RU2046453C1 - Process of manufacture of field-effect transistor with submicronic shottky-barrier gate - Google Patents
Process of manufacture of field-effect transistor with submicronic shottky-barrier gate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2046453C1 RU2046453C1 SU5066428A RU2046453C1 RU 2046453 C1 RU2046453 C1 RU 2046453C1 SU 5066428 A SU5066428 A SU 5066428A RU 2046453 C1 RU2046453 C1 RU 2046453C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- source
- formation
- strip
- edge
- gate
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам изготовления полупроводниковых приборов, а именно полевых транзисторов с субмикронным затвором Шоттки (ПТШ), и может быть использовано при изготовлении как дискретных ПТШ, так и интегральных микросхем. The invention relates to methods for manufacturing semiconductor devices, namely field-effect transistors with a submicron Schottky gate (PTSH), and can be used in the manufacture of both discrete PTSh and integrated circuits.
Поскольку ПТШ предназначены для усиления высокочастотного сигнала, то основные усовершенствования технологии их изготовления направлены на то, чтобы увеличить коэффициент усиления (Кур) и уменьшить коэффициент шума (Кш). Для этого максимально уменьшают длину затвора и расстояние исток затвор.Since PTSh are designed to amplify a high-frequency signal, the main improvements in their manufacturing technology are aimed at increasing the gain (K ur ) and reduce the noise figure (K w ). To do this, minimize the shutter length and the distance of the source of the shutter.
Максимальное приближение истока к затвору обеспечивается при изготовлении ПТШ путем самосовмещения затвора с электродами истока и стока [1]
Минимальная длина затвора в этом способе ограничена разрешением технологии его формирования. При этом под разрешением технологии формирования структуры понимается сумма разрешающих возможностей каждой из операций, участвующих в формировании данной структуры.The maximum approximation of the source to the gate is provided in the manufacture of PTS by self-aligning the gate with the source and drain electrodes [1]
The minimum shutter length in this method is limited by the resolution of the technology of its formation. Moreover, the resolution of the technology of structure formation is understood as the sum of the resolving capabilities of each of the operations involved in the formation of this structure.
Известен также способ изготовления ПТШ с так называемым "делением" затвора, по которому часть затвора (порядка половины длины с учетом разрешения технологии формирования структуры) располагают на тонком легированном (активном) слое, а часть на более толстом легированном слое, на который наносят электрод истока [2] Рабочая длина затвора уменьшается при этом в два раза по отношению к длине, которую позволяет получить разрешение применяемой технологии. There is also a known method of manufacturing PTSh with the so-called "division" of the shutter, according to which part of the shutter (of the order of half the length, taking into account the resolution of the structure formation technology) is placed on a thin doped (active) layer, and part on a thicker doped layer, on which the source electrode is applied [2] The working length of the shutter is reduced by a factor of two in relation to the length that allows the resolution of the technology used.
Однако часть затвора, лежащая на толстом слое, образует большую паразитную емкость между истоком и затвором, что обусловливает снижение Кур и увеличение Кш.However, the part of the gate lying on a thick layer forms a large parasitic capacitance between the source and the gate, which leads to a decrease in K ur and an increase in K w .
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, согласно которому на полуизолирующей подложке создают тонкий легированный слой и толстый сильнолегированный, формируют полоску диэлектрика и затем на заданном расстоянии от нее с двух сторон формируют электроды истока и стока [3] После этого самосовмещенно с полоской диэлектрика со стороны стока создают канавку в толстом слое и формируют затвор так, что часть его (порядка половины) лежит на дне канавки (канале), а часть на диэлектрической пленке. Способ также позволяет получить затвор с рабочей длиной, в два раза меньшей разрешения применяемой технологии формирования структуры, а наличие диэлектрической пленки между затвором и сильнолегированной истоковой областью уменьшает паразитную емкость затвор-исток и токи утечки затвора. The closest in technical essence to the claimed one is the method according to which a thin doped layer and a thick strongly doped layer are created on a semi-insulating substrate, a dielectric strip is formed and then source and drain electrodes are formed on both sides from the two sides [3] After this, it is self-aligned with the dielectric strip on the drain side, create a groove in a thick layer and form a shutter so that part of it (about half) lies on the bottom of the groove (channel), and part on the dielectric film. The method also allows to obtain a gate with a working length half the resolution of the applied structure formation technology, and the presence of a dielectric film between the gate and the heavily doped source region reduces the parasitic gate-source capacitance and gate leakage currents.
Однако при изготовлении ПТШ этим способом минимально достижимое расстояние исток затвор не может быть меньше суммы разрешающих возможностей операций формирования истока, диэлектрической полоски и затвора. Так, при применении оптических методов формирования структуры оно складывается из минимально достижимых ширины полоски диэлектрика ( ≈0,5 мкм) и расстояния от края полоски до истока (≈0,5 мкм), неровности края истока (≈0,5 мкм), неровности края полоски с двух сторон ( ≈1 мкм), неточности совмещения полоски ( ≈0,2 мкм) и неточности совмещения затвора относительно полоски ( ≈0,2 мкм). В результате в условиях производства разрешение технологии формирования структуры обеспечивает получение возможно минимального расстояния затвор исток ≈3 мкм, что ведет к увеличению сопротивления канала в области исток затвор, увеличению Кш и уменьшению Кур.However, in the manufacture of PTSh by this method, the minimum achievable source-gate distance cannot be less than the sum of the resolving capabilities of the source, dielectric strip, and gate operations. So, when applying optical methods of structure formation, it consists of the minimum attainable dielectric strip width (≈0.5 μm) and the distance from the strip edge to the source (≈0.5 μm), roughness of the source edge (≈0.5 μm), and roughness the edges of the strip on both sides (≈1 μm), inaccuracy of alignment of the strip (≈0.2 μm) and inaccuracy of alignment of the shutter relative to the strip (≈0.2 μm). As a result, under production conditions, the resolution of the technology of formation of the structure ensures that the source-gate distance is as small as possible ≈3 μm, which leads to an increase in channel resistance in the source-gate region, an increase in K w and a decrease in K ur .
Целью изобретения является улучшение параметров ПТШ за счет уменьшения сопротивления канала в области исток затвор. The aim of the invention is to improve the parameters of the PTS by reducing the channel resistance in the source gate region.
Цель достигается тем, что по способу изготовления ПТШ, включающему создание на полуизолирующей подложке тонкого легированного и толстого сильнолегированного слоев, формирование электродов истока, стока и полоски диэлектрика между ними, создание в толстом слое канавки, самосовмещенной с краем диэлектрической полоски, обращенной к стоку, и формирование затвора, который располагают в канавке и частично на полоске диэлектрика, сначала формируют электроды истока и стока, а полоску диэлектрика наносят шириной, равной величине разрешения применяемой технологии формирования структуры, совмещая середину полоски с краем истока. Рабочая длина затвора получается такая же, как и в прототипе, а расстояние исток затвор уменьшается до величины, которая составляет примерно половину разрешения применяемого технологического метода формирования структуры. The goal is achieved by the fact that according to the manufacturing method of PTSh, which includes creating thin doped and thick heavily doped layers on a semi-insulating substrate, forming source, drain and dielectric electrodes between them, creating a groove in the thick layer that is self-aligned with the edge of the dielectric strip facing the drain, and the formation of the gate, which is located in the groove and partially on the strip of dielectric, first form the electrodes of the source and drain, and the strip of dielectric is applied with a width equal to the resolution replaceable structure formation technology, combining the middle strip with the edge of the source. The working length of the shutter is the same as in the prototype, and the distance of the source of the shutter is reduced to a value that is approximately half the resolution of the applied technological method of forming the structure.
При изготовлении структуры транзистора предлагаемым методом середину полоски диэлектрика совмещают с краем истока, расстояние исток затвор уменьшается до половины ширины полоски диэлектрика, равной величине разрешения технологии формирования структуры. Поскольку электроды истока и стока формируются до полоски диэлектрика, то разрешение технологии складывается из половины минимальной ширины полоски, неточности совмещения полоски относительно истока, затвора относительно полоски и неровности края полоски диэлектрика, обращенного к канавке. В случае оптических методов формирования структуры, разрешение которых составляет 0,5-0,6 мкм, эта величина составит ≈ 0,25 + +0,2 + 0,2 + 0,5 мкм 1,2 мкм. Таким образом, расстояние исток затвор, равное 1,2 мкм, в 2-2,5 раза меньше, чем в способе прототипе, что приводит к уменьшению сопротивления части канала между истоком и затвором и, следовательно, улучшает такие параметры транзистора, как Кур и Кш. Одновременно за счет полной пассивации наиболее чувствительной части поверхности прибора повышается его устойчивость к воздействию внешней среды.In the manufacture of the transistor structure by the proposed method, the middle of the dielectric strip is combined with the edge of the source, the distance of the source of the gate is reduced to half the width of the dielectric strip, equal to the resolution of the structure formation technology. Since the source and drain electrodes are formed before the dielectric strip, the resolution of the technology consists of half the minimum strip width, the inaccuracy of alignment of the strip relative to the source, the gate relative to the strip, and the roughness of the edge of the dielectric strip facing the groove. In the case of optical methods of structure formation, the resolution of which is 0.5-0.6 μm, this value will be ≈ 0.25 + +0.2 + 0.2 + 0.5 + 1.2 μm. Thus, the distance of the source of the gate, equal to 1.2 μm, is 2-2.5 times less than in the method of the prototype, which leads to a decrease in the resistance of the channel part between the source and the gate and, therefore, improves such parameters of the transistor as K ur and K sh . At the same time, due to the complete passivation of the most sensitive part of the surface of the device, its resistance to environmental influences is increased.
На фиг. 1-5 приведена технологическая схема изготовления ПТШ в соответствии с предлагаемым способом. In FIG. 1-5 shows the technological scheme of manufacturing PTSh in accordance with the proposed method.
П р и м е р. На полуизолирующей пластине арсенида галлия эпитаксиальным наращиванием или ионным легированием создают тонкий n-слой с концентрацией (2-3) x 1017 см-3 и n+-слой с концентрацией носителей (1,5-2,0) х 1018 см-3. Все элементы структуры формируются с использованием стандартного отечественного оборудования оптической литографии. Сначала напылением вплавлением системы AuGe-Au формируют электроды истока и стока. Расстояние исток сток 3 мкм. Затем формируют полоску SiO2 шириной 2,4 мкм и толщиной 0,2 мкм, расположенную так, что 1,2 мкм закрывает часть канала, а 1,2 мкм расположены на электроде истока. После этого вытравливают канавку и формируют алюминиевый затвор длиной 0,5 мкм таким образом, что часть затвора длиной 0,25 мкм лежит на полоске SiO2, а другая часть (0,25 мкм) лежит в канавке и является рабочей частью затвора. На частоте 12 ГГц выигрыш в уровне Кш составляет 0,2-0,3 дБ, а в уровне Кур 1-2 дБ.PRI me R. A thin n-layer with a concentration of (2-3) x 10 17 cm -3 and an n + layer with a carrier concentration of (1.5-2.0) x 10 18 cm is created on a semi-insulating plate of gallium arsenide by epitaxial growth or ion doping - 3 . All structural elements are formed using standard domestic optical lithography equipment. First, source and drain electrodes are formed by sputter fusion of the AuGe-Au system. The distance of the source drain is 3 μm. Then form a strip of SiO 2 with a width of 2.4 μm and a thickness of 0.2 μm, located so that 1.2 μm covers part of the channel, and 1.2 μm are located on the source electrode. After that, the groove is etched and an aluminum shutter 0.5 μm long is formed so that part of the shutter 0.25 microns long lies on the SiO 2 strip, and the other part (0.25 microns) lies in the groove and is the working part of the shutter. At a frequency of 12 GHz, the gain in the level of K w is 0.2-0.3 dB, and in the level of K ur 1-2 dB.
Лучшие образцы изготовленных данным способом транзисторов в корпусе имеют Кш мин 0,9-1,0 дБ и Кур опт 10-11 дБ на частоте 12 ГГц. Лучшие образцы серийного отечественного транзистора ЗП343А-2 на этой частоте имеют Кш мин 1,4-1,5 дБ и Кур опт 8-9 дБ. Лучший серийный зарубежный образец MESFET (по состоянию на 1990 г.) MGF1405 имеет Кш мин 1,2 дБ и Кур опт 13 дБ.The best samples of transistors made by this method in the case have K w min 0.9-1.0 dB and K ur opt 10-11 dB at a frequency of 12 GHz. Best samples of serial two-domestic ZP343A transistor at this frequency have a K m m K and 1.4-1.5 dB opt ur 8-9 dB. Best foreign serial sample MESFET (as of 1990 g.) MGF1405 has a K w of 1.2 m and K yp dB 13 dB opt.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5066428 RU2046453C1 (en) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | Process of manufacture of field-effect transistor with submicronic shottky-barrier gate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5066428 RU2046453C1 (en) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | Process of manufacture of field-effect transistor with submicronic shottky-barrier gate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2046453C1 true RU2046453C1 (en) | 1995-10-20 |
Family
ID=21615232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5066428 RU2046453C1 (en) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | Process of manufacture of field-effect transistor with submicronic shottky-barrier gate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2046453C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2671312C2 (en) * | 2016-01-26 | 2018-10-30 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (АО "НИИПП") | High-frequency field transistor with the additional field electrode manufacturing method |
-
1992
- 1992-09-07 RU SU5066428 patent/RU2046453C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Патент Японии N 57-51985, кл. H 01L 29/80, 1982. * |
2. Заявка Японии N 59-225571, кл. H 01L 29/80, 1984. * |
3. Заявка Японии N 60-133761, кл. H 01L 29/80, 1985. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2671312C2 (en) * | 2016-01-26 | 2018-10-30 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (АО "НИИПП") | High-frequency field transistor with the additional field electrode manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5510280A (en) | Method of making an asymmetrical MESFET having a single sidewall spacer | |
US5294821A (en) | Thin-film SOI semiconductor device having heavily doped diffusion regions beneath the channels of transistors | |
US4569119A (en) | Manufacturing method of Schottky gate FET | |
US5328862A (en) | Method of making metal oxide semiconductor field effect transistor | |
US4453305A (en) | Method for producing a MISFET | |
US4782031A (en) | Method of making GaAs MOSFET with low source resistance yet having satisfactory leakage current by ion-implantation | |
US5139968A (en) | Method of producing a t-shaped gate electrode | |
US4559693A (en) | Process for fabricating field effect transistors | |
US4466008A (en) | Field effect transistor | |
US4774200A (en) | Schottky-gate field effect transistor and method for producing the same | |
US4523368A (en) | Semiconductor devices and manufacturing methods | |
RU2046453C1 (en) | Process of manufacture of field-effect transistor with submicronic shottky-barrier gate | |
US4951099A (en) | Opposed gate-source transistor | |
US5389807A (en) | Field effect transistor | |
JP2763025B2 (en) | Field effect transistor and method of manufacturing the same | |
US4889817A (en) | Method of manufacturing schottky gate field transistor by ion implantation method | |
JPS62285468A (en) | Manufacture of ldd field-effect transistor | |
JPS6323366A (en) | Manufacture of field-effect transistor | |
US6528830B1 (en) | Thin film transistor | |
KR950000155B1 (en) | Manufacturing method of fet | |
KR0170513B1 (en) | Mos transistor and its fabrication | |
KR0141780B1 (en) | The manufacture of semiconductor device | |
KR100206864B1 (en) | Moa field effect transistor and a method of fabricating the same | |
JP2546132B2 (en) | Field effect transistor | |
JPH0774184A (en) | Manufacture of schottky gate field-effect transistor |