JPS58145158A - 電界効果トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

電界効果トランジスタ及びその製造方法

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JPS58145158A
JPS58145158A JP2674782A JP2674782A JPS58145158A JP S58145158 A JPS58145158 A JP S58145158A JP 2674782 A JP2674782 A JP 2674782A JP 2674782 A JP2674782 A JP 2674782A JP S58145158 A JPS58145158 A JP S58145158A
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JP
Japan
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film
gate
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thin film
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Pending
Application number
JP2674782A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoo Kamei
清雄 亀井
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58145158A publication Critical patent/JPS58145158A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術性#RJ この発明は、マイクロV鎖酸で良好な動作特性をもつ接
合形電界効果トランジスタ及びその製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
マイクロ波領域1で良好な動作をする電界効果トランジ
スタとして従来から化付物半導体、%にガリウム抽水(
GaAs )を用いたジョツキゲート型電界効果トラン
ジスタ(MEsFET)がもっばら用いられている。こ
の理由はいくつかの種類の化合物半導体がシリコン(s
l)!−較べて^らいキャリヤ移iII]度を期待でき
、茜周波高速化に通することにあり、またMESNET
の形成が比較的容易であることl−ある。
しかしMBsF・FiTはサージ等の過電圧に対して極
端C弱く、製造時及び檎々の回路に適用する場合C−帷
心のa、tを要している。この欠点は往々にして製造歩
留りを低下し、回路調整を繁雑にし、調説時間を増大さ
せる。又MBSFICTを含む回路を実用に供する場合
1−も過電圧による素子破壊の恐れが強く、保画回路素
子を併用する等してMFiSFETの破壊に対する防御
手段を施しているが、信頼性に対する不安は強い。
これに対1.pn接合′mt界効果トランジスタはサー
ジ等電気的ショック1″−は強いが、マイクロ波領域で
艮好な動作特性を得るためにはゲート長を1μm9下の
微細に加工する必懺がある。ε11で用いられて来た従
来構造を、化合物半纏体を用いた高周波高速用接合型ト
ランジスタ5二適用しようとすると、ゲート構造の微細
化に伴なうゲート抵抗の増大が著しく、マイクロ波領域
蓄二おいて良好゛な動作特性をボすトランジスタを得さ
せない。
〔!iも明の目的〕
この発明は上記の欠点を除去するもので、ゲート構造が
歇卸1でかつゲート領域寸法とゲート電極金網寸法を近
似させることC二よりゲート抵抗を減少させ、マイクロ
波領域でも良好な動作特性を4く丁ように改良さ第1た
接合型電界効果トランジスタとその製造方法を提供する
ものである。
〔@明の軌賛〕
即ちこの発明は、(1)一方導電型化合物半導体愼域の
一部六面Cニイオン注入法直二より形々y、された他方
導電型ダート領域を備え、この他力4電型ゲート領域は
イオンナ]込み面全面を被層するゲート電極を備え、且
つ一方導電型化合物半導体領域、上にソース及びドレイ
ン電極を具備し、で力る宵、界効朱トランジスタ、又は
(2)一方導を型化合物中導体領域表面に駒次第−と第
二の二ノ輪からなるマスク用薄膜を形成し、このマスク
用薄膜上1ニレジスト膜を形成後レジスト膜の一部を開
孔し、第二のマスク用薄膜をレジスト展開孔面とほぼ同
一寸法1:開孔(7、第二の薄膜開孔を通しより開孔面
を太6二して第一の薄膜を開孔すること11より一方4
電型半専体領域表向を亀山する工程と、第二の薄膜をマ
スクとしてこの一方4電型半導体領域露出表面にイオン
打込・仝を行い熱処理を施して他方導電型領域を形成す
る工程と、第二の薄膜をマスクとして金拘を被層する工
程と、他方導電型領域のイオン(」込み…1上に被層し
た金属を残直し、第一と第二の博駅と共C二被層金楓を
除去する工程を含む電界効果トランジスタの製造方法C
二おる。
〔発明の実施例〕
以下この発明の実施例1一ついて図面を参照(,7で眩
明す4)。
第1区にこの例のpn修貧型′…5界幼釆トランジスタ
断面を4くず。′+絶線性GaAs水板(11)上に形
成ちれた5 X 10”〜5×10 α の電子S度か
らなる例えはn^シ動動作−(1匂を補え、動作層中l
二倣細な寸法、例えは02〜1μmからなりイオン注入
されて成るp型ケー ト領域(1B)をおいている。n
型動作領域上にld: ellえVj、 1111. 
(K Au()e 、 Pt 、 Auの手λ層からな
るソース霜;俸(1旬及びドレイン電極φンを備え、筐
だゲート領域上(二は、ゲート領域(1田イオン打込み
面の全面にゲート領域とオーム性接触する例えはゲート
順@ 1llllかト+l1lt’え次AuZn%Au
の積層からなるゲート電極(16)が形成されている。
このゲート電極金網の厚さは例えは5000 X以上の
厚さであることが望せしい。
この例のトランジスタは、ケート領域が1μm以下の超
微細構造をとることに対して、p型ゲート鎖酸とはばl
l’l−寸法のかつ厚い金属膜をゲート電極とすること
により、p型ゲート領域の抵抗を著しくゲート抵抗の低
邑し特性を最大限に良好にするものである。この様な構
造をとることによりMESFETのゲート抵抗値とはソ
同一にすることを可能にする。尚又MKSFET≦二あ
ってはゲートのザージ破#劇量が4〜5エルグでおると
ころを、このトランジスタ構造にすることにより30工
ルグ以上に高めることができる。址たこの構造ではp型
ダート領域Fin型領域中に埋め込まれたプラナ構造で
あるためC二、MBSIPFiTでしばしは問題になる
表面の影響はp影領域の深さの分だけ緩和さ11、特性
の安定性に寄与する。
他のνlを絹2図断面図5二示J“。この例はソース及
びドレインのオーム性電極N、(251の下方にn+型
領領域a)、(至))を形成した点を異C二し、第1図
と一位の数字を等しくしている抽き出し線番号は10」
顧;に用いである。この構成5二より素子の直列抵抗を
低減し、素子の性能をより向上させている。
次(1弟3図を用いてこの発明の実施例製造方法につい
て述べる。図イ乃至チは工程II I:倚られる生成品
断面図で、抽き出し線C1施した番号が第1回折号と一
位の数時を等しくするとき1bJ義とする。
1すイで、Ga68手絶縁性基板(811上にn型動作
領域瞬:を例えはイオン注入法によって形成する。次に
口で、順次8102展から成る第一のマスク用薄膜−)
と5iBN4 %から成る第二のマスク用薄膜(310
)をそれぞれ形成する。次Cニハで、ゲート領域を形成
し7たい場所に、0.5μmのスリット開孔されたレジ
スト膜(311)を形成し、二i二層すようにこのレジ
スト膜をマスクとしてスパッタにより818N4 BI
A(310)を、レジスト開孔とほぼ同一寸法となる様
に除去し7開孔する。続いてホに示すように5102膜
Q(91を弗化アンモニウムC二よりオーバエツチング
する第二のマスク用薄膜(ale)をマスクとして動作
類*り固止に、動作慣城6匂よりも浅(Znを選択的C
二イオン注入し、絖いて850℃で15分間砒素雰囲気
中にて熱処理を施こすことC二より、へC二層すように
p型ゲート領域瞥を形成する。次にト1ニ不すよう≦二
AuZn並びC二Auを、それぞれ2000X 、つい
で5000Xの厚さ11次蒸着し金m積層−)を被清さ
せてから、絶縁膜@J1を絶縁膜(310)上の金属−
)と共に除去する。この精米ゲート11t極叫がイオン
打込み匍の全曲を被伽することになる。尚絶縁膜1al
llは、例えば弗化アンモニウム使用により除いて艮い
このあとn型動作領域關上にンース′#!L極四及びド
レイン電極185)を形成することによりチに示すトラ
ンジスタが形成される。
この例の製造方法の特徴は、p型ゲート領域呻j形成の
イオン注入と、ゲート1!極(判の形成が同−窓を通し
たセルフアライメント法C二より行われることミニある
。このためゲート長が1μm以下に微細であっても、ゲ
ート領域のイオン注入面とほぼ同一寸法のゲート電極(
861が確実C二形成出来る。またイオン注入及びその
後の熱処理C二よりゲート領域−3)を形成するとき(
二ゲート領域近傍にσ絶縁膜が任&L、ない。それ放生
導体と絶縁膜との界面で熱処理時C二異常拡散を発生す
ることがなく、ゲート長を増大する欠点が除かれる。ゲ
ート*檜形成C二あたっては第一のマスク用薄#轡がス
ペーサの役割を米だし、厚い金属−)を蒸着しても、絶
縁膜上の金勇は容易に絶縁膜■)と共嘉二除去できるこ
とも特留として挙けられる。
この様にして製作した電界効果トランジスタは、1(l
GHzで雑音指数が2.0dB、利得が10dBとなり
MPSFETの特性と較べて遜色が無い。
この製造法例では二層のマスク用薄膜に絶縁膜を用いた
が、イオン注入後の熱処理C二lえられるならば、金l
I4膜や半導体膜11代えてもよい。又ゲ−) ItI
域以外の金属膜を下層の絶縁膜により除去したが、上層
の絶縁膜と共に除去【7てもよい。その他GaAsをは
じめ、材料の構成、形成粂件、数値類に関しては実施例
も限るものでない。
し発明の効果〕 以上述べたよう≦二この発明C二よれば、微細なゲート
構造の採用にもかが抄らず、ゲート抵抗が低く、マイク
ロ波領域においても良好な特性を示し、かつ電気的ショ
ックに非常に強い電界効果トランジスタを提供すること
ができる。またこの発明の製造方法を用いること6二よ
り、微細なゲート領域、ゲートを極を確実に形成できる
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はこの発明のトランジスタ1面図、第
3図はこの発明の製造方法で工@j−に得られる生成品
断面図である。 各図で cLυ% (211,18i+ H# GaA
s基板(田、−1−・・n!動作層 08)、+28)、1ttal HHp型ゲート領域(
1帆−1−・・ソース電極 (15)、(ロ)入■)・・ドレイン電極(16)、(
財)入f8111・・ゲート電極僻)・・n+型領領域
11s1・・n+型領域測・・第一のマスク用薄膜 (310)・・第二のマスク用薄膜 第  1  図 口 第2図 第  3  図 第  3  図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一方導電型化合物半導体領域の一部表面Cイオン
    注入法i二より形成された他方導′屯壓ゲート領域を備
    え、この他方導を型ゲート領域はイオン打込4面全面を
    被核するゲート電極を備え、且つ一方尋電型化合物半導
    体領域上iニソース及びドレイン電極を具備してなるこ
    とを%徴とする電界効果トランジスタ。
  2. (2)一方導電型化合物半導体領域表面に順次第一と第
    二の二層からなるマスク用薄膜を形成し、このマスク用
    薄膜上にレジスト膜を形成後レジスト膜の一部を開孔し
    、このマスク用薄膜をレジスト腹開孔曲とをよば同一寸
    法(二開孔し、第二の薄膜開孔を通しより開孔面を犬に
    して第一の薄膜を開孔すること5二より一方導電型半導
    体領域表面を露出する工程と、第二の薄膜をマスクとし
    てこの一方導電型半導体領域露出表illニイオン打込
    みを行い熱処理を施し7て他力導1型領域を形成する工
    程と、第二の薄膜をマスクとして金属を被着する工程と
    、他方導電型鎖酸のイオン打込み向上に被着した全域を
    残置し、第一と第二の薄膜と共i二被冶金属を除去する
    工程な会むことを特徴とする電界効果トランジスタの製
    造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60253277A (ja) * 1984-05-30 1985-12-13 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子の製造方法
JPS636879A (ja) * 1986-06-26 1988-01-12 Nec Corp 接合型電界効果トランジスタの製造方法
US4894350A (en) * 1987-09-23 1990-01-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing ohmic contacts having low transfer resistances
US4895811A (en) * 1987-10-08 1990-01-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing semiconductor device

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