JPS59119764A - Manufacture of field effect type semiconductor device - Google Patents

Manufacture of field effect type semiconductor device

Info

Publication number
JPS59119764A
JPS59119764A JP22652282A JP22652282A JPS59119764A JP S59119764 A JPS59119764 A JP S59119764A JP 22652282 A JP22652282 A JP 22652282A JP 22652282 A JP22652282 A JP 22652282A JP S59119764 A JPS59119764 A JP S59119764A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
electrode
mask
etching
gaas
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
Application number
JP22652282A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetake Suzuki
鈴木 秀威
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 JP22652282A priority Critical patent/JPS59119764A/en
Publication of JPS59119764A publication Critical patent/JPS59119764A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an FET of a high output excellent in high frequency characteristics by a method wherein the mask of a large window is superposed on an insulation or semi-insulation GaAs series substrate, after ion implantation by means of the mask of a small window, and then a Schottky electrode is formed, which electrode is employed as a mask. CONSTITUTION:An Al mask 34 is applied by superposing an Al N film 32 and an SiO2 film 33 on the fixed GaAs series substrate 31, successively windows are bored through the films 32 and 33 by reactive ion etching, and an N-channel 36 is formed by implanting Si ions. Next, a hollow part 37 is formed by etching the film 33 on the side surface by isotropic etching, and an electrode 38 and a film 39 of WSi are formed by a magnetron sputtering method. The film 39 is exfoliated by removing the films 33 and 34 by etching. The electrodes 38 has the channel length Lg determined by the window of the film 32, and is placed on the film 32 by the width DELTAL, and its peripheral edge makes a slope. N-layers 41 and 42 are provided by Si ion implantation with a resist 40 and the electrode 38 as masks. Thereafter, the device is completed by attaching ohmic electrodes 43 and 44, an SiO2 film 45, and the upper layer wiring 46. This constitution enables to obtain a desired FFT with good controllability.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明は、電界効果型半導体装置に関し、特にガリウム
砒素(GaAg)化合物半導体のショットキブート電界
効果トランジスタ(SBF’ET)の製造方法に関する
ものである。本発明をGaAs SBFETの集積回路
(IC)の製造に適用することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Technical Field of the Invention The present invention relates to a field effect semiconductor device, and in particular to a method for manufacturing a Schottky Boot field effect transistor (SBF'ET) made of a gallium arsenide (GaAg) compound semiconductor. be. The present invention can be applied to the manufacture of GaAs SBFET integrated circuits (ICs).

(2)技術の背景 GaAaショットキグート電界効果トランジスタは高周
波特性が優れかつ高出力化が図れるので、研究開発が進
み実用化されてきた。以前は半絶縁性GaAa基板上に
バッファ層そして活性層をエピタキシャル成長させて、
ショットキノマリア特性のケ゛ート電極をアルミニウム
(At)で作っていた。近年は活性層をイオン注入によ
って形成するようになシ、イオン注入後のアニール(高
温熱処理、約800℃)を行なう必要があるために以前
のケ゛ート電極材料に代る耐熱性のあるTiWシリザイ
ド、WシリサイドあるいはW(タングステン)などのシ
ョットキ導電材料が使用されるようになってきた。活性
層に相当する領域に選択的にイオン注入されたGaAs
基板上にシリサイドケ゛−ト電極を形成してから、この
ダート電極をマスクにソースおよびドレイン領域形成の
イオン注入を行なってアニールし、オーミック接触のソ
ースおよびドレイン電極を形成する。このようにしてG
aAsショットキケ9−ト電界効果トランジスタを製造
するわけであるが、実用上に問題がある。
(2) Background of the technology GaAa Schottkygut field effect transistors have excellent high frequency characteristics and can achieve high output, so research and development have progressed and they have been put into practical use. Previously, buffer layers and active layers were epitaxially grown on semi-insulating GaAa substrates.
A cathode electrode with Schottky characteristics was made of aluminum (At). In recent years, the active layer has been formed by ion implantation, and since it is necessary to perform annealing (high temperature heat treatment, approximately 800°C) after ion implantation, heat-resistant TiW silicide, which is an alternative to the previous gate electrode material, has been used. Schottky conductive materials such as W silicide or W (tungsten) have come into use. GaAs ion implanted selectively into the region corresponding to the active layer
After forming a silicide gate electrode on the substrate, ion implantation is performed to form source and drain regions using the dirt electrode as a mask, and annealing is performed to form ohmic contact source and drain electrodes. In this way G
Although aAs Schottky field effect transistors are manufactured, there are problems in practical use.

(3)従来技術と問題点 上述のようなイオン注入を利用しだGaAgショットキ
ケ゛−ト電界効果トランジスタの従来の製造工程を第1
図ないし第7図を参照して説明する。
(3) Prior art and problems The conventional manufacturing process of a GaAg shot gate field effect transistor using ion implantation as described above is the first step.
This will be explained with reference to FIGS. 7 to 7.

第1図に示すように、半絶縁性GaAs基板1の上に7
オトレジストを塗布し電界効果トラン・ゾスタ領域に相
当する部分を現像して除去した・ぐターンのし・ソフト
層2を形成する。このレノスト層2をマスクとして硅素
(s+)のイオン注入(60keVの打込みイオンエネ
ルギで2×1012crn−2のドーズ量にて)を行な
って、GaAs基板1にチャネル層を包含している低濃
度のイオン注入領域3を形成する。
As shown in FIG.
A resist layer 2 is formed by applying photoresist and developing and removing the portion corresponding to the field effect transistor region. Using this Renost layer 2 as a mask, silicon (s+) ions are implanted (with an implantation energy of 60 keV and a dose of 2 x 1012 crn-2) to form a low-concentration layer containing a channel layer in the GaAs substrate 1. An ion implantation region 3 is formed.

次に、レジスト層2を除去してから、耐熱性があってG
aAs基板との間にショットキ接触を構成する導体、例
えばタングステン(W)シリサイドをGaAs基板1の
全面に形成し、フォトエツチング法に従ってダート電極
4(例えば、厚さ0,4 、am )が残るように他の
部分を除去する(第2図)。このWシリサイドのエツチ
ングをエッチャントとして四弗化炭素(CF4)を用い
たりアクティブイオンビームエツチングによって行なう
場合には、エツチング終了近くで露出したGaAs基板
1をイオン衝撃によって多少側ることになって基板表面
が少しちれる問題がある。まだ、このリアクティブイオ
ンエツチングでは反応種のプラズマによるサイドエツチ
ング(すなわち、アンダーカット)が同時に進行して、
ダート電極4の断面が第2図のように台形になってしま
う。さらに、電界効果トランジスタの特性向上のために
はケ゛−ト畏しg(第2図においてダート電極40幅)
を短かくすることが重要であるので、ダート電極4の幅
全知か< i’a、削加工するが、このことがダート電
極4の抵抗Rgの増大を招き、特性の向上が図れない。
Next, after removing the resist layer 2, a heat-resistant G
A conductor, such as tungsten (W) silicide, which constitutes a Schottky contact with the aAs substrate is formed on the entire surface of the GaAs substrate 1, and a dirt electrode 4 (for example, thickness 0.4 μm, am2) remains by photoetching. Then remove the other parts (Figure 2). When this W silicide is etched using carbon tetrafluoride (CF4) as an etchant or by active ion beam etching, the exposed GaAs substrate 1 is slightly tilted to the side due to ion bombardment near the end of etching, and the substrate surface is There is a problem that the image is slightly damaged. However, in this reactive ion etching, side etching (i.e., undercutting) due to the plasma of reactive species progresses at the same time.
The cross section of the dart electrode 4 becomes trapezoidal as shown in FIG. Furthermore, in order to improve the characteristics of field-effect transistors, the width of the gate electrode (40 width of the dart electrode in Fig. 2) is required.
Since it is important to make the width of the dart electrode 4 as short as possible, the width of the dart electrode 4 is machined to a width of <i'a, but this causes an increase in the resistance Rg of the dart electrode 4, making it impossible to improve the characteristics.

また、このことはダート電極の長さくダート幅Wg)を
長くする上でも制限となってくる。そのために、ケ゛−
ト電極を厚くしてダート抵抗を低減することが考えられ
るが、今度はダート電極幅に比べてダート電極厚さく高
さ)が大きく、洗浄工程などにおいて剥離しやすくなっ
てしまう。
Moreover, this also becomes a restriction in increasing the length of the dart electrode and the dart width Wg). For that purpose,
It is conceivable to reduce the dart resistance by making the dirt electrode thicker, but this time the dirt electrode thickness (height and thickness) is larger than the dart electrode width, making it easier to peel off during the cleaning process and the like.

次に、第3図に示すように、フォトレジストをGaAs
基板1上に塗布し、ソース領域およびドレイン領域に相
当する部分ならびにダート電極4上の部分を現像して除
去したi4ターンのレジスト層5を形成する。このレジ
スト層5およびダート電極4をマスクとしてシリコン(
St)を例えば150 keVの打込みイオンエネルギ
でI X 1015tyn−2のドーズ量にてイオン注
入して、GaAs基板1に高濃度のイオン注入領域であ
るソース領域6およびドレイン領域7を形成する。この
とき、ダート電極4の断面形状が台形であるために、ダ
ート電極4の底面近くの両側端部分全イオンが貫いてG
aAs基板l内に侵入することおよび後工程でのアニー
ル処理による横方向拡散によってダート電極4の端部直
下も高濃度領域となってしまう。このために、ダート逆
方向耐圧の低下およびスレッシュホールド(閾値)電圧
の変動が生じる。このような不利益を回避するために、
ダート電極4の断面を極力短形となるようにすると(第
7図参照)、集積回路とするために多層配線構造を第7
図のように形成したときに、ダート電極21の上方の上
側配線22のステップカバレジが不十分で断線の発生が
起こる可能性がある。また、ダート電極4上の層間絶縁
膜23にオーバ・・ング部が生じていると、上側配線2
2を所定パターンにエツチングしたときにオーバハング
部の下に完全にエツチング除去されずに残った上側配線
22の一部によってショートが発生する可能性がある。
Next, as shown in FIG. 3, the photoresist is made of GaAs.
An i4-turn resist layer 5 is formed by coating on the substrate 1 and removing the portions corresponding to the source and drain regions and the portions on the dirt electrodes 4 by developing. Using this resist layer 5 and dirt electrode 4 as a mask, silicon (
A source region 6 and a drain region 7, which are high-concentration ion implantation regions, are formed in the GaAs substrate 1 by ion-implanting St) with an implantation energy of, for example, 150 keV and a dose of I x 1015tyn-2. At this time, since the cross-sectional shape of the dart electrode 4 is trapezoidal, all the ions at both ends near the bottom of the dart electrode 4 penetrate through the G
Due to penetration into the aAs substrate 1 and lateral diffusion due to the annealing treatment in the post-process, the area immediately below the end of the dart electrode 4 also becomes a high concentration region. This causes a reduction in dirt reverse breakdown voltage and a fluctuation in threshold voltage. In order to avoid such disadvantages,
By making the cross section of the dart electrode 4 as short as possible (see Figure 7), the multilayer wiring structure is
When formed as shown in the figure, there is a possibility that step coverage of the upper wiring 22 above the dirt electrode 21 is insufficient and disconnection occurs. In addition, if an overlapping portion is formed in the interlayer insulating film 23 on the dirt electrode 4, the upper wiring 2
When etching 2 into a predetermined pattern, there is a possibility that a short circuit may occur due to a portion of the upper wiring 22 remaining under the overhang portion without being completely etched away.

イオン注入後にレジスト層5を除去し、GaAs基板1
およびダート電極4の全面に絶縁保獲膜8を5i02又
は5t3N4でもって化学的気相成長法(CVD法)に
よ多形成する(第4図)。この絶縁保護膜8はアニール
処理時にAsがGaAs基板1から抜は出るのを防止す
るものであって、例えば厚さ0.1μmである。そして
、イオン注入後の活性化のだめのアニール処理(熱処理
)を約800℃で約20分間を行なう。イオン注入領域
は、ソース領域6、ドレイン領域7およびチャネル領域
9からなる。
After ion implantation, the resist layer 5 is removed and the GaAs substrate 1 is
Then, an insulating retention film 8 is formed using 5i02 or 5t3N4 on the entire surface of the dirt electrode 4 by chemical vapor deposition (CVD) (FIG. 4). This insulating protective film 8 prevents As from coming out from the GaAs substrate 1 during annealing treatment, and has a thickness of, for example, 0.1 μm. Then, annealing treatment (heat treatment) for activation after ion implantation is performed at approximately 800° C. for approximately 20 minutes. The ion implantation region consists of a source region 6, a drain region 7 and a channel region 9.

次に、ソース電極10およびドレイン電極11(第5図
)を形成するために、フォトレジス)M(図示せず)を
形成し、ソース電極およびドレイン電極に相当する部分
を露光、現像処理によって除去する。このフォトレジス
ト層上にAuGeおよびAuの連続蒸着膜を形成し、フ
ォトレジスト層を溶剤で除去すると同時にその上の蒸着
膜を除去(す7トオフ)して第5図に示すようにソース
電極10およびドレイン電極11を形成する。そして、
約400℃の温度に加熱することでこれら電極10、l
ieオーミック接触にする。
Next, in order to form the source electrode 10 and the drain electrode 11 (FIG. 5), a photoresist (not shown) is formed, and the portions corresponding to the source electrode and the drain electrode are removed by exposure and development. do. A continuous evaporation film of AuGe and Au is formed on this photoresist layer, and the photoresist layer is removed with a solvent, and at the same time, the evaporation film on it is removed (to-off) to form a source electrode 10 as shown in FIG. and a drain electrode 11 is formed. and,
These electrodes 10, l by heating to a temperature of about 400°C
Make ie ohmic contact.

次に、S i O2又はSi3N4の絶縁膜をCVD法
によって全面に形成して層間絶縁膜12を形成する(第
6図)。なお、この眉間絶縁膜12は先に形成した絶縁
膜8を包含している。そして、上側配線13を形成する
ことで多層配線構造が構成され、GaAsショットキケ
9−ト電界効果トランジス(集積回路)ができる。この
上側配線13はチタン・金(Ti−Au)あるいはチタ
ン・白金・金(Ti−Pt4u)の連続蒸着膜を所定パ
ターンにエツチング(又はリフトオフ)することによっ
て形成される。
Next, an insulating film of SiO2 or Si3N4 is formed over the entire surface by CVD to form an interlayer insulating film 12 (FIG. 6). Note that this glabellar insulating film 12 includes the previously formed insulating film 8. Then, by forming the upper wiring 13, a multilayer wiring structure is constructed, and a GaAs Schottky field effect transistor (integrated circuit) is completed. The upper wiring 13 is formed by etching (or lifting off) a continuous vapor deposited film of titanium/gold (Ti-Au) or titanium/platinum/gold (Ti-Pt4u) into a predetermined pattern.

(4)発明の目的 本発明の目的は、GaAsショットキr−)電界効果ト
ランジスタの従来の製造方法における上述した問題のな
い製造方法を提案することである。
(4) Object of the Invention The object of the present invention is to propose a manufacturing method for GaAs Schottky r-) field effect transistors that does not have the above-mentioned problems in conventional manufacturing methods.

(5)発明の構成 このため、本発明によれば、絶縁性あるいは半絶縁性を
有するGaAs系基板上に第1の皮膜及び前記第1の皮
膜とはエッチャントを異にする第2の皮膜を積層形成し
、次いで、少くとも前記第2の皮膜をパターニングして
チャネル領域及びケ゛−ト電極形成予定領域に第1の開
口を形成し、次いで前記第1の開口を介して前記GaA
s系基板中へイオン注入を行いチャネル領域を形成し、
次いで前記第1の皮膜上に前記第1の開口よりも大きな
面積の第2の開口を有する皮膜を形成し、次いで前記第
1の開口内において前記GaAs系基板とショットキー
接触し、表面のエツジにテーパを有するダート電極をリ
フトオフ法にて形成し、次いで前記ダート電極をマスク
としてソース領域、ドレイン領域を形成する工程を有す
ることを特徴とする電界効果型半導体装置の製造方法が
提供される。
(5) Structure of the Invention Therefore, according to the present invention, a first film and a second film having a different etchant from the first film are formed on a GaAs-based substrate having insulating or semi-insulating properties. Then, at least the second film is patterned to form a first opening in the channel region and the region where the gate electrode is to be formed, and then the GaA film is formed through the first opening.
Ion implantation is performed into the s-based substrate to form a channel region,
Next, a film having a second opening having a larger area than the first opening is formed on the first film, and then Schottky contact is made with the GaAs-based substrate within the first opening to form an edge on the surface. There is provided a method for manufacturing a field effect semiconductor device, comprising the steps of forming a dart electrode having a taper by a lift-off method, and then forming a source region and a drain region using the dirt electrode as a mask.

なお、前記第2の開口を有する皮膜としては、前記第2
°の皮膜に存在する開口をサイドエツチングしてその開
口面積を拡大した皮膜あるいは該第2の皮膜を一旦除去
して後被着形成され開口が形成された皮膜のいずれか一
方を適用することができる。
Note that the film having the second opening may include the second opening.
It is possible to apply either a film in which the openings existing in the second film are side-etched to enlarge the opening area, or a film in which the second film is removed and then deposited and the openings are formed. can.

(6)発明の実施態様 以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例によって
本発明の詳細な説明する。
(6) Embodiments of the invention Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.

第8図ないし第14図は本発明に係る製造方法での各工
程を説明する電界効果トランジスタの概略断面図である
8 to 14 are schematic cross-sectional views of a field effect transistor for explaining each step in the manufacturing method according to the present invention.

本発明によれば、まず第8図に示すように、GaAa半
絶縁性基板31の上にリアクティブスA?ツタリング法
によシ厚さ1000 久の窒化アルミニウム(A/!、
N)からなる第1絶縁膜32を形成し、次に化学気相成
長法によシ厚さ4000Xの二酸化シリコン(Si02
)からなる第2絶縁膜33を形成する。
According to the present invention, first, as shown in FIG. 8, reactive A? Aluminum nitride (A/!) with a thickness of 1000 mm was produced using the tuttering method.
A first insulating film 32 made of N) is formed, and then a silicon dioxide (Si02
) is formed.

次イで第2絶縁膜33上に耐ドライエツチングマスク膜
として厚さzoooiのアルミニウム膜34を蒸着法で
形成し、フォトエツチング法で電界効果トランジスタの
チャネル領域パターンの窓15を形成する。このダート
電極i4ターンの窓はレジ、’、)e−F−ヤネル領域
の形にパターングシ、マスク膜材(例えばアルミニウム
(AZ)を被着させソフトオフ法で形成してもよい。
Next, on the second insulating film 33, an aluminum film 34 having a thickness of zoooi is formed as a dry etching resistant mask film by vapor deposition, and a window 15 of the channel region pattern of the field effect transistor is formed by photoetching. The window of the dirt electrode i4 turn may be formed by a soft-off method by depositing a pattern and a mask film material (for example, aluminum (AZ)) in the shape of a register, ',) e-F-Yannel region.

次に、耐ドライエツチングマスク膜32の窓を通して異
方性エツチングとしてCHF3を用いたりアクティブイ
オンビームエツチングによシ第2絶縁膜33のSiO□
を除去し、引きつづいてCF4f用いたりアクティブイ
オンビームエツチングによりg1絶縁膜32のktNを
除去してGaAs基板31を露出させる。そして、イオ
ン注入(例えば、Sl  。
Next, the SiO□ of the second insulating film 33 is etched by anisotropic etching using CHF3 or active ion beam etching through the window of the dry etching resistant mask film 32.
Then, the ktN of the g1 insulating film 32 is removed using CF4f or active ion beam etching to expose the GaAs substrate 31. and ion implantation (e.g., Sl).

60 keVのエネルギで2X10crn  のドース
号)を行なって、露出したGaAs基板31にn型チャ
ネル領域36を形成する(第9図)。
An n-type channel region 36 is formed in the exposed GaAs substrate 31 (FIG. 9) using an energy of 60 keV and a dose of 2.times.10 crn.

次いで、第2絶縁膜33を選択的にエツチング(サイド
エツチング)して、第10図に示されるように横へ延び
る中空部37を形成する。これは例えば、CHF3を用
いたプラズマエツチングによって、あるいは、弗酸(H
F)系エツチング液等を用いたウェットエツチング、い
わゆる、等方性エツチングによって第2絶縁膜33′f
!:除去すればよい。
Next, the second insulating film 33 is selectively etched (side etching) to form a hollow portion 37 extending laterally, as shown in FIG. This can be done, for example, by plasma etching with CHF3 or by hydrofluoric acid (H
F) The second insulating film 33'f is etched by wet etching using an etching solution, so-called isotropic etching.
! : Just remove it.

次に、耐熱性ケ゛−ト材料(例えば、タングステンシリ
サイド)をマグネトロンスパッタ法などの窓35を通っ
て多少横方向へも飛着する析出法によって全面に付着さ
せてダート電極38および付着膜39を形成する(第1
1図)。
Next, a heat-resistant case material (for example, tungsten silicide) is deposited on the entire surface by a deposition method such as magnetron sputtering, in which it is deposited somewhat laterally through the window 35, thereby forming the dart electrode 38 and the deposited film 39. form (first
Figure 1).

そして、第2絶縁膜33および耐ドライエツチングマス
ク膜34をエソテンダ液(例えば、HF系水溶液)でエ
ツチングし同時にその上の付着膜39全リフトオンして
除去する。
Then, the second insulating film 33 and the dry etching resistant mask film 34 are etched with an ethotender solution (for example, an HF-based aqueous solution), and at the same time, the entire deposited film 39 thereon is lifted on and removed.

このように形成したダート電極38は、実効チャネル長
Lgが第1絶縁膜32に形成された窓によって規定され
、かつ第1絶縁膜32上に幅ΔLだけ載った状態に形成
される(第12図)。したがって、ダート電極38の下
面の付着面積は、従来の如くチャネル領域だけしか付着
していないケ゛−ト電極よシもかなシ大きく、第1絶縁
膜32から剥離しにくくなっておシ、シかもダート電極
38の体積を従来の場合よりも大きくすることができる
のでr−)抵抗の低減が可能である。
The dirt electrode 38 formed in this way has an effective channel length Lg defined by the window formed in the first insulating film 32, and is formed in a state where it is placed on the first insulating film 32 by the width ΔL (12th figure). Therefore, the adhesion area of the dirt electrode 38 on the lower surface is larger than that of a conventional gate electrode in which only the channel region is adhered, and it may be difficult to separate it from the first insulating film 32. Since the volume of the dirt electrode 38 can be made larger than in the conventional case, it is possible to reduce the r-) resistance.

次に、フォトレジストを塗布し、電界効果トランジスタ
のソース領域およびドレイン領域に相当する部分を現像
して除去し、フォトレジスト層40を第12図のように
形成する。しかる後膣フォトレジスト層40およびダー
ト電極38をマスクとして、シリコン(St)イオンを
第1絶縁膜32を1いてGaAs基板1内へ打込み高不
純物濃度のn型ソース領域41およびn型ドレイン電極
42を形成する。Stイオンのエネルギは150 [k
eV:]でありドーズ量は5X10  cm  である
Next, a photoresist is applied, and portions corresponding to the source and drain regions of the field effect transistor are developed and removed to form a photoresist layer 40 as shown in FIG. 12. Thereafter, using the vaginal photoresist layer 40 and the dirt electrode 38 as a mask, silicon (St) ions are implanted into the GaAs substrate 1 through the first insulating film 32 to form a highly impurity-concentrated n-type source region 41 and an n-type drain electrode 42. form. The energy of St ions is 150 [k
eV:] and the dose is 5×10 cm.

かかるシリコンイオン注入において、前述の如くダート
電極38のダート長方向の両側エツジ部は斜面となって
いるために、高濃度領域であるソース領域41およびド
レイン領域42のデート電極38側の領域プロフィルが
斜面となってチャネル領域38と接続させることができ
る。第1絶縁膜32が存在するので、高濃度n型領截4
0.41がケ9−ト電極と接触することはない。このた
めに、所定のショットキ耐圧、ダート逆方向耐圧および
スレッシ−ホールド電圧々どの特性が再現性よく得られ
る。
In such silicon ion implantation, since the edge portions on both sides of the dart electrode 38 in the dart length direction are sloped as described above, the region profile of the source region 41 and drain region 42, which are high concentration regions, on the date electrode 38 side is changed. It can form a slope and be connected to the channel region 38 . Since the first insulating film 32 exists, the high concentration n-type region 4
0.41 never comes into contact with the gate electrode. For this reason, characteristics such as predetermined Schottky breakdown voltage, dirt reverse breakdown voltage, and threshold voltage can be obtained with good reproducibility.

しかる後、イオン注入領域36,41.42の活性化の
ために、約800℃、約20分間のアニール処理を窒素
(N2)十水素(H2)のガス雰囲気で行なう。
Thereafter, in order to activate the ion-implanted regions 36, 41, 42, an annealing process is performed at about 800° C. for about 20 minutes in a gas atmosphere of nitrogen (N2) and hydrogen (H2).

次いで前記フォトレジスト層39を除去し、再度フォト
レジストを塗布しソースおよびドレイン電極に相当する
部分を現象除去してフォトレジスト層(図示せず)を形
成する。このフォトレジスト層をマスクとして第1絶縁
膜(AtN)を例えば、H3PO3溶液を用いて選択的
に除去してGaAs基板31を露出させる。
Next, the photoresist layer 39 is removed, photoresist is applied again, and portions corresponding to the source and drain electrodes are removed to form a photoresist layer (not shown). Using this photoresist layer as a mask, the first insulating film (AtN) is selectively removed using, for example, an H3PO3 solution to expose the GaAs substrate 31.

次ニ、金・rルマニウム(AuGe )および金(Au
)の連続蒸着膜を厚さ3000λ程に形成し、フォトレ
ジスト層を溶剤で除去すると同時にその上の蒸着膜を除
去(リフトオフ)して第13図に示すようにソース電極
43およびドレイン電極44を形成する。そして、約4
00℃で1分間程加熱してソースおよびドレイン゛電極
43.44とソース領域41、ドレイン領域42との間
にオーミック接触を形成する。
Second, gold/rumanium (AuGe) and gold (Au
) is formed to a thickness of about 3000λ, and the photoresist layer is removed with a solvent and at the same time the deposited film above it is removed (lifted off) to form the source electrode 43 and drain electrode 44 as shown in FIG. Form. And about 4
Ohmic contact is formed between the source and drain electrodes 43 and 44 and the source region 41 and drain region 42 by heating at 00° C. for about 1 minute.

以後、従来の製造方法と同様に例えば厚さ4000Xの
二酸化シリコンからなる眉間絶R膜45を全面に形成し
該層間絶縁層45の所望領域に層間接続用孔(スルーホ
ール)を形成した後、上側配線46を形成する(第14
図)。このようにしてGaAsショットキダート電界効
果トランジスタか図面では1個であるが)同時に複数個
形成されて集積回路が製造できる。本発明の製造方法に
よればダート電極38の断面形状は台形状とされるので
該ケ9−ト電極上での上側配線の断線は回避できる。
Thereafter, in the same way as in the conventional manufacturing method, for example, a 4000X thick glabellar round film 45 made of silicon dioxide is formed on the entire surface, and interlayer connection holes (through holes) are formed in desired regions of the interlayer insulating layer 45. Upper wiring 46 is formed (fourteenth
figure). In this way, a plurality of GaAs Schottky dart field effect transistors (although only one is shown in the drawing) can be formed simultaneously to produce an integrated circuit. According to the manufacturing method of the present invention, since the dart electrode 38 has a trapezoidal cross-sectional shape, disconnection of the upper wiring on the gate electrode can be avoided.

上述した実施例では、チャネル領域形でのイオン注入に
おけるマスクとしてかつケ9−ト電極形成に利用するた
めに第2絶縁膜33および耐ドライエツチングマスク膜
34を使用したが、下記のような別の実施例を用いても
よい。
In the above-described embodiment, the second insulating film 33 and the dry etching-resistant mask film 34 were used as a mask for ion implantation in the channel region type and for forming a gate electrode. The embodiment may also be used.

すなわち、第15図に示すように、GaAs基板31上
に第1絶縁膜32を形成してからその上にフォトン・シ
スト層51を形成し、チャネル領域上の第1絶縁膜部分
を選択的にエツチング除去する。
That is, as shown in FIG. 15, a first insulating film 32 is formed on a GaAs substrate 31, a photon cyst layer 51 is formed thereon, and a portion of the first insulating film above the channel region is selectively formed. Remove by etching.

そして、このフォトレジスト層51および第1絶縁膜3
2をマスクとしてイオン注入を行なってチャネル領域3
6を形成する。
Then, this photoresist layer 51 and the first insulating film 3
Ion implantation is performed using 2 as a mask to form the channel region 3.
form 6.

フォトレジスト層51を除去してから別の7オトレノス
ト層52(第16図)を第1絶縁膜32上に形成する。
After removing the photoresist layer 51, another 7 otrenost layer 52 (FIG. 16) is formed on the first insulating film 32.

このフォトレゾスト層52には、第16図に示すように
、第1絶縁膜32が長さΔLだけ表出するような所定の
ダート電極に相当する・9ターン孔が形成される。耐熱
性ダート材料をスノ+ツタ法などで全面に付着させてチ
ャネル領域36上にダート電極38をかつ付着膜39を
フォトレジスト層52上に形成する(第16図)。次に
、フォトレジスト層52およびその上の付着膜39を同
時に除去すると、上述した実施態様例での第12図に示
した状態となる。
In this photoresist layer 52, as shown in FIG. 16, a nine-turn hole corresponding to a predetermined dart electrode is formed such that the first insulating film 32 is exposed by a length ΔL. A heat-resistant dart material is deposited on the entire surface by a slat-and-vine method or the like to form a dart electrode 38 on the channel region 36 and an attached film 39 on the photoresist layer 52 (FIG. 16). Next, when the photoresist layer 52 and the deposited film 39 thereon are simultaneously removed, the state shown in FIG. 12 for the above-described embodiment is obtained.

更に、前記第8図乃至@14図に示した実施例において
は、第9図に示されるチャネル領域36の形成の際、第
1絶縁膜32 (AzN)をも除去してGaAs半絶縁
性基板31の表面を表出した状態で前記チャネル領域3
6を形成するためのシリコンイオン(sl+)の注入を
行っている。
Furthermore, in the embodiments shown in FIGS. 8 to 14, when forming the channel region 36 shown in FIG. 9, the first insulating film 32 (AzN) is also removed and a GaAs semi-insulating substrate is formed. the channel region 3 with the surface of 31 exposed;
Silicon ions (sl+) are being implanted to form 6.

しかしながら本発明はかかる実施態様に限定されるもの
ではなく、前記第1絶縁膜32をGaAs半絶縁性基板
31の表面に残した状態において、前記シリコンイオン
の注入を行ってもよい。かかる第1絶縁膜32を残して
シリコンイオンの注入を行う場合、該シリコンイオンの
ドーズ量は3X10  tm  注入エネルギは100
 keV程度とされる。
However, the present invention is not limited to this embodiment, and the silicon ions may be implanted while the first insulating film 32 remains on the surface of the GaAs semi-insulating substrate 31. When silicon ions are implanted while leaving the first insulating film 32, the silicon ion dose is 3×10 tm and the implantation energy is 100 tm.
It is said to be about keV.

(7)発明の効果 本発明に依れば、次に列挙するよう々効果がある。(7) Effect of invention According to the present invention, there are effects as listed below.

(1)  高融点金属シリサイドのダート電極を加工す
るに際し、リフト・オフ法を適用しているので、ソース
・ダート間及びダート・ドレイン間が例えばエツチング
の為のイオン・ビームに曝されることはなく、その部分
のGaAs系基板表面がダメージを受けることはない。
(1) When processing the dart electrode made of high melting point metal silicide, a lift-off method is applied, so the space between the source and the dirt and between the dirt and the drain will not be exposed to an ion beam for etching, for example. Therefore, the surface of the GaAs-based substrate in that area will not be damaged.

(2)チャネル領域上のr−)長的に対して、イオン注
入のマスクと々るダート電極表面の寸法は職+2ΔLな
る関係にあシ、しかも、ケ゛−ト電極のソース領域側及
びドレイン領域側の各エツジは台形の一部をなすような
テーパを有している。従って、イオン注入法にて高キャ
リヤ濃度のソース領域及びドレイン領域を形成した際、
それ等領域とチャネル領域とはキャリヤ濃度的に滑らか
に接続され、ダート電極と高キャリヤ濃度のソース領域
及びドレイン領域との重なシは生じないからダート耐圧
が低下することはなく、また、ソース領域及びドレイン
領域のキャリヤがチャネル領域に拡散することもないか
ら閾値電圧の制御性及び再現性が向上する。
(2) The dimension of the dirt electrode surface where the ion implantation mask reaches is in the relationship of +2ΔL with respect to the length of r−) on the channel region. Each side edge tapers to form part of a trapezoid. Therefore, when forming source and drain regions with high carrier concentration by ion implantation,
These regions and the channel region are smoothly connected in terms of carrier concentration, and there is no overlap between the dirt electrode and the source and drain regions with high carrier concentration, so the dirt breakdown voltage does not decrease, and the source Since carriers in the channel region and the drain region do not diffuse into the channel region, the controllability and reproducibility of the threshold voltage are improved.

(3))f−)電極のエツジが前記の如くチー・やをな
しているので、その上に形成する被膜にオー・々・ハン
グは発生せず、ステップ・力・マレイノは良好でちる。
(3)) f-) Since the edges of the electrodes are curved as described above, no hangs occur in the film formed thereon, and the steps, forces, and marenos are good.

(4)実効ケ゛−ト長は短いが、デート電極の横断面に
於ける面積で比較すると従来のものよシも遥かに犬であ
り、従ってその抵抗値を低減することができ、実効ダー
ト長の短縮及びケ゛−ト幅の増大に有効である。
(4) Although the effective case length is short, when compared with the area in the cross section of the date electrode, it is much smaller than the conventional case, so its resistance value can be reduced, and the effective case length can be reduced. This is effective in shortening the gate width and increasing the gate width.

(5)工程上、AAN膜(第1絶縁膜)を介したスルー
・インプランテーションの技術を採用することができる
ので、かかる場合には基板表面或いは表面に極く近いと
ころに高濃度キャリヤを存在させることができ、従って
MES−FETの伝達コンダクタンスを増加させること
ができる。
(5) In the process, it is possible to adopt through implantation technology through the AAN film (first insulating film), so in such a case, high concentration carriers exist on the substrate surface or very close to the surface. Therefore, the transfer conductance of the MES-FET can be increased.

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

第1図々いし第7図は、従来の製造方法を説明するため
の製造工程におけるGaAs半導体装置の概略断面図で
あり、 第8図ないし第14図は、本発明に係る製造方法を説明
するための製造工程におけるGaA3半導体装置の概略
断面図であシ、 第15図および第16図は、本発明の製造方法の別の実
施態様による製造工程でのGaAs半導体装置の概略断
面図でちる。 1・・・GaAs基板、 3・・・低濃度のイオン注入
領域、4・・・ダート電極、6・・・ソース領域、7・
・・ドレイン領域、10・・・ソース電極、11・・・
ドレイン電極、12・・・層間絶縁膜、13・・・上側
配線、31・・・GaAs基板、32・・・第1絶縁膜
、34・・・耐ドライエツチングマスク膜、36・・・
チャネル領域、38・・・ダート電極、41・・・ソー
ス領域、42・・・ドレイン領域、43・−・ソース電
極、44・・・ドレイン電極、45・・・層間絶縁膜、
46・・・上側配線。 第10 第2回 ム 第3面 第4図 戚5面 ム 第9爾 吊]0血 第13面 第15爾      毫16し1 9
1 to 7 are schematic cross-sectional views of a GaAs semiconductor device in a manufacturing process for explaining a conventional manufacturing method, and FIGS. 8 to 14 are for explaining a manufacturing method according to the present invention. FIG. 15 and FIG. 16 are schematic cross-sectional views of a GaAs semiconductor device in a manufacturing process according to another embodiment of the manufacturing method of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... GaAs substrate, 3... Low concentration ion implantation region, 4... Dirt electrode, 6... Source region, 7...
...Drain region, 10...Source electrode, 11...
Drain electrode, 12... Interlayer insulating film, 13... Upper wiring, 31... GaAs substrate, 32... First insulating film, 34... Dry etching resistant mask film, 36...
Channel region, 38... Dirt electrode, 41... Source region, 42... Drain region, 43... Source electrode, 44... Drain electrode, 45... Interlayer insulating film,
46... Upper wiring. 10th 2nd page 3rd page 4th page 5th page 9th page] 0 blood Page 13 page 15 page 16th page 1 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、絶縁性あるいは半絶縁性を有するGaAs系基板上
に第1の皮膜及び前記第1の皮膜とはエッチャントを異
にする第2の皮膜を積層形成し、次いで、少くとも前記
第2の皮膜をノeターニングしてチャネル領域及びダー
ト電極形成予定領域に第1の開口を形成し、次いで前記
第1の開口を介して前記GaAs系基板中へイオン注入
を行いチャネル領域を形成し、次いで前記第1の皮膜上
に前記第1の開口よシも大きな面積の第2の開口を有す
る皮膜を形成し、次いで前記第1の開口内において前記
GaAs系基板とショットキー接触し、表面の二ノジに
テーパを有するダート電極をシフトオフ法にて形成し、
次いで前記ダート電極をマスクとしてソース領域、ドレ
イン領域全形成する工程を有することを特徴とする電界
効果型半導体装置の製造方法。
1. Laminating a first film and a second film using a different etchant from the first film on a GaAs-based substrate having insulating or semi-insulating properties, and then depositing at least the second film. A first opening is formed in a channel region and a region where a dirt electrode is to be formed by turning, and then ions are implanted into the GaAs-based substrate through the first opening to form a channel region. A film having a second opening having a larger area than the first opening is formed on the first film, and then Schottky contact is made with the GaAs-based substrate within the first opening, and two holes on the surface are formed. A dart electrode with a taper is formed by a shift-off method,
A method for manufacturing a field effect semiconductor device, comprising the step of next forming a source region and a drain region using the dirt electrode as a mask.
JP22652282A 1982-12-25 1982-12-25 Manufacture of field effect type semiconductor device Pending JPS59119764A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22652282A JPS59119764A (en) 1982-12-25 1982-12-25 Manufacture of field effect type semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22652282A JPS59119764A (en) 1982-12-25 1982-12-25 Manufacture of field effect type semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59119764A true JPS59119764A (en) 1984-07-11

Family

ID=16846443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22652282A Pending JPS59119764A (en) 1982-12-25 1982-12-25 Manufacture of field effect type semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59119764A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6279675A (en) * 1985-10-02 1987-04-13 Agency Of Ind Science & Technol Compound semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6279675A (en) * 1985-10-02 1987-04-13 Agency Of Ind Science & Technol Compound semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920002090B1 (en) Method of manufacturing field effect transistor
US4997778A (en) Process for forming a self-aligned FET having a T-shaped gate structure
EP0706202A2 (en) Method for producing a pattern and a semiconductor device
US4728621A (en) Fabricating a field effect transistor utilizing a dummy gate
US4975382A (en) Method of making a self-aligned field-effect transistor by the use of a dummy-gate
JP2673109B2 (en) Method of manufacturing self-aligned T-gate gallium arsenide metal semiconductor field effect transistor
JP2609267B2 (en) Method of manufacturing self-aligned gallium arsenide device
US4997779A (en) Method of making asymmetrical gate field effect transistor
JPH0787195B2 (en) Method of manufacturing Schottky gate field effect transistor
US4700455A (en) Method of fabricating Schottky gate-type GaAs field effect transistor
JPS59119764A (en) Manufacture of field effect type semiconductor device
JP3106379B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR960004087B1 (en) Contact hole forming method of self aligned silicid
JP2624656B2 (en) Method of manufacturing GaAs field effect transistor
JPS63275181A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS60244074A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS60115268A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3139208B2 (en) Method for manufacturing field effect transistor
JP2951056B2 (en) Method for manufacturing field effect transistor
JP2001085448A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JPH0439773B2 (en)
JPH01161873A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0997800A (en) Manufacture of mesfet
JPS60110163A (en) Manufacture of mos transistor
JPS60117678A (en) Manufacture of semiconductor device