JPH0758060A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH0758060A
JPH0758060A JP19839093A JP19839093A JPH0758060A JP H0758060 A JPH0758060 A JP H0758060A JP 19839093 A JP19839093 A JP 19839093A JP 19839093 A JP19839093 A JP 19839093A JP H0758060 A JPH0758060 A JP H0758060A
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JP
Japan
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insulating film
layer
layer insulating
etching
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP19839093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Yoshida
和広 吉田
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0758060A publication Critical patent/JPH0758060A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enhance the characteristics of field effect transistors(FET) by adopting a three layer structure for dummy gates under which matching between an FET gate electrode and an ion-implanted region is carried out based on a self-alignment method. CONSTITUTION:A dummy gate, which is required to perform matching 5 between a gate electrode 13 of FET and an ion-implanted region based on a self- alignment method, is designed under three layer structure which comprises a first layer insulating film 1, a second insulating film 2 and a third layer insulating film 3. The requirements for the etch rate of the insulating films under the three layer structure are specified to satisfy the following. The first layer insulating film is < the second layer insulating film 2 while the second layer insulating film 2 is < the third layer insulating film. When etching is carried out between the second layer insulating film 2 and the third layer insulating film 3 and between the first layer insulating film 1 and the second layer insulating film 2, the first layer insulating film 1 serves as an etching stopper respectively. This construction makes it possible to enhance the characteristics of FET.

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、ショットキー接合形電
界効果トランジスタ等の半導体デバイスの製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as a Schottky junction field effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、FETの特性を改善し、FETを
含む半導体集積回路装置の集積密度を増大するために、
ゲート電極をマスクとしてイオン注入を行い、これに熱
処理を施して活性化するセルフアライメント(self al
ignment)法が一般に行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to improve the characteristics of FETs and increase the integration density of semiconductor integrated circuit devices including FETs,
Ion implantation is performed using the gate electrode as a mask, and heat treatment is performed on this to perform self-alignment (self-alignment).
ignment) method is commonly practiced.

【0003】GaAsショットキーゲートFETについ
て、セルフアライメント法によるイオン注入を行った後
の熱処理は、850℃程度の温度を必要とするが、モリ
ブデン(Mo)、タングステン(W)等をゲート電極材
料とする場合には、この熱処理において、これらの金属
がGaAsと反応して、ショットキー障壁が破壊され
て、FETが実現しない。この反応を起こさない材料と
しては、Ti/Wシリサイドがあるが、この材料は抵抗
率が高く、高速度を志向するGaAs FETとしては
大きな問題である。
Heat treatment after ion implantation by the self-alignment method for a GaAs Schottky gate FET requires a temperature of about 850 ° C., but molybdenum (Mo), tungsten (W), etc. are used as the gate electrode material. In such a case, in this heat treatment, these metals react with GaAs, the Schottky barrier is destroyed, and the FET cannot be realized. As a material that does not cause this reaction, there is Ti / W silicide, but this material has a high resistivity and is a serious problem for a GaAs FET that aims for high speed.

【0004】これらの問題を解決するために、特開昭5
8−60574号公報および特開昭60−137070
号公報において、ダミーゲートを用いたセルフアライメ
ント法が提案されている。これらの方法は、熱処理後に
ゲートを形成するため、耐熱性、非耐熱性を問わず、希
望する抵抗率を持つ単層あるいは多層のゲート金属を選
択することができる。
In order to solve these problems, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
8-60574 and JP-A-60-137070.
In the publication, a self-alignment method using a dummy gate is proposed. In these methods, since the gate is formed after heat treatment, a single-layer or multi-layer gate metal having a desired resistivity can be selected regardless of heat resistance or non-heat resistance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
には、次のような問題点がある。即ち、特開昭58−6
0574号公報においては、図13に示すように、ダミ
ーゲートとなる絶縁膜上に、レジストあるいは金属膜2
7を形成した後、それらをマスクとして反応性イオンエ
ッチング(RIE)で不必要な部分をエッチングし、そ
の後、等方性エッチングで絶縁膜の側壁をエッチングし
て、ダミーゲート26を形成し、このエッチング量がゲ
ート端とN+ 端の距離を決定する方法であるが、RIE
でGaAs表面まで絶縁膜をエッチングし、GaAs表
面が露出した状態で等方性エッチングをするため、RI
EによるGaAs表面の損傷が大きな課題となる。ま
た、ダミーゲート完成までに、CVD等による製膜、R
IE等によるエッチングおよび等方性エッチングと、3
工程を必要としている。
However, these methods have the following problems. That is, JP-A-58-6
In Japanese Patent Publication No. 0574, as shown in FIG. 13, a resist or a metal film 2 is formed on an insulating film to be a dummy gate.
After forming 7, the unnecessary portion is etched by reactive ion etching (RIE) using them as a mask, and then the side wall of the insulating film is etched by isotropic etching to form a dummy gate 26. The amount of etching determines the distance between the gate edge and the N + edge.
The insulating film is etched up to the GaAs surface with, and isotropic etching is performed with the GaAs surface exposed.
Damage to the GaAs surface by E is a major issue. Further, by the completion of the dummy gate, film formation by CVD or the like, R
Etching by IE and isotropic etching, and 3
Need a process.

【0006】また、特開昭60−137070号公報に
おいては、図14に示すように、絶縁膜36でできたダ
ミーゲート上に、エッチング速度の異なる絶縁膜37を
形成した後、ダミーゲートの側壁のみに、前述の絶縁膜
37をRIE等で残し、この側壁の厚みがゲート端とN
+ 端の距離を決定する方法であるが、RIEでGaAs
表面まで絶縁膜36をエッチングするときだけでなく、
絶縁膜37でできた側壁を残すときも、GaAs表面が
RIEに晒されるため、RIEによるGaAs表面の損
傷が大きな課題となる。また、ダミーゲート完成まで
に、CVD等による製膜、RIE等によるエッチング、
CVD等による側壁の製膜、およびRIE等によるエッ
チングと、4工程も必要である。その後、ダミーゲート
をレジストパターンに反転する場合においても、RIE
でダミーゲートをエッチングしていくと、エッチングの
不均一さからオーバーエッチングを行わなくてはなら
ず、ゲート接合部分のGaAs表面がRIEにより損傷
を受けることも、課題となる。したがって、本発明は、
FETのゲート電極とイオン注入領域との整合をセルフ
アライメント法で行うときのダミーゲートの構造を3層
絶縁膜構造とし、この3層絶縁膜構造のうち、1層絶縁
膜と2層絶縁膜、および2層絶縁膜と3層絶縁膜につい
て、それぞれ上層が下層に対してエッチング速度が大き
いエッチング条件を用いることによって、ダミーゲート
のエッチング工程において、GaAs表面が損傷を受け
ず、したがって特性の改善された半導体デバイスの製造
方法を提供することを目的とする。
Further, in JP-A-60-137070, as shown in FIG. 14, after forming an insulating film 37 having a different etching rate on a dummy gate made of the insulating film 36, the sidewall of the dummy gate is formed. Only, the insulating film 37 is left by RIE or the like, and the thickness of this side wall is equal to that of the gate end and N.
This is a method to determine the + edge distance, but RIE is used to
Not only when the insulating film 36 is etched to the surface,
Even when the side wall made of the insulating film 37 is left, the GaAs surface is exposed to the RIE, so that the damage of the GaAs surface due to the RIE becomes a serious problem. In addition, by the completion of the dummy gate, film formation by CVD, etching by RIE,
A side wall film formation by CVD or the like and etching by RIE or the like and four steps are also required. After that, even when the dummy gate is inverted to the resist pattern, RIE is performed.
When the dummy gate is etched by, the overetching must be performed due to the nonuniformity of etching, and the GaAs surface at the gate junction portion is damaged by RIE, which is also a problem. Therefore, the present invention
When the self-alignment method is used to align the gate electrode of the FET with the ion implantation region, the structure of the dummy gate is a three-layer insulating film structure. Among the three-layer insulating film structure, a one-layer insulating film and a two-layer insulating film, By using the etching conditions in which the upper layer has a higher etching rate than the lower layer for the two-layer insulating film and the three-layer insulating film, the GaAs surface is not damaged during the dummy gate etching process, and therefore the characteristics are improved. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の工程か
ら構成される。 1、化合物半導体基板上に、エッチング速度について下
記のエッチング条件を有する第一層絶縁膜、第二層絶縁
膜および第三層絶縁膜を、形成する工程と、第一層絶縁
膜のエッチング速度<第二層絶縁膜のエッチング速度、
第二層絶縁膜のエッチング速度<第三層絶縁膜のエッチ
ング速度 2、第二層絶縁膜をエッチングストッパーとして、ダミ
ーゲート以外の第二層絶縁膜と第三層絶縁膜をエッチン
グして、ダミーゲートを形成する工程と、3、前記ダミ
ーゲートをマスクとして、化合物半導体基板にN型不純
物をイオン注入する工程と、4、前記注入されたN型不
純物を、第一層絶縁膜を保護膜として、熱処理し、か
つ、活性化して、N型層を形成する工程と、5、前記ダ
ミーゲートの周囲にレジストを形成する工程と、6、前
記ダミーゲートの第三層絶縁膜をエッチングする工程
と、7、前記ダミーゲートの第二層絶縁膜をエッチング
するときに、第三層絶縁膜のエッチング残留物を、リフ
トオフ的に除去する工程と、8、前記ダミーゲートの最
下層である第一層絶縁膜を、化合物半導体基板表面に損
傷を与えないように、エッチング除去してゲート開口部
を形成する工程と、9、前記ゲート開口部に、ゲート電
極を形成する工程と、からなることを特徴とする半導体
デバイスの製造方法。
The present invention comprises the following steps. 1. a step of forming a first layer insulating film, a second layer insulating film and a third layer insulating film having the following etching conditions on the compound semiconductor substrate, and an etching rate of the first layer insulating film < Second layer insulating film etching rate,
Etching rate of second layer insulating film <Etching rate of third layer insulating film 2, Etching second layer insulating film other than dummy gate and third layer insulating film using second layer insulating film as an etching stopper A step of forming a gate, 3, a step of ion-implanting an N-type impurity into a compound semiconductor substrate using the dummy gate as a mask, and 4, a step of using the injected N-type impurity as a first-layer insulating film as a protective film A heat treatment and activation to form an N-type layer; a step of forming a resist around the dummy gate; and a step of etching a third layer insulating film of the dummy gate. , 7, a step of removing the etching residue of the third-layer insulating film by lift-off when etching the second-layer insulating film of the dummy gate, and 8, the bottom layer of the dummy gate. And a step of forming a gate opening by removing the single-layer insulating film by etching so as not to damage the surface of the compound semiconductor substrate; and a step of forming a gate electrode in the gate opening. A method for manufacturing a featured semiconductor device.

【0008】[0008]

【作用】ダミーゲートを第1層絶縁膜、第2層絶縁膜お
よび第3層絶縁膜よりなる3層構造にして、この3層構
造の絶縁膜の間に、エッチング速度条件として、第一層
絶縁膜<第二層絶縁膜、第二層絶縁膜<第三層絶縁膜、
としているので、第二層絶縁膜と第三層絶縁膜をエッチ
ングするときは第二層絶縁膜が、また、第1層絶縁膜第
と二層絶縁膜をエッチングするときは第一層絶縁膜が、
それぞれエッチングストッパーの作用を営むことにな
る。また、ダミーゲートをレジストパターンに反転する
際に、第3層絶縁膜のエッチング残留物を、第2層絶縁
膜のエッチング時に、リフトオフ的に除去することがで
きる。
The dummy gate has a three-layer structure including the first-layer insulating film, the second-layer insulating film, and the third-layer insulating film, and the first-layer insulating film is provided between the insulating films having the three-layer structure as an etching rate condition. Insulating film <second layer insulating film, second layer insulating film <third layer insulating film,
Therefore, the second layer insulating film is used when etching the second layer insulating film and the third layer insulating film, and the first layer insulating film is used when etching the first layer insulating film and the second layer insulating film. But,
Each will act as an etching stopper. Further, when the dummy gate is inverted into the resist pattern, the etching residue of the third-layer insulating film can be removed by lift-off during the etching of the second-layer insulating film.

【0009】[0009]

【実施例】次に、本発明を図面を参照して説明する。図
1に示すように、反絶縁性GaAs基板10上に、レジ
ストマスク4を設け、例えば、Siを150keVに
て、5×101 2 cm- 2 程度注入して、注入層5を形
成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, on a semi-insulating GaAs substrate 10, a resist mask 4 is provided, for example, the Si at 150keV, 5 × 10 1 2 cm - 2 degree injection to form an injection layer 5.

【0010】前記レジストマスク4を除去した後、図2
に示すように、CVD法等によりGaAs基板10保護
のための第1層窒化珪素(SiNx)膜1を厚さ100
nm程度に形成する。次いで、CVD法等により第2層
酸化珪素(SiO2 )膜2を厚さ50nm程度に形成す
る。次に、CVD法等により第3層窒化珪素(SiN
x)膜3を厚さ500nm程度に形成する。これらの第
1層絶縁膜、第2層絶縁膜および第3層絶縁膜は、エッ
チング速度が、第一層絶縁膜<第二層絶縁膜、および第
二層絶縁膜<第三層絶縁膜、となるエッチング条件を有
している材質で構成する。
After removing the resist mask 4, FIG.
As shown in FIG. 1, a first layer silicon nitride (SiNx) film 1 for protecting the GaAs substrate 10 is formed to a thickness of 100 by a CVD method or the like.
It is formed to have a thickness of about nm. Then, the second layer silicon oxide (SiO 2 ) film 2 is formed to a thickness of about 50 nm by the CVD method or the like. Next, the third layer silicon nitride (SiN
x) The film 3 is formed to have a thickness of about 500 nm. These first-layer insulating film, second-layer insulating film, and third-layer insulating film have etching rates of first-layer insulating film <second-layer insulating film, and second-layer insulating film <third-layer insulating film, It is made of a material having the following etching conditions.

【0011】図3に示すように、ダミーゲートとなる絶
縁膜上に、レジストあるいは金属膜からなるパターン6
を通常のリソグラフィ法により形成する。
As shown in FIG. 3, a pattern 6 made of a resist or a metal film is formed on the insulating film to be the dummy gate.
Are formed by an ordinary lithography method.

【0012】このとき、図4に示すように、第3層Si
Nx膜3のエッチング速度が、第2層SiO2 膜2のエ
ッチング速度の数倍になるように、RIEの条件を設定
すると、第2層目と第3層目の界面では、基板10に垂
直な方向は、第2層SiO2膜2がエッチングストッパ
ーになって、あまりエッチングが進まないが、基板10
に平行な方向は、第3層SiNx膜3のエッチングが進
む。この平行方向のエッチング量で、ゲート長を制御す
る。その後、第2層SiO2 膜2の露出部分を、弗化水
素(HF)と弗化アンモニュウム(NH4 F)との混合
溶液によりウエットエッチングあるいはRIE等により
ドライエッチングをする。
At this time, as shown in FIG. 4, the third layer Si
When the RIE conditions are set so that the etching rate of the Nx film 3 is several times as high as the etching rate of the second layer SiO 2 film 2, the interface between the second layer and the third layer is perpendicular to the substrate 10. In this direction, the second layer SiO 2 film 2 serves as an etching stopper and the etching does not proceed so much.
The etching of the third-layer SiNx film 3 progresses in the direction parallel to. The gate length is controlled by the etching amount in the parallel direction. After that, the exposed portion of the second layer SiO 2 film 2 is wet-etched with a mixed solution of hydrogen fluoride (HF) and ammonium fluoride (NH 4 F) or dry-etched by RIE or the like.

【0013】図5に示すように、ソース領域7およびド
レイン領域8形成のため、イオン注入を行う。即ち、レ
ジストマスク9を設けた後、第2層SiO2 膜2と第3
層SiNx膜3によるダミーゲートおよびレジストマス
ク9をマスクとして、300keV程度にて、1×10
1 4 cm- 2 程度注入する。
As shown in FIG. 5, ion implantation is performed to form the source region 7 and the drain region 8. That is, after providing the resist mask 9, the second layer SiO 2 film 2 and the third layer 3
Using the dummy gate formed of the layer SiNx film 3 and the resist mask 9 as a mask, 1 × 10 at about 300 keV
1 4 cm - two approximately infusion.

【0014】図6に示すように、前記パターン6と、マ
スク9を除去した後、第1層SiNx膜1を保護膜とし
て、熱処理を行う。
As shown in FIG. 6, after the pattern 6 and the mask 9 are removed, heat treatment is performed using the first-layer SiNx film 1 as a protective film.

【0015】次に、図7に示すように、従来のリソグラ
フィ法によりパターンニングして、ソース電極7a、ド
レイン電極8aを形成する。
Next, as shown in FIG. 7, patterning is performed by a conventional lithography method to form a source electrode 7a and a drain electrode 8a.

【0016】次に、図8に示すように、エッチバック法
によりダミーゲート上部のレジストを除去し、ダミーゲ
ートの周囲にレジスト9を形成する。
Next, as shown in FIG. 8, the resist on the dummy gate is removed by an etch back method, and a resist 9 is formed around the dummy gate.

【0017】その後、図9に示すように、ダミーゲート
を構成している第3層SiNx膜3と第2層SiO2
2とその直下の第1層SiNx膜1を除去する。このダ
ミーゲートのエッチングにおいて、第3層SiNx膜3
のエッチング速度が第2層SiO2 膜2のエッチング速
度の数倍程度になるエッチング条件でエッチングしてや
る。この第3層SiNx膜3のエッチングは、制御性を
考えてRIEを用いてエッチングを行う。このRIEの
条件によっては、第3層SiNx膜3の残留物3aが残
る場合がある。
Thereafter, as shown in FIG. 9, the third-layer SiNx film 3, the second-layer SiO 2 film 2 and the first-layer SiNx film 1 immediately below the third-layer SiNx film 3 forming the dummy gate are removed. In this etching of the dummy gate, the third layer SiNx film 3
Etching is performed under the etching conditions in which the etching rate is about several times the etching rate of the second layer SiO 2 film 2. The etching of the third-layer SiNx film 3 is performed by using RIE in consideration of controllability. Depending on the RIE conditions, the residue 3a of the third-layer SiNx film 3 may remain.

【0018】次に、図10に示すように、第2層SiO
2 膜2のエッチング速度が、第1層SiNx膜1のエッ
チング速度の数倍程度になるエッチング条件で、エッチ
ングしてやる。この第2層SiO2 膜2のエッチング
は、弗化水素(HF)と弗化アンモニュウム(NH
4 F)との混合溶液によりお行う。すると、第2層Si
2膜2と共に、リフトオフ的に第3層目の残留物3a
も一緒に剥がれ、第1層SiNx膜1の表面が現れる。
そして、GaAs表面に損傷を与えない条件で、第1層
SiNx膜1をエッチングする。この第1層SiNx膜
1のエッチングは、弗化水素(HF)と弗化アンモニュ
ウム(NH4 F)との混合溶液によるウエットエッチン
グでもよいが、ゲート長の制御性を考えると、RIE等
によるドライエッチングが望ましい。
Next, as shown in FIG. 10, the second layer SiO 2
2 Etching is performed under the etching condition that the etching rate of the film 2 is about several times the etching rate of the first-layer SiNx film 1. The etching of the second layer SiO 2 film 2 is performed by using hydrogen fluoride (HF) and ammonium fluoride (NH).
4 F) and mixed solution. Then, the second layer Si
Along with the O 2 film 2, the residue 3a of the third layer is lifted off.
Are also peeled off together, and the surface of the first layer SiNx film 1 appears.
Then, the first layer SiNx film 1 is etched under the condition that the GaAs surface is not damaged. The etching of the first layer SiNx film 1 may be wet etching using a mixed solution of hydrogen fluoride (HF) and ammonium fluoride (NH 4 F), but in consideration of controllability of the gate length, dry etching by RIE or the like is performed. Etching is preferred.

【0019】次に、図11に示すように、従来のリソグ
ラフィ法によりレジスト11をパターンニングした後、
ゲート電極を形成する導体層12を蒸着、スパッタ等に
より形成する。この導体層12は、抵抗率の低い金(A
u)、アルミニュウム(Al)等の単層構造や金ーゲル
マニュウム/ニッケル/金(AuーGe/Ni/Au)
等の多層構造を選択することが可能である。
Next, as shown in FIG. 11, after patterning the resist 11 by a conventional lithography method,
The conductor layer 12 forming the gate electrode is formed by vapor deposition, sputtering or the like. This conductor layer 12 is made of gold (A
u), a single layer structure of aluminum (Al), or gold-germanium / nickel / gold (Au-Ge / Ni / Au)
It is possible to select a multilayer structure such as.

【0020】その後、図12に示すように、通常のリフ
トオフ法によりゲート電極13を得る。
After that, as shown in FIG. 12, a gate electrode 13 is obtained by a normal lift-off method.

【0021】以上説明したように、本発明においては、
エッチング速度の異なる絶縁物でダミーゲートを形成
し、第2層絶縁膜が基板の垂直方向のエッチングストッ
パーになり、第3層絶縁膜の基板の平行方向へのエッチ
ングのみで、ゲート長およびゲート端とN+ 領域端の距
離を決定することができる。また、ダミーゲートが、C
VD等による製膜、RIE等によるエッチングの2工程
で完成する。そのダミーゲートをレジストパターンに反
転するときに、ドライエッチングとウエットエチングを
組み合わせることにより、GaAs表面に与える損傷が
少なくなる。
As described above, in the present invention,
A dummy gate is formed of an insulator having a different etching rate, the second layer insulating film serves as an etching stopper in the vertical direction of the substrate, and the third layer insulating film is etched only in the parallel direction of the substrate to obtain the gate length and the gate edge. And the distance between the N + region edges can be determined. Also, the dummy gate is C
The process is completed in two steps: film formation by VD or the like and etching by RIE or the like. By combining dry etching and wet etching when reversing the dummy gate into a resist pattern, damage to the GaAs surface is reduced.

【0022】また、上記の実施例においては、GaAs
MESFETを示したが、HEMTあるいは他の化合
物半導体の素子についても、本発明を適応することが可
能である。
In the above embodiment, GaAs is used.
Although the MESFET is shown, the present invention can be applied to HEMT or other compound semiconductor device.

【0023】また、上記の実施例においては、3層構造
の絶縁膜に、SiNx/SiO2 /SiNx構造を用い
たが、第1層目が熱処理用の保護膜として使用でき、第
2層目のエッチング速度よりも第3層目のエッチング速
度の方が数倍以上である3層構造であれば、どのような
組み合わせでもよい。
In the above embodiment, the SiNx / SiO 2 / SiNx structure is used as the three-layer insulating film, but the first layer can be used as a protective film for heat treatment and the second layer can be used. Any combination may be used as long as it has a three-layer structure in which the etching rate of the third layer is several times or more than the etching rate of.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明は、以下のような効果を有する。 1、第3層膜をドライエッチングするときに、第2層膜
をエッチングストッパーとして使用することにより、ダ
ミーゲート形成エッチング工程のウエハ内における均一
性を向上させることができる。
The present invention has the following effects. By using the second layer film as an etching stopper when dry etching the first and third layer films, it is possible to improve the uniformity of the dummy gate formation etching process within the wafer.

【0025】2、縦方向のエッチングが進まず横方向の
エッチングが進むので、1度のドライエッチングによっ
て、ダミーゲートのサイドエッチングまで同時に行うこ
とができ、エッチング工程を簡単にすることができる。
2. Since the etching in the vertical direction does not proceed and the etching in the lateral direction proceeds, side etching of the dummy gate can be simultaneously performed by one dry etching, and the etching process can be simplified.

【0026】3、横方向のエッチング量のみで、ゲート
長を決定することができる。
3. The gate length can be determined only by the amount of etching in the lateral direction.

【0027】4、ダミーゲートをドライエッチングによ
り形成するときに、第1層膜および第2層膜が基板を保
護しているので、ドライエッチングによる基板の損傷を
防ぐことができる。
4. Since the first layer film and the second layer film protect the substrate when the dummy gate is formed by dry etching, damage to the substrate due to dry etching can be prevented.

【0028】5、第1層膜を通してイオン注入した後、
新たにアニール用保護膜を形成することなく、活性化ア
ニールを行うことができる。
5. After ion implantation through the first layer film,
Activation annealing can be performed without newly forming a protection film for annealing.

【0029】6、ダミーゲートをレジストパターンに反
転する工程において、第3層膜部分をドライエッチング
により、第2層膜部分が現れる程度まで除去し、第2層
膜部分をウエットエッチングにより取り除く際、第3層
膜部分の残留部を一緒にリフトオフ的に除去することが
でき、ダミーゲートのエッチングの制御性を向上するこ
とができる。
6. In the step of reversing the dummy gate into the resist pattern, the third layer film portion is removed by dry etching until the second layer film portion appears, and the second layer film portion is removed by wet etching. The remaining portions of the third layer film portion can be removed together by lift-off, and the controllability of the dummy gate etching can be improved.

【0030】7、制御性よくダミーゲートの第2層膜部
分と第3層膜部分を除去できることより、第1層膜部分
のオーバーエッチング量を減らすことができ、エッチン
グによる基板の損傷を減らすことができる。
7. Since the second layer film portion and the third layer film portion of the dummy gate can be removed with good controllability, the amount of over-etching of the first layer film portion can be reduced and damage to the substrate due to etching can be reduced. You can

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

【図1】 GaAs基板にSiを注入する工程図FIG. 1 Process diagram for implanting Si into a GaAs substrate

【図2】 ダミーゲートとなる第1層SiNx膜、第2
層SiO2 膜および第3層SiNx膜からなる3層構造
を形成する工程図
FIG. 2 is a first-layer SiNx film serving as a dummy gate, a second layer
Process diagram for forming a three-layer structure including a three-layer SiO 2 film and a third-layer SiNx film

【図3】 ダミーゲートとなる絶縁膜上にパターンを形
成する工程図
FIG. 3 is a process drawing of forming a pattern on an insulating film to be a dummy gate

【図4】 ダミーゲートとなる第2層SiO2 膜および
第3層SiNx膜以外をエッチング除去する工程図
FIG. 4 is a process diagram of etching away parts other than the second-layer SiO 2 film and the third-layer SiNx film, which will be dummy gates.

【図5】 ソース領域とドレイン領域を形成するためイ
オン注入を行う工程図
FIG. 5 is a process diagram of ion implantation for forming a source region and a drain region.

【図6】 第1層SiNx膜を保護膜として熱処理を行
う工程図
FIG. 6 is a process diagram of heat treatment using the first-layer SiNx film as a protective film.

【図7】 ソース電極とドレイン電極を形成する工程図FIG. 7 is a process drawing of forming a source electrode and a drain electrode.

【図8】 ダミーゲートの反転用レジストを形成する工
程図
FIG. 8 is a process diagram of forming a resist for reversing a dummy gate.

【図9】 ダミーゲートをエッチング除去する工程図FIG. 9 is a process diagram of etching and removing the dummy gate

【図10】 ダミーゲートの最下層である第1層SiN
x膜を除去する工程図
FIG. 10 is the bottom layer of the dummy gate, the first layer SiN.
Process drawing for removing x film

【図11】 ゲート電極となる導体層を形成する工程図FIG. 11 is a process drawing of forming a conductor layer to be a gate electrode.

【図12】 レジストをリフトオフしてゲート電極を形
成する工程図
FIG. 12 is a process diagram of forming a gate electrode by lifting off a resist.

【図13】 従来例の工程図FIG. 13 is a process chart of a conventional example

【図14】 他の従来例の工程図FIG. 14 is a process diagram of another conventional example

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1層SiNx膜 2 第2層SiO2 膜 3 第3層SiNx膜 4 レジストマスク 5 注入層 6 パターン 7 ソース領域 8 ドレイン領域 9、11 レジスト 10 GaAs基板 12 導電層 13 ゲート電極1 1st layer SiNx film 2 2nd layer SiO 2 film 3 3rd layer SiNx film 4 resist mask 5 injection layer 6 pattern 7 source region 8 drain region 9, 11 resist 10 GaAs substrate 12 conductive layer 13 gate electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1、化合物半導体基板上に、エッチング速
度について下記のエッチング条件を有する第一層絶縁
膜、第二層絶縁膜および第三層絶縁膜を、形成する工程
と、 第一層絶縁膜のエッチング速度<第二層絶縁膜のエッチ
ング速度、 第二層絶縁膜のエッチング速度<第三層絶縁膜のエッチ
ング速度 2、第二層絶縁膜をエッチングストッパーとして、ダミ
ーゲート以外の第二層絶縁膜と第三層絶縁膜をエッチン
グして、ダミーゲートを形成する工程と、 3、前記ダミーゲートをマスクとして、化合物半導体基
板にN型不純物をイオン注入する工程と、 4、前記注入されたN型不純物を、第一層絶縁膜を保護
膜として、熱処理し、かつ、活性化して、N型層を形成
する工程と、 5、前記ダミーゲートの周囲にレジストを形成する工程
と、 6、前記ダミーゲートの第三層絶縁膜をエッチングする
工程と、 7、前記ダミーゲートの第二層絶縁膜をエッチングする
ときに、第三層絶縁膜のエッチング残留物を、リフトオ
フ的に除去する工程と、 8、前記ダミーゲートの最下層である第一層絶縁膜を、
化合物半導体基板表面に損傷を与えないように、エッチ
ング除去してゲート開口部を形成する工程と、 9、前記ゲート開口部に、ゲート電極を形成する工程
と、 からなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
1. A step of forming a first-layer insulating film, a second-layer insulating film and a third-layer insulating film having the following etching conditions with respect to an etching rate on a compound semiconductor substrate, and a first-layer insulating film. Film etching rate <second layer insulating film etching rate, second layer insulating film etching rate <third layer insulating film etching rate 2, second layer other than dummy gate using second layer insulating film as an etching stopper Etching the insulating film and the third-layer insulating film to form a dummy gate; 3, implanting N-type impurities into the compound semiconductor substrate using the dummy gate as a mask, 4, implanting A step of heat-treating and activating the N-type impurity using the first-layer insulating film as a protective film to form an N-type layer; and a step of forming a resist around the dummy gate. 6, a step of etching the third layer insulating film of the dummy gate, and 7, when etching the second layer insulating film of the dummy gate, removing etching residues of the third layer insulating film by lift-off. And a step of forming a lowermost first layer insulating film of the dummy gate,
A semiconductor device comprising: a step of etching and removing a gate opening so as not to damage the surface of the compound semiconductor substrate; and a step of forming a gate electrode in the gate opening. Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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