JPS60136263A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS60136263A
JPS60136263A JP58243129A JP24312983A JPS60136263A JP S60136263 A JPS60136263 A JP S60136263A JP 58243129 A JP58243129 A JP 58243129A JP 24312983 A JP24312983 A JP 24312983A JP S60136263 A JPS60136263 A JP S60136263A
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forming
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/80FETs having rectifying junction gate electrodes

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain with high yield super high frequency MESFET's having short gate lengths, small source parasitic resistances, and no possibility of the decrease in gate widthstand voltage by including the process of forming a high concentration region in a substrate around a wall metal film and a wall insulation film. CONSTITUTION:After an oxide film 10 is deposited over the entire surface by the sputtering method, the part other than only the upright part of the oxide film 10 is removed by RIE, when a wall oxide film 10a integral with a wall metal film 19a is formed. Next, on removal of a pattern 8 by plasma etching, the films 9a and 10a are left on the substrate. Therefore, when annealing is carried out after impurity ions are implanted to a low concentration region 7 on the substrate by using the films 9a and 10a as a mask, n-type high concentration regions 3 and 4 are formed on the substrate surface around the films 9a and 10a. The regions 3 and 4 serve as the source region and the drain region of a MESFET, respectively; on the other hand, the remaining n-type low concentration region serves as the gate region 2.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は半導体装置の製造方法に関し、さらに詳細に
はGa As ME’S F ETのごとき超高周波用
電界効果型半導体素子の製造に好適な半導体装置に製造
方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device suitable for manufacturing a field-effect semiconductor device for ultra-high frequencies such as a GaAs ME'SFET. It relates to a manufacturing method for the device.

[発明の技術的背景] 第1図はGa As MESFETのごとき超高周波用
の接合型電界効果素子の主要部断面構造を示したもので
あり、1は半絶縁性の基板、2は低濃度のゲート領域、
3は高濃度のソース領域、4は高濃度のドレイン領域、
5はゲート電極である。
[Technical Background of the Invention] Figure 1 shows the cross-sectional structure of the main parts of a junction field effect device for ultra-high frequencies such as a GaAs MESFET, in which 1 is a semi-insulating substrate and 2 is a low-concentration substrate. gate area,
3 is a highly doped source region, 4 is a highly doped drain region,
5 is a gate electrode.

また、6は該素子の動作時に生じる表面空乏層であり、
Rs及びRoはゲート電極5とソース領域3及びドレイ
ン領域4との間に生じるソース寄生抵抗及びドレイン寄
生抵抗である。
Further, 6 is a surface depletion layer generated during operation of the element,
Rs and Ro are a source parasitic resistance and a drain parasitic resistance occurring between the gate electrode 5 and the source region 3 and drain region 4.

前記のごとき構造の電界効果素子の動作特性はゲート領
域2に生ずるソース寄生抵抗Rr及びドレイン寄生抵抗
R9とによって左右され、Rs及びRDが無ネ語し得な
い値である場合の素子の非飽和領域の伝達コンダクタン
スは1/ 1+ (Rs 十Ro)(Iに比例し、また
飽和領域の伝達コンダクタンスは1/ 1+Rs (]
 sに比例することが知られている。くここに、(]、
 !;IsはRs及びRoが零の時の非飽和領域及び飽
和領域の伝達コンダクタンスである。) 従って、高周波特性のよい(71−なわち、伝達コンダ
クタンスの大きい)素子を形成するためにはRs及びR
oの値をできるだ(プ小さくすることが必要である。 
しかるにRs及びRoの値は第1図に示ずIs、IDの
値(すなわち、グー1〜電極とソース領域との間隔I!
s及びゲート電極とドレイン領域との間隔1o>に比例
しているので、Rs及びRoの値を小さくするためには
1s及びlDの値を小さくすることが必要である。
The operating characteristics of the field effect device having the structure described above are influenced by the source parasitic resistance Rr and the drain parasitic resistance R9 generated in the gate region 2, and the non-saturation of the device when Rs and RD are impossible values. The transfer conductance in the region is 1/1+ (Rs + Ro) (proportional to I, and the transfer conductance in the saturated region is 1/1+Rs (]
It is known that it is proportional to s. Here, (),
! ; Is is the transfer conductance in the non-saturated region and the saturated region when Rs and Ro are zero. ) Therefore, in order to form an element with good high frequency characteristics (71-, that is, large transfer conductance), Rs and R
It is necessary to reduce the value of o.
However, the values of Rs and Ro are not shown in FIG. 1, but the values of Is and ID (i.e., the distance between the electrode and the source region I!
Since it is proportional to s and the distance 1o between the gate electrode and the drain region, in order to reduce the values of Rs and Ro, it is necessary to reduce the values of 1s and ID.

また、高周波特性のよい電界効果素子を形成するために
は前記要件に加えてゲート長1Gを小ざくすることも必
要である。
In addition to the above requirements, it is also necessary to reduce the gate length 1G in order to form a field effect element with good high frequency characteristics.

一方、RDをあまり小さくしすぎると、ゲート耐圧が低
下してしまうのでRDをあまり小さくすることは好まし
くない。
On the other hand, if RD is made too small, the gate withstand voltage will drop, so it is not preferable to make RD too small.

従って、ゲート耐圧が大きくかつ伝達コンダクタンスの
高い高周波用電界効果型素子を形成するためにはRsが
ほぼ零に近い反面、Roがある値よりも大きいことが必
要となるが、このようにRs及びRDを制御することは
従来の素子製造方法では不可能であった。
Therefore, in order to form a high-frequency field-effect device with a high gate breakdown voltage and high transfer conductance, while Rs is close to zero, it is necessary that Ro be larger than a certain value. Controlling RD has not been possible with conventional device manufacturing methods.

以下に従来の超高周波用電界効果素子の製造方法につい
て説明)−る。
A conventional method of manufacturing a field effect device for ultra-high frequencies will be explained below.

超高周波用半導体素子として用いられる、GaAs M
ESFETの製造方法には添付図面の第2図及び第3図
に承り二つの方法があった。
GaAs M used as ultra-high frequency semiconductor elements
There are two methods for manufacturing an ESFET, as shown in FIGS. 2 and 3 of the attached drawings.

第一の方法は、第2図(、a>に示すように、まずaa
−Asからなる半絶縁性の基板1にn型の低濃度領域7
を形成した後、該低濃度領域7に選択的に不純物導入を
行って(例えばレジストパターンをマスクとしてイオン
注入した後にアニールすることによって)高濃度領域で
あるソース領[3及びドレイン領域4と低濃度のゲート
領域2とを形成し、さらに第2図(1))に示Jように
ゲート領域2上にショットキィ性のゲート電極5をリフ
トオフ法で形成するという方法である。
The first method is to first
- N-type low concentration region 7 on semi-insulating substrate 1 made of As
After forming the low concentration region 7, impurities are selectively introduced into the low concentration region 7 (for example, by implanting ions using a resist pattern as a mask and then annealing), the source region [3 and drain region 4, which is a high concentration region], and the low concentration region 7 are formed. In this method, a gate region 2 of high concentration is formed, and then a Schottky gate electrode 5 is formed on the gate region 2 by a lift-off method as shown in FIG. 2(1).

一方、第二の方法は、第3図(a)に示すように、Ga
Asからなる半絶縁性の基板1にn型の低濃度領域7を
形成した後、第3図(b)に示づ”ように該低濃度領域
7上にショットキィ性のグー1へ電極5を形成し、さら
に該ゲート電極5をマスクとして該グー1〜電極の周囲
の基板内に不純物導入を行うことにより、高濃度のソー
ス領域3及びドレイン領域4どともに低濃度のゲート領
域2を形成するという方法である。
On the other hand, in the second method, as shown in Figure 3(a), Ga
After forming an n-type low concentration region 7 on a semi-insulating substrate 1 made of As, an electrode 5 of Schottky goo 1 is formed on the low concentration region 7 as shown in FIG. 3(b). By forming impurities into the substrate around the goo 1 to the electrode using the gate electrode 5 as a mask, a low concentration gate region 2 is formed in both the high concentration source region 3 and the drain region 4. The method is to do so.

[背景技術の問題点] 前記第一の方法ではソース領域3とドレイン領域4の形
成後にグー1〜領域5を形成するのでソース領域3とド
レイン領域4をゲート電極5に対して自己整合させるこ
とができず、従って前記1s及びj2oの値が大きくな
ることは避けられなかった。 それゆえ、前記第一の方
法で形成した素子はソース寄生抵抗R5が大きく、その
結果、伝達コンダクタンスが小さく、高周波特性の悪い
素子となっていた。 また、グー1〜電極5が剥離しゃ
ずいという欠点もあった。
[Problems with Background Art] In the first method, since the regions 1 to 5 are formed after the source region 3 and drain region 4 are formed, the source region 3 and drain region 4 must be self-aligned with the gate electrode 5. Therefore, it was inevitable that the values of 1s and j2o would become large. Therefore, the element formed by the first method has a large source parasitic resistance R5, resulting in a small transfer conductance and poor high frequency characteristics. Further, there was also a drawback that the electrodes 1 to 5 were difficult to peel off.

一方、前記第二の方法は第一の方法に存する前記問題点
を解決したものであり、この方法によれば、ソース領域
とトレイン領域とがゲート電極5をマスクとして自己整
合的に形成されるため、前記j!s及び1Dの値は非常
に小さくなり、従ってF< s及びRoの値も小さくな
る。 しかしながら、この第二の方法ではイオン注入後
のアニール時に注入イオンが横方向に拡散してドレイン
領域4及びソース領域3の端がゲート電極5と接触する
位置にまで拡大し、その結果、1Dの値が零に近くなっ
てゲート耐圧が著しく劣化したり、1Sの値が零近くに
なって、しきい値電圧を制御できなくなる等の問題があ
った。 また、この方法でもゲ1〜電極5が剥離しや寸
いという欠点があった。
On the other hand, the second method solves the problems of the first method, and according to this method, the source region and the train region are formed in a self-aligned manner using the gate electrode 5 as a mask. Because of the above j! The values of s and 1D will be very small and therefore the values of F<s and Ro will also be small. However, in this second method, during annealing after ion implantation, the implanted ions diffuse laterally and expand to a position where the ends of the drain region 4 and source region 3 contact the gate electrode 5, and as a result, the 1D There have been problems such as the gate breakdown voltage being significantly degraded as the value approaches zero, and the threshold voltage becoming uncontrollable as the 1S value approaches zero. In addition, this method also has the disadvantage that the electrodes 1 to 5 may peel off or be thin.

それゆえ、前記いずれの方法においても前記矛、及びJ
loの値を精密に制御することができなかったため、従
来方法で製造された素子(よ特性がばらつきやすく、従
って歩留りが悪かった。 また、ゲート電極の形成に際
してマスクを使用して光学的露光方法でゲート長1.を
決定していたため、1Gをサブミクロンオーダーにまで
縮小づることが不可能であり、従ってさらに高い周波数
用の素子を実現することができなかった。 その上、ゲ
ート長1aの異る素子毎にマスクを用意しておかねばな
らないのでマスク製造具等のコストがかなり高価であり
、素子の製造コストを高価に−4る原因となっていた。
Therefore, in any of the above methods, the spear and J
Because it was not possible to precisely control the lo value, devices manufactured using conventional methods (characteristics tended to vary easily and yields were poor. Since the gate length 1 was determined by Since a mask must be prepared for each different element, the cost of mask manufacturing tools and the like is quite high, causing an increase in the manufacturing cost of the element.

[発明の目的] この発明の目的は前記のごとき種々の問題点を解消した
半導体装置の製造方法を提供することである。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that eliminates the various problems described above.

[発明の概要] この発明による方法は、特許請求の範囲に記載したよう
に、(I)表面に特定の導電型領域が形成されている半
絶縁性の基板もしくは半導体製の基板の表面に垂直な側
面を有した所定のパターンを形成する工程ど、(n)該
基板の全表面に電極となる金属膜を形成する工程と、(
III)該金属膜を異方性エツチングして該パターンの
側面を覆う垂直な壁状金属膜部分を形成する工程と、(
IV)該基板の全面に絶縁膜を形成Jる工程と、(L)
該絶縁膜を異方性エツチングすることにより該壁状金属
膜部分と一体の垂直な壁状絶縁膜部分を形成す゛る工程
と、(Vl )選択的エツチングによって該パターンを
除去する工程と、(Vll)該壁状金属膜部分ど該壁状
絶縁膜部分とをマスクにして該基板の表面にイオン注入
後 属膜部分と該壁状絶縁膜部分の周囲の基板内に高濃度領
域を形成する工程とを含lνでいることを特徴とする。
[Summary of the Invention] As described in the claims, the method according to the present invention provides (I) perpendicular to the surface of a semi-insulating substrate or a semiconductor substrate on which a region of a specific conductivity type is formed; (n) forming a metal film to serve as an electrode on the entire surface of the substrate;
III) anisotropically etching the metal film to form a vertical wall-like metal film portion covering the side surface of the pattern;
IV) A step of forming an insulating film on the entire surface of the substrate, and (L)
a step of forming a vertical wall-like insulating film part integral with the wall-like metal film part by anisotropically etching the insulating film; (Vl) a step of removing the pattern by selective etching; ) forming a high concentration region in the substrate around the metal film portion and the wall-like insulating film portion after ion implantation into the surface of the substrate using the wall-like metal film portion and the wall-like insulating film portion as a mask; It is characterized in that it includes lν.

 この発明の方法によれば、例えばMESFETのソー
ス領域及びドレイン領域をゲート電極をマスクとして自
己整合的に形成することができるとともにゲート電極に
対してソース領域及びドレイン領域が接触づ−ることを
未然に防止することができ、従ってゲート耐圧が劣化す
る恐れがなく、かつ伝達コンダクタンスの大きな高周波
用の半導体素子を高い歩留りで生産することができる。
According to the method of the present invention, for example, the source region and drain region of a MESFET can be formed in a self-aligned manner using the gate electrode as a mask, and the source region and drain region can be prevented from coming into contact with the gate electrode. Therefore, there is no risk of gate breakdown voltage deterioration, and high-frequency semiconductor devices with large transfer conductance can be produced at a high yield.

[発明の実施例] 以下に添イ」図面の第4図及び第5図を参照して本発明
の実施例について説明する。 第4図(a)ないし第4
図([)は、本発明方法をGa AS MESFETの
製造に適用した第一実施例を工程順に示した断面図であ
る。
[Embodiments of the Invention] Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 and 5 of the accompanying drawings. Figures 4(a) to 4
Figure ([) is a cross-sectional view showing the first example in which the method of the present invention is applied to manufacturing a Ga AS MESFET in the order of steps.

本発明方法では、まずGaAS塁板1上板不純物温度3
X 1015/ C1l+”の低濃度領1t(n型)7
を厚さ 1.5μmで形成した後、レジストbしくは酸
化膜等によって側面が垂直なパターン8を第4図(a)
に示すように形成する。 該パターン8は金属〃9、レ
ジスト膜もしくは酸化膜等を基板1上の全面に形成した
後に該金属膜、該レジスト膜もしくは酸化膜を反応性イ
オンエツチング(RIE)等の異方性エツチングで選択
的に蝕刻づることにより形成される。 この実施例では
、該パターン8は厚さ8000Xの5i3Nal15!
で形成された。
In the method of the present invention, first, the GaAS base plate 1 upper plate impurity temperature 3
X 1015/ C1l+” low concentration region 1t (n type) 7
After forming a pattern 8 with a thickness of 1.5 μm, a pattern 8 with vertical sides is formed using a resist b or an oxide film as shown in FIG. 4(a).
Form as shown. The pattern 8 is formed by forming a metal 9, a resist film, an oxide film, etc. on the entire surface of the substrate 1, and then selecting the metal film, resist film, or oxide film by anisotropic etching such as reactive ion etching (RIE). It is formed by etching. In this example, the pattern 8 is 5i3Nal15! with a thickness of 8000X.
was formed.

パターン8の形成後、第4図(a )に示すように全面
に金属膜9を形成する。 この金属膜9はQa AS基
板に対してショットキィ接合を形成する金属からなり、
この実施例ではTiWが使用された。 該金属膜9の厚
さは3000大であり、スパッタ法で形成した。
After forming the pattern 8, a metal film 9 is formed on the entire surface as shown in FIG. 4(a). This metal film 9 is made of a metal that forms a Schottky junction with the Qa AS substrate,
TiW was used in this example. The metal film 9 had a thickness of 3000 mm and was formed by sputtering.

次に該金属膜9のうち、該パターン8の側面に付着して
いる部分を除いて他の部分を反応性イオンエツチング(
RIE)で除去し、第4図(b)に示すようにパターン
8の側面に付着する壁状金属膜部分9aを形成する。 
この壁状金属膜部分9aはMESFETのゲート電極を
構成するものであり、その高さhは7000Xで幅Jな
わち長さlは2000Xである。
Next, other parts of the metal film 9 except for the parts attached to the side surfaces of the pattern 8 are etched by reactive ion etching (
Then, as shown in FIG. 4(b), a wall-shaped metal film portion 9a is formed which adheres to the side surface of the pattern 8.
This wall-shaped metal film portion 9a constitutes the gate electrode of the MESFET, and its height h is 7000X and the width J, that is, the length l, is 2000X.

ついで第4図(C)に示すように厚さ1500Xの酸化
膜10をスパッタ法で全面に堆積させた後、RIEで該
酸化膜10の直立部分のみを除いて他の部分を除去する
と第4図(d )に示されるように壁状金属膜部分9a
と一体の壁状酸化膜部分16aが形成される。 この壁
状酸化膜部分10aの幅づ“なわち長さは1000久で
ある。
Next, as shown in FIG. 4(C), an oxide film 10 having a thickness of 1500× is deposited on the entire surface by sputtering, and only the upright portions of the oxide film 10 are removed by RIE, and the other portions are removed. As shown in Figure (d), the wall-like metal film portion 9a
A wall-like oxide film portion 16a is formed integrally with. The width or length of this wall-like oxide film portion 10a is 1000 mm.

次に該パターン8をプラズマエツチングC除去すると第
4図(e )のように基板上には壁状金属膜部分9aと
壁状酸化膜部分10aとが残されるので、この壁状金属
膜部分9aと壁状酸化膜部分10aとをマスクとして基
板上の低濃度領1*7に例えばSi等の不純物をイオン
注入した後、800℃で10分間のアニールを行うと、
第4図([)に示づ゛ように、壁状金属膜部分9a及び
壁状酸化膜部分10aの周囲の基板表面に例えば不純物
i9度3×1016/Cm3で厚さが4μmのn型高濃
度領域3.4が形成される。 この高濃度領域3,4は
それぞれMESFETのソース領域及びドレイン領域と
なり、一方、壁状金属膜部分9aと壁状酸化膜部分10
aの直下に残されたn型の低m度領域はゲート領域2と
なる。 また、壁状金属膜部分9aは壁状酸化膜部分1
0aと一体どなっでゲート電極5を構成する。
Next, when the pattern 8 is removed by plasma etching C, a wall-like metal film portion 9a and a wall-like oxide film portion 10a are left on the substrate as shown in FIG. 4(e). After ion implantation of an impurity such as Si into the low concentration region 1*7 on the substrate using the wall-like oxide film portion 10a as a mask, annealing is performed at 800° C. for 10 minutes.
As shown in FIG. 4([), for example, an n-type high-temperature film with a thickness of 4 μm and an impurity i9 degree of 3×1016/Cm3 is applied to the substrate surface around the wall-like metal film portion 9a and the wall-like oxide film portion 10a. A concentrated region 3.4 is formed. These high concentration regions 3 and 4 become the source region and drain region of the MESFET, respectively, while the wall-like metal film portion 9a and the wall-like oxide film portion 10
The n-type low m degree region left directly below a becomes the gate region 2. Further, the wall-like metal film portion 9a is the wall-like oxide film portion 1.
The gate electrode 5 is formed integrally with the gate electrode 0a.

第4図(f)に示すGa As MESFETでは前記
Asの値がほぼ零に近く、従って伝達コンダクタンスが
大きく、よい高周波特性を有している反面、ドレイン領
域4とゲート電極5との間隔Anが15よりも十分に大
きいのでゲート耐圧も大きい。 また、ゲート電極が壁
状酸化膜部分10aと一体に形成されているので、該ゲ
ート電極の金属部分のアスペクト比(li面面構横比が
非常に大きいにもかかわらず基板に対する固着力が大き
く、従ってゲ−1・電極の剥離が生じにくい。
In the GaAs MESFET shown in FIG. 4(f), the value of As is close to zero, so the transfer conductance is large, and it has good high frequency characteristics, but on the other hand, the distance An between the drain region 4 and the gate electrode 5 is Since it is sufficiently larger than 15, the gate breakdown voltage is also large. Furthermore, since the gate electrode is formed integrally with the wall-like oxide film portion 10a, the adhesion force to the substrate is large despite the very large aspect ratio (li-plane surface structure horizontal ratio) of the metal portion of the gate electrode. Therefore, peeling of the Ge-1 electrode is less likely to occur.

また、ゲート長lG (第1図参照)が本発明方法では
壁状金属膜部分9aの膜厚で決定されるため、本発明方
法によれば非常に小さなゲート長を所望のとおり実現す
ることができ、従って高周波特性のよいM E S F
 E Tが得られる。
Furthermore, since the gate length lG (see FIG. 1) is determined by the thickness of the wall-like metal film portion 9a in the method of the present invention, it is possible to realize a very small gate length as desired according to the method of the present invention. M E S F with good high frequency characteristics.
ET is obtained.

第5図は本発明の第二実施例の方法の一部を示し1=も
のである。 第二実施例の方法の前半工程は第4図(a
 )ないし第4図(e)までの工程であり、残りの後半
工程は第5(a)ないし第5図(C)で示されている。
FIG. 5 shows a part of the method of the second embodiment of the present invention. The first half of the method of the second embodiment is shown in Figure 4 (a
) to FIG. 4(e), and the remaining latter half steps are shown in FIG. 5(a) to FIG. 5(C).

本発明の第二実施例の方法では第4図(a)ないし第4
図(e)までの工程を終了した後に第5(a )に示す
ように全面に第二の絶縁膜11を形成した後、異方性エ
ツチングによって該第二の絶縁膜11の直立部分のみを
残して他の部分を除去し、第5図(b)に示すように壁
状金属膜部分9aと第一の壁状絶縁膜部分10aの各々
の側面に付着した第二の壁状絶縁膜部分11aを形成す
る。ついで、壁状金属膜部分9aと第−及び第二の壁状
絶縁膜部分10a、11aとによって形成されたゲート
電極5をマスクにして該グー1〜電極の周囲の基板表面
に81等の不純物をイオン注入した後、800℃10分
間のアニールを行ってグー1〜電極5の両側にソース領
域3とドレイン領域4とを形成する。
In the method of the second embodiment of the present invention, FIGS.
After completing the steps up to FIG. 5(e), the second insulating film 11 is formed on the entire surface as shown in FIG. A second wall-like insulating film portion is attached to each side of the wall-like metal film portion 9a and the first wall-like insulating film portion 10a, as shown in FIG. 5(b). 11a is formed. Next, using the gate electrode 5 formed by the wall-like metal film portion 9a and the first and second wall-like insulating film portions 10a and 11a as a mask, impurities such as 81 are injected onto the substrate surface around the electrodes. After ion implantation, annealing is performed at 800° C. for 10 minutes to form a source region 3 and a drain region 4 on both sides of the electrodes 1 to 5.

そして最後にソース領域3及びドレイン領域4及びゲー
ト電極の上にGe層12及びAU層13を連続的に蒸着
すると、該二層はそれぞれソース電極及びドレイン電極
となり、また、グー1〜電極5の頂面に堆積した二層は
ゲート電極のリード接続用パッドとなる。
Finally, when the Ge layer 12 and the AU layer 13 are successively deposited on the source region 3, drain region 4, and gate electrode, these two layers become the source electrode and the drain electrode, respectively, and The two layers deposited on the top surface serve as lead connection pads for the gate electrode.

この第二実施例の方法では、ゲート電極とソース領域と
の間隔1sがソース領域形成工程において第二の壁状絶
縁膜部分11aの膜厚によって決定され、また、ゲート
電極とドレイン領域との間隔1oがトレイン領域形成工
程において第−及び第二の壁状絶縁膜部分10a及び1
1aの合計膜厚によって決定されるので、前記1s及び
1Dの値を微細に制御づることができ、j2s及びio
の値が零になったり、あるいは好ましくない大きさにな
ったりする恐れがない。 また、ゲート電極である壁状
金属膜部分9aがその両側から壁状絶縁膜部分10a及
び11aで挾持されているため、アスペクト比の大きな
ゲート電極でも倒壊したり、基板から剥離する恐れがな
い。
In the method of the second embodiment, the distance 1s between the gate electrode and the source region is determined by the thickness of the second wall-like insulating film portion 11a in the source region forming step, and the distance between the gate electrode and the drain region is 1o is the first and second wall-shaped insulating film portions 10a and 1 in the train region forming step.
Since it is determined by the total film thickness of 1a, the values of 1s and 1D can be finely controlled, and the values of j2s and io
There is no fear that the value of will become zero or become undesirable. Further, since the wall-shaped metal film portion 9a, which is the gate electrode, is sandwiched between the wall-like insulating film portions 10a and 11a from both sides, there is no risk of the gate electrode collapsing or peeling off from the substrate even if the gate electrode has a large aspect ratio.

[発明の効果] 以上に説明したように、この発明の方法によれば、従来
のMESFETにくらべてゲート長が短かく、かつソー
ス寄生抵抗が小さく、しかもゲート耐圧の低下する恐れ
のない超高周波用のME’5FETを高歩留りで製造す
ることができる。 また、本発明の方法では、ゲート電
極の形成に際して光学的露光法を要しないため、工程が
簡略になるとともにマスク製造具を要しないので従来方
法よりも製造コストの低減が可能になる。 さらに本発
明方法によれば、ゲート電極の形成に際してマスクを要
しないので、種々のゲート長の素子を製造することがで
き、また、ゲート長の変更に際してもマスクを製造づる
必要がなくなる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the method of the present invention, the gate length is shorter than that of conventional MESFETs, the source parasitic resistance is small, and the ultra-high frequency ME'5FETs can be manufactured with high yield. Furthermore, the method of the present invention does not require an optical exposure method when forming the gate electrode, which simplifies the process and does not require a mask manufacturing tool, making it possible to reduce manufacturing costs compared to conventional methods. Further, according to the method of the present invention, since a mask is not required when forming the gate electrode, devices with various gate lengths can be manufactured, and there is no need to manufacture a mask when changing the gate length.

なお、前記実施例はGa As MESFETの製造方
法について示されたものであるが、本発明方法が他の形
式の半導体装置の製造方法としても適用可能であること
は当然である。
It should be noted that, although the above-mentioned embodiments have been described with respect to a method for manufacturing a Ga As MESFET, it is a matter of course that the method of the present invention can also be applied to a method for manufacturing other types of semiconductor devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は接合形電界効果素子の要部断面を示した図、第
2図及び第3図は従来の製造方法を説明するための図、
第4図は本発明の方法の第一実施例を工程順に示した図
、第5図は本発明の方法の第二実施例の後半工程を工程
順に示した図である。 1・・・基板、 2・・・ゲート領域、 3・・・ソー
ス領域、 4・・・ドレイン領域、 5・・・ゲート電
極、7・・・低濃度領域、 8・・・パターン。 特許出願人 東京芝浦電気株式会社 第1図 第2図 第3図 第4図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a junction field effect device, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining a conventional manufacturing method,
FIG. 4 is a diagram showing the first embodiment of the method of the present invention in order of steps, and FIG. 5 is a diagram showing the latter half of the second embodiment of the method of the present invention in order of steps. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate, 2...Gate region, 3...Source region, 4...Drain region, 5...Gate electrode, 7...Low concentration region, 8...Pattern. Patent applicant Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 表面に特定の導電型領域が形成されている半絶縁性
の基板もしくは半導体の基板の表面に垂直な側面を有し
た所定のパターンを形成する工程と、該基板の全面に金
属膜を形成する工程と、該金属膜を異方性エツチングす
ることにより該パターンの側面を覆う垂直な壁状金属膜
部分を形成する工程と、該基板の全面に絶縁膜を形成す
る工程と、該絶縁膜を異方性エツチングすることにより
該壁状金属膜部分の側面を覆う垂直な壁状絶縁膜部分を
形成づる工程と、選択的エツチングによって該パターン
を除去する工程と、該壁状金属膜部分と該壁状絶縁膜部
分とをマスクにして該基板の表面にイオン注入を行うこ
とにより該壁状金属膜部分と該壁状絶縁膜部分の周囲の
基板表面に高濃度領域を形成する工程とを含む半導体装
置の製造方法。 2 表面に特定の導電型領域が形成されている半絶縁性
の基板もしくは半導体の基板の表面に垂直な側面を有し
た所定のパターンを形成する工程と、該基板の全面に金
属膜を形成する工程と、該金属膜を異方性エツチングす
ることにより該パターンの側面を覆う垂直な壁状金属膜
部分を形成する工程と、該基板の全面に第一の絶縁膜を
形成する工程と、該第−の絶縁膜を異方性エツチングす
ることにより該壁状金属膜部分の側面を覆う垂直な第一
の壁状絶縁膜部分を形成する工程と、選択的エツチング
によって該パターンを除去する■稈と、該壁状金属膜部
分及び該第−の壁状絶縁膜部分並びに該基板の表面に第
二の絶縁膜を形成する工程と、該第二の絶縁膜を異方性
エツチングして該壁状金属膜部分及び該第−の壁状絶縁
膜部分のそれぞれの側面を覆う垂直な第二の壁状絶縁膜
部分を形成する工程と、骸壁状金属膜部分及び該第−の
壁状絶縁膜部分並びに該第二の壁状絶縁膜部分からなる
直立片をマスクとして該直立片の周囲の基板内にイオン
注入を行うことにより該直立片の周囲の基板に高濃度領
域を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. A step of forming a predetermined pattern having side surfaces perpendicular to the surface of a semi-insulating substrate or a semiconductor substrate on which a specific conductivity type region is formed, and forming a predetermined pattern on the entire surface of the substrate. a step of forming a metal film on the substrate, a step of anisotropically etching the metal film to form a vertical wall-like metal film portion covering the side surface of the pattern, and a step of forming an insulating film on the entire surface of the substrate. a step of anisotropically etching the insulating film to form a vertical wall-like insulating film portion covering the side surface of the wall-like metal film portion; a step of removing the pattern by selective etching; By implanting ions into the surface of the substrate using the shaped metal film portion and the wall-shaped insulating film portion as masks, a high concentration region is formed on the substrate surface around the wall-shaped metal film portion and the wall-shaped insulating film portion. A method for manufacturing a semiconductor device, including a step of forming the semiconductor device. 2. Forming a predetermined pattern with side surfaces perpendicular to the surface of a semi-insulating or semiconductor substrate on which a specific conductivity type region is formed, and forming a metal film on the entire surface of the substrate. a step of anisotropically etching the metal film to form a vertical wall-like metal film portion covering the side surface of the pattern; a step of forming a first insulating film over the entire surface of the substrate; forming a vertical first wall-like insulating film portion that covers the side surface of the wall-like metal film portion by anisotropically etching the second insulating film; and removing the pattern by selective etching. forming a second insulating film on the wall-like metal film portion, the second wall-like insulating film portion, and the surface of the substrate; and anisotropically etching the second insulating film to remove the wall. forming a vertical second wall-like insulating film portion covering each side of the metal film portion and the second wall-like insulating film portion; forming a high concentration region in the substrate around the upright piece by implanting ions into the substrate around the upright piece using the upright piece consisting of the membrane portion and the second wall-like insulating film portion as a mask; A method for manufacturing a semiconductor device including:
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10840488B2 (en) 2015-12-16 2020-11-17 Volvo Truck Corporation Battery fixing device

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