JPH11135520A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH11135520A
JPH11135520A JP30023697A JP30023697A JPH11135520A JP H11135520 A JPH11135520 A JP H11135520A JP 30023697 A JP30023697 A JP 30023697A JP 30023697 A JP30023697 A JP 30023697A JP H11135520 A JPH11135520 A JP H11135520A
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semiconductor
semiconductor layer
insulating film
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device with an adequate length between a gate electrode edge and a recessed edge under control, when a recessed part and a gate electrode are formed in self-alignment. SOLUTION: An insulating film 4 with an opening is formed on a semiconductor cap layer 3. A dry etching step is carried out for the semiconductor cap layer 3 with an etching stopper layer 2 selectively in an anisotropic way through the insulating film 4 as a mask. Then, a dry etching step is carried out for the semiconductor cap layer 3 with the etching stopper layer 2 selectively in an isotropic way to form a recessed part 6. A gate electrode 7 is formed in the opening of the insulating film 4, and a source electrode 8 and a drain electrode 9 are formed. In this method, the isotropic etching time is made short as compared with a case, in which the isotropic etching is carried from the beginning to form a side edge, and the control on the quantity of the side edge 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】本発明は半導体装置の製造方
法に係り、特に化合物半導体装置の製造方法に関する
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a compound semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロ波及びミリ波帯での増幅素子と
してよく用いられている化合物半導体装置は、高出力特
性と高ゲート耐圧が実現できるリセス構造を用いてお
り、高速・低雑音特性を向上させるためにヘテロ接合を
有する半導体結晶材料を用いている。例えば、半絶縁性
砒化ガリウム(GaAs)基板では、砒化アルミニウム
ガリウム(AlGaAs)/GaAsまたは、砒化イン
ジウムガリウム(InGaAs)/AlGaAs/Ga
Asなどを順次成長したへテロ接合を用いている。ま
た、半絶縁性リン化インジウム(InP)基板では、基
板上にInGaAs/砒化インジウムアルミニウム(I
nAlAs)/GaAsなどを成長したヘテロ接合が用
いられている。このような結晶材料では、ヘテロ接合選
択ドーピングと電子の2次元状態化により、高移動度が
実現されている。
2. Description of the Related Art A compound semiconductor device, which is often used as an amplifying element in microwave and millimeter wave bands, uses a recess structure capable of realizing high output characteristics and high gate withstand voltage, thereby improving high speed and low noise characteristics. For this purpose, a semiconductor crystal material having a hetero junction is used. For example, for a semi-insulating gallium arsenide (GaAs) substrate, aluminum gallium arsenide (AlGaAs) / GaAs or indium gallium arsenide (InGaAs) / AlGaAs / Ga
A heterojunction is used in which As or the like is sequentially grown. In the case of a semi-insulating indium phosphide (InP) substrate, InGaAs / indium aluminum arsenide (I
A heterojunction grown from nAlAs) / GaAs or the like is used. In such a crystalline material, high mobility is realized by heterojunction selective doping and two-dimensional state transition of electrons.

【0003】図4は、このヘテロ接合を有する半導体結
晶材料を用いたヘテロ接合電界効果型トランジスタ(H
JFET:Hetero Junction Field Effect Transisto
r)を製造する従来の製造方法の一例の各工程における
装置断面図を示す。この従来の製造方法の類似例は特開
平8−153871号に開示されている。
FIG. 4 shows a heterojunction field-effect transistor (H) using a semiconductor crystal material having this heterojunction.
JFET: Hetero Junction Field Effect Transisto
The apparatus sectional view in each process of an example of the conventional manufacturing method for manufacturing r) is shown. A similar example of this conventional manufacturing method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-153871.

【0004】まず、図4(a)に示すように、GaAs
基板21上に、エッチングストッパ層であるAlGaA
s層22、半導体キャップ層であるGaAs層23が順
次に積層され、その上にフォトレジスト24を形成し、
これをマスクにして、塩素(Cl2)と六弗化硫黄(S
6)の混合ガスや三塩化ホウ素(BCl3)とSF6
混合ガスなどの塩素と弗素を含む混合ガスにてn型Al
GaAs層22に対して選択的にn型GaAs層23を
ドライエッチングして、リセス25を形成する。
[0004] First, as shown in FIG.
On a substrate 21, an etching stopper layer of AlGaAs
An s layer 22 and a GaAs layer 23 as a semiconductor cap layer are sequentially stacked, and a photoresist 24 is formed thereon,
Using this as a mask, chlorine (Cl 2 ) and sulfur hexafluoride (S
N-type Al using a mixed gas containing chlorine and fluorine, such as a mixed gas of F 6 ) or a mixed gas of boron trichloride (BCl 3 ) and SF 6.
The n-type GaAs layer 23 is dry-etched selectively with respect to the GaAs layer 22 to form a recess 25.

【0005】次に、図4(b)に示すように、全面に二
酸化シリコン(SiO2)などの絶縁膜26を成膜した
後、リソグラフィー技術とドライエッチング技術を用い
て、リセス25内に開口部を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, after an insulating film 26 such as silicon dioxide (SiO 2 ) is formed on the entire surface, an opening is formed in the recess 25 using lithography and dry etching. Form a part.

【0006】続いて、全面にゲート電極となるタングス
テンシリサイド(WSi)・窒化チタン(TiN)・白
金(Pt)・金(Au)膜をそれぞれ100nm、15
0nm、15nm、400nmの膜厚で蒸着法またはス
パッタ法にて順次積層成膜した後、リソグラフィー技術
を用いてフォトレジストマスクを形成し、RIEやイオ
ンミリングなどを用いてゲート電極頭部以外を除去し
て、図4(c)に示すように、T字型ゲート電極27を
形成する。さらに、図4(d)に示すように、ソース電
極28及びドレイン電極29を形成して、半導体装置で
あるHJFETを製造する。
Subsequently, a tungsten silicide (WSi) / titanium nitride (TiN) / platinum (Pt) / gold (Au) film serving as a gate electrode is formed to a thickness of 100 nm and 15 nm, respectively.
After sequentially depositing films having a thickness of 0 nm, 15 nm, and 400 nm by a vapor deposition method or a sputtering method, a photoresist mask is formed using lithography technology, and portions other than the gate electrode head are removed using RIE or ion milling. Thus, a T-shaped gate electrode 27 is formed as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4D, a source electrode 28 and a drain electrode 29 are formed to manufacture an HJFET as a semiconductor device.

【0007】上記の従来の製造方法の場合、リセス25
とゲート電極27をリソグラフィーの目合せにより決定
するため、目ずれが生じる。ゲート寸法(Lg)に対し
てリセス寸法(Lr)が十分大きい場合、つまりゲート
端−リセス端距離(Lgr)が目合せ精度よりも十分大
きい場合は、上記の方法で製造可能であるが、Lgrが
小さい場合は目ずれが問題となる。
In the case of the above-mentioned conventional manufacturing method, the recess 25 is formed.
And the gate electrode 27 are determined by lithography alignment, and thus misalignment occurs. When the recess dimension (Lr) is sufficiently large with respect to the gate dimension (Lg), that is, when the distance between the gate end and the recess end (Lgr) is sufficiently larger than the alignment accuracy, it can be manufactured by the above method. Is small, misalignment becomes a problem.

【0008】例えば、Lgr設計寸法が0.1μmで、
製造時の目合せ精度として0.05μm以内を保障でき
る場合、Lgrは0.05〜0.15μmの範囲で製造
されてしまい、Lgrは最大3倍もばらつくことにな
る。ゲート電極27がドレイン電極29側のリセス端に
近づいた場合、ゲート・ドレイン間の耐圧が低下する問
題が生じ、一方、ソース電極28側のリセス端に近づい
た場合、ゲート・ソース間の容量(Cgs)が大きくな
り、高周波特性が劣化する問題が生じる。
For example, if the Lgr design dimension is 0.1 μm,
If the alignment accuracy at the time of manufacture can be guaranteed within 0.05 μm, Lgr is manufactured in the range of 0.05 to 0.15 μm, and Lgr varies up to three times at the maximum. When the gate electrode 27 approaches the recess end on the drain electrode 29 side, there arises a problem that the breakdown voltage between the gate and drain decreases. On the other hand, when the gate electrode 27 approaches the recess end on the source electrode 28 side, the capacitance between the gate and source ( Cgs) becomes large, causing a problem of deteriorating high frequency characteristics.

【0009】そこで、この目ずれの問題を解決するため
に、リセスとゲート電極をセルフアラインで形成する方
法が提案されている(例えば、特願平8−288610
号:発明の名称「電界効果トランジスタ及びその製造方
法」)。この提案になる半導体装置の製造方法につい
て、図5と共に説明する。なお、上記の提案方法では2
段リセス時にゲート電極を形成する方法を述べている
が、図5ではわかりやすくするため、1段リセス時での
製造方法を示す。
In order to solve the problem of misalignment, a method of forming a recess and a gate electrode by self-alignment has been proposed (for example, Japanese Patent Application No. 8-288610).
No .: Title of the invention "Field-effect transistor and manufacturing method thereof"). The proposed method of manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIG. In the above proposed method, 2
Although a method of forming the gate electrode at the time of the step recess is described, FIG. 5 shows a manufacturing method at the time of the single step recess for simplicity.

【0010】まず、図5(a)に示すように、GaAs
基板21上に、エッチングストッパ層であるAlGaA
s層22、半導体キャップ層であるGaAs層23が順
次に積層され、その上にSiO2膜を成膜した後、リソ
グラフィー技術及びエッチング技術を用いてSiO2
マスク30を形成する。次に、n型AlGaAs層22
に対して選択的にn型GaAs層23をドライエッチン
グして、リセス25を形成する。
First, as shown in FIG.
On a substrate 21, an etching stopper layer of AlGaAs
s layer 22, are stacked GaAs layer 23 are successively a semiconductor cap layer, after forming a SiO 2 film thereon, forming a SiO 2 film mask 30 using a lithography technique and an etching technique. Next, the n-type AlGaAs layer 22
The n-type GaAs layer 23 is selectively dry-etched to form a recess 25.

【0011】このリセス25形成のドライエッチングで
は、上記のプロセスでは、GaAs層23を等方的にエ
ッチングし、SiO2膜マスク30に対してサイドエッ
チングを生じさせる必要がある。なぜなら、異方的エッ
チングを行なった場合、ゲート電極27とn−GaAs
層23上が接触して、ゲートリーク電流が大きくなり、
ゲート耐圧が低下するためである。つまり、サイドエッ
チングにより後述のゲート電極27とn−GaAs層2
3端が距離を持ち、ゲート耐圧を大きくすることができ
る。
In the dry etching for forming the recess 25, in the above-described process, the GaAs layer 23 needs to be isotropically etched to cause side etching on the SiO 2 film mask 30. This is because, when anisotropic etching is performed, the gate electrode 27 and n-GaAs
The contact on the layer 23 increases the gate leakage current,
This is because the gate breakdown voltage decreases. That is, the gate electrode 27 described later and the n-GaAs layer 2 are formed by side etching.
The three ends have a distance, and the gate breakdown voltage can be increased.

【0012】その後は図5(b)に示すように、図4に
示した従来の製造方法と同様に、WSi・TiN・Pt
・Au膜からなるT字型ゲート電極27を形成した後、
図5(c)に示すように、ソース電極28及びドレイン
電極29を形成して、半導体装置であるHJFETを製
造する。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, the WSi.TiN.Pt is formed in the same manner as in the conventional manufacturing method shown in FIG.
After forming the T-shaped gate electrode 27 made of Au film,
As shown in FIG. 5C, a source electrode 28 and a drain electrode 29 are formed, and an HJFET as a semiconductor device is manufactured.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したリ
セス25とゲート電極27をセルフアラインで形成す
る、図5と共に説明した従来の半導体装置の製造方法で
は、GaAs層23を等方的にエッチングし、SiO2
膜マスク30に対してサイドエッチングを生じさせてい
るため、ゲート電極端とリセス端との距離(Lgr)の
制御性が悪いという問題点がある。
However, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device described with reference to FIG. 5 in which the recess 25 and the gate electrode 27 are formed by self-alignment, the GaAs layer 23 is isotropically etched. , SiO 2
Since side etching is caused on the film mask 30, there is a problem that the controllability of the distance (Lgr) between the gate electrode end and the recess end is poor.

【0014】つまり、GaAs層23のエッチングの際
におけるエッチングレートのウェハー間ばらつきやウェ
ハー面内ばらつきが、そのままLgrのばらつきになっ
てしまう。Lgrの制御性が悪い場合、Lgrが所望よ
りも小さい時にはゲート・ドレイン間の耐圧が低下する
問題が生じ、一方、Lgrが所望よりも大きいときには
ゲート・ソース間の容量(Cgs)が大きくなり、高周
波特性が劣化する問題が生じる。
That is, the variation between the wafers and the variation in the wafer surface of the etching rate at the time of etching the GaAs layer 23 becomes the variation of Lgr as it is. When the controllability of Lgr is poor, when Lgr is smaller than desired, there arises a problem that the breakdown voltage between the gate and the drain is reduced. On the other hand, when Lgr is larger than desired, the capacitance (Cgs) between the gate and the source is increased, There is a problem that the high frequency characteristics deteriorate.

【0015】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
リセスとゲート電極をセルフアラインで形成する場合
に、ゲート電極端とリセス端との距離を制御よく製造し
得る半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of manufacturing a distance between a gate electrode end and a recess end with good control when the recess and the gate electrode are formed in a self-aligned manner.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、半導体基板上にエッチングストッパ層及び
半導体層を順次に積層する第1の工程と、半導体層上に
開口部が形成された絶縁膜を形成する第2の工程と、絶
縁膜をマスクとしてエッチングストッパ層に対して選択
的に、かつ、異方的に半導体層をエッチングする第3の
工程と、絶縁膜をマスクとしてエッチングストッパ層に
対して選択的に、かつ、等方的に半導体層をエッチング
して所望のサイドエッチングを生じさせる第4の工程
と、絶縁膜を位置決め用マスクとしてゲート電極を形成
する第5の工程とを含むようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a first step of sequentially laminating an etching stopper layer and a semiconductor layer on a semiconductor substrate, and forming an opening on the semiconductor layer. A second step of forming the formed insulating film, a third step of selectively and anisotropically etching the semiconductor layer with respect to the etching stopper layer using the insulating film as a mask, and etching using the insulating film as a mask. Fourth step of etching the semiconductor layer selectively and isotropically with respect to the stopper layer to cause desired side etching, and fifth step of forming a gate electrode using the insulating film as a positioning mask Is included.

【0017】また、本発明は、上記の第3の工程と第4
の工程の間に、第3の工程で半導体層の側壁に付着した
付着物を除去する工程を設けてもよく、あるいは、更に
上記の第4の工程の後に半導体層の側壁に側壁絶縁膜を
形成する工程を負荷してもよい。
Further, the present invention provides the above-mentioned third step and fourth step.
A step of removing adhering substances adhered to the side wall of the semiconductor layer in the third step may be provided between the steps, or a side wall insulating film may be formed on the side wall of the semiconductor layer after the fourth step. The forming step may be loaded.

【0018】ここで、付着物を除去する工程では、プラ
ズマ放電を発生する装置にて水素ガスを用いて全面にプ
ラズマ照射を行うか、又はプラズマ放電を発生する装置
にて少なくともフッ素を含むガスを用いて全面にプラズ
マ照射を行う。
Here, in the step of removing the deposits, the entire surface is irradiated with plasma using a hydrogen gas in an apparatus for generating plasma discharge, or a gas containing at least fluorine is used in an apparatus for generating plasma discharge. Plasma irradiation is performed on the entire surface of the substrate.

【0019】また、半導体基板は化合物半導体基板であ
り、異方的エッチングは、エッチングストッパ層の構成
材料と半導体層の構成材料との選択比が100以上が実
現でき、かつ、異方的に半導体層をエッチングできる条
件で行い、等方的エッチングは、エッチングストッパ層
の構成材料と半導体層の構成材料との選択比が100以
上が実現でき、かつ、等方的に半導体層をエッチングで
きる条件で行う。
Further, the semiconductor substrate is a compound semiconductor substrate. In the anisotropic etching, the selectivity between the constituent material of the etching stopper layer and the constituent material of the semiconductor layer can be realized to be 100 or more. The isotropic etching is performed under the condition that the layer can be etched, and the isotropic etching is performed under the condition that the selectivity between the constituent material of the etching stopper layer and the constituent material of the semiconductor layer can be 100 or more and the semiconductor layer can be isotropically etched. Do.

【0020】本発明では、上記の開口部が形成された絶
縁膜をゲート電極の位置を決定するマスクとして用い、
またこのマスクを用いてエッチングストッパ層に対して
選択的に、かつ、異方的に半導体キャップ層をドライエ
ッチングした後、エッチングストッパ層に対して選択的
に、かつ、等方的に半導体キャップ層をドライエッチン
グして、所望のサイドエッチングを生じさせるようにし
たため、最初から等方的エッチングを行ってサイドエッ
チングを生じさせる場合よりも、半導体層の等方的エッ
チングを行う時間を短縮できるため、サイドエッチング
量のばらつきを低減できる。
In the present invention, the insulating film having the above-described opening is used as a mask for determining the position of the gate electrode,
After selectively etching the semiconductor cap layer selectively and anisotropically with respect to the etching stopper layer using this mask, the semiconductor cap layer is selectively and isotropically etched with respect to the etching stopper layer. Is dry-etched to produce the desired side etching, so that the time for performing the isotropic etching of the semiconductor layer can be reduced as compared with the case where the isotropic etching is performed from the beginning to cause the side etching. Variation in side etching amount can be reduced.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面と共に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0022】(第1の実施の形態)図1は本発明になる
半導体装置の製造方法の第1の実施の形態の工程順の装
置断面図を示す。まず、図1(a)に示すように、半導
体基板1上に、エッチングストッパ層2、半導体キャッ
プ層3を順次エピタキシャル成長させる。次に、半導体
キャップ層3上に開口部を有する絶縁膜4を形成した
後、図1(a)に示すように、この絶縁膜4をマスクと
してエッチングストッパ層2に対して選択的に、かつ、
異方的に、半導体キャップ層3をドライエッチングす
る。
(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view of a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in the order of steps. First, as shown in FIG. 1A, an etching stopper layer 2 and a semiconductor cap layer 3 are sequentially epitaxially grown on a semiconductor substrate 1. Next, after an insulating film 4 having an opening is formed on the semiconductor cap layer 3, as shown in FIG. 1A, the insulating film 4 is used as a mask and selectively with respect to the etching stopper layer 2 and ,
The semiconductor cap layer 3 is dry-etched anisotropically.

【0023】引き続いて、エッチングストッパ層2に対
して選択的に、かつ、等方的に、半導体キャップ層3を
ドライエッチングし、図1(b)に示すように、所望の
サイドエッチングを生じさせ、リセス6を形成する。
Subsequently, the semiconductor cap layer 3 is dry-etched selectively and isotropically with respect to the etching stopper layer 2 to produce desired side etching as shown in FIG. , A recess 6 is formed.

【0024】次に、図1(c)に示すように、絶縁膜開
口部にゲート電極7を形成し、その後図1(d)に示す
ように、オーミック性を有するソース電極8、ドレイン
電極9を形成して、半導体装置を製造する。
Next, as shown in FIG. 1C, a gate electrode 7 is formed in the opening of the insulating film, and thereafter, as shown in FIG. 1D, a source electrode 8 and a drain electrode 9 having ohmic properties. Is formed to manufacture a semiconductor device.

【0025】このように、この実施の形態では、ゲート
電極7の位置を決定する絶縁膜4によるマスクを用い
て、エッチングストッパ層2に対して選択的に、かつ、
異方的に、半導体キャップ層3をドライエッチングした
後、エッチングストッパ層2に対して選択的に、かつ、
等方的に、半導体キャップ層3をドライエッチングし
て、所望のサイドエッチングを生じさせるようにしたた
め、ゲート電極端とリセス端との距離を制御性良く製造
できる。
As described above, in this embodiment, using the mask of the insulating film 4 for determining the position of the gate electrode 7, the etching stopper layer 2 can be selectively formed.
Anisotropically, after dry etching the semiconductor cap layer 3, selectively with respect to the etching stopper layer 2, and
Since the desired side etching is caused by dry-etching the semiconductor cap layer 3 isotropically, the distance between the gate electrode end and the recess end can be manufactured with good controllability.

【0026】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施形態について図面を参照して説明する。図2は本
発明になる半導体装置の製造方法の第2の実施の形態の
工程順の装置断面図を示す。まず、図2(a)に示すよ
うに、半導体基板1上に、エッチングストッパ層2、半
導体キャップ層3を順次エピタキシャル成長させる。次
に、半導体キャップ層3上に開口部を有する絶縁膜4を
形成した後、図2(a)に示すように、この絶縁膜4を
マスクとしてエッチングストッパ層2に対して選択的
に、かつ、異方的に、半導体キャップ層3をドライエッ
チングする。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps. First, as shown in FIG. 2A, an etching stopper layer 2 and a semiconductor cap layer 3 are sequentially epitaxially grown on a semiconductor substrate 1. Next, after an insulating film 4 having an opening is formed on the semiconductor cap layer 3, as shown in FIG. 2A, the insulating film 4 is used as a mask and selectively with respect to the etching stopper layer 2, and Anisotropically, the semiconductor cap layer 3 is dry-etched.

【0027】その後、図2(b)に示すように、半導体
キャップ層3の側壁に付着したデポジット、すなわち側
壁デポ物5を公知の方法で除去する。引き続いて、図2
(c)に示すように、エッチングストッパ層2に対して
選択的に、かつ、等方的に、半導体キャップ層3をドラ
イエッチングし、所望のサイドエッチングを生じさせ
て、リセス6を形成する。
After that, as shown in FIG. 2B, the deposit attached to the side wall of the semiconductor cap layer 3, that is, the side wall deposit 5 is removed by a known method. Subsequently, FIG.
As shown in (c), the semiconductor cap layer 3 is dry-etched selectively and isotropically with respect to the etching stopper layer 2 to cause desired side etching to form a recess 6.

【0028】次に、図2(d)に示すように、ショット
キー性を有するゲート電極7を形成した後、図2(e)
に示すように、オーミック性を有するソース電極8、ド
レイン電極9を形成して、半導体装置を製造する。この
実施の形態も第1の実施の形態と同様に、ゲート電極端
とリセス端との距離を制御性良く製造できる。また、側
壁デポ物5を除去してから、等方性エッチングを行うた
め、等方性エッチング時では、サイドエッチングがエッ
チング開始と同時に始まり、サイドエッチングがエッチ
ング開始と同時に始まり、サイドエッチングの開始遅れ
がない。このため、サイドエッチング量の制御性が第1
の実施の形態よりも向上する。
Next, as shown in FIG. 2D, after a gate electrode 7 having a Schottky property is formed, FIG.
As shown in (1), a source electrode 8 and a drain electrode 9 having ohmic properties are formed to manufacture a semiconductor device. In this embodiment, similarly to the first embodiment, the distance between the gate electrode end and the recess end can be manufactured with good controllability. Further, since the isotropic etching is performed after removing the side wall deposit 5, the side etching starts at the same time as the etching starts, the side etching starts at the same time as the etching starts, and the start of the side etching is delayed. There is no. Therefore, the controllability of the side etching amount is the first.
It is improved as compared with the embodiment.

【0029】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施形態について図面を参照して説明する。図3は本
発明になる半導体装置の製造方法の第3の実施の形態の
工程順の装置断面図を示す。まず、図3(a)に示すよ
うに、半導体基板1上に、エッチングストッパ層2、半
導体キャップ層3を順次エピタキシャル成長させる。次
に、半導体キャップ層3上に開口部を有する絶縁膜4を
形成した後、図3(a)に示すように、この絶縁膜4を
マスクとしてエッチングストッパ層2に対して選択的
に、かつ、異方的に、半導体キャップ層3をドライエッ
チングする。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a sectional view of a device in a manufacturing order according to a third embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. First, as shown in FIG. 3A, an etching stopper layer 2 and a semiconductor cap layer 3 are sequentially epitaxially grown on a semiconductor substrate 1. Next, after an insulating film 4 having an opening is formed on the semiconductor cap layer 3, as shown in FIG. 3A, the insulating film 4 is used as a mask and selectively with respect to the etching stopper layer 2, and Anisotropically, the semiconductor cap layer 3 is dry-etched.

【0030】その後、図3(b)に示すように、半導体
キャップ層3の側壁に付着した側壁デポ物5を公知の方
法で除去する。引き続いて、図3(c)に示すように、
エッチングストッパ層2に対して選択的に、かつ、等方
的に、半導体キャップ層3をドライエッチングし、所望
のサイドエッチングを生じさせて、リセス6を形成す
る。以上の工程は、第2の実施の形態と同様である。
Thereafter, as shown in FIG. 3B, the sidewall deposits 5 attached to the sidewalls of the semiconductor cap layer 3 are removed by a known method. Subsequently, as shown in FIG.
The semiconductor cap layer 3 is dry-etched selectively and isotropically with respect to the etching stopper layer 2 to cause desired side etching to form a recess 6. The above steps are the same as in the second embodiment.

【0031】次に、図3(d)に示すように、半導体キ
ャップ層3の側壁に側壁酸化膜10を形成する。その
後、は第1及び第2の実施の形態と同様に、図3(e)
に示すようにショットキー性を有するゲート電極7を形
成し、同図(f)に示すようにオーミック性を有するソ
ース電極8、ドレイン電極9を形成して、半導体装置を
製造する。
Next, as shown in FIG. 3D, a sidewall oxide film 10 is formed on the sidewall of the semiconductor cap layer 3. Thereafter, as in the first and second embodiments, FIG.
A gate electrode 7 having a Schottky property is formed as shown in FIG. 3A, and a source electrode 8 and a drain electrode 9 having an ohmic property are formed as shown in FIG.

【0032】この第3の実施の形態では、側壁酸化膜1
0を形成することで、半導体キャップ層3のサイドエッ
チ領域を保護するようにしているので、ゲート電極7の
埋め込み性が向上し、ゲート電極7内にボイドが生じ
ず、安定した形状のゲート電極7を形成できる。
In the third embodiment, the side wall oxide film 1
By forming 0, the side-etch region of the semiconductor cap layer 3 is protected, so that the burying property of the gate electrode 7 is improved, voids are not generated in the gate electrode 7, and the gate electrode 7 has a stable shape. 7 can be formed.

【0033】[0033]

【実施例】次に、本発明になる半導体装置の製造方法の
各実施例について図面を参照して説明する。
Next, embodiments of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0034】(第1実施例)本発明の第1実施例は、図
1に示した第1の実施の形態の実施例であり、図1と共
に説明する。まず、図1(a)に示すように、半導体基
板1として半絶縁性GaAs基板を用い、その上に、分
子線結晶成長(MBE)法または有機金属熱分解による
気相成長(MOCVD)法を用いて、エッチングストッ
パ層2としてAl0.2Ga0.8As層、半導体キャップ層
3としてGaAs層を順次エピタキシャル成長させる。
Al0.2Ga0.8As層の膜厚は120nm、不純物濃度
は2×1017cm-3であり、GaAs層の膜厚は200
nm、不純物濃度は5×1017cm-3である。
(First Example) A first example of the present invention is an example of the first embodiment shown in FIG. 1 and will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1 (a), a semi-insulating GaAs substrate is used as a semiconductor substrate 1, and a molecular beam crystal growth (MBE) method or a vapor phase growth (MOCVD) method using organometallic thermal decomposition is performed thereon. An Al 0.2 Ga 0.8 As layer as the etching stopper layer 2 and a GaAs layer as the semiconductor cap layer 3 are sequentially epitaxially grown.
The thickness of the Al 0.2 Ga 0.8 As layer is 120 nm, the impurity concentration is 2 × 10 17 cm −3 , and the thickness of the GaAs layer is 200
nm, and the impurity concentration is 5 × 10 17 cm −3 .

【0035】次に、半導体キャップ層3であるGaAs
層上に、SiO2からなる厚さ300nmの絶縁膜4を
成長させ、リソグラフィー技術を用いてフォトレジスト
膜パターンを形成後、反応性イオンエッチング(RI
E)装置にて、四フッ化炭素(CF4)とフルオロハイ
ドロカーボン(CHF3)とアルゴン(Ar)の混合ガ
スを用いたドライエッチングによりゲート開口部11を
形成する。その後、フォトレジスト膜を除去する。
Next, the semiconductor cap layer 3 of GaAs
A 300 nm thick insulating film 4 made of SiO 2 is grown on the layer, a photoresist film pattern is formed using lithography technology, and then reactive ion etching (RI) is performed.
E) Using a device, the gate opening 11 is formed by dry etching using a mixed gas of carbon tetrafluoride (CF 4 ), fluorohydrocarbon (CHF 3 ), and argon (Ar). After that, the photoresist film is removed.

【0036】次に、誘電結合プラズマ(ICP)エッチ
ング装置にて、SiCl4とSF6と窒素(N2)ガスの
混合ガスを4:2:1の流量比で、圧力1Pa、プラズ
マソースパワー200W(13.56MHz)、RFバ
イアスパワー5W(13.56MHz)の条件にて、図
1(a)に示すようにゲート開口部11を有する絶縁膜
4をマスクとして、エッチングストッパ層2であるAl
0.2Ga0.8As層に対して選択的に、かつ、異方的に、
半導体キャップ層3であるGaAs層をドライエッチン
グする。
Next, a dielectric coupled plasma (ICP) etching device, SiCl 4 and SF 6 and nitrogen (N 2) 4 mixed gas of the gas: 2: 1 at flow rate, pressure 1 Pa, the plasma source power 200W (13.56 MHz) and an RF bias power of 5 W (13.56 MHz), using the insulating film 4 having the gate opening 11 as a mask as shown in FIG.
Selectively and anisotropically with respect to the 0.2 Ga 0.8 As layer,
The GaAs layer serving as the semiconductor cap layer 3 is dry-etched.

【0037】ここで、GaAs層の側面に側壁デポ物5
が付着することにより、異方性形状が得られる。上記ガ
スを用いた場合、側壁デポ物5は主にSi化合物(Si
Clx、SiClxyなど)である。なお、エッチング
条件としては、GaAsとAlGaAsの選択比が10
0以上が実現でき、かつ、異方的にエッチングできるも
のであれば上記以外の条件でも構わない。例えば、IC
P、電子サイクロトロン共鳴(ECR)エッチング装置
やRIE装置などにて、珪素とフッ素を含むハロゲンか
らなるガスを用いれば実現は可能であり、具体的にはS
iCl4+SF6、SiCl4+三フッ化窒素(NF3)、
SiCl4+SiF4、SiBr4+SF6ガスなどであ
る。
Here, the side wall deposit 5 is formed on the side surface of the GaAs layer.
Adheres to form an anisotropic shape. When the above-mentioned gas is used, the side wall deposit 5 is mainly made of a Si compound (Si
Cl x , SiCl x O y, etc.). The etching condition is such that the selectivity between GaAs and AlGaAs is 10
Conditions other than the above may be used as long as 0 or more can be realized and anisotropic etching can be performed. For example, IC
P can be realized with an electron cyclotron resonance (ECR) etching apparatus or an RIE apparatus by using a gas composed of silicon and a halogen containing fluorine.
iCl 4 + SF 6 , SiCl 4 + nitrogen trifluoride (NF 3 ),
SiCl 4 + SiF 4 , SiBr 4 + SF 6 gas and the like.

【0038】その後、同一チャンバーにて引き続いて、
BCl3とSF6ガスの混合ガスを3:1の流量比で圧力
2Pa、プラズマソースパワー200W、RFバイアス
パワー0Wの条件にて、エッチングストッパ層2である
Al0.2Ga0.8As層に対して選択的にかつ、等方的
に、半導体キャップ層3であるGaAs層をドライエッ
チングし、図1(b)に示すように、ゲート開口に対し
て片側0.01μmのサイドエッチングを生じさせる。
なお、エッチング条件としては、GaAsとAlGaA
sの選択比が100以上が実現でき、かつ、等方的にエ
ッチングできるものであれば上記以外の条件でも構わな
い。
Thereafter, in the same chamber,
A mixed gas of BCl 3 and SF 6 gas is selected at a flow ratio of 3: 1 under the conditions of a pressure of 2 Pa, a plasma source power of 200 W, and an RF bias power of 0 W with respect to the Al 0.2 Ga 0.8 As layer as the etching stopper layer 2. The GaAs layer serving as the semiconductor cap layer 3 is dry-etched in a uniform and isotropic manner, and as shown in FIG. 1B, a side opening of 0.01 μm on one side of the gate opening is caused.
The etching conditions were GaAs and AlGaAs.
Conditions other than those described above may be used as long as a selection ratio of s of 100 or more can be realized and isotropic etching can be performed.

【0039】その後、25℃の塩酸水溶液(HClとH
2Oの比率を1:1)にてディップして、エッチングス
トッパ表面に付着したフッ化アルミニウム(AlF3
を除去して、清浄なAlGaAs面を露出した後、WS
i、TiN、Pt、Au膜をそれぞれ100nm、15
0nm、15nm、400nmの厚さで順次成膜した
後、リソグラフィー技術とドライエッチング技術を用い
て、図1(c)に示すように、ゲート開口部にT型形状
のショットキー性ゲート電極7を形成する。
Thereafter, an aqueous hydrochloric acid solution (HCl and H
Aluminum fluoride (AlF 3 ) adhered to the surface of the etching stopper by dipping at a 2 O ratio of 1: 1)
Is removed to expose a clean AlGaAs surface.
i, TiN, Pt, and Au films are 100 nm, 15
After sequentially forming a film having a thickness of 0 nm, 15 nm, and 400 nm, a T-shaped Schottky gate electrode 7 is formed in the gate opening using a lithography technique and a dry etching technique, as shown in FIG. Form.

【0040】続いて、図1(d)に示すように、オーミ
ック性電極を形成するために、フォトレジスト膜をマス
クとして絶縁膜4にバッファドフッ酸を用いて開口を設
け、蒸着、リフトオフ、その後のアロイ処理により、A
uGeNiからなるソース電極8、ドレイン電極9を形
成して、半導体装置を製造する。
Subsequently, as shown in FIG. 1D, in order to form an ohmic electrode, an opening is formed in the insulating film 4 using buffered hydrofluoric acid using a photoresist film as a mask, and evaporation, lift-off, and By alloy processing, A
A semiconductor device is manufactured by forming a source electrode 8 and a drain electrode 9 made of uGeNi.

【0041】GaAsドライエッチング時において、ウ
ェハー面内のエッチングレートのばらつきが±5%(上
記BCl3とSF6ガスでのエッチングレートは260±
13nm/minであった)の場合、従来の製造方法で
は、エッチング時間(1分10秒)すべてが等方的エッ
チングであったため、サイドエッチング量のウェハー面
内ばらつきは0.04μmであった。これに対し、本実
施例では、等方的エッチングを行う時間が短縮され(2
5秒)、サイドエッチング量のウェハー面内ばらつきは
0.02μmであり、Lgrの制御性が向上したことが
確かめられた。
During GaAs dry etching, the variation in the etching rate within the wafer surface is ± 5% (the etching rate with the above-mentioned BCl 3 and SF 6 gases is 260 ± 5%).
In the case of the conventional manufacturing method, since the entire etching time (1 minute and 10 seconds) was isotropic etching, the variation in the amount of side etching in the wafer surface was 0.04 μm. On the other hand, in the present embodiment, the time for performing isotropic etching is reduced (2).
5 seconds), the variation of the side etching amount in the wafer surface was 0.02 μm, and it was confirmed that the controllability of Lgr was improved.

【0042】なお、本実施例では半導体キャップ層3の
エッチングマスクとしてSiO2膜マスクを用いたが、
フォトレジストを用いても構わない。また、本実施例で
は半導体キャップ層3としてGaAs層、エッチングス
トッパ層2としてAlGaAs層を用いたが、それぞれ
の役割を果たすものであればどのような化合物半導体
層、化合物の組成比、ドナー濃度を用いても構わない。
更に、本実施例では1段リセス形成時の例を述べたが、
2段以上のリセスを形成した場合にも本発明を適用でき
る。
In this embodiment, an SiO 2 film mask is used as an etching mask for the semiconductor cap layer 3.
A photoresist may be used. In this embodiment, a GaAs layer is used as the semiconductor cap layer 3 and an AlGaAs layer is used as the etching stopper layer 2. However, any compound semiconductor layer, compound composition ratio, and donor concentration may be used as long as they play their respective roles. You may use it.
Further, in this embodiment, an example in which a one-step recess is formed has been described.
The present invention can be applied to a case where two or more recesses are formed.

【0043】(第2実施例)次に、本発明の第2実施例
ついて図面を参照して説明する。この第2実施例は、図
2に示した第2の実施の形態の実施例であり、図2と共
に説明する。まず、図2(a)に示すように、第1実施
例と同様にして形成した半導体キャップ層3であるGa
As層上に絶縁膜4によるマスクを形成し、SiCl4
とSF6とN2ガスの混合ガスを用いて、エッチングスト
ッパ層2であるAl0.2Ga0.8As層に対して選択的
に、かつ、異方的に、半導体キャップ層3であるGaA
s層をドライエッチングする。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This second example is an example of the second embodiment shown in FIG. 2 and will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, Ga which is a semiconductor cap layer 3 formed in the same manner as in the first embodiment is used.
A mask made of the insulating film 4 is formed on the As layer, and SiCl 4
GaAs as the semiconductor cap layer 3 selectively and anisotropically with respect to the Al 0.2 Ga 0.8 As layer as the etching stopper layer 2 by using a mixed gas of SF 6 and SF 6 and N 2 gas.
The s layer is dry etched.

【0044】引き続き同一チャンバーにて、H2ガス2
0sccm、圧力1.5Pa、プラズマソースパワー1
00W、RFバイアスパワー0wの条件にて、ウェハー
に水素ラジカル照射し、図2(b)に示すように側壁デ
ポ物5を除去する。この工程では、H*の作用により表
面や側壁に付着したSi化合物(SiClx、SiClx
yなど)が還元され、SiH4の形で揮発除去され、側
壁デポ物5が除去される。
Subsequently, in the same chamber, H 2 gas 2
0 sccm, pressure 1.5 Pa, plasma source power 1
Under the conditions of 00 W and RF bias power of 0 w, the wafer is irradiated with hydrogen radicals to remove the side wall deposit 5 as shown in FIG. In this step, Si compounds (SiCl x , SiCl x ) adhered to the surface or the side wall by the action of H *
Oy ) is reduced, volatilized and removed in the form of SiH 4 , and the sidewall deposit 5 is removed.

【0045】続いて、同一チャンバーにて引き続いて、
BCl3とSF6ガスの混合ガスにて、エッチングストッ
パ層2であるAl0.2Ga0.8As層に対して選択的にか
つ、等方的に、半導体キャップ層3であるGaAs層を
ドライエッチングし、片側0.01μmのサイドエッチ
ングを生じさせる。その後は第1実施例と同様にして、
図2(d)に示すようにショットキー性を有するゲート
電極7を形成した後、同図(e)に示すように、オーミ
ック性を有するソース電極8、ドレイン電極9を形成し
て、半導体装置が製造される。
Subsequently, in the same chamber,
The GaAs layer serving as the semiconductor cap layer 3 is dry-etched selectively and isotropic with respect to the Al 0.2 Ga 0.8 As layer serving as the etching stopper layer 2 by using a mixed gas of BCl 3 and SF 6 gas, A side etching of 0.01 μm on one side is caused. After that, as in the first embodiment,
After a gate electrode 7 having a Schottky property is formed as shown in FIG. 2D, a source electrode 8 and a drain electrode 9 having an ohmic property are formed as shown in FIG. Is manufactured.

【0046】この第2実施例では、側壁デポ物5の除去
として水素ガスを用いたが、その他のガスとしてFを含
むガス、例えば、SF6やNF3ガスでも構わない。この
ガスでは、F* の作用により表面や側壁に付着したSi
化合物(SiClx、SiClxyなど)がSiF4の形
で揮発除去される。この反応は、各化合物の1atmで
の沸点が示すように、SiCl4(沸点:57.6℃)
よりもSiF4(−86℃)の方が揮発性が高いという
性質を利用している。また、AlGaAs層上にはAl
3が形成されているため、Fを含有するガスではAl
GaAs層は全くエッチングされない。
In the second embodiment, the removal of the side wall deposit 5 is performed.
Used hydrogen as the gas, but contained F as the other gas.
Gas, for example, SF6And NFThreeIt can be gas. this
For gas, F* Adhered to the surface and side walls by the action of
Compound (SiClx, SiClxOyEtc.) is SiFFourForm of
Is volatilized and removed. This reaction is performed at 1 atm of each compound.
As shown by the boiling point ofFour(Boiling point: 57.6 ° C)
Than SiFFour(-86 ° C) is more volatile
Utilizing the nature. Also, on the AlGaAs layer, Al
FThreeAre formed, the gas containing F contains Al
The GaAs layer is not etched at all.

【0047】(第3実施例)次に、本発明の第3実施例
ついて図面を参照して説明する。この第3実施例は、図
3に示した第3の実施の形態の実施例であり、図3と共
に説明する。まず、図3(a)に示すように、第1及び
第2実施例と同様にして形成した半導体キャップ層3で
あるGaAs層上に絶縁膜4によるマスクを形成し、S
iCl4とSF6とN2ガスの混合ガスを用いて、エッチ
ングストッパ層2であるAl0.2Ga0 .8As層に対して
選択的に、かつ、異方的に、半導体キャップ層3である
GaAs層をドライエッチングする。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This third example is an example of the third embodiment shown in FIG. 3, and will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3A, a mask made of an insulating film 4 is formed on a GaAs layer which is a semiconductor cap layer 3 formed in the same manner as in the first and second embodiments.
using LiCl 4 and SF 6 and N 2 gas mixed gas, selective to Al 0.2 Ga 0 .8 As layers are etching stopper layer 2, and, anisotropically, it is a semiconductor capping layer 3 The GaAs layer is dry-etched.

【0048】引き続き同一チャンバーにて、図3(b)
に示すように側壁デポ物5を除去した後、BCl3とS
6ガスの混合ガスにて、エッチングストッパ層2であ
るAl0.2Ga0.8As層に対して選択的に、かつ、等方
的に、半導体キャップ層3であるGaAs層をドライエ
ッチングし、図3(c)に示すように片側0.01μm
のサイドエッチングを生じさせる。
Subsequently, in the same chamber, as shown in FIG.
After removal of the side wall deposits 5 as shown in, BCl 3 and S
The GaAs layer serving as the semiconductor cap layer 3 is dry-etched selectively and isotropic with respect to the Al 0.2 Ga 0.8 As layer serving as the etching stopper layer 2 by using a mixed gas of F 6 gas, and FIG. 0.01 μm on one side as shown in (c)
Side etching occurs.

【0049】そして、全面に酸化膜を成膜した後、SF
6ガスを用いたドライエッチングにて全面をエッチバッ
クして、図3ゅしょに示すように、絶縁膜4によるマス
クと半導体キャップ層3であるGaAs層の側面に側壁
酸化膜10を形成する。
After an oxide film is formed on the entire surface, SF
The entire surface is etched back by dry etching using 6 gases, and as shown in FIG. 3, a sidewall oxide film 10 is formed on a side surface of the GaAs layer which is a mask of the insulating film 4 and the semiconductor cap layer 3.

【0050】その後は第1及び第2実施例と同様にし
て、図3(e)に示すようにショットキー性を有するゲ
ート電極7を形成し、同図(f)に示すようにオーミッ
ク性を有するソース電極8、ドレイン電極9を形成し
て、半導体装置が製造される。
Thereafter, in the same manner as in the first and second embodiments, a gate electrode 7 having a Schottky property is formed as shown in FIG. 3E, and an ohmic property is formed as shown in FIG. The semiconductor device is manufactured by forming the source electrode 8 and the drain electrode 9 having the same.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ゲート電極の位置を決定するマスクを用いて、エッチン
グストッパ層に対して選択的に、かつ、異方的に半導体
キャップ層をドライエッチングした後、エッチングスト
ッパ層に対して選択的に、かつ、等方的に半導体キャッ
プ層をドライエッチングして、所望のサイドエッチング
を生じさせるため、リセスとゲート電極をセルフアライ
ンで形成する際、ゲート電極端とリセス端との距離を制
御良く製造できる。
As described above, according to the present invention,
After the semiconductor cap layer is dry-etched anisotropically and anisotropically with the use of a mask for determining the position of the gate electrode, and selectively anisotropically with respect to the etching stopper layer. Since the semiconductor cap layer is dry-etched to cause desired side etching, the distance between the gate electrode end and the recess end can be controlled and manufactured when the recess and the gate electrode are formed in a self-aligned manner.

【0052】すなわち、本発明によれば、最初から等方
的エッチングを行ってサイドエッチングを生じさせる場
合よりも、等方的エッチング時間を短縮でき、サイドエ
ッチング量の制御性が向上する。これにより、ゲート電
極端とリセス端との距離の制御性を向上でき、設計通り
の特性のFETを歩留り良く製造できる。
That is, according to the present invention, the isotropic etching time can be reduced and the controllability of the side etching amount can be improved as compared with the case where isotropic etching is performed from the beginning to cause side etching. As a result, the controllability of the distance between the gate electrode end and the recess end can be improved, and an FET having designed characteristics can be manufactured with a high yield.

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

【図1】本発明になる半導体装置の製造方法の第1の実
施の形態を説明するための、工程順に示す装置断面図で
ある。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in the order of steps;

【図2】本発明になる半導体装置の製造方法の第2の実
施の形態を説明するための、工程順に示す装置断面図で
ある。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention in the order of steps, illustrating the method.

【図3】本発明になる半導体装置の製造方法の第3の実
施の形態を説明するための、工程順に示す装置断面図で
ある。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention in the order of steps;

【図4】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明する
ための、工程順に示す装置断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a device for illustrating an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, which is shown in the order of steps.

【図5】従来の半導体装置の製造方法の他の例を説明す
るための、工程順に示す装置断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a device in order of process for explaining another example of a conventional method of manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板(GaAs基板) 2 エッチングストッパ層(AlGaAs層) 3 半導体キャップ層(GaAs層) 4 絶縁膜(SiO2) 5 側壁デポ物 6 リセス 7 ゲート電極 8 ソース電極 9 ドレイン電極 10 側壁酸化膜Reference Signs List 1 semiconductor substrate (GaAs substrate) 2 etching stopper layer (AlGaAs layer) 3 semiconductor cap layer (GaAs layer) 4 insulating film (SiO 2 ) 5 sidewall deposit 6 recess 7 gate electrode 8 source electrode 9 drain electrode 10 sidewall oxide film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にエッチングストッパ層及
び半導体層を順次に積層する第1の工程と、 前記半導体層上に開口部が形成された絶縁膜を形成する
第2の工程と、 前記絶縁膜をマスクとして前記エッチングストッパ層に
対して選択的に、かつ、異方的に前記半導体層をエッチ
ングする第3の工程と、 前記絶縁膜をマスクとして前記エッチングストッパ層に
対して選択的に、かつ、等方的に前記半導体層をエッチ
ングして所望のサイドエッチングを生じさせる第4の工
程と、 前記絶縁膜を位置決め用マスクとしてゲート電極を形成
する第5の工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
A first step of sequentially laminating an etching stopper layer and a semiconductor layer on a semiconductor substrate; a second step of forming an insulating film having an opening formed on the semiconductor layer; A third step of etching the semiconductor layer anisotropically and selectively with respect to the etching stopper layer using a film as a mask, and selectively with respect to the etching stopper layer using the insulating film as a mask; And a fourth step of isotropically etching the semiconductor layer to produce a desired side etching; and a fifth step of forming a gate electrode using the insulating film as a positioning mask. Semiconductor device manufacturing method.
【請求項2】 半導体基板上にエッチングストッパ層及
び半導体層を順次に積層する第1の工程と、 前記半導体層上に開口部が形成された絶縁膜を形成する
第2の工程と、 前記絶縁膜をマスクとして前記エッチングストッパ層に
対して選択的に、かつ、異方的に前記半導体層をエッチ
ングする第3の工程と、 前記第3の工程で前記半導体層の側壁に付着した付着物
を除去する第4の工程と、 前記絶縁膜をマスクとして前記エッチングストッパ層に
対して選択的に、かつ、等方的に前記半導体層をエッチ
ングして所望のサイドエッチングを生じさせる第5の工
程と、 前記絶縁膜を位置決め用マスクとしてゲート電極を形成
する第6の工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
A first step of sequentially laminating an etching stopper layer and a semiconductor layer on a semiconductor substrate; a second step of forming an insulating film having an opening formed on the semiconductor layer; A third step of etching the semiconductor layer selectively and anisotropically with respect to the etching stopper layer using a film as a mask, and removing a deposit attached to a sidewall of the semiconductor layer in the third step. A fourth step of removing, and a fifth step of selectively and isotropically etching the semiconductor layer using the insulating film as a mask with respect to the etching stopper layer to cause desired side etching. Forming a gate electrode using the insulating film as a positioning mask.
【請求項3】 半導体基板上にエッチングストッパ層及
び半導体層を順次に積層する第1の工程と、 前記半導体層上に開口部が形成された絶縁膜を形成する
第2の工程と、 前記絶縁膜をマスクとして前記エッチングストッパ層に
対して選択的に、かつ、異方的に前記半導体層をエッチ
ングする第3の工程と、 前記第3の工程で前記半導体層の側壁に付着した付着物
を除去する第4の工程と、 前記絶縁膜をマスクとして前記エッチングストッパ層に
対して選択的に、かつ、等方的に前記半導体層をエッチ
ングして所望のサイドエッチングを生じさせる第5の工
程と、 前記半導体層の側壁に側壁絶縁膜を形成する第6の工程
と、 前記絶縁膜を位置決め用マスクとしてゲート電極を形成
する第7の工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
A first step of sequentially stacking an etching stopper layer and a semiconductor layer on a semiconductor substrate; a second step of forming an insulating film having an opening formed on the semiconductor layer; A third step of etching the semiconductor layer selectively and anisotropically with respect to the etching stopper layer using a film as a mask, and removing a deposit attached to a sidewall of the semiconductor layer in the third step. A fourth step of removing, and a fifth step of selectively and isotropically etching the semiconductor layer using the insulating film as a mask with respect to the etching stopper layer to cause desired side etching. A sixth step of forming a side wall insulating film on a side wall of the semiconductor layer; and a seventh step of forming a gate electrode using the insulating film as a positioning mask. Method.
【請求項4】 前記付着物を除去する工程では、プラズ
マ放電を発生する装置にて水素ガスを用いて全面にプラ
ズマ照射を行うことを特徴とする請求項2又は3記載の
半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein, in the step of removing the deposits, the entire surface is irradiated with plasma by using a hydrogen gas in a device for generating plasma discharge. .
【請求項5】 前記付着物を除去する工程では、プラズ
マ放電を発生する装置にて少なくともフッ素を含むガス
を用いて全面にプラズマ照射を行うことを特徴とする請
求項2又は3記載の半導体装置の製造方法。
5. The semiconductor device according to claim 2, wherein, in the step of removing the deposit, plasma irradiation is performed on the entire surface by using a gas containing at least fluorine in a device that generates plasma discharge. Manufacturing method.
【請求項6】 前記半導体基板は化合物半導体基板であ
り、前記異方的エッチングは、前記エッチングストッパ
層の構成材料と前記半導体層の構成材料との選択比が1
00以上が実現でき、かつ、異方的に前記半導体層をエ
ッチングできる条件で行い、前記等方的エッチングは、
前記エッチングストッパ層の構成材料と前記半導体層の
構成材料との選択比が100以上が実現でき、かつ、等
方的に前記半導体層をエッチングできる条件で行うこと
を特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の
半導体装置の製造方法。
6. The semiconductor substrate is a compound semiconductor substrate, and in the anisotropic etching, the selectivity between the constituent material of the etching stopper layer and the constituent material of the semiconductor layer is one.
00 or more can be realized, and performed under the condition that the semiconductor layer can be anisotropically etched.
4. The method according to claim 1, wherein a selective ratio of a constituent material of the etching stopper layer to a constituent material of the semiconductor layer is 100 or more, and the semiconductor layer is isotropically etched. 13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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