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JP2007305816A - Method for manufacturing field effect transistor - Google Patents

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JP2007305816A
JP2007305816A JP2006133166A JP2006133166A JP2007305816A JP 2007305816 A JP2007305816 A JP 2007305816A JP 2006133166 A JP2006133166 A JP 2006133166A JP 2006133166 A JP2006133166 A JP 2006133166A JP 2007305816 A JP2007305816 A JP 2007305816A
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JP
Japan
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film
insulating film
forming
gate electrode
resistance metal
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Application number
JP2006133166A
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Japanese (ja)
Inventor
Shokichi Kudo
昭吉 工藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】電界効果トランジスタを製造する際に、低ゲート抵抗化し、かつゲート/オーミック電極間の寄生容量を低減する。
【解決手段】半導体基板1上の半導体活性層3の表面に絶縁膜5を形成する工程と、絶縁膜5を貫通する開口5a部を形成する工程と、絶縁膜5およびその開口5aより露出した半導体活性層3の表面に高融点金属膜6とドライエッチング可能な低抵抗金属膜7Aとを積層する工程と、前記の積層膜をエッチングしてT字型の電極9を形成する工程と、電極9の内の少なくとも低抵抗金属膜7Aの上面および側面を覆う保護膜12を形成する工程と、保護膜12の存在下にフッ酸を含むエッチング液により絶縁膜5の一部若しくは全てを除去して電極9の近傍に空隙10を形成する工程とを有する、電界効果トランジスタの製造方法。保護膜12で電極9をフッ酸から保護しつつ絶縁膜5を除去することができる。
【選択図】図1
In manufacturing a field effect transistor, a gate resistance is reduced and a parasitic capacitance between a gate and an ohmic electrode is reduced.
A step of forming an insulating film 5 on a surface of a semiconductor active layer 3 on a semiconductor substrate 1, a step of forming an opening 5a penetrating the insulating film 5, and the insulating film 5 and the opening 5a exposed A step of laminating a refractory metal film 6 and a dry-reducible low-resistance metal film 7A on the surface of the semiconductor active layer 3, a step of etching the laminated film to form a T-shaped electrode 9, and an electrode 9 and forming a protective film 12 that covers at least the upper and side surfaces of the low-resistance metal film 7A, and removing part or all of the insulating film 5 with an etchant containing hydrofluoric acid in the presence of the protective film 12. And a step of forming a void 10 in the vicinity of the electrode 9. The insulating film 5 can be removed while protecting the electrode 9 from hydrofluoric acid with the protective film 12.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、電界効果トランジスタの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a field effect transistor.

GaAsに代表される化合物半導体を使用する電界効果トランジスタは、移動体通信携帯端末用の高周波半導体デバイスとして広く実用化されている。一般に、化合物半導体を使用する電界効果トランジスタのゲート電極には、高周波特性の向上のために、低ゲート抵抗化およびゲート/オーミック電極間の低寄生容量化の両立が望まれる。そのため低抵抗金属であるAu(金)やPt(白金)を使用して、断面形状がT字型のゲート電極構造を形成する手法が用いられる場合が多い。   A field effect transistor using a compound semiconductor typified by GaAs has been widely put into practical use as a high-frequency semiconductor device for mobile communication portable terminals. In general, for a gate electrode of a field effect transistor using a compound semiconductor, it is desired to achieve both low gate resistance and low parasitic capacitance between the gate / ohmic electrode in order to improve high frequency characteristics. Therefore, in many cases, a method of forming a gate electrode structure having a T-shaped cross section using Au (gold) or Pt (platinum) which is a low resistance metal is used.

T字型のゲート電極構造を形成する手法は、現在までに様々な手法が考案されている。特許文献1などに開示されている、低抵抗金属としてAuを使用して且つ絶縁膜を型枠に用いてT字型ゲート電極を形成するプロセスを図2に示す。   Various techniques for forming a T-shaped gate electrode structure have been devised so far. FIG. 2 shows a process of forming a T-shaped gate electrode, which is disclosed in Patent Document 1 or the like, using Au as a low resistance metal and using an insulating film as a mold.

先ず、図2(a)に示すように、半導体基板1(GaAs基板)の上にバッファ層2(ノンドープGaAs層)を介して半導体活性層3(n−GaAs層)を形成し、その上に、絶縁膜5(SiO膜)をCVD法等で堆積するとともに、所定の間隙を設けてキャップ層4(n+GaAs層)を形成し、ゲートを形成する部位の絶縁膜5にレジストをマスクにして(図示せず)ドライエッチ法等を使用して開口5aを形成する。 First, as shown in FIG. 2 (a), a semiconductor active layer 3 (n-GaAs layer) is formed on a semiconductor substrate 1 (GaAs substrate) via a buffer layer 2 (non-doped GaAs layer), and on that. The insulating film 5 (SiO 2 film) is deposited by the CVD method or the like, the cap layer 4 (n + GaAs layer) is formed with a predetermined gap, and the resist is used as a mask for the insulating film 5 at the part where the gate is to be formed. (Not shown) The opening 5a is formed using a dry etching method or the like.

次に、図2(b)に示すように、絶縁膜5およびその開口5aより露出した半導体活性層3の表面にスパッタ法によりWSiである高融点金属膜6(以下、WSi膜6という)を堆積し、その上にAu(若しくはPt等)である低抵抗金属膜7(以下、Au膜7という)を連続してスパッタ堆積する。このWSi膜6/Au膜7の積層金属膜の上に、所望のゲート電極幅に見合うレジストよりなるマスク(以下、レジストマスクという)8を形成する。   Next, as shown in FIG. 2B, a refractory metal film 6 (hereinafter referred to as WSi film 6) made of WSi is formed on the surface of the semiconductor active layer 3 exposed from the insulating film 5 and the opening 5a by sputtering. A low resistance metal film 7 (hereinafter referred to as Au film 7) made of Au (or Pt or the like) is continuously sputter deposited thereon. On the laminated metal film of the WSi film 6 / Au film 7, a mask (hereinafter referred to as a resist mask) 8 made of a resist corresponding to a desired gate electrode width is formed.

その状態で、WSi膜6/Au膜7の積層金属膜について、Auをイオンミリング法で加工・除去した後に、RIE法(反応性イオンエッチング法)によってWSi膜を下地の絶縁膜5に対して選択的にドライエッチングして除去することにより、図2(c)に示すように、半導体活性層3に接続した下部よりも絶縁膜5上に位置する上部が大きいT字型のゲート電極9を形成し、その周囲の絶縁膜5を露出させる。   In this state, the WSi film 6 / Au film 7 laminated metal film is processed and removed by an ion milling method, and then the WSi film is applied to the underlying insulating film 5 by the RIE method (reactive ion etching method). By selectively removing by dry etching, as shown in FIG. 2C, a T-shaped gate electrode 9 having a larger upper portion located on the insulating film 5 than the lower portion connected to the semiconductor active layer 3 is formed. Then, the surrounding insulating film 5 is exposed.

次に、レジスト8を除去し、絶縁膜5をフッ酸によって除去することにより、図2(d)に示すように、ゲート電極9の近傍に空隙10を形成する。
次に、キャップ層4に対してAu、Ge、及び、Niの合金から成るオーミック電極(図示せず)を形成した後に、図2(e)に示すように、ゲート/オーミック電極および半導体表面の表面を保護するパシベーション膜11(SiN膜)、つまりゲート電極9と半導体活性層3とキャップ層4の露出面を覆うパシベーション膜SiN11をCVD法等で堆積する。
Next, the resist 8 is removed, and the insulating film 5 is removed with hydrofluoric acid, thereby forming a gap 10 in the vicinity of the gate electrode 9 as shown in FIG.
Next, after an ohmic electrode (not shown) made of an alloy of Au, Ge, and Ni is formed on the cap layer 4, the gate / ohmic electrode and the semiconductor surface are formed as shown in FIG. A passivation film 11 (SiN film) that protects the surface, that is, a passivation film SiN11 that covers the exposed surfaces of the gate electrode 9, the semiconductor active layer 3, and the cap layer 4 is deposited by a CVD method or the like.

以上のようにして、ゲート/オーミック電極間の寄生容量を空隙10によって低減した電界効果トランジスタを形成することができる。
特開平8―306707号公報
As described above, a field effect transistor in which the parasitic capacitance between the gate and the ohmic electrode is reduced by the gap 10 can be formed.
JP-A-8-306707

低抵抗金属としてAuを使用してWSi/AuのT字型のゲート電極を形成する従来の方法においては、Auのドライエッチング加工が難しいため、上記のようにイオンミリング法とRIE法とを併用することが必須であった。   In the conventional method of forming a WSi / Au T-shaped gate electrode using Au as a low resistance metal, it is difficult to dry etch Au, so the ion milling method and the RIE method are used in combination as described above. It was essential to do.

そのため、特に大口径(6インチ)の化合物半導体ウエハを対象とするプロセスで、歩留向上のために、ドライエッチング法で容易に加工できるAlやCu等の低抵抗金属を使用する代替プロセスが求められていた。   Therefore, there is a need for an alternative process that uses low-resistance metals such as Al and Cu that can be easily processed by dry etching to improve yield, especially in processes that target compound semiconductor wafers with a large diameter (6 inches). It was done.

しかしAlやCu等の低抵抗金属は容易にフッ酸に溶解されるため、ゲート電極の近傍に空隙を形成するべくフッ酸によって絶縁膜を除去する際に、AlやCu等も溶解されてしまうことになり、T字型のゲート電極を形成すること自体が困難であった。そのためゲート/オーミック電極間の寄生容量を低減する手法の確立が求められていた。   However, since low resistance metals such as Al and Cu are easily dissolved in hydrofluoric acid, when the insulating film is removed with hydrofluoric acid to form a gap in the vicinity of the gate electrode, Al and Cu are also dissolved. Therefore, it was difficult to form a T-shaped gate electrode itself. Therefore, establishment of a method for reducing the parasitic capacitance between the gate / ohmic electrode has been demanded.

本発明は上記課題を解決するもので、ドライエッチング法で容易に加工できる電極材料を使用して低ゲート抵抗化しながら、ゲート/オーミック電極間の寄生容量を低減することができる、電界効果トランジスタの製造方法を提供することを目的とするものである。   The present invention solves the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the parasitic capacitance between the gate / ohmic electrode while reducing the gate resistance by using an electrode material that can be easily processed by a dry etching method. The object is to provide a manufacturing method.

上記課題を解決するために本発明は、AlやCu等を低抵抗金属として用いてゲート電極を形成し、低抵抗金属の上面および側面を覆う保護膜を形成し、その保護膜でゲート電極をフッ酸から保護しつつ絶縁膜を除去するようにしたものである。   In order to solve the above problems, the present invention forms a gate electrode using Al, Cu or the like as a low resistance metal, forms a protective film covering the upper surface and side surfaces of the low resistance metal, and the gate electrode is formed with the protective film. The insulating film is removed while protecting from hydrofluoric acid.

すなわち、本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、半導体基板上の半導体活性層の表面に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を貫通する開口部を形成する工程と、前記絶縁膜およびその開口部より露出した半導体活性層の表面に高融点金属とドライエッチング可能な低抵抗金属とを積層する工程と、前記高融点金属と低抵抗金属との積層膜をエッチングして、前記開口部内にあって前記半導体活性層に接続した下部よりも絶縁膜上に位置する上部が大きいT字型のゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極の内の少なくとも低抵抗金属の上面および側面を覆う保護膜を形成する工程と、前記保護膜の存在下にフッ酸を含むエッチング液により前記絶縁膜の一部若しくは全てを除去して前記ゲート電極の近傍に空隙を形成する工程とを有することを特徴とする。   That is, the field effect transistor manufacturing method of the present invention includes a step of forming an insulating film on a surface of a semiconductor active layer on a semiconductor substrate, a step of forming an opening penetrating the insulating film, the insulating film, and its A step of laminating a refractory metal and a low-resistance metal that can be dry-etched on the surface of the semiconductor active layer exposed from the opening; and etching the laminated film of the refractory metal and the low-resistance metal into the opening. A step of forming a T-shaped gate electrode having a larger upper portion located on the insulating film than the lower portion connected to the semiconductor active layer, and protection for covering at least the upper and side surfaces of the low-resistance metal in the gate electrode A step of forming a film, and a step of removing a part or all of the insulating film with an etchant containing hydrofluoric acid in the presence of the protective film to form a gap in the vicinity of the gate electrode Characterized in that it has a.

低抵抗金属は、アルミニウムもしくはその合金、または銅もしくはその合金であってよい。
絶縁膜がシリコン酸化膜であり、保護膜がシリコン窒化膜であるときには、前記シリコン窒化膜は、低抵抗金属膜の上面および側面に窒化処理を施してから連続して堆積するのが好ましい。
The low resistance metal may be aluminum or an alloy thereof, or copper or an alloy thereof.
When the insulating film is a silicon oxide film and the protective film is a silicon nitride film, the silicon nitride film is preferably deposited continuously after nitriding the upper and side surfaces of the low resistance metal film.

絶縁膜がシリコン酸化膜であり、保護膜がシリコン窒化膜であるときには、前記シリコン窒化膜中の水素原子濃度が前記絶縁膜中の水素原子濃度の10%以下であるのが好ましい。   When the insulating film is a silicon oxide film and the protective film is a silicon nitride film, the hydrogen atom concentration in the silicon nitride film is preferably 10% or less of the hydrogen atom concentration in the insulating film.

本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、高融点金属とドライエッチング可能な低抵抗金属とを用いてゲート電極を形成し、低抵抗金属の上面および側面を覆う保護膜を形成し、その保護膜でゲート電極をフッ酸から保護しつつ絶縁膜を除去して空隙を形成することで寄生容量を低減する。低抵抗金属としてAlやCu等を用いるので、AuやPtを用いていた従来の電極構造の形成過程で必要であったイオンミリング法が不要となり、ドライエッチングによって容易に加工することが可能となり、材料の低コスト化をも図ることができる。   In the method of manufacturing a field effect transistor according to the present invention, a gate electrode is formed using a refractory metal and a low-resistance metal that can be dry-etched, and a protective film that covers the upper surface and side surfaces of the low-resistance metal is formed. Thus, the parasitic capacitance is reduced by forming the air gap by removing the insulating film while protecting the gate electrode from hydrofluoric acid. Since Al, Cu or the like is used as the low resistance metal, the ion milling method required in the process of forming the conventional electrode structure using Au or Pt becomes unnecessary, and it can be easily processed by dry etching. The cost of the material can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
図1は本発明の一実施形態における電界効果トランジスタの製造方法を説明する工程断面図である。図1においては先の図2に示したのと同様の部材等に図2と同じ符号を付す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a field effect transistor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same members as those shown in FIG.

先ず、図1(a)に示すように、半導体基板1(GaAs基板)の上にバッファ層2(ノンドープGaAs層)を介して半導体活性層3(n−GaAs層)を形成し、その上に、絶縁膜5(SiO膜)をO/TEOS(tetraethoxysilane)法もしくはPE(Plasma-Enhanced)−CVD法等で堆積するとともに、所定の間隙を設けてキャップ層4(n+GaAs層)を形成し、ゲートを形成する部位の絶縁膜5にレジストをマスクにして(図示せず)ドライエッチ法等を使用して開口5aを形成する。この絶縁膜5は、GaAs表面に対する安定性を向上する目的で、PE−CVD法等によって第1層(SiNx膜)を堆積した後に第2層(SiO膜)を積層した多層構造としてもよい(図示せず)。 First, as shown in FIG. 1 (a), a semiconductor active layer 3 (n-GaAs layer) is formed on a semiconductor substrate 1 (GaAs substrate) via a buffer layer 2 (non-doped GaAs layer), and on that. Insulating film 5 (SiO 2 film) is deposited by O 3 / TEOS (tetraethoxysilane) method or PE (Plasma-Enhanced) -CVD method and the like, and a predetermined gap is provided to form cap layer 4 (n + GaAs layer). Then, the opening 5a is formed on the insulating film 5 at the portion where the gate is to be formed by using a resist as a mask (not shown) using a dry etching method or the like. This insulating film 5 is, for the purpose of improving the stability to GaAs surface, it may have a multilayer structure in which second layer (SiO 2 film) is laminated after depositing the first layer by PE-CVD method or the like (SiNx film) (Not shown).

そして、ゲートを形成する部位の絶縁膜5に所望のゲート長が得られる幅の開口5aを、レジストパターンをマスクにして(図示せず)、CHFガス、SFガス等のプラズマを使用した高周波誘導結合型プラズマエッチング法等のドライエッチ法を使用して、貫通形成する。マスクに使用したレジストパターンはアッシング法等により除去する。 Then, an opening 5a having a width capable of obtaining a desired gate length is formed in the insulating film 5 at a portion where the gate is formed, using a resist pattern as a mask (not shown), and plasma such as CHF 3 gas or SF 6 gas is used. The through-hole is formed by using a dry etching method such as a high frequency inductively coupled plasma etching method. The resist pattern used for the mask is removed by an ashing method or the like.

次に、図1(b)に示すように、絶縁膜5およびその開口5aより露出した半導体活性層3の表面に、WSiである高融点金属膜6(以下、WSi膜6という)、さらにその上にAl(若しくはAl合金)である低抵抗金属膜7A(以下、Al膜7Aという)をスパッタ法により連続して各々所望の膜厚にて堆積する。そしてWSi膜6/Al膜7Aの積層金属膜の上に所望の上部電極幅に見合うレジストマスク8を形成する。   Next, as shown in FIG. 1B, on the surface of the semiconductor active layer 3 exposed from the insulating film 5 and its opening 5a, a refractory metal film 6 (hereinafter referred to as WSi film 6) made of WSi, A low-resistance metal film 7A (hereinafter referred to as an Al film 7A) made of Al (or Al alloy) is successively deposited at a desired film thickness by sputtering. Then, a resist mask 8 corresponding to a desired upper electrode width is formed on the laminated metal film of the WSi film 6 / Al film 7A.

その状態で、Clガス等のプラズマを使用する高周波誘導結合型プラズマエッチング法等のドライエッチ法を実施することにより、図1(c)に示すように、WSi膜6/Al膜7Aの積層金属膜をエッチング加工して、半導体活性層3に接続した下部よりも絶縁膜5上に位置する上部が大きいT字型のゲート電極9を形成し、その周囲の絶縁膜5を露出させる。   In this state, by performing a dry etching method such as a high frequency inductively coupled plasma etching method using a plasma of Cl gas or the like, as shown in FIG. 1C, a laminated metal of the WSi film 6 / Al film 7A. The film is etched to form a T-shaped gate electrode 9 having a larger upper portion located on the insulating film 5 than the lower portion connected to the semiconductor active layer 3, and the surrounding insulating film 5 is exposed.

次に、図1(d)に示すように、レジストマスク8を除去したうえで、ゲート電極9の内の少なくともAl膜7Aの上面および側面を覆うように、ここではWSi膜6の側面をも覆うように保護膜12(SiN膜)を形成する。   Next, as shown in FIG. 1D, after removing the resist mask 8, the side surface of the WSi film 6 is also covered here so as to cover at least the upper surface and the side surface of the Al film 7A in the gate electrode 9. A protective film 12 (SiN film) is formed so as to cover it.

そのためには、上記のゲート電極9と絶縁膜5とを上部に有した基板全面に、CVD法で所望の膜厚の保護膜12を堆積し、その保護膜12の上にゲート電極9の上部幅よりも広い面積を覆うレジストマスク(図示せず)を形成し、その状態で、CHFガスあるいはSFガス等のプラズマを使用する高周波誘導結合型プラズマエッチング法等のドライエッチ法を実施することにより、保護膜12を前記レジストマスクに見合う寸法に加工し、その周囲の絶縁膜5を露出させる。そしてレジストマスクをアッシング法等により除去する。なお基板全面に保護膜12を堆積する前に、WSi膜6/Al膜7Aの積層金属膜の上面および側面に対して窒化処理を施すことで、保護膜12とWSi膜6/Al膜7Aの積層金属膜の密着性向上を図ってもよい。 For this purpose, a protective film 12 having a desired film thickness is deposited by CVD on the entire surface of the substrate having the gate electrode 9 and the insulating film 5 above, and the upper portion of the gate electrode 9 is formed on the protective film 12. A resist mask (not shown) covering an area wider than the width is formed, and in that state, a dry etching method such as a high frequency inductively coupled plasma etching method using a plasma such as CHF 3 gas or SF 6 gas is performed. As a result, the protective film 12 is processed to a size corresponding to the resist mask, and the surrounding insulating film 5 is exposed. Then, the resist mask is removed by an ashing method or the like. Before the protective film 12 is deposited on the entire surface of the substrate, the upper surface and the side surface of the laminated metal film of the WSi film 6 / Al film 7A are subjected to nitriding treatment, whereby the protective film 12 and the WSi film 6 / Al film 7A are formed. The adhesion of the laminated metal film may be improved.

次に、所定の形状に加工した保護膜12の存在下に絶縁膜5の一部若しくは全てをフッ酸を含むエッチング液によって除去することにより、図1(e)に示すように、保護膜12を備えたT字型ゲート電極9の全体(下面を除く)を露出させ、その下傍、すなわちその両側に配置されたキャップ層4との間に空隙10を形成する。   Next, by removing a part or all of the insulating film 5 with an etching solution containing hydrofluoric acid in the presence of the protective film 12 processed into a predetermined shape, as shown in FIG. The entire T-shaped gate electrode 9 (excluding the lower surface) is provided, and an air gap 10 is formed between the lower side, that is, the cap layer 4 disposed on both sides thereof.

つまり、保護膜12によってゲート電極9をフッ酸から保護しつつ、保護膜12と絶縁膜5とのフッ酸エッチレート選択性を利用して、絶縁膜5の全て若しくは一部を除去するのである。結果的には、絶縁膜5を型枠に用いてT字型ゲート電極9を形成し、空隙10を形成することになる。   That is, all or part of the insulating film 5 is removed by using the hydrofluoric acid etch rate selectivity between the protective film 12 and the insulating film 5 while protecting the gate electrode 9 from hydrofluoric acid by the protective film 12. . As a result, the T-shaped gate electrode 9 is formed using the insulating film 5 as a mold, and the gap 10 is formed.

このときに、保護膜12(SiNx膜)と絶縁膜5(SiO膜)との選択性を向上させるために、保護膜12中の水素原子濃度を低水素濃度としておくこと、具体的には水素原子濃度10%以下としておくことが好ましい。それによりフッ酸に対する保護膜12のエッチレートを極めて遅くすることができ、制御性をより高めることが可能となる。 At this time, in order to improve the selectivity between the protective film 12 (SiNx film) and the insulating film 5 (SiO 2 film), the hydrogen atom concentration in the protective film 12 is set to a low hydrogen concentration, specifically, The hydrogen atom concentration is preferably 10% or less. Thereby, the etching rate of the protective film 12 against hydrofluoric acid can be extremely slowed, and the controllability can be further improved.

次に、キャップ層4に対してAu、Ge、及び、Niの合金から成るオーミック金属とのシンター処理によってオーミック電極(図示せず)を形成した後、図1(f)に示すように、ゲート/オーミック電極および半導体表面の表面を保護するパシベーション膜11(SiNx膜)、つまり保護膜12を備えたゲート電極9と半導体活性層3とキャップ層4の露出面を覆うパシベーション膜11をCVD法等で堆積する。   Next, an ohmic electrode (not shown) is formed on the cap layer 4 by sintering with an ohmic metal made of an alloy of Au, Ge, and Ni, and then, as shown in FIG. A passivation film 11 (SiNx film) that protects the surface of the ohmic electrode and the semiconductor surface, that is, the passivation film 11 that covers the exposed surface of the gate electrode 9, the semiconductor active layer 3, and the cap layer 4 provided with the protective film 12, etc. Deposit with.

以上のようにして、ゲート/オーミック電極間の寄生容量を空隙10によって低減した電界効果トランジスタを形成することができる。
なお、この実施形態では低抵抗金属としてAlないしはAl合金を使用するものとして説明したが、CuないしはCu合金を使用する場合も同様にしてT字型ゲート電極9および空隙10を形成することが可能である。
As described above, a field effect transistor in which the parasitic capacitance between the gate and the ohmic electrode is reduced by the gap 10 can be formed.
In this embodiment, it is described that Al or an Al alloy is used as the low resistance metal. However, when the Cu or Cu alloy is used, the T-shaped gate electrode 9 and the gap 10 can be formed in the same manner. It is.

本発明は、移動体通信携帯端末用の高周波半導体デバイス等として広く使用される、化合物半導体を用いた電界効果トランジスタの製造に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for manufacturing a field effect transistor using a compound semiconductor that is widely used as a high-frequency semiconductor device for mobile communication portable terminals.

本発明の一実施形態における電界効果トランジスタの製造方法を説明する工程断面図Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the field effect transistor in one Embodiment of this invention 従来より行われている電界効果トランジスタの製造方法を説明する工程断面図Process sectional drawing explaining the manufacturing method of the field effect transistor conventionally performed

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
3 半導体活性層
5 絶縁膜
5a 開口
6 高融点金属膜
7 低抵抗金属膜
9 電極
10 空隙
12 保護膜
1 Semiconductor substrate 3 Semiconductor active layer 5 Insulating film
5a Opening 6 High melting point metal film 7 Low resistance metal film 9 Electrode
10 Air gap
12 Protective film

Claims (4)

半導体基板上の半導体活性層の表面に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜を貫通する開口部を形成する工程と、
前記絶縁膜およびその開口部より露出した半導体活性層の表面に高融点金属とドライエッチング可能な低抵抗金属とを積層する工程と、
前記高融点金属と低抵抗金属との積層膜をエッチングして、前記開口部内にあって前記半導体活性層に接続した下部よりも絶縁膜上に位置する上部が大きいT字型のゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極の内の少なくとも低抵抗金属の上面および側面を覆う保護膜を形成する工程と、
前記保護膜の存在下にフッ酸を含むエッチング液により前記絶縁膜の一部若しくは全てを除去して前記ゲート電極の近傍に空隙を形成する工程と
を有した電界効果トランジスタの製造方法。
Forming an insulating film on the surface of the semiconductor active layer on the semiconductor substrate;
Forming an opening that penetrates the insulating film;
Laminating a refractory metal and a low-resistance metal capable of dry etching on the surface of the semiconductor active layer exposed from the insulating film and the opening;
Etching the laminated film of the refractory metal and the low resistance metal to form a T-shaped gate electrode having a larger upper portion located on the insulating film than the lower portion connected to the semiconductor active layer in the opening And a process of
Forming a protective film covering at least the upper and side surfaces of the low-resistance metal in the gate electrode;
And a step of removing a part or all of the insulating film with an etchant containing hydrofluoric acid in the presence of the protective film to form a gap in the vicinity of the gate electrode.
低抵抗金属がアルミニウムもしくはその合金または銅もしくはその合金である請求項1記載の電界効果トランジスタの製造方法。   2. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 1, wherein the low resistance metal is aluminum or an alloy thereof, or copper or an alloy thereof. 絶縁膜がシリコン酸化膜であり、保護膜がシリコン窒化膜であり、前記シリコン窒化膜は低抵抗金属膜の上面および側面に窒化処理を施してから連続して堆積する請求項1記載の電界効果トランジスタの製造方法。   2. The field effect according to claim 1, wherein the insulating film is a silicon oxide film, the protective film is a silicon nitride film, and the silicon nitride film is continuously deposited after nitriding the upper surface and side surfaces of the low resistance metal film. A method for manufacturing a transistor. 絶縁膜がシリコン酸化膜であり、保護膜がシリコン窒化膜であり、前記シリコン窒化膜中の水素原子濃度が前記絶縁膜中の水素原子濃度の10%以下である請求項1記載の電界効果トランジスタの製造方法。   2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the insulating film is a silicon oxide film, the protective film is a silicon nitride film, and the hydrogen atom concentration in the silicon nitride film is 10% or less of the hydrogen atom concentration in the insulating film. Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112599417A (en) * 2018-05-29 2021-04-02 住友电工光电子器件创新株式会社 Semiconductor device with a plurality of transistors

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