JPS59986B2 - 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

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JPS59986B2
JPS59986B2 JP1554378A JP1554378A JPS59986B2 JP S59986 B2 JPS59986 B2 JP S59986B2 JP 1554378 A JP1554378 A JP 1554378A JP 1554378 A JP1554378 A JP 1554378A JP S59986 B2 JPS59986 B2 JP S59986B2
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JP
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region
gate
protrusion
forming
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JP1554378A
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JPS54108583A (en
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俊夫 須川
毅 小沼
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電界効果トランジスタ、特にショットキー障壁
ゲートを有する電界効果トランジスタの製造方法に関す
るものである。
半導体、特にGaAs上に1μ程度の幅のゲートを形成
した場合、超高周波帯トランジスタとして注目され、そ
の構造は半絶縁体GaAs基板上に形成されたn形Ga
As層上に、n形GaAsとショットキー障壁を形成す
るゲート電極と、該ゲート電極の両側にソースおよびド
レインのオーミック電極とを上記n形GaAs層上に設
けた比較的簡単な構造が用いられている。
従来、この種の電界効果トランジスタは、n形GaAs
層に直接ソースおよびドレインのオーミック電極を形成
しているため、電極のコンタクト抵抗とソース・ゲート
間のn形層の抵抗とに起因するソース直列抵抗Rsがト
ランジスタの特性を低下させる欠点がある。
すなわち、トランジスタの相互コンダクタンス胛は、真
性トランジスタの相互コンダクタンスgmoに対してg
m=gm0/ (1+ Rs′ gmo)で表わされ、
ソース直列抵抗Rsはトランジスタのgmを低下させ最
高発振周波数を低下させる。
ソース直列抵抗Rsを小さくするためにはゲート・ソー
ス間距離を小さくする必要が有るが、これれは従来の製
造方法によるフオトエツナ技術ではそのマスク合わせ精
度で決定される。本発明はソース・ゲート間隔、ゲート
・ドレイン間隔を極めて短かくかつ再現性良く形成しソ
ース直列抵抗を小さくするための電界効果トランジスタ
の製造方法を提供するものである。
以下本発明を、例えはGaAs基板を使用した場合につ
いて、図面と共に実施例に基いて詳細に説明する。
実施例 1 第1図A−Hは本発明の一実施例を示す工程断面図であ
る。
まず、第1図Aに示す如く半絶縁性GaAs基板1上に
エピタキシヤル法あるいはイオン注入法によりn形Ga
As層2を形成する。次に第1図Bに示す如くチヤネル
となる領域3をソース・ドレインと平行方向の長さL1
を、例えば、1μ残存させるようにn形GaAs層2を
エツチング除去する。この時ゲートとなる領域の側壁は
n型GaAs層2の表面に対してほぼ垂直とするように
異方性エツチング、あるいはスパツタエツチングにより
深さtが、例えば1μ程度となるようにする。次に第1
図Cに示す如くn型となる不純物、例えばイオウをイオ
ン注入した後、第1図Dに示す如く熱処理の保護膜とし
て、例えばSl3N4膜4を形成し、熱処理をH2.A
r.N2等ガス零囲気中、あるいは真空中で例えば85
0℃で30分行うことによりn+領域5,5/を形成す
る。次に第1図Eに示す如く、感光性樹脂膜例えばKT
FR(商品名)6,6′をスピンナーにより塗布する。
この時、KTFRはエツチング除去した領域6には厚さ
約0.7μ程度被着形成されるが、領域3の表面上6′
は微細な突出部であるため約0.3μ程度しか被着され
ない。次に領域3の表面上のKTFR6lを除去すべく
02プラズマにてエツチングを行いSl3N4膜を露出
させる。このとき他の領域のKTFRは約1μ厚だけ残
存している。さらに露出したSi3N4膜4をCF4プ
ラズマでエツチング除去して領域3の表面を露出させる
。この時領域3の側壁部の上部はKTFRが薄いため0
2プラズマおよびCF4プラズマによつて除去され、第
1図Fに示すように領域3が露出し、垂直な段が形成さ
れる。次に少なくとも領域3表面のn+領域5′を含ん
でエツチング除去した後、ゲートを形成すべくn型Ga
As層2とシヨツトキ一接合となるW.At.Pt等の
金属を、基板表面と垂直方向から被着することにより領
域3の側壁には金属を被着せず表面上にのみ被着できる
。その後残存するKTFR6を除去することにより同時
にKTFR6上に被着された金属も除去される。その後
、第1図Gに示す如くCF4プラズマでSi3N4膜4
をエツチング除去することによりn+層5表面を露出す
る。ここで7は前記シヨツトキ一金属である。次に第1
図Hに示す如くn型GaAs層5とオーミツク接触とな
る金属、例えばAu−e合金8,81フを蒸着すること
によりソース・ドレインを形成する。
この時AU−eはゲートであるシヨツトキ一金属7上に
も被着され、ゲート抵抗を小さくすることが出来高周波
特性をさらに改善できる。実施例 2 第2図A−1は本発明の他の実施例の工程断面図である
まず、第2図Aに示す如く半絶縁性GaAs基板9上に
形成されたn型GaAs層10のチヤンネルとなる領域
11のL2を、例えば1μ残す様に台形状にエツチング
を深さ、例えば1μ行つた後、n形となる不純物をイオ
ン注入する。次に第2図Bに示す如く熱処理の保護膜と
してSl3N4膜13を形成し熱処理を行いn+層12
を形成する。次に感光性樹脂膜、例えばKTFR(商品
名)14,141をスピンナーにより塗布する。この時
KTFRはn倫Asをエツチング除去した領域には厚さ
0.7μ程度被着形成されるが、台形状領域11の表面
上および台形状領域11の傾斜した側壁上部には0.3
μ程度しか被着されない。次に0,プラズマによりKT
FRの薄い領域147のみエツチング除去しSl3N4
l3を露出させることにより、第2図Dに示す如くKT
FRl4はn形(3aAsをエツチング除去した領域表
面および台形状領域11の側壁下部のみ残存する。次に
露出したSi3N4膜をCF4プラズマでエツチング除
去し台形領域11のGaAsを露出させた後、第2図E
に示す如くイオン注入によつて形成した。十領域を選択
除去すべくエツチングを行いn形GaAs表面15を露
出させる。次にn形GaAs層10とシヨツトキ一接合
となるW.M.Pt等の金属を被着形成した後KTFR
l4を除去するこにより、第2図Fに示す如くKTFR
l4上に被着した金属も同時に除去され、前記露出した
n形GaAs表面15にのみ金属16が残存し、ゲート
を形成する。次に第2図Gに示す如く感光性樹脂被膜、
例えばKTFRを塗布し、露光現像によつて選択的に少
なくとも前記金属16を含む、台形領域11にKTFR
l7を残存させる。ここで残存させるKTFRl7は後
述するオーミツク金属とゲート金属とのシヨツトキ一を
防止するためであるので特に合わせ精度を厳密にする必
要はない。次に第2図Hに示す如くCF4プラズマで露
出した領域のSi3N4膜を除去する。次にn形GaA
sとオーミツク接触となる金属Au−(ト)を蒸着した
後、前記KTFRl7を除去することにより、第2図1
に示す如く、同時にKTFRl7上に被着したAu−G
eを除去することが出来る。よつて、Au−eによるソ
ース,ドレイン電極18,19が形成出来る。本実施例
において、イオン注入によるn+層12の低抵抗層によ
つてソース電極からゲート直下に接続されているために
ソース直列抵抗が減少出来る。
なおこのn+層12の濃度はゲートシヨツトキーダイオ
ードの逆方向耐圧を大幅に減少させない程度の濃度にし
ておくこと、又不純物導入にはイオン注入に限らないこ
とは言うまでもない。また実施例1,2において、ゲー
トを形成すべき領域を突出させるためのエツチング時に
、Si3N4等のマスクを使用することにより、n+領
域形成のためのイオン注入および熱処理のマスクと成り
得るもので突出部GaAs表面層のエツチングを不要と
することも可能である。以上説明したように本発明は単
なるゲート領域分離のためのメサエツチでなくゲートを
形成すべき領域をソース,ドレインより突出させること
によりスピンナーで感光性樹脂膜を塗布した場合突出部
表面の感光性樹脂膜厚が他の領域より極端に薄くなるた
め02プラズマにより容易に所望のゲート領域のみ開孔
形成可能とすることが出来る。
またソース電極から表面n+層によつてほぼゲート金属
に迄接続されるため、ソース直列抵抗Rsを減少するこ
とが出来る。特に台形状あるいはそれに近い突出部を形
成した場合、ゲート直下迄n+領域を形成出来るためこ
の効果は大きい。さらに突出部を形成し所望領域にのみ
ゲートを形成し垂直な段によるゲート金属の切れ、ある
いはn+領域を形成することによりマスク合わせ精度を
必要とせずソース,ドレイン電極を形成出来る・もので
ある。よつて、本発明によれば微細なゲートをソース,
ゲート間隔のマスク合わせ精度によらず形成でき、ソー
ス直列抵抗Rsを減少することが可能となる。
なお実施例においては、シヨツトキーゲートについて説
明したが反対導電形の不純物を導入したP−N接合によ
るゲートを形成しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図A−Hは本発明の一実施例を説明するための工程
断面図、第2図A−1は本発明の他の実施例を説明する
ための工程断面図である。 1,9・・・・・・半絶縁性GaAs基板、2,10・
・・・・・GaAs層、3,11・・・・・・チヤンネ
ル領域、4,13・・・・・・Si3N4膜、5,5′
, 12・・・・・・n+領域、6,61,14・・・
・・・感光性樹脂膜、7,16・・・・・・シヨツトキ
一金属、8,81,18,19・・・・・・Au(ト)
合金。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一導電型の半導体層のチャンネル領域となる突出部
    を形成する工程と、前記半導体層表面より前記一導電型
    の不純物を導入し、前記突出部に隣接してソース領域お
    よびドレイン領域を形成する工程と、前記半導体層表面
    より感光性樹脂膜を前記ソース領域および前記ドレイン
    領域上より前記突出部上を薄く形成する工程と、前記突
    出部上の前記感光性樹脂膜を除去することにより前記突
    出部表面を露出する工程と、前記露出した突出部表面に
    ゲート電極を形成する工程と、残余の前記感光性樹脂膜
    を除去した後、前記ソース領域上および前記ドレイン領
    域上にソース電極およびドレイン電極を形成する工程と
    を備えたことを特徴とする電界効果トランジスタの製造
    方法。 2 特許請求の範囲第1項に記載の電界効果トランジス
    タの製造方法において、突出部の側壁が半導体層表面と
    垂直であることを特徴とする電界効果トランジスタの製
    造方法。 3 特許請求の範囲第1項に記載の電界効果トランジス
    タの製造方法において、前記突出部が台形状であること
    を特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
JP1554378A 1978-02-13 1978-02-13 電界効果トランジスタの製造方法 Expired JPS59986B2 (ja)

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JPS54108583A JPS54108583A (en) 1979-08-25
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