JPH0982725A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH0982725A
JPH0982725A JP23117695A JP23117695A JPH0982725A JP H0982725 A JPH0982725 A JP H0982725A JP 23117695 A JP23117695 A JP 23117695A JP 23117695 A JP23117695 A JP 23117695A JP H0982725 A JPH0982725 A JP H0982725A
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JP
Japan
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active layer
region
semiconductor device
etching
insulating film
Prior art date
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Application number
JP23117695A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromasa Fujimoto
裕雅 藤本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method capable of forming a high- performance power GaAs MESFET with a high yield at a low cost. SOLUTION: In a gate electrode forming process of an MESFET, a photoresist film 20 with an opening for a gate forming region is formed on an insulating film 21 deposited over an active layer 2. An opening is provided in the insulating film 21 with the photoresist film 20 as a mask, and a small recess region 31 is formed by performing a first recess etching for the active layer 2 with the insulating film 21 as a mask. Thereafter, the opening width of the insulating film 21 is widened leaving the photoresist film 20 as it is, a second recess etching is performed for the active layer 2, and a large recess region 30 is formed. Since a multistage region of more than 2 steps is formed by using one photomask, the production cost can be reduced. Also, each recess region and gate electrode 33 are formed in a self-matching form, both the yield and performance can be improved.

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、化合物半導体基板
上に形成される高周波用MESFET等の電界効果型ト
ランジスタの構造及びそ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 structure of a field effect transistor such as a high frequency MESFET formed on a compound semiconductor substrate and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】化合物半導体GaAs基板上に形成され
る金属−半導体接触形電界効果型トランジスタ(以下、
MESFETと呼ぶ)は、高周波帯域において、高利
得、高効率のパワーデバイス例えば移動体通信機器等の
送信デバイスとしてその需要が高まっている。このME
SFETは、化合物半導体基板の活性領域上にショット
キー接触するゲート電極を形成し、その両側方にソース
・ドレインを形成した構造となっている。このMESF
ETの製造方法は、活性層をエピタキシャル成長により
形成する方法と、化合物半導体基板内に不純物イオンの
注入を行って形成する方法とに大別される。
2. Description of the Related Art A metal-semiconductor contact field effect transistor (hereinafter
The MESFET) is in high demand in the high frequency band as a high gain, high efficiency power device such as a transmission device for mobile communication equipment. This ME
The SFET has a structure in which a gate electrode in Schottky contact is formed on an active region of a compound semiconductor substrate, and a source / drain is formed on both sides of the gate electrode. This MESF
The ET manufacturing method is roughly classified into a method of forming an active layer by epitaxial growth and a method of forming an active layer by implanting impurity ions in a compound semiconductor substrate.

【0003】ところで、高出力MESFETの高周波特
性,効率を向上させるためには、MESFETの特性
(たとえば伝達コンダクタンスgm,K値)を向上させ
ることが必要であり、そのためには、チャネル層を高濃
度,薄膜に形成することが重要である。さらに、パワー
FETでは同時に高いゲート・ドレイン間耐圧(以下B
Vgdと表す)を維持することが必要である。ただし、
このゲート・ドレイン間耐圧特性の向上は、gm,K値
の向上とはトレードオフの関係にある。
By the way, in order to improve the high frequency characteristics and efficiency of the high output MESFET, it is necessary to improve the characteristics of the MESFET (for example, the transfer conductance gm and K value), and for that purpose, the channel layer is highly concentrated. , It is important to form a thin film. Furthermore, in a power FET, a high gate-drain breakdown voltage (hereinafter B
Vgd) is required to be maintained. However,
The improvement in the breakdown voltage characteristic between the gate and the drain has a trade-off relationship with the improvement in the gm and K values.

【0004】特に、大信号を取り扱うパワーFETで
は、高いゲート・ドレイン間の耐圧が要求されるため、
ゲート電極直下の活性層をエッチングして表面からわず
かに堀込んだ構造(以下、リセス構造と呼ぶ)が通常用
いられている。また、高出力MESFETでは、上述の
トレードオフ関係を解決するため、以下の従来例に示す
ようにリセスエッチングを2回行った構造(以下2段リ
セス構造と呼ぶ)が、しばしば用いられている。
In particular, a power FET handling a large signal requires a high gate-drain breakdown voltage.
A structure (hereinafter, referred to as a recess structure) in which the active layer just below the gate electrode is etched and slightly dug from the surface is usually used. In order to solve the above-mentioned trade-off relationship, a high power MESFET often uses a structure in which recess etching is performed twice (hereinafter referred to as a two-step recess structure) as shown in the following conventional example.

【0005】以下、選択イオン注入による活性層形成を
用いた2段リセス構造を有する高出力MESFETの従
来例の製造方法について説明する。
A conventional manufacturing method of a high-power MESFET having a two-step recess structure using active layer formation by selective ion implantation will be described below.

【0006】まず、図11(a)に示すように、半絶縁
性GaAs基板101の一主面上にフォトリソグラフィ
ー工程を利用してフォトレジスト膜103を形成し、こ
のフォトレジスト膜103ををマスクとして、GaAs
基板101の所定領域内にSiイオンを加速電圧80k
eVで注入し、活性層102を形成する。
First, as shown in FIG. 11A, a photoresist film 103 is formed on one main surface of a semi-insulating GaAs substrate 101 by using a photolithography process, and the photoresist film 103 is used as a mask. As GaAs
Accelerating voltage of 80 k for Si ions in a predetermined area of the substrate 101
Implantation is performed by eV to form the active layer 102.

【0007】次に、図11(b)に示すように、活性層
102の両端部の上方を開口したフォトレジスト膜10
4をマスクとして、活性層102の両端部に高濃度のS
iイオンを加速電圧150keVで注入して、ソース・
ドレインn+ 層105(高濃度層)を形成する。
Next, as shown in FIG. 11B, a photoresist film 10 having openings above both ends of the active layer 102 is formed.
4 as a mask, a high concentration of S is formed on both ends of the active layer 102.
i-ion is injected at an acceleration voltage of 150 keV to
A drain n + layer 105 (high concentration layer) is formed.

【0008】次に、図11(c)に示すように、シリコ
ン酸化膜106をGaAs基板101の全面上に堆積
し、この膜をキャップとして、820℃,15分のアニ
ール処理を行い、注入されたSiを活性化させる。
Next, as shown in FIG. 11C, a silicon oxide film 106 is deposited on the entire surface of the GaAs substrate 101, annealed at 820 ° C. for 15 minutes with this film as a cap, and implanted. Activated Si.

【0009】次に,図11(d)に示すように、シリコ
ン酸化膜106を除去した後、活性層102のうちソー
ス・ドレインn+ 層105に近い両端部を除く中央部の
上方を開口領域とするフォトレジスト膜107を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 11D, after removing the silicon oxide film 106, an opening region is formed above the central portion of the active layer 102 except for both ends near the source / drain n + layer 105. Then, a photoresist film 107 is formed.

【0010】そして、図11(e)に示すように、フォ
トレジスト膜107をマスクとして第1回目のリセスエ
ッチングを行って、GaAs基板101の表面付近のみ
を除去し、1段目の大リセス領域111を形成した後、
フォトレジスト膜107を除去する。
Then, as shown in FIG. 11E, the first recess etching is performed using the photoresist film 107 as a mask to remove only the vicinity of the surface of the GaAs substrate 101 to remove the large recess region in the first stage. After forming 111
The photoresist film 107 is removed.

【0011】次に、図12(a)〜図12(c)に示す
ように、GaAs基板101の全面上にシリコン酸化膜
121を堆積し、さらにその上にソース・ドレイン領域
105の上方を開口領域とするフォトレジスト膜120
を形成し、このフォトレジスト膜120の上方からAu
Ge/Ni/Auを真空蒸着した後、Arガス雰囲気
中、450℃、3分間シンターを行って、ソース電極1
22及びドレイン電極123を形成する。
Next, as shown in FIGS. 12 (a) to 12 (c), a silicon oxide film 121 is deposited on the entire surface of the GaAs substrate 101, and an opening above the source / drain regions 105 is formed on the silicon oxide film 121. Region photoresist film 120
Is formed, and Au is formed from above the photoresist film 120.
After vacuum deposition of Ge / Ni / Au, sintering is performed in an Ar gas atmosphere at 450 ° C. for 3 minutes to form the source electrode 1.
22 and the drain electrode 123 are formed.

【0012】次に、図13(a)に示すように、シリコ
ン酸化膜121及び各電極122,123の上に、1段
目のリセス領域111の一部であるゲート電極形成領域
を開口したフォトレジスト膜125を形成する。
Next, as shown in FIG. 13A, a photolithography process is performed on the silicon oxide film 121 and the electrodes 122 and 123 by opening a gate electrode formation region which is a part of the recess region 111 of the first stage. A resist film 125 is formed.

【0013】そして、図13(b)に示すように、フォ
トレジスト膜125をマスクとしてCF4 ガスを用いた
反応性ドライエッチング(以下RIEと略す)を行っ
て、フォトレジスト膜125の開口部下方のシリコン酸
化膜121を除去する。この工程では、異方性エッチン
グによって、シリコン酸化膜121にはフォトレジスト
膜125の開口形状と同一形状の開口が形成される。
Then, as shown in FIG. 13B, reactive dry etching (hereinafter abbreviated as RIE) using CF4 gas is performed using the photoresist film 125 as a mask to expose the photoresist film 125 below the opening. The silicon oxide film 121 is removed. In this step, an opening having the same shape as the opening shape of the photoresist film 125 is formed in the silicon oxide film 121 by anisotropic etching.

【0014】次に、図13(c)に示すように、フォト
レジスト膜125をそのままマスクとし、硫酸・過酸化
水素・水の混合溶液をエッチャントとして用い、活性層
102に対して2回目のリセスエッチングを行い、1段
目の大リセス領域111内に2段目の小リセス領域13
1を形成する。
Next, as shown in FIG. 13C, the photoresist film 125 is directly used as a mask, and a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide, and water is used as an etchant, and the second recess of the active layer 102 is performed. Etching is performed, and the small recess area 13 of the second step is formed in the large recess area 111 of the first step.
Form one.

【0015】最後に、図13(d)に示すように、2段
目の小リセス領域131内で活性層102にコンタクト
するゲート電極132をシリコン酸化膜111の開口内
に形成する。
Finally, as shown in FIG. 13D, a gate electrode 132 that contacts the active layer 102 is formed in the opening of the silicon oxide film 111 in the small recess region 131 of the second stage.

【0016】以上により、2段リセス構造を持ったFE
Tが形成される。
From the above, the FE having a two-step recess structure
T is formed.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の2段リセス構造を有するFETの製造方法では、下
記の問題があった。
However, the above-mentioned conventional method of manufacturing an FET having a two-step recess structure has the following problems.

【0018】第1に、上記方法によって形成されるFE
Tは耐圧特性が向上する等の効果はあるものの、1段リ
セス構造を有するFETの製造工程に比べて工程数の増
加及び使用フォトマスクの増加が生じ、製造コストが上
昇する。
First, the FE formed by the above method
Although T has an effect of improving the breakdown voltage characteristic, the number of steps and the number of photomasks used increase as compared with the manufacturing steps of the FET having the one-step recess structure, and the manufacturing cost rises.

【0019】第2に、1段目の大リセス領域111と2
段目の小リセス領域131との位置合わせ精度はフォト
リソグラフィー工程の精度に依存するが、フォトリソグ
ラフィー工程のマスクずれ等によって2つのリセス領域
の相対的な位置のバラツキが生じるので、FETの特性
の変動が生じる。
Second, the large recess regions 111 and 2 of the first stage
The alignment accuracy with the small recess area 131 of the tier depends on the accuracy of the photolithography process, but since the relative positions of the two recess areas vary due to mask misalignment or the like in the photolithography process, the FET characteristic Fluctuation occurs.

【0020】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、2段リセス構造を有するFETを1
段リセス構造を有するFETと同じマスク工程数で形成
する手段を講ずることにより、高性能なパワーGaAs
MESFET等の半導体装置の製造の容易化とコストの
低減と歩留まりの向上とを図ることにあり、さらには、
リセス領域の形状を改善することにより、パワーGaA
sMESFET等の半導体装置の耐圧特性をさらに向上
させることにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an FET having a two-step recess structure.
High-performance power GaAs can be obtained by taking steps to form the FET with the stepped recess structure in the same number of mask steps.
It is to facilitate the manufacture of semiconductor devices such as MESFETs, reduce the cost, and improve the yield.
By improving the shape of the recess area, the power GaA
It is to further improve the breakdown voltage characteristics of a semiconductor device such as an sMESFET.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、請求項1〜6に記載される半導体装置
の製造方法に係る手段と、請求項7〜10に記載される
半導体装置に係る手段とを講じている。
In order to achieve the above object, in the present invention, means relating to the method for manufacturing a semiconductor device according to claims 1 to 6 and semiconductor according to claims 7 to 10 are provided. And means relating to the device.

【0022】本発明に係る第1の半導体装置の製造方法
は、請求項1に記載されるように、化合物半導体基板の
一部に、少なくとも2段のリセス構造を有しFETとし
て機能する半導体装置を製造する方法であって、上記化
合物半導体基板の一部に、チャネル領域となる活性層を
形成する第1の工程と、上記活性層の上に絶縁膜を堆積
する第2の工程と、上記絶縁膜上にゲート形成領域を開
口したフォトレジスト膜を形成する第3の工程と、上記
フォトレジスト膜をマスクとして、上記絶縁膜に対する
エッチングを行って上記活性層まで達する開口を形成し
た後、上記絶縁膜をマスクとして上記活性層に対するエ
ッチングを行ってゲート形成領域に小リセス領域を形成
する第4の工程と、上記フォトレジスト膜を残置したま
まで、上記絶縁膜を横方向にエッチングして上記絶縁膜
の開口の幅を広げた後、上記絶縁膜をマスクとして上記
活性層に対するエッチングを行って、上記小リセス領域
を包含する大リセス領域を形成する第5の工程と、上記
小リセス領域の上にゲート電極を形成する第6の工程と
を備えている。
According to a first method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, as described in claim 1, a semiconductor device having a recess structure of at least two stages in a part of a compound semiconductor substrate and functioning as an FET. A first step of forming an active layer to be a channel region on a part of the compound semiconductor substrate, a second step of depositing an insulating film on the active layer, and A third step of forming a photoresist film having an opening in a gate formation region on the insulating film, and etching the insulating film using the photoresist film as a mask to form an opening reaching the active layer, A fourth step of forming a small recess region in the gate formation region by performing etching on the active layer using the insulating film as a mask, and the insulating film with the photoresist film left as it is. Fifth step of laterally etching to widen the opening of the insulating film and then etching the active layer using the insulating film as a mask to form a large recess region including the small recess region And a sixth step of forming a gate electrode on the small recess region.

【0023】この方法により、リセスエッチングの際の
マスクとなるフォトレジスト膜を1回形成するだけで少
なくとも2段のリセス形状を実現できるため、工程数及
びフォトマスク数の削減が可能である。さらに、1回の
フォトレジスト膜の形成しか行わないため、ゲート電極
や小リセス領域が大リセス領域の中央に自己整合的に形
成されるため、特性の安定化が可能となる。加えて、小
リセス領域を形成した後絶縁膜の開口を広げる際や2回
目のリセスエッチングの際に、すでに形成された小リセ
ス領域の周縁部が上面と側面との両側からエッチング作
用を受けるので、そのエッジが鈍化される。したがっ
て、活性層とゲート電極との間における電界の集中が緩
和され、信頼性の高い半導体装置が形成されることにな
る。
According to this method, the recess shape of at least two steps can be realized by forming the photoresist film serving as a mask at the time of recess etching only once, so that the number of steps and the number of photomasks can be reduced. Further, since the photoresist film is formed only once, the gate electrode and the small recess region are formed in the center of the large recess region in a self-aligned manner, so that the characteristics can be stabilized. In addition, when the opening of the insulating film is widened after forming the small recess region or when the second recess etching is performed, the peripheral portion of the already formed small recess region is subjected to the etching action from both sides of the upper surface and the side surface. , Its edges are blunted. Therefore, the concentration of the electric field between the active layer and the gate electrode is relaxed, and a highly reliable semiconductor device is formed.

【0024】請求項2に記載されるように、請求項1に
おいて、上記第4の工程では、ドライエッチング等の異
方性エッチングを使用し、上記第5の工程では、ウェッ
トエッチング等の等方性エッチングを使用することが好
ましい。
As described in claim 2, in claim 1, anisotropic etching such as dry etching is used in the fourth step, and isotropic etching such as wet etching is used in the fifth step. It is preferred to use reactive etching.

【0025】この方法により、小リセス領域の幅はゲー
ト電極の幅にほぼ等しくなり、微細なリセス構造が形成
されるとともに、絶縁膜の開口部の幅やリセス領域の寸
法のバラツキも低減される。加えて、絶縁膜を広げるエ
ッチングと大リセス領域を形成するエッチングを行う際
には、等方性エッチングによって小リセス領域の周縁部
のエッジが鈍化されるので、請求項1の作用が確実に得
られる。
According to this method, the width of the small recess region becomes substantially equal to the width of the gate electrode, a fine recess structure is formed, and variations in the width of the opening of the insulating film and the size of the recess region are reduced. . In addition, when performing the etching for expanding the insulating film and the etching for forming the large recess region, the edge of the peripheral portion of the small recess region is blunted by the isotropic etching, so that the action of claim 1 can be reliably obtained. To be

【0026】請求項3に記載されるように、請求項2に
おいて、上記第2の工程では、上記絶縁膜としてシリコ
ン酸化膜を形成することが好ましい。
As described in claim 3, in claim 2, in the second step, it is preferable that a silicon oxide film is formed as the insulating film.

【0027】請求項4に記載されるように、請求項1に
おいて、上記第5の工程では、絶縁膜及び活性層をエッ
チングする工程を交互に複数回だけ繰り返し行って、3
段以上の多段リセス構造を形成することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, in the fifth step, the step of etching the insulating film and the active layer is alternately repeated a plurality of times, and 3
It is possible to form a multi-step recess structure having more steps.

【0028】この方法により、活性層とゲート電極との
間における電界の集中がさらに緩和されるので、より信
頼性の高い半導体装置が形成されることになる。
By this method, the concentration of the electric field between the active layer and the gate electrode is further alleviated, so that a more reliable semiconductor device is formed.

【0029】また、本発明に係る半導体装置の第2の製
造方法は、請求項5に記載されるように、複数段のリセ
ス領域を有しFETとして機能する半導体装置を製造す
る方法であって、化合物半導体基板の一部に、上記複数
段のリセス領域のうち最も幅の狭いリセス領域を形成し
た後、順次幅の広いリセス領域を形成する方法である。
A second method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is, as described in claim 5, a method for manufacturing a semiconductor device having a plurality of recess regions and functioning as an FET. In this method, a narrowest recess region of the plurality of recess regions is formed on a part of the compound semiconductor substrate, and then a wide recess region is sequentially formed.

【0030】この方法により、最外部となるリセス領域
の中に鈍化されたエッジを有するリセス領域が形成され
るので、活性層とゲート電極との間に電界の集中の緩和
による信頼性の高い半導体装置の形成が可能となる。ま
た、最外部のリセス領域の幅と最終的な絶縁膜の開口幅
とが一致するので、最も内部のリセス領域の上にゲート
電極を形成する際、ゲート電極が堆積される部分と絶縁
膜の開口壁との間に十分な空間が確保され、ゲート電極
を堆積する際にゲート電極の形状が良好となる。
By this method, a recess region having a blunted edge is formed in the outermost recess region, so that a highly reliable semiconductor due to relaxation of electric field concentration between the active layer and the gate electrode. The device can be formed. In addition, since the width of the outermost recess region and the final opening width of the insulating film match, when forming the gate electrode on the innermost recess region, the portion where the gate electrode is deposited and the insulating film A sufficient space is secured between the opening wall and the shape of the gate electrode when depositing the gate electrode.

【0031】本発明に係る半導体装置の第3の製造方法
は、請求項6に記載されるように、少なくとも1つのリ
セス領域を有しFETとして機能する半導体装置を製造
する方法であって、化合物半導体基板の一部に、チャネ
ル領域となる活性層を形成する第1の工程と、上記活性
層の上に絶縁膜を堆積する第2の工程と、上記絶縁膜上
にゲート形成領域内でゲート形成領域よりも狭い領域を
開口したフォトレジスト膜を形成する第3の工程と、上
記フォトレジスト膜をマスクとして、上記絶縁膜に対す
るエッチングを行って上記活性層まで達する開口を形成
した後、上記フォトレジスト膜を残置したままで上記活
性層に対するエッチングと上記絶縁膜に対するエッチン
グとを交互に繰り返し行って、上記絶縁膜の開口幅を広
げるとともに上記活性層にチャネル方向に平行な断面内
でほぼ円弧状の底部を有する円弧状リセス領域を形成す
る第4の工程と、上記フォトレジスト膜のエッチングを
行って上記フォトレジスト膜の開口幅をゲート長に等し
くなるまで拡大する第5の工程と、上記円弧状リセス領
域の上にゲート電極を形成する第6の工程とを備えてい
る。
A third method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is, as described in claim 6, a method for manufacturing a semiconductor device having at least one recess region and functioning as a FET. A first step of forming an active layer to be a channel region on a part of the semiconductor substrate, a second step of depositing an insulating film on the active layer, and a gate in the gate forming region on the insulating film. A third step of forming a photoresist film having an opening narrower than the formation region, and etching the insulating film using the photoresist film as a mask to form an opening reaching the active layer, and then performing the photolithography. While the resist film is left, the etching of the active layer and the etching of the insulating film are alternately repeated to widen the opening width of the insulating film and A fourth step of forming an arcuate recess region having a substantially arcuate bottom in a cross section parallel to the channel direction in the conductive layer, and etching the photoresist film to change the opening width of the photoresist film to the gate length. And a sixth step of forming a gate electrode on the arc-shaped recess region.

【0032】この方法により、ゲートエッジにおける電
界の集中が緩和されるので、極めて信頼性の高い半導体
装置が形成されることになる。
By this method, the concentration of the electric field at the gate edge is alleviated, so that a highly reliable semiconductor device is formed.

【0033】本発明に係る第1の半導体装置は、請求項
7に記載されるように、化合物半導体基板上に搭載され
FETとして機能する半導体装置において、上記化合物
半導体基板の一部に形成されチャネル領域として機能す
る活性層と、上記活性層の両端部に接続されるソース・
ドレイン層と、上記活性層のうちの一部を活性層の上端
面から所定深さだけ堀込んでなる大リセス領域と、上記
活性層のうち上記大リセス領域内の一部をさらに下方に
堀込んでなる小リセス領域と、上記小リセス領域におい
て上記活性層にコンタクトするゲート電極とを備え、上
記小リセス領域の周縁部は、化学的エッチングを受けて
鈍化されたエッジを有するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in a semiconductor device which is mounted on a compound semiconductor substrate and functions as an FET, a first semiconductor device according to the seventh aspect is a channel formed in a part of the compound semiconductor substrate. An active layer that functions as a region and a source connected to both ends of the active layer.
A drain layer, a large recess region formed by digging a part of the active layer from the upper end surface of the active layer by a predetermined depth, and a part of the active layer in the large recess region is further digged downward. And a gate electrode contacting the active layer in the small recess region, and the peripheral portion of the small recess region has an edge that is blunted by chemical etching.

【0034】この構成により、小リセス部のエッジが鈍
化されていることから活性層とゲート電極との間におけ
る電界の集中が緩和されるので、信頼性が向上する。
With this structure, since the edge of the small recess portion is blunted, the concentration of the electric field between the active layer and the gate electrode is relieved, so that the reliability is improved.

【0035】請求項8に記載されるように、請求項7に
おいて、上記絶縁膜を上記大リセス領域の幅と同じ幅を
有するように構成することができる。
As described in claim 8, in claim 7, the insulating film may be configured to have the same width as the width of the large recess region.

【0036】この構成により、半導体装置の製造工程に
おいて、活性層の上の絶縁膜をマスクとするエッチング
により形成される大リセス領域を小リセス領域よりも後
に形成する工程を採用することが容易な構造となる。そ
して、大リセス領域を形成した後に通常リフトオフによ
り形成されるゲート電極と絶縁膜との間の空間が大きい
ことから、リフトオフを行うことが容易となる。したが
って、ゲート電極の形状が良好となり、かつ断線部や高
抵抗部分のほとんどない信頼性の高いものとなる。
With this structure, it is easy to adopt a step of forming the large recess region formed after the small recess region by etching using the insulating film on the active layer as a mask in the manufacturing process of the semiconductor device. It becomes a structure. Then, since the space between the gate electrode and the insulating film, which is usually formed by lift-off after forming the large recess region, is large, the lift-off can be easily performed. Therefore, the shape of the gate electrode is good, and there is almost no broken portion or high resistance portion and the reliability is high.

【0037】請求項9に記載されるように、請求項7に
おいて、上記大リセス領域を複数の段部からなるものと
し、各段部の周縁部を化学的エッチングを受けて鈍化さ
れたエッジを有するように構成することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the large recess region is made up of a plurality of step portions, and a peripheral edge portion of each step portion is chemically etched to form a blunt edge. Can be configured to have.

【0038】この構成により、活性層とゲート電極との
間における電界の集中がさらに低減されるので、より高
い信頼性が得られることになる。
With this structure, the concentration of the electric field between the active layer and the gate electrode is further reduced, so that higher reliability can be obtained.

【0039】本発明に係る第2の半導体装置は、請求項
10に記載されるように、化合物半導体基板上に搭載さ
れFETとして機能する半導体装置において、上記化合
物半導体基板の一部に形成されチャネル領域として機能
する活性層と、上記活性層の両端部に接続されるソース
・ドレイン層と、上記活性層のうちの一部をチャネル方
向に平行な断面内でほぼ円弧状の底部を有するように堀
込んで形成された円弧状リセス領域と、上記円弧状リセ
ス領域において上記活性層にコンタクトするゲート電極
とを備えている。
According to a tenth aspect of the present invention, in a semiconductor device mounted on a compound semiconductor substrate and functioning as an FET, the second semiconductor device according to the tenth aspect includes a channel formed in a part of the compound semiconductor substrate. An active layer functioning as a region, source / drain layers connected to both ends of the active layer, and a part of the active layer having a substantially arc-shaped bottom in a cross section parallel to the channel direction. An arc-shaped recess region formed by engraving and a gate electrode contacting the active layer in the arc-shaped recess region are provided.

【0040】この構成により、ゲートエッジにおける電
界の集中が緩和されるので、極めて高い信頼性が得られ
ることになる。
With this structure, the concentration of the electric field at the gate edge is relaxed, so that extremely high reliability can be obtained.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)まず、第1の実施形態について説明
する。図1(a)〜図1(e),図2(a)〜(d)及
び図3(a),(b)は、第1の実施形態における半導
体装置の製造工程を示す断面図である。
(First Embodiment) First, a first embodiment will be described. 1A to 1E, 2A to 2D, and 3A and 3B are cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment. .

【0042】まず、図1(a)に示すように、半絶縁性
GaAs基板1の一主面上にフォトリソグラフィー工程
を利用してフォトレジスト膜3を形成し、このフォトレ
ジスト膜3をマスクとして、GaAs基板1の所定の領
域にSiイオンを加速電圧80keVで注入して活性層
2を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a photoresist film 3 is formed on one main surface of a semi-insulating GaAs substrate 1 using a photolithography process, and the photoresist film 3 is used as a mask. , Si ions are implanted into a predetermined region of the GaAs substrate 1 at an acceleration voltage of 80 keV to form an active layer 2.

【0043】次に、上記活性層2の両端部の上方を開口
したフォトレジスト膜4を形成し、このフォトレジスト
膜4をマスクとして、活性層2の両端部にSiイオンを
加速電圧150keVで注入し、ソース・ドレインn+
層5(高濃度層)を形成する。
Next, a photoresist film 4 having openings above both ends of the active layer 2 is formed, and Si ions are implanted into both ends of the active layer 2 at an accelerating voltage of 150 keV using the photoresist film 4 as a mask. Source / drain n +
A layer 5 (high concentration layer) is formed.

【0044】次に、図1(c)に示すように、フォトレ
ジスト膜4を除去した後、GaAs基板1上に比較的薄
いシリコン酸化膜6を堆積し、このシリコン酸化膜6を
キャップとして、820℃,15分のアニール処理を行
い、注入されたSiを活性化させる。
Next, as shown in FIG. 1C, after removing the photoresist film 4, a relatively thin silicon oxide film 6 is deposited on the GaAs substrate 1, and this silicon oxide film 6 is used as a cap. Annealing treatment is performed at 820 ° C. for 15 minutes to activate the implanted Si.

【0045】次に、図1(d)に示すように、薄いシリ
コン酸化膜6を除去した後、GaAs基板1上に厚いシ
リコン酸化膜21を堆積し、シリコン酸化膜21の上
に、ソース・ドレインn+ 層5の上方を開口したフォト
レジスト膜7を形成する。。
Next, as shown in FIG. 1D, after the thin silicon oxide film 6 is removed, a thick silicon oxide film 21 is deposited on the GaAs substrate 1 and a source / source layer is formed on the silicon oxide film 21. A photoresist film 7 having an opening above the drain n + layer 5 is formed. .

【0046】次に、フォトレジスト膜7をマスクとし
て、シリコン酸化膜21の一部をエッチングにより除去
し、ソース・ドレインn+ 層5の上方に開口を形成す
る。そして、この開口内にAuGe/Ni/Auを真空
蒸着し、Arガス雰囲気中で、450℃,3分間のシン
ターを行い、ソース電極22及びドレイン電極23を形
成する。
Next, using the photoresist film 7 as a mask, a part of the silicon oxide film 21 is removed by etching to form an opening above the source / drain n + layer 5. Then, AuGe / Ni / Au is vacuum-deposited in this opening, and sintering is performed at 450 ° C. for 3 minutes in an Ar gas atmosphere to form the source electrode 22 and the drain electrode 23.

【0047】次に、図2(a)に示すように、上記シリ
コン酸化膜21及び各電極22,23の上に、活性層2
の中央付近のゲート電極形成領域の上方を開口したフォ
トレジスト膜20を形成する。この時、フォトレジスト
膜20の開口の幅は、形成しようとするゲート電極のゲ
ート長と同じ寸法であり、本実施形態では例えば1μm
程度である。
Next, as shown in FIG. 2A, the active layer 2 is formed on the silicon oxide film 21 and the electrodes 22 and 23.
A photoresist film 20 having an opening above the gate electrode formation region near the center of is formed. At this time, the width of the opening of the photoresist film 20 has the same dimension as the gate length of the gate electrode to be formed, and is 1 μm in this embodiment, for example.
It is a degree.

【0048】次に、図2(b)に示すように、フォトレ
ジスト膜20をマスクとして、CF4 ガスを用いた反応
性ドライエッチング(以下RIEと略す)によってシリ
コン酸化膜21に開口を形成する。この開口は、フォト
レジスト膜20の開口幅とほぼ同じ幅で形成され、ほぼ
垂直な側壁を有している。
Next, as shown in FIG. 2B, an opening is formed in the silicon oxide film 21 by reactive dry etching (hereinafter abbreviated as RIE) using CF4 gas using the photoresist film 20 as a mask. This opening is formed with a width substantially the same as the opening width of the photoresist film 20, and has a substantially vertical side wall.

【0049】次に、図2(c)に示すように、上記フォ
トレジスト膜20をそのままマスクとし、硫酸・過酸化
水素・水の混合溶液をエッチャントとして、活性層2の
第1回目のリセスエッチングを行い、活性層2のゲート
電極形成領域に小リセス領域31を形成する。この小リ
セス領域31の深さは、例えば20〜30nm程度であ
る。
Next, as shown in FIG. 2C, the photoresist film 20 is directly used as a mask, and a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide and water is used as an etchant, and the first recess etching of the active layer 2 is performed. Then, the small recess region 31 is formed in the gate electrode formation region of the active layer 2. The depth of the small recess region 31 is, for example, about 20 to 30 nm.

【0050】その後、図2(d)に示すように、フォト
レジスト膜20をそのままマスクとし、HF溶液による
ウェットエッチングを行って、シリコン酸化膜21の開
口の幅を広げる。
After that, as shown in FIG. 2D, the photoresist film 20 is used as it is as a mask and wet etching is performed with an HF solution to widen the opening of the silicon oxide film 21.

【0051】次に、図3(a)に示すように、上記硫酸
等の混合溶液をエッチャントとして再度リセスエッチン
グを行ない、小リセス領域31の周囲に大リセス領域3
0を形成する。その結果、大リセス領域30の中に小リ
セス領域31が形成されている。この大リセス領域30
の深さは、本実施形態では約50nmである。また、活
性層2の厚みはリセス領域が形成されていない部分で1
50nm程度である。つまり、ゲート電極32直下の活
性層の厚みは70〜80nm程度である。
Next, as shown in FIG. 3A, recess etching is performed again using the mixed solution of sulfuric acid or the like as an etchant, and the large recess region 3 is formed around the small recess region 31.
Form 0. As a result, the small recess region 31 is formed in the large recess region 30. This large recess area 30
Is about 50 nm in this embodiment. Further, the thickness of the active layer 2 is 1 at the portion where the recess region is not formed.
It is about 50 nm. That is, the thickness of the active layer immediately below the gate electrode 32 is about 70 to 80 nm.

【0052】なお、小リセス領域31の周縁部のエッジ
は、絶縁膜21の開口を広げる際と大リセス領域を形成
する際のエッチング時に側面と上面との双方からエッチ
ング作用を受けるので、エッジが鈍化されてなだらかに
なっている。
Since the edge of the peripheral portion of the small recess region 31 is subjected to the etching action from both the side surface and the upper surface during the etching when the opening of the insulating film 21 is widened and when the large recess region is formed, the edge is sharp. It has been slowed down and has become gentle.

【0053】最後に、図3(b)に示すように、リフト
オフ法によって、活性層2にコンタクトするゲート電極
33を形成する。このゲート電極33の長さは、フォト
レジスト膜20の開口寸法にほぼ等しく、例えば1μm
程度である。これにより、2段リセス構造を持ったFE
Tが形成される。
Finally, as shown in FIG. 3B, the gate electrode 33 that contacts the active layer 2 is formed by the lift-off method. The length of the gate electrode 33 is substantially equal to the opening dimension of the photoresist film 20, for example, 1 μm.
It is a degree. As a result, FE with a two-step recess structure
T is formed.

【0054】以上のように、本実施形態において、2つ
のリセス領域30,31を形成するためのマスクは、1
つのフォトレジスト膜20のみであり、1段のリセス構
造を有する半導体装置の製造に必要なマスク数と同じで
済む。それに対し、上記従来の製造工程では、図11
(d)に示すフォトレジスト膜107と図13(c)に
示すフォトレジスト膜125との2つのマスクが必要で
ある。このため、本実施形態の方法では、従来の方法に
比べてマスク工程数を低減することができ、製造コスト
の低減を図ることができる。また、従来の製造工程で
は、1段目の大リセス領域を形成するために用いるマス
ク(フォトレジスト膜107)と2段目の小リセス領域
を形成するために用いるマスク(フォトレジスト膜12
5)との位置合わせずれによって、各リセス領域の相対
的位置のバラツキが生じる。それに対し、本実施形態の
方法では、1つのマスク(フォトレジスト膜20)によ
って各リセス領域30,31が形成されるので、両者の
相対的な位置のバラツキはほとんど生じない。よって、
各リセス領域の相対的な位置のバラツキに起因するFE
Tの特性の変動を有効に防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the mask for forming the two recess regions 30 and 31 is 1
Since there are only one photoresist film 20, the number of masks required for manufacturing a semiconductor device having a one-step recess structure is the same. On the other hand, in the conventional manufacturing process described above, FIG.
Two masks are required, the photoresist film 107 shown in (d) and the photoresist film 125 shown in FIG. 13 (c). Therefore, the method of the present embodiment can reduce the number of mask steps and the manufacturing cost as compared with the conventional method. Further, in the conventional manufacturing process, a mask (photoresist film 107) used to form the first-stage large recess region and a mask (photoresist film 12) used to form the second-stage small recess region.
Due to the misalignment with 5), the relative position of each recess region varies. On the other hand, in the method of the present embodiment, since the recess regions 30 and 31 are formed by one mask (photoresist film 20), there is almost no variation in the relative positions of the two. Therefore,
FE due to variation in relative position of each recess area
It is possible to effectively prevent fluctuations in the characteristics of T.

【0055】さらに、上記従来の製造工程では、図13
(c)に示すように、1段目の大リセス領域111の中
に2段目の小リセス領域131を形成する際、2段目の
小リセス領域131の側壁の上にシリコン酸化膜121
が堆積された状態となっているので、小リセス領域13
1の周縁部はシャープなエッジを有する。それに対し、
本実施形態では、小リセス領域31を形成してから大リ
セス領域30を形成する際に、小リセス領域31の周縁
部の上方にはシリコン酸化膜が存在しない状態となって
いるので(図3(a)参照)、エッチャントが小リセス
領域31の周縁部のエッジを側面と上面とから除去する
ことになり、小リセス領域31の周縁部が鈍化されたな
だらかなエッジを有するようになる。したがって、ゲー
ト電極33と活性層2との間における電界の集中が緩和
されるので信頼性が向上する。なお、各リセス領域3
0,31の底部のコーナー部は、従来例及び本実施形態
においてもそれほど急峻なコーナー部とはならないが、
本実施形態の方がよりなだらかなコーナー部を有するよ
うになる。
Further, in the above-mentioned conventional manufacturing process, FIG.
As shown in (c), when the second-stage small recess region 131 is formed in the first-stage large recess region 111, the silicon oxide film 121 is formed on the sidewall of the second-stage small recess region 131.
Has been deposited, the small recess area 13
The peripheral portion of 1 has a sharp edge. For it,
In this embodiment, when the small recess region 31 is formed and then the large recess region 30 is formed, the silicon oxide film does not exist above the peripheral portion of the small recess region 31 (see FIG. 3). (See (a)), the etchant removes the edge of the peripheral portion of the small recess region 31 from the side surface and the upper surface, so that the peripheral portion of the small recess region 31 has a blunted gentle edge. Therefore, the concentration of the electric field between the gate electrode 33 and the active layer 2 is relaxed, and the reliability is improved. In addition, each recess area 3
The corners at the bottom of 0 and 31 are not so steep even in the conventional example and the present embodiment,
The present embodiment has a gentler corner portion.

【0056】また、本実施形態では、シリコン酸化膜2
1の開口部の側壁が大リセス領域30の周縁部と同じ位
置にある。それに対し、図13(c)に示すように、従
来の方法では、シリコン酸化膜121の側壁は小リセス
領域131の周縁部と同じ位置にある。言い換えると、
本実施形態では、従来の方法に比べ(図3(b)及び図
13(d)参照)、ゲート電極33とシリコン酸化膜2
1との間の空間が大きくなる。その結果、本実施形態で
は、ゲート電極33をリフトオフ法によって形成する際
に、形状の良好なゲート電極を容易に形成でき、ゲート
電極33の断線や局部的な抵抗の増大を有効に防止する
ことができるのである。
Further, in this embodiment, the silicon oxide film 2 is used.
The side wall of the first opening is at the same position as the peripheral portion of the large recess region 30. On the other hand, as shown in FIG. 13C, in the conventional method, the sidewall of the silicon oxide film 121 is located at the same position as the peripheral portion of the small recess region 131. In other words,
In this embodiment, as compared with the conventional method (see FIGS. 3B and 13D), the gate electrode 33 and the silicon oxide film 2 are formed.
The space between 1 and becomes large. As a result, in the present embodiment, when the gate electrode 33 is formed by the lift-off method, the gate electrode having a good shape can be easily formed, and the disconnection of the gate electrode 33 and the local increase in resistance can be effectively prevented. Can be done.

【0057】なお、本実施形態では、1回目のリセスエ
ッチングを行う際にウェットエッチング法を用いたが、
Cl2 ガス等を用いたドライエッチング法を用いてもよ
い。ドライエッチング法を採用すれば、ゲート形成領域
幅の微細化とパターン寸法のバラツキの低減とを容易に
実現することができる。
In this embodiment, the wet etching method is used when the first recess etching is performed.
A dry etching method using Cl2 gas or the like may be used. By adopting the dry etching method, it is possible to easily realize the miniaturization of the width of the gate formation region and the reduction of the variation in the pattern dimension.

【0058】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態
について、図4を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.

【0059】本実施形態においても、上記第1の実施形
態における図1(a)〜(e)及び図2(a)〜図2
(c)に示す工程と同じ工程を行う。ただし、本実施形
態では、図2(c)に示す1回目のリセスエッチング工
程の際のリセス量は極めて僅かである。そして、本実施
形態では、その後、図2(d)に示すシリコン酸化膜2
1の開口幅を広げる工程と、図3(a)に示す活性層2
をリセスエッチングする工程とをそのエッチング量をわ
ずかにして所定回数繰り返し行う。
Also in this embodiment, FIGS. 1 (a) to 1 (e) and 2 (a) to 2 in the first embodiment described above are used.
The same process as the process shown in (c) is performed. However, in this embodiment, the recess amount in the first recess etching step shown in FIG. 2C is extremely small. Then, in the present embodiment, thereafter, the silicon oxide film 2 shown in FIG.
1 and the step of increasing the opening width of the active layer 2 shown in FIG.
And the step of recess etching are repeatedly performed a predetermined number of times with a small etching amount.

【0060】そして、その後、ゲート電極33を形成す
ることにより、図4に示す構造つまり多段リセス部35
を持ったFETが形成される。なお、本実施形態では、
ゲート電極33をソース側にオフセットさせてドレイン
耐圧の向上とソース側抵抗の低減とを図っている。な
お、図4では、構造上の特徴を表すために多段リセス領
域35の深さが誇張して描かれているが、実際には、ト
ータル深さが第1の実施形態におけるリセス領域のトー
タル深さと同じ程度(70〜80nm程度)であればよ
い。
Then, by forming the gate electrode 33 thereafter, the structure shown in FIG. 4, that is, the multi-step recess portion 35 is formed.
Is formed. In this embodiment,
The gate electrode 33 is offset to the source side to improve the drain breakdown voltage and reduce the source side resistance. Note that, in FIG. 4, the depth of the multi-step recess region 35 is exaggerated in order to represent the structural feature, but in reality, the total depth is the total depth of the recess regions in the first embodiment. It may be about the same level (about 70 to 80 nm).

【0061】本実施形態によって形成された多段リセス
構造では、多段リセス部35の各小階段部は、エッチン
グの繰り返しによってなだらかなエッジを有するので、
ゲート電極33と活性層2との間において電界の集中す
る部分(鋭角の基板面)を特に有効に低減することがで
き、信頼性の向上を図ることができる。
In the multi-step recess structure formed according to the present embodiment, each of the small step portions of the multi-step recess portion 35 has a smooth edge due to repeated etching.
The portion where the electric field is concentrated (the substrate surface having an acute angle) between the gate electrode 33 and the active layer 2 can be particularly effectively reduced, and the reliability can be improved.

【0062】(第3の実施形態)次に、第3の実施形態
について説明する。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described.

【0063】図5(a)〜図5(e),図6(a)〜図
6(d)及び図7(a)〜図7(d)は、本実施形態に
おける半導体装置の製造工程を示す断面図である。
FIGS. 5 (a) to 5 (e), 6 (a) to 6 (d) and 7 (a) to 7 (d) show the manufacturing process of the semiconductor device in this embodiment. It is sectional drawing shown.

【0064】まず、図5(a)〜図5(e)に示す工程
で、上記第1の実施形態における図1(a)〜(図1
(e)に示す工程と同じ工程を行う。その詳細について
は、すでに第1の実施形態で説明したので、重複説明を
省略する。
First, in the steps shown in FIGS. 5A to 5E, FIGS. 1A to 1C in the first embodiment described above are used.
The same process as the process shown in (e) is performed. The details thereof have already been described in the first embodiment, and thus redundant description will be omitted.

【0065】さらに、図6(a)〜図6(c)に示す工
程で、上記第1の実施形態における図2(a)〜(c)
と同じ工程を行う。その詳細についてもすでに説明した
ので、重複説明を省略する。
Further, in the steps shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c), FIGS. 2 (a) to 2 (c) in the first embodiment are used.
Perform the same process as. Since the details thereof have already been described, duplicate description will be omitted.

【0066】次に、本実施形態では、図6(d)に示す
ように、いったんフォトレジスト膜20を除去する。
Next, in this embodiment, as shown in FIG. 6D, the photoresist film 20 is once removed.

【0067】次に、図7(a)に示すように、新たに2
段目のリセス領域を形成しようとする部分を開口したフ
ォトレジスト膜40を形成する。
Next, as shown in FIG.
A photoresist film 40 having an opening at a portion where a recess region of the step is to be formed is formed.

【0068】次に、図7(b)に示すように、フォトレ
ジスト膜40をマスクとし、CF4ガスを用いたRIE
(異方性エッチング)によって、シリコン酸化膜21に
1回目のリセスエッチングの際に設けた開口よりも広い
幅を有する開口を形成する。。
Next, as shown in FIG. 7B, RIE using CF4 gas with the photoresist film 40 as a mask.
By (anisotropic etching), an opening having a width wider than the opening provided in the first recess etching is formed in the silicon oxide film 21. .

【0069】次に、図7(c)に示すように、上記硫酸
等の混合溶液をエッチャントとして、再度リセスエッチ
ングを行ない、2段目の大リセス領域30を形成する。
Next, as shown in FIG. 7 (c), recess etching is performed again using the mixed solution of sulfuric acid or the like as an etchant to form the second large recess region 30.

【0070】最後に、図7(d)に示すように、ゲート
電極33を形成し、これにより、2段リセス構造を持っ
たFETが形成される。
Finally, as shown in FIG. 7 (d), a gate electrode 33 is formed, whereby an FET having a two-step recess structure is formed.

【0071】本実施形態の製造工程では、2つのリセス
領域30,31を形成するために2つのマスク工程が必
要であるので、1段リセス構造を有する半導体装置の製
造工程に比べ、マスク工程数が増大することになるが、
ゲート電極33と活性層との間に電界の集中する部分
(鋭角の基板面)を低減することができ、信頼性の向上
を図ることができる。また、シリコン酸化膜21の開口
の側壁が大リセス領域30の周縁部と同じ位置になるの
で、ゲート電極33とシリコン酸化膜21の開口の側壁
との間隙が大きくなり、リフトオフ法によるゲート電極
33の形成の容易化等を図ることができる。
In the manufacturing process of this embodiment, two mask processes are required to form the two recess regions 30 and 31, so that the number of mask processes is larger than that in the manufacturing process of the semiconductor device having the one-step recess structure. Will increase,
The portion where the electric field is concentrated (the substrate surface having an acute angle) between the gate electrode 33 and the active layer can be reduced, and the reliability can be improved. Further, since the side wall of the opening of the silicon oxide film 21 is located at the same position as the peripheral portion of the large recess region 30, the gap between the gate electrode 33 and the side wall of the opening of the silicon oxide film 21 becomes large, and the gate electrode 33 formed by the lift-off method. Can be facilitated.

【0072】(第4の実施形態)次に、第4の実施形態
について説明する。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described.

【0073】図8(a)〜図8(e),図9(a)〜図
9(a)〜(d)及び図10(a)〜(c)は、本実施
形態における半導体装置の製造工程を示す断面図であ
る。
FIGS. 8 (a) to 8 (e), 9 (a) to 9 (a) to (d), and 10 (a) to 10 (c) show manufacturing of the semiconductor device according to this embodiment. It is sectional drawing which shows a process.

【0074】まず、図5(a)〜図5(e)に示す工程
で、上記第1の実施形態における図1(a)〜(図1
(e)に示す工程と同じ工程を行う。その詳細について
は、すでに第1の実施形態で説明したので、重複説明を
省略する。
First, in the steps shown in FIGS. 5A to 5E, FIGS. 1A to 1C in the first embodiment described above are used.
The same process as the process shown in (e) is performed. The details thereof have already been described in the first embodiment, and thus redundant description will be omitted.

【0075】次に、図9(a)に示すように、シリコン
酸化膜21及び各電極22,23の上に、ゲート形成領
域の上方を開口したフォトレジスト膜20を形成する。
ここで、本実施形態の特徴として、フォトレジスト膜2
0の開口部20aの幅寸法は、形成しようとするゲート
電極のゲート長の寸法よりも小さくなっている。例え
ば、ゲート電極のゲート長が約1μmであるのに対し、
開口部20aの幅を約0.2μmとしておく。
Next, as shown in FIG. 9A, a photoresist film 20 having an opening above the gate formation region is formed on the silicon oxide film 21 and the electrodes 22 and 23.
Here, as a feature of this embodiment, the photoresist film 2
The width dimension of the zero opening 20a is smaller than the gate length dimension of the gate electrode to be formed. For example, while the gate length of the gate electrode is about 1 μm,
The width of the opening 20a is set to about 0.2 μm.

【0076】次に、図9(b)に示すように、フォトレ
ジスト膜20をマスクとし、CF4ガスを用いたRIE
を行って、シリコン酸化膜21に開口を形成する。この
シリコン酸化膜21の開口部21aの幅は上記フォトレ
ジスト膜20の開口部20a幅とほぼ同じ寸法であり、
形成しようとするゲート電極のゲート長よりも狭い。
Next, as shown in FIG. 9B, RIE using CF 4 gas with the photoresist film 20 as a mask.
Then, an opening is formed in the silicon oxide film 21. The width of the opening 21a of the silicon oxide film 21 is almost the same as the width of the opening 20a of the photoresist film 20,
It is narrower than the gate length of the gate electrode to be formed.

【0077】次に、図9(c)に示すように、硫酸・過
酸化水素・水の混合溶液により、活性層2の1回目のリ
セスエッチングを行い、次にHF溶液によるウェットエ
ッチングによりシリコン酸化膜の開口領域を広げる。こ
のリセスエッチングとシリコン酸化膜21の開口を広げ
るエッチングとを任意回数だけ極めて短時間ずつ繰り返
し行うことにより、図9(c)に示す断面においてほぼ
円弧状の底部を有する円弧状リセス領域36が形成され
る。この円弧状リセス領域36は、上記第2実施形態に
おける多段リセス領域35の各階段部がならされたもの
とみなすことができる。
Next, as shown in FIG. 9C, the first recess etching of the active layer 2 is performed with a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide and water, and then silicon oxide is oxidized by wet etching with an HF solution. Expand the open area of the membrane. By performing this recess etching and the etching for widening the opening of the silicon oxide film 21 for an extremely short period of time, an arc-shaped recess region 36 having a substantially arc-shaped bottom in the cross section shown in FIG. 9C is formed. To be done. The arc-shaped recess region 36 can be regarded as the one in which each step of the multi-step recess region 35 in the second embodiment is smoothed.

【0078】その後、図9(d)に示すように、酸素プ
ラズマによりフォトレジスト膜20の開口幅をゲート電
極のゲート長に等しい寸法まで広げる。本実施形態で
は、約1μmまで広げる。
After that, as shown in FIG. 9D, the opening width of the photoresist film 20 is expanded to a dimension equal to the gate length of the gate electrode by oxygen plasma. In this embodiment, the width is expanded to about 1 μm.

【0079】次に、図10(a)に示すように、上記硫
酸等の混合溶液により再度リセスエッチングを行ない、
1段目の平坦状リセス領域37を形成する。
Next, as shown in FIG. 10 (a), recess etching is performed again with the mixed solution of sulfuric acid or the like,
The flat recess region 37 of the first step is formed.

【0080】次に、図10(b)に示すように、再度シ
リコン酸化膜21をエッチングしてさらに広い開口部2
1cを形成した後、リセスエッチングを行い、2段目の
平坦状リセス領域38を形成する。なお、図10(b)
では、構造上の特徴を表すために各リセス領域の深さが
誇張して描かれているが、実際には、リセス領域のトー
タル深さは第1の実施形態におけるリセス領域のトータ
ル深さと同じ程度(70〜80nm程度)であればよ
い。
Next, as shown in FIG. 10B, the silicon oxide film 21 is etched again to form a wider opening 2.
After forming 1c, recess etching is performed to form a second flat recess region 38. Note that FIG. 10 (b)
In FIG. 2, the depth of each recess region is exaggerated in order to represent the structural characteristics. However, in reality, the total depth of the recess region is the same as the total depth of the recess region in the first embodiment. It may be about (70 to 80 nm).

【0081】最後に、図10(c)に示すように、ゲー
ト電極33を形成し、2段リセス構造に加えて円弧状の
リセス領域を有するFETが形成される。
Finally, as shown in FIG. 10C, a gate electrode 33 is formed, and a FET having an arc-shaped recess region is formed in addition to the two-step recess structure.

【0082】本実施形態のようにして形成されたFET
では、ゲート電極33の直下部分が円弧状に形成できる
ため、ゲートエッジ部分での電界集中をも緩和すること
ができ、信頼性を向上することができる。
FET formed as in this embodiment
Then, since the portion directly below the gate electrode 33 can be formed in an arc shape, the electric field concentration at the gate edge portion can be alleviated and the reliability can be improved.

【0083】なお、本実施形態では、1回目のリセスエ
ッチングを行うに際し、ウェットエッチングを採用した
が、Cl2 ガス等を用いたドライエッチングを使用すれ
ば、ゲート形成領域幅の微細化とパターン寸法のバラツ
キを容易に実現可能である。
In the present embodiment, wet etching was adopted when performing the first recess etching, but if dry etching using Cl 2 gas or the like is used, the gate formation region width can be reduced and the pattern size can be reduced. Variations can be easily realized.

【0084】また、本実施形態では、円弧状リセス領域
36に加えて、2段の平坦状リセス領域37及び38を
形成したが、平坦状リセス領域は1つでもよく、あるい
は円弧状リセス領域が十分大きく深いときにはなくても
よい。
Further, in this embodiment, two flat recess regions 37 and 38 are formed in addition to the arc-shaped recess region 36, but one flat recess region may be used, or the arc-shaped recess region may be omitted. It may not be present when it is big enough and deep.

【0085】(その他の実施形態)上記各実施形態にお
いては、イオン注入を用いて活性層等を形成したMES
FETの場合について説明したが、エピタキシャル結晶
成長を用いて基板領域や活性層等を形成したMESFE
Tの場合にも、本発明を適用しうる。
(Other Embodiments) In each of the above embodiments, the MES in which the active layer and the like are formed by using ion implantation.
The case of the FET has been described, but the MESFE in which the substrate region, the active layer, and the like are formed by using epitaxial crystal growth.
The present invention can be applied to the case of T as well.

【0086】また、上記各実施形態では、活性層として
はn型領域のみを備えた場合について説明したが、n型
活性層の下にp型の層を埋め込んで、pn接合にできた
空乏層を利用してn型活性層を実効的に薄くしたp層埋
め込み構造を採用してもよい。また、n型活性層に代え
て、p型活性層にした構造を採用することも可能であ
る。
In each of the above-described embodiments, the case where only the n-type region is provided as the active layer has been described, but a depletion layer formed as a pn junction by embedding a p-type layer under the n-type active layer. Alternatively, a p-layer embedded structure in which the n-type active layer is effectively thinned may be employed. It is also possible to adopt a structure in which a p-type active layer is used instead of the n-type active layer.

【0087】[0087]

【発明の効果】請求項1によれば、化合物半導体基板の
一部にFETとして機能する半導体装置の製造方法とし
て、活性層の上に形成された絶縁膜にフォトレジスト膜
をマスクとして開口を形成した後絶縁膜をマスクとして
活性層に小リセス領域を形成し、その後、絶縁膜の開口
の幅を広げ、活性層に小リセス領域を包含する大リセス
領域を形成してから小リセス領域上にゲート電極を形成
するようにしたので、1つのフォトマスクを用いて少な
くとも2段のリセス形状を実現することができ、工程数
及びフォトマスク数の削減を図ることができるととも
に、大リセス領域,小リセス領域及びゲート電極の自己
整合的形成により、特性の安定した半導体装置の製造を
図ることができる。加えて、小リセス領域のエッジが鈍
化されることにより、化活性層とゲート電極との間にお
ける電界の集中が緩和され、信頼性の高い半導体装置の
製造を図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, as a method of manufacturing a semiconductor device that functions as an FET on a part of a compound semiconductor substrate, an opening is formed in an insulating film formed on an active layer using a photoresist film as a mask. After that, a small recess region is formed in the active layer by using the insulating film as a mask, then the width of the opening of the insulating film is widened, and a large recess region including the small recess region is formed in the active layer, and then on the small recess region. Since the gate electrode is formed, at least two steps of recess shapes can be realized by using one photomask, the number of steps and the number of photomasks can be reduced, and the large recess area and small recess area can be achieved. By forming the recess region and the gate electrode in a self-aligned manner, a semiconductor device having stable characteristics can be manufactured. In addition, by blunting the edge of the small recess region, the concentration of the electric field between the activation layer and the gate electrode is alleviated, and a highly reliable semiconductor device can be manufactured.

【0088】請求項2によれば、請求項1において、絶
縁膜に開口を形成し小リセス領域を形成する際には異方
性エッチングを使用し、絶縁膜の開口を広げる際には等
方性エッチングを使用するようにしたので、各部の寸法
の精度の向上を図ることができる。
According to a second aspect, in the first aspect, anisotropic etching is used when forming the opening in the insulating film and forming the small recess region, and isotropic when expanding the opening of the insulating film. Since the characteristic etching is used, it is possible to improve the dimensional accuracy of each part.

【0089】請求項4によれば、請求項1において、絶
縁膜及び活性層をエッチングする工程を交互に複数回だ
け繰り返し行って3段以上の多段リセス構造を形成する
ようにしたので、活性層とゲート電極との間における電
界の集中をさらに緩和することにより、より信頼性の高
い半導体装置の製造を図ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the step of etching the insulating film and the active layer is alternately repeated a plurality of times to form a multi-step recess structure of three or more steps. By further relaxing the concentration of the electric field between the gate electrode and the gate electrode, a more reliable semiconductor device can be manufactured.

【0090】請求項5によれば、化合物半導体基板の一
部に複数段のリセス領域を有しFETとして機能する半
導体装置の製造方法として、複数段のリセス領域のうち
最も幅の狭いリセス領域を形成した後、順次幅の広いリ
セス領域を形成するようにしたので、最外部となるリセ
ス領域の中に鈍化されたエッジを有する小リセス領域が
形成されることにより、活性層とゲート電極との間にお
ける電界集中の緩和による信頼性の高い半導体装置の製
造を図ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, as a method of manufacturing a semiconductor device having a plurality of recessed regions in a part of a compound semiconductor substrate and functioning as an FET, the recessed region having the narrowest width among the recessed regions is formed. After the formation, since the recess regions having a wider width are sequentially formed, a small recess region having a blunted edge is formed in the recess region serving as the outermost region, thereby forming the active layer and the gate electrode. It is possible to manufacture a highly reliable semiconductor device by relaxing electric field concentration during the period.

【0091】請求項6によれば、化合物半導体基板の一
部にFETとして機能する半導体装置の製造方法とし
て、活性層の上に形成された絶縁膜にゲート長よりも狭
い開口幅を有するフォトレジスト膜をマスクとして開口
を形成した後、絶縁膜をマスクとして活性層のリセスエ
ッチングと絶縁膜の開口を広げるエッチングとを交互に
繰り返し行って円弧状リセス領域を形成した後、フォト
レジスト膜の開口幅をゲート長に等しくなるまで拡大
し、その後円弧状リセス領域の上にゲート電極を形成す
るようにしたので、ゲートエッジにおける電界の集中を
緩和することができ、よって、極めて信頼性の高い半導
体装置の製造を図ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, as a method of manufacturing a semiconductor device which functions as an FET on a part of a compound semiconductor substrate, a photoresist having an opening width narrower than a gate length is formed in an insulating film formed on an active layer. After the opening is formed using the film as a mask, recess etching of the active layer and etching to widen the opening of the insulating film are alternately repeated using the insulating film as a mask to form an arc-shaped recess region, and then the opening width of the photoresist film is formed. Since the gate electrode is formed so as to be equal to the gate length, and then the gate electrode is formed on the arc-shaped recess region, the concentration of the electric field at the gate edge can be relaxed, and thus the semiconductor device with extremely high reliability can be obtained. Can be manufactured.

【0092】請求項7によれば、化合物半導体基板上に
搭載されFETとして機能する半導体装置において、チ
ャネル領域として機能する活性層と、ソース・ドレイン
層と、活性層の一部を堀込んでなる大リセス領域と、大
リセス領域の一部をさらに堀込んでなる小リセス領域
と、小リセス領域において活性層にコンタクトするゲー
ト電極とを設け、小リセス領域の周縁部が化学的エッチ
ングを受けて鈍化されたエッジを有するようにしたの
で、活性層とゲート電極との間における電界の集中の緩
和により、信頼性の向上を図ることができる。
According to a seventh aspect, in a semiconductor device mounted on a compound semiconductor substrate and functioning as an FET, an active layer functioning as a channel region, a source / drain layer, and a large part of the active layer are dug. A recess region, a small recess region formed by further engraving a part of the large recess region, and a gate electrode contacting the active layer in the small recess region are provided, and the peripheral portion of the small recess region is chemically etched to be dulled. Since the edge is provided, the concentration of the electric field between the active layer and the gate electrode is alleviated, so that the reliability can be improved.

【0093】請求項8によれば、請求項7において、絶
縁膜の幅が大リセス領域の幅と同じになるようにしたの
で、ゲート電極の形状の改善と信頼性の向上とを図るこ
とができる。
According to the eighth aspect, since the width of the insulating film is the same as the width of the large recess region in the seventh aspect, the shape of the gate electrode and the reliability can be improved. it can.

【0094】請求項9によれば、請求項7において、大
リセス領域を化学的エッチングを受けて鈍化されたエッ
ジを有する複数の段部で構成するようにしたので、活性
層とゲート電極との間における電界の集中をさらに低減
することができで、より高い信頼性を発揮することがで
きる。
According to the ninth aspect, in the seventh aspect, the large recess region is constituted by a plurality of steps having chemical-etched and blunted edges. Therefore, the active layer and the gate electrode are formed. It is possible to further reduce the concentration of the electric field during the period, and it is possible to exhibit higher reliability.

【0095】請求項10によれば、化合物半導体基板上
に搭載されFETとして機能する半導体装置において、
活性層と、ソース・ドレイン層と、活性層のうちの一部
を堀込んで形成された円弧状リセス領域と、円弧状リセ
ス領域において活性層にコンタクトするゲート電極とを
設ける構成としたので、ゲートエッジにおける電界の集
中の緩和により、信頼性の向上を図ることができる。
According to the tenth aspect, in a semiconductor device mounted on a compound semiconductor substrate and functioning as an FET,
Since the active layer, the source / drain layer, the arc-shaped recess region formed by digging a part of the active layer, and the gate electrode contacting the active layer in the arc-shaped recess region are provided, The reliability can be improved by relaxing the concentration of the electric field at the edge.

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

【図1】第1の実施形態に係るFETの製造工程のうち
ソース電極,ドレイン電極を形成するまでの工程を示す
FETの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an FET showing steps of forming a source electrode and a drain electrode in a manufacturing process of an FET according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態に係るFETの製造工程のうち
第1段目の小リセス領域を形成するまでの工程を示すF
ETの断面図である。
FIG. 2F is a view showing a process up to forming a first-stage small recess region in the FET manufacturing process according to the first embodiment;
It is sectional drawing of ET.

【図3】第1の実施形態に係るFETの製造工程のうち
ゲート電極を形成するまでの工程を示すFETの断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the FET showing the steps up to forming the gate electrode in the step of manufacturing the FET according to the first embodiment.

【図4】第2の実施形態に係るFETの構造を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the FET according to the second embodiment.

【図5】第3の実施形態に係るFETの製造工程のうち
ソース電極,ドレイン電極を形成するまでの工程を示す
FETの断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the FET showing a step of forming a source electrode and a drain electrode in a step of manufacturing the FET according to the third embodiment.

【図6】第3の実施形態に係るFETの製造工程のうち
小リセス領域を形成用フォトレジスト膜を除去するまで
の工程を示すFETの断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the FET showing a step of removing the photoresist film for forming the small recess region in the step of manufacturing the FET according to the third embodiment.

【図7】第3の実施形態に係るFETの製造工程のうち
ゲート電極を形成するまでの工程を示すFETの断面図
である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the FET showing a step up to forming a gate electrode in the step of manufacturing the FET according to the third embodiment.

【図8】第4の実施形態に係るFETの製造工程のうち
ソース電極,ドレイン電極を形成するまでの工程を示す
FETの断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the FET showing a step of forming a source electrode and a drain electrode in a step of manufacturing the FET according to the fourth embodiment.

【図9】第4の実施形態に係るFETの製造工程のうち
円弧状リセス領域を形成するまでの工程を示すFETの
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the FET showing a step of forming an arc-shaped recess region in the step of manufacturing the FET according to the fourth embodiment.

【図10】第4の実施形態に係るFETの製造工程のう
ちゲート電極を形成するまでの工程を示すFETの断面
図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the FET showing a step up to forming a gate electrode in the step of manufacturing the FET according to the fourth embodiment.

【図11】従来のFETの製造工程のうち1段目の大リ
セス領域を形成するまでの工程を示すFETの断面図で
ある。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the FET, showing the steps up to forming the first-stage large recess region in the conventional FET manufacturing process.

【図12】従来のFETの製造工程のうちソース電極,
ドレイン電極を形成するまでの工程を示すFETの断面
図である。
FIG. 12 shows a source electrode in a conventional FET manufacturing process,
It is sectional drawing of FET which shows the process until a drain electrode is formed.

【図13】従来のFETの製造工程のうちゲート電極を
形成するまでの工程を示すFETの断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the FET showing the steps up to forming the gate electrode in the conventional FET manufacturing steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 2 活性層 3 フォトレジスト膜 4 フォトレジスト膜 5 ソース・ドレインn+ 層 6 シリコン酸化膜 7 フォトレジスト膜 8 ドレイン電極 20 フォトレジスト膜 21 シリコン酸化膜 22 ソース電極 23 ドレイン電極 30 大リセス領域 31 小リセス領域 33 ゲート電極 35 階段状リセス領域 36 円弧状リセス領域 1 GaAs substrate 2 active layer 3 photoresist film 4 photoresist film 5 source / drain n + layer 6 silicon oxide film 7 photoresist film 8 drain electrode 20 photoresist film 21 silicon oxide film 22 source electrode 23 drain electrode 30 large recess area 31 Small Recess Area 33 Gate Electrode 35 Stepped Recess Area 36 Arc Recess Area

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも2段のリセス構造を有しFE
Tとして機能する半導体装置を製造する方法であって、 化合物半導体基板の一部に、チャネル領域となる活性層
を形成する第1の工程と、 上記活性層の上に絶縁膜を堆積する第2の工程と、 上記絶縁膜上にゲート形成領域を開口したフォトレジス
ト膜を形成する第3の工程と、 上記フォトレジスト膜をマスクとして、上記絶縁膜に対
するエッチングを行って上記活性層まで達する開口を形
成した後、上記絶縁膜をマスクとして上記活性層に対す
るエッチングを行ってゲート形成領域に小リセス領域を
形成する第4の工程と、 上記フォトレジスト膜を残置したままで、上記絶縁膜を
横方向にエッチングして上記絶縁膜の開口の幅を広げた
後、上記絶縁膜をマスクとして上記活性層に対するエッ
チングを行って、上記小リセス領域を包含する大リセス
領域を形成する第5の工程と、 上記小リセス領域の上にゲート電極を形成する第6の工
程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
1. An FE having a recess structure of at least two stages.
A method of manufacturing a semiconductor device functioning as T, comprising: a first step of forming an active layer to be a channel region in a part of a compound semiconductor substrate; and a second step of depositing an insulating film on the active layer. And a third step of forming a photoresist film in which a gate formation region is opened on the insulating film, and an opening reaching the active layer by etching the insulating film using the photoresist film as a mask. After the formation, a fourth step of forming a small recess region in the gate formation region by etching the active layer using the insulating film as a mask, and the insulating film in the lateral direction while leaving the photoresist film left After etching to widen the width of the opening of the insulating film, the active layer is etched using the insulating film as a mask to cover the small recess region. A fifth step of forming a recess region, a method of manufacturing a semiconductor device characterized by and a sixth step of forming a gate electrode on the small recess area.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記第4の工程では、ドライエッチング等の異方性エッ
チングを使用し、 上記第5の工程では、ウェットエッチング等の等方性エ
ッチングを使用することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein anisotropic etching such as dry etching is used in the fourth step, and isotropicity such as wet etching is used in the fifth step. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized by using etching.
【請求項3】 請求項2記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記第2の工程では、上記絶縁膜としてシリコン酸化膜
を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein in the second step, a silicon oxide film is formed as the insulating film.
【請求項4】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記第5の工程では、絶縁膜及び活性層をエッチングす
る工程を交互に複数回だけ繰り返し行って、3段以上の
多段リセス構造を形成することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the fifth step, a step of etching the insulating film and the active layer is alternately repeated a plurality of times to form a multi-step recess structure of three steps or more. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項5】 複数段のリセス領域を有しFETとして
機能する半導体装置を製造する方法であって、 化合物半導体基板の一部に、上記複数段のリセス領域の
うち最も幅の狭いリセス領域を形成した後、順次幅の広
いリセス領域を形成することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
5. A method of manufacturing a semiconductor device having a plurality of recessed regions and functioning as an FET, wherein a narrowest recessed region among the plurality of recessed regions is formed on a part of a compound semiconductor substrate. After the formation, a method of manufacturing a semiconductor device is characterized in that a recess region having a wider width is sequentially formed.
【請求項6】 少なくとも1つのリセス領域を有しFE
Tとして機能する半導体装置を製造する方法であって、 化合物半導体基板の一部に、チャネル領域となる活性層
を形成する第1の工程と、 上記活性層の上に絶縁膜を堆積する第2の工程と、 上記絶縁膜上にゲート形成領域内でゲート形成領域より
も狭い領域を開口したフォトレジスト膜を形成する第3
の工程と、 上記フォトレジスト膜をマスクとして、上記絶縁膜に対
するエッチングを行って上記活性層まで達する開口を形
成した後、上記フォトレジスト膜を残置したままで上記
活性層に対するエッチングと上記絶縁膜に対するエッチ
ングとを交互に繰り返し行って、上記絶縁膜の開口幅を
広げるとともに上記活性層にチャネル方向に平行な断面
内でほぼ円弧状の底部を有する円弧状リセス領域を形成
する第4の工程と、 上記フォトレジスト膜のエッチングを行って上記フォト
レジスト膜の開口幅をゲート長に等しくなるまで拡大す
る第5の工程と、 上記円弧状リセス領域の上にゲート電極を形成する第6
の工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
6. An FE having at least one recess region
A method of manufacturing a semiconductor device functioning as T, comprising: a first step of forming an active layer to be a channel region in a part of a compound semiconductor substrate; and a second step of depositing an insulating film on the active layer. And the step of forming a photoresist film on the insulating film, in which a region narrower than the gate formation region is opened in the gate formation region.
And the etching of the insulating film using the photoresist film as a mask to form an opening reaching the active layer, and then etching the active layer and the insulating film with the photoresist film left. A fourth step of alternately repeating etching and expanding the opening width of the insulating film and forming an arc-shaped recess region having a substantially arc-shaped bottom in a cross section parallel to the channel direction in the active layer; A fifth step of etching the photoresist film to expand the opening width of the photoresist film until it becomes equal to the gate length, and a sixth step of forming a gate electrode on the arc-shaped recess region.
And a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項7】 化合物半導体基板上に搭載されFETと
して機能する半導体装置において、 上記化合物半導体基板の一部に形成されチャネル領域と
して機能する活性層と、 上記活性層の両端部に接続されるソース・ドレイン層
と、 上記活性層のうちの一部を活性層の上端面から所定深さ
だけ堀込んでなる大リセス領域と、 上記活性層のうち上記大リセス領域内の一部をさらに下
方に堀込んでなる小リセス領域と、 上記小リセス領域において上記活性層にコンタクトする
ゲート電極とを備え、 上記小リセス領域の周縁部は、化学的エッチングを受け
て鈍化されたエッジを有することを特徴とする半導体装
置。
7. A semiconductor device mounted on a compound semiconductor substrate and functioning as an FET, wherein an active layer formed in a part of the compound semiconductor substrate and functioning as a channel region, and a source connected to both ends of the active layer. A drain layer, a large recess region formed by digging a part of the active layer from the upper end surface of the active layer to a predetermined depth, and a part of the active layer in the large recess region further digging downward And a gate electrode in contact with the active layer in the small recess region, wherein a peripheral portion of the small recess region has an edge that is blunted by chemical etching. Semiconductor device.
【請求項8】 請求項7記載の半導体装置において、 上記絶縁膜は、上記大リセス領域の幅と同じ幅を有する
ことを特徴とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the insulating film has the same width as the width of the large recess region.
【請求項9】 請求項7記載の半導体装置において、 上記大リセス領域は、複数の段部からなり、各段部の周
縁部は化学的エッチングを受けて鈍化されたエッジを有
することを特徴とする半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 7, wherein the large recess region is composed of a plurality of step portions, and a peripheral portion of each step portion has an edge which is blunted by chemical etching. Semiconductor device.
【請求項10】 化合物半導体基板上に搭載されFET
として機能する半導体装置において、 上記化合物半導体基板の一部に形成されチャネル領域と
して機能する活性層と、 上記活性層の両端部に接続されるソース・ドレイン層
と、 上記活性層のうちの一部をチャネル方向に平行な断面内
でほぼ円弧状の底部を有するように堀込んで形成された
円弧状リセス領域と、 上記円弧状リセス領域において上記活性層にコンタクト
するゲート電極とを備えていることを特徴とする半導体
装置。
10. A FET mounted on a compound semiconductor substrate
In the semiconductor device functioning as a device, an active layer formed on a part of the compound semiconductor substrate and functioning as a channel region, source / drain layers connected to both ends of the active layer, and a part of the active layer. An arc-shaped recess region formed by digging so as to have a substantially arc-shaped bottom portion in a cross section parallel to the channel direction, and a gate electrode contacting the active layer in the arc-shaped recess region. Characteristic semiconductor device.
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JP23117695A Withdrawn JPH0982725A (en) 1995-09-08 1995-09-08 Semiconductor device and its manufacture

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JP (1) JPH0982725A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5925903A (en) * 1996-12-18 1999-07-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Field-effect transistors and method of manufacturing the same

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