JPS61229369A - 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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JPS61229369A
JPS61229369A JP7141885A JP7141885A JPS61229369A JP S61229369 A JPS61229369 A JP S61229369A JP 7141885 A JP7141885 A JP 7141885A JP 7141885 A JP7141885 A JP 7141885A JP S61229369 A JPS61229369 A JP S61229369A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
gate electrode
insulating film
active layer
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP7141885A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadatoshi Nozaki
野崎 忠敏
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
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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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、寄生抵抗の低減化を可能ならしめる化合物半
導体電界効果トランジスタの製造方法に関する。
〔従来技術とその問題点〕
化合物半導体、とシわけ砒化ガリウム(GaAa )は
ポストシリコン材料と称され、高速動作が可能な電界効
果トランジスタ(FIT )並びに集積回路の製造が可
能である事から、現在各所で研究試作がなされている。
FET特性の高性能化の要請から現状では、ゲート領域
に近接して高電導度ソース・ドレイン層(以下n+ と
称する)を形成する製造方法が知られている(1983
年アイ・イー・イー・イー・ソリッドステートサーキッ
ト コンファレンス、ダイジェスト オプテクニカルペ
ーパーズ44頁(1983IBEE Internat
ional 8o目d−8tate C1rcuits
 Conference、 Digest orTec
hncml pap6rs P、 44 ) )。第2
図はそれ等FITの模式断面図を示したもので、高11
4度ソ−ス・ドレイ/層はゲート電極をマスクに、動作
層と同一電導型を示す不純物番、イオン注入法を用いて
高濃度に注入する周知の方法で製造されたものである。
ここで第2図において21は半絶縁性基板、22は動作
層、23はゲート電極、24は高電導度ソース・ドレイ
ン層、25は眉間絶縁膜%26はソース・ドレインオー
ミック電極、27はソース・ドレイン電極配線である。
このような高電導度ソース・ドレイン層は有するFIT
では寄生抵抗の低減化が可能であ夛、相互コンダクタン
スの増大をもたらすためFET特性及び集積回路の性能
向上につながる。第1図に示したように。
高電導度ソース・ドレイン層、即ちn+層をイオン注入
法で形成する場合は、このn+層の深さに関しては深さ
が大である[n”層の抵抗が小さくなシ好ましいが、一
方n1層の深さが大になるに従がい、いわゆる短チヤネ
ル効果が顕著となシ、ゲート長の縮少化に伴いしきい値
電圧の負方向シフトが生じ、しきい値電圧の制御が困難
となる大きな問題が生ずる0短チヤネル効果に起因した
不利益を回避するためには、n1層の深さを動作層の深
さと同程度に浅くする事が必要となる・しかしなか、単
゛にn1層の深さを浅くする方法では、n+層のシート
抵抗の充分な低減化をはかる事が難かしく、さらには、
n+層薄層化に伴いオーミック電極接触抵抗の増大が生
じ、満足のゆくものではない。従りて高性能集積回路実
現のためには、しきい値電圧の制御性の向上を達成する
ため、n+1の薄層化を行うと同時に、出来る限りオー
ミック電極をゲート電極に近接して設け、さらにはれ+
層薄層化に伴うオーミック電極接触抵抗の増大を回避す
るためオーミック電極形成部にのみすでに形成した。”
71の深さより深いn1層を選択的に設は得る製造方法
の開発が必要である。この様な認識が周知であるにもか
かわらず、現状では前述した構造を実現し得る製造方法
は開発されておらず、現在模索されている0 〔発明の目的〕 本発明は以上の点を考慮し、ゲート電極下動作層と接し
て浅いn4層を形成し、更に、ゲート電極に近接してソ
ース、ドレインオーミック電極形成領域を設け、該オー
ミック電極形成領域にのみすでに形成されたn+層の深
さより深いn+層を選択的に形成する事によシ、シきい
値電圧の制御性の向上及び寄生抵抗値の低減化を達成し
得る電界効果トランジスタを含む半導体装置の新規な製
造方法を提供する事にある。
〔発明の構成〕
即ち、本発明によれば、半導体動作層上にゲート電極パ
ターンを形成した後、第1の絶縁膜をゲート電極及び半
導体動作層表面をおおって形成し。
ゲート電極をマスクに第1の絶縁膜を通して動作層と同
一導電型を有する不純物を注入し、引き続き第2の絶縁
膜を全面に被着し、異方性ドライエツチングにより第2
の絶縁膜をエツチングし、第1の絶縁膜でおおわれた前
記ゲート電極11111面にのみ第2の絶縁膜を側壁と
してる残置せしめた後、前記ゲート電極及び1lIl壁
をマスクに動作層と同一導電型を有する不純物を注入す
る工程及び、前記9m壁をマスクに番lの絶縁膜をエツ
チング除去する工程を含み、引き続きソース・ドレイン
オーミック電極を形成することを特徴とする電界効果ト
ランジスタを言む半導体装置の製造方法である。
〔本発明の作用・原理〕
本発明は、ゲート1!極に接して浅い接合深さを有する
2層を設け、更にオーミック電極形成部に該浅い接合深
さを有するn+層に接続して、該n+層の接合深さと比
べ深い接合深さを有するn+層を有するFFtTの製造
にあた夛、浅い接合深さを有するnjQの形成に際して
は、第1の絶縁膜を通したイオン注入法による不純物の
注入を用い、深い接合深さを有するn+層に関しては、
第1の絶椋膜上のゲート電9A側壁部のみに設けられた
第2の絶縁膜よ)成る11I壁により、ゲート′I11
極晦から制御された距離に形成するのが骨子であシ、こ
れによシ、設計された接合深さ及び不純物濃度を有する
n+層が設計された横方向の寸法を維持して再現性よく
形成される。
〔実施例〕
以下本発明O)実施例につき図面を参照して詳細に説明
する0第1図(A)〜(鱒は本発明の詳細な説明するた
めのGaAsシ日ットキー障壁ゲート電界効果トランジ
スタの製造工程を順を追って示した素子模式断面図であ
、る0半絶縁性GaAs基板lに、レジストをマスクと
して8iイオンを30KeVのイオンエネルギーで2X
10 cps  注入し、動作層領域2を形成する0レ
ジスト除去後、ゲート電極材料としてTiW膜をスパッ
タ法により 50001被増し、パターン化したホトレ
ジストをマスクにTiW膜をドライエツチングで除去し
ゲート電極3を形成する(第1図(A))、次に試料全
面にCVD法によfi 8i0.膜(厚み5001)4
を全面に形成しs o keV、 2 X 1 o”&
−2stイオンを注入し浅い接合深さを有するn+層領
域5を形成する(第1図(B) ) o引き続きCVD
法によ’) 81mN5JIE (厚み0.2μm)を
全面に形成し、CH,Fガスを用いたドライエツチング
法によル核η5PJa膜を垂直方向からエツチングし側
壁6を形成しtuui及びゲート電極をマスクとしてs
 + 0. @をノ(ツファードフツ酸液でエツチング
した後81イオンを全面に120key、  2X10
  eye の条件で注入し赤外線ランプアニール法に
よシ950℃、2秒の条件でアニールを実施する事によ
シ深い接合深さを有する深いn1層領域7を形成する(
第1図(C) )、次に全面にオーミック金属8である
AuGe及びNi 8を全体の膜厚として0.1μm蒸
着し、さらに全面にオートレジスト9を回転塗布し15
0℃ベークによシレジストを軟化流動せしめた(第1図
(II)、次にCF、ガスを用いて試料全体をドライエ
ツチングする事によ、フ、ゲート電極3上のレジストを
除去し、AuGe −Nl膜を露出せしめ、引き続きA
rイオンを用いたイオンミリングによりゲート電極上の
不要なAu・Ge−Ni膜を除去しオートレジストを溶
解した後、400℃Htガスアロイ処理を経てソースド
レイン電極lOとなしさらに眉間絶縁膜として8i0.
膜11を全面に形成した後ソース、ドレイン領域上の上
層配線と接する領域の眉間絶縁膜の穴あけを行ないTi
−Pt−Au配線12を形成する事によ〕FETの製造
が完了する(第1図(1)。
以上述べた本発明の方法によるFETの他、以下述べる
従来法を用いてFETを製造し九〇本発明の詳細な説明
した第1図(A)迄は同一である。以後ゲート電極をマ
スクとして8iイオンを120keV、  2Xl’0
13an−3注入し8i01保護膜(0,2μm)厚み
)を全面に形成した後、950℃、2秒の赤外線ランプ
アニールを実施しn4層領域を形成した。
次にソースドレイン電極となるべき領域のStO。
膜をエツチングによ)除去しGaAs ifi’) j
K出セシめ、Au−Ge及びNi膜を被着し、400℃
H,ガスアロイ処理を経てソース、ドレイン電極となし
層間膜として8i01膜を堆積し、所定個所のソース。
ドレイン電極上の8i04膜をエツチング除去し、T 
i −P t−Au配線を形成する事によシ従来法によ
るPETの製造を完了した。
本発明の方法及び従来法によシ製造されたFBTに関し
ゲート長1μm及び5μm(7)FET620個につい
てしきい値電圧及び相互コンダクタンスを測定し平均値
を求めた。下表がその結果を示したもので、従来法によ
)製造されたゲート長1μm(7) F E Tのしき
い値電圧は負の大きな値を示し、短チヤネル効果が現わ
れている。−力木発明の方法で製造されたFF1Tでは
1μmのゲート長においても5μmのゲート長のFIT
と同等のしきい値電圧が得れ短チヤネル効果が回避され
ている。
それに本発明の方法で製造されたPETの相互コンダク
タンス値は、従来法で製造されたF’ETのそれに比べ
大でア勺、ソース、ドレイン電極をゲート電極に近接し
た効果が現われており、本発明の効果が実施されたコ 〔発明の効果〕 以上詳細に説明した様に1本発明の方法では。
ゲート電極下の動作層と同程度の膜厚のn+層を動作層
と接して設け、さらにソース・ドレインオーミック電極
をゲート電極に近接して設ける事が可能であると同時に
、該オーミック電極下に深さが大であるn層を選択的に
形成し得る事がオーミック接触抵抗の低減化が可能でi
h!り、高性能FB’r及びそれ等を含む高性能半導体
装置の製造が可能となる0
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法によるGaAs電界効果トランジ
スタの製造工程を順を追って示した素子模式断面図であ
)、第2図は従来法で製造され九FBTの素子模式断面
図である。 1は半絶縁性GaAs基板、2は動作層領域、3はグー
)を極、4 u sty、Ml、sハn”m1rt域、
6は9111壁%7は深い01層領域、8はオーミック
金属、9は7オトレジスト、10は電極。 亭   1   図 メ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体動作層上にゲート電極パターンを形成した後、第
    1の絶縁膜をゲート電極及び半導体動作層表面をおおっ
    て形成し、ゲート電極をマスクに第1の絶縁膜を通して
    動作層と同一導電型を有する不純物を注入し、引き続き
    第2の絶縁膜を全面に被着し、異方性ドライエッチング
    により第2の絶縁膜をエッチングし、第1の絶縁膜でお
    おわれた前記ゲート電極一面にのみ第2の絶縁膜を側壁
    として残置せしめた後、前記ゲート電極及び側壁をマス
    クに動作層と同一導電型を有する不純物を注入する工程
    及び、前記側壁をマスクに第1の絶縁膜をエッチング除
    去する工程を含み、引き続きソース・ドレインオーミッ
    ク電極を形成することを特徴とする電界効果トランジス
    タを含む半導体装置の製造方法。
JP7141885A 1985-04-04 1985-04-04 半導体装置の製造方法 Pending JPS61229369A (ja)

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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
JPS63281470A (ja) * 1987-05-13 1988-11-17 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法

Cited By (2)

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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
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