JPH04352431A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH04352431A JPH04352431A JP3127548A JP12754891A JPH04352431A JP H04352431 A JPH04352431 A JP H04352431A JP 3127548 A JP3127548 A JP 3127548A JP 12754891 A JP12754891 A JP 12754891A JP H04352431 A JPH04352431 A JP H04352431A
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- JP
- Japan
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- photoresist
- film
- insulating film
- forming
- gate electrode
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関する。
に関する。
【0002】
【従来の技術】GaAs等の化合物半導体を用いた集積
回路を超高速動作させるためには、集積回路を構成する
素子自身の高速性と各素子(MESFET)の均一性が
必須である。特に、集積化が進むと集積回路全体の動作
速度を上げるには均一性が重要となる。
回路を超高速動作させるためには、集積回路を構成する
素子自身の高速性と各素子(MESFET)の均一性が
必須である。特に、集積化が進むと集積回路全体の動作
速度を上げるには均一性が重要となる。
【0003】MESFETの均一化を妨げている主な要
因として、GaAs等の化合物半導体は、表面状態が不
安定であること、また、ソ−ス・ゲ−ト電極間及びゲ−
ト・ドレイン電極間の高濃度層が表面準位のために深く
空乏化することにより、直列抵抗が増大することが挙げ
られる。これを解決する方法として、 A.耐熱性ゲ−ト金属を用いてゲ−ト電極の両側に高濃
度不純物層(n+層)をイオン注入で形成する方法、B
.ゲ−ト電極をソ−ス・ドレイン電極下のn+層から任
意の位置に隣接させることを可能としたSAINT(研
究実用化報告第33巻第4号(1984)、P.643
−654参照)等の方法 が提案されている。
因として、GaAs等の化合物半導体は、表面状態が不
安定であること、また、ソ−ス・ゲ−ト電極間及びゲ−
ト・ドレイン電極間の高濃度層が表面準位のために深く
空乏化することにより、直列抵抗が増大することが挙げ
られる。これを解決する方法として、 A.耐熱性ゲ−ト金属を用いてゲ−ト電極の両側に高濃
度不純物層(n+層)をイオン注入で形成する方法、B
.ゲ−ト電極をソ−ス・ドレイン電極下のn+層から任
意の位置に隣接させることを可能としたSAINT(研
究実用化報告第33巻第4号(1984)、P.643
−654参照)等の方法 が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記A
、Bの方法におけるソ−ス・ドレイン電極(オ−ミック
電極)の形成位置は、これら電極を形成する際、すなわ
ち、リフトオフ時に使用するフォトレジスト形成時の重
ね合わせ精度に依存しており、図13に示すように、重
ね合わせのズレが生じ、ゲ−ト・ソ−ス電極間距離LG
S,ゲ−ト・ドレイン電極間距離LGDが所望の位置か
らずれて形成されるという問題がある。図13の例では
、設計寸法がゲ−ト・ソ−ス電極間距離LGS=ゲ−ト
・ドレイン電極間距離LGDであるのに、上記ズレによ
り、ゲ−ト・ソ−ス電極間距離LGS<ゲ−ト・ドレイ
ン電極間距離LGDとなった場合を示している。
、Bの方法におけるソ−ス・ドレイン電極(オ−ミック
電極)の形成位置は、これら電極を形成する際、すなわ
ち、リフトオフ時に使用するフォトレジスト形成時の重
ね合わせ精度に依存しており、図13に示すように、重
ね合わせのズレが生じ、ゲ−ト・ソ−ス電極間距離LG
S,ゲ−ト・ドレイン電極間距離LGDが所望の位置か
らずれて形成されるという問題がある。図13の例では
、設計寸法がゲ−ト・ソ−ス電極間距離LGS=ゲ−ト
・ドレイン電極間距離LGDであるのに、上記ズレによ
り、ゲ−ト・ソ−ス電極間距離LGS<ゲ−ト・ドレイ
ン電極間距離LGDとなった場合を示している。
【0005】ズレの原因としては、位置検出精度,ウェ
ハのソリ,周囲温度の変動によるフォトマスクの伸縮等
がある。このズレをなくすためには、ステッパ−(縮小
投影露光装置)等の高精度位置合わせ機能を有する露光
装置を用いる必要があるが、一般にこれらの露光装置は
非常に高価で、製造コスト高の一要因になってしまう。
ハのソリ,周囲温度の変動によるフォトマスクの伸縮等
がある。このズレをなくすためには、ステッパ−(縮小
投影露光装置)等の高精度位置合わせ機能を有する露光
装置を用いる必要があるが、一般にこれらの露光装置は
非常に高価で、製造コスト高の一要因になってしまう。
【0006】本発明は、上述の事情に鑑みて為されたも
のであり、オ−ミック電極形成時の重ね合わせのズレに
よって生ずる直列抵抗のバラツキを低減することができ
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
のであり、オ−ミック電極形成時の重ね合わせのズレに
よって生ずる直列抵抗のバラツキを低減することができ
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上
にゲート電極形成予定位置とオーミック電極形成予定位
置間に開孔を有する第1のフォトレジスト膜を形成する
工程と、前記第1のフォトレジスト膜をマスクとして不
純物をイオン注入して、第1の高濃度層を形成する工程
と、全面から第2の絶縁膜を形成する工程と、ゲート電
極形成予定位置以外の前記第2の絶縁膜を覆う第2のフ
ォトレジスト膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜を
マスクとして露出した前記第1の絶縁膜をサイドエッチ
ングする工程と、全面から第3の絶縁膜を形成する工程
と、ゲート電極形成予定位置以外の前記第1及び第2の
フォトレジスト膜を除去し、該第1及び第2のフォトレ
ジスト膜上の前記第2及び第3の絶縁膜を除去する工程
と、前記第2及び第3の絶縁膜をマスクとして不純物を
イオン注入して、第2の高濃度層を形成する工程と、ゲ
ート電極形成予定位置の前記第1のフォトレジストを除
去し、該第1のフォトレジシスト膜上の第2及び第3の
絶縁膜を除去する工程と、前記第2の絶縁膜をマスクと
して、前記第1の絶縁膜をエッチングする工程と、露出
した半導体基板上にゲート電極及びオ−ミック電極を形
成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法である。
に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上
にゲート電極形成予定位置とオーミック電極形成予定位
置間に開孔を有する第1のフォトレジスト膜を形成する
工程と、前記第1のフォトレジスト膜をマスクとして不
純物をイオン注入して、第1の高濃度層を形成する工程
と、全面から第2の絶縁膜を形成する工程と、ゲート電
極形成予定位置以外の前記第2の絶縁膜を覆う第2のフ
ォトレジスト膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜を
マスクとして露出した前記第1の絶縁膜をサイドエッチ
ングする工程と、全面から第3の絶縁膜を形成する工程
と、ゲート電極形成予定位置以外の前記第1及び第2の
フォトレジスト膜を除去し、該第1及び第2のフォトレ
ジスト膜上の前記第2及び第3の絶縁膜を除去する工程
と、前記第2及び第3の絶縁膜をマスクとして不純物を
イオン注入して、第2の高濃度層を形成する工程と、ゲ
ート電極形成予定位置の前記第1のフォトレジストを除
去し、該第1のフォトレジシスト膜上の第2及び第3の
絶縁膜を除去する工程と、前記第2の絶縁膜をマスクと
して、前記第1の絶縁膜をエッチングする工程と、露出
した半導体基板上にゲート電極及びオ−ミック電極を形
成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法である。
【0008】
【作用】ソ−ス電極及びドレイン電極としてのオ−ミッ
ク電極を形成するためのフォトレジスト膜の窓開き部分
が所望の形成領域からずれても、ソ−ス電極及びドレイ
ン電極と第1の高濃度層との接触位置が第2の絶縁膜の
端部位置となるため、実効的なLGD及びLGSは、所
望の距離になり、直列抵抗も所望の値になる。従って、
MESFET特性の均一性が向上する。従って、高度な
重ね合わせ技術も不要となるため、従来よりも安価な装
置で集積回路の製造が可能となる。
ク電極を形成するためのフォトレジスト膜の窓開き部分
が所望の形成領域からずれても、ソ−ス電極及びドレイ
ン電極と第1の高濃度層との接触位置が第2の絶縁膜の
端部位置となるため、実効的なLGD及びLGSは、所
望の距離になり、直列抵抗も所望の値になる。従って、
MESFET特性の均一性が向上する。従って、高度な
重ね合わせ技術も不要となるため、従来よりも安価な装
置で集積回路の製造が可能となる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の一実施例の半導体装置の製造
方法を図1〜図12を用いて詳細に説明する。
方法を図1〜図12を用いて詳細に説明する。
【0010】1.半絶縁性GaAs基板(1)の主表面
全面に、ECRCVD法を用いて窒化ケイ素(以下、S
iNと記す)膜(2)を約150Å形成し、その後、フ
ォトレジスト(例えば、東京応化(株)製OEBR)(
3)を塗布し、所望領域に窓開けを行ない、続いて、不
純物(28Si+)をスルーイオン注入してn形動作層
(4)を形成する(図1)。注入条件は、加速電圧40
KeV,ド−ズ量3×1012cm−2とした。
全面に、ECRCVD法を用いて窒化ケイ素(以下、S
iNと記す)膜(2)を約150Å形成し、その後、フ
ォトレジスト(例えば、東京応化(株)製OEBR)(
3)を塗布し、所望領域に窓開けを行ない、続いて、不
純物(28Si+)をスルーイオン注入してn形動作層
(4)を形成する(図1)。注入条件は、加速電圧40
KeV,ド−ズ量3×1012cm−2とした。
【0011】2.フォトジスト(3)及びSiN膜(2
)を除去し、ECRCVD法を用いて再度SiN膜(第
1の絶縁膜)(5)を約500Å形成し、このSiN膜
(5)上にフォトジスト(第1のフォトレジスト;例え
ば、東京応化(株)製OEBR)(6)を塗布し、所望
の領域に窓開けを行ない、続いて、不純物(28Si+
)をスルーイオン注入してn+層(第1の高濃度層)(
7)を形成する。注入条件は、加速電圧90KeV、ド
−ズ量5×1012cm−2とした。さらに、スパッタ
法を用いて酸化ケイ素(第2の絶縁膜;以下、SiO2
と記す)膜(8)を0.3μmを形成する(図2)。
)を除去し、ECRCVD法を用いて再度SiN膜(第
1の絶縁膜)(5)を約500Å形成し、このSiN膜
(5)上にフォトジスト(第1のフォトレジスト;例え
ば、東京応化(株)製OEBR)(6)を塗布し、所望
の領域に窓開けを行ない、続いて、不純物(28Si+
)をスルーイオン注入してn+層(第1の高濃度層)(
7)を形成する。注入条件は、加速電圧90KeV、ド
−ズ量5×1012cm−2とした。さらに、スパッタ
法を用いて酸化ケイ素(第2の絶縁膜;以下、SiO2
と記す)膜(8)を0.3μmを形成する(図2)。
【0012】3.フォトレジスト(第2のフォトレジス
ト;例えば、東京応化(株)製OEBR)(9)を塗布
し、ゲ−ト電極形成予定部以外のSiO2膜(8)を覆
うように窓開けを行う。その後、NH4F:HF=12
0:1の混合液でスライトエッチし、フォトレジスト(
6)側面のSiO2膜(8)を除去する(図3)。
ト;例えば、東京応化(株)製OEBR)(9)を塗布
し、ゲ−ト電極形成予定部以外のSiO2膜(8)を覆
うように窓開けを行う。その後、NH4F:HF=12
0:1の混合液でスライトエッチし、フォトレジスト(
6)側面のSiO2膜(8)を除去する(図3)。
【0013】4.O2中のRIE(反応性イオンエッチ
ング)を行い、これにより露出したレジスト(6)を所
望の幅に加工する(図4)。この幅が、最終的なゲ−ト
長となる。
ング)を行い、これにより露出したレジスト(6)を所
望の幅に加工する(図4)。この幅が、最終的なゲ−ト
長となる。
【0014】5.スパッタ法を用いて再度SiO2膜(
第3の絶縁膜)(10)を約3,000Å形成する(図
5)。
第3の絶縁膜)(10)を約3,000Å形成する(図
5)。
【0015】6.T型部(フォトレジスト(6)とSi
O2膜(8)で構成される)(19)を覆うようにフォ
トレジスト(例えば、東京応化(株)製OEBR)(1
1)を形成し、フォトレジスト(9)の側面のSiO2
膜(10)を上記混合液でスライトエッチして除去する
(図6)。
O2膜(8)で構成される)(19)を覆うようにフォ
トレジスト(例えば、東京応化(株)製OEBR)(1
1)を形成し、フォトレジスト(9)の側面のSiO2
膜(10)を上記混合液でスライトエッチして除去する
(図6)。
【0016】7.フォトレジスト(9)及び(11)を
除去した後、再度フォトレジスト(例えば、東京応化(
株)製OEBR)(12)を上記6の工程と同様に形成
する(図7)。
除去した後、再度フォトレジスト(例えば、東京応化(
株)製OEBR)(12)を上記6の工程と同様に形成
する(図7)。
【0017】8.上記混合液で両側のフォトレジスト(
6)の側面のSiO2膜(8)をスライトエッチして除
去し、その後、フォトレジスト(12)及び(6)を除
去する。さらに、改めてフォトレジスト(例えば、東京
応化(株)製OEBR)(13)を形成した後、不純物
(28Si+)をイオン注入し、n++層(第2の高濃
度層)(18)を形成する(図8)。注入条件は、加速
電圧120KeV、ド−ズ量5×1013cm−2とし
た。また、このイオン注入に際しては、SiO2膜(8
)及び(10)がイオン阻止膜として働くため、SiN
膜(5)が露呈している領域だけにイオン注入される。
6)の側面のSiO2膜(8)をスライトエッチして除
去し、その後、フォトレジスト(12)及び(6)を除
去する。さらに、改めてフォトレジスト(例えば、東京
応化(株)製OEBR)(13)を形成した後、不純物
(28Si+)をイオン注入し、n++層(第2の高濃
度層)(18)を形成する(図8)。注入条件は、加速
電圧120KeV、ド−ズ量5×1013cm−2とし
た。また、このイオン注入に際しては、SiO2膜(8
)及び(10)がイオン阻止膜として働くため、SiN
膜(5)が露呈している領域だけにイオン注入される。
【0018】9.上記混合液でフォトレジスト(6)の
側面のSiO2膜(10)をスライトエッチして除去し
、その後、レジスト膜(6)及び(13)を除去する。 その後、880℃で5秒間の短時間アニ−ルを施し、各
イオン注入層を活性化する(図9)。
側面のSiO2膜(10)をスライトエッチして除去し
、その後、レジスト膜(6)及び(13)を除去する。 その後、880℃で5秒間の短時間アニ−ルを施し、各
イオン注入層を活性化する(図9)。
【0019】10.フォトレジスト(例えば、東京応化
(株)製OEBR)(14)を形成し、ソ−ス電極,ド
レイン電極形成予定領域の窓開けを行なう。引き続き、
CF4ガス中のプラズマエッチングでSiN膜(5)を
エッチングする。この際、SiO2膜(8)がエッチン
グのマスクとして働くため、SiN膜(5)のエッジは
SiO2膜(8)のエッジと等しくなる。続いて、Au
Ge/Ni膜(15)を蒸着する(図10)。
(株)製OEBR)(14)を形成し、ソ−ス電極,ド
レイン電極形成予定領域の窓開けを行なう。引き続き、
CF4ガス中のプラズマエッチングでSiN膜(5)を
エッチングする。この際、SiO2膜(8)がエッチン
グのマスクとして働くため、SiN膜(5)のエッジは
SiO2膜(8)のエッジと等しくなる。続いて、Au
Ge/Ni膜(15)を蒸着する(図10)。
【0020】11.フォトレジスト(14)上の不要な
AuGe/Ni膜(15)をフォトレジスト(14)と
ともにリフトオフした後、H2雰囲気中450℃,12
0秒熱処理することにより、オ−ミック電極(20)を
形成する。続いて、フォトレジスト(例えば、東京応化
(株)製OEBR)(16)を形成し、ゲート電極の庇
部(21)に相当する部位に窓開けを行ない、露出した
SiN膜(5)をCF4ガス中のプラズマエッチングで
除去する。引き続いて、Ti/Pt/Au膜(22)を
蒸着する(図11)。
AuGe/Ni膜(15)をフォトレジスト(14)と
ともにリフトオフした後、H2雰囲気中450℃,12
0秒熱処理することにより、オ−ミック電極(20)を
形成する。続いて、フォトレジスト(例えば、東京応化
(株)製OEBR)(16)を形成し、ゲート電極の庇
部(21)に相当する部位に窓開けを行ない、露出した
SiN膜(5)をCF4ガス中のプラズマエッチングで
除去する。引き続いて、Ti/Pt/Au膜(22)を
蒸着する(図11)。
【0021】12.フォトレジスト(16)上の不要な
Ti/Pf/Au 膜 (22)をフォトレジスト(1
6)とともにリフトオフし、ゲ−ト電極(17)を形成
する(図12)。
Ti/Pf/Au 膜 (22)をフォトレジスト(1
6)とともにリフトオフし、ゲ−ト電極(17)を形成
する(図12)。
【0022】
【発明の効果】ソ−ス電極及びドレイン電極としてのオ
−ミック電極と、n+層(7)との接続部は、リフトオ
フで形成されたSiO2膜(8)で規定される。この残
留SiO2膜(8)は、フォトレジスト(6)のパタ−
ンに一致する。このパターン寸法は、重ね合わせ精度よ
り、高精度で制御することが可能であることから、従来
の重ね合わせによるオ−ミック電極の形成位置決定手法
より、高い精度で位置決定できる。また、前記したよう
に、残留SiO2膜(8)がオ−ミック電極のゲ−ト側
の端部の位置決定をするので、オ−ミック電極の形成位
置が多少ずれても、ゲ−ト電極とオ−ミック電極の実行
的な距離は、所望の値に保たれる。従って、高度なマス
ク合わせ精度を有する高価な装置は不要となる。
−ミック電極と、n+層(7)との接続部は、リフトオ
フで形成されたSiO2膜(8)で規定される。この残
留SiO2膜(8)は、フォトレジスト(6)のパタ−
ンに一致する。このパターン寸法は、重ね合わせ精度よ
り、高精度で制御することが可能であることから、従来
の重ね合わせによるオ−ミック電極の形成位置決定手法
より、高い精度で位置決定できる。また、前記したよう
に、残留SiO2膜(8)がオ−ミック電極のゲ−ト側
の端部の位置決定をするので、オ−ミック電極の形成位
置が多少ずれても、ゲ−ト電極とオ−ミック電極の実行
的な距離は、所望の値に保たれる。従って、高度なマス
ク合わせ精度を有する高価な装置は不要となる。
【0023】以上述べた様に、本発明方法を用いれば、
安価な装置で精度良くオ−ミック電極を形成することが
できる。
安価な装置で精度良くオ−ミック電極を形成することが
できる。
【図1】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図2】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図3】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図4】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図5】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図6】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図7】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図8】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図9】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図10】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図11】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図12】本発明の一実施例の工程断面図である。
【図13】従来の半導体装置の概略断面図である。
(1) 半絶縁性GaAs基板
(2) SiN膜
(3) フォトレジスト
(4) n形動作層
(5) SiN膜
(6) フォトジスト
(7) n+層
(8) SiO2膜
(9) フォトレジスト
(10) SiO2膜
(11) フォトレジスト
(12) フォトレジスト
(13) フォトレジスト
(14) フォトレジスト
(15) AuGe/Ni膜
(16) フォトレジスト
(17) ゲ−ト電極
(18) n++層
(19) T字部
(20) オ−ミック電極
(21) 庇部
(22) Ti/Pt/Au膜
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第1の絶縁膜上にゲート電極形成予定位
置とオーミック電極形成予定位置間に開孔を有する第1
のフォトレジスト膜を形成する工程と、前記第1のフォ
トレジスト膜をマスクとして不純物をイオン注入して、
第1の高濃度層を形成する工程と、全面から第2の絶縁
膜を形成する工程と、ゲート電極形成予定位置以外の前
記第2の絶縁膜を覆う第2のフォトレジスト膜を形成す
る工程と、前記第2の絶縁膜をマスクとして露出した前
記第1の絶縁膜をサイドエッチングする工程と、全面か
ら第3の絶縁膜を形成する工程と、ゲート電極形成予定
位置以外の前記第1及び第2のフォトレジスト膜を除去
し、該第1及び第2のフォトレジスト膜上の前記第2及
び第3の絶縁膜を除去する工程と、前記第2及び第3の
絶縁膜をマスクとして不純物をイオン注入して、第2の
高濃度層を形成する工程と、ゲート電極形成予定位置の
前記第1のフォトレジストを除去し、該第1のフォトレ
ジシスト膜上の第2及び第3の絶縁膜を除去する工程と
、前記第2の絶縁膜をマスクとして、前記第1の絶縁膜
をエッチングする工程と、露出した半導体基板上にゲー
ト電極及びオ−ミック電極を形成する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127548A JPH04352431A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127548A JPH04352431A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04352431A true JPH04352431A (ja) | 1992-12-07 |
Family
ID=14962735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3127548A Pending JPH04352431A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04352431A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6617660B2 (en) | 1998-09-09 | 2003-09-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Field effect transistor semiconductor and method for manufacturing the same |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP3127548A patent/JPH04352431A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6617660B2 (en) | 1998-09-09 | 2003-09-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Field effect transistor semiconductor and method for manufacturing the same |
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