JPH0951004A - Semiconductor device and fabrication of the same - Google Patents

Semiconductor device and fabrication of the same

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JPH0951004A
JPH0951004A JP19950695A JP19950695A JPH0951004A JP H0951004 A JPH0951004 A JP H0951004A JP 19950695 A JP19950695 A JP 19950695A JP 19950695 A JP19950695 A JP 19950695A JP H0951004 A JPH0951004 A JP H0951004A
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JP
Japan
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gate electrode
semiconductor device
region
type gate
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP19950695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyoshi Fujii
栄美 藤井
Shigeharu Matsushita
重治 松下
Minoru Sawada
稔 澤田
Yasoo Harada
八十雄 原田
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPH0951004A publication Critical patent/JPH0951004A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which has prevented deterioration of characteristics due to damage in the channel region occurring when a protec tion film on a high conductive region. SOLUTION: Difference ((Wgp-L) between the length Wgp of the umbrella part of a T type gate electrode 7a in the channel direction is set to 0.6μm or more but is 2.0μm or less and more preferably to 1.0μm or more but is 2.0μm or less. Thereby, damage by etching on the channel region between the high conductive regions 5a, 5b can be prevented and increase of source resistance can be controlled.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はT型ゲート電極を有
する半導体装置およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a T-type gate electrode and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAsを始めとする化合物半導体を用
いたMESFET(金属−半導体電界効果型トランジス
タ)、HEMT(高電子移動度トランジスタ)等の電界
効果トランジスタにおいて、高融点金属からなる耐熱性
T型ゲート電極が用いられている。
2. Description of the Related Art In field effect transistors such as MESFETs (metal-semiconductor field effect transistors) and HEMTs (high electron mobility transistors) using compound semiconductors such as GaAs, heat-resistant T-types made of refractory metal. A gate electrode is used.

【0003】以下、図1〜図4を参照しながらT型ゲー
ト電極を有する従来の半導体装置の製造方法を説明す
る。ここでは、一例としてMESFETの製造方法を説
明する。
A conventional method of manufacturing a semiconductor device having a T-shaped gate electrode will be described below with reference to FIGS. Here, a manufacturing method of the MESFET will be described as an example.

【0004】まず、図1(a)に示すように、半絶縁性
GaAs基板1の表面にn層2を形成した後、そのn層
2上にECR−CVD法(電子サイクロトロン共鳴化学
的気相成長法)により膜厚55nmのSiN膜3を形成
する。その後、SiN膜3上に厚さ2μmのPMMAレ
ジスト4を形成する。レジスト4の幅W1は0.7μm
である。そしてレジスト4をマスクとしてSiのイオン
注入によりGaAs基板1の表面に高導電領域(n+
域)5a,5bを形成する。
First, as shown in FIG. 1A, after an n layer 2 is formed on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 1, an ECR-CVD method (electron cyclotron resonance chemical vapor phase) is formed on the n layer 2. The SiN film 3 having a film thickness of 55 nm is formed by the growth method). After that, a PMMA resist 4 having a thickness of 2 μm is formed on the SiN film 3. The width W1 of the resist 4 is 0.7 μm
It is. Highly conductive regions (n + regions) 5a and 5b are formed on the surface of the GaAs substrate 1 by Si ion implantation using the resist 4 as a mask.

【0005】次に、図1(b)に示すように、O2 プラ
ズマエッチングによりレジスト4をエッチングし、その
レジスト4の幅W2を0.2μmとする。次いで、図1
(c)に示すように、ECR−CVD法によりSiN膜
3およびレジスト4の全面に膜厚300nmのSiO2
膜6を形成する。その後、BHF(緩衝フッ酸)を用い
てレジスト4の側壁部のSiO2 膜6を選択的にエッチ
ングする。
Next, as shown in FIG. 1B, the resist 4 is etched by O 2 plasma etching to set the width W2 of the resist 4 to 0.2 μm. Then, FIG.
As shown in (c), a 300 nm-thick SiO 2 film is formed on the entire surface of the SiN film 3 and the resist 4 by the ECR-CVD method.
The film 6 is formed. After that, the SiO 2 film 6 on the side wall of the resist 4 is selectively etched by using BHF (buffer hydrofluoric acid).

【0006】次に、図2(d)に示すように、有機溶剤
を用いてレジスト4をその上のSiO2 膜6とともに除
去する。その後、高導電領域5a,5bを活性化するた
めに、RTA(短時間アニール)法により熱処理を行
う。そして、n層2上の中央部のSiN膜3をRIE法
(反応性イオンエッチング法)により除去する。
Next, as shown in FIG. 2D, the resist 4 is removed together with the SiO 2 film 6 thereon using an organic solvent. Then, in order to activate the high conductivity regions 5a and 5b, heat treatment is performed by the RTA (short time annealing) method. Then, the central SiN film 3 on the n layer 2 is removed by the RIE method (reactive ion etching method).

【0007】さらに、図2(e)に示すように、SiO
2 膜6上およびn層2上にスパッタ法により膜厚150
nmのWSiN、膜厚350nmのAuおよび膜厚80
nmのWSiNからなる耐熱性のゲート電極層7を形成
する。次に、図2(f)に示すように、n層2の上方の
ゲート電極層7上に蒸着法およびリフトオフ法を用いて
膜厚180nmのTiからなるゲートエッチング用マス
ク8を形成する。このゲートエッチング用マスク8の長
さW3は1μmである。
Further, as shown in FIG. 2 (e), SiO
A film thickness of 150 is formed on the 2 film 6 and the n layer 2 by the sputtering method.
nm WSiN, thickness 350 nm Au and thickness 80
A heat resistant gate electrode layer 7 made of WSiN of nm is formed. Next, as shown in FIG. 2F, a gate etching mask 8 made of Ti and having a film thickness of 180 nm is formed on the gate electrode layer 7 above the n layer 2 by the vapor deposition method and the lift-off method. The length W3 of the gate etching mask 8 is 1 μm.

【0008】その後、図3(g)に示すように、ゲート
エッチング用マスク8の両側のゲート電極層7をエッチ
ングすることによりT型ゲート電極7aを形成する。次
に、図3(h)に示すように、BHFを用いてゲートエ
ッチング用マスク8、SiO 2 膜6およびSiN膜3を
除去した後、T型ゲート電極7a、n層2および高導電
領域5a,5bの全面にプラズマCVD法により膜厚4
5nmのSiN膜からなる熱処理保護膜9を形成する。
そして、T型ゲート電極7aの形成の際に生じたスパッ
タ等による損傷を回復するために、熱処理を行う。その
後、図3(i)に示すように、RIE法によりT型ゲー
ト電極7a上および高導電領域5a,5b上の熱処理保
護膜9を除去する。
After that, as shown in FIG.
Etching the gate electrode layer 7 on both sides of the etching mask 8
Forming a T-type gate electrode 7a. Next
Then, as shown in FIG.
Etching mask 8, SiO 2The film 6 and the SiN film 3
After removal, the T-type gate electrode 7a, the n-layer 2 and the high conductivity
A film thickness of 4 is formed on the entire surfaces of the regions 5a and 5b by the plasma CVD method.
A heat treatment protection film 9 made of a 5 nm SiN film is formed.
Then, the spatter generated during the formation of the T-type gate electrode 7a.
Heat treatment is carried out to recover damage from damage such as That
After that, as shown in FIG. 3 (i), a T-type game was performed by the RIE method.
Of heat treatment on the gate electrode 7a and the high conductivity regions 5a and 5b
The protective film 9 is removed.

【0009】次いで、図4(j)に示すように、T型ゲ
ート電極7a上および高導電領域5a,5b上に蒸着法
により膜厚70nmのAuGe、膜厚7nmのNiおよ
び膜厚130nmのAuからなる電極層10を形成す
る。さらに、熱処理により高導電領域5a,5b上の電
極層10をオーミック電極とする。
Then, as shown in FIG. 4 (j), a 70 nm-thick film of AuGe, a 7-nm-thick film of Ni, and a 130-nm-thick film of Au are formed on the T-type gate electrode 7a and the high-conductivity regions 5a and 5b by vapor deposition. The electrode layer 10 made of is formed. Further, the electrode layer 10 on the high-conductivity regions 5a and 5b is made into an ohmic electrode by heat treatment.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】図10は従来の半導体
装置のT型ゲート電極の模式的な拡大図である。この半
導体装置においては、高導電領域5a,5b間にチャネ
ルが形成される。
FIG. 10 is a schematic enlarged view of a T-type gate electrode of a conventional semiconductor device. In this semiconductor device, a channel is formed between the highly conductive regions 5a and 5b.

【0011】図10において、高導電領域5a,5b間
の間隔Lは、図1(a)の工程におけるレジスト4の幅
W1により決定され、上記の例では0.7μmとなる。
チャネル方向におけるT型ゲート電極7aの足部の幅
(ゲート長)Lgは、図1(b)の工程におけるレジス
ト4の幅W2により決定され、上記の例では0.2μm
となる。チャネル方向におけるT型ゲート電極7aの傘
部の長さWgpは、図2(f)の工程におけるゲートエ
ッチング用マスク8の長さW3により決定され、上記の
例では1μmとなる。また、T型ゲート電極7aの足部
の高さhは、図1(c)の工程におけるSiO2 膜6の
膜厚により決定され、上記の例では300nmとなる。
In FIG. 10, the interval L between the high conductivity regions 5a and 5b is determined by the width W1 of the resist 4 in the step of FIG. 1A, and is 0.7 μm in the above example.
The width (gate length) Lg of the foot portion of the T-shaped gate electrode 7a in the channel direction is determined by the width W2 of the resist 4 in the step of FIG. 1B, and is 0.2 μm in the above example.
Becomes The length Wgp of the umbrella portion of the T-shaped gate electrode 7a in the channel direction is determined by the length W3 of the gate etching mask 8 in the step of FIG. 2F, and is 1 μm in the above example. The height h of the foot portion of the T-shaped gate electrode 7a is determined by the film thickness of the SiO 2 film 6 in the step of FIG. 1C, and is 300 nm in the above example.

【0012】上記の従来の半導体装置においては、図3
(i)の工程でRIE法により高導電領域5a,5b上
の熱処理保護膜9を除去する際に、n層2近傍の熱処理
保護膜9がエッチングされ、またn層2上の熱処理保護
膜9までオーバーエッチングされやすい。それにより、
図10に示すように、高導電領域5a,5b近傍のn層
2の部分30にエッチング損傷が与えられ、半導体装置
の特性が劣化し、かつ歩留りが低下するという問題が生
じる。
In the conventional semiconductor device described above, FIG.
In the step (i), when removing the heat treatment protective film 9 on the high-conductivity regions 5a and 5b by the RIE method, the heat treatment protective film 9 near the n layer 2 is etched, and the heat treatment protective film 9 on the n layer 2 is etched. Is easily over-etched. Thereby,
As shown in FIG. 10, etching damage is given to the portion 30 of the n layer 2 near the high-conductivity regions 5a and 5b, which causes a problem that the characteristics of the semiconductor device deteriorate and the yield decreases.

【0013】本発明の目的は、高導電領域上の保護膜の
除去時のチャネル領域の損傷による特性劣化が防止され
た半導体装置およびその製造方法を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which characteristic deterioration due to damage of a channel region at the time of removing a protective film on a highly conductive region is prevented, and a manufacturing method thereof.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る半導体装置は、半導体層のチャネル領域上にT型
ゲート電極が形成され、チャネル領域の両側に高導電領
域が形成された半導体装置において、少なくとも一方の
高導電領域側のT型ゲート電極の傘部の端部から一方の
高導電領域側のチャネル領域の端部までの長さが0.3
μm以上1.0μm以下に設定されたものである。
A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a T-type gate electrode is formed on a channel region of a semiconductor layer and high conductivity regions are formed on both sides of the channel region. In at least one highly conductive region side, the length from the end of the umbrella portion of the T-type gate electrode to the end of the one highly conductive region side channel region is 0.3.
It is set to be not less than μm and not more than 1.0 μm.

【0015】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体層のチャネル領域上およびチャネル領域の両側にそ
れぞれT型ゲート電極および高導電領域を形成し、T型
ゲート電極上、高導電領域上および半導体層上の全面に
保護膜を形成した後、熱処理を行い、T型ゲート電極の
両側のオーミック電極形成領域の保護膜を除去し、オー
ミック電極形成領域にオーミック電極を形成する半導体
装置の製造方法であって、少なくとも一方の高導電領域
側のT型ゲート電極の傘部の端部から一方の高導電領域
側のチャネル領域の端部までの長さを0.3μm以上
1.0μm以下に設定するものである。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a T-type gate electrode and a high-conductivity region are formed on a channel region of a semiconductor layer and on both sides of the channel region, respectively. After forming a protective film on the entire surface of the semiconductor layer, heat treatment is performed to remove the protective film in the ohmic electrode formation region on both sides of the T-type gate electrode, and a method for manufacturing a semiconductor device in which an ohmic electrode is formed in the ohmic electrode formation region The length from at least one end of the umbrella portion of the T-type gate electrode on the high-conductivity region side to the end of the channel region on the one high-conductivity region side is set to 0.3 μm or more and 1.0 μm or less. To do.

【0016】本発明に係る半導体装置およびその製造方
法においては、少なくとも一方の高導電領域側のT型ゲ
ート電極の傘部の端部から一方の高導電領域側のチャネ
ル領域の端部までの長さが0.3μm以上に設定されて
いるので、高導電領域間のチャネル領域がT型ゲート電
極の傘部で十分に保護される。それにより、オーミック
電極が形成される領域の保護膜を除去する際に高導電領
域間のチャネル領域にエッチング等による損傷が与えら
れることが防止される。その結果、チャネル領域の損傷
によるソース抵抗の増大が抑制され、相互コンダクタン
ス、遮断周波数等の特性の劣化が防止される。
In the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, the length from the end of the umbrella portion of the T-type gate electrode on the side of at least one high conductivity region to the end of the channel region on the side of one high conductivity region. Is set to 0.3 μm or more, the channel region between the high conductivity regions is sufficiently protected by the umbrella portion of the T-type gate electrode. This prevents the channel region between the high-conductivity regions from being damaged by etching or the like when removing the protective film in the region where the ohmic electrode is formed. As a result, increase in source resistance due to damage to the channel region is suppressed, and deterioration of characteristics such as mutual conductance and cutoff frequency is prevented.

【0017】また、少なくとも一方の高導電領域側のT
型ゲート電極の傘部の端部から一方の高導電領域側のチ
ャネル領域の端部までの長さが1.0μm以下に設定さ
れているので、傘部の寸法の増大による寄生容量および
ソース抵抗の増大が抑制される。その結果、相互コンダ
クタンス、遮断周波数等の特性が高く保たれる。したが
って、T型ゲート電極を有する半導体装置の特性および
歩留りが向上する。
In addition, at least one high conductivity region side T
Since the length from the end of the cap portion of the gate electrode to the end of the channel region on the side of one of the high conductivity regions is set to 1.0 μm or less, the parasitic capacitance and the source resistance due to the increase in the size of the cap portion Is suppressed. As a result, characteristics such as mutual conductance and cutoff frequency are kept high. Therefore, the characteristics and yield of the semiconductor device having the T-type gate electrode are improved.

【0018】特に、少なくとも一方の高導電領域側のT
型ゲート電極の傘部の端部から一方の高導電領域側のチ
ャネル領域の端部までの長さが0.5μm以上1.0μ
m以下に設定されることが好ましい。この場合、チャネ
ル領域の損傷が十分に防止され、ソース抵抗が低い状態
で安定する。したがって、半導体装置の特性がさらに向
上する。
In particular, T on at least one high conductivity region side
The length from the end of the umbrella portion of the gate electrode to the end of the channel region on the side of one of the high conductivity regions is 0.5 μm or more and 1.0 μ
It is preferably set to m or less. In this case, damage to the channel region is sufficiently prevented, and the source resistance is stable in a low state. Therefore, the characteristics of the semiconductor device are further improved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】まず、本発明の第1の実施例によ
る半導体装置の製造方法を説明する。第1の実施例で
は、T型ゲート電極を有する半導体装置の一例としてG
aAs−MESFETについて説明する。本実施例の半
導体装置の基本的な製造工程は従来の半導体装置と同様
であり、材料、寸法等の諸条件のみが異なるので、従来
例と同様に図1〜図4の工程断面図を参照しながら説明
する。
First, a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, G is used as an example of a semiconductor device having a T-type gate electrode.
The aAs-MESFET will be described. The basic manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment is the same as that of the conventional semiconductor device, and only the conditions such as materials and dimensions are different. Therefore, refer to the process cross-sectional views of FIGS. While explaining.

【0020】まず、図1(a)に示すように、半絶縁性
GaAs基板1の表面にn層2を形成した後、そのn層
2上にECR−CVD法により膜厚55nmのSiN膜
3を形成する。SiN膜3は下層および上層の二層構造
を有し、下層の膜厚は5nmであり、上層の膜厚は50
nmである。下層の形成の際には、反応ガスとしてSi
4 およびN2 を用い、ガス流量をそれぞれ18.5s
ccmおよび25sccmとする。また、高周波電力を
300Wとし、マイクロ波電流を16.0Aとする。上
層の形成の際には、同様に反応ガスとしてSiH4 およ
びN2 を用い、ガス流量をそれぞれ9sccmおよび2
5sccmとする。高周波電力を300Wとし、マイク
ロ波電流を16.0Aとする。
First, as shown in FIG. 1A, after an n layer 2 is formed on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 1, a 55 nm thick SiN film 3 is formed on the n layer 2 by ECR-CVD. To form. The SiN film 3 has a two-layer structure of a lower layer and an upper layer, the lower layer has a film thickness of 5 nm, and the upper layer has a film thickness of 50 nm.
nm. When forming the lower layer, Si is used as a reaction gas.
H 4 and N 2 are used and the gas flow rate is 18.5 s
ccm and 25 sccm. Further, the high frequency power is 300 W and the microwave current is 16.0 A. When forming the upper layer, SiH 4 and N 2 were similarly used as reaction gases, and the gas flow rates were 9 sccm and 2 respectively.
It is set to 5 sccm. The high frequency power is 300 W and the microwave current is 16.0 A.

【0021】その後、SiN膜3上に厚さ2μmのPM
MAレジスト4を形成する。レジスト4の幅W1は0.
7μmである。そして、レジスト4をマスクとしてSi
のイオン注入によりGaAs基板1の表面に高導電領域
(n+ 領域)5a,5bを形成する。注入条件として
は、加速エネルギーを90keVとし、ドーズ量を5×
1013cm-2とする。
After that, PM having a thickness of 2 μm is formed on the SiN film 3.
The MA resist 4 is formed. The width W1 of the resist 4 is 0.
7 μm. Then, using the resist 4 as a mask, Si
Highly conductive regions (n + regions) 5a and 5b are formed on the surface of the GaAs substrate 1 by ion implantation of. As the implantation conditions, the acceleration energy is 90 keV and the dose amount is 5 ×.
It is set to 10 13 cm -2 .

【0022】次に、図1(b)に示すように、O2 プラ
ズマエッチングによりレジスト4をエッチングし、その
レジスト4の幅W2を0.2μmとする。この場合、O
2 のガス流量を50sccmとし、ガス圧を0.1To
rrとし、高周波電力を400Wとする。
Next, as shown in FIG. 1B, the resist 4 is etched by O 2 plasma etching, and the width W2 of the resist 4 is set to 0.2 μm. In this case, O
The gas flow rate of 2 is 50 sccm, and the gas pressure is 0.1 To
rr and high frequency power is 400W.

【0023】次いで、図1(c)に示すように、ECR
−CVD法によりSiN膜3およびレジスト4の全面に
膜厚300nmのSiO2 膜6を形成する。この場合、
反応ガスとしてSiH4 およびO2 を用い、ガス流量を
それぞれ30sccmおよび30sccmとする。高周
波電力は500Wとし、マイクロ波電流は17.0Aと
する。その後、BHF(緩衝フッ酸)を用いてレジスト
4の側壁部のSiO2膜6を選択的にエッチングする。
BHFとしてはNH4 FおよびHFの100:1の混合
液を用い、20℃で1分間エッチングを行う。
Then, as shown in FIG.
A 300 nm thick SiO 2 film 6 is formed on the entire surface of the SiN film 3 and the resist 4 by the CVD method. in this case,
SiH 4 and O 2 are used as reaction gases, and the gas flow rates are 30 sccm and 30 sccm, respectively. The high frequency power is 500 W and the microwave current is 17.0 A. After that, the SiO 2 film 6 on the side wall of the resist 4 is selectively etched by using BHF (buffer hydrofluoric acid).
A 100: 1 mixture of NH 4 F and HF is used as BHF, and etching is performed at 20 ° C. for 1 minute.

【0024】次に、図2(d)に示すように、有機溶剤
を用いてレジスト4をその上のSiO2 膜6とともに除
去する。その後、高導電領域5a,5bを活性化するた
めに、RTA法により880℃で5秒間の熱処理を行
う。そして、n層2上の中央部のSiN膜3をRIE法
により除去する。反応ガスとしてはCF4 およびO2
用いる。
Next, as shown in FIG. 2D, the resist 4 is removed together with the SiO 2 film 6 thereon using an organic solvent. Then, in order to activate the highly conductive regions 5a and 5b, heat treatment is performed at 880 ° C. for 5 seconds by the RTA method. Then, the central SiN film 3 on the n layer 2 is removed by the RIE method. CF 4 and O 2 are used as the reaction gas.

【0025】さらに、図2(e)に示すように、SiO
2 膜6上およびn層2上にスパッタ法により膜厚150
nmのWSiN、膜厚350nmのAuおよび膜厚80
nmのWSiNからなる耐熱性のゲート電極層7を形成
する。なお、ゲート電極層7の材料として、W、WN、
WSiNおよびWSiのいずれか、これらのいずれかの
積層構造、またはこれらのいずれかとAuとの積層構造
を用いてもよい。
Further, as shown in FIG. 2 (e), SiO
A film thickness of 150 is formed on the 2 film 6 and the n layer 2 by the sputtering method.
nm WSiN, thickness 350 nm Au and thickness 80
A heat resistant gate electrode layer 7 made of WSiN of nm is formed. As the material of the gate electrode layer 7, W, WN,
Any of WSiN and WSi, a laminated structure of any of these, or a laminated structure of any of these and Au may be used.

【0026】次に、図2(f)に示すように、n層2の
上方のゲート電極層7上に蒸着法およびリフトオフ法を
用いて膜厚180nmのTiからなるゲートエッチング
用マスク8を形成する。特に、本実施例では、ゲートエ
ッチング用マスク8の長さW3を2μmとする。なお、
ゲートエッチング用マスク8の材料としてSiO2 膜を
用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 2F, a gate etching mask 8 made of Ti and having a thickness of 180 nm is formed on the gate electrode layer 7 above the n layer 2 by the vapor deposition method and the lift-off method. To do. Particularly, in this embodiment, the length W3 of the gate etching mask 8 is set to 2 μm. In addition,
A SiO 2 film may be used as the material of the gate etching mask 8.

【0027】その後、図3(g)に示すように、ゲート
エッチング用マスク8の両側のゲート電極層7をエッチ
ングすることにより、T型ゲート電極7aを形成する。
この場合、WSiNはRIE法によりエッチングする。
反応ガスとしてCF4 およびO2 を用い、ガス流量をそ
れぞれ17sccmおよび3sccnする。ガス圧は
0.1Torrとし、高周波電力を150Wとする。ま
た、AuはArを用いたイオンミリングにより除去す
る。Arのガス流量は10sccmとし、ガス圧は2m
Torrとする。
After that, as shown in FIG. 3G, the gate electrode layer 7 on both sides of the gate etching mask 8 is etched to form a T-type gate electrode 7a.
In this case, WSiN is etched by the RIE method.
CF 4 and O 2 are used as reaction gases, and the gas flow rates are set to 17 sccm and 3 sccn, respectively. The gas pressure is 0.1 Torr and the high frequency power is 150 W. Further, Au is removed by ion milling using Ar. Ar gas flow rate is 10 sccm, gas pressure is 2 m
Torr.

【0028】次に、図3(h)に示すように、NH4
およびHFの6:1の混合液からなるBHFを用いてゲ
ートエッチング用マスク8、SiO2 膜6およびSiN
膜3を除去した後、T型ゲート電極7a、n層2および
高導電領域5a,5bの全面に、プラズマCVD法によ
り熱処理保護膜9を形成する。
Next, as shown in FIG. 3 (h), NH 4 F
And a HF mixture of 6: 1 using BHF, the gate etching mask 8, the SiO 2 film 6 and the SiN.
After removing the film 3, a heat treatment protection film 9 is formed on the entire surfaces of the T-type gate electrode 7a, the n layer 2 and the high conductivity regions 5a and 5b by the plasma CVD method.

【0029】特に、本実施例では、熱処理保護膜として
膜厚50nmのSiO2 膜および膜厚50nmのSiN
膜からなるSiO2 /SiN膜を用いる。SiO2 膜の
形成の際には、反応ガスとしてSiH4 およびN2 Oを
用い、ガス流量をそれぞれ10sccmおよび100s
ccmとする。ガス圧は0.30Torrとし、高周波
電力を150Wとする。SiN膜の形成の際には、反応
ガスとしてSiH4 、NH3 およびN2 を用い、ガス流
量をそれぞれ15sccm、200sccmおよび10
0sccmとする。ガス圧は0.75Torrとし、高
周波電力を250Wとする。そして、T型ゲート電極7
aの形成時のスパッタ等による損傷を回復するために、
熱処理を行う。
In particular, in this embodiment, a SiO 2 film having a film thickness of 50 nm and a SiN film having a film thickness of 50 nm are used as the heat treatment protective film.
A SiO 2 / SiN film made of a film is used. When forming the SiO 2 film, SiH 4 and N 2 O were used as reaction gases, and the gas flow rates were 10 sccm and 100 s, respectively.
ccm The gas pressure is 0.30 Torr and the high frequency power is 150 W. When forming the SiN film, SiH 4 , NH 3 and N 2 were used as reaction gases, and the gas flow rates were 15 sccm, 200 sccm and 10 sccm, respectively.
It is set to 0 sccm. The gas pressure is 0.75 Torr and the high frequency power is 250 W. Then, the T-shaped gate electrode 7
In order to recover damage caused by sputtering etc. when forming a,
Heat treatment is performed.

【0030】その後、図3(i)に示すように、RIE
法によりT型ゲート電極7a上および高導電領域5a,
5b上の熱処理保護膜9を除去する。この場合、反応ガ
スとしてCF4 を用い、ガス流量を20sccmとす
る。ガス圧は0.1Torrとし、高周波電力は150
Wとする。
Then, as shown in FIG. 3 (i), RIE is performed.
On the T-type gate electrode 7a and the highly conductive region 5a,
The heat treatment protection film 9 on 5b is removed. In this case, CF 4 is used as the reaction gas, and the gas flow rate is 20 sccm. Gas pressure is 0.1 Torr and high frequency power is 150
W.

【0031】次いで、図4(j)に示すように、T型ゲ
ート電極7a上および高導電領域5a,5b上に蒸着法
により膜厚70nmのAuGe、膜厚7nmのNiおよ
び膜厚130nmのAuからなる電極層10を形成す
る。そして、H2 雰囲気中において450℃で2分30
秒間の熱処理を行うことにより高導電領域5a,5b上
の電極層10をオーミック電極とする。例えば、高導電
領域5a上のオーミック電極がソース電極となり、高導
電領域5b上のオーミック電極がドレイン電極となる。
Then, as shown in FIG. 4 (j), a 70 nm-thick film of AuGe, a 7-nm-thick film of Ni, and a 130-nm-thick film of Au are formed on the T-type gate electrode 7a and the high-conductivity regions 5a and 5b by vapor deposition. The electrode layer 10 made of is formed. Then, in H 2 atmosphere, 450 ° C. for 2 minutes 30
By performing heat treatment for 2 seconds, the electrode layer 10 on the high-conductivity regions 5a and 5b becomes an ohmic electrode. For example, the ohmic electrode on the highly conductive region 5a becomes the source electrode, and the ohmic electrode on the highly conductive region 5b becomes the drain electrode.

【0032】図5は本実施例の半導体装置におけるT型
ゲート電極の模式的な拡大図である。図5において、高
導電領域5a,5b間(チャネル領域)の間隔Lは、図
1(a)の工程におけるレジスト4の幅W1により決定
され、上記の例では0.7μmとなる。チャネル方向に
おけるT型ゲート電極7aの足部の幅(ゲート長)Lg
は、図1(b)の工程におけるレジスト4の幅W2によ
り決定され、上記の例では0.2μmとなる。また、T
型ゲート電極7aの足部の高さhは、図1(c)の工程
におけるSiO2 膜6の膜厚により決定され、上記の例
では300nmとなる。
FIG. 5 is a schematic enlarged view of the T-type gate electrode in the semiconductor device of this embodiment. In FIG. 5, the interval L between the high-conductivity regions 5a and 5b (channel region) is determined by the width W1 of the resist 4 in the step of FIG. 1A, and is 0.7 μm in the above example. Width (gate length) Lg of the foot of the T-shaped gate electrode 7a in the channel direction
Is determined by the width W2 of the resist 4 in the step of FIG. 1B, and is 0.2 μm in the above example. Also, T
The height h of the foot of the mold gate electrode 7a is determined by the film thickness of the SiO 2 film 6 in the step of FIG. 1C, and is 300 nm in the above example.

【0033】さらに、ソース電極側の高導電領域5aと
T型ゲート電極7aの足部との間の間隔L1およびドレ
イン電極側の高導電領域5bとT型ゲート電極7aの足
部との間の間隔L2は、例えば、いずれも0.25μm
に設定される。以下、T型ゲート電極7aがチャネル領
域の中央に位置する場合について説明する。
Further, the distance L1 between the high-conductivity region 5a on the source electrode side and the foot of the T-type gate electrode 7a, and between the high-conductivity region 5b on the drain electrode side and the foot of the T-type gate electrode 7a. The interval L2 is, for example, 0.25 μm in each case
Is set to The case where the T-type gate electrode 7a is located in the center of the channel region will be described below.

【0034】特に、チャネル方向におけるT型ゲート電
極7aの傘部の長さWgpは、図2(f)の工程におけ
るゲートエッチング用マスク8の長さW3により決定さ
れ、上記の例では2.0μmとなる。このT型ゲート電
極7aの傘部の長さWgpは次式を満足するように設定
する。
Particularly, the length Wgp of the umbrella portion of the T-type gate electrode 7a in the channel direction is determined by the length W3 of the gate etching mask 8 in the step of FIG. 2F, and is 2.0 μm in the above example. Becomes The length Wgp of the umbrella portion of the T-shaped gate electrode 7a is set to satisfy the following equation.

【0035】 0.6[μm]≦Wgp−L≦2.0[μm] 後述する理由からWgp−Lの値を1.0μm以上に設
定することがさらに好ましい。
0.6 [μm] ≦ Wgp-L ≦ 2.0 [μm] It is more preferable to set the value of Wgp-L to 1.0 μm or more for the reason described below.

【0036】上記の例では、チャネル方向におけるT型
ゲート電極7aの傘部の長さWgpと高導電領域5a,
5b間の間隔Lとの差(Wgp−L)を1.3μmに設
定することにより、図3(i)の工程で高導電領域5
a,5b上の熱処理保護膜を除去する際に、高導電領域
5a,5b間のチャネル領域がT型ゲート電極7aの傘
部で十分に保護される。それにより、高導電領域5a,
5b間のチャネル領域にエッチング等による損傷が与え
られることが防止され、半導体装置の特性劣化が防止さ
れ、かつ歩留りが向上する。
In the above example, the length Wgp of the umbrella portion of the T-type gate electrode 7a in the channel direction and the high conductivity region 5a,
By setting the difference (Wgp-L) from the distance L between the 5b and 1.3 μm, the high conductivity region 5 can be formed in the step of FIG.
When removing the heat treatment protection film on a and 5b, the channel region between the high conductivity regions 5a and 5b is sufficiently protected by the umbrella portion of the T-type gate electrode 7a. Thereby, the high conductivity region 5a,
Damage to the channel region between 5b due to etching or the like is prevented, characteristic deterioration of the semiconductor device is prevented, and the yield is improved.

【0037】図6は本発明の第2の実施例による半導体
装置の構造を示す模式的断面図である。図6の半導体装
置は、低雑音動作特性と高出力動作特性とを兼ね備えた
電界効果型半導体装置であり、TMT(Two-Mode Chann
el FET) と呼ばれている。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing the structure of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The semiconductor device shown in FIG. 6 is a field-effect semiconductor device having both low noise operation characteristics and high output operation characteristics, and has a TMT (Two-Mode Chann).
el FET).

【0038】図6において、半絶縁性のGaAs基板2
1上に、膜厚800nmのアンドープのGaAsバッフ
ァ層22、膜厚5nmのアンドープのIn0.2 Ga0.8
Asチャネル層23、および膜厚7nmのアンドープの
Inx Ga1-x Asチャネル層24が順に形成されてい
る。Inx Ga1-x Asチャネル層24のInの組成比
xは、In0.2 Ga0.8 Asチャネル層23との界面か
ら上方側に向かって0.2から0までグレーディッドに
減少する。
In FIG. 6, a semi-insulating GaAs substrate 2 is used.
1, an undoped GaAs buffer layer 22 having a film thickness of 800 nm and an undoped In 0.2 Ga 0.8 film having a film thickness of 5 nm.
An As channel layer 23 and an undoped In x Ga 1-x As channel layer 24 having a film thickness of 7 nm are sequentially formed. The In composition ratio x of the In x Ga 1-x As channel layer 24 gradually decreases from 0.2 to 0 from the interface with the In 0.2 Ga 0.8 As channel layer 23 toward the upper side.

【0039】Inx Ga1-x Asチャネル層24上に
は、膜厚5nmのアンドープのGaAsスペーサ層2
5、膜厚9nmのn−GaAsチャネル層26、および
膜厚22.5nmのアンドープのGaAs保護層27が
順に形成されている。n−GaAsチャネル層26のキ
ャリア濃度は7×1018cm-3である。
On the In x Ga 1-x As channel layer 24, an undoped GaAs spacer layer 2 having a film thickness of 5 nm is formed.
5, an n-GaAs channel layer 26 having a film thickness of 9 nm, and an undoped GaAs protective layer 27 having a film thickness of 22.5 nm are sequentially formed. The carrier concentration of the n-GaAs channel layer 26 is 7 × 10 18 cm −3 .

【0040】アンドープのGaAs保護層27上の中央
部にはその保護層27とショットキ接触するT型ゲート
電極7aが第1の実施例と同様の方法で形成され、T型
ゲート電極7aの両側に保護層27とオーミック接触す
るソース電極29およびドレイン電極30がそれぞれ形
成されている。ソース電極29およびドレイン電極30
の下部には、Siがイオン注入された高導電領域28
a,28bが形成されている。
A T-type gate electrode 7a which is in Schottky contact with the undoped GaAs protective layer 27 is formed in the central portion on the undoped GaAs protective layer 27 by the same method as in the first embodiment. A source electrode 29 and a drain electrode 30 which are in ohmic contact with the protective layer 27 are formed respectively. Source electrode 29 and drain electrode 30
In the lower portion of the
a and 28b are formed.

【0041】図6の半導体装置において、ゲート電位が
深いときには空乏層が下方まで延び、n−GaAsチャ
ネル層26から供給された電子が主としてIn0.2 Ga
0.8Asチャネル層23およびInx Ga1-x Asチャ
ネル層24を走行する。この場合、電子は、In0.2
0.8 Asチャネル層23およびInx Ga1-x Asチ
ャネル層24の量子井戸内に良好に閉じ込められるの
で、高濃度にドーピングされたn−GaAsチャネル層
26中の不純物の影響を受けることが少なく、超低雑音
特性が得られる。一方、ゲート電位が浅いときには空乏
層が縮み、電子は主としてn−GaAsチャネル層26
を走行する。そのため、高濃度にドーピングされたn−
GaAsチャネル層26がチャネルとして働き、高く平
坦な相互コンダクタンスが得られて高出力特性が得られ
る。
In the semiconductor device of FIG. 6, when the gate potential is deep, the depletion layer extends downward, and the electrons supplied from the n-GaAs channel layer 26 are mainly In 0.2 Ga.
The 0.8 As channel layer 23 and the In x Ga 1-x As channel layer 24 travel. In this case, the electrons are In 0.2 G
a 0.8 As channel layer 23 and In x Ga 1-x As channel layer 24 are well confined in the quantum wells, so that they are less affected by impurities in the heavily doped n-GaAs channel layer 26. , Ultra low noise characteristics can be obtained. On the other hand, when the gate potential is shallow, the depletion layer shrinks, and electrons are mainly n-GaAs channel layer 26.
To travel. Therefore, highly doped n-
The GaAs channel layer 26 functions as a channel, a high and flat transconductance is obtained, and a high output characteristic is obtained.

【0042】ここで、T型ゲート電極7aの傘部の長さ
Wgpを0.8μmから3.6μmまで変えて図6の構
造を有する複数の半導体装置を作製し、諸特性を測定し
た。これらの複数の半導体装置において、高導電領域2
8a,28b間の間隔Lは0.6μmとし、T型ゲート
電極7aの足部の幅(ゲート長)Lgは0.2μmとし
た。高導電領域28aとT型ゲート電極7aの足部との
間の間隔L1および高導電領域28bとT型ゲート電極
7aの足部との間の間隔L2はいずれも0.2μmであ
る。また、T型ゲート電極7aのゲート幅Wgは100
μmとした。
Here, a plurality of semiconductor devices having the structure of FIG. 6 were manufactured by changing the length Wgp of the umbrella portion of the T-type gate electrode 7a from 0.8 μm to 3.6 μm, and various characteristics were measured. In these semiconductor devices, the high conductivity region 2
The interval L between 8a and 28b was 0.6 μm, and the width (gate length) Lg of the foot portion of the T-type gate electrode 7a was 0.2 μm. The distance L1 between the high conductivity region 28a and the foot of the T-type gate electrode 7a and the distance L2 between the high conductivity region 28b and the foot of the T-type gate electrode 7a are both 0.2 μm. The gate width Wg of the T-type gate electrode 7a is 100.
μm.

【0043】図7にソース抵抗Rsの測定結果および寄
生容量Cgsの計算結果を示す。また、図8に相互コン
ダクタンスgmの測定結果を示す。さらに、図9に遮断
周波数Ftの測定結果を示す。図7、図8および図9に
おいて、横軸はT型ゲート電極7aの傘部の長さWgp
と高導電領域28a,28b間の間隔Lとの差(Wgp
−L)を表わしている。
FIG. 7 shows the measurement result of the source resistance Rs and the calculation result of the parasitic capacitance Cgs. Further, FIG. 8 shows the measurement result of the mutual conductance gm. Further, FIG. 9 shows the measurement result of the cutoff frequency Ft. In FIGS. 7, 8 and 9, the horizontal axis represents the length Wgp of the umbrella portion of the T-shaped gate electrode 7a.
And the distance L between the high conductivity regions 28a and 28b (Wgp
-L) is represented.

【0044】図7に示すように、(Wgp−L)の値が
0.6μmよりも小さくなると、ソース抵抗Rsが急激
に増大する。これは、T型ゲート電極7aの傘部の長さ
Wgpが小さいと、図3(i)の工程で熱処理保護膜9
を除去する際に高導電領域28a,28b間のチャネル
領域にオーバーエッチングによる損傷が与えられるため
であると考えられる。このようにソース抵抗Rsが急激
に立ち上がる領域では、ソース抵抗Rsの値をプロセス
上制御することが困難となる。
As shown in FIG. 7, when the value of (Wgp-L) becomes smaller than 0.6 μm, the source resistance Rs rapidly increases. This is because when the length Wgp of the umbrella portion of the T-shaped gate electrode 7a is small, the heat treatment protective film 9 is formed in the step of FIG.
It is considered that this is because the damage due to overetching is given to the channel region between the high conductivity regions 28a and 28b when removing. In such a region where the source resistance Rs rises rapidly, it becomes difficult to control the value of the source resistance Rs in the process.

【0045】また、相互コンダクタンスgmとソース抵
抗Rsとの間には次式の関係がある。 gm=gm0 /(1+Rs・gm0 ) ・・・(1) 上式において、gm0 は真正の相互コンダクタンスを表
わす。上式から、ソース抵抗Rsが増大すると、半導体
装置の相互コンダクタンスgmが劣化することが分か
る。
Further, there is the following relationship between the transconductance gm and the source resistance Rs. gm = gm 0 / (1 + Rs · gm 0 ) ... (1) In the above equation, gm 0 represents true transconductance. From the above equation, it can be seen that when the source resistance Rs increases, the transconductance gm of the semiconductor device deteriorates.

【0046】図8の測定結果においても、(Wgp−
L)の値が0.6μmよりも小さくなると、相互コンダ
クタンスgmが急激に低下している。また、図9の測定
結果において、(Wgp−L)の値が0.6μmよりも
小さいと、遮断周波数Ftが最高値の90%よりも低く
なる。これらの結果、(Wgp−L)の値は0.6μm
以上であることが好ましい。
Also in the measurement result of FIG. 8, (Wgp-
When the value of L) becomes smaller than 0.6 μm, the mutual conductance gm sharply decreases. Further, in the measurement result of FIG. 9, when the value of (Wgp-L) is smaller than 0.6 μm, the cutoff frequency Ft becomes lower than 90% of the maximum value. As a result, the value of (Wgp-L) is 0.6 μm.
It is preferable that it is above.

【0047】一方、図7に示すように、(Wgp−L)
の値が大きくなるに従って寄生容量Cgsが増加する。
また、図7に示すように、(Wgp−L)の値が2.0
μmよりも大きくなると、ソース抵抗Rsが徐々に増大
している。それにより、式(1)より、(Wgp−L)
の値が2.0μmよりも大きくなると、相互コンダクタ
ンスgmが低下する。また、(Wgp−L)の値が2.
0μmよりも大きくなると、相互コンダクタンスgmが
低下することは、図8の測定結果においても裏付けられ
ている。
On the other hand, as shown in FIG. 7, (Wgp-L)
The parasitic capacitance Cgs increases as the value of increases.
Further, as shown in FIG. 7, the value of (Wgp-L) is 2.0.
When it becomes larger than μm, the source resistance Rs gradually increases. Thereby, from the formula (1), (Wgp-L)
When the value of is larger than 2.0 μm, the mutual conductance gm decreases. Further, the value of (Wgp-L) is 2.
The fact that the transconductance gm decreases when it becomes larger than 0 μm is supported by the measurement result of FIG.

【0048】ここで、遮断周波数Ftは次式で表され
る。 Ft=gm/(2π・Cgs) ・・・(2) 上式より、寄生容量Cgsの増加と相互コンダクタンス
gmの低下により遮断周波数Ftが低下することが分か
る。また、図9の測定結果においても、(Wgp−L)
の値が2.0μmよりも大きくなると、遮断周波数Ft
が最高値の90%よりも低くなっている。したがって、
(Wgp−L)の値は2.0μm以下であることが好ま
しい。
Here, the cutoff frequency Ft is expressed by the following equation. Ft = gm / (2π · Cgs) (2) From the above equation, it is understood that the cutoff frequency Ft decreases due to the increase of the parasitic capacitance Cgs and the decrease of the mutual conductance gm. In addition, in the measurement results of FIG. 9, (Wgp-L)
When the value of becomes larger than 2.0 μm, the cutoff frequency Ft
Is lower than 90% of the maximum value. Therefore,
The value of (Wgp-L) is preferably 2.0 μm or less.

【0049】これらの結果から、(Wgp−L)の値が
次式の関係を満たすことが好ましい。 0.6[μm]≦Wgp−L≦2.0[μm] これにより、相互コンダクタンスgmが安定して高くな
り、かつ遮断周波数Ftの劣化が最高値の10%以下に
抑制される。
From these results, it is preferable that the value of (Wgp-L) satisfies the following equation. 0.6 [μm] ≦ Wgp−L ≦ 2.0 [μm] As a result, the mutual conductance gm is stably increased, and the deterioration of the cutoff frequency Ft is suppressed to 10% or less of the maximum value.

【0050】特に、(Wgp−L)の値が1.0μm以
上であると、ソース抵抗Rsが低い値で安定する。した
がって、(Wgp−L)の値が次式の関係を満たすこと
がさらに好ましい。
Particularly, when the value of (Wgp-L) is 1.0 μm or more, the source resistance Rs is stable at a low value. Therefore, it is more preferable that the value of (Wgp-L) satisfies the relationship of the following equation.

【0051】 1.0[μm]≦Wgp−L≦2.0[μm] これにより、相互コンダクタンスgm等の諸特性をさら
に高くすることが可能となる。
1.0 [μm] ≦ Wgp−L ≦ 2.0 [μm] This makes it possible to further improve various characteristics such as mutual conductance gm.

【0052】上述の説明から判るように、一方の高導電
領域側のT型ゲート電極の傘部の端部から一方の高導電
領域側のチャネル領域の端部までの長さを0.3μm以
上1.0μm以下に設定すればよい。なお、上述のよう
に、両高導電領域側を上記のように設定するのが最も好
ましいが、少なくとも一方の高導電領域側のT型ゲート
電極の傘部の端部から一方の高導電領域側のチャネル領
域の端部までの長さを0.3μm以上1.0μm以下に
設定しても効果がある。
As can be seen from the above description, the length from the end of the umbrella portion of the T-type gate electrode on the side of one high conductivity region to the end of the channel region on the side of one high conductivity region is 0.3 μm or more. It may be set to 1.0 μm or less. As described above, it is most preferable to set both high-conductivity region sides as described above, but at least one high-conductivity region side to one high-conductivity region side from the end of the umbrella portion of the T-type gate electrode. It is also effective to set the length to the end of the channel region of 0.3 μm or more and 1.0 μm or less.

【0053】また、上記説明から判るように、一方の高
導電領域側のT型ゲート電極の傘部の端部から一方の高
導電領域側のチャネル領域の端部までの長さを0.5μ
m以上1.0μm以下に設定するのが好ましい。また、
上述では、T型ゲート電極がチャネル領域の中央に位置
する場合について説明したが、例えばソース電極側の間
隔L1をドレイン電極側の間隔L2よりも小さく設定し
てもよい。
As can be seen from the above description, the length from the end of the umbrella portion of the T-type gate electrode on the side of one high conductivity region to the end of the channel region on the side of one high conductivity region is 0.5 μm.
It is preferable to set the thickness to m or more and 1.0 μm or less. Also,
In the above description, the case where the T-type gate electrode is located in the center of the channel region has been described, but the distance L1 on the source electrode side may be set smaller than the distance L2 on the drain electrode side, for example.

【0054】なお、上記実施例では、T型ゲート電極7
aの足部の高さhを300nmとしているが、オーミッ
ク電極の厚さが典型的には200nm程度であることか
らT型ゲート電極7aの足部の高さhは200nm以上
500nm以下であることが好ましい。
In the above embodiment, the T-type gate electrode 7
The height h of the foot portion of a is 300 nm, but since the thickness of the ohmic electrode is typically about 200 nm, the height h of the foot portion of the T-type gate electrode 7a is 200 nm or more and 500 nm or less. Is preferred.

【0055】本発明は上記実施例に限らず、例えばIn
P系等の他の材料系半導体装置をはじめ、T型ゲート電
極を有する種々の半導体装置に適用することができる。
例えば、本発明をHEMTに適用してもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but may be In
It can be applied to various semiconductor devices having a T-type gate electrode, including P-based and other material-based semiconductor devices.
For example, the present invention may be applied to HEMT.

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

【図1】本発明の第1の実施例による半導体装置および
従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
FIG. 1 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention and a conventional semiconductor device.

【図2】本発明の第1の実施例による半導体装置および
従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
FIG. 2 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention and a conventional semiconductor device.

【図3】本発明の第1の実施例による半導体装置および
従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
FIG. 3 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention and a conventional semiconductor device.

【図4】本発明の第1の実施例による半導体装置および
従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
FIG. 4 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention and a conventional semiconductor device.

【図5】本発明の第1の実施例による半導体装置におけ
るT型ゲート電極の模式的な拡大図である。
FIG. 5 is a schematic enlarged view of a T-type gate electrode in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例による半導体装置の構造
を示す模式的断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6の構造を有する半導体装置のソース抵抗の
測定結果および寄生容量の計算結果を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a measurement result of a source resistance and a calculation result of a parasitic capacitance of the semiconductor device having the structure of FIG.

【図8】図6の構造を有する半導体装置の相互コンダク
タンスの測定結果を示す図である。
8 is a diagram showing a measurement result of mutual conductance of the semiconductor device having the structure of FIG.

【図9】図6の構造を有する半導体装置の遮断周波数の
測定結果を示す図である。
9 is a diagram showing a measurement result of a cutoff frequency of the semiconductor device having the structure of FIG.

【図10】従来の半導体装置におけるT型ゲート電極の
模式的な拡大図である。
FIG. 10 is a schematic enlarged view of a T-type gate electrode in a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 2 n層 5a,5b 高導電領域 7a T型ゲート電極 9 熱処理保護膜 21 GaAs基板 22 GaAsバッファ層 23 In0.2 Ga0.8 Asチャネル層 24 Inx Ga1-x Asチャネル層 25 GaAsスペーサ層 26 n−GaAsチャネル層 27 GaAs保護層 28a,28b 高導電領域 29 ソース電極 30 ドレイン電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 GaAs substrate 2 n layers 5a, 5b High conductivity region 7a T-type gate electrode 9 Heat treatment protective film 21 GaAs substrate 22 GaAs buffer layer 23 In 0.2 Ga 0.8 As channel layer 24 In x Ga 1-x As channel layer 25 GaAs spacer layer 26 n-GaAs channel layer 27 GaAs protective layer 28a, 28b High conductivity region 29 Source electrode 30 Drain electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/778 (72)発明者 原田 八十雄 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location H01L 29/778 (72) Inventor Yatsuo Harada 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体層のチャネル領域上にT型ゲート
電極が形成され、前記チャネル領域の両側に高導電領域
が形成された半導体装置において、少なくとも一方の高
導電領域側の前記T型ゲート電極の傘部の端部から前記
一方の高導電領域側のチャネル領域の端部までの長さが
0.3μm以上1.0μm以下に設定されたことを特徴
とする半導体装置。
1. A semiconductor device in which a T-type gate electrode is formed on a channel region of a semiconductor layer, and high-conductivity regions are formed on both sides of the channel region, wherein at least one of the T-type gate electrodes is on the high-conductivity region side. The semiconductor device is characterized in that the length from the end of the umbrella portion to the end of the channel region on the side of the one highly conductive region is set to 0.3 μm or more and 1.0 μm or less.
【請求項2】 前記少なくとも一方の高導電領域側の前
記T型ゲート電極の傘部の端部から前記一方の高導電領
域側のチャネル領域の端部までの長さが0.5μm以上
1.0μm以下に設定されたことを特徴とする請求項1
記載の半導体装置。
2. The length from the end of the umbrella portion of the T-type gate electrode on the side of the at least one high conductivity region to the end of the channel region on the side of the one high conductivity region is 0.5 μm or more. 2. The thickness is set to 0 μm or less.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】 半導体層のチャネル領域上および前記チ
ャネル領域の両側にそれぞれT型ゲート電極および高導
電領域を形成し、前記T型ゲート電極上、前記高導電領
域上および前記半導体層上の全面に保護膜を形成した
後、熱処理を行い、前記T型ゲート電極の両側のオーミ
ック電極形成領域の前記保護膜を除去し、前記オーミッ
ク電極形成領域にオーミック電極を形成する半導体装置
の製造方法であって、少なくとも一方の高導電領域側の
前記T型ゲート電極の傘部の端部から前記一方の高導電
領域側のチャネル領域の端部までの長さを0.3μm以
上1.0μm以下に設定することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
3. A T-type gate electrode and a high-conductivity region are formed on the channel region of the semiconductor layer and on both sides of the channel region, respectively, and the entire surface of the T-type gate electrode, the high-conductivity region and the semiconductor layer is formed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a protective film on a substrate, then performing heat treatment to remove the protective film in the ohmic electrode forming regions on both sides of the T-type gate electrode, and forming an ohmic electrode in the ohmic electrode forming region. And the length from at least one end of the umbrella portion of the T-type gate electrode on the high-conductivity region side to the end of the channel region on the one high-conductivity region side is set to 0.3 μm or more and 1.0 μm or less. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
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