおこのWN層23はショットキー電極
となるものである。次に、例えばフッ化水素水溶液を用
いて絶縁膜28を除去した後、プラズマCVD法などの
段差被覆性に優れた方法で例えばSiO膜27を30
0nm程度堆積する(図4(d)参照)。続いて、ソー
ス・ドレイン高濃度領域25a,25bを形成するため
に、例えば加速電圧250KeV、ドーズ量1×1014
cm-2の条件でSiイオンを、SiO膜27を介して基
板21のソース・ドレイン領域に注入する(図4(d)
参照)。
Next, a first embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the second invention will be described with reference to FIG. First, Si ions are selectively ion-implanted into the semi-insulating GaAs substrate 21 under the conditions of an acceleration voltage of 50 KeV and a dose amount of 3 × 10 12 cm -2 to form an n-type operating layer 22 (FIG. 4).
(See (a)). Next, an insulating film 28 made of, for example, SiO 2 and having a predetermined width is formed on the operating layer 22 (FIG. 4B).
reference). After that, for example, WN is deposited with a thickness of about 400 nm by a sputtering method, and then the WN layer is etched by reactive ion etching (RIE) to leave the WN layer 23 only on the side wall of the insulating film 28 (FIG. 4).
(See (c)). The WN layer 23 serves as a Schottky electrode. Next, after removing the insulating film 28 using, for example, an aqueous solution of hydrogen fluoride, the SiO 2 film 27 is formed by a method such as a plasma CVD method having excellent step coverage.
Deposit about 0 nm (see FIG. 4D). Then, in order to form the source / drain high-concentration regions 25a and 25b, for example, an acceleration voltage of 250 KeV and a dose of 1 × 10 14 are used.
Si ions are implanted into the source / drain regions of the substrate 21 through the SiO 2 film 27 under the condition of cm −2 (FIG. 4D).
reference).

【0034】次に、RIE等の異方性エッチングにより
SiO膜27の膜厚相当分だけエッチバックすること
により、ゲート電極23のドレイン側にのみSiO
27を残置させる(図4(e)参照)。続いて、加速電
圧50KeV、ドーズ量1×1013cm-2の条件でSiイ
オンを基板1にイオン注入することにより、ゲート電極
23とソース領域の間に中間濃度層24を形成する(図
4(e)参照)。そして、イオン注入した層を活性化す
るために800〜900℃でアニールを行った後、例え
ばAuGe合金からなるソース電極26aおよびドレイ
ン電極26bを形成する(図4(f)参照)。これによ
りFETが完成する。
Next, the SiO 2 film 27 is left only on the drain side of the gate electrode 23 by etching back by an amount corresponding to the film thickness of the SiO 2 film 27 by anisotropic etching such as RIE (FIG. 4E). )reference). Subsequently, Si ions are ion-implanted into the substrate 1 under the conditions of an acceleration voltage of 50 KeV and a dose amount of 1 × 10 13 cm -2 to form an intermediate concentration layer 24 between the gate electrode 23 and the source region (FIG. 4). (See (e)). Then, after anneal at 800 to 900 ° C. to activate the ion-implanted layer, the source electrode 26a and the drain electrode 26b made of, for example, AuGe alloy are formed (see FIG. 4F). This completes the FET.

【0035】以上述べたように、本実施例によれば、マ
ルチフィンガー型非対称FETを製造する場合に、高濃
度ソース・ドレイン領域25a,25b、あるいは中間
濃度層24がゲート電極に対して自己整合的に形成可能
となるため、従来の製造方法で問題となったレジストの
パターニング工程でのバラツキを回避できる。更にゲー
ト長方向に対するレジストパターニング工程が不用とな
り、微細なゲート長を有するFETの形成に好適なもの
となる。これにより、非対称型FETを、セルファライ
ン技術を用いて高精度かつ再現性が高く製造することが
できる。
As described above, according to this embodiment, the high concentration source / drain regions 25a and 25b or the intermediate concentration layer 24 are self-aligned with the gate electrode when manufacturing a multi-finger type asymmetric FET. Therefore, it is possible to avoid the variation in the patterning process of the resist, which has been a problem in the conventional manufacturing method. Further, the resist patterning step in the gate length direction becomes unnecessary, which is suitable for forming an FET having a fine gate length. As a result, the asymmetric FET can be manufactured with high accuracy and high reproducibility by using the self-alignment technique.

【0036】次に第2の発明の製造方法の第2の実施例
を図5を参照して説明する。この実施例の製造方法は、
図4(d)に示す工程までは第1の実施例の場合と同様
に行う。なお、図5(d)に示すイオン注入条件は図4
(d)に示すイオン注入条件とは異なり、中間濃度層2
4は形成されない。その後、図5(e)に示すようにS
iO膜27を選択的に除去し、図5(f)に示すよう
にソース電極25aおよびドレイン電極25bを形成す
る。これにより、マルチフィンガー型の非対称FETが
完成する。この第2の実施例の製造方法は、第1の実施
例の製造方法に比べて、第1の実施例のゲート電極23
の側壁となるようにSiO膜27をエッチバックする
工程と、中間濃度層24を形成する工程が不用となる。
Next, a second embodiment of the manufacturing method of the second invention will be described with reference to FIG. The manufacturing method of this embodiment is
The steps up to the step shown in FIG. 4D are performed in the same manner as in the case of the first embodiment. The ion implantation conditions shown in FIG.
Unlike the ion implantation conditions shown in (d), the intermediate concentration layer 2
4 is not formed. After that, as shown in FIG.
The iO 2 film 27 is selectively removed to form a source electrode 25a and a drain electrode 25b as shown in FIG. 5 (f). As a result, a multi-finger type asymmetric FET is completed. The manufacturing method of the second embodiment is different from the manufacturing method of the first embodiment in that the gate electrode 23 of the first embodiment is different.
The step of etching back the SiO 2 film 27 so as to form the side wall and the step of forming the intermediate concentration layer 24 are unnecessary.

【0037】なお、この第2の実施例の製造方法も第1
の実施例と同様の効果を有することは云うまでもない。
The manufacturing method of the second embodiment is also the first
It goes without saying that it has the same effect as that of the embodiment.

【0038】次に第2の発明による製造方法の第3の実
施例を図6を参照して説明する。この第3の実施例の製
造方法は、ゲート長が比較的長くかつ中間濃度層が不用
とする場合に用いられる。
Next, a third embodiment of the manufacturing method according to the second invention will be described with reference to FIG. The manufacturing method of the third embodiment is used when the gate length is relatively long and the intermediate concentration layer is unnecessary.

【0039】まず、図6(a)〜(c)に示す工程は第
1の実施例の図4(a)〜(c)に示す工程と同一であ
り、第1の実施例の場合と同様にして行う。その後、絶
縁膜28を除去した後、例えばプラズマCVD法などの
段差被覆性に優れた方法で、SiO膜27を300n
m程度堆積する(図6(d)参照)。続いて、RIE等
の異方性エッチングを用いてSiO膜27の膜厚相当
分だけエッチバックすることにより、ゲート電極23の
ドレイン側にのみSiO膜27を残置させる(図6
(e)参照)。そしてSiイオンを基板1にイオン注入
することにより、高濃度ソース・ドレイン領域25a,
25bを形成する(図6(e)参照)。次にSiO
27を除去した後に、図6(f)に示すようにソース電
極25a、ドレイン電極25bをソース領域、ドレイン
領域に形成する。
First, the steps shown in FIGS. 6A to 6C are the same as the steps shown in FIGS. 4A to 4C of the first embodiment, and are similar to those of the first embodiment. Do it. Then, after removing the insulating film 28, the SiO 2 film 27 of 300 n is formed by a method having excellent step coverage such as a plasma CVD method.
About m are deposited (see FIG. 6D). Subsequently, the SiO 2 film 27 is left only on the drain side of the gate electrode 23 by etching back by an amount corresponding to the film thickness of the SiO 2 film 27 using anisotropic etching such as RIE (FIG. 6).
(See (e)). By implanting Si ions into the substrate 1, high concentration source / drain regions 25a,
25b is formed (see FIG. 6E). Next, after removing the SiO 2 film 27, the source electrode 25a and the drain electrode 25b are formed in the source region and the drain region as shown in FIG. 6F.

【0040】この第3の実施例の製造方法においては、
SiO膜27をエッチバックした後に高濃度ソース・
ドレイン領域25a,25bが形成することによって、
高濃度ソース領域25aがゲート電極23の直近に形成
可能となり、ソース抵抗の低減化を行うことができる。
なお、この第3の実施例も第1の実施例と同様の効果を
有することは云うまでもない。
In the manufacturing method of the third embodiment,
After etching back the SiO 2 film 27, a high concentration source
By forming the drain regions 25a and 25b,
The high-concentration source region 25a can be formed in the immediate vicinity of the gate electrode 23, and the source resistance can be reduced.
It goes without saying that this third embodiment also has the same effects as the first embodiment.

【0041】上記第1、第2、および第3の実施例にお
いては、GaAsMESFETを例にとって説明した
が、GaAsに限定されることなく、他の化合物半導
体、更にはシリコンを用いたFETにも適用可能であ
る。又、半導体表面の動作層22はn型である場合につ
いて説明したが、p型、あるいはn型とp型を組合せた
場合も可能である。
In the first, second and third embodiments, the GaAs MESFET has been described as an example, but the present invention is not limited to GaAs and is applicable to other compound semiconductors and further FETs using silicon. It is possible. Further, the case where the operation layer 22 on the semiconductor surface is n-type has been described, but it is also possible to use p-type or a combination of n-type and p-type.

【0042】次に第3の発明による製造方法の一実施例
の構成を図7乃至図8を参照して説明する。
Next, the structure of an embodiment of the manufacturing method according to the third invention will be described with reference to FIGS.

【0043】まず、図7(a)に示すように、半絶縁性
のGaAs基板41の表面に、選択的イオン注入法によ
りFETの動作層となるn- 型層42を形成した後、プ
ラズマCVD法などでSiO膜43を例えば厚さ40
0nmで全面に堆積させる。さらに、SiO膜上にレ
ジスト膜44を塗布し、ソース領域から動作層42上に
わたって開孔したレジストパターン44を形成する。次
に、図7(b)に示すように、レジストパターン44を
マスクとして、SiO膜43をRIEにより選択的に
かつレジストパターン44がオーバハング形状になるよ
うにエッチングした後、例えばSIO膜45をウエハ面
の法線方向に対して所定角度(例えば75度を含むある
角度範囲の値)かつゲート長方向から蒸着する。さら
に、図7(c)に示すように、耐熱性金属であるLaB
をウエハ面の法線方向より蒸着し、レジストパターン
44をリフトオフし、Γ字型のゲート電極46を形成す
る。その後、図7(d)に示すように、レジスト47を
全面に塗布し中間濃度層のイオン注入のためのレジスト
パターン47を形成後、CF+OガスによるRIE
により選択的にSiO膜43を開孔し、中間濃度層4
8a,48bを例えば加速電圧50KeV、ドーズ量1
×1013cm-2の条件でSiをイオン注入することにより
形成する。ここで、ゲート直近のドレイン領域では、ゲ
ート金属46によりマスクされるため中間濃度層が形成
されない。次に、図7(c)に示すように、レジストパ
ターン47およびSiO膜43を除去し、プラズマC
VD法などでSiO膜49を堆積した後、反応性イオ
ンエッチング(RIE)等の異方性エッチングにより垂
直方向に膜厚相当分だけエッチングすることにより、ゲ
ート電極46の側壁にのみSiO膜49を残置させ
る。続いて、図8(b)に示すように、レジストパター
ン50を形成し、これをマスクとして例えば加速電圧1
00KeV、ドーズ量5×1013cm-2の条件でSiをイ
オン注入により、深く高濃度のn+ 層51a,51bを
形成する。そして、図8(b)に示すようにレジストパ
ターン50を除去した後、イオン注入層活性化のための
アニールを行い、最後にAuGe合金からなるソース電
極52aおよびドレイン電極52bを形成して、FET
が完成する。
First, as shown in FIG. 7A, after an n type layer 42 serving as an FET operation layer is formed on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 41 by a selective ion implantation method, plasma CVD is performed. The SiO 2 film 43 to a thickness of 40
Deposit 0 nm over the entire surface. Further, a resist film 44 is applied on the SiO 2 film to form a resist pattern 44 having holes extending from the source region to the operation layer 42. Next, as shown in FIG. 7B, the SiO 2 film 43 is selectively etched by RIE using the resist pattern 44 as a mask so that the resist pattern 44 has an overhang shape, and then, for example, the SIO film 45 is formed. Deposition is performed from the gate length direction at a predetermined angle (for example, a value in a certain angle range including 75 degrees) with respect to the normal direction of the wafer surface. Further, as shown in FIG. 7C, a heat-resistant metal, LaB, is used.
6 is evaporated from the direction normal to the wafer surface, the resist pattern 44 is lifted off, and a Γ-shaped gate electrode 46 is formed. After that, as shown in FIG. 7D, a resist 47 is applied on the entire surface to form a resist pattern 47 for ion implantation of an intermediate concentration layer, and then RIE using CF 4 + O 2 gas is performed.
To selectively open the SiO 2 film 43 to remove the intermediate concentration layer 4
8a and 48b are, for example, an acceleration voltage of 50 KeV and a dose amount of 1
It is formed by ion-implanting Si under the condition of × 10 13 cm -2 . Here, in the drain region immediately near the gate, the intermediate concentration layer is not formed because it is masked by the gate metal 46. Next, as shown in FIG. 7C, the resist pattern 47 and the SiO 2 film 43 are removed, and plasma C
After depositing the SiO 2 film 49 or the like VD method, by etching in the vertical direction thickness equivalent only by anisotropic etching such as reactive ion etching (RIE), SiO 2 film only on the side wall of the gate electrode 46 Let 49 remain. Subsequently, as shown in FIG. 8B, a resist pattern 50 is formed, and using this as a mask, for example, an acceleration voltage 1
Si is ion-implanted under the conditions of 00 KeV and a dose amount of 5 × 10 13 cm −2 to form deep and high-concentration n + layers 51a and 51b. Then, as shown in FIG. 8B, after removing the resist pattern 50, annealing for activating the ion-implanted layer is performed, and finally, the source electrode 52a and the drain electrode 52b made of AuGe alloy are formed to form the FET.
Is completed.

【0044】以上説明したように本実施例によれば、絶
縁膜の斜め蒸着および耐熱性金属の上方からの蒸着によ
りΓ字型のゲートを形成し、このゲートをイオン注入時
のマスクとして用い、中間濃度層を形成することによ
り、自己整合的に非対称FETを高精度かつ再現性が高
く製造することができる。
As described above, according to the present embodiment, a Γ-shaped gate is formed by oblique vapor deposition of the insulating film and vapor deposition of the refractory metal from above, and this gate is used as a mask during ion implantation. By forming the intermediate concentration layer, the asymmetric FET can be manufactured in a self-aligned manner with high accuracy and high reproducibility.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、非対
称型FETを高精度かつ再現性が高く製造することがで
きる。
As described above, according to the present invention, an asymmetric FET can be manufactured with high accuracy and high reproducibility.

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

【図1】第1の発明による製造方法の第1の実施例の製
造工程を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a first embodiment of a manufacturing method according to the first invention.

【図2】第1の発明による製造方法の第1の実施例の製
造工程を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the manufacturing method according to the first invention.

【図3】第2の発明の製造方法の第1の実施例によって
製造される半導体装置の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device manufactured by the first embodiment of the manufacturing method of the second invention.

【図4】第2の発明の第1の実施例の製造工程を示す断
面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the second invention.

【図5】第2の発明の第2の実施例の製造工程を示す断
面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the second invention.

【図6】第2の発明の第3の実施例の製造工程を示す断
面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the third embodiment of the second invention.

【図7】第3の発明の一実施例の製造工程を示す断面
図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the third embodiment of the invention.

【図8】第3の発明の一実施例の製造工程を示す断面
図。
FIG. 8 is a sectional view showing a manufacturing process of an embodiment of the third invention.

【図9】従来の製造方法によって製造される半導体装置
の断面図。
FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor device manufactured by a conventional manufacturing method.

【図10】従来の製造方法の製造工程を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,41 GaAs基板 2,22 n型動作層 3 金属膜(ゲート電極) 4,7,10,28,43,49 SiO膜 5 SiNx膜 6 ドレイン領域 8,11 フォトレジスト 9,24,48a,48b 中間濃度層 12 高濃度ソース領域 23 ゲート電極 25a ソース高濃度領域 25b ドレイン高濃度領域 26a,52a ソース電極 26b,52b ドレイン電極 27 絶縁膜 42 動作層 44,47,50 レジストパターン 45 SIO膜 46 ゲート 51a,51b 高濃度層1, 21, 41 GaAs substrate 2, 22 n-type operating layer 3 metal film (gate electrode) 4, 7, 10, 28, 43, 49 SiO 2 film 5 SiNx film 6 drain region 8, 11 photoresist 9, 24, 48a, 48b Intermediate concentration layer 12 High concentration source region 23 Gate electrode 25a Source high concentration region 25b Drain high concentration region 26a, 52a Source electrode 26b, 52b Drain electrode 27 Insulating film 42 Operating layer 44, 47, 50 Resist pattern 45 SIO film 46 gates 51a, 51b high concentration layer

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 H01L 21/266 8617−4M H01L 21/265 V 8617−4M A 8617−4M M 7376−4M 29/80 B Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01L 21/266 8617-4M H01L 21/265 V 8617-4M A 8617-4M M 7376-4M 29/80 B

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に動作層を形成する工程と、
金属層およびこの金属層に対して選択的に除去可能な材
料からなる補助膜層を積層する工程と、ドレイン形成領
域上の前記補助膜層および金属層を除去する工程と、前
記補助膜層に対して選択的に除去可能な材料からなる第
1の絶縁膜を前記基板の全面に形成する工程と、この第
1の絶縁膜を異方性エッチングを用いてエッチバックす
ることにより、前記残っている金属層および補助膜層の
側壁にのみ前記第1の絶縁膜を残置する工程と、この残
置された第1の絶縁膜および前記補助膜をマスクにして
前記基板にイオン注入することによってドレイン領域を
形成する工程と、選択的に前記補助膜のみを除去する工
程と、前記基板の全面に第2の絶縁物層を形成する工程
と、この第2の絶縁物層を異方性エッチングを用いてエ
ッチバックし、前記第1の絶縁層の側壁にのみ前記第2
の絶縁物層を残置させる工程と、この残置された第2の
絶縁物層をマスクにして前記金属層を異方性エッチング
を用いてエッチバックする工程と、イオン注入すること
によってソース領域を形成する工程と、ソースおよびド
レイン電極を形成する工程と、を備えていることを特徴
とする半導体装置の製造方法。
1. A step of forming an operation layer on a semiconductor substrate,
Laminating a metal layer and an auxiliary film layer made of a material that can be selectively removed from the metal layer, removing the auxiliary film layer and the metal layer on the drain formation region, and forming the auxiliary film layer on the auxiliary film layer. On the other hand, a step of forming a first insulating film made of a material that can be selectively removed on the entire surface of the substrate, and etching back the first insulating film using anisotropic etching The first insulating film is left only on the side walls of the metal layer and the auxiliary film layer, and the drain region is formed by ion-implanting the left first insulating film and the auxiliary film into the substrate. A step of selectively removing only the auxiliary film, a step of forming a second insulator layer on the entire surface of the substrate, and a step of anisotropically etching the second insulator layer. Etch back, before The only on the sidewalls of the first insulating layer a second
The step of leaving the insulator layer left unetched, the step of etching back the metal layer by anisotropic etching using the left second insulator layer as a mask, and forming the source region by ion implantation. And a step of forming source and drain electrodes, a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】半導体基板上に動作層を形成する工程と、
この動作層上のドレインが形成される領域上に第1の絶
縁膜層を形成する工程と、この第1の絶縁膜の側壁に金
属材料からなるゲート電極を形成する工程と、前記第1
の絶縁膜を除去した後、前記ゲート電極および前記動作
層を覆うように第2の絶縁膜を形成する工程と、イオン
注入することによって前記基板の表面にソース・ドレイ
ン高濃度領域を形成する工程と、前記第2の絶縁膜を除
去する工程と、ソース電極およびドレイン電極を形成す
る工程と、を備えていることを特徴とする半導体装置の
製造方法。
2. A step of forming an operating layer on a semiconductor substrate,
Forming a first insulating film layer on a region of the operating layer where a drain is formed; forming a gate electrode made of a metal material on a sidewall of the first insulating film;
Forming a second insulating film so as to cover the gate electrode and the operating layer after removing the insulating film of 1), and forming a high concentration source / drain region on the surface of the substrate by ion implantation And a step of removing the second insulating film, and a step of forming a source electrode and a drain electrode, the method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】前記第2の絶縁膜を除去する工程は、異方
性エッチングを用いて前記第2の絶縁膜をエッチバック
することによって前記ゲート電極の、ドレイン側の側壁
部にのみ前記第2の絶縁膜を残置する工程と、前記基板
にイオン注入することによって前記ゲート電極のソース
側に、前記動作層と前記ソース・ドレイン高濃度領域と
の中間濃度の層を形成する工程と、前記残置している第
2の絶縁膜を除去する工程と、を備えていることを特徴
とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
3. In the step of removing the second insulating film, the second insulating film is etched back by using anisotropic etching to remove the second insulating film only on the drain side sidewall portion of the gate electrode. 2) leaving the insulating film, and forming an intermediate concentration layer between the operating layer and the source / drain high concentration region on the source side of the gate electrode by implanting ions into the substrate, 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising the step of removing the remaining second insulating film.
【請求項4】半導体基板上に動作層を形成する工程と、
この動作層上のドレインが形成される領域上に第1の絶
縁膜層を形成する工程と、この第1の絶縁膜の側壁に金
属材料からなるゲート電極を形成する工程と、前記第1
の絶縁膜を除去した後、前記ゲート電極および前記動作
層を覆うように第2の絶縁膜を形成する工程と、異方性
エッチングを用いて前記第2の絶縁膜をエッチバックす
ることによって前記ゲート電極の、ドレイン側の側壁部
にのみ前記第2の絶縁膜を残置させる工程と、イオン注
入することによって前記基板の表面にソース・ドレイン
高濃度領域を形成する工程と、前記残置された第2の絶
縁膜を除去した後、ソース電極およびドレイン電極を形
成する工程と、を備えていることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
4. A step of forming an operating layer on a semiconductor substrate,
Forming a first insulating film layer on a region of the operating layer where a drain is formed; forming a gate electrode made of a metal material on a sidewall of the first insulating film;
The step of forming a second insulating film so as to cover the gate electrode and the operating layer after removing the insulating film, and by etching back the second insulating film using anisotropic etching. A step of leaving the second insulating film only on the side wall of the gate electrode on the drain side; a step of forming a high concentration source / drain region on the surface of the substrate by ion implantation; And a step of forming a source electrode and a drain electrode after removing the second insulating film, the method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項5】半導体基板上に動作層を形成する工程と、
この動作層上に第1の絶縁膜を形成する工程と、この第
1の絶縁膜上にフォトレジストを塗布し、パターニング
することによってゲート形成領域上の前記フォトレジス
トを除去する工程と、このパターニングされたフォトレ
ジストをマスクにしてゲート形成領域上の前記第1の絶
縁膜を除去する工程と、前記基板の法線に対して所定角
度をなす方向でかつゲート長方向から絶縁材を蒸着して
ゲート領域上に第2の絶縁層を形成し、その後、同様に
して金属を蒸着してゲート電極を形成する工程と、前記
フォトレジストを除去した後、再度フォトレジストを塗
布し、このフォトレジストおよび前記第1の絶縁膜をパ
ターニングすることによって中間濃度層を形成するため
のマスクを形成する工程と、イオンを注入することによ
り中間濃度層を形成する工程と、前記フォトレジストを
除去した後、第2の絶縁膜を前記基板上に形成する工程
と、異方性エッチングを用いて前記第2の絶縁膜をエッ
チバックすることによって前記ゲート電極の側壁にのみ
前記第2の絶縁膜を残置する工程と、レジストパターン
を形成した後、イオン注入することによってソース・ド
レイン高濃度領域を形成する工程と、前記レジストパタ
ーンを除去した後、ソース電極およびドレイン電極を形
成する工程と、を備えていることを特徴とする半導体装
置の製造方法。
5. A step of forming an operating layer on a semiconductor substrate,
A step of forming a first insulating film on the operating layer, a step of applying a photoresist on the first insulating film and patterning the photoresist to remove the photoresist on the gate formation region, and the patterning Removing the first insulating film on the gate formation region by using the formed photoresist as a mask, and depositing an insulating material in a direction that forms a predetermined angle with respect to the normal line of the substrate and from the gate length direction. A step of forming a second insulating layer on the gate region, and then vapor-depositing a metal to form a gate electrode in the same manner, and removing the photoresist, and then applying the photoresist again. Forming a mask for forming an intermediate concentration layer by patterning the first insulating film; and forming an intermediate concentration layer by implanting ions. And a step of forming a second insulating film on the substrate after removing the photoresist, and a step of etching back the second insulating film using anisotropic etching to form the gate electrode of the gate electrode. The step of leaving the second insulating film only on the side wall, the step of forming a source / drain high-concentration region by ion implantation after forming the resist pattern, and the step of removing the resist pattern and then the source electrode and A step of forming a drain electrode, and a method of manufacturing a semiconductor device.
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