JPS62202561A - 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

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JPS62202561A
JPS62202561A JP2270786A JP2270786A JPS62202561A JP S62202561 A JPS62202561 A JP S62202561A JP 2270786 A JP2270786 A JP 2270786A JP 2270786 A JP2270786 A JP 2270786A JP S62202561 A JPS62202561 A JP S62202561A
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Minoru Noda
実 野田
Teruyuki Shimura
輝之 紫村
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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〕 この発明は電界効果トランジスタに関し、特に耐熱性ゲ
ート材料を用いたセルファラインゲートMESFETに
おける、ゲートとソース・ドレイン間の高耐圧化、ゲー
ト・ソース間容量の低減化。
及び短ゲート長時に生じるしきい値電圧の短チヤネル効
果の抑止に関するものである。
〔従来の技術〕
第2図(al〜(f)、第3図(al 〜Fdl及び第
4図(a) 〜(elはそれぞれ耐熱性ゲート材料を用
いた従来の各種のセルファラインゲートMESFETの
作成プロセス・フローを示す。第2図において、lは半
絶縁性半導体基板、2はフォトレジスト、3はn型の動
作層、4は耐熱性ゲート電極、5はn中層(ソース・ド
レイン)、6はオーミック電極である。
次に第2図(a)〜(f)を用いて製造方法を説明する
n型半絶縁性半導体基板1の主面にn型動作層3を形成
しく第2図(a))、その後耐熱性高融点材料4を全面
に塗布しく第2図中))、該高融点材料をフォトレジス
ト2を用いで選択的にエツチングし、ゲート電極4を形
成する(第2図(C))。次にゲート電極両側の基板に
1)4不純物を注入しく第2図(d)) 、さらに熱処
理を行ってn”ソース・ドレイン領域を形成する(第2
図(e))。その後前記n◆注入領域5上にソース・ド
レイン電極を形成する(第2図(「))。上述のよ・う
なプロセスは最初に考えられたもので、単純ではあるが
、このプロセスではゲート電極4とn+十層は分離され
ておらず前述のゲートとソース・ドレイン間の高耐圧化
ゲート容量増大、短チヤネル効果抑止の点で不利である
また第3図に示すものは第2図に示すゲート電極を異な
る材料の2層から構成するようにしたプロセスを示し、
このプロセスでは、ゲート加工時にサイドエツチング速
度が上側の第2層4bより下側の第1 層4 aの方が
大きくなるようなエツチング条件で加工を行い、Tネゲ
ートを形成する。
このゲート形状では、n+注入に際し最下層ゲート(第
1層)4aとn中層との自己分離がはかれるため、前記
の3点(高耐圧化、容量低減、短チヤネル効果抑止)に
おいて有利である。
また、第4図に示すプロセスは、ゲート電極形成後その
上に絶縁膜7を形成し、その後のエツチング条件を最適
化することによりゲート両端にのみ前記絶縁膜7を残し
、この状態でn十注入を行いゲートと、n中層の自己分
離をはかるようにしたものである。このプロセスでも前
記3点の改善に有効なものが得られる。
このように耐熱性ゲートを用いたセルファラインME 
S F ETプロセスでは、n中層をゲート電極をマス
クとして自己整合的に形成するために、n中層とゲート
電極とをきわめて近接して形成することができる。その
ため、第5図に示す従来のりフトオフ・プロセスによる
MESFETに比し、0層3の表面露出部分が少ないの
で表面空乏層の影響を受けず、ソース抵抗が小さくなる
。但し、n◆層とゲート電極が近接することにより、ゲ
ート容量が前記従来のリフトオフ・プロセスによるME
SFETのゲート電極4cに比べ大きくなり、また短チ
ヤネル効果も増大するので、前記T字型ゲート構造やゲ
ート側壁に絶縁膜を形成した構造で適度にn+層とゲー
ト電極と分離してソース抵抗が小さいままゲート容量の
増大、あるいは短チヤネル効果の増大を抑えている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の耐熱性ゲートを用いたセルファラインゲートME
SFET作製プロセスでは、前述のゲートとn+層の分
Cllはn÷領領域ゲートがら空間的に離すという観点
にのみ基づいており、前記作製プiコセス中のアニール
に伴うn中層の拡散等のために、再現性がありかつ十分
な前記ゲートとn中層の分離が得られないという問題点
があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、前記のゲート電極とn”J’5の分離をより
確実に行うとともに、これによりゲート容量を低減し、
低ソース抵抗を維持できる電界効果トランジスタおよび
その製造方法を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る電界効果トランジスタおよびその製造方
法は、ゲート電極両側の半絶縁性半導体基板にp型イオ
ン注入領域を形成した後全面に絶縁膜を形成し、その後
この絶縁膜の上からn+イオンを前記基板に注入し熱処
理を行うようにしたものである。
〔作用〕
この発明においては、ゲートとn+層の間の9層が、n
十層アニール工程におけるn+層のゲート端部への拡散
等、他の何らかの原因によるn中層のゲート端への移動
を抑え、n+層とゲートとが直接接触することを回避す
る。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図(a)〜(d)は本発明の一実施例による電界効果ト
ランジスタおよびその製造方法(ゲーI・とn中層の間
にpliを形成することを特徴とする耐熱性ゲー!・・
セルファラインMESFETの作製プロセス)を示し、
図において、1〜5は第2図に示すものと同一のもので
、7は絶縁膜、8はp層である。
次に製造方法について説明する。
半絶縁性半導体基板1上にゲート電極を加工する(第1
.第2の工程)ところまでは、第2図(a)〜(C)に
示した従来プロセスと同様である。その後、第1図(a
)に示すように前記ゲート電極4をマスクとしてp型の
不純物を注入し、ゲート端近傍にp層8を形成する(第
3の工程)。そして第1図fb)に示すように基板1表
面に絶縁体薄膜7を形成しく第4の工程)、第1図(C
)に示すようにその上から04″注入を行い(第5の工
程)、その後熱処理を行なってn十領域5を形成する(
第6の工程)。
この時、n中層5は絶縁体薄膜7の厚み分だけゲート端
から離れて形成され、なおかつゲートとn+  一層5
の間にはp層がはさまれた構造となっている。
その後第1図(d)に示すように前記n十注入領域5上
にある絶縁性薄膜7を除去しく第7の工程)、最後に、
第2図(f)に示すように前記n十注入領域5上にオー
ミック電極6を形成する(第8の工程)。
次に作用効果について説明する。
第3図、第4図に示したゲート電極6とn中層5との分
離をはかるための従来の耐熱性ゲート・セルファライン
MESFET作製プロセスにおいては、空間的にゲート
電極6とn中層5とを分離することのみが主眼であり、
分離した後のn中層のゲート端への拡散等によるゲート
とn中層の再接触については考慮されてなかった。しか
し本実施例においては、デー1−i極6とn”屓5間に
p層8が形成されており、前記n中層5のゲート端への
拡散等が生じても前記p層8でn中層5のキャリア(電
子)は再結合されて、ゲート端までの拡散は生じにくく
なる。しかも、この現象のために第3図、第4図に示し
た従来プロセスに比し、ゲートとn4″層5間の分離距
離をより小さくすることができ、従って前述の0層3の
表面露出部分に形成される表面空乏層によるソース抵抗
の増加分も押えることができる。
なお、上記実施例ではp層、n中層の形成方法としてイ
オン注入を用いたものを示したが、これは他の形成方法
例えばMOCVD、VPE等の結晶戊辰法でもよい。
また、上記実施例では、半絶縁性半導体基板上で、nJ
ピ、n中層、ゲートとn中層間のp層による分離という
組み合せを用いたが、これは逆のp層、p中層、ゲート
とp中層間の0層による分離と組み合せてもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明にかかる電界効果トランジスタ
およびその製造方法によれば、ゲートとn+層の間にp
層を形成するようにしたので、n+層の拡散等によるゲ
ートとn◆屡の再接触を効果的に抑えることができ、こ
れによりゲートの高耐圧化、ゲート・ソース間容量の低
減化を図ることができるとともに、しきい値電圧の短チ
ヤネル効果を抑止し、低ソース抵抗を維持でCる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による耐熱性セルファライ
ンゲートMESFETの作製プロセスを示す図、第2図
は従来の耐熱性セルファラインゲートMESFETの作
製プロセスを示す図、第3図、第4図はそれぞれ従来の
他のプロセスを示す図、第5図は従来のリフ1−オフプ
ロセスによるMESFETの断面図である。 図において、1は半絶縁性半導体基板、2はフォトレジ
スト、3はn型の動作層、4は耐熱性ゲート電極、5は
n4一層(ソース・ドレイン)、6はオーミック塩(垢
、7は絶縁性薄膜、8はp注入領域である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 手続補正書(自発) 昭和62年 e月a3日 2、発明の名称 電界効果トランジスタおよびその製造方法3、補正をす
る者 5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄1発明の詳細な説明の欄1
図面の簡単な説明の欄、及び図面(第1図) 6、補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 (2)明細書第3頁第9行の「塗布」を「成膜」に訂正
する。 (3)同第4頁第7行の「T字」を「T字型」に訂正す
る。 (4)同第7頁第19行〜第20行の「その上から」を
「フォトレジスト2aを形成した後、」に訂正する。 (5)同第10頁第15行の「2は」を「2.2aは」
に訂正する。 (6)第1図を別紙の通り訂正する。 以   上 特許請求の範囲 +1)  iii界効果トランジスタにおいて、n型半
絶縁性半導体基板の主面に形成されたn型能動層と、 前記基板主面上に形成された耐熱性高融点材料からなる
ゲート電極と、 該ゲート電極とn°ソース・ドレイン領域との間に形成
されたpiiイオン注入領域とを備えたことを特徴とす
る電界効果トランジスタ。 (2)  電界効果トランジスタの製造方法において、
n型半絶縁性半導体基板の主面にn型能動層を形成する
第1の工程と、 耐熱性高融点材料からなるゲート電極を前記半導体基板
主面上に形成する第2の工程と、前記ゲート電極をマス
クとしてp型選択イオン注入を行う第3の工程と、 前記半導体基板主面に絶縁性薄膜を形成する第4の工程
と、 前記絶縁性薄膜の上からこれを貫通してn゛選択イオン
注入を行う第5の工程と、 しかるのち熱処理を行う第6の工程と、前記n゛注入領
域上の前記絶縁性薄膜を除去する第7の工程と、 前記n゛注大領域にオーミック電極を形成する第8の工
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。 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電界効果トランジスタにおいて、 n型半絶縁性半導体基板の主面に形成されたn型能動層
    と、 前記基板主面上に形成された耐熱性高融点材料からなる
    ゲート電極と、 該ゲート電極とn^+ソース・ドレイン領域との間に形
    成されたp^+イオン注入領域とを備えたことを特徴と
    する電界効果トランジスタ。
  2. (2)電界効果トランジスタの製造方法において、n型
    半絶縁性半導体基板の主面にn型能動層を形成する第1
    の工程と、 耐熱性高融点材料からなるゲート電極を前記半導体基板
    主面上に形成する第2の工程と、前記ゲート電極をマス
    クとしてp型選択イオン注入を行う第3の工程と、 前記半導体基板主面に絶縁性薄膜を形成する第4の工程
    と、 前記絶縁性薄膜の上からこれを貫通してn^+選択イオ
    ン注入を行う第5の工程と、 しかるのち熱処理を行う第6の工程と、 前記n^+注入領域上の前記絶縁性薄膜を除去する第7
    の工程と、 前記n^+注入領域にオーミック電極を形成する第8の
    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。
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JP2009085253A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Hitachi Metals Techno Ltd チェン
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