JPS61105874A - 電界効果トランジスタの製法 - Google Patents

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−纂一上の一刊一用か一野 本発明は、電界効宋トランジスタの製法（こ関す”る。

ｊｉ　％、、−Ｑ掬蒲 電９．１効宋１ヘランジスタどして、第１図を伴なつ（
次に述へる原理的構成を有り−るものが提案されている
。

す７ｉわち、半絶縁性半導体Ｌ（板１を有し、その主面
側に、所要のパターンを有し且つ例えばｎ型不純物を低
ＦＩＷにしか含んでい＜’にい半１１本能動層２が形成
されている。

しかして、半絶縁性半導体基板１の１：面上に、所要の
パターンを有し１つ半導体能動層２を・ぞの艮ざ方向の
中央部にｄ３いて幅方向に横切って延長しているゲート
電極３が、半導体能動層２どの間でショットキ接合４を
形成するように、形成されている。

また、半導体能動層２内に、グーミル電極３を挾んだ両
位置において、半導体能動層２と同じｎ型不純物を半導
体能動層２に比し高い１間ｍに含んでいるソース領域５
及びドレイン領域６が半絶縁性半導体基板１の主面側の
表面から、所望の深さ、例えば半絶縁性半導体基板１の
半導体能動層２下の領域に達する深さに形成されている
。

この場合、ソース領域５及びドレイン領域６の内側面は
、ゲート電ｔｒｉ　３側からみて、グー１−電極３のソ
ース領域５及びドレイン領域６を結ぶブノ向の両側側面
どほぼ一致した面上またはその近１カの百１−にある。

さら（、−、ソース領域５及びドレイン領域６に、ソー
ス電極７及びドレイン電極８がそれぞれオーミックに連
結されている。

ｊメ１−／］り、従来提案されている電Ｗ効果ｉ・ラン
ジスクの原理的な構成であるに の」、）な１７４成を右する電界効果１〜ランジスタに
よれば、ソース電極５及びグー１へ電極３間に制御型ｎ
を印加させることによって、ショット４接合４から、半
導体能動層２内に、半絶縁性半導体基板１の半導体能Ｉ
ＪＪ層２下２下域に向＝）−’Ｃ拡がっているまたは拡
がる空乏層の拡がりを、制御電圧の値に応じて制御する
ことができる。

従って、予め、ソース電極７及び１ニレイン電極８間に
、ｆ−１’ｒｊｉを通じて、所要の電源を接続しＣいる
状態で、ソース電極５及びゲート電１！ｉ３間に制御電
圧を印加させることによって、角ｉ′Ｉ＋１に、制御重
重−の顧に応じた飴の電流を供給さＵることができる、
というＩｄｌ！ｆｉｔ：を♀ザる。

第１図に示す電界効果トランジスタと原理的に同様な電
界効果１ヘランジスタの製法として、従来、第２図をｒ
になって次に述べる原理的なプラ法が提案されている。

すなわち、第１図で上述したと同様の半絶縁性半導体基
板１を予め用意覆る（第２図Ａ）。

しかして、半絶縁ｆ１半導体基板１の主面Ｆに第１図で
１−述した半導体能ＩＪＪ　Ｅ　２と同じパターンの窓
１０を右するマスク層１１を形成する（第２図Ｂ）。

次に、半絶縁性半導体基板１の主面側に、第１図で上述
したと同様の半導体能動Ｍ２を、Ｓｉ　、３．　Ｓｃな
どのｎ型不純物のイオン打込処理を行って形成する（第
２図Ｃ）。

次に、半絶縁ｆ１半導Ｉ４基板１の主面上に、第１図で
上述１ノだと同様のグー１〜電極３を、半導体能動層２
どの間でショットキ接合４を形成４るように、フｌ、１
トリソグラーノイ法を用いて形成する（第２図Ｄ）。

次に、半導体能動層２に対するグー１〜電極３をマスク
とするｓ＋　、ｓ、ｓｅなどのｎ型の不純物イオンの打
込処理を、半絶縁性半導体基板１の］三面側の表面から
行って、半導体能動層２内に、第１図で上述したど同様
のソース領域５及びドレイン電極６を形成り−る。

この場合、不純物イオンの打込処理を、不純物イオンの
打込方向が、半導体能動層２の表面の方線に対して、後
述するように、傾斜している状態で行う。

次に、ソース領域５及びドレイン領域６に、第１図で上
述したど同様のソース電極７及びドレイン電極８を、フ
Ａ１〜リソグラフィ方法を用いで形成する（第２図［）
。

以トのようにして、第１図で１−述したど同様の電界効
果１〜ランジスタを製造する。

まｌご、従来、第１図に示す電界効果ｌ〜ランジスタど
原理的に同様イｆ電界効果Ｉ・ランジスタの製法どして
、第３図を伴なって次に）ホベる１法も提案され−Ｃい
る。

すなわち、第２図への場合と同様に、第１図の場合と同
様の半絶縁付半導体基板１を予め用意する（第３図Ａ）
。

しかして、その半絶縁性半導体基板１の主面側に、第２
図Ｂの場合ど同様の窓１０を右り−るマスク層１０を用
いて、第２図Ｃの場合ど同（１；の半導体能Ｉｒ１１１
層２を形成する（第３図Ｂ）。

次に、マスク＠１０を除去覆る（第３図Ｃ）。

次に、”＋＝絶絶縁性根板１主面上に、例えばＳｉ３Ｎ
４でなる絶縁層２０を形成するとともに、その絶縁層２
０−Ｌに１伺えばフエ１〜レジメ１〜層でなる層２１と
例えばＴｉ　、ＡＩ　、Ｓｉ　Ｏ２などでなる層２１ど
は責なる月別の層２２とがそれらの順にされている積層
体２３を形成する（第３図Ｄ）。

次に、積層体２３　Ｌに、絶縁層２０及び積層体２３の
１く導体能動層２−Ｆの領域を外部に臨ませる２つの窓
２４及び２５を有する例えばフＡトレジス１〜で＜Ｔる
マスクｌ１１２６を、その窓２４及び２５間の領域２７
が第１図で上述したグー１〜電極３ど同様のパターン幅
をイｊしでいるものどじて形成りる（第３図１）。

次（３二、積腟体２３に対Ｊるマスク層２６をマスクど
する■ツヂング処理にＪ、って、積層体２３から、マス
ク層２６と同じパターンを右づるマスク層２８を形成す
る（第３図Ｆ）。

次（こ、事々体能動層２に対Ｊるマスク盾２６及び２７
をマスクどするｓ；　、Ｓ、ｓｅなどの「１ハリ不純物
イΔンの打込処理を、第２図の揚台ど同様に、１１８絶
縁性半１１Ａ　基板１のニド面側の表面から絶縁１ｉ’
、ｉ　２０を介して行な−）−Ｃ１半導体能動層２内に
、第１図で上述したと同様のソース領域５及び′ドレイ
ン領域６を形成する（第３図Ｇ）。

この場合、不純物イオンの打込処理を、第２図の場合と
同様に、不純物、イオンの１１込方向が、崖導体能１ｆ
１１ｊ層２０の表面の′ｈ線に対して、後述りるように
、傾斜しでいる状態で行う、。

次に、ｆＩ′１層１ホ２　Ｂの絶縁１１η２１に対１Ｊ
る−［ツＪング処理にＪ、す、絶縁層２１にマスク層２
６の窓２７′ｌ及び２５よりも　１廻り大ぎな窓２９及
び３０を形成する（第３図１−１　＞　。

次に、Ｊ、、　ｌｉ　／）目らの絶縁材のＩｆｆｆｆ卵
処理って、絶縁層２６の、絶縁層２１の窓２９及び３０
に臨む仝域１−１及びマスク肋２６上に延長している例
えばＳ　ｆ　０２でイｉる絶縁層３１を形成する（第３
図Ｉ）。

次に、積層体２３の絶縁層２１を溶去することに、」、
って、絶縁層３１の、窓２９及び３０内の領域のみを、
絶縁層３２どして、絶縁層２０−Ｌに残り（第３図■）
。

次に、積層体２３の絶縁層２１を溶去することによって
、絶縁層３１の、窓２９及び３０内の領域のみを、絶縁
層３２として、絶縁層２０上に残ずく第３図Ｊ　）。

次に、熱処理によって、ソース領域え５及び６を活１ノ
１化して後、絶縁層３０及び３２に対するエッヂング処
理に」、って、半導ＩＡ　ｆｊｌ：　ＩＩＪＩ層２の、
ソース領域５及びドレイン領域６間の領域を外部に臨ま
せる窓３３ど、ソース領域５及び６をＥ３− それぞれ外部に臨まける窓３５及び３６とを形成する（
第３図Ｋ）。

次に、半導体ｆｉｌ：　ｌｆｊ層２に、窓３３を通じ（
、グー１〜電極３を、半導体能動層２どの間でシ」ッ１
ヘキ接合４を形成Ｊ−るようにト１し、Ｊ′た、ソース
領域５及びドレイン領域６を−ξれぞれシース電極７及
びドレイン電極８をＡ−ミックに付す（第３図Ｌ）。

以上のようにして、８１！′！１図で−に連したと同様
の電界効果１ヘランジスタを製造り−る。

Ｖ述した電界効果トランジスタの製法によれば、ソース
領域５及びドレイン領域６を、グー１〜電極３をマスク
とした不純物イオンの打込を行って形成しているので、
イのソース領ｉ或５及びドレイン領域６が、ゲート電極
３によって位置決めされて形成されている。従って、電
界ダｊ果トランジスタを、高粘庶に、良好な１’、ｌ　
ｔ、’ｌをもするものとして製）告することができる。

しかしながら、第２図で上述した従来の電界効果１〜ラ
ンジスタの製法の場合、ソース領ＩＸ　５及びドレイン
領域６が、グーＩ・電極３からみて、Ｅｌｆ：　９Ｊ称
シイ１内側を右Ｊるものとして形成される。

この１．：め、電界効果（・ランジスタが、ソース電Ｍ
ｌｉ７及びドレイン電極８をそれぞれ本来のソース電極
及びドレイン電極とｌ）で用いＩ、：どぎの電界効果ト
ランジスタの特１１ど、それとは逆にそれぞれドレイン
電極及びソース電極として用いＩこと２〜の電界効果ト
ランジスタの特性どの間に差を右りるものとして製造さ
れる。従って、電界りＩＴトランジスタが、ソース電極
７及びドレイン電極８を、それぞれソース電極及びドレ
イン電極としＣ用いたどきの特性と、でれどけ逆にそれ
ぞれドレイン電極及びソース電極として用いたどさ″の
電界効果トランジスタの特性との間に差があることを認
識した上で、使用しな（Ｊればならない、という電界効
果１〜ランジスタの１小用１−の制限を右覆るものどじ
で、製造される、という欠点を有していた。。

よって、本発明は、１−述した欠点のイ＜い、新規な電
界効果１ヘランジスタの製法を提案ぜんとするものであ
る。

本発明による電界効果１ヘランジスタの製法によれば、
第２図で上述した従来の原理的イ１電界効果１〜ランジ
スタの製法の場合と同様に、半絶縁性半導体基板の主面
側に、所要のパターンを有し１つ所定の導電型を与える
不純物を低温度にしか含んでいない半導体能動層を形成
する■稈と、半絶縁ｖ１半導体幇板の主面−１に、所要
のパターンを有して上記半導体能動層を子の長さ方向の
中央部において幅方向に横切って延長しているグー１〜
電極またはマスク層を形成するＪ稈と、 上記半導体能動層に対Ｊる１−記グー１〜電極またはマ
スク層をマスクどする半導体能動層と同じ導電型を与え
る不純物イオンの打込処理を、上記半絶縁性半導体基板
の主面側の表面から行って、上記Ｔ置体能動層内に、上
記ゲート電極またはマスク層を挾んだ両位置において、
上記半導体能動層ど同じ導電型を与える不純物を１−開
平導体能動層に比し高濃度に含んでいるソース領域及び
ドレイン領域を、上記半絶縁性半導体基板の主面側の表
面から所望の深さに形成するＶ稈どを含んでいる。

しかしイｒがら、本発明による電界効果１〜ランジスタ
のツ１法は、このＪ：うむ工程を含む電界効！ｉ！１〜
ランジスタの製法において、そのソース領１戊及びドレ
イン領域を形成１”る］−稈における、不純物イオンの
打込処理を、上記不純物イオンの打込方向が、上記半導
体能動層の表面の方線にり１して、上記ソース領域及び
ドレイン領域を結ぶ方向ど垂直な方向に、僅かに傾斜し
ている状態で行う。

ｆ′Ｕユ川 こ用ため、本発明による製法によれば、ソース領域及び
ドレイン領域が、チャンネリング現象を生ぜしめること
なしに、グー］・電極からみて対称イＴ内側面を右覆る
ものとして形成される。

１−ＩＪｊｐ□□１１１１ノーｆｉ 従って、本発明による電界効果］ヘランジスタの製法に
よれば、ソース領域及びドレイン領域に含んでいる不純
物原子がソース領域及びドレイン電極の深さ方向にみた
ときが不純物イオンの打込方向に沿った紳士に配列され
ているので、チャンネリング効果の生じＩＩＩいものと
して形成され、それでいて、ソース領域及びドレイン領
域をそれぞれソース領域及びドレイン領域どじて用いた
どぎの電界効果１〜ランジスタの特１′！１ど、それと
は逆にそれぞれドレイン領域及びソース領域として用い
たときの電界効果トランジスタの特性との間に差を有し
ないものどじて形成される。

従って、知チレンネル効果が生じ動く、目っ使用上の制
限しないものとして製造することができる、という特徴
を有する。

割ＬＬ 第２図または第３図で−［述したど同様の工程をとって
第１図で−に連したと同様の電界効果トランジスタをシ
Ｊ造する。ただし、この場合のイオン打込処即を、発明
が解決しようとする問題点で述べたようにして行う。

【図面の簡単な説明】

第１図１：１、電界効果ｌ・ランジスタの原理的な路線
的断面図ぐある。 ｆｆ１２図及び第３図は、電Ｗ効果１ヘランジスタの製
法を示１Ｊ順次の■稈におＩＪる路線的断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半絶縁性半導体基板の主面側に、所要のパターンを有
   し且つ所定の導電型を与える不純物を低濃度にしか含ん
   でいない半導体能動層を形成する工程と、半絶縁性半導
   体基板の主面上に、所要のパターンを有して上記半導体
   能動層をその長さ方向の中央部において幅方向に横切っ
   て延長しているゲート電極またはマスク層を形成する工
   程と、上記半導体能動層に対する上記ゲート電極または
   マスク層をマスクとする半導体能動層と同じ導電型を与
   える不純物イオンの打込処理を、上記半絶縁性半導体基
   板の主面側の表面から行って、上記半導体能動層内に、
   上記ゲート電極またはマスク層を挾んだ両位置において
   、上記半導体能動層と同じ導電型を与える不純物を上記
   半導体能動層に比し高濃度に含んでいるソース領域及び
   ドレイン領域を、上記半絶縁性半導体基板の主面側の表
   面から所望の深さに形成する工程を含んでいる電界効果
   トランジスタの製法において、上記ソース領域及びドレ
   イン領域を形成する工程における、不純物イオンの打込
   処理を、上記不純物イオンの打込方向が、上記半導体能
   働層の表面の方線に対して、上記ソース領域及びドレイ
   ン領域を結ぶ方向と垂直な方向に僅かに傾斜している状
   態で行うことを特徴とする電界効果トランジスタの製法
   。