JPS5879771A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPS5879771A
JPS5879771A JP17853681A JP17853681A JPS5879771A JP S5879771 A JPS5879771 A JP S5879771A JP 17853681 A JP17853681 A JP 17853681A JP 17853681 A JP17853681 A JP 17853681A JP S5879771 A JPS5879771 A JP S5879771A
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JP
Japan
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gate
electrode
active layer
walls
thickness
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Application number
JP17853681A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kikuchi
健一 菊地
Hideki Hayashi
秀樹 林
Toshiki Ehata
敏樹 江畑
Michitomo Iiyama
飯山 道朝
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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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

PURPOSE:To improve a high-frequency characteristic, to increase gate reverse dielectric resistance and to ameliorate yield by thinning only an operating layer just under a gate and forming the operating layer and a gate electrode at the same position. CONSTITUTION:A gate metal 25 is shaped at the inside and electrodes 23, 24 at the outside while being fast stuck to walls through the walls 27 consisting of an insulating inorganic compound at a high aspect ratio to an operating layer 22. Each electrode is formed through self-alignment to the walls, and a distance between the electrodes can minutely be controlled with high accuracy according to the film thickness of the walls 27. The titled device is molded in structure, in which the thickness of the operating layer 22' just under the gate is made thinner than the thickness of an operating layer 22'' between a source and a drain, and on the basis of a pattern of which the layer 22' and the electrode 25 are composed of the same insulating material. Accordingly, the positional relationship of the electrode 25 and the layer 22' is automatically determined, and yield is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置及びその製造方法に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.

本発明は、材料については何ら制限されるものではなく
、Si  などの単元素半導体あるいは化合物半導体な
ど広く一般の半導体材料に適用できるものであるが、以
下半導体材料として動作速度の大きい利点をもつ化合物
半導体のうちGaAs  を例にとって説明を行う。
The present invention is not limited in any way to materials, and can be applied to a wide range of general semiconductor materials such as single-element semiconductors such as Si or compound semiconductors. Explanation will be given using GaAs among semiconductors as an example.

従来のショットキゲート電界効果トランジスタの一般的
な構造は、第1図の断面図に例示する上うに、GaAs
  などの半絶縁性半導体基板11の表面にエピタキシ
ャル成長やイオン注入によって−様な厚さのn型動作層
12を形成したのち、この動作層の表面に金属を蒸着さ
せる方法等によりソース電i18、)レイン電[i14
及びショットキゲート電極15を形成したものである。
The general structure of a conventional Schottky gate field effect transistor is as shown in the cross-sectional view of FIG.
After forming an n-type active layer 12 with a thickness similar to - on the surface of a semi-insulating semiconductor substrate 11 such as by epitaxial growth or ion implantation, a source electrode i18, etc. is formed by depositing metal on the surface of this active layer, etc. Rain Electric [i14
and a Schottky gate electrode 15 are formed.

このような従来構造のショットキゲート電界効果トラン
ジスタにおいては、ゲート・ソース間抵抗が大きいと、
このトランジスタのマイクロ波特性、特に雑音特性が劣
化することが知られている。マイクロ波特性を改良する
にはゲート・ソース間抵抗を下げることが必要であり、
この目的を達成するには動作層12のキャリア濃度を高
めるか又は動作層を厚くすることが必要であるが、いず
れの方法においてもピンチオフ電圧が過大になるという
問題を生ずる。また、キャリア濃度を高めた場合にはゲ
ートの耐圧が小さくなるという問題がさらに生ずる。
In such a conventional Schottky gate field effect transistor, if the gate-source resistance is large,
It is known that the microwave characteristics, particularly the noise characteristics, of this transistor deteriorate. To improve microwave characteristics, it is necessary to lower the gate-source resistance.
To achieve this objective, it is necessary to increase the carrier concentration in the active layer 12 or to increase the thickness of the active layer, but either method causes the problem that the pinch-off voltage becomes excessive. Further, when the carrier concentration is increased, another problem arises in that the breakdown voltage of the gate decreases.

このような問題を解決するため、第2図に例示するよう
に、ピンチオフ電圧を支配するゲート直下の動作層12
’の厚みを所望値に保ったまま、ソース電極近傍の動作
層12’の厚みを大きくする構造が提案されている。こ
の構造は、まずソース電極18及びドレイン電極14直
下の厚みに相当する一様な厚みの動作層を形成したのち
、ゲート電極15の直下となるべき箇所12’のみをエ
ツチング等により薄くしためち、各電極18.14及び
15を形成している。
In order to solve this problem, as illustrated in FIG.
A structure has been proposed in which the thickness of the active layer 12' near the source electrode is increased while the thickness of the active layer 12' is maintained at a desired value. This structure is achieved by first forming an active layer with a uniform thickness corresponding to the thickness directly under the source electrode 18 and drain electrode 14, and then thinning only the portion 12' that should be directly under the gate electrode 15 by etching or the like. , forming respective electrodes 18, 14 and 15.

しかしながらこのような構造では、動作層のエツチング
制御に極めて厳しい精度が要求されるために歩留りが低
くなってしまう欠点がある。
However, such a structure has the disadvantage that the yield is low because extremely strict precision is required for etching control of the active layer.

加うるに、動作層表面が平坦でない事から、電極形成の
ための微細なホトリソグラフィー等が困難となり、電界
効果トランジスタ(以下MESFETと略す。)の特性
向上において、以下に述べるような問題点がある。
In addition, since the surface of the active layer is not flat, it becomes difficult to perform fine photolithography for forming electrodes, which causes the following problems in improving the characteristics of field effect transistors (hereinafter abbreviated as MESFET). be.

MESFETの高周波特性を向上させるためには、ゲー
ト長を極力小さくする必要があり、そのために素子製作
上極めて微細な精密加工が要求される。
In order to improve the high frequency characteristics of a MESFET, it is necessary to reduce the gate length as much as possible, which requires extremely fine precision machining in device fabrication.

しかし、第2図の製造方法においては、ゲート電極15
のパターンをレジストに形成する際に、そのゲートパタ
ーンの極く近傍にソース電極18およびドレイン電極1
4による段差が、メサ領域12″の段差に加えて存在す
るため、平坦面におけるときよりもフォトレジストパタ
ーンの解像度が低下し、IItm 程度の短いゲートパ
ターンを確実に形成することが困難であった。特にGa
As  等の化合物半導体では、ゲート電極15を形成
する前にソース電極18およびドレイン電極14の合金
処理を行なって、その接触抵抗の低下を図ることが一般
に行なわれているが、接触抵抗を充分小さくしようとし
て充分な高温で、しかも長時間の合金処理を行なうとソ
ース、ドレイン電極金属の凝集がおこり、著しく大きな
段差が生じ易く、このことも、ゲート用フォトレジスト
パターンの解像度を悪化させる原因になっている。
However, in the manufacturing method shown in FIG.
When forming a pattern in the resist, a source electrode 18 and a drain electrode 1 are formed in the vicinity of the gate pattern.
4 exists in addition to the step in the mesa region 12'', the resolution of the photoresist pattern is lower than that on a flat surface, making it difficult to reliably form a gate pattern as short as IItm. Especially Ga
In compound semiconductors such as As, it is common practice to perform alloy treatment on the source electrode 18 and drain electrode 14 before forming the gate electrode 15 in order to lower the contact resistance. If the alloying process is carried out at a sufficiently high temperature and for a long period of time, the source and drain electrode metals will agglomerate, resulting in the formation of extremely large steps, which also causes a deterioration in the resolution of the gate photoresist pattern. ing.

また、ゲート電極15は既に形成されているソース電極
18とドレイン電極14の中間に±0.21tm以下の
位置精度で形成する必要がある。さらにソース電極18
とゲート電極15の間隔は、MESFETの電気的特性
にあって、ソースゲート間の寄生抵抗寄生容量に直接影
響するので、両電極間の距離はできる限り小さく、かつ
高精度に制御する必要があり、上述の位置精度は、この
電極間距離の点でも必要となる。しかしこの様な微細パ
ターンを高精度で形成することは、従来の技術では極め
て困難であり、従って製造歩留りが著しく低いという問
題点があった。
Further, the gate electrode 15 needs to be formed between the already formed source electrode 18 and drain electrode 14 with a positional accuracy of ±0.21 tm or less. Furthermore, the source electrode 18
The distance between the gate electrode 15 and the gate electrode 15 is in the electrical characteristics of the MESFET and directly affects the parasitic resistance and capacitance between the source and gate, so the distance between the two electrodes must be kept as small as possible and controlled with high precision. The above-mentioned positional accuracy is also required in terms of the distance between the electrodes. However, it is extremely difficult to form such fine patterns with high precision using conventional techniques, and therefore there is a problem in that the manufacturing yield is extremely low.

以上述べたように従来の方法ではlItm 以下のゲー
ト長、ソース・ゲート間距離をl/10μm の精度で
歩留り良く製造することは極めて難しい。
As described above, with conventional methods, it is extremely difficult to manufacture with a high yield and a gate length of less than lItm and a source-to-gate distance with an accuracy of l/10 μm.

本発明は、このような従来方式の欠点を改善するもので
、その目的は1μm以下のゲート長、ソース・ゲート間
距離を有するMESFETを高精度に歩留り良く製造す
ることにある。さらに、本発明はゲート直下の動作層だ
けが薄く、シかもゲート電極直下の動作層とゲート電極
が同一位置に形成される構造であるから、高周波特性が
良く、ゲート逆耐圧が高く、かつ歩留りの良好なMES
FETを従来より簡便な工程で実現することができるも
のである。
The present invention aims to improve these drawbacks of the conventional method, and its purpose is to manufacture MESFETs with high precision and high yield, having a gate length of 1 μm or less and a source-to-gate distance. Furthermore, in the present invention, only the active layer directly under the gate is thin, and the active layer directly under the gate electrode and the gate electrode are formed in the same position, so high frequency characteristics are good, the gate reverse breakdown voltage is high, and the yield is low. Good MES
The FET can be realized through a simpler process than the conventional method.

以下本発明の詳細を実施例によって説明する。The details of the present invention will be explained below with reference to Examples.

図3は本発明の一つの例としての半導体装置である。図
で半導体基板21上に形成された動作層22に高アスペ
クト比(縦横比)で形成された1対の絶縁性無機化合物
からなる壁27を介して壁の内部にゲート金属25、壁
の外側にソース電極23、ドレイン電極24が、それぞ
れ壁に密接して形成されている。それぞれの電極は壁に
対してセルフアライメントで形成され、かつ電極間の距
離が絶縁性化合物の膜厚によって高精度で微細に制御し
得る。また、本発明のMESFETは第3図に例示する
ように、ゲート直下の動作層22’の厚さをソース・ド
レイン間の動作層22′の厚さよりも小さくした構造で
かつゲート直下の動作層22′とゲート電極25とが同
一の絶縁材料からなるパターンを基に形成されるいわゆ
るセルフアライメント方法を用いて形成されている。こ
のためゲート電極25と第1の作層部分22′の位置関
係が自動的に決定される。このことから本発明の構造に
おいては製造工程が簡便になり歩留りが向上すると同時
に微細な加工が可能になる等の作製上の利点を有する。
FIG. 3 shows a semiconductor device as an example of the present invention. In the figure, a gate metal 25 is placed inside the wall through a pair of walls 27 made of an insulating inorganic compound formed with a high aspect ratio on an active layer 22 formed on a semiconductor substrate 21, and a gate metal 25 is placed on the outside of the wall. A source electrode 23 and a drain electrode 24 are formed in close contact with the walls, respectively. Each electrode is formed in self-alignment with respect to the wall, and the distance between the electrodes can be precisely controlled by adjusting the thickness of the insulating compound. Further, as illustrated in FIG. 3, the MESFET of the present invention has a structure in which the thickness of the active layer 22' directly under the gate is smaller than the thickness of the active layer 22' between the source and drain, and the active layer 22' directly under the gate The gate electrode 22' and the gate electrode 25 are formed using a so-called self-alignment method in which the gate electrode 22' and the gate electrode 25 are formed based on patterns made of the same insulating material. Therefore, the positional relationship between the gate electrode 25 and the first layered portion 22' is automatically determined. Therefore, the structure of the present invention has manufacturing advantages such as simplifying the manufacturing process, improving yield, and enabling fine processing.

次に本発明の半導体の製造方法を一実施例としての図4
に基づいて説明する。
Next, FIG. 4 shows an example of the semiconductor manufacturing method of the present invention.
The explanation will be based on.

まず第4図(4)に示すように、GaAs  の半絶縁
性基板21の表面に気相又は液相成長またはSi+等の
イオンの注入により、一様な厚みの動作層22を形成す
る。この動作層の厚み及びキャリア濃度はゲート直下を
除く部分に延びた空乏層がゲート・ソー ス間抵抗を増
大させない値に選択される。次いで、イオン注入により
動作層を形成した場合はアニールにより注入元素の活性
化を行なう。
First, as shown in FIG. 4(4), an active layer 22 having a uniform thickness is formed on the surface of a GaAs semi-insulating substrate 21 by vapor phase or liquid phase growth or by implantation of ions such as Si+. The thickness and carrier concentration of this active layer are selected to such a value that the depletion layer extending to a portion other than directly below the gate does not increase the gate-source resistance. Next, when the active layer is formed by ion implantation, the implanted elements are activated by annealing.

次に第4図(B)に示すように動作層22上に無機化合
物の壁を設ける。まず動作層22の表面に厚さ1.6μ
mの無機化合物膜27を形成する(同図B−a )。こ
の場合、微細なパターンでアスペクト比(縦横比)を大
きくするため、本実施例では垂直に近い壁面のパターン
を形成し得る反応性スパッタエツチングを用いた。無機
イ仁合物膜27としてS iOg  をスパッタ法で堆
積し、その上に例えば電子ビーム露光技術等のりソグラ
フイとリフトオフによって0.4μm間隔0.6μmの
金属マスクパターン28を形成する(同図B−b)。5
inHに対しては15ooX のAl  をマスクとし
、5%O11を混入したCF、ガス0.8 Torrの
プラズマによってエツチングした(同図B−C)。他の
無機化合物膜についてもエツチングガス、マスク材料の
組合せを適宜選択することによって、同様の微細加工が
可能であり、材料として何らSing  に制限される
ものでない。その後必要ならば金属マスク28を除去し
一本発明に必要な垂直な断面をもつ高アスペクト比の一
対の無機化合物膜の壁を得た(図4(B)−(d) )
Next, as shown in FIG. 4(B), a wall of an inorganic compound is provided on the active layer 22. First, the surface of the operating layer 22 has a thickness of 1.6 μm.
An inorganic compound film 27 of m is formed (B-a in the same figure). In this case, in order to increase the aspect ratio with a fine pattern, reactive sputter etching was used in this embodiment, which can form a nearly vertical wall pattern. SiOg is deposited by sputtering as an inorganic inorganic compound film 27, and a metal mask pattern 28 with a spacing of 0.4 μm and 0.6 μm is formed thereon by lamination and lift-off, such as electron beam exposure technology (FIG. 1B). -b). 5
For inH, etching was performed using a 15ooX Al mask as a mask and a plasma containing CF mixed with 5% O11 and gas at 0.8 Torr (B-C in the same figure). Similar fine processing is possible for other inorganic compound films by appropriately selecting the combination of etching gas and mask material, and the material is not limited to Sing. Thereafter, if necessary, the metal mask 28 was removed to obtain a pair of walls of inorganic compound films with a high aspect ratio and a vertical cross section necessary for the present invention (FIGS. 4(B)-(d)).
.

この後(第4図(C)に示すように一対の壁27によっ
てはさまれた部分以外のメサ領域へ斜め蒸着法によって
Au−Ge−Ni  系合金を真空蒸着゛し、375℃
−2分間N、  ガス(Hz  596含む)中で熱処
理して、ソース電極ε8、ドレイン電極24のオーミッ
ク性を良好なものにする。
After this (as shown in FIG. 4(C), an Au-Ge-Ni alloy was vacuum-deposited on the mesa region other than the part sandwiched between the pair of walls 27 by an oblique evaporation method at 375°C.
Heat treatment is performed in N gas (including 596 Hz) for -2 minutes to improve the ohmic properties of the source electrode ε8 and the drain electrode 24.

次に第4図(9)に例示するようにソース電極23、ド
レイン電極24、絶縁性無機化合物膜27をマスクとし
て用いて不活性化イオン注入を行ない、マスクされてい
ない箇所に不活性化された動作層26を形成する。伺、
注入するイオンとしては動作層を不活性化できるイオン
であり、ゲート電極25を形成する工程後もその不活性
化機能を失わなければ本発明の目的を満たす。
Next, as illustrated in FIG. 4 (9), inactivation ions are implanted using the source electrode 23, drain electrode 24, and insulating inorganic compound film 27 as masks, and inactivation is performed in the unmasked areas. Then, a working layer 26 is formed. Visit,
The ions to be implanted are ions capable of inactivating the active layer, and the object of the present invention is met if the inactivating function is not lost even after the step of forming the gate electrode 25.

本実施例では不活性化イオンとして酸素を使用したが、
シート抵抗150Ω10 の動作層がO+ イオン注入
により高抵抗化する状況を第5図に示す。
In this example, oxygen was used as the inactivation ion, but
FIG. 5 shows a situation in which an active layer having a sheet resistance of 150 Ω10 is made to have a high resistance by O+ ion implantation.

なおここで不活性化イオンとしては、酸素以外にクロム
あるいはボ四ンを用いることも可能である。
Note that as the inactivation ion, chromium or boron can also be used in addition to oxygen.

これらの不活性化イオン注入により、動作層22′の実
効的厚さを薄くするか、あるいはキャリア濃度を小さく
することにより、ピンチオフ電圧を所望値とすることが
できる。
By implanting these passivating ions, the pinch-off voltage can be set to a desired value by reducing the effective thickness of the active layer 22' or by reducing the carrier concentration.

最後に第4図(6)に示すようにショットキ電極用金属
25を堆積させてFETとする。実施例では400OA
のTi  を真空蒸着法により形成した。
Finally, as shown in FIG. 4(6), Schottky electrode metal 25 is deposited to form an FET. In the example, 400OA
of Ti was formed by a vacuum evaporation method.

以上の実施例では半導体結晶としてGaAs  を使用
する場合を例示したが、必要に応じてInPその他のm
−v族化合物半導体やSi  等任意の半導体を使用す
ることができ、本発明はこれらの材料に対してもあまね
く適用し得るものである。ショットキ電極用金属も、そ
れぞれの半導体材料に応じた材料を選択し得る。オーミ
ック電極についても同様である。
In the above embodiments, GaAs is used as the semiconductor crystal, but if necessary, InP or other materials may be used.
-V group compound semiconductors, Si, and other arbitrary semiconductors can be used, and the present invention can be broadly applied to these materials. The metal for the Schottky electrode can also be selected depending on the respective semiconductor material. The same applies to ohmic electrodes.

一方、エツチングについては、垂直な壁面をもつ1μm
程度の大きさの微細パターンを厚膜中に形成することが
必要であり、このためには反応性ガスのプラズマを用い
たりアクテイヴスバッタエッチが最もふされしい。実施
例ではSing 膜に対してCF 410 sガスをエ
ツチングに供したが、他の無機化合物を用いる事も可能
であり、またCHF。
On the other hand, for etching, 1 μm with vertical walls
It is necessary to form a fine pattern of a certain size in a thick film, and for this purpose, the use of reactive gas plasma or active grasshopper etching is most suitable. In the examples, the Sing film was etched with CF 410 s gas, but it is also possible to use other inorganic compounds, such as CHF.

ガスによるリアクテイヴスバッタエッチングも可能であ
る。
Reactive grasshopper etching with gas is also possible.

又、絶縁性無機化合物膜を形成jる材料として、表面に
絶縁性化合物膜を形成する金属を利用する事もできる。
Further, as the material for forming the insulating inorganic compound film, it is also possible to use a metal that forms an insulating compound film on the surface.

絶縁性無機化合物膜からなる一対の壁を形成するための
母材となる金属には垂直な断面をもつ厚膜のパターンに
加工し得ること、表面にそれ自身からなる絶縁性化合物
膜を形成し得ることが要求される。この要求を満たす限
りにおいて、材料の選択は任意でありTs sMo g
kl gW等が考えられる。金属もしくは半導体自身へ
の絶縁性化合物形成法としては陽極酸化法、プラズマ酸
化法、熱酸化法等による酸化物膜の形成プラズマ窒化法
等による窒化物膜の形成法がある。これらは、゛機械的
強度・耐熱性に優れ化学的に安定で均一性、電気的絶縁
性等に優れた化合物膜を形成し得る方法を選定すれば本
発明の目的を満たすことに他ならず、任意の方法が可能
である。
The metal that serves as the base material for forming a pair of walls made of an insulating inorganic compound film can be processed into a thick film pattern with a vertical cross section, and an insulating compound film made of itself can be formed on the surface. required to obtain. As long as this requirement is met, the choice of material is arbitrary.Ts sMo g
kl gW etc. can be considered. Methods for forming an insulating compound on the metal or semiconductor itself include forming an oxide film by anodic oxidation, plasma oxidation, thermal oxidation, etc., and forming a nitride film by plasma nitridation. The purpose of the present invention can only be achieved by selecting a method that can form a compound film that is excellent in mechanical strength and heat resistance, chemically stable, uniform, and electrically insulating. , any method is possible.

次に、動作層22′の長さとゲート電極25の長さの関
係を説明すれば、動作層22′が比較的厚いノーマリオ
ン型においては、動作層22′の長さがゲート電極25
の長さより多少長くても実用上十分な特性が得られる。
Next, to explain the relationship between the length of the active layer 22' and the length of the gate electrode 25, in the normally-on type where the active layer 22' is relatively thick, the length of the active layer 22' is the same as that of the gate electrode 25.
Practically sufficient characteristics can be obtained even if the length is slightly longer than .

これは、動作層22′が比較的厚いため表面から素子内
部に拡がっている空乏層の厚みが動作層22′の全厚み
を占めず、従って動作層22′のゲート直下を除く部分
がゲート・ソース間抵抗を極端に増大させるような問題
を生じないからである。これに対して、表面からの空乏
層厚みが動作層22′の層厚みの全体を占めるようなノ
ーマリオフ型においては、第8図に例示するように動作
層22′の長さが電極25の長さよりも大であれば、動
作層22′のゲート直下を除く部分において空乏層が厚
み方向一杯に形成され、この結果ゲート・ソース間抵抗
が著じるしく大となり、極端な場合電流が完全に阻止さ
れるという問題が生ずる。
This is because the active layer 22' is relatively thick, so the thickness of the depletion layer that spreads from the surface into the inside of the device does not account for the entire thickness of the active layer 22'. This is because the problem of extremely increasing source-to-source resistance does not occur. On the other hand, in the normally-off type in which the depletion layer thickness from the surface occupies the entire layer thickness of the active layer 22', the length of the active layer 22' is the length of the electrode 25, as illustrated in FIG. If it is larger than The problem arises that it is blocked.

従、つてノーマリオフ型においては、ゲート電極25の
長さが動作層22’よりも大きくなければならない。し
かしながらゲート電極25と、動作層22′との重なり
部分、すなわちゲート電極25において、動作層22′
よりも長さが過大となる部分は、単に静電容量を増大す
るのみで有効な作用をしないので、この過大部分を可能
な限り短くすることが、素子の動作速度を速くする上で
有効である。すなわち、理想的には、第8図に例示する
ように、ゲート電極25の長さと動作層22’の長さを
等しく形成することが特にノーマリオフ型においては有
効な手段である。
Therefore, in the normally-off type, the length of the gate electrode 25 must be longer than the operating layer 22'. However, in the overlapping portion of the gate electrode 25 and the active layer 22', that is, in the gate electrode 25, the active layer 22'
A portion that is longer than the capacitance simply increases the capacitance and has no effective effect. Therefore, it is effective to shorten this portion as much as possible in order to increase the operating speed of the element. be. That is, ideally, as illustrated in FIG. 8, it is an effective means to form the length of the gate electrode 25 and the length of the active layer 22' to be equal, especially in the normally-off type.

本発明においては絶縁膜27を用いてセルファラインに
より22′の長さと、ゲート電極Q5の長さが等しく、
かつ同一位置に形成されるため、ノーマリオフ型の特性
が著しく向上するものである。
In the present invention, the length of the insulating film 27 and the length of the gate electrode Q5 are equal to each other due to the self-line.
In addition, since they are formed at the same position, normally-off characteristics are significantly improved.

以上述べたように本発明によれば、1μm以下のゲート
長、ソース・ゲート間距離を有し、かつ、ゲート直下の
動作層が所定のピンチ・オフ電圧を与える厚さであり、
ソース・ドレイン間の動作層の値をそれより厚くした構
造のMBSFETを歩留まり良く製造する事ができる。
As described above, according to the present invention, the gate length is 1 μm or less, the source-gate distance is 1 μm or less, and the active layer directly under the gate has a thickness that provides a predetermined pinch-off voltage.
An MBSFET having a structure in which the active layer between the source and drain is thicker can be manufactured with a high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は従来例の断面図、第8図は本発明の一
実施例の断面図、第4図囚〜(E)は第8図の電界効果
トランジスタの製造方法の一例−を示す断面図、第5図
は不活性化イオンの注入による高抵抗化の不活性化イオ
ンの注入量依存性を示したパ図である。 21・・・半絶縁性半導体基板、8B・・・動作層、2
2′・・・動作層の第1の部分、22′・・・動作層の
第2の部分、28・・・ソース電極、24・・・ドレイ
ン電極、25・・・ゲート電極、26・・・不活性化さ
れた動作層、27・・・絶縁性無機化合物膜、28・・
・エツチング用金属パターン。 72図 第3図 74図 (A) (B) (C) CD) (E) jr5図 dos@ Oずoxygen cnf’手 続 補 正
 書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和56年特   許願第178536号2、発明の名
称 半導体装置およびその製造方法、 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所    大阪市東区北浜5丁目15番地名称(21
B)  住友電気工業株式会社代表者社長  亀 井 
正 夫 屯代理人 住所    大阪市此花区島屋1丁目1番8号住友電気
工業株式会社内 6、補正の対象 明細書中発明の詳細な説明の欄、図面の簡単な説明の欄
及び図面 7、補正の内容 (1)明細書第7頁第1行の「図3は」を1第3図は」
と補正する。 (2)明細書第8頁第8行の「図4」を1第4図1と補
正する。 (8)明細書第8頁第14行〜第15行の[(同図B−
a)Jを「(第4図の))」と補正する。 (4)明細書第9頁第2行の「(同図B−b ) 、1
を「(第4図(q)」と補正する。 (5)明細書第9頁第5行の1(同図B−c)Jを「(
第4図0)」と補正する。 (6)明細書第9頁第11行〜第12行の1(図・1゜
(均一(d) ) Jを「(第4図@)」と補正する。 (7)明細書第9頁第13行の「(第4図0)」を[第
4図[F]]と補正する。 (8)明細書第9頁第19行の1第4図01を[第4図
(GJと補正する。 (9)明細書第10頁第11行の1ボロン1を1ボロン
」と補正する。 (II明細書第1O頁第16行の1第4図(1つ1を・
「第4図0」と補正する。 (ロ)明細書第14頁第14行の1第4図い)〜(+;
+ +を「第4図(2)〜0」と補正する。 7′r4図 (A) (B) (E) ち浮 (G) で] 23〜F門Lr八壽月)1r]。 ミ4 2 I 4 2
1 and 2 are cross-sectional views of a conventional example, FIG. 8 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 5 is a diagram showing the dependence of the implantation amount of passivating ions to increase the resistance due to the implantation of passivating ions. 21... Semi-insulating semiconductor substrate, 8B... Operating layer, 2
2'... First part of the active layer, 22'... Second part of the active layer, 28... Source electrode, 24... Drain electrode, 25... Gate electrode, 26... - Inactivated operating layer, 27... Insulating inorganic compound film, 28...
・Metal pattern for etching. Figure 72Figure 3Figure 74 (A) (B) (C) CD) (E) Patent Application No. 178536 2. Name of the invention: Semiconductor device and method of manufacturing the same. 3. Relationship with the amended person's case. Patent applicant address: Name (21), 5-15 Kitahama, Higashi-ku, Osaka.
B) President and Representative Director of Sumitomo Electric Industries, Ltd. Kamei
Tadashi Futun Agent Address: 6, Sumitomo Electric Industries, Ltd., 1-1-8 Shimaya, Konohana-ku, Osaka City, Detailed description of the invention in the specification subject to amendment, Brief description of the drawings, and Drawing 7. Contents of the amendment (1) In the first line of page 7 of the specification, "Fig. 3 is" was changed to "Fig. 3 is".
and correct it. (2) "Fig. 4" on page 8, line 8 of the specification is corrected to 1, 4, and 1. (8) Page 8 of the specification, lines 14 to 15 [(B-
a) Correct J to "(in Figure 4))". (4) "(B-b in the same figure), 1" on page 9, line 2 of the specification
is corrected to "(Figure 4 (q)").
Figure 4: 0)”. (6) 1 (Figure 1゜ (uniform (d)) J in lines 11 to 12 on page 9 of the specification is corrected to "(Figure 4 @)". (7) Page 9 of the specification Correct “(Fig. 4 0)” in line 13 to [Fig. 4 [F]]. (8) Correct “(Fig. 4 [F]” on page 9 of the specification, (9) 1 boron 1 on page 10, line 11 of the specification is corrected to 1 boron.
Correct it to "Fig. 4 0". (b) Page 14 of the specification, line 14, Figure 1)~(+;
+ + is corrected to "Fig. 4 (2) to 0". 7'r4 Figure (A) (B) (E) Chibu (G) de] 23~F Gate Lr Yajuzuki) 1r]. Mi 4 2 I 4 2

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半絶縁性半導体基板、該半導体基板の表面に形成
された動作層ならびに該動作層上に形成されたソース電
極、ショットキゲート電極及びドレイン電極を備えたシ
ョットキゲート電界効果トランジスタにおいて、 ■前記動作層が不活性化イオンの注入により所定のピン
チオフ電圧を与えるような厚みを有して前記ゲート電極
直下に形成されている第1の部分と、該第1の部分の厚
みよりも大きな厚みを有する第2の部分とから構成され
ており、かつゲート電極が第1の部分と同位置に形成さ
れており、■半導体材料の表面に形成された絶縁性無機
化合物からなる互に近接し、かつ一方向に伸びた一対の
壁と、その壁の間に形成されたショットキ障壁電極と、
その壁の両側に壁に密接して形成されたオーミック電極
とからなることを特徴とする半導体装置。
(1) In a Schottky gate field effect transistor comprising a semi-insulating semiconductor substrate, an active layer formed on the surface of the semiconductor substrate, and a source electrode, a Schottky gate electrode, and a drain electrode formed on the active layer, The active layer has a first portion formed directly under the gate electrode and has a thickness such that a predetermined pinch-off voltage is applied by implanting passivation ions, and a thickness larger than the thickness of the first portion. (1) a second part having a gate electrode formed at the same position as the first part; A pair of walls extending in one direction, a Schottky barrier electrode formed between the walls,
A semiconductor device comprising ohmic electrodes formed on both sides of the wall in close contact with the wall.
(2)半導体材料表面上)ζ無機化合物膜からなる一対
の壁を形成する工程と、壁の両側にのみオーミック電極
を形成する工程と、前記オーミック電極を妥スクとして
不活性化イオンを注入する工程とショットキ電極を形成
する工程とからなることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
(2) On the surface of the semiconductor material) A step of forming a pair of walls made of a ζ inorganic compound film, a step of forming ohmic electrodes only on both sides of the walls, and implanting inactivation ions with the ohmic electrodes as a substitute. 1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step and a step of forming a Schottky electrode.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5080086A (en) * 1973-11-12 1975-06-28
JPS56135977A (en) * 1980-03-03 1981-10-23 Raytheon Co Field effect device and method of producing same

Patent Citations (2)

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