JPS621271B2 - - Google Patents
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- JPS621271B2 JPS621271B2 JP1917779A JP1917779A JPS621271B2 JP S621271 B2 JPS621271 B2 JP S621271B2 JP 1917779 A JP1917779 A JP 1917779A JP 1917779 A JP1917779 A JP 1917779A JP S621271 B2 JPS621271 B2 JP S621271B2
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- photosensitive resin
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- film
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシヨツトキー障壁接合をゲート電極に
用いたシヨツトキーゲート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。
用いたシヨツトキーゲート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。
シヨツトキーゲート型電界効果トランジスタは
半導体にGaAsを用いゲート長を1μ程度にした
場合、準ミリ波帯領域で動作が可能であり、超高
周波帯トランジスタとして注目されている。この
電界効果トランジスタは半絶縁性GaAs基板上に
n形層をチヤンネルとなる能動領域として形成
し、該n型GaAs層とシヨツトキー障壁を形成す
る金属をn形GaAs層上にゲートとして形成し、
該ゲ−ト電極の両側のn形GaAs層上にソースお
よびドレインのオーミツク電極をそれぞれ形成し
た比較的簡単な構造のものが用いられている。
半導体にGaAsを用いゲート長を1μ程度にした
場合、準ミリ波帯領域で動作が可能であり、超高
周波帯トランジスタとして注目されている。この
電界効果トランジスタは半絶縁性GaAs基板上に
n形層をチヤンネルとなる能動領域として形成
し、該n型GaAs層とシヨツトキー障壁を形成す
る金属をn形GaAs層上にゲートとして形成し、
該ゲ−ト電極の両側のn形GaAs層上にソースお
よびドレインのオーミツク電極をそれぞれ形成し
た比較的簡単な構造のものが用いられている。
この様な電界効果トランジスタは、第1図イに
示す様に半絶縁性GaAs基板1上に形成された能
動領域n型GaAs層2表面に、感光性樹脂をマス
クとしてn型GaAs層2とオーミツクコンタクト
となる金属を蒸着した後感光性樹脂上の前記金属
を感光性樹脂とともに除去するリフトオフ法や前
記金属を蒸着して行う通常のフオトエツチング法
によつてソース、ドレインのオーミツク電極3,
3′を形成した後該ソース、ドレインのオーミツ
ク電極3,3′の間に第1図ロに示す如くn形
GaAs層とシヨツトキー障壁を形成する金属をゲ
ート4としてリフトオフ法あるいは通常のフオト
エツチング法によつて形成するのである。ここで
前記オートミツク電極3,3′の間にゲート電極
4を形成する場合にマスク合わせを必要とする
が、このマスク合わせを行う時に合わせずれを生
じる。合わせずれは再現性が無くその都度ずれの
方向、大きさが異る。ここでソース、ドレインの
それぞれの電極3,3′とゲート電極4の距離は
1μ程度であり合わせずれが0.2〜0.3μ程度生じ
る。これはソース直列抵抗Rsに直接影響し、ソ
ース直列抵抗Rsの値を20〜30%程度ばらつかせ
るものである。ここでソース直列抵抗Rsのばら
つきは電界効果トランジスタの特性、例えば相互
コンダクタンスgmをばらつかせる。すなわち相
互コンダクタンスgmは真性トランジスタの相互
コンダクタンスgmoに対しgm=gmo/(1+Rs
gmo)で表わされるものである。さらにgmのば
らつきが最高発振周波数をばらつかせるものであ
る。
示す様に半絶縁性GaAs基板1上に形成された能
動領域n型GaAs層2表面に、感光性樹脂をマス
クとしてn型GaAs層2とオーミツクコンタクト
となる金属を蒸着した後感光性樹脂上の前記金属
を感光性樹脂とともに除去するリフトオフ法や前
記金属を蒸着して行う通常のフオトエツチング法
によつてソース、ドレインのオーミツク電極3,
3′を形成した後該ソース、ドレインのオーミツ
ク電極3,3′の間に第1図ロに示す如くn形
GaAs層とシヨツトキー障壁を形成する金属をゲ
ート4としてリフトオフ法あるいは通常のフオト
エツチング法によつて形成するのである。ここで
前記オートミツク電極3,3′の間にゲート電極
4を形成する場合にマスク合わせを必要とする
が、このマスク合わせを行う時に合わせずれを生
じる。合わせずれは再現性が無くその都度ずれの
方向、大きさが異る。ここでソース、ドレインの
それぞれの電極3,3′とゲート電極4の距離は
1μ程度であり合わせずれが0.2〜0.3μ程度生じ
る。これはソース直列抵抗Rsに直接影響し、ソ
ース直列抵抗Rsの値を20〜30%程度ばらつかせ
るものである。ここでソース直列抵抗Rsのばら
つきは電界効果トランジスタの特性、例えば相互
コンダクタンスgmをばらつかせる。すなわち相
互コンダクタンスgmは真性トランジスタの相互
コンダクタンスgmoに対しgm=gmo/(1+Rs
gmo)で表わされるものである。さらにgmのば
らつきが最高発振周波数をばらつかせるものであ
る。
従来マスク合わせが困難なものについては第2
図に示す様なセルフアライメワトによる方法が用
いられている。すなわち、第2図イに示す如く半
絶縁性GaAs基板5表面に不純物濃度ほぼ1017cm
-3、厚さ0.2μのn形能動層6を形成する。次に
第2図ロに示す如く前記n形GaAs能動層6とシ
ヨツトキー障壁を形成する金属例えばモリブデン
(Mo)7を1500Å程度被着し、さらにゲート抵抗
(Rg)を減少させ、電極引出し用金(Au)線の
ボンデイングを容易とするためにほぼ1μのAu
8を被着する。次に第2図ハに示す如くゲート領
域の長さ例えばl=3μを感光性樹脂9でマスク
し、Au8およびMo7を選択的に除去する。これ
は反応性スパツタリング法等が用いられる。そし
てCF4ガスプラズマ等によつてMo7を第2図ニ
に示す如くサイドエツチングしゲート長lg=1μ
を残存させる。しかる後感光性樹脂9を除去し第
2図ホに示す如く前記n形GaAs能動層とオーミ
ツクコンタクトを形成する金属、例えばAu・Ge
10をほぼ1000Å被着し450℃、1分間熱処理を
行いソース・ドレインを形成した後、電極引出し
用Au線のデンデイングを容易にしかつRsを減少
するためにAu11をほぼ1μ被着するものであ
る。この方法によればゲート長lgの長さMo7を
CF7プラズマでサイドエツチする量によつて決定
されるが、均一かつ再現性良くサイドエツチング
することは困難であり、CF4プラズマの均一性、
電力、ガス流量等の条件によつてそのエツチング
速度が異るため20〜30%のばらつきが有りそのた
め前述した如く電界効果トランジスタの特性に影
響するものである。
図に示す様なセルフアライメワトによる方法が用
いられている。すなわち、第2図イに示す如く半
絶縁性GaAs基板5表面に不純物濃度ほぼ1017cm
-3、厚さ0.2μのn形能動層6を形成する。次に
第2図ロに示す如く前記n形GaAs能動層6とシ
ヨツトキー障壁を形成する金属例えばモリブデン
(Mo)7を1500Å程度被着し、さらにゲート抵抗
(Rg)を減少させ、電極引出し用金(Au)線の
ボンデイングを容易とするためにほぼ1μのAu
8を被着する。次に第2図ハに示す如くゲート領
域の長さ例えばl=3μを感光性樹脂9でマスク
し、Au8およびMo7を選択的に除去する。これ
は反応性スパツタリング法等が用いられる。そし
てCF4ガスプラズマ等によつてMo7を第2図ニ
に示す如くサイドエツチングしゲート長lg=1μ
を残存させる。しかる後感光性樹脂9を除去し第
2図ホに示す如く前記n形GaAs能動層とオーミ
ツクコンタクトを形成する金属、例えばAu・Ge
10をほぼ1000Å被着し450℃、1分間熱処理を
行いソース・ドレインを形成した後、電極引出し
用Au線のデンデイングを容易にしかつRsを減少
するためにAu11をほぼ1μ被着するものであ
る。この方法によればゲート長lgの長さMo7を
CF7プラズマでサイドエツチする量によつて決定
されるが、均一かつ再現性良くサイドエツチング
することは困難であり、CF4プラズマの均一性、
電力、ガス流量等の条件によつてそのエツチング
速度が異るため20〜30%のばらつきが有りそのた
め前述した如く電界効果トランジスタの特性に影
響するものである。
本発明は前記欠点を改善するための製造方法を
提供するものである。以下実施例である第3図を
参照しながら本発明を説明する。
提供するものである。以下実施例である第3図を
参照しながら本発明を説明する。
第3図イに示す如く半絶縁性GaAs基板12上
に不純物濃度のほぼ10-17cm-3、厚さほぼ0.2μの
n形能動層13を形成する。これはエピタキシヤ
ル法あるいはイオン注入法で形成することが出来
る。n形能動層表面上に第1の絶縁膜として
Si3N4膜14を例えば約2000Åの厚さにC.V.D.法
により被着形成し、さらに第1の感光性樹脂15
をソースおよびドレインとゲートとなる領域の間
となる領域に被着形成する。これは感光性樹脂膜
を露光現像することによつて容易に形成出来る。
すなわち露光現像によつてソース、ドレイン、ゲ
ートとなる領域の感光性樹脂を除去するものであ
り、例えばゲート領域は長さl′=1μ程度であ
り、ソースおよびゲートとなる領域の間l″=1.5
μ程度とする。次に第3図ロに示す如く第2の絶
縁膜としてSiO2膜16をC.V.D.法によつて厚さ
ほぼ3000Å程度に被着形成する。しかる後第2の
感光性樹脂膜17をゲートとなる領域および前記
感光性樹脂膜15上のSiO2膜16上で選択的に
被着する。ここで第2の感光性樹脂膜17はマス
ク合わせ余裕として第1の感光性樹脂膜15のゲ
ートとなる領域の反対側端よりそれぞれ0.5μ程
度小さくする方が好ましいがこれは合わせ装置あ
るいは人的要因によつてはさらに小さくすること
も可能である。そして第2の感光性樹脂膜17を
マスクとしてHF系エツチング液でSiO2膜16、
CF4プラズマSi3N4膜14を選択的に除去し、ソ
ース、ドレインとなる領域の前記n形GaAs能動
層13の表面を露出させる。この時ソースとドレ
インの距離は第1の感光性樹脂膜15で決められ
ている。次に第3図ニに示す如く前記n形GaAs
能動層13とオーミツクコンタクトを形成する金
属として例えばAuGe18をほぼ3000Å被着し、
400〜500℃で熱処理を行つた後第3図ホに示す如
く第2の感光性樹脂膜17を除去することにより
同時に該感光性樹脂膜17上のAu−Ge18を選
択的に除去するいわゆるリフトオフ法を用いて行
う。さらにHF系エツチング液に浸すことによつ
て第1の感光性樹脂膜15およびゲートとなる領
域上のSi3N414の表面上の残存するSiO2膜16
を除去した後、第1の感光性樹脂膜15をマスク
としてゲートとなる領域のSi3N4膜14をCF4プ
ラズマによつて選択的に除去してゲートとなる領
域の前記n形GaAs能動層13の表面を露出させ
た後第3図ヘに示す如く該n形GaAs能動層とシ
ヨツトキー障壁を形成する金属例えばMo19を
ほぼ3000Å被着形成した後第3図トに示す如く第
1の感光性樹脂膜15を除去することにより同時
に該感光性樹脂膜15上のMo19を除去してMo
のゲート電極19′を形成する。しかる後ソース
抵抗Rsの減少およびボンデイングを容易にする
ために前記ソース、ドレインオーミツク金属Au
−Ge18上の所定のMo19を除去してAuを1μ
程度被着すればよく、これはソース、ドレイン間
の距離を例えば6μ程度にすれば容易にマスク合
わせが出来実質的なソース抵抗はAu−Ge18に
よるソースとゲートとの距離であるので多少の合
わせずれは問題ない。なお、以上説明した実施例
に於ては第1の感光性樹脂膜15はネガタイプ感
光性樹脂例えばKTFR(商品名)を用い、第2の
感光性樹脂膜17にはポジタイプ感光性樹脂膜
AZ−1350(商品名)を用いた方が有利である。
これはポジタイプ感光性樹脂はアセトンに容易に
溶解するがネガタイプ感光性樹脂はアセトンに溶
解しないため第2の感光性樹脂膜17でリフトオ
フ法を実施する際第1の感光性樹脂膜15の保護
性を良くするためである。その時第1の感光性樹
脂膜15はSiO2膜16とAu−Ge18で保護され
ているのでさらに保護を強めるためである。また
第2の感光性樹脂膜17は比較的厚く例えば2μ
程度にしておけば該感光性樹脂膜17によるリフ
トオフ法の実施を容易にすることが出来る。
に不純物濃度のほぼ10-17cm-3、厚さほぼ0.2μの
n形能動層13を形成する。これはエピタキシヤ
ル法あるいはイオン注入法で形成することが出来
る。n形能動層表面上に第1の絶縁膜として
Si3N4膜14を例えば約2000Åの厚さにC.V.D.法
により被着形成し、さらに第1の感光性樹脂15
をソースおよびドレインとゲートとなる領域の間
となる領域に被着形成する。これは感光性樹脂膜
を露光現像することによつて容易に形成出来る。
すなわち露光現像によつてソース、ドレイン、ゲ
ートとなる領域の感光性樹脂を除去するものであ
り、例えばゲート領域は長さl′=1μ程度であ
り、ソースおよびゲートとなる領域の間l″=1.5
μ程度とする。次に第3図ロに示す如く第2の絶
縁膜としてSiO2膜16をC.V.D.法によつて厚さ
ほぼ3000Å程度に被着形成する。しかる後第2の
感光性樹脂膜17をゲートとなる領域および前記
感光性樹脂膜15上のSiO2膜16上で選択的に
被着する。ここで第2の感光性樹脂膜17はマス
ク合わせ余裕として第1の感光性樹脂膜15のゲ
ートとなる領域の反対側端よりそれぞれ0.5μ程
度小さくする方が好ましいがこれは合わせ装置あ
るいは人的要因によつてはさらに小さくすること
も可能である。そして第2の感光性樹脂膜17を
マスクとしてHF系エツチング液でSiO2膜16、
CF4プラズマSi3N4膜14を選択的に除去し、ソ
ース、ドレインとなる領域の前記n形GaAs能動
層13の表面を露出させる。この時ソースとドレ
インの距離は第1の感光性樹脂膜15で決められ
ている。次に第3図ニに示す如く前記n形GaAs
能動層13とオーミツクコンタクトを形成する金
属として例えばAuGe18をほぼ3000Å被着し、
400〜500℃で熱処理を行つた後第3図ホに示す如
く第2の感光性樹脂膜17を除去することにより
同時に該感光性樹脂膜17上のAu−Ge18を選
択的に除去するいわゆるリフトオフ法を用いて行
う。さらにHF系エツチング液に浸すことによつ
て第1の感光性樹脂膜15およびゲートとなる領
域上のSi3N414の表面上の残存するSiO2膜16
を除去した後、第1の感光性樹脂膜15をマスク
としてゲートとなる領域のSi3N4膜14をCF4プ
ラズマによつて選択的に除去してゲートとなる領
域の前記n形GaAs能動層13の表面を露出させ
た後第3図ヘに示す如く該n形GaAs能動層とシ
ヨツトキー障壁を形成する金属例えばMo19を
ほぼ3000Å被着形成した後第3図トに示す如く第
1の感光性樹脂膜15を除去することにより同時
に該感光性樹脂膜15上のMo19を除去してMo
のゲート電極19′を形成する。しかる後ソース
抵抗Rsの減少およびボンデイングを容易にする
ために前記ソース、ドレインオーミツク金属Au
−Ge18上の所定のMo19を除去してAuを1μ
程度被着すればよく、これはソース、ドレイン間
の距離を例えば6μ程度にすれば容易にマスク合
わせが出来実質的なソース抵抗はAu−Ge18に
よるソースとゲートとの距離であるので多少の合
わせずれは問題ない。なお、以上説明した実施例
に於ては第1の感光性樹脂膜15はネガタイプ感
光性樹脂例えばKTFR(商品名)を用い、第2の
感光性樹脂膜17にはポジタイプ感光性樹脂膜
AZ−1350(商品名)を用いた方が有利である。
これはポジタイプ感光性樹脂はアセトンに容易に
溶解するがネガタイプ感光性樹脂はアセトンに溶
解しないため第2の感光性樹脂膜17でリフトオ
フ法を実施する際第1の感光性樹脂膜15の保護
性を良くするためである。その時第1の感光性樹
脂膜15はSiO2膜16とAu−Ge18で保護され
ているのでさらに保護を強めるためである。また
第2の感光性樹脂膜17は比較的厚く例えば2μ
程度にしておけば該感光性樹脂膜17によるリフ
トオフ法の実施を容易にすることが出来る。
以上説明した本発明によればソースおよびドレ
インとゲートとの距離は1回の露出現像によつて
すなわち第1の感光性樹脂膜15のみによつて決
定されるためそのばらつきは無く再現性良く形成
されるもので前記説明した欠点は解消出来るもの
でありさらにゲートとなる領域はシヨツトキー障
壁金属被着直前まで最初に被着形成したSi3N4膜
14によつて保護されるため良好な半導体−金属
界面が得られるため信頼性、耐圧向上も可能であ
り、さらに前記説明した従来のセルフアライメン
トによる方法ではソースおよびドレインとゲート
との間はn形GaAs能動層6が最終的に露出して
おり表面リークによる耐圧低下や劣化の原因とな
つていたのに対し本発明ではソースおよびドレイ
ンとゲートとの間は工程最初に形成された第1の
絶縁膜としてのSi3N4膜14によつて覆われてい
るため表面リークによる耐圧低下や劣化も防止す
ることが可能である。この様に本発明での効果は
大なるものがある。
インとゲートとの距離は1回の露出現像によつて
すなわち第1の感光性樹脂膜15のみによつて決
定されるためそのばらつきは無く再現性良く形成
されるもので前記説明した欠点は解消出来るもの
でありさらにゲートとなる領域はシヨツトキー障
壁金属被着直前まで最初に被着形成したSi3N4膜
14によつて保護されるため良好な半導体−金属
界面が得られるため信頼性、耐圧向上も可能であ
り、さらに前記説明した従来のセルフアライメン
トによる方法ではソースおよびドレインとゲート
との間はn形GaAs能動層6が最終的に露出して
おり表面リークによる耐圧低下や劣化の原因とな
つていたのに対し本発明ではソースおよびドレイ
ンとゲートとの間は工程最初に形成された第1の
絶縁膜としてのSi3N4膜14によつて覆われてい
るため表面リークによる耐圧低下や劣化も防止す
ることが可能である。この様に本発明での効果は
大なるものがある。
なお本発明において第1の感光性樹脂の残存さ
せる領域はソースおよびドレインとゲートとなる
領域との間のみならずソース、ドレイン、ゲート
となるそれぞれの領域以外に残存することはもち
ろんかまわない。第1の絶縁膜と第2の絶縁膜と
異る絶縁膜を使用するのはエツチング液が異るた
め選択エツチが容易であるからであるが同種の絶
縁膜でもかまわない。また第1の感光性樹脂と第
2の感光性樹脂についても同じ感光性樹脂を用い
ることはもちろんかまわない。
せる領域はソースおよびドレインとゲートとなる
領域との間のみならずソース、ドレイン、ゲート
となるそれぞれの領域以外に残存することはもち
ろんかまわない。第1の絶縁膜と第2の絶縁膜と
異る絶縁膜を使用するのはエツチング液が異るた
め選択エツチが容易であるからであるが同種の絶
縁膜でもかまわない。また第1の感光性樹脂と第
2の感光性樹脂についても同じ感光性樹脂を用い
ることはもちろんかまわない。
第1図イ,ロはシヨツトキーゲート型電界効果
トランジスタの原理的な製造方法を説明するため
の図、第2図イ〜ホは従来の製造方法を説明する
ための図、第3図イ〜トは本発明を説明するため
の図である。 12……GaAs基板、13……n形能動層、1
4……Si3N4膜、15……第1の感光性樹脂、1
6……SiO2膜、17……第2の感光性樹脂、1
8……オーミツクコンタクトを形成する金属、1
9……シヨツトキー障壁を形成する金属。
トランジスタの原理的な製造方法を説明するため
の図、第2図イ〜ホは従来の製造方法を説明する
ための図、第3図イ〜トは本発明を説明するため
の図である。 12……GaAs基板、13……n形能動層、1
4……Si3N4膜、15……第1の感光性樹脂、1
6……SiO2膜、17……第2の感光性樹脂、1
8……オーミツクコンタクトを形成する金属、1
9……シヨツトキー障壁を形成する金属。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体基板表面上に第1の絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上の少なくともソースおよびドレイン
とゲートとなるそれぞれの領域の間に第1の感光
性樹脂を選択的に被着させる工程と、前記工程を
終了した半導体基板表面上に第2の絶縁膜を被着
する工程と、該絶縁膜上の少なくともゲートとな
る領域を含んで第2の感光性樹脂を選択的に被着
する工程と、前記第1、第2の感光性樹脂をマス
クとして第1、第2の絶縁物を選択的に除去し、
ソース、ドレインとなる領域の前記半導体基板を
露出させる工程と、該半導体基板表面にオーミツ
クコンタクトを形成する金属を被着する工程と、
第2の感光性樹脂とその表面上の前記金属を同時
に除去し、第2の絶縁膜を除去しさらに第1の感
光性樹脂をマスクとして少なくともゲートとなる
領域の前記第1の絶縁膜を選択除去する工程と、
前記半導体基板の少なくともゲートとなる領域に
該半導体基板とシヨツトキー障壁を形成する金属
を被着する工程と、第1の感光性樹脂膜とその表
面上の該金属を同時に除去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 第1の絶縁膜がSi3N4で第2の絶縁膜がSiO2
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の電界効果トランジスタの製造方法。 3 第1の感光性樹脂がネガタイプであり、第2
の感光性樹脂がポジタイプであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の電界効果トラン
ジスタの製造方法。 4 第1の絶縁膜と第2の絶縁膜が同じであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電
界効果トランジスタの製造方法。 5 第1の感光性樹脂と第2の感光性樹脂とが同
じであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載の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 |
---|---|---|---|
JP1917779A JPS55111177A (en) | 1979-02-20 | 1979-02-20 | Method of manufacturing field-effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1917779A JPS55111177A (en) | 1979-02-20 | 1979-02-20 | Method of manufacturing field-effect transistor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55111177A JPS55111177A (en) | 1980-08-27 |
JPS621271B2 true JPS621271B2 (ja) | 1987-01-12 |
Family
ID=11992059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1917779A Granted JPS55111177A (en) | 1979-02-20 | 1979-02-20 | Method of manufacturing field-effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS55111177A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09106387A (ja) * | 1995-10-09 | 1997-04-22 | Hozumi Nishie | 入力数値の指示具付電子式卓上計算機 |
-
1979
- 1979-02-20 JP JP1917779A patent/JPS55111177A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09106387A (ja) * | 1995-10-09 | 1997-04-22 | Hozumi Nishie | 入力数値の指示具付電子式卓上計算機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55111177A (en) | 1980-08-27 |
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