JPS60780A - 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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JPS60780A
JPS60780A JP10868383A JP10868383A JPS60780A JP S60780 A JPS60780 A JP S60780A JP 10868383 A JP10868383 A JP 10868383A JP 10868383 A JP10868383 A JP 10868383A JP S60780 A JPS60780 A JP S60780A
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forming
gate electrode
insulating film
gate
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Keiichi Ohata
恵一 大畑
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Nippon Electric Co Ltd
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    • 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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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は電界効果トランジスタの製造方法に関し、特に
寄生抵抗の小さな電界効果トランジスタの製造方法に関
する。
〔従来技術〕
近年、 GaAs、ショットキゲート電界効果トランジ
スタは、高速ICを指向してその集積化が進められてい
る。ここで最近試みられている製造プロセスは、特にノ
ーマリオフ型において重大なソース抵抗を低減させるだ
めの自己整合プロセスであp、第1図[a)〜(C)に
示すように、まず半絶縁性基板ll上の能動層12上に
耐熱性のゲート電極13例えばW合金を用いたゲートを
形成しくm1図(at)該ゲート電極13をマスクにし
、ソースおよびドレイン領域にドナーイオンのイオン注
入を行い、さらにアニールを行ってn 領域14.15
を形成しく第1図(b) ) 、次いでソース電極16
およびドレイン電極17を形成する(第1図(C))プ
ロセスである。かかるプロセスによればソース抵抗はか
なり小さくなる。しかしながら、n+領域14および1
5とゲート電極は徽するのでゲート耐圧が低下する欠点
があると共にソースおよびドレイン電極は通常回合せで
形成され、ゲート端、つまり計領域端に近接させること
はできないため、素子め微細化に限度があるばかシでな
く、ゲートが微細化されるに従ってソース抵抗は無視で
きない大きさとなる。さらにこの場合、耐熱性ゲート金
属1例えばTiWやWシリサイドの抵抗率は比較的大き
いので、ゲート抵抗も大きく増大する。この点を改善し
たプロセスが特開昭57−152168 。
特開昭57−152166で公開されている。これらの
明細書に記載されている技術は、第2図(a) 、 (
b)に示すように、耐熱性ゲート21上にAu層22が
被着された電極をマスクにイオン注入を行い、アニール
を行ってn 領域14.15を形成しく第2図(a))
%Au層22をマスクにしてソース16およびドレイン
・電極17を被着形成する(第2図(b))プロセステ
ある。なお23はAu )@上Kpmされたオーム性電
極金属である。前記プロセスによれば確かにソース抵抗
およびゲート抵抗は極めて小さい値に低減できる。しか
しながら、前記プロセスでは、耐熱性金属上にAuが被
着された状態でアニールを行うためs Auが拡散しG
aAsと反応しないように耐熱性金属の厚さ、およびア
ニール条件を最適化する必貴がある、また前記プロセス
においてT型ゲートは下側の耐熱性金属のサイドエツチ
ングによって形成するため、実際のゲート長がプロセス
中に観測できないという不都合さもある。
〔発明の目的〕
本発明は、プロセスによシ他の特性に悪影響を与えるこ
となく、ソース抵抗およびゲート抵抗の極めて小さい電
界効果トランジスタの製造方法を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明の第1の発明の電界効果トランジスタの製造方法
は、牛導体結晶上にゲート電極を形成する工程と、該ゲ
ートPvL極を含む牛尋体結晶表面上に第1の絶縁膜を
形成する工程と、前記ゲート電極並びに該ゲート電極側
面に形成された第1の絶縁膜をマスクとしてイオン注入
したのち、熱処理を行い高濃度不純物を含むソースおよ
びドレイン領域のコンタクト領域を形成する工程と1表
m1が平担になり易い材料を用いて第2の絶縁膜を形成
する工程と、エツチングにより選択的に第1および第2
の絶縁膜を除去しゲートilL&表面を露出せしめる工
程と、該露出されたゲート電極上面に金あるいは銀めっ
き磨を形成する工程と、課金又は銀めっき層をマスクと
してソースおよびドレイン領域に電極を形成する工程と
を含んで構成される。
本発明の第2の発明の電界効果トランジスタの製造方法
は、牛導体結晶上にシリコン酸化膜を被着させる工程と
、該シリコン酸化膜上にゲート電極を形成する工程と、
該ゲート1M電極をマスクとしてイオンを注入する工程
と、熱処理を行い高濃度不純物を含むソースおよびドレ
イン領域のコンタクト領域を形成する工程と、前記表面
に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜を選択的にエツチ
ングしてゲート電極表面を露出せしめる工程と%該露出
されたゲート′電極上面に金又は銀めっき層を形成、す
る工程と、課金又は銀めっき層をマスクとしてソースお
よびドレイン領域に電極を形成する工程とを含んで構成
される。
〔実施例の説明〕
次に1本発明の実施例について1図面を参照して詳細に
説明する。
第3図(a)〜(glは本発明の第1の発明の、−実施
例を説明するための工程順に示した断面図であり、Ga
Asショットキゲートグー効果トランジスタの製造方法
に関するものである。
第3図(a)に示すように、先ず半絶縁性GaAs基板
ll上に、Siイオンを例えば加速電圧50KeV、ド
ースjt 2X 1012cm−3注入し、800℃ 
10分間アニールを行って、n型能動層12を形成する
次いで第3図(blに示すようにn形能動層上にTiW
lf4を形成し、その後ゲート長1μm、厚さ05μm
のTiW耐熱性ゲート13をドライエツチングによって
形成し、さらに絶縁膜31、例えばプラズマCVD法に
よる0、1t1mの厚さの第1の絶縁膜のSi3N、膜
を被着する。
次に第3図(clに示すようにこのTiWゲートおよび
その側面の第1の絶縁膜のSi3凡膜をマスクとしてS
iイオンを例えば加速電圧200KeV、ドース童1×
1014crfL−3テモッテSi、N膜ヲ通シテケー
トの両側に注入し、850℃15分間アニールを竹って
n”srンタクト領域14.15を形成する。
次に第3図(d)に示すように表面が平坦になりやすい
第2の絶縁膜の樹脂層例えばホトレジスト層32を形成
する。
次いで、第3図(e)に示すようにCF、ガスを用いた
反応性イオンエツチングによ!l、上方より第2の絶縁
膜のレジスト層をエツチングし、次いでゲート電&13
上の第1の絶縁膜の8i3N、膜31をエツチング除去
する。ここでゲート電極上の第2の絶縁膜のレジス[4
は他と比べて薄いため、ゲート電極上の第1の絶縁膜の
8i3N4膜f選択的に除去できる。
次いで第3図(f)に示すようにゲート電極13上に0
.5μmの厚さにAuめりき層33を形成する。
この時横方向へも厚さと同程度めっき層が成長する結果
、T型′11.極が形成される。
さらに第3図(g)に示すようにAuめっき層33をマ
スクにして1反応性イオンエツチングにより第1の絶縁
膜8isN、膜31を除去し、上方よりオーミック金属
のAuGeN i 23を蒸着し、熱処理を行ってソー
ス電極16およびドレイン電極17を形成すれば電界効
果トランジスタが完成する。
以上より明らかなように1本発明の第1の発明による製
造方法では、リングラフィを用いた微細加工はゲート’
m&形成の1回行うだけで、しかもこのときは精密な位
置合わせは小雪であυ、他の工程は極め−て簡単な自己
整合プロセスで寄生抵抗の小さな微細構造の電界効果ト
ランジスタを′a遺できる。すなわち、上記例では、ゲ
ート長111mに対して、実際のゲート電極の配線部分
は、抵抗率の小さいAuの2μm長の電極が使うことが
でき、ゲート抵抗は極めて小さくなる。さらにソース−
ゲート間隔が0.5μmと短く、ソース抵抗も極めて小
さい。なおソース−ゲート間隔はAuめつきの成長量に
よって制御でき、さらに短くすることも可能である。こ
れは本発明の大きな効果の一つである。さらに本発明の
製法においては、Au層の形成前にアニール工程を行う
ことができるので、アニールの許容温度範囲および時間
範囲を広くとるであシ、他は第3図fglと同様である
第5図(al〜(glは本発明の第2の発明の一実施例
を説明するための工程順に示した−[面図でちゃ。
エンハンスメント型1nP絶縁ゲート電界効果トランジ
スタの製造方法に関するものである。第5図(alに示
すように、まず、 910作域を兼ねる半絶縁性lnP
基板51上に、ゲート絶縁膜としてeVDsi02膜5
2を60OAの厚さに被着する。
次いで第5図[blに示すように、絶縁膜52上にMo
層を形成し、ゲート長1μm、厚さ0.5μmのM。
のゲート1jlL極13をドライエツチングによって形
成する。
次に第5図(C)に示すように、 Mo ゲートをマス
クにして8iイオンを例えば注入エネルギー150Ke
V 、ドースz 1 x 10”cnL−3Tもって8
iU、膜52を通して注入し、750℃10分間アニー
ルを行ってn+コンタクト領域14.15を形成する。
次に第5図(diに示すように、絶縁膜31を例えばプ
ラズマCVD法によ、!70.1μn〕の厚さにSi3
N4膜を被着する。
次いで、第5図(elに示すように、反応性イオンエツ
チングによシ上方よりS 13 N4 瞑をエツチング
し、ゲート電極13の側面のSI3N4膜は残儀させた
状態でMoゲート上面のSi、N、膜を除去する。
次いで、第5図(flに示すように、@1の実施例と同
じく、ケー) ’F4他13上にAuめっき層33を形
成する。
次に、第5図(glに示すように、Auめっき層をマス
クにして反応性イオンエツチングにより5iU2膜52
を除去し、オーミック金属のAu Q6 Niを蒸着し
熱処理を行ってソース電極16およびドレイン電極17
を形成すれば、寄生抵抗の小さな筒性能絶縁グートm界
効果トランジッタが完成する。
以上第1の発明および第2の発明の実施例によって1本
発明は寄生抵抗の小さな高性能電界効果トランジスタを
簡単なプロセスで形成できることが明らかとなった。さ
らに本発明の一襞造方法では。
コンタクト領域のイオン注入のマスクとしてゲート電極
を、あるいはゲート電極とその側面に被着された絶縁j
]シ^とを〕1<択できるので、コンタクト領域とゲー
ト電極との間隔を制御できる自由度が太きい。これは、
ゲート耐圧を大きくすることおよびゲート寄生容jl小
さくする上で有利である。
また1以上火翰例で用いたAuめっき層の代υに。
同じく抵抗率の小さいNめっき層を用いることができる
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、本が・明の電界効果トランジスタ
の製造方法によれば、特性をプロセスにより変化させる
ことがなく、ソース抵抗およびケート抵抗の極めて小さ
い電界効果トランジスタを均一性を保持して製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(al 〜(cl並びに第2図(at 、 (b
l (d、 K 来(D 電界効果トランジスタの製造
方法を説明するための工程順に示した断面図、第3図(
al〜(glは本発明の第1の発明の一実施例を説明す
るだめの工程順に示した断面図、第4図は第1の発明を
適用しで一伎這1、フこヘテロ接合′亀界効果トランジ
スタの断面図、るための工程順に示した断面図である。 11・・・・・・半絶縁性基板、12 ・・・・能動層
、13・・・・・・ゲート’を極、14.15 ・・・
・nちンタクト領域。 16 ・・・ソース電極、17・・・−・ドレイン電極
、21・・・・・耐熱性ゲート、22・・・・・・金層
、23・・・・・オーム性′成極金属、31・・・・・
第1の絶縁膜、32・・・・・・第2の絶縁膜、33・
・・・・Au めつき層、41−−−・高純度Ga A
 s層、42−・・−n型Ga MI As層、51・
・・・・・動作域を兼ねる半絶縁性基板、52 ・・・
ゲート絶縁膜。 第1図 第2図 第3図 <e> 第5図 手続補正書(自発) 特許庁長官 殿 1、事件の表示 昭和58年 特許 願第108683
号2、発明の名称 ’EJ/ffbLl−ラ/ン×りの
グ坦プン永3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 東京都港区芝五丁目33番1号 (423) 日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 4、代理人 〒108 東京都港区芝五丁目37番8号 住人三田ビ
ル5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲欄および発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 0特許請求の範囲の欄を別紙のように補正する。 OBA#l書第6頁第8行目に「シリコン酸化膜」とあ
るのを「ゲート絶縁膜となる第1の絶縁膜」と補正する
。 0同頁第9行目に「該シリコン酸化膜」とあるのを「該
第1の絶縁膜」と補正する。 O同頁第13行目に「絶縁膜」とあるのを「第2の絶縁
膜」と補正する。 Q同頁第14行目に「該絶縁膜Jとあるのを「該第2の
絶縁膜」と補正する。 、、、−乙、 代理人弁理士内 原 晋1.) ノ l別 紙 特許請求の範囲 (1)半導体結晶上にゲート電極を形成する工程と、該
ゲート電極を含む半導体結晶表面上に、第1の絶R膜を
形成する工程と、前記ゲート電極並びに該ゲート電極側
面に形成された第1の絶縁膜をマスクとしてイオン注入
したのち熱処理を行い高温易い材料を用いて第2の絶縁
膜を形成する工程と、エツチングによシ選択的に第1お
よび第2の絶縁膜を除去しゲート電極表面を露出せしめ
る工程と。 該露出されたゲート電極上面に金あるいは銀めりき層を
形成する工程と、課金又は銀めっき層をマスクとしてソ
ースおよびドレイン領域に電極を形成する工程とを含む
ことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 (2)半導体結晶上にゲート絶縁膜となる第1の絶」l
(を被着させる工程と、該亀1Oi縁膜上にゲート電極
を形成する工程と、該ゲート電極をマスクとしてイオン
を注入したのち熱処理を行い高濃度不純物を含むソース
およびドレイン領域のコンタクト領域を形成する工程と
、前記表面に一亀んq絶縁属を形成する工程と、該第2
の絶縁属を選択的にエツチングしてゲート電極上面を露
出せしめる工程と、該露出されたゲート電極上面に金ま
たは銀めっき層を形成する工程と、課金または銀めっき
tttiをマスクとしてソースおよびドレイン領域に電
極を形成する工程とを含むことを特徴とする電界効果ト
ランジスタの製造方法。 代理人弁理士内 原 晋

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体結晶上にゲート電極を形成する工程と、該
    グー)′i4¥極を含む半畳体結晶表面上に、第1の絶
    縁膜を形成する工程と、前記ゲート−極並びに該ゲート
    −極側面に形by、された第1の絶縁膜をマスクとして
    イオン注入したのち熱処理を行い高濃度不純物を含むソ
    ースおよびドレイン・領域のコンタクト領域を形成する
    工程と、表面が平担になり易い材料を用いて第2の絶縁
    膜を形成する工程と、エツチングにより選択的に第1お
    よび第2の絶縁膜を除去しゲート電極表面を露出せしめ
    る工程と、該露出されたケート電極上面に金あるいは銀
    めっき層を形成する工程と、課金又は銀めっき層をマス
    クとしてソースおよびトレイン領域に電極を形成する工
    程とを含むことf:特徴とする電界効果トランジスタの
    製造方法。
  2. (2)半導体結晶上にシリコン酸化膜を被着させる工程
    と、該シリコン酸化膜上にゲート’に極を形成する工程
    と、該グー)t&をマスクとしてイオンを注入したのち
    熱処理を行い高濃度不純物を含むソースおよびドレイン
    領域のコンタクト領域を形成する工程と、前記表面に絶
    縁膜を形成する工程と、該絶縁膜を選択的にエツチング
    してゲート電極表面を露出せしめる工程と、該露出され
    たゲート電極上面に金又は銀めっき層を形成する工程と
    、課金又は銀めっき層をマスクとしてソースおよびドレ
    イン・頭載に′電極を形成する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造方法。
JP10868383A 1983-06-17 1983-06-17 電界効果トランジスタの製造方法 Granted JPS60780A (ja)

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JPS60780A true JPS60780A (ja) 1985-01-05
JPH0439772B2 JPH0439772B2 (ja) 1992-06-30

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6254966A (ja) * 1985-09-04 1987-03-10 Hitachi Ltd ショットキーゲート電界効果トランジスタの製造方法
JPS63221642A (ja) * 1987-03-10 1988-09-14 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の配線構造

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6254966A (ja) * 1985-09-04 1987-03-10 Hitachi Ltd ショットキーゲート電界効果トランジスタの製造方法
JPS63221642A (ja) * 1987-03-10 1988-09-14 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の配線構造

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