JPH07118485B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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- JPH07118485B2 JPH07118485B2 JP62295686A JP29568687A JPH07118485B2 JP H07118485 B2 JPH07118485 B2 JP H07118485B2 JP 62295686 A JP62295686 A JP 62295686A JP 29568687 A JP29568687 A JP 29568687A JP H07118485 B2 JPH07118485 B2 JP H07118485B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、半導体素子の製造方法、特に、電界効果ト
ランジスタ(以下、単にFETと称する。)の製造に用い
て好適な方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor element, and particularly to a method suitable for manufacturing a field effect transistor (hereinafter, simply referred to as FET).
(従来の技術) 例えば高周波増幅・発振用素子、論路回路用素子及びそ
の他の機能を有する半導体素子としてFET素子が広く用
いられている。(Prior Art) For example, FET elements are widely used as high-frequency amplification / oscillation elements, logic circuit elements, and semiconductor elements having other functions.
これらFET素子により種々の電子機器を構成するに当
り、当該機器の小型化、高速化、低電力化といった要求
に応じて、超高密度集積回路(VLSI)を達成するための
研究開発が進められている。このFET素子では、当該素
子の微細化に伴なう短チャネル効果や、ソース・ドレイ
ン領域の寄生抵抗といった、活性層(以下の説明におい
ては、不純物を注入して構成した領域を活性層として包
括的に表わすものとする。)の形状(プロファイル)に
起因する種々の問題に対処する技術が不可欠となる。In constructing various electronic devices with these FET elements, research and development for achieving a very high-density integrated circuit (VLSI) are being advanced in response to demands for miniaturization, high speed, and low power consumption of the devices. ing. In this FET element, the active layer such as the short channel effect due to the miniaturization of the element and the parasitic resistance of the source / drain region (in the following description, the region formed by implanting impurities is included as the active layer. A technique for coping with various problems caused by the shape (profile) is indispensable.
上述したFETとして、化合物半導体であるガリウム−砒
素(GaAs)を動作層として利用し、ゲート電極を金属と
したショットキー接合によって構成されるGaAsMESFET素
子が知られ、当該素子における前述の問題を解消する技
術の一例として、特開昭62−33476号公報に開示される
素子及びその製造方法が知られている。As the above-mentioned FET, there is known a GaAs MESFET device that is composed of a compound semiconductor, gallium-arsenic (GaAs), as an operation layer and is formed by a Schottky junction using a gate electrode as a metal, and solves the above-mentioned problems in the device. As an example of the technique, an element disclosed in JP-A-62-33476 and a method for manufacturing the element are known.
以下、図面を参照して、上述の公報に開示される技術に
つき説明する。尚、以下の説明においては、上述した素
子の製造方法に従って説明することとする。また、以下
の説明においては、製造工程途中の構成成分を下地とし
て包括的に表わす。The technique disclosed in the above publication will be described below with reference to the drawings. The following description will be made according to the above-described method for manufacturing the element. Further, in the following description, constituent components in the middle of the manufacturing process are comprehensively represented as a base.
第2図(A)〜(D)は、上述した公報に開示される技
術を説明するため、GaAsMESFET素子の製造工程を概略的
な基板断面により示す説明図である。図中、11は半絶縁
性のGaAsから成る基板、13はチャネル領域、15は二酸化
珪素(SiO2)膜、17は窒化タングステン(WN)膜、19は
ゲート電極、21はソース領域、23はソース電極、25はド
レイン電極、27はGaAsMESFET素子、aはn型不純物イオ
ンである。また、断面を示すハッチングは一部省略して
図示すると共に、各構成成分の膜厚については詳細な説
明を省略する。FIGS. 2A to 2D are explanatory views showing the manufacturing process of the GaAs MESFET device by a schematic substrate cross section, for explaining the technique disclosed in the above-mentioned publication. In the figure, 11 is a substrate made of semi-insulating GaAs, 13 is a channel region, 15 is a silicon dioxide (SiO 2 ) film, 17 is a tungsten nitride (WN) film, 19 is a gate electrode, 21 is a source region, and 23 is A source electrode, 25 is a drain electrode, 27 is a GaAs MESFET element, and a is an n-type impurity ion. Further, hatching showing a cross section is partially omitted in the drawing, and detailed description of the film thickness of each component is omitted.
まず始めに、図示していないレジストパターンをマスク
として、基板11上の設計に応じた所定領域に、例えば珪
素イオン(Si+)のようなn型不純物を4×1012(c
m-2)程度の不純物濃度で注入した後、所定の温度でア
ニールすることにより、チャネル領域13を形成する。First, using a resist pattern (not shown) as a mask, 4 × 10 12 (c) of an n-type impurity such as silicon ion (Si + ) is applied to a predetermined region according to the design on the substrate 11.
After implantation with an impurity concentration of about m -2 ), the channel region 13 is formed by annealing at a predetermined temperature.
然る後、上述した下地の上側全面に二酸化珪素(SiO2)
を堆積し、少なくとも後段の工程によりドレイン領域と
なる基板11上の所定部分を被覆し、かつゲート電極を形
成しようとする部分に端面が形成されるようにパターニ
ングしてSiO2膜15を形成する。After that, silicon dioxide (SiO 2 ) is formed on the entire upper surface of the above-mentioned base.
Is formed, and a SiO 2 film 15 is formed by coating at least a predetermined portion of the substrate 11 to be a drain region by a subsequent step and patterning so that an end face is formed at a portion where a gate electrode is to be formed. .
次に、上述した下地の上側全面にWN膜17を堆積して、第
2図(A)に示す状態の下地を得る。Next, the WN film 17 is deposited on the entire upper surface of the above-mentioned base to obtain the base in the state shown in FIG. 2 (A).
続いて、上述の下地に対して、例えば四弗化炭素(C
F4)をエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチ
ング(Reactive Ion Etching:RIE)法のような異方性エ
ッチングを行ない、上述したSiO2膜15の、チャネル領域
13上の側面に、ゲート電極19を形成し、第2図(B)に
示す状態の下地を得る。Then, for example, carbon tetrafluoride (C
Anisotropic etching such as Reactive Ion Etching (RIE) using F 4 ) as an etching gas is performed, and the above-mentioned channel region of the SiO 2 film 15 is etched.
A gate electrode 19 is formed on the side surface above 13 to obtain a base in the state shown in FIG.
次に、上述の下地に対して、ゲート電極19及びSiO2膜15
をマスクに用いてn型不純物(第2図(C)中、矢印a
で示す。)のイオン注入を行ない、2×1013(cm-2)程
度の不純物濃度でソース領域21を形成し、前述同様のア
ニール処理を行なうことによって第2図(C)に示す状
態の下地を得る。Next, the gate electrode 19 and the SiO 2 film 15 are applied to the base described above.
Is used as a mask to form an n-type impurity (in FIG. 2C, an arrow a
Indicate. ) Is performed to form the source region 21 with an impurity concentration of about 2 × 10 13 (cm −2 ), and the same annealing treatment as described above is performed to obtain a base in the state shown in FIG. 2 (C). .
上述の説明からも理解できるように、この公報に開示さ
れる技術によれば、ソース領域21がセルフアラインで形
成されることとなる。As can be understood from the above description, according to the technique disclosed in this publication, the source region 21 is formed by self-alignment.
続いて、上述の下地上に形成されるSiO2膜15を除去した
後、従来周知の方法により、ソース電極23及びドレイン
電極25を形成し、第2図(D)に示すようなGaAsMESFET
素子27が得られる。Then, after removing the SiO 2 film 15 formed on the lower surface, a source electrode 23 and a drain electrode 25 are formed by a conventionally known method, and a GaAs MESFET as shown in FIG. 2 (D) is formed.
Element 27 is obtained.
このようにして得られたGaAsMESFET素子27において、ド
レイン領域に相当する基板11の所定部分はチャネル領域
13と同程度の不純物濃度を以って構成されている。これ
がため、イオン注入によってソース領域とドレイン領域
とを同時に形成した場合に比して、ドレイン領域に相当
する活性層の不純物濃度が低いため、チャネル長の短縮
に伴なう短チャネル効果を低減することが可能である。In the GaAs MESFET device 27 thus obtained, the predetermined portion of the substrate 11 corresponding to the drain region is the channel region.
It has the same impurity concentration as that of 13. For this reason, the impurity concentration of the active layer corresponding to the drain region is lower than that in the case where the source region and the drain region are simultaneously formed by ion implantation, so that the short channel effect accompanying the shortening of the channel length is reduced. It is possible.
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述した従来の半導体素子の製造方法で
は、一方の電極領域であるソース領域での寄生抵抗と、
短チャネル効果とを同時に解決し得るが、ドレイン領域
とチャネル領域との不純物濃度が同程度であるため、設
計に応じてチャネル領域の低不純物濃度を所望とする場
合、ドレイン領域での寄生抵抗が大きくなる。これがた
め、所謂、半導体素子のドレイン抵抗が高くなるのみな
らず、当該ドレイン領域でのオーミック接触に係る抵抗
が高くなり、当該素子の高性能化を図ることが難しいと
いう問題点が有った。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor element, the parasitic resistance in the source region which is one of the electrode regions,
Although the short channel effect can be solved at the same time, since the drain region and the channel region have approximately the same impurity concentration, when a low impurity concentration in the channel region is desired according to the design, the parasitic resistance in the drain region is reduced. growing. For this reason, there is a problem that not only the so-called drain resistance of the semiconductor element increases, but also the resistance related to ohmic contact in the drain region increases, which makes it difficult to improve the performance of the element.
また、チャネル領域にイオン注入を行なった後、ソース
及びドレイン領域に同時にイオン注入を行なう技術で
は、半導体素子を搭載する電子機器の機能に応じた好適
な量として夫々の領域(活性層)における個々の不純物
プロファイルを制御することができないという点で、優
れた半導体素子を製造することが難しい。In addition, in the technique of performing ion implantation into the source region and the drain region at the same time after performing ion implantation into the channel region, the amount of each individual region (active layer) is set as a suitable amount according to the function of the electronic device mounting the semiconductor element. It is difficult to manufacture an excellent semiconductor device in that the impurity profile of 1 cannot be controlled.
この発明の目的は、上述した種々の問題点に鑑み成され
たものであり、半導体素子に形成される各々の活性層の
機能に応じた最適な不純物濃度及び注入深さを以ってイ
オン注入を行ない、半導体素子の設計の自由度を向上せ
しめることが可能な半導体素子の製造方法を提供し、延
いては、優れた特性を有する半導体素子を提供すること
に有る。The object of the present invention is made in view of the above-mentioned various problems, and ion implantation is performed with an optimum impurity concentration and implantation depth according to the function of each active layer formed in a semiconductor element. In order to improve the degree of freedom in designing a semiconductor element, a method for manufacturing a semiconductor element is provided, and further, a semiconductor element having excellent characteristics is provided.
(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明の半導体素子の製
造方法によれば、 少なくともゲート電極を含むイオン注入用の第一マスク
層と、基板に形成された第一活性層とが設けられた下地
に、この第一活性層に隣接する第二活性層を形成して半
導体素子を製造するに当り、 上述した下地の上側全面に、イオン注入用の第二マスク
層を、前記第一マスク層上に形成される部分と前記基板
上に形成される部分とが段切れするように堆積した後、
第二活性層形成領域上に開口を有するレジストパターン
を設ける工程と、 上述の開口を設けたレジストパターンをマスクとして、
前述の第二マスク層の一部分をエッチング除去し、少な
くとも上述の第二活性層形成領域と、前述した第一マス
ク層の一方の側面(上述したレジストパターンに設けら
れた開口側の面)とを露出する開口部を形成する工程
と、 上述のレジストパターンを除去した後、上述した開口部
を経てイオン注入を行ない、上述の下地に第二活性層を
形成する工程と を具えて成ることを特徴としている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, according to the method for manufacturing a semiconductor element of the present invention, a first mask layer for ion implantation including at least a gate electrode is formed on a substrate. When manufacturing a semiconductor device by forming a second active layer adjacent to the first active layer on a base provided with the first active layer, a second ion implantation layer is formed on the entire upper surface of the base described above. After depositing a mask layer such that a portion formed on the first mask layer and a portion formed on the substrate are cut off,
A step of providing a resist pattern having an opening on the second active layer forming region, and using the resist pattern having the above-mentioned opening as a mask,
A part of the above-mentioned second mask layer is removed by etching, and at least the above-mentioned second active layer forming region and one side surface of the above-mentioned first mask layer (surface on the opening side provided in the above-mentioned resist pattern). The method comprises the steps of forming an exposed opening, and after removing the resist pattern described above, performing ion implantation through the opening to form a second active layer on the base described above. I am trying.
(作用) この発明の半導体素子の製造方法によれば、第二マスク
層は、その第一マスク層上の部分と基板上の部分とが段
切れされた状態に形成されるため、第一マスク層の斜め
上方には第二マスク層が存在しない構造体が得られる。
従って、後に、レジストパターンをマスクとしてこの第
二マスク層をエッチングし、更に、レジストパターンを
除去するという所定の工程を経た後は、この第二マスク
層には、第二活性層形成領域を第一マスク層の一方の側
面際まで露出する開口部が形成される。次に、この開口
部を介して、第一マスク層の一方の側にのみイオン注入
を行なうことが可能となる。このような工程において、
レジストパターンの開口について厳密な位置合わせを行
なうことなく、第一マスク層の一方の側面を露出せしめ
る構成成分として開口部を形成することができる。(Operation) According to the method of manufacturing a semiconductor element of the present invention, the second mask layer is formed in a state where the portion on the first mask layer and the portion on the substrate are cut off, and thus the first mask layer is formed. A structure is obtained in which there is no second mask layer diagonally above the layer.
Therefore, after the predetermined step of etching the second mask layer with the resist pattern as a mask and further removing the resist pattern, the second mask layer is provided with a second active layer forming region as a second region. An opening is formed so as to be exposed to one side surface of one mask layer. Next, it becomes possible to perform ion implantation only on one side of the first mask layer through this opening. In such a process,
The opening can be formed as a constituent that exposes one side surface of the first mask layer without performing strict alignment of the opening of the resist pattern.
これがため、例えば前述した第一マスク層を構成するゲ
ート電極の両側に、ソース領域またはドレイン領域とい
った夫々の第二活性層を、セルフアラインによって簡単
かつ容易に、個別に形成することができる。Therefore, for example, the respective second active layers such as the source region and the drain region can be individually formed easily and easily by self-alignment on both sides of the gate electrode forming the above-mentioned first mask layer.
(実施例) 以下、この発明の半導体素子の製造方法の実施例につ
き、図面を参照して説明する。尚、以下の説明で参照す
る図面は、この発明を理解し得る程度に概略的に示して
あるに過ぎず、この発明は図示例にのみ限定されるもの
ではないことを理解されたい。また、以下の説明におい
ては、化合物半導体であるGaAsのショットキー接合をゲ
ートとして用いたGaAsMESFET素子に適用し、第一活性層
としてのチャネル領域及び第二活性層としてのソース領
域として、特定の条件の下で実施した場合につき説明を
行なうが、この発明はこれら特定の素子及び条件にのみ
限定されるものではない。(Example) Hereinafter, an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be understood that the drawings referred to in the following description are merely schematic illustrations to the extent that the present invention can be understood, and the present invention is not limited to the illustrated examples. Further, in the following description, a GaAs MESFET device using a Schottky junction of a compound semiconductor, GaAs, as a gate is applied, and a specific region is used as a channel region as a first active layer and a source region as a second active layer. However, the present invention is not limited to these specific elements and conditions.
第1図(A)〜(H)は、この発明の製造方法の実施例
を説明するため、第2図(A)〜(D)と同様にして示
す製造工程図である。また、この発明の特徴となる構成
成分を除き、既に説明したものと同一の機能を有する構
成成分については同一の符号を付して示すこととする。
さらに、以下の説明においては、活性層を形成するに当
ってのアニール処理を省略して説明する。これら図中、
29は例えばタングステン−アルミニウム(W−Al)合金
またはその他任意好適な高融点金属から成るゲート電極
形成層、31は例えばアルミニウム(Al)、ニッケル(N
i)またはその他の好適材料からなる電極パターン層、3
3はゲート電極形成層29をエッチングして得られるゲー
ト電極、35はゲート電極33と共に形成されるサイドエッ
チング部、37は電極パターン層31とゲート電極33とサイ
ドエッチング部35とから構成される第一マスク層、39a
〜39cは例えばゲルマニウム(Ge)からなるイオン注入
用の第二マスク層、41は第二活性層形成領域に相当する
ソース形成領域、45はソース形成領域41上の任意の位置
に形成される開口43を画成するレジストパターン、47は
第二マスク層に形成された開口部、49はソース領域、51
はドレイン領域、53は、この実施例の工程により作製さ
れたGaAsMESFET素子である。FIGS. 1 (A) to 1 (H) are manufacturing process diagrams shown in the same manner as FIGS. 2 (A) to 2 (D) for explaining an embodiment of the manufacturing method of the present invention. Further, except for the constituent components which are the features of the present invention, constituent components having the same functions as those already described are designated by the same reference numerals.
Further, in the following description, the annealing process for forming the active layer is omitted. In these figures,
29 is a gate electrode forming layer made of, for example, a tungsten-aluminum (W-Al) alloy or any other suitable refractory metal, and 31 is, for example, aluminum (Al) or nickel (N).
an electrode pattern layer made of i) or other suitable material, 3
3 is a gate electrode obtained by etching the gate electrode forming layer 29, 35 is a side etching portion formed together with the gate electrode 33, and 37 is a first electrode pattern layer 31, a gate electrode 33 and a side etching portion 35. One mask layer, 39a
39c is a second mask layer for ion implantation made of germanium (Ge), 41 is a source formation region corresponding to the second active layer formation region, and 45 is an opening formed at an arbitrary position on the source formation region 41. 43 is a resist pattern that defines 43, 47 is an opening formed in the second mask layer, 49 is a source region, and 51 is a source region.
Is a drain region, and 53 is a GaAs MESFET device manufactured by the process of this embodiment.
まず始めに、既に説明したのと同様にして、半絶縁性の
GaAsから成る基板11上の設計に応じた所定領域に第一活
性層としてのチャネル領域13を形成する。続いて、当該
領域13を形成した基板11の上側全面に、ゲート電極を形
成するためのゲート電極形成層29を約1000(Å)の膜厚
で堆積する。然る後、チャネル領域13の上側であり、か
つゲート電極の配設を所望とするゲート電極形成層29上
の所定部分に、例えばリフトオフ技術によって、約3000
(Å)程度の膜厚と、約1(μm)程度の幅とを以って
電極パターン層31を形成し、第1図(A)に示す状態の
下地を得る。First of all, in the same way as described above, the semi-insulating
A channel region 13 as a first active layer is formed in a predetermined region according to the design on a substrate 11 made of GaAs. Subsequently, a gate electrode forming layer 29 for forming a gate electrode is deposited with a film thickness of about 1000 (Å) on the entire upper surface of the substrate 11 on which the region 13 is formed. Then, at a predetermined portion on the upper side of the channel region 13 and where the gate electrode is desired to be arranged, on a predetermined portion on the gate electrode forming layer 29, for example, by a lift-off technique, about 3000
The electrode pattern layer 31 is formed with a film thickness of about (Å) and a width of about 1 (μm) to obtain a base in the state shown in FIG. 1 (A).
続いて、例えば反応性イオンエッチング(Reactive Ion
Etching:RIE)法のようなドライエッチング技術によ
り、上述した電極パターン層31をエッチングマスクとし
てエッチングする。このようにして、電極パターン層31
と、約0.7(μm)程度の幅のゲート電極33と、当該電
極33の両側面のサイドエッチング部35(図中、破線で囲
んで示す。)とから成る第一マスク層37を形成すること
により第1図(B)に示す状態の下地を得る。Then, for example, reactive ion etching (Reactive Ion
Etching is performed by using the above-mentioned electrode pattern layer 31 as an etching mask by a dry etching technique such as an RIE method. In this way, the electrode pattern layer 31
And a gate electrode 33 having a width of about 0.7 (μm), and side etching portions 35 (shown by a broken line in the figure) on both side surfaces of the electrode 33. Thus, the base material in the state shown in FIG. 1 (B) is obtained.
ここで、第一マスク層37の構成成分としてサイドエッチ
ング部35を形成することにより、所謂、LDD(Lightly D
oped Drain)構造と同様に、後述する2つの活性層(ソ
ース領域及びドレイン領域)が側方拡散して生ずる短チ
ャネル効果の低減に寄与せしめることが期待できる。Here, by forming the side etching portion 35 as a constituent component of the first mask layer 37, so-called LDD (Lightly D
Similar to the oped drain structure, it can be expected to contribute to the reduction of the short channel effect caused by lateral diffusion of two active layers (source region and drain region) described later.
次に、上述した下地の上側全面に、約5000(Å)程度の
膜厚でイオン注入用の第二マスク層39a〜39cを堆積す
る。このような積層関係とすることにより、基板11上に
直接被着する第二マスク層39a及び39bと、第一マスク層
37の上側に堆積される第二マスク層39cとが形成され
る。Next, the second mask layers 39a to 39c for ion implantation are deposited on the entire upper surface of the above-described base with a film thickness of about 5000 (Å). With such a laminated relationship, the second mask layers 39a and 39b directly deposited on the substrate 11 and the first mask layer
A second mask layer 39c is deposited on top of 37.
然る後、当該マスク層39a〜39cの上側全面に所定の膜厚
を以って、ソース形成領域41上の任意の位置(後述)に
開口43を有するレジストパターン45を形成し、第1図
(C)に示す状態の下地を得る。Thereafter, a resist pattern 45 having an opening 43 is formed on the entire upper surface of the mask layers 39a to 39c with a predetermined film thickness at an arbitrary position (described later) on the source formation region 41, and FIG. A base material in the state shown in (C) is obtained.
続いて、上述したレジストパターン45をエッチングマス
クとして、例えば六弗化硫黄(SF6)をエッチングガス
として用いたRIE法またはその他のドライエッチング技
術により、第二マスク層37a〜37cを構成する材料のみを
選択的にエッチング除去して第1図(D)に示すような
開口部47を形成する。Then, using the resist pattern 45 described above as an etching mask, for example, by the RIE method or other dry etching technique using sulfur hexafluoride (SF 6 ) as an etching gas, only the material forming the second mask layers 37a to 37c is formed. Is selectively removed by etching to form an opening 47 as shown in FIG.
この開口部47を形成するためのエッチング工程につき詳
細に説明すれば、この発明の製造方法の構成として既に
述べたように、レジストパターン45により画成される開
口43に関して、厳密な位置合わせを行なうことなく、第
一マスク層37の一方の側面を露出せしめる構成成分とし
て開口部47を形成することができる。即ち、上述した開
口部47の形成に係るドライエッチングを等方性エッチン
グが行ない得る条件で行なえば、等方性エッチング処理
を行なうに従って、基板11の表面に垂直な方向のみなら
ず当該面に平行なエッチングが進行する。これがため、
開口43が、前述したソース形成領域41のいずれかの位置
に形成された場合であっても、第二マスク層39aの端面
とゲート電極33の一方の側面とが露出することとなる。
従って、上述した平行方向のエッチングは、少なくとも
第一マスク層37の側面を露出した時点で停止し、第二マ
スク層39b及び39cがエッチングされることがない。The etching process for forming the opening 47 will be described in detail. As already described as the configuration of the manufacturing method of the present invention, strict alignment is performed with respect to the opening 43 defined by the resist pattern 45. It is possible to form the opening 47 as a constituent component that exposes one side surface of the first mask layer 37 without any need. That is, if the dry etching for forming the opening 47 described above is performed under the condition that isotropic etching can be performed, as the isotropic etching process is performed, not only the direction perpendicular to the surface of the substrate 11 but also the direction parallel to the surface is increased. Etching progresses. Because of this
Even when the opening 43 is formed at any position of the source formation region 41 described above, the end surface of the second mask layer 39a and one side surface of the gate electrode 33 are exposed.
Therefore, the above-described etching in the parallel direction is stopped when at least the side surface of the first mask layer 37 is exposed, and the second mask layers 39b and 39c are not etched.
このような開口部47を形成した後、レジストパターン45
を除去し、第1図(E)に示すように、第二マスク層39
aの一部分、第二マスク層39b及び39cをマスクとし、開
口部47を介して矢印aで示す不純物イオンの注入を行な
い、第二活性層に相当するソース領域49がセルフアライ
ンで得られる。また、この工程でのイオン注入において
は、第一マスク層37として形成されたサイドエッチング
部35の作用により、短チャネル効果の低減に寄与せしめ
ることが可能である。After forming such an opening 47, a resist pattern 45 is formed.
And removing the second mask layer 39 as shown in FIG. 1 (E).
By using a part of a and the second mask layers 39b and 39c as a mask, the impurity ions shown by the arrow a are implanted through the opening 47, and the source region 49 corresponding to the second active layer is obtained by self-alignment. Further, in the ion implantation in this step, it is possible to contribute to the reduction of the short channel effect by the action of the side etching portion 35 formed as the first mask layer 37.
次に、上述した第二マスク層39a〜39cを除去し、第1図
(F)に示す状態を得る。この図からも理解できるよう
に、ソース領域49の形成工程を経た後の下地の状態は当
該領域49の存在以外、第1図(B)と同様な状態となっ
ている。従って、第2図(A)〜(D)を参照した従来
の技術のようにゲート電極33の一方の側に延在する活性
層を形成した後であっても、この発明の製造方法によれ
ば、第1図(B)〜(F)を参照して説明した一連の工
程を経た後、さらにゲート電極33の他方の側にも他の活
性層(ドレイン領域51)を、個別の条件として形成する
ことができる(第1図(G))。Next, the second mask layers 39a to 39c described above are removed to obtain the state shown in FIG. As can be understood from this figure, the underlying state after the source region 49 forming step is the same as that of FIG. 1B except the existence of the region 49. Therefore, even after the active layer extending to one side of the gate electrode 33 is formed as in the prior art with reference to FIGS. 2A to 2D, the manufacturing method of the present invention can be used. For example, after the series of steps described with reference to FIGS. 1B to 1F, another active layer (drain region 51) is further provided on the other side of the gate electrode 33 as individual conditions. It can be formed (FIG. 1 (G)).
このような工程を経た後、電極パターン層31を除去し、
従来と同様にソース電極23及びドレイン電極25を形成
し、この発明の実施例に係るGaAsMESFET素子53を得る
(第1図(H))。After going through such steps, the electrode pattern layer 31 is removed,
The source electrode 23 and the drain electrode 25 are formed in the same manner as in the conventional case, and the GaAs MESFET element 53 according to the embodiment of the present invention is obtained (FIG. 1 (H)).
以上、この発明の実施例につき詳細に説明したが、この
発明の半導体素子の製造方法は上述した実施例にのみ限
定されるものではないこと明らかである。Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, it is apparent that the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments.
例えば、上述の実施例では、短チャネル効果を低減せし
めるためのサイドエッチング部を含む第一マスク層を用
いた場合につき説明した。しかしながら、この発明の方
法は、これにのみ限定して実施するものではなく、上述
のサイドエッチング部の代わりに、従来周知のサイドウ
オールを具えた構成として第一マスク層を形成しても良
い。For example, in the above-described embodiments, the case where the first mask layer including the side etching portion for reducing the short channel effect is used has been described. However, the method of the present invention is not limited to this, and the first mask layer may be formed as a structure including a conventionally known side wall instead of the side etching portion described above.
さらに、この発明の製造方法は、上述した短チャネル効
果低減を目的とする技術を併用した場合にのみ適用され
るものではなく、上述の第一マスク層として、電極パタ
ーン層とゲート電極との幅が一致する状態で行なって
も、充分な効果が得られること明らかである。Furthermore, the manufacturing method of the present invention is not applied only when the above-mentioned technique for reducing the short channel effect is used in combination, and the width of the electrode pattern layer and the gate electrode is used as the first mask layer. It is clear that a sufficient effect can be obtained even if the process is performed in the state where
また、開口部を形成する際のエッチング工程において、
第一マスク層の一方の端部のみを確実にエッチング除去
するため、基板表面から第一マスク層の上側に至る高さ
を充分高くし、第二マスク層が段切れを生じる場合につ
き図示して説明した。Also, in the etching step when forming the opening,
In order to surely remove only one end of the first mask layer by etching, the height from the surface of the substrate to the upper side of the first mask layer is made sufficiently high, and the case where the second mask layer is discontinued is shown in the figure. explained.
さらに、この発明の特徴となる第二マスク層を構成する
材料としてゲルマニウムを用いた場合につき説明した
が、次のような条件を満たす材料であれば、これ以外の
材料であっても良い。Furthermore, although the case where germanium is used as the material forming the second mask layer, which is a feature of the present invention, has been described, other materials may be used as long as they satisfy the following conditions.
不純物イオンの注入に際してイオン注入阻止能の大き
い材料 例えば基板のように堆積面を構成する材料との間に、
応力に起因する例えば剥離等の悪影響を生じない材料 レジストパターン、第一マスク層及び基板に比してエ
ッチング速度が大きく、かつ等方性エッチングを行なう
ことが可能な材料 このような材料として、例えば上述のゲルマニウムの代
わりに窒化珪素(SiNX)等を用いることが可能である。A material having a high ion implantation blocking ability during the implantation of impurity ions, for example, between the material forming the deposition surface such as the substrate,
A material that does not cause adverse effects such as peeling due to stress A material that has a higher etching rate than the resist pattern, the first mask layer and the substrate, and isotropic etching is possible. It is possible to use silicon nitride (SiN x ) or the like instead of the above-mentioned germanium.
これに加えて、上述の実施例では、半導体素子の一例と
してGaAsMESFET素子を製造する場合につき説明したが、
GaAs以外の半導体から成るMESFET素子、さらには、MOSF
ET素子等にも適用し得る。In addition to this, in the above-mentioned embodiment, the case of manufacturing a GaAs MESFET device as an example of the semiconductor device has been described.
MESFET devices made of semiconductors other than GaAs, and MOSF
It can also be applied to ET devices and the like.
これら材料、形状、配置関係、数値的条件及びその他の
条件は、この発明の目的の範囲内で、任意好適な設計の
変更及び変形を行ない得ること明らかである。It is apparent that these materials, shapes, arrangement relationships, numerical conditions and other conditions can be changed and modified in any suitable design within the scope of the object of the present invention.
(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明の半導体
素子の製造方法によれば、前述した構成とすることによ
り、開口部形成に係る厳密な位置合わせを行なうことな
く第二マスク層をエッチング除去し、この第二のマスク
層に、第二活性層形成領域を第一マスク層の一方の側面
際まで露出できる開口部を形成でき、当該開口部を介し
て、第一マスク層の一方の側にのみイオン注入を行なう
ことが可能となる。これがため、前述した第一マスク層
を構成するゲート電極の両側に、ソース領域またはドレ
イン領域といった夫々の第二活性層を、セルフアライン
によって簡単かつ容易に、個別のイオン注入条件で形成
することができる。(Effects of the Invention) As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing a semiconductor element of the present invention, by adopting the above-described configuration, it is possible to perform the second alignment without performing strict alignment for forming the opening. The mask layer can be removed by etching, and an opening can be formed in the second mask layer so that the second active layer forming region can be exposed up to one side surface of the first mask layer, and the first mask can be exposed through the opening. It is possible to perform ion implantation only on one side of the layer. Therefore, it is possible to easily and easily form the respective second active layers such as the source region and the drain region on the both sides of the gate electrode forming the first mask layer by self-alignment under the individual ion implantation conditions. it can.
従って、半導体素子に形成される各々の活性層の機能に
応じた最適な条件でイオン注入を行ない、半導体素子の
設計の自由度を向上せしめることが可能な半導体素子の
製造方法を提供することによって、優れた特性を有する
半導体素子を提供することができる。Therefore, by providing a method for manufacturing a semiconductor element by performing ion implantation under optimal conditions according to the function of each active layer formed in the semiconductor element and improving the degree of freedom in designing the semiconductor element. It is possible to provide a semiconductor device having excellent characteristics.
第1図(A)〜(H)は、この発明の製造方法の実施例
を説明するため、各製造工程に従って、下地の概略的断
面により示す説明図、 第2図(A)〜(D)は、従来技術を説明するため、第
1図(A)〜(H)と同様な概略的断面により示す説明
図である。 11……基板、13……チャネル領域(第一活性層) 15……二酸化ケイ素(SiO2)膜 17……窒化タングステン(WN)膜 19,33……ゲート電極、21……ソース領域 23……ソース電極、25……ドレイン電極 27,53……GaAsMESFET素子 29……ゲート電極形成層、31……電極パターン層 35……サイドエッチング部、37……第一マスク層 39a〜39c……第二マスク層 41……ソース形成領域(第二活性層形成領域) 43……開口、45……レジストパターン 47……開口部、49……ソース領域(第二活性層) 51……ドレイン領域、a……不純物イオン。1 (A) to 1 (H) are explanatory views showing schematic cross-sections of an underlayer according to each manufacturing process for explaining the embodiment of the manufacturing method of the present invention, and FIGS. 2 (A) to 2 (D). FIG. 3 is an explanatory view showing a schematic cross-section similar to FIGS. 1 (A) to 1 (H) for explaining a conventional technique. 11 …… Substrate, 13 …… Channel region (first active layer) 15 …… Silicon dioxide (SiO 2 ) film 17 …… Tungsten nitride (WN) film 19,33 …… Gate electrode, 21 …… Source region 23… Source electrode, 25 Drain electrode 27,53 GaAs MESFET device 29 Gate electrode forming layer, 31 Electrode pattern layer 35 Side etching part, 37 First mask layer 39a to 39c Second mask layer 41 ... Source formation region (second active layer formation region) 43 ... Opening, 45 ... Resist pattern 47 ... Opening, 49 ... Source region (second active layer) 51 ... Drain region, a: Impurity ion.
Claims (1)
の第一マスク層と、基板に形成された第一活性層とが設
けられた下地に、該第一活性層に隣接する第二活性層を
形成して半導体素子を製造するに当り、 前記下地の上側全面に、イオン注入用の第二マスク層
を、前記第一マスク層上に形成される部分と前記基板上
に形成される部分とが段切れするように堆積した後、第
二活性層形成領域上に開口を有するレジストパターンを
設ける工程と、 前記レジストパターンをマスクとして前記第二マスク層
の一部分をエッチング除去し、少なくとも前記第二活性
層形成領域と前記第一マスク層の一方の側面とを露出す
る開口部を形成する工程と、 前記レジストパターンを除去した後、前記開口部を経て
イオン注入を行ない、前記下地に第二活性層を形成する
工程と を具えて成ることを特徴とする半導体素子の製造方法。1. A second active layer adjacent to the first active layer is provided on a base provided with a first mask layer for ion implantation including at least a gate electrode and a first active layer formed on a substrate. When forming and manufacturing a semiconductor element, a second mask layer for ion implantation is formed on the entire upper surface of the base to form a portion formed on the first mask layer and a portion formed on the substrate. A step of providing a resist pattern having an opening on the second active layer formation region after depositing so as to break, and a part of the second mask layer is removed by etching using the resist pattern as a mask, and at least the second active layer is formed. A step of forming an opening exposing a layer forming region and one side surface of the first mask layer; and after removing the resist pattern, ion implantation is performed through the opening to form a second active layer on the base. The method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising comprises the steps of forming.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62295686A JPH07118485B2 (en) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | Method for manufacturing semiconductor device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62295686A JPH07118485B2 (en) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
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---|---|
JPH01136376A JPH01136376A (en) | 1989-05-29 |
JPH07118485B2 true JPH07118485B2 (en) | 1995-12-18 |
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Family Applications (1)
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JP62295686A Expired - Lifetime JPH07118485B2 (en) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | Method for manufacturing semiconductor device |
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JPS62211959A (en) * | 1986-03-13 | 1987-09-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP62295686A patent/JPH07118485B2/en not_active Expired - Lifetime
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