JPS61216487A - 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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JPS61216487A
JPS61216487A JP5926385A JP5926385A JPS61216487A JP S61216487 A JPS61216487 A JP S61216487A JP 5926385 A JP5926385 A JP 5926385A JP 5926385 A JP5926385 A JP 5926385A JP S61216487 A JPS61216487 A JP S61216487A
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JP
Japan
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gate electrode
semiconductor substrate
insulating layer
pattern
insulator
Prior art date
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Application number
JP5926385A
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English (en)
Inventor
Katsunori Nishii
勝則 西井
Takeshi Konuma
小沼 毅
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、半導体装置の製造方法、特にショットキ障壁
型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″来の技術 ショットキ障壁型電界効果トランジスタ(以下5BFE
Tと称す)においては、それをより高周波、また□、よ
り高速度で動作させようとする場合、5BFETのゲー
ト電極に、1゛μm以下のサブミクロン長のゲート電極
が要求され、またゲート電極抵抗も小さくしなければな
らない。さらに、ソース・ゲート電極間の寄生抵抗を低
くおさえなければならない。
第5図(a)〜(f)は従来の5BFETの製選方法の
一例(特開昭57−196581号)を説明するための
断面図である。第5図(a)のように、半絶縁性GaA
s基板1に所望の不純物濃度を有するn型半導体層2を
形成し、このn型半導体層2の表面にシリコン窒化膜3
およびシリコン酸化膜4を形成する。次に第5図(b)
のように、シリコン窒化膜3およびシリコン酸化114
をフォトリソグラフィー技術およびエツチング技術を用
いて傘状構造体5に形成する。この傘状構造体5の庇部
および傘部をマスクとしイオン注入法で第5図(C)の
ように高11度n型半導体JI6を形成する。
次に、第5図(d)のように、高濃度n型半導体層6の
上にソース・ドレイン電極7を形成し、感光性樹脂等の
有機化合物8を全面に塗布し、これを酸素プラズマ中に
さらし、有機化合物8をエツチングし、傘状構造体5の
シリコン酸化113を露出させる。そして、傘状構造体
5のシリコン酸化膜4およびシリコン窒化l113を除
去し、第5図(e)のようにショットキー電極9となる
金属を真空蒸着法で蒸着する。次に第5図(f’)のよ
うに、有機化合物8およびその上のショットキー電極9
となる金属の不要部を除去し、ショットキー電極9を形
成する。
上記従来の製造方法によれば、ゲート電極とソース・ド
レイン高濃度n型半導体層はセルファラインで形成され
、ゲート・ソース間の距離はシリコン窒化膜のサイドエ
ツチング量で決定され短縮することができる。。またゲ
ート電極はT型構造のため、ゲート長を短かくでき、ゲ
ート抵抗を低減することができる。
発明が解決しようとする問題点 しかしこのような構造のものでは、シリコン窒化膜3の
サイドエツチング量がゲート長およびソース・ゲート間
距離の双方を決定するため、サイドエツチング量のわず
かなバラツキが素子特性に多きな影響を与えるという問
題があった。また、ゲート電極9はT型構造によりゲー
ト電極配線抵抗の低減化をはかっているが、ゲート電極
形成がリフトオフ法によるため電極膜厚が小さく、充分
なゲート電極配線抵抗の低減化をはかることができなく
、さらにゲート電極がT型構造でゲート長を短かくした
とき、ゲート電極と半導体基板との密着が不十分といっ
た問題があった。
問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために、本発明は、半導体基板表
面に第1の絶縁物層からなる凸状構造を形成する工程と
、凸状構造をマスクとしてソース・ドレイン領域を前記
半導体基板に形成する工程と、第2の絶縁物層を半導体
基板表面および第1の絶縁物層上に形成する工程と、第
1の絶縁物111表面を露出させた後に前記第1の絶縁
物層を除去し、半導体基板表面を露出させる工程と、前
記第2の絶縁物層上および露出した半導体基板表面に第
3の絶縁物層を形成する工程と、前記第3の絶縁物層と
接する半導体基板表面を露出させる工程と、前記露出し
た半導体基板上にゲート電極を形成する工程と、ソース
・ドレイン電極を形成する工程を有するも−のである。
作用 本発明は上記した構成により、ゲート長を第3の絶縁物
層の膜厚で微細かつ高精度に制御でき、またソース・ゲ
ート間距離も第3の絶縁物層の膜厚で制御することがで
き、またゲート電極は第2の絶縁物層および第3の絶縁
物層で支持されゲート長が非常に微細な場合でもゲート
電極と半導体     □基板との密着性は良好である
。ざらにゲート電極はT型°構造にでき、その膜厚も十
分厚くとることができるため微細ゲート電極にもかかわ
らずゲート電極配線抵抗を低減、することができる。
実・施例 第1図(a)〜(f)は本発明の半導体装置の製造方法
の一実施例を説明するための断面図である。第1図にお
いて、11は半導体基板、12は活性領域、13はソー
ス・ドレイン領域、14は第1の絶縁物層、15は第2
の絶縁物層、1Bは第3の絶縁物層、17はソース・オ
ーミック電極、18はゲート電極である。
第1図(a)において、半導体基板11、例えば半絶縁
性GaAsj!板に所望の不純物濃度を有する活性領域
12を形成し、表面に第1の絶縁物@14として例えば
シリコン酸化膜(SiO2)を500OA形成し、ゲー
ト形成部にフォトリソグラフィー技術で幅O,aμmの
フォトレジストパターンの形成を行い、これをマスクと
してリアクティブイオンエツチングで断面形状が長方形
に近くテーバの小さい凸状構造の絶縁物パターンを形成
し、この第1の絶縁物1114の絶縁物パターンをマス
クとして、イオン注入法を用いてSiイオンを150K
 e■で5X1G”@(イオン注入し、砒素の雰囲気ガ
ス中で850℃で20分間熱処理し、高濃度n型ソース
・ドレイン領域13を形成する。
次に第111 (b)のように第2の絶縁物層15とし
て例えばシリコン窒化膜(SixN+)をプラズマCV
D法で堆積速度15OA/sin t’4000^形成
する。この時、SiO2パターン側部で5isN4は約
3000^形成される。このSiO2パターン側部の堆
積量はSi3N+l11の堆積速度に依存し、第2図に
示すように、堆積速度が小さいほど5iOzパタ一ン側
部の堆積量は大きくなる。次に感光性樹脂、例えばフォ
トレジストA 2 1400−31(商品名)を約2.
5μm回転塗布する。この場合パターン上部には薄く塗
布され表面は平坦化される。これを酸素プラズマ中にさ
らし、フォトレジストをエツチングし、凸状パターンの
上部を露出させ、s’i3N+をCF4ガスを用いたド
ライエツチングで除去し、第1図(C)のように、第1
の絶縁物14のSiO2パターンをHF系のエツチング
液でエツチングして除去する。その後フォトレジストを
除去する。
第1図(d)のように次に第3の絶縁物16として例え
ばシリコン窒化膜(Si3N+)を全面にプラズマCV
D法で堆積速度15OA/Win t’4000A形成
する。このとき、第1の絶縁物14跡の0.8μm凹パ
ターン側部には約2500^形成される。凹部パターン
側部に形成される3i3N+は凹部パターンのパターン
寸法に依存し、第3図のようになる。パターン寸法が1
μm以下になると、パターン側部の堆積−が少なくなる
ことがわかる。この凹部パターン側部に形成されるSi
3N4の膜厚がソース・ゲート閤の距離となり、これは
、プラズマCVDでSi3N+形成時の堆積速度高精度
に制御できる。
゛   次に第1図(e)めように、全面をCF4ガス
中でリアクティブイオンエツチングし、ゲート部の基板
を露出させる。この時、凹部パターンの側部に形成され
たSi3N+は除去されずに残こり、この膜厚分だけ最
初のSiO2パターン幅が縮小され、容易にサブミクロ
ンパターンが得られる。
コ(1)場合、o、aμmのSiO2パターンが0.2
5μmのSi3N+によりゲート長が0.3μmと微細
になる。そして、第1図(f)のように、ソース・ドレ
イン電極17としてAuGe/N i/Auをリフトオ
フ法でソース・ドレイン領域13上の第2の絶縁層15
に4000^形成し、またゲート電極18としてTi/
Pt/Auを凹部パターン内に蒸着し、さらに選択メッ
キ法で幅1.0μm厚さ1.0μmのT型構造に形成す
る。
このように、ゲート5% 0.3μm1ソース・ゲート
間距ll1G、25μm1ゲート電極膜厚1.0μmの
5BFETが形成できる。
実施例では、ゲート長を0.3μm1ソース・ゲート閤
距離を0.25μmとしたが、これらの寸法は、第1の
絶縁物層のパターン幅および第3の絶縁物層の凹部パタ
ーン側部での堆積膜厚で制御でき、さらに微細なゲート
電極の形成も可能である。
また、ゲート電極が微細になった時起こるショトチャン
ネル効果を防ぐ寸法として第4図に示すように第1の絶
縁膜14の形状を等方性エツチングなどで台形状に形成
することにより、高濃度n型ソース・ドレイン領域13
の注入キャリア濃度をゲート側端部で減少させシフトチ
ャンネル効果を防ぐことができる。なお、凸状構造を台
形状にしても、後の工程には影響はしない。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、凸部および凹
部パターンに絶縁膜を形成し、そしてエツチングするこ
とによりパターン側部に絶縁膜を残こし、これをソース
・ゲート間隔の形成、さらにゲート金属の支持として用
いることにより、ゲート長が短かくかつソース・ゲート
規制抵抗が小さく、さらにゲート電極抵抗が小さいとと
もに、ゲート電極と半導体基板の密着も確保できる5B
FETが形成可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例における5B
FETの製造工程を説明するための断面図、第2図はS
i3N+堆積膜厚の堆積速度依存性を示す図、第3図は
S i 3N4堆積膜厚のパターン寸法依存性を示す図
、第4図は他の実施例の5BFETの断面図、第5図は
従来の5BFETの製造工程を説明するための断面図で
ある。 11・・・半導体基板、13・・・ソース・ドレイン領
域、14・・・第1の絶縁物層、15・・・第2の絶縁
物層、16・・・第3の絶縁物層、17・・・ソース・
ドレイン電極、18・・・ゲート電極 代理人   森  本  義  弘 第1図 ta    /2   /j 第2図  □ 用U度(イ/、4)− 第う図 ノ1°f−y刊シW (声−) I3          −         リド、
          N          ト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板表面に第1の絶縁物層からなる凸状構造
    を形成する第1の工程と、前記凸状構造をマスクとして
    ソース・ドレイン領域を前記半導体基板に形成する第2
    の工程と、第2の絶縁物層を前記半導体基板表面および
    第1の絶縁物層上に形成する第3の工程と、前記第1の
    絶縁物層表面を露出させた後に前記第1の絶縁物層を除
    去し、半導体基板表面を露出させる第4の工程と、前記
    第2の絶縁物層上および露出した半導体基板表面に第3
    の絶縁物層を形成する第5の工程と、前記第3の絶縁物
    層と接する半導体基板表面を露出させる第6の工程と、
    前記露出した半導体基板上にゲート電極を形成する第7
    の工程と、ソース・ドレイン電極を形成する第8の工程
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 2、第1の絶縁層がシリコン酸化膜、第2および第3の
    絶縁物層がシリコ窒化膜であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
JP5926385A 1985-03-22 1985-03-22 半導体装置の製造方法 Pending JPS61216487A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63263770A (ja) * 1987-04-20 1988-10-31 インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン GaAs MESFET及びその製造方法
KR100922575B1 (ko) * 2007-12-05 2009-10-21 한국전자통신연구원 티형 게이트 전극을 구비한 반도체 소자 및 그의 제조 방법
CN107871784A (zh) * 2016-09-23 2018-04-03 住友电气工业株式会社 半导体器件

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