JPH0312936A - 電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents
電界効果トランジスタの製造方法Info
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- JPH0312936A JPH0312936A JP14885989A JP14885989A JPH0312936A JP H0312936 A JPH0312936 A JP H0312936A JP 14885989 A JP14885989 A JP 14885989A JP 14885989 A JP14885989 A JP 14885989A JP H0312936 A JPH0312936 A JP H0312936A
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- projecting section
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- gate
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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】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は電界効果1〜ランジスタの製造方法に係り、特
にPN接合を有する電界効果トランジスタ(以下INN
接合FETと略称)のゲート領域の形成方法を改良し、
電気的特性の向」二を図った電界効果トランジスタの製
造方法に関する。
にPN接合を有する電界効果トランジスタ(以下INN
接合FETと略称)のゲート領域の形成方法を改良し、
電気的特性の向」二を図った電界効果トランジスタの製
造方法に関する。
(従来の技術)
砒化ガリウム(GaAs)を用いた電界効果トランジス
タ(FEET)のゲート電極は、PN接合、またはショ
ットキ接合を利用して形成されている。夫々の構造は、
PN接合がP型半導体とN型半導体、また、ショットキ
接合が金属とN型半導体の組み合わせである。これらの
構造には夫々一長一短があるが、PN接合の方がショッ
トキ接合に比べ障壁(φB)が高いため、大きな振幅に
耐え得る。従って、PN接合FETは電力用FET等の
用途に適している。
タ(FEET)のゲート電極は、PN接合、またはショ
ットキ接合を利用して形成されている。夫々の構造は、
PN接合がP型半導体とN型半導体、また、ショットキ
接合が金属とN型半導体の組み合わせである。これらの
構造には夫々一長一短があるが、PN接合の方がショッ
トキ接合に比べ障壁(φB)が高いため、大きな振幅に
耐え得る。従って、PN接合FETは電力用FET等の
用途に適している。
以下、ゲート電極にPN接合を用いたPN接合FETの
従来例につき図面を参照して説明する。
従来例につき図面を参照して説明する。
第2図(a)に示すように、GaAs半#l縁性基板1
00上にイオン注入法、あるいはエピタキシャル成長法
を用いて形成した動作層(NffJ) 101にイオン
注入法によって高濃度のP型半導体層(P+層)102
を厚さ2000人に形成する。
00上にイオン注入法、あるいはエピタキシャル成長法
を用いて形成した動作層(NffJ) 101にイオン
注入法によって高濃度のP型半導体層(P+層)102
を厚さ2000人に形成する。
次に、前記P層102上に写真蝕刻法によりソース、ド
レインの各電極部に開口を有するホトレジストのパター
ンを形成し、前記P+層102 をりん酸(H3P04
)系のエツチング液でエツチングを施して前記N層10
1を露出させたのち、金ゲルマニウム(AuGe)から
なるソース電極]、03S、およびトレイン電極103
Dをリフトオフ法で形成する(第2図(b))。
レインの各電極部に開口を有するホトレジストのパター
ンを形成し、前記P+層102 をりん酸(H3P04
)系のエツチング液でエツチングを施して前記N層10
1を露出させたのち、金ゲルマニウム(AuGe)から
なるソース電極]、03S、およびトレイン電極103
Dをリフトオフ法で形成する(第2図(b))。
次に、写真蝕刻法によりゲー1へ電極形成域に開口を有
するホトレジストパターン ト金属として金亜鉛(AuZn)と金(Au)を夫々厚
さ1000人と3000人蒸着し、リフ1へオフを行な
ったのち、アルゴン(Ar)ガスの雰囲気中、温度45
0℃で熱処理を施してゲート電極103Gを形成する(
第2図(C))。
するホトレジストパターン ト金属として金亜鉛(AuZn)と金(Au)を夫々厚
さ1000人と3000人蒸着し、リフ1へオフを行な
ったのち、アルゴン(Ar)ガスの雰囲気中、温度45
0℃で熱処理を施してゲート電極103Gを形成する(
第2図(C))。
次に、前記ゲート電極103Gをマスクにして前記P+
層102を例えばH3PO4: H□0□:11□O=
3:1.:50のエツチング液で前記NJiiJ].0
1が露出するまでエツチングを施し、ゲート領域を形成
すると同時にゲート長を決定してPN接合FETが作成
される(第2図(d))。
層102を例えばH3PO4: H□0□:11□O=
3:1.:50のエツチング液で前記NJiiJ].0
1が露出するまでエツチングを施し、ゲート領域を形成
すると同時にゲート長を決定してPN接合FETが作成
される(第2図(d))。
(発明が解決しようとする課題)
叙」二の如くして得られたPN接合FETは、障壁(φ
B)が高いために電力用FETにおける電気的特性の向
」二を図ることはてきるが、以下に述べるように製造」
二の重大な問題がある。すなわち、PN接合FETは、
ゲート電極103GをマスクにP+層102をNN10
1 の表面に到達するまでエツチングすることによりゲ
ート領域を形成し、ゲート長が決定されるが、ウェット
エツチングではP+層102のエツチング量の制御が難
しいことと、ビ層102とNNIOIとでエツチング速
度がほとんど変わらないことから、Nl].01の厚さ
、およびゲート長にばらつきを生し易くなる。その結果
、ソース・トレイン間電流(Ids)、およびソース・
ゲート間容量(Cgs)にばらつきを生し、素子特性の
再現性が悪く、素子の製造歩留りが著るしく低下する問
題点かある。
B)が高いために電力用FETにおける電気的特性の向
」二を図ることはてきるが、以下に述べるように製造」
二の重大な問題がある。すなわち、PN接合FETは、
ゲート電極103GをマスクにP+層102をNN10
1 の表面に到達するまでエツチングすることによりゲ
ート領域を形成し、ゲート長が決定されるが、ウェット
エツチングではP+層102のエツチング量の制御が難
しいことと、ビ層102とNNIOIとでエツチング速
度がほとんど変わらないことから、Nl].01の厚さ
、およびゲート長にばらつきを生し易くなる。その結果
、ソース・トレイン間電流(Ids)、およびソース・
ゲート間容量(Cgs)にばらつきを生し、素子特性の
再現性が悪く、素子の製造歩留りが著るしく低下する問
題点かある。
次に、P+層102のエツチングを精密制御可能な反応
性イオンエツチング(RIE)で行なうと高周波ダメー
ジ等によりGaAsの結晶性が低下し、素子の電気的特
性が劣化する問題点がある。
性イオンエツチング(RIE)で行なうと高周波ダメー
ジ等によりGaAsの結晶性が低下し、素子の電気的特
性が劣化する問題点がある。
この発明は前記従来の問題点を改良し、PN接合を有す
るFETでその歩留り向上を図り、高周波特性に優れた
PN接合FETを再現性良く製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
るFETでその歩留り向上を図り、高周波特性に優れた
PN接合FETを再現性良く製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
(課題を解決するための手段)
本発明にかかる電界効果1−ランジスタの製造方法は、
半導体基板上にn型半導体動作層を形成し、このn型半
導体動作層」二に高濃度のp型イオンを注入し、高濃度
のp型不純物層を形成する工程と、前記高濃度のp型不
純物層に選択的に異方性エツチングを施してその一部を
残すとともに前記n型半導体動作層の一部表面を露出さ
せる工程と、前記露出されたn型半導体動作層上に絶縁
膜を形成する工程と、前記高濃度のp型不純物層を熱処
理により活性化し高濃度のp型半導体層を形成する工程
と、前記高濃度のp型半導体層上にゲ− 1−電極を形
成する工程とを含むことを特徴とする。
半導体基板上にn型半導体動作層を形成し、このn型半
導体動作層」二に高濃度のp型イオンを注入し、高濃度
のp型不純物層を形成する工程と、前記高濃度のp型不
純物層に選択的に異方性エツチングを施してその一部を
残すとともに前記n型半導体動作層の一部表面を露出さ
せる工程と、前記露出されたn型半導体動作層上に絶縁
膜を形成する工程と、前記高濃度のp型不純物層を熱処
理により活性化し高濃度のp型半導体層を形成する工程
と、前記高濃度のp型半導体層上にゲ− 1−電極を形
成する工程とを含むことを特徴とする。
(作 用)
この発明は、N型の半導体層上にイオン注入により高濃
度のP型不純物層を形成し、エツチングの制御性および
異方性に優れたRIEにより凸部を形成し、熱処理を施
して高濃度のP型不純物層を活性化すると同時に、RI
Eで生じたGaAs結晶のダメージを回復して凸部のゲ
ート領域を形成し、この凸部の両側に延在している絶R
膜にスペーサとして利用し、ゲート電極を凸部のゲート
領域に対してのみ電気的接触を形成するようにしたので
、ゲート長及び動作層の厚さのばらつきが低減でき、高
周波特性に優れたPN接合FETを高歩留りで、かつ再
現性良く製造できる。
度のP型不純物層を形成し、エツチングの制御性および
異方性に優れたRIEにより凸部を形成し、熱処理を施
して高濃度のP型不純物層を活性化すると同時に、RI
Eで生じたGaAs結晶のダメージを回復して凸部のゲ
ート領域を形成し、この凸部の両側に延在している絶R
膜にスペーサとして利用し、ゲート電極を凸部のゲート
領域に対してのみ電気的接触を形成するようにしたので
、ゲート長及び動作層の厚さのばらつきが低減でき、高
周波特性に優れたPN接合FETを高歩留りで、かつ再
現性良く製造できる。
(実施例)
以下、この発明の一実施例につき第1図を参照して説明
する。
する。
まず、第1図(a)に示すように、GaAs半絶縁性基
板100上にイオン注入法を用いて形成した厚い動作層
(N層)11上に、加速電圧200KeV、ドーズ量5
×1014cm−2で亜鉛(Zn)イオンを注入し、高
濃度のP型不純物11.2を形成する。ついで、高濃度
のP型不純物層12上にホトレジスl−1例えはAZ]
、350(商品名、シソプレイ社)を塗布形成した後、
写真蝕刻を施して幅1μmのホトレジスト膜10を形成
する(第1図(a))。
板100上にイオン注入法を用いて形成した厚い動作層
(N層)11上に、加速電圧200KeV、ドーズ量5
×1014cm−2で亜鉛(Zn)イオンを注入し、高
濃度のP型不純物11.2を形成する。ついで、高濃度
のP型不純物層12上にホトレジスl−1例えはAZ]
、350(商品名、シソプレイ社)を塗布形成した後、
写真蝕刻を施して幅1μmのホトレジスト膜10を形成
する(第1図(a))。
次に、前記ホトレジスト1摸10をマスクとし高濃度の
P型不純物層12にRIEにより異方性エツチングを施
し、動作層(N層)11の表面を一部露出させた後、前
記ホトレジスト膜]Oをプラズマ灰化法で除去して第1
図(b)に示すような凸になる高濃度のP型不純物層]
2aを形成する。この凸部の幅で後に形成されるゲート
電極のゲート長が決定される。例えば、 この実施例の
場合では1μmである(第1図(b))。
P型不純物層12にRIEにより異方性エツチングを施
し、動作層(N層)11の表面を一部露出させた後、前
記ホトレジスト膜]Oをプラズマ灰化法で除去して第1
図(b)に示すような凸になる高濃度のP型不純物層]
2aを形成する。この凸部の幅で後に形成されるゲート
電極のゲート長が決定される。例えば、 この実施例の
場合では1μmである(第1図(b))。
次に、熱分解法により酸化シリコン(SjO,)を堆積
させ、膜厚3000人に絶縁膜14を形成する。この絶
縁膜14は後述するゲート電極形成の際のスペーサとな
る(第1図(C))。
させ、膜厚3000人に絶縁膜14を形成する。この絶
縁膜14は後述するゲート電極形成の際のスペーサとな
る(第1図(C))。
次に、ポリメチルメタアクリレート(PMMA :電子
線ポジレジス1〜)のようなホ1−レジス1−を厚く塗
布し、RIEによって前記高濃度のP型不純物層12a
上部のこのポI−レジスI−とともに絶縁膜14にエツ
チングを施す。ついで温度750℃で熱処理によって高
濃度のP型不純物層12a&活性化し、高濃度のP型半
導体層(P”J) 12bを形成する。この活性化の熱
処理によって上記RTHによるエツチングで生したGa
As結晶のダメージを回復することができる(第1図(
d))。
線ポジレジス1〜)のようなホ1−レジス1−を厚く塗
布し、RIEによって前記高濃度のP型不純物層12a
上部のこのポI−レジスI−とともに絶縁膜14にエツ
チングを施す。ついで温度750℃で熱処理によって高
濃度のP型不純物層12a&活性化し、高濃度のP型半
導体層(P”J) 12bを形成する。この活性化の熱
処理によって上記RTHによるエツチングで生したGa
As結晶のダメージを回復することができる(第1図(
d))。
次に写真蝕刻法により、ゲート電極部に開口を有するホ
トレジストパターンを形成し、ゲート金属としてAuZ
nとAuを夫々1000人と3000人厚さに蒸着し、
リフトオフを行なった後、温度450℃のアルゴン(A
r)ガスの雰囲気中で熱処理を施し、グー1〜電極1.
3Gを形成する(第]−図(e))。ここで、ゲート電
極13Gは前記絶縁膜14をスペーサとするため、ゲー
ト領域である高濃度のP型半導体J’i1.2bに対し
てのみ電気的接続を形成することができる。さらに、グ
ー1〜電極13〔;をグー1〜領域より大きく形成でき
るため、ゲート抵抗を低減することができる。最後に、
写真蝕刻法によりソース、トレインの各電極部に開口を
有するホ1ヘレジス1へパターンを形成し、絶縁膜14
をふっ化アンモニウム(N++4F)でエツチングした
後、厚さ2000 AのAuGeからなるソース電極1
.33と1くレイン電極1.30をリフ1〜オフ法で形
成し、第1図(f)に示すI)N接合FIETを完成す
る。
トレジストパターンを形成し、ゲート金属としてAuZ
nとAuを夫々1000人と3000人厚さに蒸着し、
リフトオフを行なった後、温度450℃のアルゴン(A
r)ガスの雰囲気中で熱処理を施し、グー1〜電極1.
3Gを形成する(第]−図(e))。ここで、ゲート電
極13Gは前記絶縁膜14をスペーサとするため、ゲー
ト領域である高濃度のP型半導体J’i1.2bに対し
てのみ電気的接続を形成することができる。さらに、グ
ー1〜電極13〔;をグー1〜領域より大きく形成でき
るため、ゲート抵抗を低減することができる。最後に、
写真蝕刻法によりソース、トレインの各電極部に開口を
有するホ1ヘレジス1へパターンを形成し、絶縁膜14
をふっ化アンモニウム(N++4F)でエツチングした
後、厚さ2000 AのAuGeからなるソース電極1
.33と1くレイン電極1.30をリフ1〜オフ法で形
成し、第1図(f)に示すI)N接合FIETを完成す
る。
成上の如くグー1〜領域は、ウエツ1〜エツチングに依
らずエツチングの制御性及び異方性に優れたRIEによ
り形成できるため、グー1〜長及び動作層の厚さのバラ
ツキを小さくすることができる。また、RIEで生じた
GaAs結晶のダメージは、高濃度のp型不純物層の活
性化の際の熱処理で回復することができる。
らずエツチングの制御性及び異方性に優れたRIEによ
り形成できるため、グー1〜長及び動作層の厚さのバラ
ツキを小さくすることができる。また、RIEで生じた
GaAs結晶のダメージは、高濃度のp型不純物層の活
性化の際の熱処理で回復することができる。
なお、上記実施例では、ケート長を決定するホトレジス
ト膜10の幅を1μmとしたが、何らこの値に限定され
ることはなく、所望のグー1〜長が得られるようにホト
レジスト膜10の幅を変えて構わない。例えば、0.7
μmのゲート長を得る場合には、ホトレジスト膜10の
幅を0.7μm1とすれば良い1.また、P+層の注入
イオン種及び注入条件は、ZT1+及び200keV、
5 X 1014cm−2で行なったが何らこれらの値
に限定されることはない。絶縁膜14には厚さ3000
人のSj O2を用いたが、他の絶縁膜、例えば窒化シ
リコン(813N、)等を用いても良い。また、厚さも
この値に限定されることはない。さらに、このM縁膜は
、ソース、トレインの各電極形成後に、ソース、1−レ
イン、ゲー1への各電極を構成する金属がエツチングさ
れないエツチング液、例えばNil、Fでエツチングを
行ない、除去するようにしてもよい。
ト膜10の幅を1μmとしたが、何らこの値に限定され
ることはなく、所望のグー1〜長が得られるようにホト
レジスト膜10の幅を変えて構わない。例えば、0.7
μmのゲート長を得る場合には、ホトレジスト膜10の
幅を0.7μm1とすれば良い1.また、P+層の注入
イオン種及び注入条件は、ZT1+及び200keV、
5 X 1014cm−2で行なったが何らこれらの値
に限定されることはない。絶縁膜14には厚さ3000
人のSj O2を用いたが、他の絶縁膜、例えば窒化シ
リコン(813N、)等を用いても良い。また、厚さも
この値に限定されることはない。さらに、このM縁膜は
、ソース、トレインの各電極形成後に、ソース、1−レ
イン、ゲー1への各電極を構成する金属がエツチングさ
れないエツチング液、例えばNil、Fでエツチングを
行ない、除去するようにしてもよい。
この発明によれば、N型の半導体層上にイオン注入によ
り高濃度のP型不純物層を形成し、エツチングの制御性
および異方性に優れたRIEにより凸部を形成し、熱処
理を施して高濃度のP型不純物層を活性化すると同時に
、RIEで生じたGaAs結晶のダメージを回復して凸
部のゲート領域を形成し、この凸部の両側に延在してい
る絶縁膜をスペーサとして利用し、ゲート電極を凸部の
ゲート領域に対してのみ電気的接触を形成することによ
って、ゲート長及び動作層の厚さのばらつきを極めて低
減できるため、高周波特性に優れたPN接合FETを高
歩留りで、 かつ再現性良く製造できる顕著な利点があ
る。
り高濃度のP型不純物層を形成し、エツチングの制御性
および異方性に優れたRIEにより凸部を形成し、熱処
理を施して高濃度のP型不純物層を活性化すると同時に
、RIEで生じたGaAs結晶のダメージを回復して凸
部のゲート領域を形成し、この凸部の両側に延在してい
る絶縁膜をスペーサとして利用し、ゲート電極を凸部の
ゲート領域に対してのみ電気的接触を形成することによ
って、ゲート長及び動作層の厚さのばらつきを極めて低
減できるため、高周波特性に優れたPN接合FETを高
歩留りで、 かつ再現性良く製造できる顕著な利点があ
る。
第1図(a)〜(f)は本発明にがかるPN接合の製造
工程を示すいずれも断面図、第2図(a)〜(d)は従
来例のPN接合の製造工程を示すいずれも断面図である
。 11・・・動作層(N層) 12a・・・高濃度のP型不純物層 12b・・・高濃度のP型半導体71 13G・・
・グー1〜電極13S・・・ソース電極
130・・・トレイン電極14・・・絶縁膜
工程を示すいずれも断面図、第2図(a)〜(d)は従
来例のPN接合の製造工程を示すいずれも断面図である
。 11・・・動作層(N層) 12a・・・高濃度のP型不純物層 12b・・・高濃度のP型半導体71 13G・・
・グー1〜電極13S・・・ソース電極
130・・・トレイン電極14・・・絶縁膜
Claims (1)
- 半導体基板上にn型半導体動作層を形成し、このn型半
導体動作層上に高濃度のp型イオンを注入し、高濃度の
p型不純物層を形成する工程と、前記高濃度のp型不純
物層に選択的に異方性エッチングを施してその一部を残
すとともに前記n型半導体動作層の一部表面を露出させ
る工程と、前記露出されたn型半導体動作層上に絶縁膜
を形成する工程と、前記高濃度のp型不純物層を熱処理
により活性化し高濃度のp型半導体層を形成する工程と
、前記高濃度のp型半導体層上にゲート電極を形成する
工程とを含む電界効果トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14885989A JPH0312936A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14885989A JPH0312936A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312936A true JPH0312936A (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=15462338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14885989A Pending JPH0312936A (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0312936A (ja) |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP14885989A patent/JPH0312936A/ja active Pending
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