JPH01233774A - Manufacture of mes type semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明はMES型半導体装置の製造方法に係り、特にそ
のゲート電極の形成方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of manufacturing an MES type semiconductor device, and particularly to a method of forming a gate electrode thereof.
[従来の技術]
従来この種のMES型半導体装置の製造方法としては、
例えば第2図(A)〜(D)に示されているものが知ら
れている。この従来の製造方法では、まずガリウムひ素
の基板10表面にホトレジストを塗付し、該ホトレジス
トをパターン形成してマスク2を得る。次いでこのマス
ク2を利用して基板10表面にn型の不純物をイオン注
入して活性領域3を形成する(第2図(A)参照)。[Prior Art] As a conventional method for manufacturing this type of MES type semiconductor device,
For example, those shown in FIGS. 2(A) to 2(D) are known. In this conventional manufacturing method, first, a photoresist is applied to the surface of a gallium arsenide substrate 10, and a pattern is formed on the photoresist to obtain a mask 2. Next, using this mask 2, n-type impurity ions are implanted into the surface of the substrate 10 to form an active region 3 (see FIG. 2(A)).
次に、マスク2を除去し高融点金属、例えばタングステ
ンをスパッタリング被着した後に、ホトレジストのマス
ク4を形成し、高融点金属を選択的にエツチング除去し
てゲート電極5を得る。Next, after removing the mask 2 and depositing a high melting point metal such as tungsten by sputtering, a photoresist mask 4 is formed and the high melting point metal is selectively etched away to obtain a gate electrode 5.
次にこのゲート電極5をマスクにしてn型の不純物を再
びイオン注入してソース領域6とドレイン領域7とを自
己整合的に形成する(第2図(B)参照)。Next, using this gate electrode 5 as a mask, n-type impurity ions are implanted again to form a source region 6 and a drain region 7 in a self-aligned manner (see FIG. 2(B)).
続いて、マスク4を除去し、ホトレジストによりマスク
8を形成し、これを用いてイオン注入により9、lOを
形成する。その後、マスク8を除去し、二酸化シリコン
を全面に被着し約800°Cでアニールを行う。この後
上記高不純物濃度領域9.10にオーミック接触するソ
ース電極11とドレイン電極12とを形成する(第2図
(D)参照)。Subsequently, the mask 4 is removed, a mask 8 is formed from photoresist, and using this mask 9 and 1O are formed by ion implantation. Thereafter, the mask 8 is removed, silicon dioxide is deposited on the entire surface, and annealing is performed at about 800°C. Thereafter, a source electrode 11 and a drain electrode 12 are formed in ohmic contact with the high impurity concentration region 9.10 (see FIG. 2(D)).
[発明が解決しようとする問題点コ
上記従来の方法では、ゲート電極の形成後に高温のアニ
ールを必要とする不純物領域6. 7. 9゜10が続
くので、アニール中に、基板と金属層間の熱膨張係数差
などによる界面ストレスが生じ、ショットキー特性が劣
化する。また、ゲート電極は高温のアニールに耐えられ
る高融点金属で形成しなければならず、所望のショット
キー特性を得るにあたって使用できる金属の選択に制限
が多くなる問題点があった。 したがって本発明の目
的はMES型半導体装置特性劣化を招くことなく、の特
性劣化を招くことなく、また金属選択の自由度が大きい
製造方法を提供することである。[Problems to be Solved by the Invention] In the above conventional method, the impurity region requires high-temperature annealing after forming the gate electrode. 7. Since 9°10 continues, interfacial stress occurs during annealing due to a difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the metal layer, and the Schottky characteristics deteriorate. Furthermore, the gate electrode must be formed of a high-melting point metal that can withstand high-temperature annealing, which poses a problem in that there are many restrictions on the selection of metals that can be used to obtain desired Schottky characteristics. Therefore, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method that does not cause deterioration of the characteristics of an MES type semiconductor device, does not cause deterioration of the characteristics of the device, and has a high degree of freedom in metal selection.
[問題点を解決するための手段]
本発明は高温アニールを必要とする不純物領域の形成後
にゲート電極を形成すればゲート電極の材料として低融
点金属を使用できることに着目したものであり、その要
旨は半導体層表面に第1マスク体を形成して上記半導体
層の表面部に低不純物濃度領域と該低不純物領域内に高
不純物濃度領域とを形成する工程と、上記マスク体周囲
の上記半導体層表面に第2マスク体を形成する工程と、
上記第1マスク体を除去して上記半導体層表面を露出す
る工程と、該露出された半導体層表面と上記第2マスク
体とに金属層を被着する工程と、上記第2マスク体を上
記半導体層から剥離させてゲート電極を形成する工程と
を有することである。[Means for Solving the Problems] The present invention focuses on the fact that a low melting point metal can be used as a material for the gate electrode if the gate electrode is formed after forming an impurity region that requires high-temperature annealing. forming a first mask body on the surface of the semiconductor layer to form a low impurity concentration region on the surface portion of the semiconductor layer and a high impurity concentration region within the low impurity region; and the semiconductor layer around the mask body. forming a second mask body on the surface;
removing the first mask body to expose the surface of the semiconductor layer; depositing a metal layer on the exposed semiconductor layer surface and the second mask body; and forming a gate electrode by separating the semiconductor layer from the semiconductor layer.
[発明の作用および効果コ
上記MES型半導体装置の製造方法では、第1のマスク
体を使用して低不純物領域と高不純物領域とを形成した
後に、第2マスク体を使用して第1マスク体の除去した
跡にゲート電極を形成するので、ゲート電極を上記不純
物領域に対して自己整合的に形成することができる。し
かも、ゲート電極は上記不純物領域の形成に不可欠な高
温処理後に形成されるので、ゲート金属は高温にさらさ
れることがなく、良好なショットキー特性が得られ、特
別な高融点金属を使用する必要はない。[Operations and Effects of the Invention] In the method for manufacturing an MES type semiconductor device described above, after forming a low impurity region and a high impurity region using the first mask body, the second mask body is used to form the first mask. Since the gate electrode is formed on the area where the body was removed, the gate electrode can be formed in self-alignment with the impurity region. Moreover, since the gate electrode is formed after the high-temperature treatment that is essential for forming the impurity region, the gate metal is not exposed to high temperatures and good Schottky characteristics are obtained, making it unnecessary to use a special high-melting point metal. There isn't.
[実施例]
次に第1図(A)〜(J)を参照して本発明の一実施例
を説明する。[Embodiment] Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1(A) to 1(J).
第1図(A)はガリウムひ素(GaAs)基板21上に
ホトレジストのマスク22を形成し、しかる後にn型の
不純物をイオン注入して活性領域23を形成した状態を
示している。この後、マスク22は除去され、基板21
0表面に例えばCDV法によりシリコン酸化膜5i02
24を被着し、その後、リソグラフィ工程でホトレジス
トのマスク25を形成する(第1図(B)参照)。FIG. 1A shows a state in which a photoresist mask 22 is formed on a gallium arsenide (GaAs) substrate 21, and then an n-type impurity is ion-implanted to form an active region 23. After this, the mask 22 is removed and the substrate 21
A silicon oxide film 5i02 is formed on the surface of 0 by, for example, the CDV method.
After that, a photoresist mask 25 is formed in a lithography process (see FIG. 1B).
シリコン酸化膜24はマスク25を使用したエツチング
で選択的に除去されて第1マスク体となり、その結果露
出された基板21の表面にn型の不純物がイオン注入さ
れて低不純物濃度領域としてのソース領域26とドレイ
ン領域27とを形成する(第1図(C)参照)。The silicon oxide film 24 is selectively removed by etching using a mask 25 to become a first mask body, and as a result, n-type impurity ions are implanted into the exposed surface of the substrate 21 to form a source as a low impurity concentration region. A region 26 and a drain region 27 are formed (see FIG. 1(C)).
続く工程では、ホトレジストのマスク25をベーキング
により溶融させて基板21の表面に至らせ、サイドウオ
ール部2日を形成する。このサイドウオール部の輻りは
ベーキング時間と温度とにより経験的に選定できるので
、ソース領域26とドレイン領域27との中央部のみ露
出されることになり、再びn型不純物をイオン注入して
ホトレジストを除去後高不純物濃度領域29.30を形
成する(第1図(D)参照)。In the next step, the photoresist mask 25 is melted by baking to reach the surface of the substrate 21, thereby forming a sidewall portion. Since the radius of this sidewall portion can be selected empirically by baking time and temperature, only the central portions of the source region 26 and drain region 27 are exposed, and n-type impurity ions are implanted again to form a photoresist. After removing , high impurity concentration regions 29 and 30 are formed (see FIG. 1(D)).
このように本実施例ではソース領域26、ドレイン領域
27の形成時にマスク形成工程が必要とされるのみで、
高不純物濃度領域29.30の形成時にはマスク形成工
程は不要である。従って製進中に使用するマスクを1枚
減少させることができる。As described above, in this embodiment, only a mask forming step is required when forming the source region 26 and drain region 27.
A mask forming step is not necessary when forming the high impurity concentration regions 29 and 30. Therefore, the number of masks used during manufacturing can be reduced by one.
次にマスク25を除去し、全面に窒化シリコン膜31を
CDV法で被着し高温アニールにより、29.30.2
3.26.27の活性化を行う。Next, the mask 25 is removed, a silicon nitride film 31 is deposited on the entire surface by the CDV method, and high-temperature annealing is performed.
3. Perform activation of 26.27.
(第1図(E)参照)、リソグラフィ工程で高不純物濃
度領域29.30の表面を露出させるマスク32を形成
する(第1図(F)参照)。該マスク32を使用してリ
フトオフによりオーミック電極33,34を形成し、第
1図(G)の構造を得る。(See FIG. 1(E)), and a mask 32 that exposes the surface of the high impurity concentration region 29,30 is formed in a lithography process (see FIG. 1(F)). Using the mask 32, ohmic electrodes 33 and 34 are formed by lift-off to obtain the structure shown in FIG. 1(G).
再びホトレジスト35の塗付後、エッチバックにより第
1マスク体24の頂面が露出するまでマスク32と窒化
シリコン膜31とを除去しく第1図(H)参照)。再び
リソグラフィ工程によりマスク36を形成し、SiO2
とSiNの選択エツチングによりゲート形成領域上の第
1マスク体24を除去する(第1図(I)参照)。第1
マスク体24が除去されると基板210表面が露出され
るので、ゲートメタル、例えばアルミニウムを全面を形
成する。(第1図(J)参照)。したがってホトレジス
ト35とマスク36とは第2マスク体を構成している。After applying the photoresist 35 again, the mask 32 and the silicon nitride film 31 are removed by etching back until the top surface of the first mask body 24 is exposed (see FIG. 1H). A mask 36 is formed again by a lithography process, and SiO2
Then, the first mask body 24 on the gate formation region is removed by selective etching of SiN (see FIG. 1(I)). 1st
When the mask body 24 is removed, the surface of the substrate 210 is exposed, so a gate metal such as aluminum is formed on the entire surface. (See Figure 1 (J)). Therefore, the photoresist 35 and the mask 36 constitute a second mask body.
以上説明してきたように、本実施例は高温のアニールを
必要とする不純物領域28. 27. 29゜30の形
成後にゲート電極37を形成しているので、ゲート電極
37は高温にさらされないので、良好なショットキー特
性を得ることもてきる。また、ゲート電極37に耐熱材
料を使用する必要がなく、金属の選択の自由度が大きく
なる。As explained above, in this embodiment, the impurity region 28. which requires high temperature annealing. 27. Since the gate electrode 37 is formed after the formation of the 29.degree. Further, it is not necessary to use a heat-resistant material for the gate electrode 37, and the degree of freedom in selecting the metal is increased.
第1図(A)〜(J)は本発明の一実施例の主要工程を
それぞれ示す断面図、第2図(A)〜(D)は従来例の
工程をそれぞれ示す断面図である。
21・・・・基板、
24・・・・第1マスク体(シリコン酸化膜)、26.
27・・・・ソース領域、ドレイン領域(低不純物濃度
領域)、
29.30・・・・高不純物濃度領域、31、、、、、
、窒化シリコン膜、
35・・・・・・ホトレジスト、
36・・・・・・第2マスク体、
37・・・・・・ゲート電極。FIGS. 1A to 1J are sectional views showing the main steps of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2D are sectional views showing the steps of a conventional example. 21... Substrate, 24... First mask body (silicon oxide film), 26.
27...Source region, drain region (low impurity concentration region), 29.30...High impurity concentration region, 31...
, silicon nitride film, 35... photoresist, 36... second mask body, 37... gate electrode.
Claims (1)
の表面部に低不純物濃度領域と該低不純物領域内に高不
純物濃度領域とを形成する工程と、上記マスク体周囲の
上記半導体層表面に第2マスク体を形成する工程と、 上記第1マスク体を除去して上記半導体層表面を露出す
る工程と、 該露出された半導体層表面と上記第2マスク体とに金属
層を被着する工程と、 上記第2マスク体を上記半導体層から剥離させてゲート
電極を形成する工程とを有するMES型半導体装置の製
造方法。[Scope of Claims] A step of forming a first mask body on the surface of the semiconductor layer to form a low impurity concentration region on the surface portion of the semiconductor layer and a high impurity concentration region within the low impurity region; forming a second mask body on the surrounding surface of the semiconductor layer; removing the first mask body to expose the surface of the semiconductor layer; and connecting the exposed semiconductor layer surface with the second mask body. A method for manufacturing an MES type semiconductor device, comprising the steps of: depositing a metal layer on the semiconductor layer; and peeling off the second mask body from the semiconductor layer to form a gate electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6168388A JPH01233774A (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Manufacture of mes type semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP6168388A JPH01233774A (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Manufacture of mes type semiconductor device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01233774A true JPH01233774A (en) | 1989-09-19 |
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ID=13178308
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| JP6168388A Pending JPH01233774A (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Manufacture of mes type semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01233774A (en) |
Citations (5)
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- 1988-03-14 JP JP6168388A patent/JPH01233774A/en active Pending
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