JPS63138780A - Manufacture of field effect transistor - Google Patents

Manufacture of field effect transistor

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JPS63138780A
JPS63138780A JP28614986A JP28614986A JPS63138780A JP S63138780 A JPS63138780 A JP S63138780A JP 28614986 A JP28614986 A JP 28614986A JP 28614986 A JP28614986 A JP 28614986A JP S63138780 A JPS63138780 A JP S63138780A
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insulating film
substrate
effect transistor
field effect
manufacturing
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Shinichi Shikada
真一 鹿田
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Abstract

PURPOSE:To enable a pattern of insulating film with excellent insulating characteristics to be formed doing no damage to a crystalline substrate by a method wherein an insulating film directly covering a substrate is formed using ECR plasma CVD process. CONSTITUTION:First insulating films 46A, 46B formed on the surface of substrate 40 whereon a resist pattern 44 is formed by ECR plasma CVD process to form the second insulating film 48 on the first insulating films 46A, 46B. Next, the second insulating film 48 on the substrate and the flat surface of resist pattern is removed to leave the second insulating film 60 only on the sidewall or resist pattern 44. In such a state, ion is implanted to form a source region 52 and a drain region 54. Furthermore, the resist pattern 44 and the first insulating film 46A thereon are removed to form the first insulating film 46B with an opening 56 by ECR plasma CVD process further forming a gate electrode 58 on the substrate 40 in the opening 56. Through these procedures, an insulating pattern can be formed doing no damage to the substrate 40 as the primary layer of an insulating film to be removed.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電界効果トランジスタのゲート電極の製造方
法に関し、さらに詳細には、電界効果トランジスタの製
造プロセスにおいて使用されるゲート電極形成用絶縁膜
パターンの形成方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a gate electrode of a field effect transistor, and more particularly, to a method for manufacturing an insulating film pattern for forming a gate electrode used in a manufacturing process of a field effect transistor. Regarding the forming method.

従来の技術 第2図は、従来のショットキゲート電界効果トランジス
タの典型的な製造プロセスの一部を図解する工程図であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 2 is a process diagram illustrating part of a typical manufacturing process for a conventional Schottky gate field effect transistor.

第2図(a)に示すように、半導体基板10の上に81
3N、のような保護絶縁膜12を形成し、更に、レジス
ト14と8102のような絶縁膜16とレジスト18と
からなる三層レジストを形成する。次いで、最上層のレ
ジスト18をパターニングして、第2図(b)に示すよ
うに、そのレジストパターン18Aをマスクとして絶縁
膜16をエツチングして、絶縁膜パターン16Aを形成
する。その後、0□アツシングなどによりレジスト18
を除去するト共に絶縁膜パターン16Aをマスクとして
レジスト14をエツチングして、レジストパターン14
Aを形成する。そして、絶縁膜パターン16Aとレジス
トパターン14Aとをマスクとして、第2図(C)に矢
印20で示すイオン注入をしてソース領域2OA及びド
レイン領域20Bを形成する。
As shown in FIG. 2(a), 81 is placed on the semiconductor substrate 10.
A protective insulating film 12 such as 3N is formed, and a three-layer resist consisting of a resist 14, an insulating film 16 such as 8102, and a resist 18 is further formed. Next, the uppermost resist 18 is patterned, and the insulating film 16 is etched using the resist pattern 18A as a mask to form an insulating film pattern 16A, as shown in FIG. 2(b). After that, resist 18 is applied by 0□ashing etc.
At the same time as removing the resist pattern 14, the resist pattern 14 is etched using the insulating film pattern 16A as a mask.
Form A. Then, using the insulating film pattern 16A and the resist pattern 14A as masks, ions are implanted as shown by arrows 20 in FIG. 2(C) to form a source region 2OA and a drain region 20B.

その後、第2図(d)に示すように、スパッタリング法
などにより5in2膜24を全面に形成し、次いで、レ
ジストパターン14Aをエツチング除去してのリフトオ
フにより、第2図(e)に示すように、5in2膜の反
転パターン24Aを形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 2(d), a 5in2 film 24 is formed on the entire surface by sputtering or the like, and then the resist pattern 14A is removed by etching and lift-off is performed, as shown in FIG. 2(e). , an inverted pattern 24A of 5in2 film is formed.

更に、第2図(f)に示すように、ソース領域2OA及
びドレイン領域20Bの上にオーミック電極26A及び
26Bを形成した後、再び三層レジスト28を全面に形
成する。
Further, as shown in FIG. 2(f), after forming ohmic electrodes 26A and 26B on the source region 2OA and drain region 20B, a three-layer resist 28 is again formed on the entire surface.

次いで、三層レジスト28の最上層のレジストを、ゲー
ト電極に相当する開口を有するようにパターニングし、
その結果形成された最上層のレジストのパターンをマス
クとして、三層レジスト28の中間層の絶縁膜をエツチ
ングし、更に、その絶縁膜パターンをマスクとして三層
レジスト28の最下層のレジストを選択除去して、第2
図(g)に示すように、三層レジスト28のパターンを
形成する。
Next, the uppermost resist layer of the three-layer resist 28 is patterned to have an opening corresponding to the gate electrode.
Using the resulting uppermost layer resist pattern as a mask, the intermediate layer insulating film of the three-layer resist 28 is etched, and the lowermost resist layer of the three-layer resist 28 is selectively removed using the insulating film pattern as a mask. Then, the second
As shown in Figure (g), a pattern of three-layer resist 28 is formed.

そして、その三層レジスト28のパターンをマスクとし
て、例えば反応性イオンエツチングにより、絶縁膜12
の一部を除去して、第2図(社)に示すように、開口部
30を有する絶縁膜12を得る。更に、三層レジスト2
8のパターンをマスクとして、ゲート電極材料を堆積し
、その後、三層レジスト28のパターンを除去するりフ
トオフにより、第2図(1)に示すようなゲート電極3
2を形成していた。
Then, using the pattern of the three-layer resist 28 as a mask, the insulating film 12 is etched, for example, by reactive ion etching.
By removing a portion of the insulating film 12, as shown in FIG. 2, an insulating film 12 having an opening 30 is obtained. Furthermore, three-layer resist 2
Using the pattern 8 as a mask, a gate electrode material is deposited, and then the pattern of the three-layer resist 28 is removed or removed to form the gate electrode 3 as shown in FIG. 2(1).
It formed 2.

発明の解決しようとする問題点 しかしながら、前記従来の方法においては、半導体基板
10上に直接接して設けられている絶縁膜12を反応性
イオンエツチング法を用いて除去しているので、イオン
衝撃のため、イオンエツチングされた絶縁膜12の真下
の基板すなわち開口部30内の基板に損傷を与える。ま
た、そのエツチング及びその後の洗浄工程において異物
が付着するという問題があった。開口部30内の基板部
分は、その中にゲートN’4を形成する場合には、チャ
ネル領域となる部分であり、損傷は、電界効果トランジ
スタの特性を劣化させる原因となる。また、そのように
損傷や異物が付着した基板部分に対してショットキ電極
を設けた場合、ショットキゲートとしての電気的特性を
悪化させていた。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional method, the insulating film 12 provided in direct contact with the semiconductor substrate 10 is removed using a reactive ion etching method. Therefore, the substrate directly below the ion-etched insulating film 12, that is, the substrate inside the opening 30, is damaged. Further, there is a problem in that foreign matter adheres during the etching and subsequent cleaning steps. The substrate portion within the opening 30 will become a channel region when the gate N'4 is formed therein, and damage will cause deterioration of the characteristics of the field effect transistor. Further, when a Schottky electrode is provided on a portion of the substrate that is damaged or has foreign matter attached to it, the electrical characteristics of the Schottky gate are deteriorated.

更に、上記した従来の製造プロセスにより、ソース領域
及びドレイン領域に対してゲート電極が自己整合した電
界効果トランジスタを得ることができるが、製造工程数
が余りに多い。
Furthermore, although the conventional manufacturing process described above can provide a field effect transistor in which the gate electrode is self-aligned with the source and drain regions, the number of manufacturing steps is too large.

また、ゲート電極直下のチャネル領域が、高濃度のソー
ス領域及びドレイン領域にそれぞれ直接接している。そ
のため、ゲート長を短くしてゆくと、短チヤネル効果が
生じる。これは、ダミーゲートを丁字形にしてオフセッ
トをとっても、同様に短チヤネル効果が生じる。
Further, the channel region directly under the gate electrode is in direct contact with the highly doped source region and drain region, respectively. Therefore, as the gate length is shortened, a short channel effect occurs. Even if the dummy gate is made into a T-shape and offset, the short channel effect similarly occurs.

そこで、本発明の第1の目的は、電界効果トランジスタ
の製造方法において、除去される絶縁膜の下地である結
晶基板に損傷を与えずに良好な絶縁特性を有する絶縁膜
のパターンを形成する方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a first object of the present invention is to form a pattern of an insulating film having good insulating properties without damaging the crystal substrate that is the base of the insulating film to be removed in a method of manufacturing a field effect transistor. It provides:

本発明の第2の目的は、ゲート長を短くも短チヤネル効
果を抑制することができる構造の電界効果トランジスタ
を製造することができる電界効果トランジスタの製造方
法を提供するものである。
A second object of the present invention is to provide a method for manufacturing a field effect transistor that can manufacture a field effect transistor having a structure in which short channel effects can be suppressed even when the gate length is short.

問題点を解決するための手段 本発明者等は前記従来の問題点を解決するために鋭意検
討・研究した結果、電子サイクロトロン(ECR)共鳴
プラズマCVD法(以下、ECR共鳴プラズマCVD法
という)を用いることにより、除去すべき絶縁膜の下地
である基板に損傷を与えることなく、絶縁膜パターンを
形成できる方法を見い出した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive study and research in order to solve the above-mentioned conventional problems, the present inventors have developed the electron cyclotron (ECR) resonance plasma CVD method (hereinafter referred to as the "ECR resonance plasma CVD method"). The inventors have discovered a method by which an insulating film pattern can be formed without damaging the substrate underlying the insulating film to be removed.

すなわち、本発明によるならば、半導体基板に、ゲート
領域に対応するレジストパターンを形成し、前記基板上
に電子サイクロトロン共鳴プラズマCVD法により第1
の絶縁膜を形成し、該第1の絶縁膜の上に第2の絶縁膜
を形成し、前記レジストパターンの側壁に第2の絶縁膜
を残すように前記第2の絶縁膜を除去し、前記基板に対
してイオン注入してソース領域及びドレイン領域を形成
し、リフトオフにより前記レジストパターン並びにその
上の第1の絶縁膜を除去して開口部を有する前記第1の
絶縁膜のパターンを形成し、前記開口部に自己整合型ゲ
ート電極を形成することを特徴とする電界効果トランジ
スタの製造方法が提供される。
That is, according to the present invention, a resist pattern corresponding to the gate region is formed on a semiconductor substrate, and a first resist pattern is formed on the substrate by electron cyclotron resonance plasma CVD.
forming an insulating film, forming a second insulating film on the first insulating film, and removing the second insulating film so as to leave the second insulating film on the sidewall of the resist pattern; A source region and a drain region are formed by ion implantation into the substrate, and the resist pattern and the first insulating film thereon are removed by lift-off to form a pattern of the first insulating film having an opening. There is also provided a method for manufacturing a field effect transistor, characterized in that a self-aligned gate electrode is formed in the opening.

作用 上記した本発明による電界効果トランジスタの製造方法
においては、第1の絶縁膜を電子サイクロトロン共鳴プ
ラズマCVD法により形成し、更に、その上に第2の絶
縁膜を形成している。電子サイクロトロン共鳴プラズマ
CVD法により形成した絶縁膜と、スパッタリング法な
どの従来の方法で形成した絶縁膜とでは、その製造条件
及びエツチング特性などが異なる。
Function: In the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention described above, the first insulating film is formed by the electron cyclotron resonance plasma CVD method, and the second insulating film is further formed thereon. An insulating film formed by an electron cyclotron resonance plasma CVD method and an insulating film formed by a conventional method such as a sputtering method are different in manufacturing conditions and etching characteristics.

ECRプラズマCVD法を用いると低温で成膜できるた
めに、レジストなどを変質させない。スパッタリング法
などの従来の方法で絶縁膜を形成すると、その下のレジ
ストが変質して溶剤で溶は難くなる。加えて、ECRプ
ラズマCVD法を用いると、プラズマの基板への指向性
が優れているためプラズマから基板への方向以外の部分
すなわち基板やパターンの側面に膜が形成されない。従
って、リフトオフが他のCVD等の成膜方法に比べて極
めて容易に行なえるようになる。
Since the ECR plasma CVD method allows film formation at low temperatures, it does not alter the quality of the resist or the like. When an insulating film is formed using a conventional method such as sputtering, the resist underneath changes in quality and becomes difficult to dissolve with a solvent. In addition, when the ECR plasma CVD method is used, since the directivity of the plasma toward the substrate is excellent, a film is not formed in areas other than the direction from the plasma to the substrate, that is, on the side surfaces of the substrate and pattern. Therefore, lift-off can be performed extremely easily compared to other film forming methods such as CVD.

更に、エツチング条件を変えることにより、゛電子サイ
クロトロン共鳴プラズマCVD法により形成した絶縁膜
のみを完全に除去したり、スパッタリング法などの従来
の方法で形成した絶縁膜のみを完全に除去することがで
きる。この点においても、上記した第1の絶縁膜と第2
の絶縁膜の一方を選択的に除去することができる。
Furthermore, by changing the etching conditions, it is possible to completely remove only the insulating film formed by the electron cyclotron resonance plasma CVD method, or completely remove only the insulating film formed by conventional methods such as sputtering. . In this respect as well, the above-described first insulating film and second insulating film
One of the insulating films can be selectively removed.

また、生成した膜の膜質が良く、耐エツチング性に富み
、800℃程度のアニールによっても剥離せず、化合物
半導体においてはGaおよび八sなどの構成元素の拡散
を抑制できる優れた特性を有している。
In addition, the resulting film has good film quality, is highly resistant to etching, does not peel off even after annealing at approximately 800°C, and has excellent properties that can suppress the diffusion of constituent elements such as Ga and 8S in compound semiconductors. ing.

それ故、電子サイクロトロン共鳴プラズマCVD法によ
り第1の絶縁膜を形成し、該第1の絶縁膜の上に第2の
絶縁膜を形成した後、エツチング法を選択することによ
り、前記レジストパターンの側壁に第2の絶縁膜を残す
ように前記第2の絶縁膜を除去することができる。
Therefore, by forming a first insulating film by the electron cyclotron resonance plasma CVD method and forming a second insulating film on the first insulating film, by selecting an etching method, the resist pattern can be etched. The second insulating film can be removed so as to leave the second insulating film on the sidewall.

かかる状態で、半導体基板に対してイオン注入すること
により、ソース領域及びドレイン領域を形成することが
できる。
In this state, by implanting ions into the semiconductor substrate, a source region and a drain region can be formed.

更に、リフトオフにより前記レジストパターン並びにそ
の上の第1の絶縁膜を除去すれば、上記したレジストパ
ターンに対応する開口部を有する前記第1の絶縁膜のパ
ターンを形成することができる。そして、その開口部に
ゲート電極を形成すれば、そのゲート電極は、ソース領
域及びドレイン領域に対して整合している。すなわち、
自己整合型ゲート電極を形成することができる。
Further, by removing the resist pattern and the first insulating film thereon by lift-off, it is possible to form a pattern of the first insulating film having openings corresponding to the resist pattern described above. Then, if a gate electrode is formed in the opening, the gate electrode is aligned with the source region and the drain region. That is,
A self-aligned gate electrode can be formed.

また、レジストパターンの側壁に第2の絶縁膜が残って
いる状態でのイオン注入によるソース領域及びドレイン
領域の形成により、LDD (lightlydope
d drain)構造を形成することができる。
In addition, by forming the source and drain regions by ion implantation while the second insulating film remains on the sidewalls of the resist pattern, LDD (lightly doped
d drain) structure can be formed.

上記した本発明による電界効果トランジスタの製造方法
においては、ECRプラズマCVD法を用いて基板を直
接覆う絶縁膜を形成しているので、リフトオフによる絶
縁膜のパターン形成が容易に行なえ、しかも絶縁膜の除
去に反応性イオンエツチングを用いる必要がなくなる。
In the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention described above, since the insulating film that directly covers the substrate is formed using the ECR plasma CVD method, patterning of the insulating film can be easily performed by lift-off. There is no need to use reactive ion etching for removal.

従って、ゲート電極等を設けるための下地である基板に
損傷を与えることがないので電極と基板のコンタクト抵
抗が低減されるとともに、エツチング時の異物付着等が
生じることがない。
Therefore, the substrate, which is the base for providing the gate electrode, etc., is not damaged, so the contact resistance between the electrode and the substrate is reduced, and there is no possibility of foreign matter adhering during etching.

本発明の実施例においては、前記第2の絶縁膜をバイア
ススパッタリングにより形成し、また、その第2の絶縁
膜の除去を、反応性イオンエツチングにより行う。この
ように第2の絶縁膜の除去に反応性イオンエツチングを
使用しても、基板自体は第1の絶縁膜で覆われているの
で、損傷を受けることはない。
In the embodiment of the present invention, the second insulating film is formed by bias sputtering, and the second insulating film is removed by reactive ion etching. Even if reactive ion etching is used to remove the second insulating film in this way, the substrate itself is covered with the first insulating film, so it will not be damaged.

更に、1つの実施例においては、前記開口部を有する前
記第1の絶縁膜のパターンを形成した後、前記基板をア
ニールして前記イオン注入層を活性化処理し、前記開口
部内の前記基板上に耐熱性ショットキーゲート電極を形
成する。しかし、非耐熱性ショットキーゲート電極を形
成する場合は、ソース電極及びドレイン電極を形成し更
にアニール処理した後に、ゲート電極を形成する。
Furthermore, in one embodiment, after forming a pattern of the first insulating film having the opening, the substrate is annealed to activate the ion-implanted layer, and the ion-implanted layer is activated on the substrate within the opening. A heat-resistant Schottky gate electrode is then formed. However, when forming a non-heat resistant Schottky gate electrode, the gate electrode is formed after forming the source electrode and the drain electrode and further annealing.

また、本発明の好ましい実施例では、前記第1の絶縁膜
はシリコン窒化膜であり、前記第2の絶縁膜は、シリコ
ン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜のいず
れかである。そして、前記半導体基板は、GaAsのよ
うな■−■族化合物半導体でも、Slのような単体半導
体でもよい。
Further, in a preferred embodiment of the present invention, the first insulating film is a silicon nitride film, and the second insulating film is one of a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a silicon nitride oxide film. The semiconductor substrate may be a ■-■ group compound semiconductor such as GaAs, or a single semiconductor such as Sl.

更に、上記した本発明による電界効果トランジスタの製
造方法は、ゲート長がサブミクロンオーダーの場合にお
いても充分使用可能であり、特に、短ゲート長の高性能
電界効果トランジスタの製造に好適である。もっとも、
サブミクロンの場合、PM埋め込み構造を併用するなら
ば、短チヤネル効果防止に効果的である。
Further, the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention described above can be satisfactorily used even when the gate length is on the order of submicrons, and is particularly suitable for manufacturing a high performance field effect transistor with a short gate length. However,
In the case of submicron dimensions, if a PM embedded structure is used in combination, it is effective in preventing the short channel effect.

実施例 以下、添付図面を参照して本発明による電界効果トラン
ジスタの製造方法を説明する。
EXAMPLES Hereinafter, a method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は、本発明による電界効果トランジスタの製造方
法の工程の一部を例示したものであり、本発明は特にこ
れに限定されない。
FIG. 1 illustrates a part of the process of the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention, and the present invention is not particularly limited thereto.

第1図(a)は、基板400表面領域の一部に、弱くド
ープした浅い動作層42を形成し、その動作、習42の
上に、将来のゲート電極に相当するレジストパターン4
4を形成した状態を示している。
FIG. 1(a) shows that a lightly doped shallow active layer 42 is formed on a part of the surface area of a substrate 400, and a resist pattern 4 corresponding to a future gate electrode is formed on the active layer 42.
4 is shown.

かかる状態の基板40の表面に、ECRプラズマCVD
法により、第1図(b)に示すように第1の絶縁膜46
A及び46Bを形成する。この第1の絶縁膜は、ECR
プラズマCVD法の指向性の特徴によりレジストパター
ンの側面にはほとんど形成されない。従って、レジスト
パターン44上の絶縁膜46Aと、基板40上の絶縁膜
46Bとに分かれている。
ECR plasma CVD is applied to the surface of the substrate 40 in such a state.
As shown in FIG. 1(b), the first insulating film 46 is
A and 46B are formed. This first insulating film is ECR
Due to the directional characteristics of the plasma CVD method, it is hardly formed on the sides of the resist pattern. Therefore, it is divided into an insulating film 46A on the resist pattern 44 and an insulating film 46B on the substrate 40.

その上に、スパッタリングなどにより第1図(C)に示
すように第2の絶縁膜48を形成する。
Thereon, a second insulating film 48 is formed by sputtering or the like as shown in FIG. 1(C).

次いで、RIEエツチングのようなエッチングに方向性
のあるエツチング方法により、基板及びレジストパター
ンの平坦面上の第2の絶縁膜48を除去して、第1図(
d)に示すようにレジストパターン44の側壁のみに第
2の絶縁膜50を残す。
Next, the second insulating film 48 on the flat surfaces of the substrate and resist pattern is removed using a directional etching method such as RIE etching, as shown in FIG.
As shown in d), the second insulating film 50 is left only on the sidewalls of the resist pattern 44.

かかる状態で、第1図(e)に示すようにイオン注入し
てソース領域52及びドレイン領域54を形成する。
In this state, ions are implanted to form a source region 52 and a drain region 54 as shown in FIG. 1(e).

その後、スライドエツチングにより、レジストパターン
44の側壁の第2の絶縁膜50を第1図(f)に示すよ
うに除去する。
Thereafter, the second insulating film 50 on the side wall of the resist pattern 44 is removed by slide etching as shown in FIG. 1(f).

更に、リフトオフによりレジストパターン44並びにそ
の上の第1の絶縁膜46Aを除去して、第1図(g)に
示すように開口部56を有するECRプラズマCVDの
第1の絶縁膜46Bを形成する。
Furthermore, the resist pattern 44 and the first insulating film 46A thereon are removed by lift-off to form an ECR plasma CVD first insulating film 46B having an opening 56 as shown in FIG. 1(g). .

そして、第1図(社)に示すように、その開口部56内
の基板40上にゲート電極58を形成する。
Then, as shown in FIG. 1, a gate electrode 58 is formed on the substrate 40 within the opening 56.

上記した本発明による電界効果トランジスタの製造方法
において用いるECRプラズマCVD法は、ジャパニー
ズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス管し
ターズ(Japanese Journalof Ap
plied Physics Letters)  、
vol、22.  Na3゜ppL210−L212.
1983や、「室温で薄膜を成長でき、基板損傷の少な
いECRプラズマCVD装置」日経マイクロデバイス、
1985年春号1ρp93−100などに開示されてい
る。
The ECR plasma CVD method used in the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention described above is described in the Japanese Journal of Applied Physics.
Plied Physics Letters),
vol, 22. Na3゜ppL210-L212.
1983, “ECR plasma CVD equipment that can grow thin films at room temperature and causes little damage to substrates” Nikkei Micro Devices,
It is disclosed in Spring 1985 issue 1ρp93-100.

ECRプラズマCVD装置は、プラズマ室と反応室とを
有している。プラズマ室は、マイクロ波導波管にマイク
ロ波透過性の隔壁板を介して接続される一方、その周囲
には電磁石が設けられ、プラズマ室内にマイクロ波とと
もにECR(電子サイクロトン共鳴)条件を確立し、反
応室内でプラズマを引出すための発散磁界を形成し得る
ようになされている。このプラズマ室はプラズマ引出窓
を介して反応室と接続しており、プラズマが、反応室内
の試料台上に載せられた試料に向けて発散磁界により加
速され導かれるようになっている。
An ECR plasma CVD apparatus has a plasma chamber and a reaction chamber. The plasma chamber is connected to the microwave waveguide via a microwave-transparent partition plate, and an electromagnet is installed around it to establish ECR (electron cycloton resonance) conditions with the microwave inside the plasma chamber. , which can form a diverging magnetic field for drawing out plasma within the reaction chamber. This plasma chamber is connected to the reaction chamber via a plasma extraction window, and plasma is accelerated and guided by a divergent magnetic field toward a sample placed on a sample stage inside the reaction chamber.

この装置によれば、マイクロ波と磁界とによりECR条
件が設定されたプラズマ室内に、N2、NH3,0□、
Arあるいはこれらの混合ガスなどが送られ、プラズマ
化されたガスが発散磁界により誘導されて反応室に送ら
れる。一方で、反応室には試料台に載置された基板があ
り、また5iH4、S12 Hg、Sia Haなどの
絶縁膜形成用原料ガスが反応室に供給され、これが上記
プラズマによって励起活性化されて反応を生じ、所定の
反応生成物が基板上に堆積する。
According to this device, N2, NH3,0□,
Ar or a mixed gas thereof is sent, and the gas turned into plasma is guided by a divergent magnetic field and sent to the reaction chamber. On the other hand, there is a substrate placed on a sample stage in the reaction chamber, and raw material gases for forming an insulating film such as 5iH4, S12 Hg, and Sia Ha are supplied to the reaction chamber, and are excited and activated by the plasma. A reaction occurs and a predetermined reaction product is deposited on the substrate.

ECRプラズマCVD法により形成する絶縁膜としては
、S i3N 、膜が現在形成されているが、S IO
2、シリコン窒化酸化膜なども形成可能である。
As the insulating film formed by ECR plasma CVD method, Si3N film is currently formed, but SIO
2. A silicon nitride oxide film can also be formed.

次に、本発明の電界効果トランジスタの製造方法の具体
例を詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定され
るものではない。
Next, specific examples of the method for manufacturing a field effect transistor of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 第1図に示したような本発明の工程に従って、以下のよ
うにして基板上に電界効果トランジスタ用の絶縁膜のパ
ターン右よびゲート電極を形成した。
Example 1 According to the process of the present invention as shown in FIG. 1, an insulating film pattern and a gate electrode for a field effect transistor were formed on a substrate as follows.

まず、半導体基板としてGaAs基板40を用い、その
上にフォトレジスト膜(AZ−1400)を全面に塗布
し、所定のパターンを露光した後、現像してレジストパ
ターンを形成した。次に、基板上に形成したレジストを
マスクとして21131+を加速電圧30〜70KVで
軽くドープしてN型の動作層42を形成した。次いで、
そのレジストパターンを除去し、再び、基板40上にフ
ォトレジスト膜(AZ−1400) を全面に塗布し、
別の所定のパターンを露光・現像して第1図(a)に示
すようにレジストパターン44を形成した。
First, a GaAs substrate 40 was used as a semiconductor substrate, and a photoresist film (AZ-1400) was coated on the entire surface thereof, exposed to light in a predetermined pattern, and then developed to form a resist pattern. Next, using the resist formed on the substrate as a mask, 21131+ was lightly doped at an accelerating voltage of 30 to 70 KV to form an N-type active layer 42. Then,
The resist pattern was removed, and a photoresist film (AZ-1400) was again applied to the entire surface of the substrate 40.
Another predetermined pattern was exposed and developed to form a resist pattern 44 as shown in FIG. 1(a).

次に、第1図ら)に示すように、SiH<とNH3とN
2の混合ガスを用いたECRプラズマCVD法により3
i3N、膜46を1000〜2000人の厚さに形成し
た。
Next, as shown in Fig. 1 et al.), SiH<, NH3 and N
3 by ECR plasma CVD method using a mixed gas of 2.
i3N, the film 46 was formed to a thickness of 1000 to 2000 nm.

更に、第1図(C)に示すように、側面部への着き回り
の良いバイアススパッタリングにより、5102膜48
を1000〜2000人の厚さに形成した。
Furthermore, as shown in FIG. 1(C), the 5102 film 48 is formed by bias sputtering with good coverage on the side surfaces.
was formed to a thickness of 1,000 to 2,000 people.

次いで、RIEエツチングにより平坦部のSl。Next, the flat portion of Sl is etched by RIE etching.

N、膜48を除去して、第1図(d)に示すようにレジ
ストパターン44の側壁のみにS r 02膜50を残
した。
The N.sub.2 film 48 was removed, leaving the S.sub.r 02 film 50 only on the sidewalls of the resist pattern 44, as shown in FIG. 1(d).

かかる状態で、283i*を加速電圧150〜200 
K Vでイオン注入して3X1013/c++f程度の
注入濃度のN型のソース領域52及びドレイン領域54
を第1図(e)に示すように形成した。
In this state, 283i* is set to an accelerating voltage of 150 to 200
N-type source region 52 and drain region 54 are implanted at KV with an implantation concentration of about 3X1013/c++f.
was formed as shown in FIG. 1(e).

その後、NH,Fで希釈した緩衝弗酸でスライドエツチ
ングにより、レジストパターン44の側壁の5iO9膜
50を第1図(f)に示すように除去し、更に、アセト
ンによりレジストパターンを除去するリフトオフにより
、レジストパターン44上の第1のSi3N、膜46A
を除去して、第1図((イ)に示すように開口部56を
有するECRプラズマCVDのSl。
Thereafter, the 5iO9 film 50 on the side wall of the resist pattern 44 is removed by slide etching with buffered hydrofluoric acid diluted with NH and F, as shown in FIG. , the first Si3N film 46A on the resist pattern 44
The ECR plasma CVD Sl layer has an opening 56 as shown in FIG. 1 ((a)).

N4膜46Bを形成した。An N4 film 46B was formed.

次いで、このような基板をAsH,雰囲気中において温
度約800℃で、30分間アニール処理した。
Next, such a substrate was annealed in an AsH atmosphere at a temperature of about 800° C. for 30 minutes.

このアニールをA s H3雰囲気中で実施する理由は
、GaAs基板からAsが消散することを防止するため
である。従って、基板全面にアニール保護膜を設ける場
合は、N2などの不活性雰囲気内でアニールを実施する
こともできる。
The reason why this annealing is performed in an As H3 atmosphere is to prevent As from dissipating from the GaAs substrate. Therefore, when providing an annealing protective film over the entire surface of the substrate, annealing can also be performed in an inert atmosphere such as N2.

そして、その開口部56に一致し且つ開口部56より大
きい開口を有するレジストパターンをその基板の上に形
成し、全面にTi/Pt/Au系の電極材料を蒸着した
後、そのレジストパターンを除去してリフトオフ法によ
り、第1開口に示すようにゲート電極を形成した。
Then, a resist pattern having an opening that matches the opening 56 and is larger than the opening 56 is formed on the substrate, a Ti/Pt/Au based electrode material is deposited on the entire surface, and then the resist pattern is removed. Then, a gate electrode was formed as shown in the first opening by a lift-off method.

そのあと、従来公知の方法によりソース領域とドレイン
領域にソースおよびドレイン電極を設けて、相互コンダ
クタンス(g、)を測定したところ230m5 / m
mであった。
Thereafter, source and drain electrodes were provided in the source and drain regions using a conventionally known method, and the mutual conductance (g,) was measured to be 230 m5/m.
It was m.

上記した実施例は、その説明から明らかなようにショッ
トキゲート電界効果トランジスタの製造方法である。し
かし、基板上に薄い絶縁膜を形成する工程を付加するこ
とにより、MO3型電界効果トランジスタを製造するこ
ともできる。
As is clear from the description, the above embodiment is a method of manufacturing a Schottky gate field effect transistor. However, an MO3 field effect transistor can also be manufactured by adding a step of forming a thin insulating film on the substrate.

発明の効果 上記した本発明による電界効果トランジスタの製造方法
によれば、ゲート電極が形成される基板表面が損傷され
ず、また、ゲート電極がソース領域及びドレイン領域に
対して自己整合する。従って、良好な電気的特性を有す
る電界効果トランジスタを製造することができる。
Effects of the Invention According to the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention described above, the substrate surface on which the gate electrode is formed is not damaged, and the gate electrode is self-aligned with the source region and the drain region. Therefore, a field effect transistor having good electrical characteristics can be manufactured.

更に、本発明による電界効果トランジスタの製造方法に
よれば、ソース領域及びドレイン領域に対してゲート電
極が自己整合した電界効果トランジスタを従来に比較し
て少ない製造工程で製造することができる。
Further, according to the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention, a field effect transistor in which the gate electrode is self-aligned with the source region and the drain region can be manufactured with fewer manufacturing steps than in the past.

上記した本発明の電界効果トランジスタの製造方法によ
れば、ゲート電極が自己整合したLDD構造を実現でき
る。このようなLDD構造を採用すれば、ゲート長を短
くしても、短チヤネル効果が生じることなく高速化する
ことができる。
According to the method for manufacturing a field effect transistor of the present invention described above, an LDD structure in which the gate electrode is self-aligned can be realized. If such an LDD structure is adopted, even if the gate length is shortened, the speed can be increased without causing a short channel effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による電界効果トランジスタの製造方
法の工程を示す図である。 第2図は、従来の電界効果トランジスタの製造方法の工
程を示す図である。 (主な参照番号) 10・・半導体基板、 12・・保護絶縁膜、14.1
8・・レジスト、16・・絶縁膜、2OA、20B・・
イオン注入領域、 24A・・反転パターン絶縁膜、 26A、26B・・オーミック電極、 28・・三層レジスト、30・・開口部、32・・ゲー
ト電極32. 40・・半導体基板、 42・・動作層、44・・レジ
ストパターン、 46・・ECRプラズマCVD法により形成した第1の
絶縁膜、 48・・第2の絶縁膜、 50・・レジストパターンの側壁に残った第2の絶縁膜
FIG. 1 is a diagram showing the steps of a method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the steps of a conventional method for manufacturing a field effect transistor. (Main reference numbers) 10...Semiconductor substrate, 12...Protective insulating film, 14.1
8...Resist, 16...Insulating film, 2OA, 20B...
Ion implantation region, 24A... Inverted pattern insulating film, 26A, 26B... Ohmic electrode, 28... Three-layer resist, 30... Opening, 32... Gate electrode 32. 40...Semiconductor substrate, 42...Active layer, 44...Resist pattern, 46...First insulating film formed by ECR plasma CVD method, 48...Second insulating film, 50...Side wall of resist pattern The second insulating film remaining on the

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板に、ゲート領域に対応するレジストパ
ターンを形成し、前記基板上に電子サイクロトロン共鳴
プラズマCVD法により第1の絶縁膜を形成し、該第1
の絶縁膜の上に第2の絶縁膜を形成し、前記レジストパ
ターンの側壁に第2の絶縁膜を残すように前記第2の絶
縁膜を除去し、前記基板に対してイオン注入してソース
領域及びドレイン領域を形成し、リフトオフにより前記
レジストパターン並びにその上の第1の絶縁膜を除去し
て開口部を有する前記第1の絶縁膜のパターンを形成し
、前記開口部に自己整合型ゲート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の製造方法。
(1) Form a resist pattern corresponding to a gate region on a semiconductor substrate, form a first insulating film on the substrate by electron cyclotron resonance plasma CVD, and
A second insulating film is formed on the insulating film, the second insulating film is removed so as to leave the second insulating film on the sidewalls of the resist pattern, and ions are implanted into the substrate to form a source. forming a region and a drain region, removing the resist pattern and the first insulating film thereon by lift-off to form a pattern of the first insulating film having an opening, and forming a self-aligned gate in the opening. A method for manufacturing a field effect transistor, the method comprising forming an electrode.
(2)前記第2の絶縁膜をバイアススパッタリングによ
り形成することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
記載の電界効果トランジスタの製造方法。
(2) The method for manufacturing a field effect transistor according to claim (1), wherein the second insulating film is formed by bias sputtering.
(3)前記第2の絶縁膜の除去を、反応性イオンエッチ
ングにより行うことを特徴とする特許請求の範囲第(1
)項または第(2)項記載の電界効果トランジスタの製
造方法。
(3) The second insulating film is removed by reactive ion etching.
) or (2).
(4)前記開口部を有する前記第1の絶縁膜のパターン
を形成した後、前記基板をアニールして前記イオン注入
層を活性化処理し、前記開口部内の前記基板上に耐熱性
ショットキーゲート電極を形成することを特徴とする特
許請求の範囲第(1)項から第(3)項までのいずれか
1項に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
(4) After forming a pattern of the first insulating film having the opening, the substrate is annealed to activate the ion implantation layer, and a heat-resistant Schottky gate is formed on the substrate within the opening. The method for manufacturing a field effect transistor according to any one of claims (1) to (3), characterized in that an electrode is formed.
(5)前記第1の絶縁膜はシリコン窒化膜であることを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項から第(4)項ま
でのいずれか1項に記載の電界効果トランジスタの製造
方法。
(5) The method for manufacturing a field effect transistor according to any one of claims (1) to (4), wherein the first insulating film is a silicon nitride film. .
(6)前記第2の絶縁膜は、シリコン窒化膜、シリコン
酸化膜、シリコン窒化酸化膜のいずれかであることを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項から第(5)項まで
のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタの製造方
法。
(6) The second insulating film is any one of a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a silicon nitride oxide film. A method for manufacturing a field effect transistor according to any one of the items.
(7)前記半導体基板がIII−V族化合物半導体である
ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項から第(6
)項までのいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ
の製造方法。
(7) Claims (1) to (6) characterized in that the semiconductor substrate is a III-V compound semiconductor.
) The method for manufacturing a field effect transistor according to any one of items up to item 1.
(8)前記III−V族化合物半導体がGaAsであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(7)項記載の電界効
果トランジスタの製造方法。
(8) The method for manufacturing a field effect transistor according to claim (7), wherein the III-V compound semiconductor is GaAs.
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DE3751219T DE3751219T2 (en) 1986-11-20 1987-11-19 Method of manufacturing a Schottky barrier field effect transistor.
EP87117099A EP0268298B1 (en) 1986-11-20 1987-11-19 Method of producing a Schottky-barrier field effect transistor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264382A (en) * 1990-03-20 1993-11-23 Fujitsu Limited Method of producing semiconductor device using dummy gate structure

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