JPH02307231A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPH02307231A JPH02307231A JP1129324A JP12932489A JPH02307231A JP H02307231 A JPH02307231 A JP H02307231A JP 1129324 A JP1129324 A JP 1129324A JP 12932489 A JP12932489 A JP 12932489A JP H02307231 A JPH02307231 A JP H02307231A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、リセス構造を有する半導体装置の製造方法
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a recessed structure.
第2図(a)〜(g)は従来の半導体装置の製造方法を
示す図であり、多段リセス構造を有する半導体装置につ
いて、その製造工程順に示す断面図である。これらの図
において、1はガリウム砒素等からなる基板、2はこの
基板1上に形成された半導体活性層、3,4はこの半導
体活性層2上に順次積層されたSiN膜等のスペーサ層
およびレジスト層、5はこのレジスト層4に形成された
開口部、6は前記半導体活性層2に形成されたりセス領
域、7はこのリセス領域6のうちの段部、8はゲート電
極であり、8′はゲート電極金属である。FIGS. 2(a) to 2(g) are diagrams showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and are cross-sectional views showing a semiconductor device having a multi-stage recess structure in the order of its manufacturing steps. In these figures, 1 is a substrate made of gallium arsenide or the like, 2 is a semiconductor active layer formed on this substrate 1, and 3 and 4 are spacer layers such as SiN films laminated in sequence on this semiconductor active layer 2. a resist layer; 5 is an opening formed in the resist layer 4; 6 is a recess region formed in the semiconductor active layer 2; 7 is a stepped portion of the recess region 6; 8 is a gate electrode; ' is the gate electrode metal.
次に第2図(a)〜(g)により多段リセス構造を有す
る半導体装置の製造方法を説明する。Next, a method for manufacturing a semiconductor device having a multi-stage recess structure will be explained with reference to FIGS. 2(a) to 2(g).
まず、第2図(a)に示すように、基板1上に形成され
た半導体活性層2上にスペーサ層3.レジスト層4を積
層し、写真製版技術により開口部5を形成する。次いで
第2図(b)において、RIE等のドライエツチングに
よりスペーサ層3を選択的にエツチング除去する。次に
第2図(C)に示すように、半導体活性層2にリセス領
域6を形成した後、第2図(d)において、スペーサ層
3のみ選択的にサイドエツチングを行う。次いで第2図
(e)において、サイドエツチングされたスペーサ層3
をマスクとして半導体活性層2をエツチングし、多段(
この実施例では2段)リセス領域6を拡大するとともに
、段部7の形成を行う。なお、段部7の上側を上部リセ
ス領域、下側を下部リセス領域と称する。次に第2図(
f)において、全面にゲート電極金属8′を蒸着法等に
より積層する。次いでリフトオフ法によりレジスト層4
上のゲート電極金属8′を除去し、リセス領域6内にゲ
ート電極8が形成される。なお、図示していないが、ソ
ースおよびドレイン電極が形成されており、ケート電極
8とともにトランジスタを形成している。First, as shown in FIG. 2(a), a spacer layer 3 is placed on a semiconductor active layer 2 formed on a substrate 1. A resist layer 4 is laminated, and an opening 5 is formed by photolithography. Next, in FIG. 2(b), the spacer layer 3 is selectively etched away by dry etching such as RIE. Next, as shown in FIG. 2(C), a recess region 6 is formed in the semiconductor active layer 2, and then, in FIG. 2(d), only the spacer layer 3 is selectively side etched. Next, in FIG. 2(e), the side-etched spacer layer 3 is
The semiconductor active layer 2 is etched using the mask as a multi-stage (
In this embodiment, the recess region 6 is enlarged (in two steps) and the step portion 7 is formed. Note that the upper side of the stepped portion 7 is referred to as an upper recess area, and the lower side is referred to as a lower recess area. Next, Figure 2 (
In f), a gate electrode metal 8' is laminated over the entire surface by vapor deposition or the like. Next, the resist layer 4 is formed by a lift-off method.
The upper gate electrode metal 8' is removed, and a gate electrode 8 is formed within the recess region 6. Although not shown, source and drain electrodes are formed, and together with the gate electrode 8, form a transistor.
(発明が解決しようとする課題)
従来の多段リセス構造を有する半導体装置は以上のよう
に形成されているが、スペーサ層3をサイドエツチング
する際、ウェットエツチングで行なうため、エツチング
量の制御が困難であり、この後工程で形成されるリセス
形状が均一にできないという問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) A conventional semiconductor device having a multi-stage recess structure is formed as described above, but when side etching the spacer layer 3, wet etching is used, so it is difficult to control the amount of etching. Therefore, there was a problem that the recess shape formed in the subsequent process could not be made uniform.
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、リセス形状が均一に形成でき、同時にT型
ゲートが形成できる半導体装置の。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and provides a semiconductor device in which a recess shape can be formed uniformly and a T-shaped gate can be formed at the same time.
製造方法を得ることを目的とする。The purpose is to obtain a manufacturing method.
(課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置の製造方法は、サイトエツチ
ング工程を無くすため、上部リセス形成に必要なスペー
サ層のエツチングを先に行ない、上部リセス領域を形成
した後、新たなスペーサ層を設け、下部リセス領域の形
成を行うようにし、また、下部リセス形成後に開口部の
幅を広げる工程を有するものである。(Means for Solving the Problems) In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in order to eliminate the site etching step, the spacer layer necessary for forming the upper recess is first etched, and after forming the upper recess region, This method includes a step of providing a new spacer layer, forming a lower recess region, and widening the width of the opening after forming the lower recess.
(イ乍用〕
この発明の半導体装置の製造方法においては、上部リセ
ス形成に必要なスペーサ層のエツチングを先に行うため
、サイドエツチング工程が無くなり、エツチング量は開
口部の幅により制御される。このため、リセス形状を均
一に形成することが可能となり、素子性能の均一化にも
つながる。In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the spacer layer necessary for forming the upper recess is etched first, so there is no side etching step, and the amount of etching is controlled by the width of the opening. Therefore, it becomes possible to form a uniform recess shape, which also leads to uniformity of device performance.
また、リセス領域形成後に開口部を広げる工程を設ける
ことにより、ゲート電極の形状は半導体活性層と接触す
る部分は細い長さを保ち、上部において大きくなる。い
わゆるT型ゲート電極となるため、ゲート長は細いまま
ゲート抵抗を下げることができる。Further, by providing a step of widening the opening after forming the recessed region, the shape of the gate electrode maintains a narrow length in the portion in contact with the semiconductor active layer, and becomes larger in the upper portion. Since this is a so-called T-shaped gate electrode, the gate resistance can be lowered while keeping the gate length small.
以下、この発明の一実施例を第1図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
第1図(a)〜(h)は、この発明の一実施例を示す多
段リセス構造を有する半導体装置の製造工程断面図であ
り、図において、1〜8は第2図の場合と同じものであ
るが、ここでは3を第1のスペーサ層、4を第1のレジ
スト層、5を第1の開口部という。9は前記第1のレジ
スト層4の除去後に積層された第2のスペーサ層、10
はこの第2のスペーサ層9上に積層された第2のレジス
ト層、11はこの第2のレジスト層10に形成された第
2の開口部である。1(a) to 1(h) are cross-sectional views showing the manufacturing process of a semiconductor device having a multi-stage recess structure showing an embodiment of the present invention, and in the figures, 1 to 8 are the same as those in FIG. 2. However, here, 3 is referred to as a first spacer layer, 4 is referred to as a first resist layer, and 5 is referred to as a first opening. 9 is a second spacer layer laminated after removing the first resist layer 4; 10;
is a second resist layer laminated on this second spacer layer 9, and 11 is a second opening formed in this second resist layer 10.
まず、第1図(a)において、第1のレジスト層4に第
1の開口部5を形成する。この時、第1の開口部5の幅
は上部リセス領域を形成するのに必要な幅に開口される
。このため、従来例のような第1のスペーサ層3のサイ
ドエッチを行なう工程は無くなり、リセス形状の均一化
に結びつく。First, in FIG. 1(a), a first opening 5 is formed in the first resist layer 4. As shown in FIG. At this time, the width of the first opening 5 is set to a width necessary to form the upper recess region. Therefore, there is no need to side-etch the first spacer layer 3 as in the conventional example, leading to uniformity of the recess shape.
次いで、第1図(b)に示すように、第1の開口部5の
形成により露出している第1のスペーサ層3を選択的に
エツチング除去する。次いで第1図(C)において、第
1図の第1のスペーサ層3をマスクとして半導体活性層
2をエツチングし、上部リセス領域を形成した後、第1
のレジスト層4を除去する。次に第1図(d)において
、第2のスペーサ層9を形成した後、第1図(e)に示
すように、第2のレジスト層1oを積層する。その後、
第2の開口部11を写真製版技術により形成し、第2の
スペーサ層9の選択エツチングを行う。この時、第2の
開口部11は、ゲート長(Lg)に相当する幅を持ち、
多段リセス形成を行えるよう、上部リセス領域内に収ま
るように形成される。第1図(e)において、第2のス
ペーサ層9をマスクとし、半導体活性層2をエツチング
し、段部7を形成するとともに、多段のリセス領域6を
完成させる。この後、第1図(f)に示すように、第2
のレジストN10をエツチングし、第2の開口部11を
広げる。この時のエツチングとしては、RIEやRI
BE等トドライエツチング良い。次いで第1図(g)に
示すように、ゲート電極金属8′を全面に蒸着し、リフ
トオフ法により第2のレジスト層10上の不要のゲート
電極金属8′を除去することにより、第1図(h)に示
すように、ゲート電極8が完成する。Next, as shown in FIG. 1(b), the first spacer layer 3 exposed by the formation of the first opening 5 is selectively etched away. Next, in FIG. 1C, the semiconductor active layer 2 is etched using the first spacer layer 3 of FIG. 1 as a mask to form an upper recess region.
The resist layer 4 is removed. Next, in FIG. 1(d), after forming a second spacer layer 9, a second resist layer 1o is laminated as shown in FIG. 1(e). after that,
The second opening 11 is formed by photolithography, and the second spacer layer 9 is selectively etched. At this time, the second opening 11 has a width corresponding to the gate length (Lg),
It is formed to fit within the upper recess region so that multi-stage recess formation can be performed. In FIG. 1(e), using the second spacer layer 9 as a mask, the semiconductor active layer 2 is etched to form a step portion 7 and to complete the multi-step recess region 6. After this, as shown in FIG. 1(f), the second
The resist N10 is etched to widen the second opening 11. Etching at this time is RIE or RI.
Good dry etching such as BE. Next, as shown in FIG. 1(g), a gate electrode metal 8' is deposited over the entire surface, and unnecessary gate electrode metal 8' on the second resist layer 10 is removed by a lift-off method. As shown in (h), the gate electrode 8 is completed.
このゲート電極8は、断面形状が下部は細いゲート長(
Lg)を持ち、上部が大きくなるため、いわゆるT型ゲ
ート構造となり、ゲート抵抗の低減が図れる。This gate electrode 8 has a cross-sectional shape with a narrow gate length (
Lg), and the upper part is large, resulting in a so-called T-type gate structure, which can reduce gate resistance.
以上説明したように、この発明は上部リセス領域、下部
リセス領域形成に用いるスペーサ層を別々に設けて多段
のリセス領域を形成するので、制御性に難のあるスペー
サ層のサイドエッチ工程を無くすことができ、各々のリ
セス領域形成の制御性が向上し、リセス形状の均一化が
図れる。As explained above, the present invention forms a multi-stage recess region by separately providing the spacer layers used for forming the upper recess region and the lower recess region, thereby eliminating the side etching process of the spacer layer, which is difficult to control. This improves the controllability of forming each recess region and makes the recess shape uniform.
また、リセス領域形成後に開口部を広げることにより、
T型ゲート構造が容易に得られゲート抵抗の低減が図れ
る効果がある。In addition, by widening the opening after forming the recessed area,
This has the effect of easily obtaining a T-type gate structure and reducing gate resistance.
第1図はこの発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を示す工程断面図、第2図は従来の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
図において、1は半導体基板、2は半導体活性層、3は
第1のスペーサ層、4は第1のレジスト層、5は第1の
開口部、6は多段リセス領域、7は段部、8はゲート電
極、9は第2のスペーサ層、10は第2のレジスト層、
11は第2の開口部である。
なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
代理人 大 岩 増 雄 (外2名)第1 図そ
の1
第1 図その2
]コ
11 第2の開口部
手続補正書(自発)FIG. 1 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a semiconductor active layer, 3 is a first spacer layer, 4 is a first resist layer, 5 is a first opening, 6 is a multi-stage recess region, 7 is a stepped portion, and 8 is a gate electrode, 9 is a second spacer layer, 10 is a second resist layer,
11 is a second opening. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa (2 others) Figure 1, Figure 1, Figure 1, Figure 2 ]ko 11 Second opening procedure amendment (voluntary)
Claims (1)
ーサ層と第1のレジストを順次積層し、前記第1のスペ
ーサ層に第1の開口部を設ける工程、前記第1のスペー
サ層を前記第1のレジスト層をマスクにして、選択的に
エッチング除去する工程、前記半導体活性層を開口され
た第1のスペーサ層をマスクにしてエッチングし、上部
リセス領域を形成する工程、前記第1のレジスト層を除
去し、第2のスペーサ層および第2のレジスト層を積層
する工程、前記第2のレジスト層に第2の開口部を設け
、前記第2のレジスト層をマスクにして前記第2のスペ
ーサ層を選択的にエッチング除去する工程、前記半導体
活性層を開口された第2のスペーサ層をマスクにしてエ
ッチングし、下部リセス領域を形成する工程、前記第2
の開口部をドライエッチング法により広げる工程、全面
にゲート電極金属を蒸着する工程、前記第2のレジスト
層上の不要なゲート電極金属をリフトオフ法により除去
することによりT型のゲート電極を形成する工程からな
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。a step of sequentially laminating a first spacer layer and a first resist on a semiconductor active layer formed on a semiconductor substrate, and providing a first opening in the first spacer layer; a step of selectively etching away the first resist layer using the first resist layer as a mask; a step of etching the semiconductor active layer using the first spacer layer opened as a mask to form an upper recess region; removing the resist layer and laminating a second spacer layer and a second resist layer, providing a second opening in the second resist layer, and using the second resist layer as a mask to stack the second spacer layer and the second resist layer; a step of selectively etching away a second spacer layer; a step of etching the semiconductor active layer using the opened second spacer layer as a mask to form a lower recess region;
A T-shaped gate electrode is formed by widening the opening by dry etching, depositing gate electrode metal on the entire surface, and removing unnecessary gate electrode metal on the second resist layer by lift-off method. 1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1129324A JPH02307231A (en) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1129324A JPH02307231A (en) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307231A true JPH02307231A (en) | 1990-12-20 |
Family
ID=15006772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1129324A Pending JPH02307231A (en) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02307231A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05198596A (en) * | 1991-10-22 | 1993-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
| US5240869A (en) * | 1990-10-30 | 1993-08-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for fabricating a field effect transistor |
-
1989
- 1989-05-23 JP JP1129324A patent/JPH02307231A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5240869A (en) * | 1990-10-30 | 1993-08-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for fabricating a field effect transistor |
| JPH05198596A (en) * | 1991-10-22 | 1993-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
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