JPS60158673A - Manufacture of field-effect transistor - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は高速信号処理用の集積回路に係り、特にG a
A s等の化合物半導体を用いたMES−FETから
なる集積回路の製法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an integrated circuit for high-speed signal processing, and in particular to an integrated circuit for high-speed signal processing.
The present invention relates to a method for manufacturing an integrated circuit including an MES-FET using a compound semiconductor such as As.
G a A s等の化合物半導体を基板として用いた集
積回路では、基本素子としてショットキ接合を用いたM
ES−FETが使用される。このFETは第1図にその
断面構造を示す如く基板1にイオン注入等によって形成
された、n型チャネル層2とn+型ソース/ドレイン領
域3,4およびそれぞれの表面に形成さ才したゲート電
極5、ソース/ドレイン電極6,7とから成り、チャネ
ル層2を通してソース/ドレイン電極間に流れる電流を
、ゲート電極5から印加した電界によって制御すること
によって動作させる。In integrated circuits using compound semiconductors such as GaAs as substrates, M
ES-FETs are used. As shown in FIG. 1, this FET has an n-type channel layer 2, an n+-type source/drain region 3, 4, and a gate electrode formed on each surface, as shown in FIG. 5, source/drain electrodes 6 and 7, and is operated by controlling the current flowing between the source/drain electrodes through the channel layer 2 by an electric field applied from the gate electrode 5.
とのFETの高性能化の問題点のひとつとして、ゲート
電極とソース/ドレイン領域3,4との間の低濃度領域
での表面空乏層8,8′によるソース抵抗及びドレイン
抵抗の増大がある。One of the problems with improving the performance of FETs is that the source and drain resistances increase due to the surface depletion layers 8, 8' in the low concentration regions between the gate electrode and the source/drain regions 3, 4. .
この問題を防ぐ手段として、ゲート電極5に対してソー
ス/ドレイン領域3,4をセルファラインして形成し、
表面空乏層を押える方法が考えられている。第2図に従
来のセルファライン型MES−FETの典型的な例を示
す。このFETでは、耐熱性ゲート電極5′をマスクと
してソース/ドレイン領域3’ 、4’用のn4イオン
打込みをすることにより両者のセルファラインをし、か
つ打込み後の活性化用熱処理を可能としている。As a means to prevent this problem, the source/drain regions 3 and 4 are formed by self-aligning with respect to the gate electrode 5.
Methods of suppressing the surface depletion layer are being considered. FIG. 2 shows a typical example of a conventional self-line type MES-FET. In this FET, by implanting n4 ions for the source/drain regions 3' and 4' using the heat-resistant gate electrode 5' as a mask, self-alignment of both is achieved, and activation heat treatment after implantation is possible. .
この素子の作製手順は第3図a、bに示すように、まず
、チャネル層2′形成用のイオン注入を行った後、タン
グステンなどの耐熱性金属9を被着する(第3図a)。The manufacturing procedure for this device is as shown in FIGS. 3a and 3b. First, ions are implanted to form the channel layer 2', and then a heat-resistant metal 9 such as tungsten is deposited (FIG. 3a). .
次に、ホトレジスト膜をマスクとしてゲー1へ電極5′
のパターンニングを行い、さらにこの電極5′をマスク
として、イオン注入10によりn゛層3’ 、4’層を
形成する)第3図b)。最後に、ソース/ドレイン電極
をリフトオフによって形成する(図示省略)。Next, using the photoresist film as a mask, electrode 5' is applied to gate 1.
(Fig. 3b). Finally, source/drain electrodes are formed by lift-off (not shown).
上記の従来型のセルファラインFET製法では、被着し
た耐熱性金属膜9をエツチングして、グー1〜電極を形
成する際、ドライエツチングが必要となるが、ドライエ
ツチングでは、耐熱性金属とG a A s基板との選
択性が余り大きくとれないため、G a A s基板表
面部11.11’ がエツチングされる。このため、チ
ャネル層2′とソース/ドレイン領域3’ 、4’の間
にくびれができ、電流が流れにくくなり、直列抵抗が増
大する。また。In the conventional Self-Line FET manufacturing method described above, dry etching is required when etching the deposited heat-resistant metal film 9 to form the Glue 1 to electrodes. Since the selectivity with respect to the aAs substrate is not very high, the surface portion 11.11' of the GaAs substrate is etched. Therefore, a constriction is formed between the channel layer 2' and the source/drain regions 3' and 4', making it difficult for current to flow and increasing the series resistance. Also.
動圧閾値電圧がずれる等の問題があった。There were problems such as deviations in the dynamic pressure threshold voltage.
これを防ぐ方法として、第4図a乃至dに示すセルファ
ラインプロセスが考えられている。このプロセスでは、
G a A s表面にホトレジスト膜12でゲートパタ
ーン13を形成した後、そのレジスト膜12をマスクと
して、まず、チャネル2′形成用のイオン注入を行う(
a)。さらに同じレジスト膜を付けた状態で耐熱性金属
9を蒸着し、このレジスト膜を使ってリフトオフするこ
とにより、ゲート電極5′を形成する(b)。その後、
上記従来法と同様に、イオン注入10により、ソース/
ドレイン領域を形成しくC)、活性化用熱処理(アニー
ル)の後、ソース/ドレイン電極6゜7を形成し、FE
Tを完成する(d)。As a method to prevent this, the self-line process shown in FIGS. 4a to 4d has been considered. In this process,
After forming a gate pattern 13 with a photoresist film 12 on the surface of the GaAs, using the resist film 12 as a mask, ions are first implanted to form a channel 2' (
a). Further, a heat-resistant metal 9 is vapor-deposited with the same resist film attached, and lift-off is performed using this resist film to form a gate electrode 5' (b). after that,
Similar to the above conventional method, by ion implantation 10, the source/
After forming the drain region (C) and heat treatment for activation (annealing), source/drain electrodes 6°7 are formed, and the FE
Complete T (d).
このプロセスでは、ゲート電極5′はリフトオフでパタ
ーニングされるため、周囲のG a A s表面はエツ
チングされずに形成し得る。ここで14はイオンマスク
用のホトレジスト膜である。In this process, since the gate electrode 5' is patterned by lift-off, the surrounding GaAs surface can be formed without being etched. Here, 14 is a photoresist film for an ion mask.
しかし、上記のプロセスで作製したFETには以下のよ
うな構造的な欠陥がある。すなわち、ソース/ドレイン
領域3’ 、4’ がゲート電極5′に隣接して形成さ
れ、かつ、アニール時に、ソース/ドレイン領域が、ゲ
ー1へ電極下部にも拡散するため、この部分のショット
キ接合の逆耐圧が劣化し、ゲー]〜・ソース間にリーク
電流が流れ、FET特性が劣化する。However, the FET manufactured by the above process has the following structural defects. That is, the source/drain regions 3' and 4' are formed adjacent to the gate electrode 5', and during annealing, the source/drain regions also diffuse into the gate 1 under the electrode, so that a Schottky junction occurs in this part. The reverse breakdown voltage of FET deteriorates, leakage current flows between gate and source, and FET characteristics deteriorate.
これを防ぐ方法として、n4イオン注入10を高エネル
ギー(15O−200KeV) で行い。To prevent this, N4 ion implantation 10 is performed at high energy (15O-200KeV).
ソース/ドレイン領域を深部に形成し、この部分の表面
キャリア濃度を下げる方法が考えられている。この場合
、ゲート長15が1μm以下となると、ソース/ドレイ
ン間の電界の二次元効果が顕著となり、いわゆる短ゲー
ト効果のためにピンチオフしにくくなり、FET特性が
劣化する。A method has been considered in which the source/drain region is formed deep and the surface carrier concentration in this region is lowered. In this case, when the gate length 15 is 1 μm or less, the two-dimensional effect of the electric field between the source and drain becomes significant, and pinch-off becomes difficult due to the so-called short gate effect, resulting in deterioration of FET characteristics.
また、このプロセスにおいては、ゲート電極形成用のリ
フトオフ後、G a A s表面11.11’がやはり
露出され、それ以後の各種のプロセス中に汚染されたり
、ダメージを受けたりする。それによって、キャリアが
減少し、FET特性の劣化を生じる。Moreover, in this process, after lift-off for gate electrode formation, the Ga As surface 11.11' is still exposed and can be contaminated or damaged during various subsequent processes. This reduces carriers and causes deterioration of FET characteristics.
本発明の目的は、従来のセルファライン型FETの上記
の欠点を解決し5直列抵抗が小さく、また、短ゲート効
果の少ない構造のFETとその作製プロセスを提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of conventional self-line type FETs, to provide a FET having a structure with low five-series resistance and little short gate effect, and a manufacturing process thereof.
本発明においては、絶縁膜でゲート電極のパターンニン
グをした部分に、チャネル層形成用のイオン注入を行い
、さらに、リフトオフによってその部分にゲート電極を
形成した後、ソース/ドレイン領域形成用のイオン注入
を、セルファライン技術を用いて、ゲート電極から適当
距離(0,1〜0.3μm)だけ離して行い、アニール
時の拡散によって、上記領域とチャネル層とを電気的に
接続することにより、上記目的を達成した。In the present invention, ions for forming a channel layer are implanted into the part where the gate electrode is patterned in the insulating film, and then the gate electrode is formed in that part by lift-off, and then the ions for forming the source/drain region are implanted. By performing the implantation at an appropriate distance (0.1 to 0.3 μm) from the gate electrode using Selfa Line technology, and electrically connecting the above region and the channel layer by diffusion during annealing, The above objectives were achieved.
本発明の主旨を第5図を用いて詳しく説明する。The gist of the present invention will be explained in detail using FIG.
本発明のFETの作製プロセスでは、GaAs基l7f
i1の上に全面に#4!!縁膜16を被着し、ホトレジ
スト膜17でゲート電極のパターニングを行った後、絶
縁膜16のエツチングによりゲート電極部の窓開けを行
った後、チャネル層2′形成用のイオン注入とゲート電
極用金属膜9の被着を順次行う (、)。In the FET manufacturing process of the present invention, GaAs-based l7f
#4 all over i1! ! After depositing the edge film 16 and patterning the gate electrode using the photoresist film 17, the insulating film 16 is etched to open a window in the gate electrode portion, and then ions are implanted for forming the channel layer 2' and the gate electrode is patterned. The metal film 9 is sequentially deposited (,).
次に、ホトレジスト膜17の溶解により、金属膜9のリ
フトオフを行い、ゲート電極5′のパターニングを行う
(図示省略)。Next, the metal film 9 is lifted off by dissolving the photoresist film 17, and the gate electrode 5' is patterned (not shown).
次に、ゲート電極から0.1〜0.3μm li! シ
て、ソース/ドレイン領域形成用のイオン注入10を行
う。この距離の調節にはセルファライン技術を用いて行
う(b)。その後、イオン注入層活性化用のアニールを
行う。このアニールにより注入イオンは破線18から実
線19まで約0.2μIn拡散し、ソース/ドレイン領
域3’ 、4’ とチャネル層2′とは電気的に接続さ
れる(e)。Next, 0.1 to 0.3 μm li! from the gate electrode! Then, ion implantation 10 for forming source/drain regions is performed. This distance is adjusted using the Selfa Line technology (b). After that, annealing is performed to activate the ion-implanted layer. By this annealing, the implanted ions are diffused by about 0.2 .mu.In from the broken line 18 to the solid line 19, and the source/drain regions 3', 4' and the channel layer 2' are electrically connected (e).
最後に、ソース/ドレイン電極6,7をリフトオフによ
って形成し、FETを完成する(d)。Finally, source/drain electrodes 6 and 7 are formed by lift-off to complete the FET (d).
以上のプロセスで形成したFETでは、G a A s
表面は、電極形成部分以外、最初から絶縁膜16で保護
され、汚染、ダメージ等のFET劣化要因を避けること
ができる。In the FET formed by the above process, Ga A s
The surface is protected from the beginning by an insulating film 16 except for the electrode forming portion, and it is possible to avoid FET deterioration factors such as contamination and damage.
また、ソース/ドレイン領域3’ 、4’はゲート電極
5′から適当距離だけ離し、しかも、浅く形成できるた
め、ゲート電極の逆耐圧が高く、かつ、短ゲート効果が
生じにくい。Furthermore, since the source/drain regions 3' and 4' can be formed shallowly and at an appropriate distance from the gate electrode 5', the reverse breakdown voltage of the gate electrode is high and the short gate effect is less likely to occur.
実施例1
以下シ;本発明の第1の実施例のMES−FETの作製
プロセスを第6図により説明する。Example 1 Below, the manufacturing process of the MES-FET of the first example of the present invention will be explained with reference to FIG.
まず、第6図(、)に示すように、半絶縁性のG a
A g基板■上に絶縁膜Aj2N16を被着する。First, as shown in Figure 6(,), semi-insulating Ga
An insulating film Aj2N16 is deposited on the Ag substrate.
絶縁膜としては、AQN膜の他、SiO□。Insulating films include AQN films and SiO□.
Si、N4.プラスv CV D ニよるSiN。Si, N4. SiN based on plus v CV D.
5iON膜あるいはGaN、AQz O3膜等も使用可
能である。膜厚は、GaAs表面を完全に被覆できる限
り薄い方がよく、500〜1000八程度がよい。その
膜の上にスペーナ用の#@縁膜20を約5000大技着
する。この膜としては、膜16とエツチング選択性のあ
るものであれば何でもよく、下地にAQNを使用した場
合には、SiO,。5iON film, GaN, AQz O3 film, etc. can also be used. The film thickness is preferably as thin as possible to completely cover the GaAs surface, and is preferably about 500 to 1000 mm. Approximately 5,000 pieces of #@marginal membrane 20 for a spanner are applied on top of the membrane. This film may be of any material as long as it has etching selectivity with respect to the film 16, and if AQN is used as the underlayer, SiO.
Si3N4等がよい。これらの膜の形成後、ホトレジス
ト膜17でゲート電極のパターニングを行い、このホト
レジスト膜をマスクとして、絶縁膜20.16を順次選
択エツチングし、ゲート電極部21の窓開Ljを行う(
b)。また、ホトレジスト膜17をスペーサとして使用
し、スペーサ膜20を省いてもよい。Si3N4 etc. are preferable. After forming these films, a gate electrode is patterned using a photoresist film 17, and using this photoresist film as a mask, the insulating films 20 and 16 are sequentially selectively etched to form a window Lj of the gate electrode portion 21 (
b). Alternatively, the photoresist film 17 may be used as a spacer and the spacer film 20 may be omitted.
この窓21の部分からチャネル層2′形成用のイオン注
入22を行う。イオン種としてはSiイオンが手軽であ
るが、Se、S等でもよい。打込みエネルギーはSiの
場合、60KeV、密度は閾値電圧を一1vとする時、
2×1012CI11−2テある(c)。Ion implantation 22 for forming the channel layer 2' is performed from this window 21 portion. Si ions are convenient as the ion species, but Se, S, etc. may also be used. The implantation energy is 60KeV in the case of Si, and the density is when the threshold voltage is -1V.
There are 2×1012 CI11-2 (c).
次に、耐熱性ゲート電極材料であるタングステン(Vi
)膜9をスパッタによって被着する。膜厚はストレス
低減と低抵抗化との兼ね合いであり。Next, we will introduce tungsten (Vi), which is a heat-resistant gate electrode material.
) Depositing membrane 9 by sputtering. The film thickness is a balance between stress reduction and low resistance.
3000〜4000人が適当である。電極材料としては
Wの他Ta、Hf或いはT i −W、 M o −W
、 Hf−W等の合金、或いはそれらの窒化物、シリサ
イド等でも使用可能である(d)。また、被着方法はス
パッタだけでなく、蒸着やCVD等でもよい。3,000 to 4,000 people is appropriate. In addition to W, electrode materials include Ta, Hf, Ti-W, Mo-W
, Hf-W, or their nitrides, silicides, etc. (d). Furthermore, the deposition method is not limited to sputtering, but may also be vapor deposition, CVD, or the like.
次に、ホトレジスト膜17或いはスペーサ膜20の少な
くとも一方を溶解することにより、ゲート電極用スパッ
タ[9をリフトオンする。そして、G a A s表面
は、ゲート電極5′と保護膜16を残して、他の膜は除
去する(e)。スペーサ20が5in2膜の場合は沸酸
で溶解する。Next, by dissolving at least one of the photoresist film 17 or the spacer film 20, the gate electrode sputter [9] is lifted on. Then, the gate electrode 5' and the protective film 16 are left on the GaAs surface, and the other films are removed (e). If the spacer 20 is a 5in2 film, it can be dissolved with boiling acid.
次に、ゲートff1FA5’ に対してソース/ドレイ
ン領域3’ 、4’ とを分離するためのスペーサ膜2
3を被着する。膜としてはCV D S io 2膜が
適当であり、膜厚は0.1〜0.31h mとする。こ
の場合ゲート電極側面部24にもほぼ同じ厚さで等方的
に被着される。また、高さばゲート電極と同程度となり
(〜0.5μm)イオン注入時マスクとして機能する。Next, a spacer film 2 is formed to separate the source/drain regions 3' and 4' from the gate ff1FA5'.
3. A CV D Sio 2 film is suitable as the film, and the film thickness is 0.1 to 0.31 h m. In this case, the gate electrode side surface portion 24 is also coated isotropically with approximately the same thickness. Further, the height is approximately the same as that of the gate electrode (~0.5 μm), and functions as a mask during ion implantation.
従って、ソース/ドレイン領域用の84イオン注入時に
、ゲート電極5′とその側面部24はマスクとなり、ソ
ース/ドレイン領域3’ 、4’ とゲート電極5′と
は側面部24の厚さだけ分離される。イオン注入10は
、保護膜16とスペーサ膜23とを通して行なうがスペ
ーサ23の膜淡記O01μm以上とする時は、合計の膜
厚が0.2μmを越えるため、スペーサを異方性ドライ
エツチングして1部或いは全部除去する必要がある。こ
の異方性エツチングにはフレオン系のガスを用いた反応
性イオンエツチングで行う。Therefore, when implanting 84 ions for the source/drain region, the gate electrode 5' and its side surface 24 serve as a mask, and the source/drain regions 3', 4' and gate electrode 5' are separated by the thickness of the side surface 24. be done. The ion implantation 10 is performed through the protective film 16 and the spacer film 23, but when the thickness of the spacer 23 is 1 μm or more, the total film thickness exceeds 0.2 μm, so the spacer is anisotropically dry etched. It is necessary to remove part or all of it. This anisotropic etching is performed by reactive ion etching using Freon gas.
またソース/ドレイン領域の保護膜16を除去して、イ
オン注入10を行ってもよい。14はFl’ET以外の
部分をマスクとするためのホトレジスト膜である。Alternatively, the ion implantation 10 may be performed after removing the protective film 16 in the source/drain region. 14 is a photoresist film for masking the portion other than Fl'ET.
イオン注入10のエネルギーは膜16,23ま膜厚にも
よるが、両者の合!1が0.1〜0.2μmの場合は1
20〜200Kevが適当であり、ソース/ドレイン領
域は表面から0.2μm程度の深さの範囲に形成される
。注入密度は1〜2 X 10 l3c111−2程度
がよuN(f)。The energy of the ion implantation 10 depends on the thickness of the films 16 and 23, but it is the sum of both! 1 if 1 is 0.1 to 0.2 μm
A suitable value is 20 to 200 Kev, and the source/drain regions are formed at a depth of about 0.2 μm from the surface. The implantation density is about 1 to 2 x 10 l3c111-2 uN(f).
次に、ホトレジスト[14を除去して、注入層活性化用
のアニールを行う。アニール条件は800℃、20分で
、この間に注入イオンが拡散し、ソース/ドレイン領域
3’ 、4’ とチャネル層2′とが電気的に接続され
る(g)。Next, the photoresist [14] is removed and annealing is performed to activate the injection layer. The annealing conditions are 800° C. for 20 minutes, during which time the implanted ions are diffused and the source/drain regions 3', 4' and the channel layer 2' are electrically connected (g).
最後に、ホトレジスト膜25でソース/ドレイレグによ
り窓開けを行い、ソース/ドレイン電極用金属膜26を
被着する(h)。ソース/ドレイン電極用金属膜として
は、従来から使用されている。Au/Ni/Δu G
eから成る多層膜を使用する。全膜厚は約0.3μmと
する。その後、余分の金属をレジスト膜25を使ってリ
フトオフし、電極6’ 、7’のアロイ他用熱処理を行
い、FET素子を完成する(図略)。Finally, windows are opened in the photoresist film 25 using source/drain legs, and a metal film 26 for source/drain electrodes is deposited (h). It has been used conventionally as a metal film for source/drain electrodes. Au/Ni/Δu G
A multilayer film consisting of e. The total film thickness is approximately 0.3 μm. Thereafter, the excess metal is lifted off using the resist film 25, and the electrodes 6' and 7' are subjected to heat treatment for alloying, etc., to complete the FET element (not shown).
以上のようにして、ソース/ドレイン領域を比較的浅く
、かつ、ゲート電極と分離して形成でき、ゲート逆耐圧
が高く、かつ、短ゲート効果の少ないFET174子を
得る。また、Ga A s表面は、プロセス当初から、
各電極5’ 、6’ 、7’被着の直前まで、絶g膜1
6で保護されており、′li4子特性の向上および安定
化が可能となる。As described above, a FET 174 is obtained in which the source/drain regions can be formed relatively shallow and separated from the gate electrode, the gate reverse breakdown voltage is high, and the short gate effect is small. Furthermore, from the beginning of the process, the GaAs surface
Until just before each electrode 5', 6', 7' is deposited,
6, it is possible to improve and stabilize the 'li tetrad characteristics.
実施例2
第7図に本発明用2の実施例のFETの作製プロセスの
主要部を示す。本実施例では、前実施例のプロセスにお
けるスペーサ23のかわりに、断面が主にT字型をした
ゲート電極を用いて、ゲート電極とソース/トレイン領
域との分離を行った。Embodiment 2 FIG. 7 shows the main part of the manufacturing process of the FET of the second embodiment of the present invention. In this example, instead of the spacer 23 in the process of the previous example, a gate electrode having a T-shaped cross section was used to separate the gate electrode and the source/train region.
それ以外の部分は実施例1と全く同じであり、説明を省
略する。The other parts are completely the same as in Example 1, and the explanation will be omitted.
本実施例では保護膜16を被着した後、等方性エツチン
グ可能なスペーサ膜20′を約5000人波着する。ス
ペーサ膜20’ としては、プラズマSiN膜を使用し
、CF4ガスを用いたドライエツチングにより約0.2
μmサイドエツチングする。In this embodiment, after the protective film 16 is deposited, about 5000 isotropically etched spacer films 20' are deposited. A plasma SiN film is used as the spacer film 20', and is etched by dry etching using CF4 gas.
Perform μm side etching.
26はスペーサ膜20′のサイドエツチング時のマスク
であり、S!O,膜、が適当であるが、レジスト膜17
で兼用することも可能である。すなわち、膜20’ 、
27を順次被着した後、ホトレジスト膜17でゲート電
極のパターンニングを行い、このレジスト膜17をマス
クとして、膜27゜20’ 、16を順次異方性エツチ
ングした後、膜20′をサイドエツチングする(a)。26 is a mask during side etching of the spacer film 20', and S! O, film is suitable, but resist film 17
It is also possible to use both. That is, the membrane 20',
After sequentially depositing 27, a gate electrode is patterned using a photoresist film 17, and using this resist film 17 as a mask, films 27, 20' and 16 are sequentially anisotropically etched, and then film 20' is side-etched. (a).
次に、実施例1と同様にゲート電極用金属を被着しくb
)、リフトオフによりゲ・−1〜電極を形成する。さら
に、上記のスペーサ膜20′、マスク膜27を除去した
後、T字型ゲート・電極5″をマスクとしてソース/ド
レイン領域?、 / 、 4 /用のイオン注入10を
行う(C)。さらに、アニール用キャップ膜28を被着
した後、800℃、20分のアニールを行い、−rオン
注入層の活性化を行う(d)。このキャップ膜は保直1
1J16で代用することも可能である。Next, as in Example 1, a metal for the gate electrode is deposited.
) and lift-off to form Ge-1~ electrodes. Furthermore, after removing the spacer film 20' and mask film 27, ion implantation 10 for source/drain regions ?, /, 4/ is performed using the T-shaped gate/electrode 5'' as a mask (C). After depositing the cap film 28 for annealing, annealing is performed at 800° C. for 20 minutes to activate the −r-on injection layer (d).
It is also possible to substitute 1J16.
最後に、実施例1と同様にソース/トレイン領域を形成
しr F E ’1’を完成する。Finally, source/train regions are formed in the same manner as in Example 1 to complete rFE '1'.
本プロセスによれば、T字型ゲート電極5#の笠の部分
の長さだけ、ソース/ドレイン領域3′。According to this process, the source/drain region 3' is formed by the length of the cap of the T-shaped gate electrode 5#.
4′とグー1−電極5“とを分離できる。4' and goo 1-electrode 5'' can be separated.
実施例3
第8図に本発明の第3の実施例のプロセス主要部を示す
。本実施例の特徴は、ソース/ドレイン電極をゲート電
極に対してセルファラインして形成したところにあり、
ソース/ドレイン電極形成前のプロセスは実施例1と全
く同じである。従って、その部分の説明は省略する。Embodiment 3 FIG. 8 shows the main parts of the process of the third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the source/drain electrodes are formed in self-alignment with respect to the gate electrode.
The process before forming the source/drain electrodes is exactly the same as in Example 1. Therefore, the explanation of that part will be omitted.
本実施例ではイオン注入12’ 、3’ 、4’のアニ
ール後、スペーサ膜23及び保護膜16を異方性ドライ
エツチングによって、ゲ・−ト電極側面部24を残した
まま、エツチングし、ソース/ドレイン電極形成用の窓
開けを行う。その後、ソース/ドレイン電極用金属膜2
6を被着する(a)。In this embodiment, after annealing the ion implantations 12', 3', and 4', the spacer film 23 and the protective film 16 are etched by anisotropic dry etching, leaving the side surface portions 24 of the gate electrode. /Open a window for drain electrode formation. After that, the metal film 2 for source/drain electrodes is
6 (a).
次に、ホトレジス1へ29により、G a A ts衣
表面平坦に被覆した後(b)、表面部からイAンミリン
グにより、除去する。図に示すように、ゲート電極5′
部が高くなっており、この部分の金属膜26が優先的に
ミリングされる。このようにしてソース/ドレイン領域
の金属膜のみを残し、さらに残留したレジスト膜29を
除去してF E 71’膜を完成する(C)。Next, the surface of the photoresist 1 is coated flatly with a Ga Ats coating (29), and then removed from the surface by milling. As shown in the figure, the gate electrode 5'
The metal film 26 in this portion is preferentially milled. In this way, only the metal film in the source/drain region is left and the remaining resist film 29 is removed to complete the F E 71' film (C).
以上、実施例によって詳しく説明したように、本発明に
よれば、ソース/ドレイン領域を浅く形成した場合でも
、ゲート電極とソース/トレイン領域を分離でき、逆耐
圧が高く、短ゲート効果の生じにくいFETを提供でき
る。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, even when the source/drain regions are formed shallowly, the gate electrode and the source/train regions can be separated, the reverse breakdown voltage is high, and the short gate effect is less likely to occur. We can provide FET.
また、QaAs表面は、プロセス当初から絶縁膜で保護
されているため、ダメージや汚染による素子特性の劣化
がなく、本発明によれば高性能で安定なFETを提供で
きる。Further, since the QaAs surface is protected by an insulating film from the beginning of the process, there is no deterioration of device characteristics due to damage or contamination, and the present invention can provide a high-performance and stable FET.
さらに、チャネル形成用のイオン注入は保護絶縁膜を除
去してから行うので、この膜の除去時のG a A s
表面の削れによってチャネル層が目減りするといったこ
とはなく、電気特性を安定させることができる。Furthermore, since ion implantation for channel formation is performed after removing the protective insulating film, the Ga As
The channel layer does not wear out due to surface scraping, and the electrical characteristics can be stabilized.
第1図はMES−FETの要部構造を示す断面図、第2
図、第3図は従来のセルファライン型FETおよびその
プロセス説明図、第4図は他の従来のセルファライン型
F E T説明図、第5図は本発明のFETのプロセス
説明図、第6図、第7図、第8図はそ肛ぞれ本発明の第
1.第2.第3の実施例のプロセス説明図である。
1・・・Ga A s基板、2.2’・・・チャネル層
、3゜3’ 、4,4’・・・ソース/ドレイン領域、
5゜5 / 、5 II ・・・ゲート電極、6,6’
、7,7’ ・・・第 2 目
第3囚
第 4 国
第 5 目
N li”
第6図
第 7 凶
第 δ 図Figure 1 is a sectional view showing the main structure of the MES-FET, Figure 2
3 is an explanatory diagram of a conventional self-line type FET and its process. FIG. 4 is an explanatory diagram of another conventional self-line type FET. FIG. 5 is an explanatory diagram of the process of the FET of the present invention. Figures 7 and 8 respectively show the first embodiment of the present invention. Second. It is a process explanatory diagram of a 3rd example. 1...GaAs substrate, 2.2'...channel layer, 3°3', 4,4'...source/drain region,
5゜5/, 5 II...gate electrode, 6,6'
, 7, 7' ... 2nd eye 3rd prisoner 4th country 5th eye N li'' Figure 6 Figure 7 Iku δ Figure
Claims (1)
、窓開けした部分にチャネル層形成用のイオン注入を行
う工程と、さらにその部分にリフトオフによってゲート
電極を形成する工程と、ソース/ドレイン領域用のイオ
ン注入をゲート電極から離して行う工程とを含むことを
特徴とする電界効果トランジスタの製法。 2、ゲート電極側面部に絶縁膜を被着し、その側面絶縁
膜をマスクとしてソース/ドレイン領域用のイオン注入
を行い、ゲート電極と分離する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法。 3、ゲート電極断面をT字型に形成し、そのゲート電極
をマスクとしてソース/ドレイン領域形成用のイオン注
入を行って、ソース/ドレイン領域とゲート電極との分
離を行う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1〜ランジスタの製法。[Claims] 10. A step of patterning a gate electrode with a protective insulating film on the surface, implanting ions for forming a channel layer into the window-opened portion, and further forming a gate electrode in that portion by lift-off. , a step of performing ion implantation for source/drain regions away from a gate electrode. 2. An insulating film is deposited on the side surface of the gate electrode, and ions for source/drain regions are implanted using the side insulating film as a mask to separate the gate electrode from the gate electrode. A method for manufacturing field effect transistors. 3. A patent characterized in that the cross section of the gate electrode is formed into a T-shape, and the source/drain region and the gate electrode are separated by performing ion implantation for forming the source/drain region using the gate electrode as a mask. Field effect 1 according to claim 1 - a method for manufacturing a transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1190584A JPS60158673A (en) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Manufacture of field-effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1190584A JPS60158673A (en) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Manufacture of field-effect transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60158673A true JPS60158673A (en) | 1985-08-20 |
Family
ID=11790739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1190584A Pending JPS60158673A (en) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | Manufacture of field-effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60158673A (en) |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP1190584A patent/JPS60158673A/en active Pending
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