JPH0758131A - Method for manufacturing field effect transistor and integrated circuit thereof - Google Patents
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Landscapes
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 高出力でかつ高効率な複数種類のMESFE
Tを効率良く生産するための製造方法を提供する。
【構成】 半導体基板1表面に形成されたチャネル層8
上に、複数のレジストパターン11を所定の間隔で形成
し、エッチングにより縮小してドレイン領域Cとなる側
の11を消失させるので、この縮小されて残されたソー
ス領域Aとなる側の11の反転跡に形成されるゲート電
極3とA側低抵抗領域間の距離は短く、電極3とC側の
それの距離は長く形成され、非対称構造を実現できる。
又2方向からA及びC領域の夫々にイオン注入する際、
11より部分的に不純物イオンの注入を遮断するので、
夫々に形成される低抵抗領域に濃度の低い領域と濃度の
高い領域がA・C方向に対して対称に形成でき、LDD
構造となる。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] High output and high efficiency of multiple types of MESFE
Provided is a manufacturing method for efficiently producing T. [Structure] Channel layer 8 formed on the surface of semiconductor substrate 1
A plurality of resist patterns 11 are formed on the upper side at a predetermined interval and are reduced by etching to eliminate the portion 11 on the side to be the drain region C. Therefore, the portion 11 on the side to be the reduced and left source region A is removed. The distance between the gate electrode 3 and the A-side low resistance region formed in the inversion trace is short, and the distance between the electrode 3 and the C-side is long, so that an asymmetric structure can be realized.
Also, when implanting ions into the A and C regions from two directions,
Since the implantation of impurity ions is partially blocked from 11
A low-concentration region and a high-concentration region can be formed symmetrically with respect to the A and C directions in the low-resistance regions formed respectively.
It becomes a structure.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電界効果トランジス
タ(FET:Field Effect Transistor )の製造方法に
関し、特に集積化に適し、かつ高出力で高利得な電界効
果トランジスタ及びその集積回路の製造方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a field effect transistor (FET), and more particularly to a field effect transistor having high output and high gain suitable for integration and a method for manufacturing the integrated circuit. It is a thing.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、情報ネットワークシステムの急速
な進展に伴って半導体デバイスも超高速動作、高周波動
作、低消費電力、高効率等の特性を実現するのものが要
求されるに至り、例えばGaAsからなるショットバリ
ア型FET(MESFET)は、上記要求に合致した特
性が期待されることから、超高速、高周波回路等への応
用研究が勢力的に行われている。2. Description of the Related Art In recent years, with the rapid progress of information network systems, semiconductor devices have also been required to realize characteristics such as ultra-high speed operation, high frequency operation, low power consumption and high efficiency. Since a shot barrier type FET (MESFET) made of is expected to have characteristics that meet the above requirements, application research for ultra-high speed, high frequency circuits and the like is being actively conducted.
【0003】具体的に上記GaAs系MESFETの高
出力、高効率化を図るためには、ソース電極とゲート電
極間の抵抗、すなわちソース抵抗Rsを低減させて、相
互コンダクタンス(gm )を向上させるとともに、ドレ
イン電極とゲート電極間におけるドレイン耐圧を増大さ
せることが重要である。To increase the output and efficiency of the GaAs MESFET, specifically, the resistance between the source electrode and the gate electrode, that is, the source resistance Rs is reduced to improve the mutual conductance (g m ). At the same time, it is important to increase the drain breakdown voltage between the drain electrode and the gate electrode.
【0004】一方、このGaAs系MESFETの製造
歩留りを向上させる方法として、例えば図3に示す特開
昭58−60574号公報に開示された技術があるが
(第1の従来例)、この第1の従来例によると、基板1
表面に不純物を高濃度にイオン注入した低抵抗領域2
a、2bがゲート電極3に対して自己整合的に形成され
ており、さらにこの低抵抗領域2a、2b上にソース電
極4及びドレイン電極5が形成されている。On the other hand, as a method for improving the manufacturing yield of this GaAs MESFET, there is a technique disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-60574 shown in FIG. 3 (first conventional example). According to the conventional example of substrate 1,
Low-resistance region 2 with high-concentration ion implantation of impurities on the surface
a and 2b are formed in self alignment with the gate electrode 3, and a source electrode 4 and a drain electrode 5 are formed on the low resistance regions 2a and 2b.
【0005】しかし、この第1の従来例では、ソース側
低抵抗領域2aとゲート電極3との間隔LSGと、ドレイ
ン側低抵抗領域2bとゲート電極3との間隔LDGとが等
しいので、ソース抵抗Rsを低減させるために上記間隔
LSGを小さくすると、LDGも同様に小さくなり、ドレイ
ン耐圧が低下してしまう。また、逆にドレイン耐圧を向
上させるため、上記間隔LDGを大きくすると、LSGも大
きくなり、ソース抵抗Rsが増大し、相互コンダクタン
スgm の値が低下してしまうという問題があった。However, in the first conventional example, the distance L SG between the source side low resistance region 2a and the gate electrode 3 and the distance L DG between the drain side low resistance region 2b and the gate electrode 3 are equal, If the distance L SG is reduced in order to reduce the source resistance Rs, L DG is also reduced and the drain breakdown voltage is reduced. On the contrary, if the distance L DG is increased to improve the drain breakdown voltage, L SG also increases, the source resistance Rs increases, and the mutual conductance g m decreases.
【0006】したがって、以上のような問題を解決する
方法として、例えば特開昭58−223372号公報
(第2の従来例)、特開平4−264737号公報(第
3の従来例)等に、上記間隔がLDG>LSGとなるように
ゲート電極を非対称に形成する構造が開示されている。Therefore, as a method for solving the above problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-223372 (second prior art), Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-264737 (third prior art), etc. A structure is disclosed in which the gate electrode is formed asymmetrically so that the above distance is L DG > L SG .
【0007】すなわち、上記第2の従来例では、遮断用
のマスクパターンを形成した後、ソース側に傾いた方向
から不純物イオンを注入することにより(フォトレジス
トで遮られている領域にはイオン注入されない)、各ソ
ース側及びドレイン側の各低抵抗領域とゲート電極との
非対称構造を実現している。That is, in the second conventional example, after forming a mask pattern for blocking, impurity ions are implanted from a direction inclined to the source side (ion implantation into the region blocked by the photoresist). However, the low resistance regions on the source and drain sides and the gate electrode are asymmetrical.
【0008】一方、第3の従来例では、イオン注入領域
を限定するレジストパターンを対称に形成し、ソース側
をフォトレジストで被覆してドレイン側のレジストパタ
ーン(イオン注入領域限定用)のみをエッチングした
後、イオン注入することで非対称構造を実現している。On the other hand, in the third conventional example, a resist pattern for limiting the ion implantation region is formed symmetrically, the source side is covered with a photoresist, and only the resist pattern on the drain side (for limiting the ion implantation region) is etched. After that, an asymmetric structure is realized by ion implantation.
【0009】また、例えば特開昭61−163666号
公報(第4の従来例)等には、大電流でかつ負荷を高速
に駆動しうるMESFETとしてLDD(Lightly Dope
d Drain )構造を得る技術が開示されており、図4
(a)に示すように半導体基板1上に設けた不純物導入
層6a、6b上に特定形状のマスクパターン7を形成
し、図4(b)に示すように半導体基板1表面に対して
垂直に不純物イオンを注入して低抵抗領域を形成した
後、さらに図4(c)に示すようにソース側及びドレイ
ン側の両方向からイオン注入を行って各低抵抗領域とゲ
ート電極間に濃度の低い注入層を形成することでLDD
構造を実現している。Further, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-163666 (fourth prior art) discloses an LDD (Lightly Dope) as an MESFET capable of driving a large current and a load at high speed.
d Drain) technology for obtaining the structure is disclosed in FIG.
As shown in FIG. 4A, a mask pattern 7 having a specific shape is formed on the impurity introduction layers 6a and 6b provided on the semiconductor substrate 1, and as shown in FIG. After the impurity ions are implanted to form the low resistance region, ion implantation is further performed from both the source side and the drain side as shown in FIG. 4C to perform the implantation with a low concentration between each low resistance region and the gate electrode. LDD by forming layers
The structure is realized.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の電
界効果トランジスタの製造方法は、例えば第1の従来例
のように斜め方向からイオン注入して非対称構造を実現
する技術を用いて、MESFETアレイを製造する場
合、不純物イオンを注入する方向を決めた時点でソー
ス、ゲート、ドレインの各電極の位置関係が固定されて
しまうので、各電極は図5(a)に示すように順に配置
しなければならず、一般的なMESFETアレイ(図5
(b))のようにソース電極とドレイン電極の各電極を
共有化することができないため、MESFETアレイチ
ップの面積効率を低下させてしまうという課題があった
(なお、図5において配線は省略してあるが、ソース電
極、ゲート電極及びドレイン電極の各電極は配線で接続
される)。As described above, the conventional method for manufacturing a field effect transistor uses the technique for realizing an asymmetric structure by implanting ions from an oblique direction as in the first conventional example, and using the MESFET. When manufacturing an array, the positional relationship between the source, gate, and drain electrodes is fixed when the direction of implanting the impurity ions is determined. Therefore, the electrodes are arranged in order as shown in FIG. A typical MESFET array (see FIG. 5).
Since the source electrode and the drain electrode cannot be shared as in (b), there is a problem that the area efficiency of the MESFET array chip is reduced (the wiring is omitted in FIG. 5). The source electrode, the gate electrode, and the drain electrode are connected by wiring).
【0011】また、第3の従来例によると、その製造工
程において非対称構造を実現するために、ソース電極側
をフォトレジストで被覆し、ドレイン電極側をエッチン
グする工程が別途必要になるので、製造コストがかかる
とともに、製造効率を向上させることができず、したが
って製造歩留まりを向上させることができないという課
題があった。Further, according to the third conventional example, in order to realize an asymmetric structure in the manufacturing process, a separate step of covering the source electrode side with photoresist and etching the drain electrode side is required. There is a problem that the cost is high and the manufacturing efficiency cannot be improved, and therefore the manufacturing yield cannot be improved.
【0012】さらに、第4の従来例によると、LDD構
造を持つMESFETを製造するために、ソース領域及
びドレイン領域の低抵抗層を形成する工程と、この低抵
抗層とゲート電極間の濃度の低いイオン注入層を2回の
斜め方向からのイオン注入により形成する工程が別途必
要になるため、上述した第3の従来例と同様に、製造コ
ストがかかるとともに、製造効率を向上させることがで
きず、したがって製造歩留まりを向上させることができ
ないという課題があった。Further, according to the fourth conventional example, in order to manufacture an MESFET having an LDD structure, a step of forming a low resistance layer in a source region and a drain region, and a concentration between the low resistance layer and the gate electrode Since a separate step of forming the low ion-implanted layer by performing ion implantation from two oblique directions is required, the manufacturing cost is increased and the manufacturing efficiency can be improved as in the third conventional example described above. Therefore, there is a problem that the manufacturing yield cannot be improved.
【0013】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、高出力でかつ高効率な複数種類の
MESFETを効率良く生産するための電界効果トラン
ジスタの製造方法及びその集積回路を提供することを目
的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and provides a method of manufacturing a field effect transistor and an integrated circuit thereof for efficiently producing a plurality of types of MESFETs with high output and high efficiency. The purpose is to provide.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】この発明に係る電界効果
トランジスタの製造方法は、半導体基板表面に形成され
たチャネル層上に、厚さaのレジスト単層からなり、パ
ターン幅の異なるレジストパターン(それぞれのパター
ン幅L1 、L2 はL1 >L2 であって、ドレイン領域と
なる側のパターン幅をL2 とする)を間隔bだけ離して
少なくとも2つ形成し(第1の工程)、このレジストパ
ターンをマスクとしてソース領域及びドレイン領域以外
の領域であってレジストパターン間の半導体基板中に不
純物イオンが注入されない角度(すなわち、基板法線に
対してtanθ≧b/aとなる角度θ)で、かつチャネ
ル層と同一導電型となる不純物イオンをソース領域とな
る側に傾斜した方向及びドレイン領域となる側に傾斜し
た方向から、それぞれ注入し(第2の工程)、さらにレ
ジストパターンをエッチングにより縮小して、その結果
2つあるレジストパターンのうちドレイン領域となる側
のレジストパターン(パターン幅の小さい方のレジスト
パターン)を消失させた後、絶縁膜を堆積してパターン
反転を行い(第3の工程)、パターン反転領域上にソー
ス電極及びドレイン電極を形成するとともに、ソース領
域となる側に残されたレジストパターンの反転跡にゲー
ト電極を形成することで非対称構造のMESFETを製
造する(第4の工程)ことを特徴としている。According to a method of manufacturing a field effect transistor according to the present invention, a resist pattern consisting of a resist single layer having a thickness a on a channel layer formed on a surface of a semiconductor substrate and having different pattern widths ( each pattern width L 1, L 2 is a L 1> L 2, the pattern width of the side serving as the drain region and L 2) to form at least two apart by a distance b (the first step) The angle at which impurity ions are not implanted into the semiconductor substrate between the resist patterns in regions other than the source region and the drain region using the resist pattern as a mask (that is, an angle θ that satisfies tan θ ≧ b / a with respect to the substrate normal line). ), And the impurity ions having the same conductivity type as the channel layer are inclined from the direction inclined toward the source region side and the direction inclined toward the drain region side, respectively. Injecting (second step), and further reducing the resist pattern by etching, as a result, the resist pattern on the side to be the drain region (the resist pattern having the smaller pattern width) of the two resist patterns disappeared. After that, an insulating film is deposited and pattern inversion is performed (third step) to form a source electrode and a drain electrode on the pattern inversion region, and a gate is left on the inversion trace of the resist pattern left on the side to be the source region. It is characterized in that an MESFET having an asymmetric structure is manufactured by forming electrodes (fourth step).
【0015】また、上述した第1の工程において、半導
体基板表面に形成されたチャネル層上に形成するレジス
トパターンを1つだけ形成し、上述したように斜め方向
から2回イオン注入することにより、ソース側及びドレ
イン側の各低抵抗領域とゲート電極間に濃度の低い領域
を持つLDD構造(ソース・ドレイン方向に対して対称
となっている)のMESFETを製造することも可能で
ある。Further, in the above-mentioned first step, by forming only one resist pattern to be formed on the channel layer formed on the surface of the semiconductor substrate and performing ion implantation from the oblique direction twice as described above, It is also possible to manufacture a MESFET having an LDD structure (symmetrical with respect to the source / drain direction) having low-concentration regions between the low-resistance regions on the source side and the drain side and the gate electrode.
【0016】さらに、この発明に係る集積回路は、上述
した方法により製造されたMESFETを任意に組み合
わせて集積化して製造する。Further, the integrated circuit according to the present invention is manufactured by integrating the MESFETs manufactured by the above-described method in any combination.
【0017】[0017]
【作用】この発明における電界効果トランジスタの製造
方法は、第1の工程において、半導体基板表面に形成さ
れたチャネル層上に、複数のレジストパターンを所定の
間隔でかつ任意の位置に形成し(この際、ドレイン領域
となる側に形成するレジストパターンのパターン幅を小
さくしておく)、さらに第3の工程において、レジスト
パターンをエッチングにより縮小するので、ドレイン領
域となる側のレジストパターンは消失し、ソース領域と
なる側に残されたレジストパターンの反転跡に形成され
るゲート電極とソース側低抵抗領域間の距離は短く、ゲ
ート電極とドレイン側低抵抗領域間の距離は長く形成す
るよう制御できるので、任意の非対称構造を実現するこ
とを可能にする。In the method of manufacturing a field effect transistor according to the present invention, in the first step, a plurality of resist patterns are formed at predetermined intervals and at arbitrary positions on the channel layer formed on the surface of the semiconductor substrate. At this time, the pattern width of the resist pattern formed on the side to be the drain region is made small), and in the third step, since the resist pattern is reduced by etching, the resist pattern on the side to be the drain region disappears, The distance between the gate electrode and the source-side low-resistance region formed on the inversion trace of the resist pattern left on the side to be the source region is short, and the distance between the gate electrode and the drain-side low-resistance region is long. So it is possible to realize any asymmetric structure.
【0018】また、第2の工程において、2方向からソ
ース及びドレイン領域のそれぞれにイオン注入する際、
上記レジストパターンより部分的に不純物イオンの注入
を遮断するので、ソース側、ドレイン側のそれぞれに形
成される低抵抗領域に濃度の低い領域と濃度の高い領域
(LDD構造)がソース・ドレイン方向に対して対称に
形成される。In the second step, when ions are implanted into the source and drain regions from two directions,
Since the implantation of the impurity ions is partially blocked by the resist pattern, a low-concentration region and a high-concentration region (LDD structure) are formed in the source / drain direction in the low resistance regions formed on the source side and the drain side, respectively. It is formed symmetrically.
【0019】以上のように複数種類のMESFETを製
造する工程を共有化することにより、同一基板上に集積
化する際の製造効率が向上する。By sharing the steps of manufacturing a plurality of types of MESFETs as described above, the manufacturing efficiency when integrated on the same substrate is improved.
【0020】[0020]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1及び図2を
用いて説明する。なお、図中同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the figure, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0021】図1は、この発明に係る電界効果トランジ
スタの製造方法を説明するための図であり、以下、その
製造方法を各工程ごとに説明する。FIG. 1 is a diagram for explaining a method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention, and the manufacturing method will be described below for each step.
【0022】第1の工程では、まず、半絶縁性の化合物
半導体であるGaAs基板1の主表面に厚さaのレジス
ト9をパターニングし、さらにこのGaAs基板1中に
加速電圧40kev、ドーズ量8×1012cm-2の条件
のもと、n型不純物となるSi,Se等のイオンをイオ
ン注入し、GaAs系MESFETのチャネル層8を形
成する(図1(a))。In the first step, first, a resist 9 having a thickness a is patterned on the main surface of a GaAs substrate 1 which is a semi-insulating compound semiconductor, and further, an acceleration voltage of 40 kev and a dose amount of 8 are applied to the GaAs substrate 1. Under the condition of × 10 12 cm -2 , ions of Si, Se, etc., which become n-type impurities, are ion-implanted to form the channel layer 8 of the GaAs MESFET (FIG. 1A).
【0023】次に、上記レジスト9を除去し、ECRプ
ラズマCVD、プラズマCVD法等により、表面保護膜
としてSiN膜10をGaAs基板1上に800Å堆積
させる。そして、厚さa(=2.2μm)のレジストパ
ターン11をGaAs基板1全面に塗布後、露光、現像
を行い、ソース領域A及びドレイン領域C(ただし、こ
れらの領域は逆であっても良い)の低抵抗イオン注入層
形成予定領域の部分を除去するとともに、ゲート領域B
にパターン幅が、L1 =1.1μm、L2 =0.4μm
である2つのレジストパターン11をチャネル層8を横
切るように間隔b(=0.6μm)だけ開けて形成する
(図1(b))。Next, the resist 9 is removed, and the SiN film 10 as a surface protective film is deposited on the GaAs substrate 1 by 800Å by ECR plasma CVD, plasma CVD method or the like. Then, a resist pattern 11 having a thickness a (= 2.2 μm) is applied to the entire surface of the GaAs substrate 1, exposed and developed, and the source region A and the drain region C (however, these regions may be reversed). ) And the gate region B is removed.
And the pattern width is L 1 = 1.1 μm, L 2 = 0.4 μm
The two resist patterns 11 are formed so as to cross the channel layer 8 by a distance b (= 0.6 μm) (FIG. 1B).
【0024】引き続き、第2の工程では、上記GaAs
基板1に対向して、ソース領域A側にθ=17°傾けた
方向及びドレイン領域C側にθ=17°傾けた方向のそ
れぞれから、n型不純物(Si,Se等)イオンを加速
電圧90keV、ドーズ量3×1013cm-2の条件のも
と、GaAs基板1中に2回イオン注入する。この時、
2回ともイオン注入された領域では低抵抗イオン注入層
(低抵抗領域12a)が形成され、レジストパターン1
1の陰になり1回しか注入されなかった領域12bは濃
度の低い注入(Lightly Doped )層となる(図1
(c))。Subsequently, in the second step, the GaAs
Facing the substrate 1, n-type impurity (Si, Se, etc.) ions are accelerated at a voltage of 90 keV from each of a direction inclined by θ = 17 ° toward the source region A side and a direction inclined by θ = 17 ° toward the drain region C side. Ion implantation is performed twice in the GaAs substrate 1 under the condition of a dose amount of 3 × 10 13 cm −2 . At this time,
A low resistance ion-implanted layer (low resistance region 12a) is formed in the region that has been ion-implanted both times.
The region 12b which is shaded by 1 and which is injected only once becomes a lightly doped layer having a low concentration (FIG. 1).
(C)).
【0025】なお、イオン注入する角度はtanθ=
0.305(θは基板表面の法線にたいしてとられる角
度)であり、b/a=0.273であるので、tanθ
>b/aであり、n型不純物はレジストパターン11が
壁となり、図1(c)において2つのレジストパターン
11間のGaAs基板1中にはイオン注入されない。ま
た、2回のイオン注入の加速エネルギー及びドーズ量
は、この実施例では同一条件としたが、前述した図5
(b)に示すようなMESFETアレイを作成する必要
がない場合は、必ずしも同一条件となることはない。The angle of ion implantation is tan θ =
0.305 (θ is the angle taken with respect to the normal to the substrate surface) and b / a = 0.273, so tan θ
> B / a, the resist pattern 11 serves as a wall, and the n-type impurity is not ion-implanted into the GaAs substrate 1 between the two resist patterns 11 in FIG. 1C. Further, the acceleration energy and the dose amount of the two times of ion implantation are set to the same condition in this embodiment.
When it is not necessary to create the MESFET array as shown in (b), the same conditions are not always satisfied.
【0026】以上のように、GaAs基板1中にソース
側とドレイン側のそれぞれに低抵抗領域12a、12b
(ソース・ドレイン方向に対して対称となっている)を
形成すると、この第3の工程において、酸素イオンを用
いたRIE(Reactive Ion Etching)法により、等方的
なエッチングを行い各レジストパターン11の表面を
0.2μmエッチングして縮小させる。As described above, the low resistance regions 12a and 12b are formed in the GaAs substrate 1 on the source side and the drain side, respectively.
After the formation of (symmetrical with respect to the source / drain direction), isotropic etching is performed by RIE (Reactive Ion Etching) using oxygen ions in each of the third steps. The surface of is etched by 0.2 μm to be reduced.
【0027】したがって、このエッチング工程後、各レ
ジストパターン11の厚さaは2.0μm、パターン幅
は、L1=0.7μm、L2=0μmとなり(図1
(d))、ドレイン領域C側のレジストパターン11は
消失する。Therefore, after this etching step, the thickness a of each resist pattern 11 is 2.0 μm, and the pattern width is L1 = 0.7 μm and L2 = 0 μm (see FIG. 1).
(D)), the resist pattern 11 on the drain region C side disappears.
【0028】続いて、スパッタリングにより以上の工程
を経たGaAs基板1表面に絶縁膜であるSiO2 13
を3000Å堆積した後、残されたソース領域A側のレ
ジストパターン11の表面に滞積しているSiO2 13
を薄いフッ酸水溶液で除去し、さらにこのレジストパタ
ーン11を有機溶媒を用いてリフトオフすることにより
パターン反転を行う(図1(e))。Subsequently, SiO 2 13 which is an insulating film is formed on the surface of the GaAs substrate 1 which has undergone the above steps by sputtering.
Of SiO 2 13 accumulated on the surface of the remaining resist pattern 11 on the side of the source region A after the deposition of 3000 Å
Are removed with a dilute aqueous solution of hydrofluoric acid, and the resist pattern 11 is lifted off using an organic solvent to perform pattern inversion (FIG. 1E).
【0029】最後に、第4の工程において、イオン注入
したn型の不純物イオンを活性化させるために、800
℃、20分間アニールを行い、レジストによりオーミッ
クパターンを形成してソース領域A及びドレイン領域C
のSiO2 13及びSiN膜10を、CF4 とH2 を用
いたRIEにより除去し、ソース電極4及びドレイン電
極5としてオーミック金属形成、合金化を行う。Finally, in the fourth step, in order to activate the ion-implanted n-type impurity ions, 800
Annealing is performed at 20 ° C. for 20 minutes to form an ohmic pattern with a resist to form a source region A and a drain region C.
The SiO 2 13 and the SiN film 10 are removed by RIE using CF 4 and H 2 , and ohmic metal formation and alloying are performed as the source electrode 4 and the drain electrode 5.
【0030】同様に、レジストによりゲートパターンを
ソース側のSiO2 パターン反転上(ソース電極4とド
レイン電極5間にあるレジストパターン11の反転跡)
に形成し、ゲート電極3をSiN膜10を除去して形成
する(図1(f))。Similarly, the gate pattern is formed on the SiO 2 pattern on the source side by the resist (inversion trace of the resist pattern 11 between the source electrode 4 and the drain electrode 5).
Then, the gate electrode 3 is formed by removing the SiN film 10 (FIG. 1F).
【0031】なお、この実施例ではソース電極側の低抵
抗領域とゲート電極との間隔(LSG)は0.2μmであ
り、ドレイン電極側の低抵抗領域とゲート電極との間隔
(LDG)は0.5μmであって、LDG>LSGとなる非対
称構造MESFET(ソース・ドレイン方向に対して対
称なLDD構造を持つ)を自己整合的に作製することが
できる。そして、ソース電極とドレイン電極の位置関係
は、ゲート電極を形成する位置により任意に変更するこ
とができるので、集積化に際して各電極の共有化が計れ
るため、MESFETアレイを製造する場合にも、チッ
プ上での面積効率を低下させることがない。In this embodiment, the distance (L SG ) between the low resistance region on the source electrode side and the gate electrode is 0.2 μm, and the distance (L DG ) between the low resistance region on the drain electrode side and the gate electrode. Is 0.5 μm, and an asymmetric structure MESFET (having an LDD structure symmetrical with respect to the source / drain direction) with L DG > L SG can be produced in a self-aligned manner. Further, since the positional relationship between the source electrode and the drain electrode can be arbitrarily changed depending on the position where the gate electrode is formed, each electrode can be shared during integration, so that even when manufacturing the MESFET array. The area efficiency above does not decrease.
【0032】ここで、上記LDGはレジストパターン11
の幅L1 ,L2 と間隔b及びイオン注入角度θをそれぞ
れ変化させることにより、簡単に所望の長さに変化させ
ることができ、特にこの実施例により規定されるもので
はない。Here, the L DG is the resist pattern 11
The width can be easily changed to a desired length by changing the widths L 1 and L 2 , the distance b and the ion implantation angle θ, which is not particularly specified in this embodiment.
【0033】また、図2に示すように、イオン注入する
ことで自己整合的に低抵抗領域12a、12bを形成す
る工程において、同図(a)に示すように、1つのレジ
ストパターンを用いて、ソース側及びドレイン側のそれ
ぞれの方向から斜めイオン注入を行うことにより、同図
(b)に示すように、ソース・ドレイン方向に対称なL
DD構造をもつMESFETを実現することができる。Further, as shown in FIG. 2, in the step of forming the low resistance regions 12a and 12b in a self-aligned manner by ion implantation, one resist pattern is used as shown in FIG. By performing oblique ion implantation from the respective directions of the source side and the drain side, as shown in FIG.
It is possible to realize a MESFET having a DD structure.
【0034】さらに、上述した非対称MESFET、L
DD構造をもつMESFETのそれぞれは、各製造工程
を共有化することにより同時に、かつ工程を増やすこと
なく、簡単に集積化させることができ、請求項2に係る
発明による集積回路(IC)を実現することができる。Further, the above-mentioned asymmetric MESFET, L
Each of the MESFETs having the DD structure can be easily integrated at the same time by sharing each manufacturing process and without increasing the number of processes, and an integrated circuit (IC) according to the invention according to claim 2 is realized. can do.
【0035】なお、この実施例ではMESFETのチャ
ネル層8を、イオン注入法により形成したしたが、特に
この方法に限定するものではなくMBE法、CBE法、
OMVPE(MOCVD)法、クロライドVPE法等の
結晶成長法により成長させたエピタキシャル結晶層を用
いてもよい。Although the channel layer 8 of the MESFET is formed by the ion implantation method in this embodiment, the method is not particularly limited to this method and the MBE method, CBE method,
An epitaxial crystal layer grown by a crystal growth method such as OMVPE (MOCVD) method or chloride VPE method may be used.
【0036】また、他の化合物半導体基板(例えばIn
P)へのイオン注入層、及びその基板上に成長させたエ
ピタキシャル層をチャネル層としてもよい。Other compound semiconductor substrates (for example, In
The ion implantation layer for P) and the epitaxial layer grown on the substrate may be used as the channel layer.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、この発明における
電界効果トランジスタの製造方法は、第1の工程におい
て、半導体基板表面に形成されたチャネル層上に、複数
のレジストパターンを所定の間隔でかつ任意の位置に形
成し、さらに第3の工程において、レジストパターンを
エッチングにより縮小してドレイン領域となる側のレジ
ストパターンを消失させるので、この縮小されて残され
たソース領域となる側のレジストパターンの反転跡に形
成されるゲート電極とソース側低抵抗領域間の距離は短
く、ゲート電極とドレイン側低抵抗領域間の距離は長く
形成され、任意の非対称構造を実現できるという効果が
ある。As described above, in the method of manufacturing a field effect transistor according to the present invention, in the first step, a plurality of resist patterns are formed at predetermined intervals on the channel layer formed on the surface of the semiconductor substrate. The resist pattern is formed at an arbitrary position, and in the third step, the resist pattern on the side to be the drain region is reduced by etching to reduce the resist pattern. Therefore, the reduced resist pattern on the side to be the source region is left. The distance between the gate electrode and the source-side low-resistance region formed in the inversion trace is short, and the distance between the gate electrode and the drain-side low-resistance region is long, so that an arbitrary asymmetric structure can be realized.
【0038】そして、各ソース領域及びドレイン領域に
おいてソース・ドレイン方向に対して対称なLDD構造
が形成できるとともに、上記各電極の位置関係は任意に
設定することができるので、MESFETアレイを製造
する場合、各電極を共有化することができ、アレイチッ
プの面積効率を低下させることがない。Since an LDD structure symmetrical with respect to the source / drain direction can be formed in each source region and drain region, and the positional relationship of each electrode can be set arbitrarily, when manufacturing a MESFET array. The electrodes can be shared, and the area efficiency of the array chip is not reduced.
【0039】また、第2の工程において、2方向からソ
ース及びドレイン領域のそれぞれにイオン注入する際、
上記レジストパターンより部分的に不純物イオンの注入
を遮断するので、ソース側、ドレイン側のそれぞれに形
成される低抵抗領域に濃度の低い領域と濃度の高い領域
がソース・ドレイン方向に対して対称に形成でき、上記
製造工程を増やすことなく、LDD構造を持つMESF
ETを製造することができるという効果がある。In the second step, when ions are implanted into the source and drain regions from two directions,
Since the implantation of impurity ions is partially blocked by the resist pattern, the low-concentration region and the high-concentration region are symmetrical in the source / drain direction in the low resistance regions formed on the source side and the drain side, respectively. MESF that can be formed and has an LDD structure without increasing the manufacturing process.
There is an effect that ET can be manufactured.
【0040】さらに、以上のように複数種類のMESF
ETを製造する工程を共有化することにより、同一基板
上に集積化する際の製造効率を向上させることができる
という効果がある。Further, as described above, a plurality of types of MESF
By sharing the process of manufacturing the ET, there is an effect that the manufacturing efficiency when integrated on the same substrate can be improved.
【図1】この発明に係る電界効果トランジスタの製造方
法により非対称MESFETを製造する各工程を説明す
るための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining each step of manufacturing an asymmetric MESFET by a method of manufacturing a field effect transistor according to the present invention.
【図2】この発明に係る電界効果トランジスタの製造方
法によりLDD構造を持つMESFETを製造する各工
程を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining each step of manufacturing a MESFET having an LDD structure by the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention.
【図3】第1の従来例に係る電界効果トランジスタの構
造を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a structure of a field effect transistor according to a first conventional example.
【図4】第4の従来例に係る電界効果トランジスタの製
造工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of a field effect transistor according to a fourth conventional example.
【図5】第2の従来例と第3の従来例の電極配置パター
ンを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing electrode arrangement patterns of a second conventional example and a third conventional example.
1…半導体基板(GaAs)、3…ゲート電極4…ソー
ス電極、5…ドレイン電極、8…チャネル層、11…レ
ジストパターン、12a、12b…低抵抗領域。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate (GaAs), 3 ... Gate electrode 4 ... Source electrode, 5 ... Drain electrode, 8 ... Channel layer, 11 ... Resist pattern, 12a, 12b ... Low resistance area | region.
Claims (2)
に、少なくとも2つのレジスト単層からなるレジストパ
ターンを形成する工程であって、該レジストパターンの
うち、ドレイン領域となる側のパターン幅を小さく形成
する第1の工程と、 前記レジストパターンをマスクとし、ソース領域及びド
レイン領域以外の領域であって該レジストパターン間の
半導体基板中に不純物イオンが注入されない角度で、か
つ該能動層と同一導電型となる不純物イオンをソース領
域となる側に傾斜した方向及びドレイン領域となる側に
傾斜した方向から、それぞれ注入する第2の工程と、 前記レジストパターンをエッチングにより縮小し、該レ
ジストパターンのうちドレイン領域となる側のレジスト
パターンを消失させた後、絶縁膜を堆積してパターン反
転を行う第3の工程と、 前記パターン反転領域上にソース電極及びドレイン電極
を形成した後、さらにソース領域となる側に残されたレ
ジストパターンの反転跡にゲート電極を形成する第4の
工程を備えた電界効果トランジスタの製造方法。1. A step of forming a resist pattern composed of at least two resist single layers on an active layer formed on a surface of a semiconductor substrate, wherein a pattern width of the resist pattern on a side to be a drain region is set. A first step of forming small, using the resist pattern as a mask, in an area other than the source region and the drain region, at an angle at which impurity ions are not implanted into the semiconductor substrate between the resist patterns, and the same as the active layer A second step of implanting conductivity type impurity ions from a direction inclined to the source region side and a direction inclined to the drain region side, and the resist pattern is reduced by etching to form a resist pattern of the resist pattern. After erasing the resist pattern on the side that will be the drain region, deposit an insulating film and reverse the pattern. And a fourth step of forming a source electrode and a drain electrode on the pattern inversion region, and then forming a gate electrode on the inversion trace of the resist pattern left on the side to be the source region. Method for manufacturing a field effect transistor.
した電界効果トランジスタを含む各種電界効果トランジ
スタを任意に組み合わせて集積化した集積回路。2. An integrated circuit in which various field effect transistors including the field effect transistor manufactured by the manufacturing method according to claim 1 are arbitrarily combined and integrated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201565A JPH0758131A (en) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | Method for manufacturing field effect transistor and integrated circuit thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201565A JPH0758131A (en) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | Method for manufacturing field effect transistor and integrated circuit thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758131A true JPH0758131A (en) | 1995-03-03 |
Family
ID=16443167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5201565A Pending JPH0758131A (en) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | Method for manufacturing field effect transistor and integrated circuit thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758131A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100503379B1 (en) * | 2002-10-31 | 2005-07-26 | 동부아남반도체 주식회사 | Method for fabricating gate electrode of semiconductor |
| KR100906051B1 (en) * | 2007-11-16 | 2009-07-03 | 주식회사 동부하이텍 | Manufacturing Method of Semiconductor Device |
-
1993
- 1993-08-13 JP JP5201565A patent/JPH0758131A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100503379B1 (en) * | 2002-10-31 | 2005-07-26 | 동부아남반도체 주식회사 | Method for fabricating gate electrode of semiconductor |
| KR100906051B1 (en) * | 2007-11-16 | 2009-07-03 | 주식회사 동부하이텍 | Manufacturing Method of Semiconductor Device |
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