JPS61224464A - 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Info
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- JPS61224464A JPS61224464A JP6591785A JP6591785A JPS61224464A JP S61224464 A JPS61224464 A JP S61224464A JP 6591785 A JP6591785 A JP 6591785A JP 6591785 A JP6591785 A JP 6591785A JP S61224464 A JPS61224464 A JP S61224464A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/812—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a Schottky gate
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- Junction Field-Effect Transistors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は電界効果トランジスタの製造方法にかかり、特
にソース領域とドレイン領域をゲート電極に対して自己
整合的に、しかもソース領域・ゲート電極間距離とドレ
イン領域・ゲート電極間距離を独立に規定し得る製造方
法である。
にソース領域とドレイン領域をゲート電極に対して自己
整合的に、しかもソース領域・ゲート電極間距離とドレ
イン領域・ゲート電極間距離を独立に規定し得る製造方
法である。
マイクロ波を増幅する低雑音電界効果トランジスタ(低
雑音FETと略称)は、雑音指数の低減が最も重要な課
題の一つであるが、砒化ガリウム(GaAg)低雑音F
ETの形成においては、雑音指数低減のためにはソース
抵抗の低減が有効である。
雑音FETと略称)は、雑音指数の低減が最も重要な課
題の一つであるが、砒化ガリウム(GaAg)低雑音F
ETの形成においては、雑音指数低減のためにはソース
抵抗の低減が有効である。
ソース抵抗の低減のために従来の低雑音FETでは、ソ
ース電極直下のソース領域を一導電型高濃度層に形成し
、このソース領域とゲート電極との距離を極力近づける
方法が採用されてい・る。
ース電極直下のソース領域を一導電型高濃度層に形成し
、このソース領域とゲート電極との距離を極力近づける
方法が採用されてい・る。
次に第9図に従来の素子の一例を断面図で示す。
図例はまず、半絶縁性GaAs基板100上に一導電型
半導体領域領層)101および一導電型高電子濃度層(
n4層)102をイオン注入により形成したのち、n+
層102上にこれとオーム性接触するソ−スミ極103
sおよびドレイン電極103d、 n M2O3上にシ
ョットキ接触するゲート電極103 gとを夫々配置し
て形成されている。
半導体領域領層)101および一導電型高電子濃度層(
n4層)102をイオン注入により形成したのち、n+
層102上にこれとオーム性接触するソ−スミ極103
sおよびドレイン電極103d、 n M2O3上にシ
ョットキ接触するゲート電極103 gとを夫々配置し
て形成されている。
この素子の場合、n+層102のパターン形成と、ゲー
ト電極103gのパターン形成とは別々のマスク合わせ
工程で形成するために、ソース側のn層層とゲート電極
の間の距離を1μm以下に精度良く形成することは因業
である。このため、ソース抵抗がばらついて特性がばら
ついたり、n層層とゲート電極が接触してソース電極、
ゲート電極間のショットキ逆方向耐圧の低下を引き起こ
す場合があった・ この問題を解決する方法として、ゲート電極断面形状を
T型に形成する方法がある。以下第10図ないし第12
図にその方法を示す。
ト電極103gのパターン形成とは別々のマスク合わせ
工程で形成するために、ソース側のn層層とゲート電極
の間の距離を1μm以下に精度良く形成することは因業
である。このため、ソース抵抗がばらついて特性がばら
ついたり、n層層とゲート電極が接触してソース電極、
ゲート電極間のショットキ逆方向耐圧の低下を引き起こ
す場合があった・ この問題を解決する方法として、ゲート電極断面形状を
T型に形成する方法がある。以下第10図ないし第12
図にその方法を示す。
まず、8層101が形成されたGaAs基板100上の
一部に、ガスエツチングに対するエツチング速度の異な
る二種類の高融点金属層104.105を積層させて形
成(第10図)したのち、この積層金属層のエツチング
速度の相違を利用してガスエツチングにより断面がT型
のゲート電極103 gを形成する(第11図)。つい
で、ゲート電極をマスクにしてSi+をイオン注入しア
ニールを施すことによってn+層102.102を形成
する(第12図)。
一部に、ガスエツチングに対するエツチング速度の異な
る二種類の高融点金属層104.105を積層させて形
成(第10図)したのち、この積層金属層のエツチング
速度の相違を利用してガスエツチングにより断面がT型
のゲート電極103 gを形成する(第11図)。つい
で、ゲート電極をマスクにしてSi+をイオン注入しア
ニールを施すことによってn+層102.102を形成
する(第12図)。
上記製造方法によってソース側n+層とゲート電極間の
距離を自己整合的に短く形成することができ、ソース抵
抗を低減させることができる。しかし、この製造方法の
欠点は、T型ゲート電極の形成がドレイン側およびソー
ス側に対して対称的に行なわれるために、ソース側n+
層とゲート電極間の距離、ドレイン側n+層とゲート電
極間の距離が等しくなり、ソース抵抗低減のためにソー
ス側n1層とゲート電極間の距離を短くするとドレイン
側n1層とゲート電極間の距離も等しく短くなってしま
い、ドレイン電極、ゲート電極間のショットキ逆方向耐
圧が低下してしまうことである。
距離を自己整合的に短く形成することができ、ソース抵
抗を低減させることができる。しかし、この製造方法の
欠点は、T型ゲート電極の形成がドレイン側およびソー
ス側に対して対称的に行なわれるために、ソース側n+
層とゲート電極間の距離、ドレイン側n+層とゲート電
極間の距離が等しくなり、ソース抵抗低減のためにソー
ス側n1層とゲート電極間の距離を短くするとドレイン
側n1層とゲート電極間の距離も等しく短くなってしま
い、ドレイン電極、ゲート電極間のショットキ逆方向耐
圧が低下してしまうことである。
本発明は上記の欠点を除去するもので、n層層とゲート
電極を自己整合させて形成し特性の均一化を図り、ソー
ス領域・ゲート電極間距離を短縮してFETの低雑音化
を実現し、ドレイン領域・□ゲート電極間距離を拡げて
ドレイン電極・ゲート電極間のショットキ逆方向耐圧を
向上させうる電界効果トランジスタの製造方法を提□供
することを目的とする。
電極を自己整合させて形成し特性の均一化を図り、ソー
ス領域・ゲート電極間距離を短縮してFETの低雑音化
を実現し、ドレイン領域・□ゲート電極間距離を拡げて
ドレイン電極・ゲート電極間のショットキ逆方向耐圧を
向上させうる電界効果トランジスタの製造方法を提□供
することを目的とする。
本発明にかかる電界効果トランジスタ(FET)の製造
方法は、半絶縁性半導体基板上に一導電型半導体領域を
形成しためち該半導体領域上に形成したエツチング可能
な第一のマスク層のソース予□定領域とこれよりも狭い
ドレイン予定領域に開孔を設けこれらの開孔からイオン
注入を施して半導体基板に一導電型高濃度層を形成する
工程と、ソース予定領域・ドレイン予定領域間の前記第
一のマスク層部を除去する工程と、前記第一のマスク層
の残部をマスクにしてエツチング速度の大きい□高融点
金属層とこれに積層させてこれよりもエツチング速度の
小さい第二のマスク層を選択的に形成する工程と、前記
第二のマスク層によって前記高融点金属層に所望量のサ
イドエツチングを施しゲート電極を形成する工程を含む
ことを特徴とす□ る。
方法は、半絶縁性半導体基板上に一導電型半導体領域を
形成しためち該半導体領域上に形成したエツチング可能
な第一のマスク層のソース予□定領域とこれよりも狭い
ドレイン予定領域に開孔を設けこれらの開孔からイオン
注入を施して半導体基板に一導電型高濃度層を形成する
工程と、ソース予定領域・ドレイン予定領域間の前記第
一のマスク層部を除去する工程と、前記第一のマスク層
の残部をマスクにしてエツチング速度の大きい□高融点
金属層とこれに積層させてこれよりもエツチング速度の
小さい第二のマスク層を選択的に形成する工程と、前記
第二のマスク層によって前記高融点金属層に所望量のサ
イドエツチングを施しゲート電極を形成する工程を含む
ことを特徴とす□ る。
以下1本発明の一つの実施例をGaAs基板上にFET
を形成する方法につき第1図ないし第8図によって説明
する。なお、図中で従来と変すらない部分には従来と同
じ符号を付けて示しかつ、説明を□省略する。′ 半′絶縁性GaAs基板100上にイオン注入によラー
導電型半導体領域(n層)101を形成したのち、CF
、−0層混合ガスによるプラズマエツチング速度の大き
いモリブ全ン(Mo)層1を層厚1.5μmに蒸着し、
これに積層させてこれよりエツチング速度の小さい二酸
化シリコ、ン(Si02)層2を層厚0.5μmに気相
成長させる。次に、ホトレジスト層3を塗着しソース予
定領域幅が1μm、ドレイン予定領域め幅が−0,5μ
mとなるようにソース予定領域。
を形成する方法につき第1図ないし第8図によって説明
する。なお、図中で従来と変すらない部分には従来と同
じ符号を付けて示しかつ、説明を□省略する。′ 半′絶縁性GaAs基板100上にイオン注入によラー
導電型半導体領域(n層)101を形成したのち、CF
、−0層混合ガスによるプラズマエツチング速度の大き
いモリブ全ン(Mo)層1を層厚1.5μmに蒸着し、
これに積層させてこれよりエツチング速度の小さい二酸
化シリコ、ン(Si02)層2を層厚0.5μmに気相
成長させる。次に、ホトレジスト層3を塗着しソース予
定領域幅が1μm、ドレイン予定領域め幅が−0,5μ
mとなるようにソース予定領域。
ドレイン予定領域の開孔を設ける。このとき、ソース予
定領域とドレイン予定領域間の間隔は3.5μ−とする
(第1図)。
定領域とドレイン予定領域間の間隔は3.5μ−とする
(第1図)。
次に、前記ホトレジスト層3をマスクにして反応性イオ
ンエツチング(RIE)等によりエツチングを施しSi
O2層2*Mo層1を垂直にエツチングする(第2図)
。
ンエツチング(RIE)等によりエツチングを施しSi
O2層2*Mo層1を垂直にエツチングする(第2図)
。
次に、ホトレジスト層3を除去し、−導電型高濃度層(
N”層)を形成するためのイオン注入を施す。形成され
たN+層4g、 4dは上記マスクの開孔の太き・さに
より、ソース側4sが広く、ドレイン側4dが狭い。次
いでCF、−02混合ガスプラズマによりMo層1を等
方性エツチングし、ソース予定領域・ドレイン予定領域
間のNo層を除去する。このとき、 Mo層上のSi0
2層も同時に除去される(第3図)、ここで、SiO2
のエツチング速度はMoのエツチング速度に比べておよ
そ1/100であるので、除去されずに残ったSiO2
層12はほとんどエツチングされない。
N”層)を形成するためのイオン注入を施す。形成され
たN+層4g、 4dは上記マスクの開孔の太き・さに
より、ソース側4sが広く、ドレイン側4dが狭い。次
いでCF、−02混合ガスプラズマによりMo層1を等
方性エツチングし、ソース予定領域・ドレイン予定領域
間のNo層を除去する。このとき、 Mo層上のSi0
2層も同時に除去される(第3図)、ここで、SiO2
のエツチング速度はMoのエツチング速度に比べておよ
そ1/100であるので、除去されずに残ったSiO2
層12はほとんどエツチングされない。
次に、エツチング速度の大きい高融点金属、例えばタン
グステン・ナイトライド(WN)層5を0.5μm、さ
らにこれに積層させてこれより エツチング速度の小さ
い金(Au)層6を0.5μm、例えばスパッタ法によ
り形成する(第4図)。
グステン・ナイトライド(WN)層5を0.5μm、さ
らにこれに積層させてこれより エツチング速度の小さ
い金(Au)層6を0.5μm、例えばスパッタ法によ
り形成する(第4図)。
次にMo層1をCF、−02混合ガスを用いたケミカル
ドライエツチングによる等方性エツチングで除去する。
ドライエツチングによる等方性エツチングで除去する。
このとき、Mo層1の上層のSi02層12、VN層5
.Au層6も同時に除去される。また、このWN層5は
若干サイドエッチされるが、この幅が所望のゲート長よ
りも短くならない限り問題はない(第5図)。
.Au層6も同時に除去される。また、このWN層5は
若干サイドエッチされるが、この幅が所望のゲート長よ
りも短くならない限り問題はない(第5図)。
次に、IIIN層5に対しAu層6をマスクにしてCF
、−02混合ガスプラズマによってサイドエツチングを
施し幅を0.5μ−に形成する。これによってゲート電
極7gが形成される(第6図)。このとき。
、−02混合ガスプラズマによってサイドエツチングを
施し幅を0.5μ−に形成する。これによってゲート電
極7gが形成される(第6図)。このとき。
ゲート電極7gはソース予定領域、ドレイン予定領域に
対して自己整合的に形成され、ソース予定領域4sとゲ
ート電極7gとの間隔が狭く、ドレイン予定領域4dと
ゲート電極7gとの間隔が広く形成される。
対して自己整合的に形成され、ソース予定領域4sとゲ
ート電極7gとの間隔が狭く、ドレイン予定領域4dと
ゲート電極7gとの間隔が広く形成される。
以上の工程の次にアニールを施せばn層、n層層とも活
性化されるが、n層層の幅が1μya、 0.5μmと
短く、n+層上にオーミック接触をなす電極を形成する
ことは困難であるので、幅の広いn層層を形成するため
にホトレジスト層8を塗布したのち、幅20μmの拡張
されたソース領域、拡張されたドレイン領域およびその
間の領域の開孔を設け、ホトレジスト層およびゲート電
極7gにおけるWN層上のAu層6(第5図)をマスク
としてn+層形成用のイオンを注入し、ホトレジスト層
を除去したのちアニールを施し、ソース領域14s、ド
レイン領域14dを形成する(第7図)。
性化されるが、n層層の幅が1μya、 0.5μmと
短く、n+層上にオーミック接触をなす電極を形成する
ことは困難であるので、幅の広いn層層を形成するため
にホトレジスト層8を塗布したのち、幅20μmの拡張
されたソース領域、拡張されたドレイン領域およびその
間の領域の開孔を設け、ホトレジスト層およびゲート電
極7gにおけるWN層上のAu層6(第5図)をマスク
としてn+層形成用のイオンを注入し、ホトレジスト層
を除去したのちアニールを施し、ソース領域14s、ド
レイン領域14dを形成する(第7図)。
次に、オーミック電極形成用金属層をn+層上に選択的
に形成し、合金化処理を施してソース電極7s、ドレイ
ン電極7dを設けFETが形成される(第8図)。
に形成し、合金化処理を施してソース電極7s、ドレイ
ン電極7dを設けFETが形成される(第8図)。
なお、ゲート材料として一例のWNを挙げたが。
WSi、 TiVを用いることもできる。また、Au層
、 WN層を積層させて形成した上記第4図によって説
明したところを、この形成後にアニールを施し、しかる
後にAu層をマスクとしてIIIN層にサイドエツチン
グを施してゲート電極を形成させてもよい。
、 WN層を積層させて形成した上記第4図によって説
明したところを、この形成後にアニールを施し、しかる
後にAu層をマスクとしてIIIN層にサイドエツチン
グを施してゲート電極を形成させてもよい。
以上述べたように本発明によれば、n1層とゲート電極
は両者間の距離のばらつきなく自己整合的に形成され、
ゲート電極・ソース側n4層間の距離を短く形成するこ
とによってソース抵抗値を低減し、ゲート電極・ドレイ
ン側n+層間の距離を長く形成することによってゲート
電極・ドレイン電極間のショットキ逆方向耐圧を向上さ
せることができるなどの顕著な利点を備える。
は両者間の距離のばらつきなく自己整合的に形成され、
ゲート電極・ソース側n4層間の距離を短く形成するこ
とによってソース抵抗値を低減し、ゲート電極・ドレイ
ン側n+層間の距離を長く形成することによってゲート
電極・ドレイン電極間のショットキ逆方向耐圧を向上さ
せることができるなどの顕著な利点を備える。
第1図ないし第8図は本発明にかかる一実施例のFET
の製造方法を工程順に示すいずれも断面図、第9図は従
来のFETの断面図、第10図ないし第12図は従来の
FETの製造方法を工程順に示すいずれも断面図である
。 1−−−−− Mo層 2、12−−−−− Si02層 3、8−−−−− ホトレジスト層 4s−−−−−ソース側N2層 4d−−一−−ドレイン側N1層 5−−−−− VN層またはVSi層、 Ti
lt層6−−−−− Au層 7g−−−−−ソース電極 7d−−−−−ドレイン電極 7g−−−−−ゲート電極 100−−−−一 半絶縁性GaAs基板101−
−−−− N層
の製造方法を工程順に示すいずれも断面図、第9図は従
来のFETの断面図、第10図ないし第12図は従来の
FETの製造方法を工程順に示すいずれも断面図である
。 1−−−−− Mo層 2、12−−−−− Si02層 3、8−−−−− ホトレジスト層 4s−−−−−ソース側N2層 4d−−一−−ドレイン側N1層 5−−−−− VN層またはVSi層、 Ti
lt層6−−−−− Au層 7g−−−−−ソース電極 7d−−−−−ドレイン電極 7g−−−−−ゲート電極 100−−−−一 半絶縁性GaAs基板101−
−−−− N層
Claims (1)
- 半絶縁性半導体基板上に一導電型半導体領域を形成し
たのち該半導体領域上に形成したエッチング可能な第一
のマスク層のソース予定領域とこれよりも狭いドレイン
予定領域に開孔を設けこれらの開孔からイオン注入を施
して半導体基板に一導電型高濃度層を形成する工程と、
ソース予定領域ドレイン予定領域間の前記第一のマスク
層部を除去する工程と、前記第一のマスク層の残部をマ
スクにしてエッチング速度の大きい高融点金属層とこれ
に積層させてこれよりもエッチング速度の小さい第二の
マスク層を選択的に形成する工程と、前記第二のマスク
層によって前記高融点金属層に所望量のサイドエッチン
グを施しゲート電極を形成する工程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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6591785A JPS61224464A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6591785A JPS61224464A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61224464A true JPS61224464A (ja) | 1986-10-06 |
Family
ID=13300801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6591785A Pending JPS61224464A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61224464A (ja) |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6591785A patent/JPS61224464A/ja active Pending
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