JPH04111432A - Field-effect transistor and its manufacture - Google Patents
Field-effect transistor and its manufactureInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電界効果トランジスタ、特に、マイクロ波
集積回路(MIC)およびモノリシックマイクロ波集積
回路(MMIC)で使用される高周波動作を実現できる
電界効果トランジスタおよびその製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to field effect transistors, particularly electric field transistors that can realize high frequency operation used in microwave integrated circuits (MICs) and monolithic microwave integrated circuits (MMICs). This invention relates to an effect transistor and its manufacturing method.
マイクロ波帯で高周波動作を目的としたGaAsMMI
CやMICは、電界効果トランジスタ等の能動素子と抵
抗、容量、インダクタンス等の受光素子とを組み合わせ
て構成される。ここで、用いられる電界効果トランジス
タの動作周波数は2GHz以上と非常に高い為、トラン
ジスタ自体の高速性が要求される。したがって、高速性
を示す電流遮断周波数f1を向上させることが必要にな
る。flを向上させる具体的方法としては、トランスコ
ンダクタンスg を向上させ、ゲート8關
量を低減する方法、オーミック領域を低抵抗にする方法
がある。GaAsMMI for high frequency operation in the microwave band
C and MIC are constructed by combining an active element such as a field effect transistor and a light receiving element such as a resistor, capacitor, and inductance. Here, since the operating frequency of the field effect transistor used is extremely high, 2 GHz or more, the transistor itself is required to have high speed. Therefore, it is necessary to improve the current cutoff frequency f1, which indicates high speed. Specific methods for improving fl include a method of improving transconductance g and reducing the amount of gate 8, and a method of making the ohmic region low in resistance.
その為、従来の電界効果トランジスタの製造方法では、
g ゛の向上およびゲート容量の低減の為に0.5μm
以下の短ゲートを設けていた。また、ソース抵抗を減ら
す為に、ゲート電極と自己整合的にオーミック領域にイ
オンを注入し、それを活性化することにより低抵抗領域
を設ける方法が考えられた。Therefore, in the conventional manufacturing method of field effect transistors,
0.5 μm to improve g ゛ and reduce gate capacitance
The following short gates were installed. Furthermore, in order to reduce the source resistance, a method has been considered in which ions are implanted into the ohmic region in self-alignment with the gate electrode and activated to provide a low resistance region.
しかし、オーミック領域をゲート電極と自己整合的に対
称にイオン注入して低抵抗にすると、ドレイン・ゲート
耐圧が低くなり、電流−電圧飽和特性が悪化する。また
、同様な理由でドレインコンダクタンスも悪くなる。However, if the ohmic region is made to have a low resistance by ion implantation symmetrically with the gate electrode in a self-aligned manner, the drain-gate breakdown voltage becomes low and current-voltage saturation characteristics deteriorate. Furthermore, the drain conductance also deteriorates for the same reason.
そこで本発明はfTの高い電界効果トランジスタを提供
することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a field effect transistor with high fT.
また、簡単に短ゲートを形成でき、f、の高い電界効果
トランジスタを製造できる製造方法を提供することを目
的とする。Another object of the present invention is to provide a manufacturing method that can easily form a short gate and manufacture a field effect transistor with high f.
上記課題を達成するため、本発明に係る電界効果トラン
ジスタは半導体基板のソース形成部のみに形成された低
抵抗領域と、この低抵抗領域上に形成されたソース電極
と、上記半導体基板のゲート形成部上に形成されたダミ
ーゲートと、このダミーゲートにおける上記半導体基板
のドレイン形成部側に位置する側面および上面の一部と
接触するように設置されたゲート電極と、上記ドレイン
形成部上に形成されたドレイン電極とを備えて構成され
ている。In order to achieve the above object, a field effect transistor according to the present invention includes a low resistance region formed only in a source formation portion of a semiconductor substrate, a source electrode formed on this low resistance region, and a gate formation portion of the semiconductor substrate. a dummy gate formed on the drain formation part; a gate electrode installed so as to be in contact with a part of the side surface and top surface of the dummy gate located on the drain formation part side of the semiconductor substrate; and a gate electrode formed on the drain formation part. and a drain electrode.
また、本発明に係る電界効果トランジスタの製造方法は
半導体基板のソース形成部上に開口を有するマスクパタ
ーンを形成する工程と、上記開口のゲート形成部上にダ
ミーゲートを形成する工程と、このダミーゲートおよび
上記マスクパターンを用いて、自己整合的に不純物を上
記半導体基板内に注入し、上記ソース形成部を低抵抗に
する工程と、上記マスクパターンを除去し、ドレイン形
成部側に位置する上記ダミーゲートの側面および上面の
一部と接触するようにゲート電極を形成する工程とを含
んで構成される。Further, the method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention includes a step of forming a mask pattern having an opening on a source formation portion of a semiconductor substrate, a step of forming a dummy gate on the gate formation portion of the opening, and a step of forming a dummy gate on the gate formation portion of the opening. A step of injecting impurities into the semiconductor substrate in a self-aligned manner using the gate and the mask pattern to make the source formation part low in resistance, and removing the mask pattern and implanting the impurity in the semiconductor substrate located on the side of the drain formation part. The method includes a step of forming a gate electrode so as to be in contact with a portion of a side surface and a top surface of the dummy gate.
本発明に係る電界効果トランジスタは、ソース・ゲート
間の抵抗のみが減少し、ゲート・ドレイン間の耐圧は低
減しない。その為、電界効果トランジスタは高いfTを
有すると共に高耐圧となる。In the field effect transistor according to the present invention, only the resistance between the source and the gate is reduced, but the breakdown voltage between the gate and the drain is not reduced. Therefore, the field effect transistor has a high fT and a high breakdown voltage.
また、本発明に係る製造方法によると、ダミーゲートを
用いて自己整合的に不純物を注入する為、ソース形成部
は精度良く配置され、ゲートをダミーゲートと重ねて形
成するので、ゲート長を少なくとも光学露光による開口
幅より小さくすることができる。In addition, according to the manufacturing method of the present invention, impurities are implanted in a self-aligned manner using a dummy gate, so the source formation part is placed with high precision, and the gate is formed overlapping the dummy gate, so the gate length can be reduced at least. The aperture width can be made smaller than the aperture width obtained by optical exposure.
以下、この発明の一実施例に係る電界効果トランジスタ
およびその製造方法を添付図面に基づき説明する。なお
、説明において同一要素には同一符号を用い、重複する
説明は省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A field effect transistor and a method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
第1図は一実施例に係る電界効果トランジスタの構造を
示す縦断面図である。半導体基板1の上面には活性層1
aが形成されており、そのソース・形成部1sは不純物
のイオン注入などにより、低抵抗領域ISになっている
。この低抵抗領域1s上にはソース電極Sがオーミック
接触で形成されている。また、半導体基板1のゲート形
成部にはSiN膜2を介してダミーゲートG、が形成さ
れており、このダミーゲートG、と一部重なるように、
ゲート電極Gが形成されている。このゲート電極Gはソ
ース形成部の反対側、すなわちドレイン形成部側に形成
されている。また、ドレイン電極りはSfN膜2を介し
、上記ドレイン形成部上に形成されている。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of a field effect transistor according to one embodiment. An active layer 1 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1.
A is formed, and its source/forming portion 1s has become a low resistance region IS by ion implantation of impurities or the like. A source electrode S is formed in ohmic contact on this low resistance region 1s. In addition, a dummy gate G is formed in the gate formation portion of the semiconductor substrate 1 via a SiN film 2, so that it partially overlaps with the dummy gate G.
A gate electrode G is formed. This gate electrode G is formed on the side opposite to the source formation part, that is, on the drain formation part side. Further, a drain electrode is formed on the drain formation portion with the SfN film 2 interposed therebetween.
このように、本実施例に電界効果トランジスタによると
、ダミーゲートGdが形成された後で、そのドレイン形
成部側にゲート電極が重ねて設置される構造を有するの
で、ゲート電極のゲート長を短くすることができる。ま
た、ソース形成部のみが低抵抗になっているので、ゲー
ト・ドレイン耐圧を低減することなく、g 1 fr
が向上され、ドレイン・コンダクタンスが改善されてい
る。なお、ゲート電極はソース側のみ絶縁膜上に乗って
いるのでCg、(ゲート・ドレイン間容量)を増すこと
もない。In this way, according to the field effect transistor of this embodiment, after the dummy gate Gd is formed, the gate electrode is placed overlappingly on the side where the drain is formed, so that the gate length of the gate electrode can be shortened. can do. In addition, since only the source forming part has low resistance, g 1 fr
and improved drain conductance. Note that since the gate electrode is placed on the insulating film only on the source side, Cg (gate-drain capacitance) does not increase.
第2図はGaAs基板を用いた電界効果トランジスタの
製造方法を示す工程図である。まず、半絶縁性GaAs
基板1上にSiイオンを注入し、その後、アニールによ
りイオン注入部を活性化して基板表面に活性層1aを形
成する。この活性層1aの上部にSiN膜2をプラズマ
CVD法により堆積する(同図(a))。なお、活性層
1aはエピタキシャル成長法により形成してもよい。FIG. 2 is a process diagram showing a method for manufacturing a field effect transistor using a GaAs substrate. First, semi-insulating GaAs
Si ions are implanted onto the substrate 1, and then the ion implanted portion is activated by annealing to form an active layer 1a on the substrate surface. A SiN film 2 is deposited on top of this active layer 1a by plasma CVD (FIG. 2(a)). Note that the active layer 1a may be formed by an epitaxial growth method.
次に、このSiN膜2の上部に、GaAs基板1のソー
ス形成領域に開口を有するレジストパターン3を形成す
る(同図(b))。この開口にはSiN膜2が露出して
いる。Next, a resist pattern 3 having an opening in the source formation region of the GaAs substrate 1 is formed on the SiN film 2 (FIG. 3(b)). The SiN film 2 is exposed in this opening.
さらに、このレジストパターン3の上面にスパッタ法に
よりS 102膜4を例えば5000〜6000オング
ストローム堆積する(同図(C))。その後、RIEを
用いてSiO2膜4をエッチバックすることにより、レ
ジストパターン3のソース形成領域側に付着したS l
02膜4で形成されたダミーゲートGdを構成する(
同図(d))。なお、ここではSiO2膜を堆積したが
例えばECR−CVD法によりSiN膜を堆積してもよ
い。Further, an S 102 film 4 having a thickness of, for example, 5000 to 6000 angstroms is deposited on the upper surface of this resist pattern 3 by sputtering (FIG. 3(C)). Thereafter, by etching back the SiO2 film 4 using RIE, the S l attached to the source formation region side of the resist pattern 3 is removed.
02 film 4 constitutes a dummy gate Gd (
Figure (d)). Although the SiO2 film is deposited here, a SiN film may be deposited by, for example, the ECR-CVD method.
次に、レジストパターン3およびダミーゲートGdを用
いて、SiイオンをGaAs基板1に深く注入し、低抵
抗領域ISをソース形成領域のみに形成する。その後、
レジストパターン3を除去しSiN膜2を露出させる(
同図(e))。この注入領域のSiイオンはアニール処
理により活性化される。Next, using the resist pattern 3 and the dummy gate Gd, Si ions are deeply implanted into the GaAs substrate 1 to form a low resistance region IS only in the source formation region. after that,
Remove the resist pattern 3 and expose the SiN film 2 (
Figure (e)). The Si ions in this implanted region are activated by annealing.
次に、ダミーゲートGdの両側に位置するSiN膜2に
開口を形成し、ソース電極Sおよびドレイン電極りを活
性層1a上にオーミック接合で形成しく同図(f))
、ゲートを形成する為のレジストパターン5を形成する
。この時、フォトリソグラフィ技術などの光学露光によ
り、例えばレジストパターン5の開口幅が0.6μmで
あっても十分に開口できる。その後、このレジストパタ
ーン5に基づきRIEを用いてSiN膜2を除去する(
同図(g))。Next, an opening is formed in the SiN film 2 located on both sides of the dummy gate Gd, and a source electrode S and a drain electrode are formed on the active layer 1a by ohmic contact (FIG. 3(f)).
, a resist pattern 5 for forming a gate is formed. At this time, even if the opening width of the resist pattern 5 is 0.6 μm, a sufficient opening can be made by optical exposure such as photolithography technology. Thereafter, the SiN film 2 is removed using RIE based on this resist pattern 5 (
Figure (g)).
次に、蒸着法によりT i / P t / A uか
らなる多層金属膜6を例えば500/30015000
オングストロームの膜厚でレジストパターン5の上面お
よびその開口に蒸着しく同図(h)) 、最後に、レジ
ストパターン5をリフトオフで除去することにより、電
界効果トランジスタを形成する(同図(i))。例えば
、光学露光で開口できる限度幅0.6μmでダミーゲー
トGdを形成しても、ゲートGはダミーゲートGdに重
ねて形成されるので、ゲートGの実質的な(活性層1a
と接触する)ゲート長を小さくすることができる。ダミ
ーゲートG の幅はS t O2膜4の膜厚を変えるこ
とにより調整することができ(同図(c)参照)、ゲー
トGの実質的なゲート長はレジストパターン5から露出
するダミーゲートGdの程度(同図(h)参照)を変え
ることにより簡単に変更することができる。Next, a multilayer metal film 6 made of Ti/Pt/Au is deposited using a vapor deposition method, for example, with a thickness of 500/30015000.
The resist pattern 5 is deposited with a film thickness of angstroms on the upper surface of the resist pattern 5 and its opening ((h) in the same figure), and finally, the resist pattern 5 is removed by lift-off to form a field effect transistor ((i) in the same figure). . For example, even if the dummy gate Gd is formed with the maximum opening width of 0.6 μm by optical exposure, the gate G will be formed overlapping the dummy gate Gd, so that the substantial (active layer 1a
(contact with) can reduce the gate length. The width of the dummy gate G can be adjusted by changing the thickness of the S t O2 film 4 (see figure (c)), and the actual gate length of the gate G can be adjusted by changing the width of the dummy gate Gd exposed from the resist pattern 5. This can be easily changed by changing the degree of (see (h) in the same figure).
このように、SiO2膜4の膜厚や、レジストパターン
5から露出するダミーゲートGdの程度を調整すること
により、サブミクロン単位のゲート長を有するゲートを
簡単に形成することができる。In this way, by adjusting the thickness of the SiO2 film 4 and the extent of the dummy gate Gd exposed from the resist pattern 5, a gate having a gate length on the order of submicrons can be easily formed.
また、ダミーゲートG、の長さにより、ゲートと低抵抗
領域1sの間の距離を自己整合的に決定できるので、ゲ
ートGと低抵抗領域1sの間の距離を正確に配置するこ
とができる。Further, since the distance between the gate and the low resistance region 1s can be determined in a self-aligned manner depending on the length of the dummy gate G, the distance between the gate G and the low resistance region 1s can be accurately arranged.
さらに、ソース電極Sの下方領域にのみダミーゲートと
自己整合的に不純物が深く注入されているので、ゲート
・ドレイン間の耐圧を低下することなく、ソース抵抗を
減少させることができる。Furthermore, since the impurity is deeply implanted only in the region below the source electrode S in a self-aligned manner with the dummy gate, the source resistance can be reduced without lowering the breakdown voltage between the gate and drain.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments.
上記実施例に係る電界効果トランジスタではGaAs基
板を使用しているが、GaAsに限定されないことはい
うまでもない。Although the field effect transistor according to the above embodiment uses a GaAs substrate, it goes without saying that the substrate is not limited to GaAs.
本発明に係る電界効果トランジスタは、ソース電極の下
方領域のみに低抵抗領域を形成し、かつ、ゲート電極を
ダミーゲートと重ねた構造になっているので、ゲート・
ドレイン間の耐圧を低下することなく、高周波特性を高
めることができる。The field effect transistor according to the present invention has a structure in which a low resistance region is formed only in the region below the source electrode, and the gate electrode is overlapped with the dummy gate.
High frequency characteristics can be improved without lowering the breakdown voltage between the drains.
また、本発明に係る製造方法は高周波特性の高い電界効
果トランジスタを精度よく製造することができる。Further, the manufacturing method according to the present invention allows field effect transistors with high high frequency characteristics to be manufactured with high precision.
膜。film.
Claims (1)
領域と、前記低抵抗領域上に形成されたソース電極と、
前記半導体基板のゲート形成部上に形成されたダミーゲ
ートと、前記ダミーゲートにおける前記半導体基板のド
レイン形成部側に位置する側面および上面の一部と接触
するように設置されたゲート電極と、前記ドレイン形成
部上に形成されたドレイン電極とを備えて構成されてい
る電界効果トランジスタ。 2、半導体基板のソース形成部上に開口を有するマスク
パターンを形成する工程と、 前記開口のゲート形成部上にダミーゲートを形成する工
程と、 前記ダミーゲートおよび前記マスクパターンを用いて、
自己整合的に不純物を前記半導体基板内に注入し、前記
ソース形成部を低抵抗にする工程と、 前記マスクパターンを除去し、ドレイン形成部側に位置
する前記ダミーゲートの側面および上面の一部と接触す
るようにゲート電極を形成する工程とを含んで構成され
る電界効果トランジスタの製造方法。[Claims] 1. A low resistance region formed only in a source formation portion of a semiconductor substrate, a source electrode formed on the low resistance region,
a dummy gate formed on the gate formation part of the semiconductor substrate; a gate electrode installed so as to be in contact with a part of the side surface and top surface of the dummy gate located on the drain formation part side of the semiconductor substrate; A field effect transistor comprising a drain electrode formed on a drain forming part. 2. forming a mask pattern having an opening over the source formation portion of the semiconductor substrate; forming a dummy gate over the gate formation portion of the opening; using the dummy gate and the mask pattern;
Injecting impurities into the semiconductor substrate in a self-aligned manner to make the source formation part low in resistance; and removing the mask pattern and implanting a part of the side surface and top surface of the dummy gate located on the drain formation part side. forming a gate electrode in contact with the field effect transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23020590A JPH04111432A (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Field-effect transistor and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23020590A JPH04111432A (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Field-effect transistor and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04111432A true JPH04111432A (en) | 1992-04-13 |
Family
ID=16904223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23020590A Pending JPH04111432A (en) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | Field-effect transistor and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04111432A (en) |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP23020590A patent/JPH04111432A/en active Pending
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