JPS60198869A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS60198869A
JPS60198869A JP5564284A JP5564284A JPS60198869A JP S60198869 A JPS60198869 A JP S60198869A JP 5564284 A JP5564284 A JP 5564284A JP 5564284 A JP5564284 A JP 5564284A JP S60198869 A JPS60198869 A JP S60198869A
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JP
Japan
Prior art keywords
mask material
sio2
gate
gate electrode
photoresist
Prior art date
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Pending
Application number
JP5564284A
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English (en)
Inventor
Mikio Kanamori
金森 幹夫
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法、特にショットキー接合
をゲートに用いた電界効果トランジスタの製造方法に関
するものである。
〔従来技術とその問題点〕
ショットキー障壁型電界効果トランジスタ(MESFE
T)特にGazaを用いたCGAII Mti:5FE
Tはその高速性にすぐれていることから、超高周波用半
導体素子として近年ますます使用されつつある。ここで
はこのGaAa MESFETを用いて説明する。
第1図は従来よシ周知のGaAn MESFETの模式
的な素子断面図である。牛絶縁性GcLA8基板5上に
Gaza動作層4が形成され、その動作層上に例えばア
ルミニウム(AA! )よシなるショツトキー性のゲー
ト電極1と、例えば金・ゲルマニウムα−g)合金より
なるオーミック性のソース、ドレイン電極2,3が形成
される。Gaza FETにおいて杜、ゲート・ソース
間領域及びゲート・ドレイン間領域の表面に高密度の表
面準位が存在する結果、表面空乏層6が形成されソース
、ドレインの直列寄生抵抗R,,RDが増大する問題を
有している。この直列寄生抵抗R8,RDFi Fvr
導通時のオン抵抗R8、の増加、また相互コンダクタン
スgmの低下を招く仁とから、このR8,RDの低減化
はFET特性の改善に重要である。
第2図は前記RBtRDを低減させることを目的として
工夫された従来よシ周知のFETの模式断面図を製造工
程順に示したものである。これは例えば1983年発行
のジャパニーズ、ジャーナル、オン。
アプライド、フイズイツクスCJpn、J、Appl 
、PAya、)第22巻335ページに示されている。
、まず、GαA8絶縁基板5を用意し、ホトレジストを
マスクとして選択的にイオン注入を行い動作層4を形成
する。
そして前記ホトレジストを除去した後、ショットキー障
壁を形成する金属、例えばMlをGcLA#基板上全面
に蒸着し、ホトレジスト7でゲート電極部分のみを被覆
する(第2図(α))0次に、ホトレジスト7で覆われ
ていない部分のMを60℃のりン酸(HaPO,)でエ
ツチング除去する。その際ホトレジスト7で覆われたM
がサイドエツチングされるまでエツチングを行う(第2
図(b))。次に、オーミック性接触を形成する全編、
例えばAuGg合金8を真空蒸着する(第2図(C) 
) 、最後に、前記ホトレジストアを除去することによ
りFETの製造が完了する(第2図(メ)、この製造方
法においてはゲート・ソース1,2間及びゲート・ドレ
イン1,3間距離がHのサイドエツチングによって決定
されることから、約0.5踊程度まで短縮することが可
能となシ、前記直列寄生抵抗RB r Rpの低減が達
成される。
第2図に示す従来の製造方法では、ゲート・ソース間及
びゲート・ドレイン間距離がサイドエツチング量で決定
される。サイドエツチング量はAIの場合、HJPOA
溶液に浸す時間によって制御されるが、HmPOa溶液
の温度、またかくはんの強さによって変動することから
、その制御性は低く、したがって均一、かつ再現性よ<
 R81RDの小さいFETの製造は困難である。
〔発明の目的〕
本発明は従来提案されているFETの製造方法におりる
問題点に鑑みてなされたものであシ、その目的はゲート
・ソース間及びゲート・ドレイン間距離を均一、かつ再
現性よくサプミク四ンの幅で制御することが可能な半導
体装置の製造方法を提供するものである。
〔発明の構成〕
本発明は半導体動作層表面に第1のマスク材を全面に形
成し、ゲート領域形成部分の第1のマスク劇を除去する
ことにより動作層表面一部を露出せしめ、次に全面に第
2のマスク材を形成した後、異方性ドライエツチングに
よシ第2のマスク材を除去し、第1のマスク材の側壁の
みに第2のマスク材を制御された幅で残置せしめ、全面
にゲート電極材を形成し、該ゲート電極材上全面にホト
レジストを塗布し、熱処理により該ホトレジスト表面を
平坦化した後、全面をドライエツチングすることにより
第1の々スフ材上のホトレジスト及びり材を除去するこ
とによりゲート電極を形成し、該ゲート電極をマスクと
してソース、ドレイン電極材を蒸着することによルソー
ス、ドレイン電極を形成することを特徴とした半導体装
置の製造方法である。
〔発明の原理〕
本発明は第1のマスク材の側壁に第2のマスク材を残置
せしめることによシ、GaAs動作層と接する部分のゲ
ート電極幅よりゲート電極表面の幅を大とし、ゲート電
極とソース電極及びゲート電極とドレイン電極を分離す
るものである。この場合、ゲート・ソース間及びゲート
・ドレイン間距離は第2のマスク材を形成するときのそ
の膜厚によって決定されるため、均一、かつ再現性よく
制御される。
〔実施例〕
以下図面により本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明の一実施例を説明するための素子模式断
面図を工程順に示したものである。まず、りとしてSi
イオンを50KgV 、 1.2X10cm の条件で
選択的にイオン注入し、動作層4を形成する(第3図(
α))。次に、■装置を用いて二酸化シリコン(SzO
z) 10をウェハ全面に0.5μmの膜厚で堆積した
後、ゲート電極膜が必要とされる領域、例えばケート領
域、配線個所等のSSO,をホトレジストをマスクとし
て希フッ酸(HF)でエツチング除去する(第3図(b
))。次に、再び(至)装置を用いて5t0211を帆
3μ兜の膜厚でウェハ全面に堆積する(第3図(C))
・次に、四フッ化炭素(CF4)ガスを用いた異方性ド
ライエツチングを行うことによシ、Sイ0意10の側壁
のみに側壁物5io112を残置する(第3図(d))
。このとき、側壁物Sso!12の幅はGccAs動作
層4と接する近傍では第3図(c)の工程で堆積した5
ZOzllの膜厚と等しくなシ、そしてGccAs動作
層4の表面から離れるにしたがって狭くなる。次に、チ
タン(Tj)13をウェハ全面に0.5μ駕真空蒸着し
、そしてホトレジスト14を1.5μmの膜厚で塗布し
た後、200℃で乾燥しウニへ表面を平坦にする(第3
図(e))。次に、再びCF4ガスを用いた異方性ドラ
イエツチングを行い、s jQ、10上のホトレジス)
 14及びTi13を除去する(第3図Cf))。最後
に、S(0,10及びs io、12を希フッ酸(HF
)でエツチング除去した後、オーミック性金Jli A
x−Ge/Nt 2゜3.15を真空蒸着し、450℃
でアロイを行うことによシFETの製造が完了する?$
−3図C%)>。
なお、第3図に示される実施例では側壁物sio意校を
残すためのマスク材としてs jQ、を用いたが、他の
絶縁膜、例えば窒化シリコン(SimN4)等でも可能
であシ、また金属膜を用いることも可能である・ また、ゲート金属もTiに限られるものではなく、例え
ばタンタル(TcL)、モリブデン(MO)、タングス
テン(W)など、あるいは金属硅化物等を適用すること
ができる。
さらに、側壁物は5jOtに限られるものではなく、他
の絶縁膜あるいは金属膜を用いることもできる。
〔発明の効果〕
第1表は従来のゲート金属をサイドエツチングすること
によシ製造した4灯と、本発明を用いて製造し九FET
の特性を比較したものである。測定面積Bcit上のゲ
ート長IJmのFET80個のゲート幅lfmあたりの
gmの平均値と標準偏差が示されている。第1表から明
らかなように本発明の製造方法によるFETのgmの標
準偏差の方が従来のものよ9小さい結果が得られる。こ
れは本発明の方法により、ゲート・ソース間及びゲート
・ドレイン間距離が均一性よく制御されたためと考えら
れる。
第 1 表 以上本発明によると、ゲート・ソース間及びゲート・ド
レイン間距離はSzO*11の膜厚によって決定される
ことから、その制御性は容易であり、均一、かつ再現性
のよいFETを製造することができる。
また、本発明の製造工程で形成されたGaza ME8
FETではG1$A#動作層と接するゲート電極幅(L
g)は5sOdlの膜厚を変えることにより極めて小さ
くすることができ、しかもゲート電極表面部分の幅がG
aza動作層と接する部分の幅(Lg)より大となるこ
とから、従来の矩形もしくは台形状のゲート電極よりゲ
ート抵抗値が低減され、特にLQがサブミクロン領域の
ように短かい場合、本発明による効果は大きいものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はショットキー障壁屋電界効果トランジスタの基
本構造を示す素子模式断面図、第2図(α)〜(→は従
来の展進方法を工程順に示した電界効果トランジスタの
素子模式断面図、第3図(α)〜(g)は本発明の一実
施例を工程順に示す電界効果トランジスタの素子模式断
面図である。 図において、1はゲート電極、2はソース電極、3はド
レイン電極、4はClXAl?結晶動作層、5は中絶縁
性GGAJI基板、6は表面準位による空乏層、7 、
9.14はホトレジスト、8,15はAstGe/Ni
 、 10 。 11 、12はSin、、13はゲート電極材を示す。 特許出願人 日本電気株式会社 第1図 第2図 〜今 第2図 第3図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)#−導体動作層表面に第1のマスク材を全面に形
    成し、ゲート領域形成部分の第1のマスク材を除去する
    ことによシ動作層表面一部を露出せしめ、次に全面に第
    2のマスク材を形成した後、異方性ドライエツチングに
    より第2のマスク材を除去して、第1のマスク材の側壁
    のみに第2のマスク材を制御された幅で残置せしめ、全
    面にゲート電極材を被着せしめ、該ゲート電極材上全面
    にホトレジストを塗布し、熱処理によシ該ホトレジスト
    表面を平坦化した後、全面をドライエツチングすること
    によシ第1のマスク材上のホトレジスト及びゲート電極
    材を除去し、引続いて前記第1のマスク材を除去するこ
    とによシゲート電極を形成し、該ゲート電極をマスクと
    してソース、ドレイン電極材を蒸着することによ〕ソー
    ス、ドレイン電極ネ振T#す入?シシ戚話シナス出道伏
    屁冊の魁岩嘴法・
JP5564284A 1984-03-23 1984-03-23 半導体装置の製造方法 Pending JPS60198869A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61284969A (ja) * 1985-06-10 1986-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電界効果型トランジスタの製法
JPH06181224A (ja) * 1992-12-15 1994-06-28 Nec Corp 半導体装置の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61284969A (ja) * 1985-06-10 1986-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電界効果型トランジスタの製法
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