JPH10247655A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH10247655A
JPH10247655A JP5005997A JP5005997A JPH10247655A JP H10247655 A JPH10247655 A JP H10247655A JP 5005997 A JP5005997 A JP 5005997A JP 5005997 A JP5005997 A JP 5005997A JP H10247655 A JPH10247655 A JP H10247655A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate recess
gate
regions
etching
film
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5005997A
Other languages
English (en)
Inventor
Mizuhisa Nihei
瑞久 二瓶
Haruhiko Suehiro
晴彦 末廣
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP5005997A priority Critical patent/JPH10247655A/ja
Publication of JPH10247655A publication Critical patent/JPH10247655A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置の製造方法に於いて、ゲート・リ
セス並びに素子分離領域の形成工程順序に簡単な改変を
加えるのみで、活性領域面積やゲート・リセス面積の大
小に拘わらず、均一な深さのゲート・リセスを形成する
ことがてきるように、また、選択ドライ・エッチングに
於ける選択性が向上できるようにする。 【解決手段】 所要各半導体層、例えばバッファ層2
2、チャネル層23、電子供給層であるキャリヤ供給層
24、キャップ層25などが成長された基板21をエッ
チングしてゲート・リセス25Aを形成し、その後、独
立した素子領域、即ち、活性領域を画成する為の素子分
離領域32を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば化合物半導
体を用いたHEMT(high electron m
obility transistor)やMESFE
T(metalsemiconductor fiel
d effect transistor)など、ゲー
ト・リセス・エッチング工程を必要とする半導体装置を
製造するのに好適な方法に関する。
【0002】現在、例えば、HEMT集積回路装置に於
いては、その高速化、或いは、高集積化を指向して、ゲ
ート長の微細化や素子面積の縮小化について開発が行な
われていて、そのキー・テクノロジーの一つとして、ゲ
ート・リセス・エッチングに関する制御性の向上が挙げ
られている。
【0003】このゲート・リセス・エッチングの制御に
ついては、例えば、AlGaAsからなるエッチング停
止層を用い、GaAs/AlGaAs選択ドライ・エッ
チングに依ってゲートしきい値電圧を決定する技術が多
用されているが、ゲート長の微細化や素子面積の縮小化
が行なわれると、その制御は著しく困難になるので、そ
の問題を解消しなければならず、また、ゲートしきい値
電圧については、回路内、即ち、ウエハ内に於いて、素
子間のばらつきを低減することが要求されているところ
であって、本発明に依れば、前記諸要求に対処する為の
一手段を提供することが可能である。
【0004】
【従来の技術】図6は従来の技術を説明する為の工程要
所に於けるHEMT集積回路装置の要部切断側面図であ
り、以下、図を参照しつつ、本発明が改善の対象として
いる製造工程の一部を説明する。
【0005】図6(A)参照 6−(1) レジスト・プロセスを適用することに依り、GaAs基
板1上の素子分離領域形成予定部分に開口2Aをもつレ
ジスト膜2を形成する。
【0006】6−(2) イオン注入法を適用することに依り、レジスト膜2をマ
スクとして酸素イオンの打ち込みを行なって素子分離領
域3を形成する。
【0007】図6(B)参照 6−(3) イオン注入のマスクとして用いたレジスト膜2を除去し
てから、再び、レジスト・プロセスを適用することに依
り、ゲート・リセス形成予定部分に開口4Aをもつレジ
スト膜4を形成する。
【0008】6−(4) ドライ・エッチング法を適用することに依り、レジスト
膜4をマスクとしてGaAs基板1のエッチングを行な
ってゲート・リセス1Aを形成する。
【0009】図からも明らかであるが、通常、集積回路
装置に於いては、素子分離領域3に依って分離された様
々の大きさの素子領域、即ち、活性領域が必要である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前記説明した従来の技
術を適用してゲート・リセスのエッチングを行なった場
合、素子分離領域に依って分離された一つの活性領域が
小さく、且つ、平面で見たゲート・リセスの面積が小さ
いほど、エッチング深さは深くなり、また、選択ドライ
・エッチングの選択性が低下する旨の現象を生ずる。
【0011】このようなことから、活性領域が小さく、
且つ、平面で見たゲート・リセスの面積が小さいほど、
ゲートしきい値電圧がオン側にシフト、換言すると、回
路内に存在する素子間でゲートしきい値電圧が異なるこ
とになり、これは、例えば、HEMTの高速化及び高性
能化を実現する為のゲート微細化、そして、製造歩留り
向上にとって大きな問題となる。
【0012】また、活性領域面積が大きく、且つ、ゲー
ト・リセス面積が大きいプロセス・モニタ用素子と比較
し、回路内素子のゲートしきい値電圧はオン側にシフト
することになり、従って、プロセス・モニタ用素子に依
って、回路内素子のゲートしきい値電圧をモニタするこ
とは不可能になる。
【0013】現在、前記現象が起こることについて、確
たる理由は判明していないが、その推理されるところに
ついて列挙すると次の通りである。
【0014】 活性領域面積が小さく、且つ、ゲート
・リセス・エッチング面積も小さい場合、エッチング面
がチャージ・アップし易いと考えられ、その場合、極性
的に反対にイオン化したエッチング元素が引き寄せら
れ、エッチングが過剰に進行する可能性がある。
【0015】 素子分離領域を形成する為、イオン注
入した領域の結晶歪みが活性領域を浸食していることが
考えられ、その状態で、活性領域面積が小さく、且つ、
ゲート・リセス・エッチング面積も小さい場合、浸食さ
れる割合が大きくなって、それに起因する結晶性の悪さ
が原因になって、エッチングが過剰に進行する可能性が
ある。
【0016】本発明では、ゲート・リセス並びに素子分
離領域の形成工程順序に簡単な改変を加えるのみで、活
性領域面積やゲート・リセス面積の大小に拘わらず、均
一な深さのゲート・リセスを形成することができるよう
に、また、選択ドライ・エッチングに於ける選択性が向
上できるようにする。
【0017】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理を説
明する為の工程要所に於ける半導体装置を表す要部切断
側面図である。
【0018】図1(A)参照 1−(1) レジスト・プロセスを適用することに依り、GaAs基
板11上のゲート・リセス形成予定部分に開口12Aを
もつレジスト膜12を形成する。
【0019】1−(2) 例えば、ドライ・エッチング法を適用することに依り、
レジスト膜12をマスクとしてGaAs基板11のエッ
チングを行なってゲート・リセス11Aを形成する。
【0020】図1(B)参照 1−(3) ゲート・リセス11Aを形成する際にマスクとして用い
たレジスト膜12を除去してから、再び、レジスト・プ
ロセスを適用することに依り、素子分離領域形成予定部
分に開口14Aをもつレジスト膜14を形成する。
【0021】1−(4) イオン注入法を適用することに依り、レジスト膜14を
マスクとして酸素イオンの打ち込みを行なって素子分離
領域13を形成する。
【0022】前記説明で判るように、本発明では、ゲー
ト・リセス11Aを形成してから素子分離領域13を形
成することが基本になっている。
【0023】前記工程を採った場合、ゲート・リセス1
1Aを形成する段階では、一つの活性領域が無限に広い
状態にあると考えて良く、この場合には、素子分離領域
を形成してからゲート・リセスを形成する前記従来の技
術に於ける問題は全て解消されて、ゲート・リセスの面
積が小さくなるほど、ゲート・リセス・エッチング深さ
が深くなるなどの現象は全く発生しない。
【0024】前記したところから、本発明に依る半導体
装置の製造方法に於いては、(1)所要各半導体層(例
えばバッファ層22、チャネル層23、電子供給層であ
るキャリヤ供給層24、キャップ層25等)が成長され
た半導体基板(例えば基板21)をエッチングしてゲー
ト・リセス(例えばゲート・リセス25A)を形成する
工程と、その後、独立した素子領域である活性領域(例
えば活性領域26)を画成する為の素子分離領域(例え
ば素子分離領域32)を形成する工程とが含まれてなる
ことを特徴とする。
【0025】前記手段を採ることに依り、素子領域面積
の大きさ、或いは、ゲート・リセス面積の大きさに依存
してゲート・リセス・エッチング深さに相違を生ずるこ
とはなくなり、常に、均一の深さのゲート・リセスを再
現性良く形成することができるので、回路内に存在する
素子間でゲートしきい値電圧が相違することはなくな
り、また、プロセス・モニタ用素子に依って回路内素子
のゲートしきい値電圧をモニタできないといった問題も
解消され、更に、例えばGaAs/AlGaAsのエッ
チング選択比も向上する。
【0026】
【発明の実施の形態】図2乃至図4は本発明に於ける実
施の形態1を説明する為の工程要所に於ける半導体装置
を表す要部切断側面図であり、また、図5は同じく要部
切断斜面図であって、以下、これ等の図を参照しつつ説
明する。尚、図5は工程中で随時参照するものとし、ま
た、図2乃至図4は図5に見られる線X−Xに沿った切
断面に相当する。
【0027】図2(A)及び図5(A)参照 2−(1) 有機金属化学気相堆積(metalorganic c
hemical vapour depositio
n:MOCVD)法を適用することに依り、基板21上
にバッファ層22、チャネル層23、キャリヤ供給層2
4、キャップ層25を積層形成する。
【0028】ここで図示の各半導体部分に関する主要な
データを例示すると次の通りである。
【0029】(1) 基板21について 材料:半絶縁性GaAs
【0030】(2) バッファ層22について 材料:i−GaAs 厚さ:2000〔Å〕
【0031】(3) チャネル層23について 材料:i−GaAs 厚さ:1000〔Å〕
【0032】(4) キャリヤ供給層(この場合は電子
供給層)24について 材料:n−AlGaAs 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 厚さ:250〔Å〕
【0033】(5) キャップ層25について 材料:n−GaAs 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 厚さ:700〔Å〕
【0034】2−(2) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、活性領域26を横切るゲート電極形成予
定部分27のうち、活性領域26の外に在る部分27A
及び27B、即ち、破線でハッチングを施した部分に開
口をもつレジスト膜を形成する。
【0035】イオン注入法を適用することに依り、ドー
ズ量を例えば2×1012〔cm-2〕とし、また、イオン加
速エネルギを例えば150〔keV〕として、工程2−
(2)で形成したレジスト膜をマスクとして酸素イオン
の打ち込みを行なって表面からバッファ層22に達する
深さまで不活性化する。
【0036】このように、ゲート電極形成予定部分27
のうちの部分27A及び27Bにのみ不活性化の為の酸
素イオン注入を行なう理由は、ゲート電極を形成してか
らでは、ゲート電極直下の素子分離が不可能になること
に依る。
【0037】図2(B)参照 2−(3) プラズマCVD(chemical vapor de
position)法を適用することに依り、厚さが例
えば3000〔Å〕のSiONからなる絶縁膜28を形
成する。
【0038】2−(4) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、ゲート電極形成予定部分27と一致する
開口29Aをもつレジスト膜29を形成する。
【0039】2−(5) エッチング・ガスをC2 6 /CHF3 /Heとするド
ライ・エッチング法を適用することに依り、レジスト膜
29をマスクとしてSiONからなる絶縁膜28のエッ
チングを行なって、ゲート電極パターン、従って、ゲー
ト・リセス・パターンの開口を形成する。
【0040】2−(6) エッチング・ガスをCCl2 2 とするドライ・エッチ
ング法を適用することに依り、キャップ層25のエッチ
ングを行なってゲート・リセス25Aを形成する。尚、
このエッチングは、GaAs/AlGaAsの選択エッ
チングとなるので、AlGaAsからなるキャリヤ供給
層24の表面で自動的に停止する。
【0041】図3(A)参照 3−(1) レジスト膜29を残したままの状態で、真空蒸着法を適
用することに依り、厚さが例えば3000〔Å〕のAl
膜を形成する。
【0042】3−(2) 全体をレジスト剥離液中に浸漬し、レジスト膜29をA
l膜と共に除去するリフト・オフ法を適用してAl膜の
パターニングを行い、ゲート電極30を形成する。
【0043】図3(B)及び図5(B)参照 3−(3) レジスト・プロセスを適用して、素子分離領域形成予定
部分に開口31Aをもつレジスト膜31を形成する。
【0044】3−(4) イオン注入法を適用することに依り、ドーズ量を例えば
2×1012〔cm-2〕とし、また、イオン加速エネルギを
例えば150〔keV〕として、レジスト膜31をマス
クに酸素イオンの打ち込みを行ない、表面からバッファ
層22に達する深さの素子分離領域32を形成する。
【0045】図4参照 4−(1) レジスト剥離液中に浸漬してレジスト膜31を除去して
から、リソグラフィ技術のレジスト・プロセス、及び、
エッチング・ガスをC2 6 /CHF3 /Heとするド
ライ・エッチング法を適用することに依り、SiONか
らなる絶縁膜28のエッチングを行なって電極コンタク
ト窓28Aを形成する。
【0046】4−(2) 電極コンタクト窓28Aを形成する為のマスクとして用
いたレジスト膜を残した状態で真空蒸着法を適用するこ
とに依り、厚さが例えば350〔Å〕/2500〔Å〕
であるAuGe/Au膜を形成する。
【0047】4−(3) 全体をレジスト剥離液中に浸漬し、レジスト膜をAuG
e/Au膜と共に除去するリフト・オフ法を適用し、A
uGe/Au膜のパターニングを行い、ソース電極33
及びドレイン電極34を形成する。
【0048】前記説明した工程を経て完成された半導体
装置に於いては、活性領域面積が異なり、また、ゲート
・リセスの面積が異なっても、ゲート・リセスの深さは
均一であることが確認された。
【0049】
【発明の効果】本発明に依る半導体装置の製造方法に於
いては、所要各半導体層が成長された半導体基板をエッ
チングしてゲート・リセスを形成する工程と、その後、
独立した素子領域である活性領域を画成する為の素子分
離領域を形成する工程とが含まれる。
【0050】前記構成を採ることに依り、素子領域面積
の大きさ、或いは、ゲート・リセス面積の大きさに依存
してゲート・リセス・エッチング深さに相違を生ずるこ
とはなくなり、常に、均一の深さのゲート・リセスを再
現性良く形成することができるので、回路内に存在する
素子間でゲートしきい値電圧が相違することはなくな
り、また、プロセス・モニタ用素子に依って回路内素子
のゲートしきい値電圧をモニタできないといった問題も
解消され、更に、例えばGaAs/AlGaAsのエッ
チング選択比も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明する為の工程要所に於ける
半導体装置を表す要部切断側面図である。
【図2】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
【図3】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
【図4】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
【図5】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断斜面図であ
る。
【図6】従来の技術を説明する為の工程要所に於けるH
EMT集積回路装置の要部切断側面図である。
【符号の説明】
21 基板 22 バッファ層 23 チャネル層 24 キャリヤ供給層(電子供給層) 25 キャップ層 25A ゲート・リセス 26 活性領域 27 ゲート電極形成予定部分 27A及び27B 活性領域26の外に在る部分 28 絶縁膜 28A 電極コンタクト窓 29 レジスト膜 30 ゲート電極 31 レジスト膜 31A 開口 32 素子分離領域 33 ソース電極 34 ドレイン電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所要各半導体層が成長された半導体基板を
    エッチングしてゲート・リセスを形成する工程と、 その後、独立した素子領域である活性領域を画成する為
    の素子分離領域を形成する工程とが含まれてなることを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
JP5005997A 1997-03-05 1997-03-05 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH10247655A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5005997A JPH10247655A (ja) 1997-03-05 1997-03-05 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5005997A JPH10247655A (ja) 1997-03-05 1997-03-05 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10247655A true JPH10247655A (ja) 1998-09-14

Family

ID=12848438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5005997A Withdrawn JPH10247655A (ja) 1997-03-05 1997-03-05 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10247655A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007227449A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Oki Electric Ind Co Ltd Iii族窒化物半導体高電子移動度トランジスタの製造方法
US7989883B1 (en) 2005-08-11 2011-08-02 National Semiconductor Corporation System and method for providing a poly cap and a no field oxide area to prevent formation of a vertical bird's beak structure in the manufacture of a semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7989883B1 (en) 2005-08-11 2011-08-02 National Semiconductor Corporation System and method for providing a poly cap and a no field oxide area to prevent formation of a vertical bird's beak structure in the manufacture of a semiconductor device
JP2007227449A (ja) * 2006-02-21 2007-09-06 Oki Electric Ind Co Ltd Iii族窒化物半導体高電子移動度トランジスタの製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0119089B1 (en) Gaas semiconductor device and a method of manufacturing it
US4742379A (en) HEMT with etch-stop
US5514605A (en) Fabrication process for compound semiconductor device
KR20050051650A (ko) 자기 정렬되어 선택적으로 식각된 이중 리세스형 고 전자이동도 트랜지스터 형성 방법
JPS59229876A (ja) シヨツトキ−ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法
US4559693A (en) Process for fabricating field effect transistors
US5486710A (en) Field effect transistor
JP2630446B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH10247655A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2935083B2 (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP2001094091A (ja) 電界効果半導体装置及びその製造方法
JPH01228133A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100386610B1 (ko) 반도체 소자 및 그 제조방법
EP0538792A2 (en) Multiple narrow-line-channel fet having improved noise characteristics
US6472274B1 (en) MOSFET with self-aligned channel edge implant and method
JPH033936B2 (ja)
KR100466209B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
JPS5935479A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2893776B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6112079A (ja) 半導体素子の製造方法
JPH06204259A (ja) 化合物半導体装置の製造方法
JP2002176065A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0513464A (ja) E/d型電界効果半導体装置の製造方法
JPH0123955B2 (ja)
JPH0438836A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040511