JPS5866363A - 電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents
電界効果トランジスタの製造方法Info
- Publication number
- JPS5866363A JPS5866363A JP56164187A JP16418781A JPS5866363A JP S5866363 A JPS5866363 A JP S5866363A JP 56164187 A JP56164187 A JP 56164187A JP 16418781 A JP16418781 A JP 16418781A JP S5866363 A JPS5866363 A JP S5866363A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- source
- drain
- gate electrode
- electrode
- field effect
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高速、低ノイズのPET(電界効果トランジ
スタ)およびその高集積化に関する。木@明はFETの
ゲート電極とソース/ドレイ/領域とをセルファライン
させることにより、リングラフィによらずに、高精度に
位置合わせを行うもので6る。
スタ)およびその高集積化に関する。木@明はFETの
ゲート電極とソース/ドレイ/領域とをセルファライン
させることにより、リングラフィによらずに、高精度に
位置合わせを行うもので6る。
PETとは、第1図に断面図を示すように、基板lに不
純物イオ7f:注入して、低抵抗領域であるソース2と
ドレイン3、およびその間の電流領域でめるチャネル4
とを形成し、かつ、ゲート電極5に印加した電界6によ
ってソース電極7とドレイン電極8閣に流れる電流9を
制御することにより、信号制御を可屈とするトランジス
タ素子である。
純物イオ7f:注入して、低抵抗領域であるソース2と
ドレイン3、およびその間の電流領域でめるチャネル4
とを形成し、かつ、ゲート電極5に印加した電界6によ
ってソース電極7とドレイン電極8閣に流れる電流9を
制御することにより、信号制御を可屈とするトランジス
タ素子である。
この素子を高速動作させるためには、チャネル長lOお
よびゲート電極5とソース/ドレインの閲1411.1
1’を狭めなければならない。しかしながら、ゲート電
極5とノース/ドレイ/が電気的に接触すると動作不良
となるため、両者を高精度に位置合わせすることが必要
上なる。
よびゲート電極5とソース/ドレインの閲1411.1
1’を狭めなければならない。しかしながら、ゲート電
極5とノース/ドレイ/が電気的に接触すると動作不良
となるため、両者を高精度に位置合わせすることが必要
上なる。
PETにおけるセルファライン プロセスとは、ソース
/ドレイン形成のためのイオン拡散や注入用のマスクと
して、ゲート電極自体を使用することにより、ゲート電
極とソース/ドレインとの位置合わせを自動的かつ高精
度に行うプロセスでるる。
/ドレイン形成のためのイオン拡散や注入用のマスクと
して、ゲート電極自体を使用することにより、ゲート電
極とソース/ドレインとの位置合わせを自動的かつ高精
度に行うプロセスでるる。
GIAI (ガリウム砒素)のPETでは、第2図に示
すようなセルファライン プロセスが開発されている。
すようなセルファライン プロセスが開発されている。
このプロセスでは、まず、GaA’A板1′上にりャネ
ル領域4′を形成しfc後、Ti/W(チタ/ タング
ステンJから慮るゲート成極8′をスパッタとリンゲラ
フィブロセスにより形成する(第2図(荀)。そして、
この電極8′をマスクとしてソース、ドレイン用のイオ
ン12’iff人してソース/ドレイ/領域2/、3/
を形成する(第2図(b))。
ル領域4′を形成しfc後、Ti/W(チタ/ タング
ステンJから慮るゲート成極8′をスパッタとリンゲラ
フィブロセスにより形成する(第2図(荀)。そして、
この電極8′をマスクとしてソース、ドレイン用のイオ
ン12’iff人してソース/ドレイ/領域2/、3/
を形成する(第2図(b))。
このセルファライン プロセスにより、チャネル[10
をゲート長と同じところまで短幅できる。
をゲート長と同じところまで短幅できる。
しかし、このプロセスでは、ソース/ドレイ/領域がゲ
ート電極と密接して形成されるため、両者間のドレイ/
耐圧劣化が生じやすい。そこで従来は、萬速イオンを注
入することにより、深部にソース/ドレイ/の低抵抗部
を設け(5g3図八表への不純物イオン密厩はむしろ下
げて、表面抵抗を上げることにより、ドレイ/耐圧の劣
化k117Fいでいる。
ート電極と密接して形成されるため、両者間のドレイ/
耐圧劣化が生じやすい。そこで従来は、萬速イオンを注
入することにより、深部にソース/ドレイ/の低抵抗部
を設け(5g3図八表への不純物イオン密厩はむしろ下
げて、表面抵抗を上げることにより、ドレイ/耐圧の劣
化k117Fいでいる。
このように深く不純物イオ/を注入すると、■G@人S
基板の格子欠陥が増〃口するので、キャリア移動度が低
下する、■ソース/ドレイ/電極とソース/ドレイン領
域との間の抵抗が増大する、■また、同様にして、ソー
ス/ドレイン電極のオーミック接触抵抗が増大するなど
の理由により、動作速度が遅くなる、ノイズが増大する
などの問題がある。
基板の格子欠陥が増〃口するので、キャリア移動度が低
下する、■ソース/ドレイ/電極とソース/ドレイン領
域との間の抵抗が増大する、■また、同様にして、ソー
ス/ドレイン電極のオーミック接触抵抗が増大するなど
の理由により、動作速度が遅くなる、ノイズが増大する
などの問題がある。
また、イオン注入の仕方によってのみ、ドレイン耐圧を
調節しているので、プロセスの安定性が低く、信頼性の
高い素子を作りにくいという問題もある。
調節しているので、プロセスの安定性が低く、信頼性の
高い素子を作りにくいという問題もある。
本発明は、FETにおけるセル7アライ/ プロセスの
上記の問題を解決し、高速かつ低ノイズのFBTを提供
することにある。
上記の問題を解決し、高速かつ低ノイズのFBTを提供
することにある。
本@明においては、グー)1極形成およびそのゲート電
極をマスクとして不純物イオンを注入し、アニールを行
ってソース/ドレイ/を形成した後、さらにゲート電極
をエツチングし、ゲート・1極をソース/ドレインから
分離することにより、上記の目的を達成した。
極をマスクとして不純物イオンを注入し、アニールを行
ってソース/ドレイ/を形成した後、さらにゲート電極
をエツチングし、ゲート・1極をソース/ドレインから
分離することにより、上記の目的を達成した。
本発明を実施例を用いて詳細に説明する。
実施例1
g4図に本発明のi41実施例で6るGaAl1基板t
−便用し九ME8 PET(金属−半導体FET)の作
製プロセスを示す。基板としては、GaA&だけでなく
、GaA8P、GaInAjP 6るいはI、’/−P
。
−便用し九ME8 PET(金属−半導体FET)の作
製プロセスを示す。基板としては、GaA&だけでなく
、GaA8P、GaInAjP 6るいはI、’/−P
。
Siなどでもよい。
不夫漉例のMB2 FET作成プロセスにおいては−
まず、第4図(a)に示すように、GaA’基板1′に
不純物イオンとしてSi9イオンを浅く注入して5oo
c以上でアニールを行い、チャネル領域4/1.形成し
死後、ゲート電極用のTiZW膜14をスパッタによシ
厚さ、約0.5μm被層する。
まず、第4図(a)に示すように、GaA’基板1′に
不純物イオンとしてSi9イオンを浅く注入して5oo
c以上でアニールを行い、チャネル領域4/1.形成し
死後、ゲート電極用のTiZW膜14をスパッタによシ
厚さ、約0.5μm被層する。
しかる後、第4図(−に示すように7オトレジ プロセ
スを用いて、Ti/W膜のゲート部に相当する領域のみ
金レジスト膜で破った後、他の領域のTI/W膜をエツ
チングによシ取り去る。ゲート成極5′の幅は1μm楊
匿8する。エツチングはCF 4 と01の混合ガスに
よるドライエツチングで行う。さらに、ソース/ドレイ
/領域2”。
スを用いて、Ti/W膜のゲート部に相当する領域のみ
金レジスト膜で破った後、他の領域のTI/W膜をエツ
チングによシ取り去る。ゲート成極5′の幅は1μm楊
匿8する。エツチングはCF 4 と01の混合ガスに
よるドライエツチングで行う。さらに、ソース/ドレイ
/領域2”。
3If:形成するために sitイオン12’を圧入す
る。イオンの注入深さはあまり深くな(100nm程度
、イオンfE人密度は、第5図に示すようにピーク部で
lXl0”crn−ja度衣表面も十分高く6 X 1
0cm−”以上とする。このイオン打込みの後、・Al
lの蒸発を避けるために、44図(−)に示すように基
板1 ’ 1lrfJt 810m gi 3で破った
後、800C以上に加熱して、ソース/ドレインSt−
アニールする。次に、第41高に示すように、S i
01 gを取シ去ってから、再度、ゲート電極をエツチ
ングする。ニッチフグ幅、すなわち、ゲート電極とソー
ス/ドレインの間隔は0.1〜0.2μm+Mrである
。
る。イオンの注入深さはあまり深くな(100nm程度
、イオンfE人密度は、第5図に示すようにピーク部で
lXl0”crn−ja度衣表面も十分高く6 X 1
0cm−”以上とする。このイオン打込みの後、・Al
lの蒸発を避けるために、44図(−)に示すように基
板1 ’ 1lrfJt 810m gi 3で破った
後、800C以上に加熱して、ソース/ドレインSt−
アニールする。次に、第41高に示すように、S i
01 gを取シ去ってから、再度、ゲート電極をエツチ
ングする。ニッチフグ幅、すなわち、ゲート電極とソー
ス/ドレインの間隔は0.1〜0.2μm+Mrである
。
このエツチングにより、ゲート電極用5′の側面もエツ
チングされ、ゲート′蝋極5“とソース/ドレイン領域
2#、3”とは十分に絶縁される。しかる後に第4図(
勾に示すように、ソース/ドレイ・/電極7,8を形成
し、電極以外のGaA@基板表面をパツシベーショ/膜
15で被い素子を完成する。
チングされ、ゲート′蝋極5“とソース/ドレイン領域
2#、3”とは十分に絶縁される。しかる後に第4図(
勾に示すように、ソース/ドレイ・/電極7,8を形成
し、電極以外のGaA@基板表面をパツシベーショ/膜
15で被い素子を完成する。
また、ゲート成極としてTi/W膜を例にとっテ説明し
て来たが、T i /WMiQfi ラず、Ta。
て来たが、T i /WMiQfi ラず、Ta。
Hf、Nb等融点の高い金属およびその合金でおれば、
−用可能である。
−用可能である。
このプロセスによると、ソース/ドレイ/領域の不純物
イオンの表面密度が十分高いにもかかわらず、ゲート電
極とソース/ドレイン領域の絶縁が取れ、低抵抗・高速
動作で、かつ、信頼性の高い菓子を形成できる。
イオンの表面密度が十分高いにもかかわらず、ゲート電
極とソース/ドレイン領域の絶縁が取れ、低抵抗・高速
動作で、かつ、信頼性の高い菓子を形成できる。
実施例2
第6図に本発明の42実施例のMBS FETの作製
プロセスを示す。基板としてはGaAj t−使用して
いるが、やはり% GllkmPe Inp等他の半導
体でもよい。
プロセスを示す。基板としてはGaAj t−使用して
いるが、やはり% GllkmPe Inp等他の半導
体でもよい。
不災雄側のMES FEm製グロセスの初段階は、第!
実施例と同じでめシ、第6図(場に示すように、まず半
導体基板1′中にチャネル領域4′を形成する。次に、
ゲート電極用の膜として%ffi/W膜16と人U膜1
7をそれぞれ厚さ約0.5μm1および0.2μmだけ
1rL次被層する。Au−のかわ9にムを膜、λg膜等
の高導゛1性材料を使用してもよい。或いはこれらの金
属等を含浸させた層となしても良い。しかる後、第6図
(b)に示すように、フォトレジ プロセスを用いて、
ゲート電極18を形成する。A’膜はイオンミリングに
よって余分の部分を目U除する。117w膜はCF、と
Otの混合ガスでドライエクチフグを行う。そして、こ
の電fi!、をマスクとして B i *イオン12′
を注入し不純物層2“、3”を形成する。さらに、Ga
A3表面を第6図(C)に示すようにsiotglaで
破い%A”およびAl16るいは人tの蒸発を防ぐ対策
をした後、5ooc以上でアニールを行い、ソース/ド
レイ/領域を形成する。イオン注入密う 度は第1実施例と同様(K勢図N)でよい。
実施例と同じでめシ、第6図(場に示すように、まず半
導体基板1′中にチャネル領域4′を形成する。次に、
ゲート電極用の膜として%ffi/W膜16と人U膜1
7をそれぞれ厚さ約0.5μm1および0.2μmだけ
1rL次被層する。Au−のかわ9にムを膜、λg膜等
の高導゛1性材料を使用してもよい。或いはこれらの金
属等を含浸させた層となしても良い。しかる後、第6図
(b)に示すように、フォトレジ プロセスを用いて、
ゲート電極18を形成する。A’膜はイオンミリングに
よって余分の部分を目U除する。117w膜はCF、と
Otの混合ガスでドライエクチフグを行う。そして、こ
の電fi!、をマスクとして B i *イオン12′
を注入し不純物層2“、3”を形成する。さらに、Ga
A3表面を第6図(C)に示すようにsiotglaで
破い%A”およびAl16るいは人tの蒸発を防ぐ対策
をした後、5ooc以上でアニールを行い、ソース/ド
レイ/領域を形成する。イオン注入密う 度は第1実施例と同様(K勢図N)でよい。
次に、第4 L!1J(d)に示すように、ri/w膜
sr、1のサイドエツチングを行い、ゲート電極をソー
ス/ドレイン2′、3“から分離する。
sr、1のサイドエツチングを行い、ゲート電極をソー
ス/ドレイン2′、3“から分離する。
jt&に%第4図(e)に示すように、ソース/ドレイ
/電極7.8t41着し、さらに、電極以外のGaAl
基板表Iflt−P 8 G等のパッシベーション膜1
5で被い素子を完成する。
/電極7.8t41着し、さらに、電極以外のGaAl
基板表Iflt−P 8 G等のパッシベーション膜1
5で被い素子を完成する。
このプロセス式よると、第1実1IfA例と同様に、高
速動作でかつ信頼性の高い軍子を形成できるとともに、
ゲー)11惚にAu%あるいはAu等t−置用できるた
め、さらに抵抗金下げることができ、低ノイズ化するこ
とが9叱となる。
速動作でかつ信頼性の高い軍子を形成できるとともに、
ゲー)11惚にAu%あるいはAu等t−置用できるた
め、さらに抵抗金下げることができ、低ノイズ化するこ
とが9叱となる。
以上、実14例を用^て詳しズ説明してきたとうシ1本
発明によれば、GaAl1 MBS FETa1子の
作成プロセスにおいて、ゲート電極とソース/ドレイ/
領域とのセルファライ/を用い友場せでも、両省の電気
的接触を完全に防けるとともKX子の全抵抗を低減でき
、したがって、扁遂かつ低ノイズで信頼性の尚い素子を
作成できる。
発明によれば、GaAl1 MBS FETa1子の
作成プロセスにおいて、ゲート電極とソース/ドレイ/
領域とのセルファライ/を用い友場せでも、両省の電気
的接触を完全に防けるとともKX子の全抵抗を低減でき
、したがって、扁遂かつ低ノイズで信頼性の尚い素子を
作成できる。
また、とのグa −tt xは、GaAjKljitら
ず、ZIPやGaAIP、Siなどを用い九素子にも通
用できるとともに、ゲート4極とi枚の闇に絶縁吻をは
さんだ素子であるMIS(金属−絶縁吻一半導坏)FE
T嵩子にも通用できる。
ず、ZIPやGaAIP、Siなどを用い九素子にも通
用できるとともに、ゲート4極とi枚の闇に絶縁吻をは
さんだ素子であるMIS(金属−絶縁吻一半導坏)FE
T嵩子にも通用できる。
第1図は、FETの截念祝明図、第2図は、従来のセル
ファライ/ プロセスを用いたGaAl9FETのプロ
セス説明図、第3図はイオン圧入密匿の分布を示す図、
第4図および第67は否々本発明第1および第2の実施
例のGJIAI F E T作成プロセスの説明図、
第5図はイオノ注入密にの分布を示す図で弗る。 1 ・GaAjJlt板、2,3.2’、3“−・・ソ
ース/ドレイン領域、4・・・チャネル、5.5’・・
・ゲートKm、?/8・・・ソース/ドレイ/電極、1
G・・・チャネル長、11・・・ゲート電極とソース/
ドレイ/領域との間隔、2“、3#・・・ソース/ドレ
イン領蒐 1 図 ¥J3 図
ファライ/ プロセスを用いたGaAl9FETのプロ
セス説明図、第3図はイオン圧入密匿の分布を示す図、
第4図および第67は否々本発明第1および第2の実施
例のGJIAI F E T作成プロセスの説明図、
第5図はイオノ注入密にの分布を示す図で弗る。 1 ・GaAjJlt板、2,3.2’、3“−・・ソ
ース/ドレイン領域、4・・・チャネル、5.5’・・
・ゲートKm、?/8・・・ソース/ドレイ/電極、1
G・・・チャネル長、11・・・ゲート電極とソース/
ドレイ/領域との間隔、2“、3#・・・ソース/ドレ
イン領蒐 1 図 ¥J3 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ゲート電極をマスクとしてソースおよびドレイン用
の不純物イオンt−a:人し、次いでゲート電極をエツ
チングする工@t−Vすることを特徴とする電界効果ト
ランジスタの製造方法。 2、前記ゲート電極は複数の金属層で形成され且竣上部
に高導電性物質を被層あるいは含浸させたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の電界効果トランジスタ
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56164187A JPS5866363A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56164187A JPS5866363A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5866363A true JPS5866363A (ja) | 1983-04-20 |
Family
ID=15788343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56164187A Pending JPS5866363A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5866363A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6013638U (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-30 | 株式会社日立製作所 | ガス遮断器の操作装置 |
JPS6380574A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電界効果トランジスタの製造方法 |
-
1981
- 1981-10-16 JP JP56164187A patent/JPS5866363A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6013638U (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-30 | 株式会社日立製作所 | ガス遮断器の操作装置 |
JPS6380574A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電界効果トランジスタの製造方法 |
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