JPS6217391B2 - - Google Patents

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JPS6217391B2
JPS6217391B2 JP54042837A JP4283779A JPS6217391B2 JP S6217391 B2 JPS6217391 B2 JP S6217391B2 JP 54042837 A JP54042837 A JP 54042837A JP 4283779 A JP4283779 A JP 4283779A JP S6217391 B2 JPS6217391 B2 JP S6217391B2
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JP
Japan
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layer
insulating layer
semiconductor layer
region
forming
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JP54042837A
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English (en)
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JPS55134979A (en
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Kazuyoshi Asai
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明、所定の導電型を有する半導体層上に、
ソース電極層及びドレイン電極層がオーミツクに
付され且つゲート電極層としての導電性金属がシ
ヨツトキ接合を形成すべく付されている構成、ま
たは所定の導電型を有する半導体層上に、ソース
電極層及びドレイン電極層がオーミツクに付され
且つ半導体層とは逆の導電型を有する他の半導体
層がPN接合を形成すべく形成されている構成を
有する電界効果トランジスタの製法に関する。
所定の導電型を有する半導体層上に、ソース電
極層及びドレイン電極層がオーミツクに付され、
且つゲート電極層としての導電性金属がシヨツト
キ接合を形成すべく付されている構成を有する電
界効果トランジスタの製法として、従来、第1図
を伴つて次に述べる方法が提案されている。
すなわち、予め得られた第1図Aに示すような
半絶縁性基板1上に、例えばエピタキシヤル成長
法によつて、第1図Bに示すように、例えばN型
の半導体層2を形成する。
次に、この半導体層2上に、第1図Cに示すよ
うに、導電性金属層3及び4をオーミツクに付
す。
次に、それら金属層3及び4上及び半導体層2
の金属層3及び4下以外の領域上に、連続延長し
て、第1図Dに示すように、例えばフオトレジス
トでなる絶縁層5を形成する。
次に、その絶縁層5の金属層3及び4間の領域
に、第1図Eに示すように、窓6を穿設する。
次に、半導体層2の窓6に臨む領域上及び絶縁
層5上に、第1図Fに示すように、導電性金属層
8及び9を、金属層8と半導体層2との間でシヨ
ツトキ接合10が形成されるべく、同時に付す。
次に、第1図Gに示すように、いわゆるリフト
オフ法によつて、絶縁層6を溶去することによつ
て、これと共に、金属層9を除去する。
以上のようにして、金属層3,4及び8をそれ
ぞれソース電極層、ドレイン電極層及びゲート電
極層としている目的とする電界効果トランジスタ
を製造する。
以上が従来、提案されている電界効果トランジ
スタの製法である。
このような電界効果トランジスタの製法は、い
わゆるリフトオフ法によつて絶縁層5と共に金属
層9を除去するという工程を採つて、その工程の
前の工程で得られている金属層8及び9中、ゲー
ト電極層となる金属層8のみを残して、目的とす
る電界効果トランジスタを得るという製法である
ので、得られる電界効果トランジスタが、ゲート
電極層の厚さをして、絶縁層5の厚さによつて制
限されているものとして得られる。
また、絶縁層5の厚さを厚くすれば、上述した
絶縁層5と共に金属層9を除去する工程に、困難
を伴う。
さらに、ゲート電極層になる金属層8と、ソー
ス電極層になる金属層3及びドレイン電極層とな
る金属層4との相対位置が、絶縁層5に穿設する
窓6の位置によつて決められるので、絶縁層5に
窓6を穿設する工程において、その窓6を、金属
層3及び4の位置に対する予定の位置に、高精度
に、位置決めして穿設しなければならない、とい
う繁雑な工程を必要とする。
よつて、第1図で上述した従来の電界効果トラ
ンジスタの製法の場合、金属層8の厚さの厚い、
従つて低い抵抗値を有するゲート電極層が、ソー
ス電極層及びドレイン電極層に対する予定の位置
に、高精度で得られている、という優れた電界効
果トランジスタを、容易に製造することができな
い、という欠点を有している。
また、従来、第2図を伴つて次に述べる電界効
果トランジスタの製法も提案されている。
すなわち、予め得られた、第2図Aに示すよう
な、第1図Aで上述したと同様の半絶縁性基板2
1上に、第2図Bに示すように、第1図Bで上述
したと同様の半導体層22を形成する。
次に、この半導体層22上に、第2図Cに示す
ように、導電性金属層23及び24を、それらの
順に金属層23と半導体層22との間でシヨツト
キ接合25が形成るすように付す。
次に、第2図Dに示すように、金属層24上
に、マスク層26を付す。
次に、このマスク層26をマスクとした金属層
24に対するエツチング処理を行つて、第2図E
に示すように、金属層24から、そのマスク層2
6下の領域によるマスク層26よりも小さな面積
の金属層27を形成する。
次に、この半導体層27をマスクとした金属層
23に対するエツチング処理を行つて、第2図F
に示すように、金属層23から、その金属層27
下の領域による金属層27よりも小さな面積の金
属層28を形成すると共に、半導体層22の金属
層28を挟んでいる領域29及び30を露呈せし
める。
次に、第2図Gに示すように、半導体層22の
領域29及び30におけるマスク層26下以外の
領域上、及びマスク層26上に、それぞれ導電性
金属層31及び32、及び33を、導電性金属層
31及び32のそれぞれが半導体層22にオーミ
ツクに付されるように付す。
次に、第2図Hに示すように、マスク層26を
溶去することによつて、そのマスク層26と共
に、金属層33を除去する。
以上のようにして、金属層31及び32をそれ
ぞれソース電極層及びドレイン電極層、金属層2
7及び28をゲート電極層としている目的とする
電界効果トランジスタを製造する。
以上が、従来の電界効果トランジスタの製法の
他の例である。
このような従来の電界効果トランジスタの製法
の場合、半導体層22上に金属層23及び24を
形成する工程において、その金属層23及び24
の厚さを厚くするのに、第1図の場合のような制
限を有しないので、ゲート電極層となる金属層2
7及び28の厚さを十分厚くし得るが、その金属
層28が、金属層27をマスクとした金属層28
のエツチング処理によつて、金属層27下に得ら
れるので、その金属層28を、観察しながら得る
のに困難を伴う。このため、ゲート電極層が所期
の大きさを有し、従つて、ゲート長が所期の長さ
を有するという電界効果トランジスタを、容易に
得ることができない、という欠点を有していた。
よつて、本発明は、第1図及び第2図で上述し
た欠点を伴うことのない、新規な電界効果トラン
ジスタの製法を提案せんとするもので、以下詳述
するところから明らかとなるであろう。
第3図は、本発明による電界効果トランジスタ
の製法の一例を示し、以下述べる順次の工程をと
つて、目的とする電界効果トランジスタを製造す
る。
すなわち、予め得られた第3図Aに示すような
例えば砒化ガリウムでなる半絶縁性基板41上
に、例えばエピタキシヤル成長法によつて、第3
図Bに示すように、例えば5×1016atomcm-3の電
子濃度を有するN型の半導体層42を形成する。
次に、この半導体層42に、第3図Cに示すよ
うに、CVD法、スパツタ法などによつて、
SiO2、Si3N4などでなる絶縁層43を、例えば0.3
〜1μmの厚さに形成する。
次に、この絶縁層43に、第3図Dに示すよう
に、例えばホトレジスト材でなり、且つ例えば
0.5μmの幅を有するマスク層45を、例えば0.3
〜0.5μm厚さに形成する。
次に、半導体層42のマスク層45の窓44下
の領域でなる局部的領域46を外部に露呈させる
ために、マスク層45をマスクとした、絶縁層4
3に対する例えばフレオン系ガスプラズマによる
エツチング処理を行い、第3図Eに示すように、
絶縁層43に、マスク層45の窓44に連通して
いる窓47を穿設する。
次に、第3図Fに示すように、マスク層45
を、絶縁層43上から除去し、よつて、絶縁層4
3から、窓47を通じて半導体層42の領域46
を外部に露呈させている絶縁層48を形成する。
次に、半導体層42の領域46の表面を清浄化
させる処理を行つて後、例えば1×10-7Torrの
高真空中での例えばチタン、金などの導電性金属
の蒸着処理を行つて、第3図Gに示すように、絶
縁層48及び半導体層42の領域46上に連続延
長している導電性金属層49を、それと半導体層
42の領域46との間でシヨツトキ接合50が形
成されるべく、形成する。なお、図においては、
金属層49が、例えば0.1μm厚の金属層51
と、その半導体層51上に形成されている例えば
0.8μm厚の金属層52とで形成されている場合
が示されている。
次に、第3図Hに示すように、金属層49上
に、絶縁層48の窓47をこれと連接することな
しに挟んでいる領域53及び54以外の領域上を
覆つて延長している、例えばフオトレジスト材で
なるマスク層55を、例えば1μm厚に形成す
る。
次で、絶縁層48の窓47をこれと連接するこ
となしに挟んでいる、上述した領域53及び54
下の領域56及び57を露呈せしめるべく、マス
ク層55をマスクとした、金属層49に対する例
えば加速電圧500V、電流密度500mA/cm3のアル
ゴンイオンによるエツチング処理を行つて、第3
図Iに示すように、金属層49から、絶縁層48
の領域46及び47を外部に露呈させている金属
層58を形成する。
次に、半導体層42の、絶縁層48の領域56
及び57下の領域59及び60を露呈せしめるべ
く、マスク層55をマスクとした、絶縁層48に
対する例えばフレオン系ガスプラズマによるエツ
チング処理を行つて、第3図Jに示すように、絶
縁層48から、半導体層43の領域59及び60
を外部に露呈させている絶縁層61を形成する。
次に、第3図Kに示すように、マスク層55
を、金属層58上から除去して後、金属層58を
マスクとする、例えば金、ゲルマニウム合金によ
る蒸着処理を行い、次で、例えば水素ガス雰囲気
による例えば50℃の熱処理を、例えば30秒間行つ
て、第3図Lに示すように、半導体層42の領域
59及び60、及び金属層58上に、電極63及
び64、及び65を、電極63及び64が半導体
層42とオーミツクに接触すべく、絶縁層61に
比し薄く形成する。
以上のようにして、目的とする電界効果トラン
ジスタを製造する。
以上が、本発明による電界効果トランジスタの
製法の一例である。
このような本発明による電界効果トランジスタ
の製法によつて得られる第3図Lに示す電界効果
トランジスタの構成は、電極63及び64をそれ
ぞれソース電極層及びドレイン電極層、金属層5
8をゲート電極層としている電界効果トランジス
タを構成していることは明らかであるが、上述し
た本発明による電界効果トランジスタの製法によ
れば、上述したところから明らかなように、金属
層49を得る工程において、その金属層49の厚
さを必要なだけ厚くすることによつて、ゲート電
極層となる金属層58の厚さを必要なだけ厚くす
ることができ、そして、このように金属層49を
形成して後、それから、金属層58を形成するに
つき、そこになんら困難を伴うことがない。ま
た、金属層58を利用して、ソース電極及びドレ
イン電極となる金属層63及び64を、直ちに形
成することができる。さらに、金属層48の大き
さが、絶縁層42に窓47を形成する工程におけ
るその窓47の大きさにより決められ、一方、そ
の窓47は、絶縁層42に、高精度に、所定の大
きさに、容易に形成することができる。
従つて、上述した本発明による電界効果トラン
ジスタの製法によれば、第1図及び第2図で上述
した従来の電界効果トランジスタの製法の欠点を
伴うことなしに、低い抵抗値を有し且つ所定の大
きさを有するゲート電極層が、ソース電極層及び
ドレイン電極層に対する予定の位置に、高精度で
形成されている、という優れた電界効果トランジ
スタを、容易に製造することができるという大な
る特徴を有する。
また、上述した本発明による電界効果トランジ
スタの製法によれば、絶縁層43から窓47を有
する絶縁層48を形成する場合と、金属層49か
ら金属層58を形成する場合との2回だけしかフ
オトレジスト技術を用いる必要なしに、電界効果
トランジスタを製造することができ、また、金属
層58を絶縁層48の窓48の窓47のみを考慮
して形成すればよいので、その金属層58を、窓
47に対して十分な余裕度を以て形成することが
でき、さらに、金属層58を用いて電極63及び
64を自己整合的に形成することができるので、
電界効果トランジスタを、十分低いソース電極抵
抗、ドレイン電極層抵抗及びゲート電極抵抗を有
するものとして、容易に製造することができる。
なお、上述においては、シヨツトキ接合を形成
している電界効果トランジスタを製造する場合の
本発明の一例を述べたが、詳細説明は省略する
が、第3図A〜Fで上述した工程を経て、半導体
層42上に、窓47が穿設されている絶縁層48
を形成して後、第3図との対応部分に同一符号が
付されている、第3図G,H,I,J,K及びL
に対応している第4図A,B,C,D,E及びF
に示すように、第3図で上述した金属層49及び
58を、例えば砒化ガリウムでなるP型の半導体
層49′及び58′に読み代えた工程を採つて、第
4図Fに示す目的とする電界効果トランジスタを
製造することもできる。なお、このようにして、
目的とする電界効果トランジスタを製造する場合
も、第3図で上述したと同様の優れた特徴を有す
ることは明らかであろう。
その他、本発明の精神を脱することなしに、
種々の変型、変更をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、それぞれ従来の電界効果
トランジスタの製法を示す順次の工程における略
線的断面図である。第3図は、本発明による電界
効果トランジスタの製法の一例を示す順次の工程
における略線的断面図である。第4図は、本発明
による電界効果トランジスタの製法の他の例を示
す順次の工程における略線的断面図である。 41…半絶縁性基板、42…半導体層、49,
51,52,58…金属層、43,48…絶縁
層、50…シヨツトキ接合。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所定の導電型を有する第1の半導体層上に、
    第1の絶縁層を形成する工程と、 上記第1の絶縁層に窓を穿設して、第1の絶縁
    層から、上記第1の半導体層の上記窓に臨む領域
    を第1の領域として外部に露呈させている第2の
    絶縁層を形成する工程と、 該第2の絶縁層上及び上記第1の半導体層の第
    1の領域上に連続延長し且つ上記第1の領域との
    間でシヨツトキ接合を形成している第1の導電性
    金属層または上記第1の半導体層とは逆の導電型
    を有する第2の半導体層を形成する工程と、 上記第1の導電性金属層または上記第2の半導
    体層の、上記第2の絶縁層の上記窓をこれと連続
    することなしに挟んでいる所定の第2及び第3の
    領域上の領域を除去して、上記第1の導電性金属
    層または上記第2の半導体層から、上記第2の絶
    縁層の上記第2及び第3の領域を外部に露呈させ
    ている第2の導電性金属層または第3の半導体層
    を形成する工程と、 上記第2の絶縁層の上記第2及び第3の領域を
    除去して、上記第2の絶縁層から、上記第1の半
    導体層の、上記第2の絶縁層の上記第2及び第3
    の領域下の領域を第4及び第5の領域として露呈
    させている第3の絶縁層を形成する工程と、 上記第2の導電性金属層または第3の半導体層
    をマスクとする蒸着処理によつて、上記第1の半
    導体層の第4の領域、第5の領域及び上記第2の
    導電性金属層または第3の半導体層上に、それぞ
    れ第1、第2、及び第3の電極層を、それぞれソ
    ース電極層、ドレイン電極層及びゲート電極層と
    して形成する工程とを有することを特徴とする電
    界効果トランジスタの製法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50152677A (ja) * 1974-05-28 1975-12-08

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