JPS63278337A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS63278337A JPS63278337A JP11391487A JP11391487A JPS63278337A JP S63278337 A JPS63278337 A JP S63278337A JP 11391487 A JP11391487 A JP 11391487A JP 11391487 A JP11391487 A JP 11391487A JP S63278337 A JPS63278337 A JP S63278337A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
一導電型のガリウムヒ素層に、塩素または二塩化フッ化
メタンをプラズマ励起したリアクティブイオンによるド
ライエツチングをなした後、酸またはアルカリ水溶液に
よるウェットエツチングをなしてリセスを形成し、この
リセスにゲート電極を形成するガリウムヒ素電界効果ト
ランジスタの製造方法である。
メタンをプラズマ励起したリアクティブイオンによるド
ライエツチングをなした後、酸またはアルカリ水溶液に
よるウェットエツチングをなしてリセスを形成し、この
リセスにゲート電極を形成するガリウムヒ素電界効果ト
ランジスタの製造方法である。
本発明は、半導体装置の製造方法の改良に関する。特に
、ガリウムヒ素電界効果トランジスタのリセス形成方法
を改良して、その高層波特性を向上する改良に関する。
、ガリウムヒ素電界効果トランジスタのリセス形成方法
を改良して、その高層波特性を向上する改良に関する。
従来技術に係るガリウムヒ素電界効果トランジスタの構
造について、第７図を参照して説明する。１は半絶縁性
ガリウムヒ素基板であり、２はｎ型ガリウムヒ素層より
なる活性層であり、３はゲート領域に形成されたリセス
であり、４はリセス３中に形成されたアルミニウム等よ
りなるゲート電極であり、５．６はゲート電極４を挟ん
で形成されたソース・ドレイン電極であり、金ゲルマニ
ウムと金との二重層等よりなる。
造について、第７図を参照して説明する。１は半絶縁性
ガリウムヒ素基板であり、２はｎ型ガリウムヒ素層より
なる活性層であり、３はゲート領域に形成されたリセス
であり、４はリセス３中に形成されたアルミニウム等よ
りなるゲート電極であり、５．６はゲート電極４を挟ん
で形成されたソース・ドレイン電極であり、金ゲルマニ
ウムと金との二重層等よりなる。
電界効果トランジスタの性能を示す遮断周波数ｆＴは伝
達コンダクタンスｇｍに比例し、ゲート命ソース間容＊
Ｃｇｓに逆比例するため、遮断周波数ｆＴを向上するに
は、伝達コンダクタンスｇ■を増大し、ケート・ソース
間容量Ｃｇｓを減少しなければならない、特に、ガリウ
ムヒ素電界効果トランジスタにおいては、第８図から明
らかなとおり、寄生抵抗Ｒｓを小さくし、ゲート耐圧Ｖ
ｇｓｏ、 Ｖｇｄｏを大きくすることも出力特性向上に
寄与する。なお。
達コンダクタンスｇｍに比例し、ゲート命ソース間容＊
Ｃｇｓに逆比例するため、遮断周波数ｆＴを向上するに
は、伝達コンダクタンスｇ■を増大し、ケート・ソース
間容量Ｃｇｓを減少しなければならない、特に、ガリウ
ムヒ素電界効果トランジスタにおいては、第８図から明
らかなとおり、寄生抵抗Ｒｓを小さくし、ゲート耐圧Ｖ
ｇｓｏ、 Ｖｇｄｏを大きくすることも出力特性向上に
寄与する。なお。
ゲート・ソース間容量Ｃｇｓは、ショットキ接合部に発
生する空乏層の他にガリウムヒ素表面の化学的変成にと
もなって発生する表面空乏層によっても支配される。
生する空乏層の他にガリウムヒ素表面の化学的変成にと
もなって発生する表面空乏層によっても支配される。
要するに、ガリウムヒ素電界効果トランジスタを製造す
る場合、ゲート−ソース間容量Ｃｇｓと寄生抵抗Ｒｓと
を小さくするように努力がなされている。
る場合、ゲート−ソース間容量Ｃｇｓと寄生抵抗Ｒｓと
を小さくするように努力がなされている。
そこで、従来技術においては、酸またはアルカリを使用
して、第９図に示すようなテーパ状（台壁または通合型
）のリセス３を形成した後、このリセス３中にゲート電
極を形成するにあたり、ゲート・ソース間容量Ｃｇｓと
寄生抵抗Ｒｓとを小さくするために、第９図に示すよう
に、斜め方向に金属を蒸着して、ゲート電極４を、リセ
ス３のソース電極５寄りに形成し、リセス３のソース寄
り領域が暴露することを防止している。
して、第９図に示すようなテーパ状（台壁または通合型
）のリセス３を形成した後、このリセス３中にゲート電
極を形成するにあたり、ゲート・ソース間容量Ｃｇｓと
寄生抵抗Ｒｓとを小さくするために、第９図に示すよう
に、斜め方向に金属を蒸着して、ゲート電極４を、リセ
ス３のソース電極５寄りに形成し、リセス３のソース寄
り領域が暴露することを防止している。
しかし、この手法は、蒸着角度の制御が困難であり、歩
留りも悪く、また、同時に処理しうるウェーハの数にも
制限があり、大量生産に適さないため、工業性に欠ける
と言う欠点があった。この欠点に加えて、ゲート電極４
のソース側端部が、第９図に示すように、リセス３のソ
ース側端部の弯曲点に重なるので、電界集中のため、ゲ
ート耐圧Ｖｇｓｏが低下すると言う欠点もともないやす
い。
留りも悪く、また、同時に処理しうるウェーハの数にも
制限があり、大量生産に適さないため、工業性に欠ける
と言う欠点があった。この欠点に加えて、ゲート電極４
のソース側端部が、第９図に示すように、リセス３のソ
ース側端部の弯曲点に重なるので、電界集中のため、ゲ
ート耐圧Ｖｇｓｏが低下すると言う欠点もともないやす
い。
本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
ゲート・ソース間容量Ｃｇｓと寄生抵抗Ｒｇとが小さく
され、しかも、ゲート耐圧が向上しているガリウムヒ素
電界効果トランジスタを製造する方法を提供することに
ある。
ゲート・ソース間容量Ｃｇｓと寄生抵抗Ｒｇとが小さく
され、しかも、ゲート耐圧が向上しているガリウムヒ素
電界効果トランジスタを製造する方法を提供することに
ある。
上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、一
導電型のガリウムヒ素７１ （２）に、塩素または二塩
化フッ化メタンをプラズマ励起したリアクティブイオン
によるドライエツチングをなした後、酸またはアルカリ
水溶液によるウェットエツチングをなしてリセス（８）
を形成し、該リセス（８）中にゲート電極（１０）を形
成して、ガリウムヒ素電界効果トランジスタを製造する
こととしたことにある。
導電型のガリウムヒ素７１ （２）に、塩素または二塩
化フッ化メタンをプラズマ励起したリアクティブイオン
によるドライエツチングをなした後、酸またはアルカリ
水溶液によるウェットエツチングをなしてリセス（８）
を形成し、該リセス（８）中にゲート電極（１０）を形
成して、ガリウムヒ素電界効果トランジスタを製造する
こととしたことにある。
上記のとおり、従来技術において、ゲート電極を形成す
るために、斜め方向から蒸着する必要のある理由は、リ
セスがテーパ状（台壁または通合型）だからである、も
し、リセスの側壁が垂直であるリセスを形成することが
でき、しかも、そのリセスと自己整合的にゲート電極を
形成することができれば、ゲート電極を形成するために
、斜め方向から蒸着する等の努力をすることなくゲート
・ソース間容量Ｃｇｓと寄生抵抗Ｒｓとを小さくするこ
とができ、ガリウムヒ素電界効果トランジスタの特性を
向上することができる。
るために、斜め方向から蒸着する必要のある理由は、リ
セスがテーパ状（台壁または通合型）だからである、も
し、リセスの側壁が垂直であるリセスを形成することが
でき、しかも、そのリセスと自己整合的にゲート電極を
形成することができれば、ゲート電極を形成するために
、斜め方向から蒸着する等の努力をすることなくゲート
・ソース間容量Ｃｇｓと寄生抵抗Ｒｓとを小さくするこ
とができ、ガリウムヒ素電界効果トランジスタの特性を
向上することができる。
本発明は、この着想を具体化して完成したものであり、
一導電型のガリウムヒ素層に、塩素または二塩化フッ化
メタンをプラズマ励起したリアクティブイオンによるド
ライエツチングをなした後、醸またはアルカリ水溶液に
よるウェットエツチングをなして、側壁が垂直であるリ
セスを形成することとして、リセス部の暴露が極めて少
なくなるようにしたものである。
一導電型のガリウムヒ素層に、塩素または二塩化フッ化
メタンをプラズマ励起したリアクティブイオンによるド
ライエツチングをなした後、醸またはアルカリ水溶液に
よるウェットエツチングをなして、側壁が垂直であるリ
セスを形成することとして、リセス部の暴露が極めて少
なくなるようにしたものである。
以下１図面を参照しつ−、本発明の一実施例に係る半導
体装置の製造方法についてさらに説明する。
体装置の製造方法についてさらに説明する。
第２図参照
半絶縁物性ガリウムヒ素基板ｌ上にｎ型のガリウムヒ素
層２を０．５μ、層厚に成長した後、リングラフイー法
を使用してこれをメサ状にエツチングする。
層２を０．５μ、層厚に成長した後、リングラフイー法
を使用してこれをメサ状にエツチングする。
金・ゲルマニウム／金層よりなるオーミックなソース電
極５・ドレイン電極６を形成し、ゲート′１を極用リセ
ス形成用レジスト膜７を形成する。
極５・ドレイン電極６を形成し、ゲート′１を極用リセ
ス形成用レジスト膜７を形成する。
：３３図参照
まず、第１ステツプとして、塩素または二塩化二フフ化
メタンを反応性ガスとするリアクティブイオンエツチン
グを施し、深さ約 １，５００人の開口８を形成する。
メタンを反応性ガスとするリアクティブイオンエツチン
グを施し、深さ約 １，５００人の開口８を形成する。
この開口８は、図示するように、レジスト膜７の平面形
状に忠実に順拠している。
状に忠実に順拠している。
反応性ガスとして二塩化二フフ化メタンを使用した場合
、ＲＦパワー密度０．０７Ｗｃ＋ｓ−２、圧力５Ｐａ、
ガス流量４０ｃｃ程度が望ましい、また、反応性ガスと
して塩素を使用した場合、ＲＦパワー密度０．０５Ｗｃ
１１−２、圧力０．１Ｐａ 、ガス流１４０ｃｃ程度が
望ましい。
、ＲＦパワー密度０．０７Ｗｃ＋ｓ−２、圧力５Ｐａ、
ガス流量４０ｃｃ程度が望ましい、また、反応性ガスと
して塩素を使用した場合、ＲＦパワー密度０．０５Ｗｃ
１１−２、圧力０．１Ｐａ 、ガス流１４０ｃｃ程度が
望ましい。
この工程は、リアクティブイオンエツチング法に加えて
、エレクトロンサイクロトロンリーズナンス（Ｅ ＣＲ
）型リアクティブイオンエツチング法を使用してもよい
。
、エレクトロンサイクロトロンリーズナンス（Ｅ ＣＲ
）型リアクティブイオンエツチング法を使用してもよい
。
第４図参照
次に、第２ステツプとして、フッ酸と過酸化水素水との
混合水溶液をエッチャントとして約５００人ウェットエ
ツチングをなす、この工程の結果。
混合水溶液をエッチャントとして約５００人ウェットエ
ツチングをなす、この工程の結果。
開口８は図示するような形状となり、側壁と底面との接
点も緩かな弯曲面となる。
点も緩かな弯曲面となる。
第５図参照
電子ビーム蒸着法等を使用して、アルミニウムまたはチ
タン／金等の膜９を ０．８ ｐ、 ｍ厚に形成する。
タン／金等の膜９を ０．８ ｐ、 ｍ厚に形成する。
第１図参照
レジスト膜７を溶解・除去して、ショットキゲート電極
１０を形成する。
１０を形成する。
以上の工程をもって製造されたガリウムヒ素電界効果ト
ランジスタは、リセス８の側壁が垂直で、リセス８の底
面と側壁との接点は弯曲しており、しかも、リセス８の
底面と側壁との距離は短いので、ゲート・ソース間容量
Ｃｇｓと寄生抵抗Ｒｓとを小さく、遮断周波数等の特性
が良好であり、しかも、ゲート耐圧も大きい。
ランジスタは、リセス８の側壁が垂直で、リセス８の底
面と側壁との接点は弯曲しており、しかも、リセス８の
底面と側壁との距離は短いので、ゲート・ソース間容量
Ｃｇｓと寄生抵抗Ｒｓとを小さく、遮断周波数等の特性
が良好であり、しかも、ゲート耐圧も大きい。
上記の工程をもって製造したガリウムヒ素電界効果トラ
ンジスタの雑音指数ＮＦ値（Ａ）及び雑音最小利得Ｇａ
ｓ （Ｂ ）と周波数との関係を、同一寸法の従来技術
に係るガリウムヒ素電界効果トランジスタの雑音指数Ｎ
Ｆ値（Ｌ）及び雑音最小利得Ｇａｓ （ｂ ）と周波数
との関係を比較して、第６図に示す、なお、これらのガ
リウムヒ素電界効果トランジスタの寸法はゲート幅が２
８０ルーであり、ゲート長は０．５ル冒である０図より
明らかなように、雑音最小利得は約２０％改善されてお
り、雑音指数は約１０％改善されている。また、ゲート
耐圧も約３倍に改善されている。
ンジスタの雑音指数ＮＦ値（Ａ）及び雑音最小利得Ｇａ
ｓ （Ｂ ）と周波数との関係を、同一寸法の従来技術
に係るガリウムヒ素電界効果トランジスタの雑音指数Ｎ
Ｆ値（Ｌ）及び雑音最小利得Ｇａｓ （ｂ ）と周波数
との関係を比較して、第６図に示す、なお、これらのガ
リウムヒ素電界効果トランジスタの寸法はゲート幅が２
８０ルーであり、ゲート長は０．５ル冒である０図より
明らかなように、雑音最小利得は約２０％改善されてお
り、雑音指数は約１０％改善されている。また、ゲート
耐圧も約３倍に改善されている。
〔発明の効果〕
以上説明せるとおり、本発明に係る半導体装置の製造方
法においては、一導電型のガリウムヒ素層に、塩素また
は二塩化フッ化メタンをプラズマ励起したリアクティブ
イオンによるドライエツチングをなした後、酸またはア
ルカリ水溶液によるウェットエツチングをなしてリセス
を形成し、このリセス中にゲート電極を形成して、ガリ
ウムヒ素電界効果トランジスタを製造することとされて
いるので、リセスの側壁が垂直で、リセスの底面と側壁
との接点は弯曲しており、しかも、リセスの底面と側壁
との距離は短く、ゲート番ソース間容にＣｇｓと寄生抵
抗Ｒｓとは小さく、遮断周波数等の特性が良好であり、
しかも、ゲート耐圧も大きい。
法においては、一導電型のガリウムヒ素層に、塩素また
は二塩化フッ化メタンをプラズマ励起したリアクティブ
イオンによるドライエツチングをなした後、酸またはア
ルカリ水溶液によるウェットエツチングをなしてリセス
を形成し、このリセス中にゲート電極を形成して、ガリ
ウムヒ素電界効果トランジスタを製造することとされて
いるので、リセスの側壁が垂直で、リセスの底面と側壁
との接点は弯曲しており、しかも、リセスの底面と側壁
との距離は短く、ゲート番ソース間容にＣｇｓと寄生抵
抗Ｒｓとは小さく、遮断周波数等の特性が良好であり、
しかも、ゲート耐圧も大きい。
第１図は、本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方
法を実施して製造したガリウムヒ素電界効果トランジス
タの断面図である。 第２〜５図は、本発明の一実施例に係る半導体装置の製
造方法の工程図である。 第６図は、本発明の一実施例に係る半導体装δの製造方
法を実施して製造したガリウムヒ素電界効果トランジス
タの雑音指数ＮＦ値（Ａ）及び雑音最小利得Ｇａｓ （
Ｂ ）と周波数との関係を、同−寸法の従来技術に係る
ガリウムヒ素電界効果トランジスタの雑音指数ＮＦ値（
Ｌ）及び雑音最小利得Ｇａｓ （ｂ ）と周波数との関
係を比較して示したグラフである。 第７図は、従来技術に係るガリウムヒ素電界効果トラン
ジスタの断面図である。 第８図は、ガリウムヒ素電界効果トランジスタの特性を
説明する図である。 第９図は、従来技術に係るガリウムヒ素電界効果トラン
ジスタの製造方法の欠点を説明する図である。 ｌ・・・半絶縁性ガリウムヒ素基板、 ２・・・ｎ型ガリウムヒ素層、 ３・・・リセス、 ４８１１ ＠ゲート電極。 ５・−・ソース電極。 ６・Φ・ドレイン電極、 ７・・・レジスト膜、 ８・・・開口。 ９・・・アルミニウム膜、 ｌＯ・・・ゲート電極。 工程図 篇５図 本発明 第１図 第２図 工程図 第３図 工程図 第４図
法を実施して製造したガリウムヒ素電界効果トランジス
タの断面図である。 第２〜５図は、本発明の一実施例に係る半導体装置の製
造方法の工程図である。 第６図は、本発明の一実施例に係る半導体装δの製造方
法を実施して製造したガリウムヒ素電界効果トランジス
タの雑音指数ＮＦ値（Ａ）及び雑音最小利得Ｇａｓ （
Ｂ ）と周波数との関係を、同−寸法の従来技術に係る
ガリウムヒ素電界効果トランジスタの雑音指数ＮＦ値（
Ｌ）及び雑音最小利得Ｇａｓ （ｂ ）と周波数との関
係を比較して示したグラフである。 第７図は、従来技術に係るガリウムヒ素電界効果トラン
ジスタの断面図である。 第８図は、ガリウムヒ素電界効果トランジスタの特性を
説明する図である。 第９図は、従来技術に係るガリウムヒ素電界効果トラン
ジスタの製造方法の欠点を説明する図である。 ｌ・・・半絶縁性ガリウムヒ素基板、 ２・・・ｎ型ガリウムヒ素層、 ３・・・リセス、 ４８１１ ＠ゲート電極。 ５・−・ソース電極。 ６・Φ・ドレイン電極、 ７・・・レジスト膜、 ８・・・開口。 ９・・・アルミニウム膜、 ｌＯ・・・ゲート電極。 工程図 篇５図 本発明 第１図 第２図 工程図 第３図 工程図 第４図
Claims (1)
- 一導電型のガリウムヒ素層（２）に形成されたリセス（
８）内にゲート電極（１０）を形成する工程を有する半
導体装置の製造方法において、前記リセス（８）は、前
記一導電型のガリウムヒ素体（２）に、塩素または二塩
化フッ化メタンをプラズマ励起したリアクティブイオン
によるドライエッチングをなした後、酸またはアルカリ
水溶液によるウェットエッチングをなして形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11391487A JPS63278337A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11391487A JPS63278337A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278337A true JPS63278337A (ja) | 1988-11-16 |
Family
ID=14624352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11391487A Pending JPS63278337A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63278337A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356823A (en) * | 1989-12-22 | 1994-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6284564A (ja) * | 1985-10-07 | 1987-04-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP11391487A patent/JPS63278337A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6284564A (ja) * | 1985-10-07 | 1987-04-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356823A (en) * | 1989-12-22 | 1994-10-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing a semiconductor device |
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