JP2895634B2 - Method for manufacturing field effect transistor - Google Patents
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Landscapes
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、リセス構造を有する
電界効果トランジスタ(以下、「FET」と略称するこ
ともある。)の製造方法に関するもので、特に2段のリ
セスを具えるFETの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a field effect transistor having a recess structure (hereinafter sometimes abbreviated as "FET"), and more particularly to the manufacture of an FET having a two-stage recess. It is about the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】リセス構造を有するFETにおいて、寄
生容量低減、ソース抵抗低減のためリセスを2段構造と
する場合がある。このような構造を有するFETの一例
として、例えば文献(1989年応用物理学会関係連合
講演会予稿集p.1066,28p−2A−11)に開
示されているHEMTがあった。図6は、その説明に供
する図であり、このFETを概略的に示した断面図であ
る。2. Description of the Related Art In a FET having a recess structure, a recess may have a two-stage structure in order to reduce parasitic capacitance and source resistance. As an example of an FET having such a structure, there is, for example, a HEMT disclosed in a document (Proceedings of the 1989 Joint Lecture Meeting of the Japan Society of Applied Physics, p.1066, 28p-2A-11). FIG. 6 is a diagram provided for explanation thereof, and is a cross-sectional view schematically showing this FET.
【0003】このFETは、半絶縁性GaAs基板11
上に2次元電子ガス層としてのノンドープGaAs層1
3と、n型AlGaAs層15a、n型GaAs層15
b及びn型AlGaAs層15cで構成された活性層1
5と、コンタクト層としてのn型GaAs層17とを具
える。さらに、このFETは、コンタクト層17上にオ
ーミック電極19a及び19bを具え、このコンタクト
層17の、オーミック電極19a,19b間の所定部分
に第1のリセス21を具え、活性層15に前記第1のリ
セス21より小さな平面積を有し前記第1のリセス21
に接続される第2のリセス23を具え、この第2のリセ
ス23内にゲート電極25を具えて成っている。This FET has a semi-insulating GaAs substrate 11
Non-doped GaAs layer 1 as a two-dimensional electron gas layer 1
3, n-type AlGaAs layer 15a, n-type GaAs layer 15
Active layer 1 composed of b and n-type AlGaAs layer 15c
5 and an n-type GaAs layer 17 as a contact layer. Further, this FET includes ohmic electrodes 19a and 19b on the contact layer 17, a first recess 21 in a predetermined portion of the contact layer 17 between the ohmic electrodes 19a and 19b, and the first layer 21 in the active layer 15. The first recess 21 having a smaller plane area than the recess 21
, And a gate electrode 25 in the second recess 23.
【0004】このFETでは、第1のリセス21が第2
のリセス23より大きくされているため、コンタクト層
17とゲート電極25とが接することがない。従って、
このような構造としない場合に比べ、寄生容量の低減が
図れた。また、コンタクト層17とゲート電極25とが
接することがないので寄生容量増加の心配が無いため、
コンタクト層17の膜厚を厚くすることが出来る。従っ
て、ソース抵抗の低減が可能であった。また、電気的な
耐圧向上が図れた。In this FET, the first recess 21 is connected to the second recess 21.
The contact layer 17 and the gate electrode 25 do not come into contact with each other. Therefore,
Parasitic capacitance can be reduced as compared with the case without such a structure. In addition, since the contact layer 17 does not contact the gate electrode 25, there is no need to worry about an increase in parasitic capacitance.
The thickness of the contact layer 17 can be increased. Therefore, the source resistance can be reduced. In addition, the electric breakdown voltage was improved.
【0005】また、第2のリセス23は、活性層15
の、ゲート電極形成部分のみを除去し形成してあるの
で、ゲート電極25脇の第1のリセス部分において表面
空乏層がキャリア供給層(この例の場合は15aで示す
層)まで達しないという利点が得られた。[0005] The second recess 23 is formed in the active layer 15.
However, since only the gate electrode forming portion is removed and formed, the surface depletion layer does not reach the carrier supply layer (the layer indicated by 15a in this example) in the first recessed portion beside the gate electrode 25. was gotten.
【0006】ところで、図6に示したFETを製造する
場合、一般には、以下に説明するような方法がとられ
る。図7(A)及び(B)と、図8(A)及び(B)と
はその説明に供する工程図である。いずれも概略的な素
子断面図により示してある。When the FET shown in FIG. 6 is manufactured, generally, the following method is used. FIGS. 7A and 7B and FIGS. 8A and 8B are process diagrams for explanation thereof. Each is shown by a schematic element sectional view.
【0007】先ず、GaAs基板11上に、公知の方法
により、2次元電子ガス層13と、活性層15と、コン
タクト層17とが順に形成され、さらに、このコンタク
ト層17上にオーミック電極19a及び19bが形成さ
れる(図7(A))。First, a two-dimensional electron gas layer 13, an active layer 15, and a contact layer 17 are sequentially formed on a GaAs substrate 11 by a known method, and an ohmic electrode 19a and an ohmic electrode 19a are formed on the contact layer 17. 19b is formed (FIG. 7A).
【0008】次に、このコンタクト層17上に、第1の
リセス形成予定領域と対応する部分が開口部とされたエ
ッチングマスク31が形成され、その後、コンタクト層
17の一部が除去されて第1のリセス21が形成される
(図7(B))。Next, an etching mask 31 having an opening at a portion corresponding to a region where a first recess is to be formed is formed on the contact layer 17, and a part of the contact layer 17 is removed thereafter. One recess 21 is formed (FIG. 7B).
【0009】次に、第1のリセス21形成済み試料上
に、第2のリセス形成予定領域と対応する部分が開口部
とされたエッチングマスク(例えばレジストパタン)3
3が形成され(図8(A))、その後、活性層15の一
部が除去されて第2のリセス23が形成される(図8
(B))。Next, an etching mask (for example, a resist pattern) 3 having an opening at a portion corresponding to a region where a second recess is to be formed is formed on the sample on which the first recess 21 has been formed.
3 is formed (FIG. 8A), and then a part of the active layer 15 is removed to form a second recess 23 (FIG. 8A).
(B)).
【0010】その後、エッチングマスク(レジストパタ
ン)33を具えたままの状態の試料上にゲート電極形成
材の薄膜が形成され(図示せず)、次いでリフトオフ法
によりゲート電極形成材の不要部分が除去されて第2の
リセス23内にゲート電極25が形成される。これによ
り、2段のリセスを有する図6に示したFET(HEM
T)が得られる。Thereafter, a thin film of a gate electrode forming material is formed on the sample provided with the etching mask (resist pattern) 33 (not shown), and then unnecessary portions of the gate electrode forming material are removed by a lift-off method. As a result, a gate electrode 25 is formed in the second recess 23. Thus, the FET (HEM) shown in FIG.
T) is obtained.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法では、ゲート電極25のチャネル長方向の寸法
L(図6参照。以下、ゲート長L。)はリフトオフ時に
用いられるレジストパタン33の開口部の幅S(図8
(B))によりほぼ決定される。特に、レジストパタン
33はリフトオフを容易とするために断面がオーバーハ
ング状のものとされるので、ゲート電極25は、実際に
は図9に示すように台形形状のものとなる。つまり、ゲ
ート長Lはレジストパタン33の開口部の幅より大きく
は出来ず、むしろ上方に向う程狭くなる(図9参照)。
従って、ゲート電極の膜厚を厚くしてゲート抵抗を低減
させようとしても膜厚増加が抵抗低減に有効に寄与しな
いという問題点があった。However, in the conventional manufacturing method, the dimension L (see FIG. 6; hereinafter, gate length L) of the gate electrode 25 in the channel length direction is equal to the opening of the resist pattern 33 used at the time of lift-off. Width S (FIG. 8)
(B)). In particular, since the resist pattern 33 has an overhanging cross section in order to facilitate lift-off, the gate electrode 25 actually has a trapezoidal shape as shown in FIG. That is, the gate length L cannot be larger than the width of the opening of the resist pattern 33, but rather becomes narrower upward (see FIG. 9).
Therefore, there is a problem in that even if an attempt is made to reduce the gate resistance by increasing the thickness of the gate electrode, the increase in the thickness does not effectively contribute to the reduction of the resistance.
【0012】また、2段のリセス形成のためのエッチン
グマスクを別々に作製する必要があるため、工数がかか
るという問題点があった。In addition, there is a problem that the number of steps is increased because it is necessary to separately manufacture etching masks for forming the two-stage recess.
【0013】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの発明の目的は、2段のリセスを有
するFETを製造する際ゲート抵抗の低減が図れる形状
のゲート電極を容易に得ることが出来かつ2段のリセス
形成が従来より簡易に行なえる方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and accordingly, it is an object of the present invention to easily obtain a gate electrode having a shape capable of reducing gate resistance when manufacturing an FET having a two-stage recess. It is an object of the present invention to provide a method that can perform the two-stage recess formation more easily than before.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明によれば、化合物半導体基板に少なくとも
活性層、コンタクト層をこの順に形成する工程と、該コ
ンタクト層に第1のリセスを形成する工程と、前述の活
性層に前述の第1のリセスより小さな平面積を有し前述
の第1のリセスに接続される第2のリセスを形成する工
程と、該第2のリセス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において、第1及
び第2のリセスを以下の(a)〜(d)の工程を含む工
程で形成し、然る後、当該変形させたエッチングマスク
を残した状態でゲート電極を形成することを特徴とす
る。According to the present invention, at least an active layer and a contact layer are formed on a compound semiconductor substrate in this order, and a first recess is formed in the contact layer. Forming, forming a second recess in the active layer having a smaller area than the first recess and connected to the first recess, and forming a gate in the second recess. And a step of forming an electrode, wherein the first and second recesses are formed in steps including the following steps (a) to (d) and then deformed. The gate electrode is formed with the etching mask left.
【0015】(a)コンタクト層上に開口部を有するマ
スクパタンであって熱処理により変形する材料で構成さ
れたマスクパタンを形成する工程。(A) A step of forming a mask pattern having an opening on the contact layer and made of a material deformable by heat treatment.
【0016】 (b)該マスクパタンをエッチングマスクとして前述の
コンタクト層を等方的にエッチングし該コンタクト層に
第1のリセスを形成する工程。(B) a step of forming a first recess in the contact layer by isotropically etching the contact layer using the mask pattern as an etching mask;
【0017】 (c)第1のリセス形成後前述のマスクパタンに対し熱
処理をし、前述のマスクパタンの、第1のリセス上に当
たる部分を、第1のリセス内側に変形させる工程。(C) a step of heat-treating the above-mentioned mask pattern after the formation of the first recess, and deforming the portion of the above-mentioned mask pattern which hits the first recess to the inside of the first recess.
【0018】 (d)該変形させたマスクパタンをマスクとして前述の
活性層に第2のリセスを形成する工程。(D) forming a second recess in the active layer using the deformed mask pattern as a mask;
【0019】また、この発明の実施に当たり、前述のマ
スクパタン形成材料をポリイミド樹脂とするのが好適で
ある。In practicing the present invention, it is preferable that the above-mentioned mask pattern forming material is a polyimide resin.
【0020】さらに、前述の変形させたマスクパタンを
ゲート電極及びオーミック電極間の層間絶縁膜として用
いるのが好適である。Further, it is preferable to use the deformed mask pattern as an interlayer insulating film between the gate electrode and the ohmic electrode.
【0021】[0021]
【作用】この発明の構成によれば、先ず、開口部を有す
るエッチングマスクをマスクとしてコンタクト層が等方
的にエッチングされる。等方的エッチングであるため、
コンタクト層はサイドエッチングされることになるの
で、このエッチングマスク下側にはその開口部の面積よ
り大きな面積を有する目的の第1のリセスが得られる。According to the structure of the present invention, first, the contact layer is isotropically etched using the etching mask having the opening as a mask. Because it is isotropic etching,
Since the contact layer is to be side-etched, a first recess having an area larger than the area of the opening is obtained below the etching mask.
【0022】また、第1のリセス形成後前述のマスクパ
タンに対し熱処理が行なわれ、マスクパタンの、第1の
リセス上に当たる部分が第1のリセス内側に変形され
る。この処理において、マスクパタンの第1のリセス上
に当たる部分は、第1のリセス側に垂れ下がるように変
形し変形後のエッチングマスクの開口部は上側程開口面
積が広くなる形状のものになる。After the formation of the first recess, a heat treatment is performed on the above-mentioned mask pattern, and the portion of the mask pattern that hits the first recess is deformed to the inside of the first recess. In this process, the portion of the mask pattern that hits the first recess is deformed so as to hang down to the first recess side, and the opening of the deformed etching mask is shaped to have a larger opening area toward the upper side.
【0023】また、変形させたエッチングマスクによっ
て第1のリセスの縁領域は覆われこの状態で2回目のエ
ッチングがなされる。このため、第1のリセスに接続さ
れ第1のリセスより小さな面積の、目的の第2のリセス
が得られる。また、第2のリセス形成のためのエッチン
グマスクは、ホトリソ工程を行なうことなく容易に得ら
れるので、従来よりエッチングマスク作製工程の工数が
削減される。The edge region of the first recess is covered with the deformed etching mask, and the second etching is performed in this state. Therefore, a target second recess having an area smaller than that of the first recess and connected to the first recess is obtained. In addition, since the etching mask for forming the second recess can be easily obtained without performing the photolithography process, the number of steps of the etching mask manufacturing process can be reduced as compared with the related art.
【0024】また、変形させたエッチングマスクを残し
たままの状態でゲート電極形成がなされるので、ゲート
電極形成材はこのエッチングマスクの形状にならうよう
に堆積する。このため、上方に向う程ゲート長Lが広く
なる形状のゲート電極が得れる。Since the gate electrode is formed with the deformed etching mask remaining, the gate electrode forming material is deposited to conform to the shape of the etching mask. Therefore, a gate electrode having a shape in which the gate length L increases as it goes upward is obtained.
【0025】[0025]
【実施例】以下、実施例として、半絶縁性GaAs基板
上に活性層及びコンタクト層をこの順に具える一般的な
FET(HEMTではない意味。)であって2段のリセ
スを具えるFETの製造にこの発明を適用した例を説明
する。図2(A)及び(B)、図3(A)及び(B)、
図4(A)及び(B)、図5並びに図1はその説明に供
する図である。ここで、図2〜図5は実施例工程中の主
な工程での素子の様子を概略的な断面図により示した工
程図、図1は実施例の工程を経た後得られるFETの構
造を概略的に示した断面図である。図1において、41
は化合物半導体基板としての半絶縁性GaAs基板、4
3は活性層としての例えばn型GaAs層、45はコン
タクト層としての例えばn+型GaAs層、47a、4
7bはオーミック電極、49xは第1のリセス形成後変
形させたマスクパタン(変形済みマスクパタン)、51
は第1のリセス、53は第2のリセス、59はゲート電
極である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, as an embodiment, a general FET (meaning that it is not HEMT) having an active layer and a contact layer in this order on a semi-insulating GaAs substrate and having a two-stage recess will be described. An example in which the present invention is applied to manufacturing will be described. 2 (A) and (B), FIGS. 3 (A) and (B),
4 (A) and 4 (B), FIG. 5 and FIG. 1 are diagrams for explanation. Here, FIG. 2 to FIG. 5 are process diagrams schematically showing the state of the element in the main process of the embodiment process by a schematic cross-sectional view, and FIG. 1 shows the structure of the FET obtained after the process of the embodiment. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view. In FIG. 1, 41
Denotes a semi-insulating GaAs substrate as a compound semiconductor substrate,
3 is an n-type GaAs layer as an active layer, 45 is an n + -type GaAs layer as a contact layer, 47a, 4
7b is an ohmic electrode, 49x is a mask pattern deformed after forming the first recess (deformed mask pattern), 51
Is a first recess, 53 is a second recess, and 59 is a gate electrode.
【0026】はじめに、図2(A)に示すように、Ga
As基板41(以下、基板41と略称することもあ
る。)に活性層としての例えばn型GaAs層43、コ
ンタクト層としての例えばn+型GaAs層45を従来
公知の方法によりこの順に形成し、さらにこのコンタク
ト層45の所定部分にオーミック電極47a、47b
(ソース電極及びドレイン電極)を公知の方法により形
成する。活性層43及びコンタクト層45は、基板41
上に結晶成長技術により形成してもよく、又、基板41
にn型不純物を注入することにより形成してもよい。First, as shown in FIG.
For example, an n-type GaAs layer 43 as an active layer and an n + -type GaAs layer 45 as a contact layer are formed in this order on a As substrate 41 (hereinafter sometimes abbreviated as the substrate 41) by a conventionally known method. Further, ohmic electrodes 47a, 47b are provided on predetermined portions of the contact layer 45.
(Source electrode and drain electrode) are formed by a known method. The active layer 43 and the contact layer 45 are
The substrate 41 may be formed thereon by a crystal growth technique.
May be formed by implanting an n-type impurity into the substrate.
【0027】次に、オーミック電極形成済みのコンタク
ト層45上に、後に形成する第2のリセスの平面形状と
実質的に同じ形状の開口部49aを有するマスクパタン
であって熱処理により変形する材料で構成したマスクパ
タン49を形成する(図2(B))。この実施例では、
デュポン社製の感光性ポリイミド樹脂(PIー2703
D)を用いてマスクパタン49を形成する。具体的に
は、オーミック電極形成済みコンタクト層45上にPI
ー2703Dを塗布しその皮膜を形成し、その後この皮
膜を選択的に露光しマスクパタン49を得る。なお、こ
こでいう、第2のリセスの平面形状と実質的に同じ形状
とは、マスクパタン49が熱を受けて変形した後でも開
口部49aの形状が第2のリセスの形状と同じか又は近
似する範囲となる形状をいう。この実施例で用いた上記
感光性ポリイミド樹脂(PIー2703D)は、パター
ニング後に熱処理するとパタンは変形するが(熱処理条
件は後述する。)、開口部の幅は熱処理前後でほとんど
変らないという特徴を有しているので、マスクパタン4
9の形成材として好適である。Next, on the contact layer 45 on which the ohmic electrode has been formed, a mask pattern having an opening 49a having substantially the same shape as the plane shape of the second recess to be formed later, which is made of a material which can be deformed by heat treatment. The formed mask pattern 49 is formed (FIG. 2B). In this example,
DuPont photosensitive polyimide resin (PI-2703)
A mask pattern 49 is formed using D). Specifically, the PI is formed on the contact layer 45 on which the ohmic electrode has been formed.
-2703D is applied to form a film, and then the film is selectively exposed to obtain a mask pattern 49. Here, the shape substantially the same as the planar shape of the second recess means that the shape of the opening 49a is the same as the shape of the second recess even after the mask pattern 49 is deformed by receiving heat. It refers to the shape within the approximate range. The photosensitive polyimide resin (PI-2703D) used in this example is characterized in that when heat-treated after patterning, the pattern is deformed (heat-treatment conditions will be described later), but the width of the opening hardly changes before and after the heat-treatment. Mask pattern 4
9 as a forming material.
【0028】次に、マスクパタン49をエッチングマス
クとしてコンタクト層45を等方的なエッチングが出来
る手段例えば公知のウエットエッチングによりエッチン
グする。このエッチングにおいては、マスクパタン49
下のコンタクト層部分はサイドエッチングされるので、
コンタクト層45に開口部49aより広い面積を有する
所望の第1のリセス51が形成される(図3(A))。Next, using the mask pattern 49 as an etching mask, the contact layer 45 is etched by means capable of isotropically etching, for example, known wet etching. In this etching, the mask pattern 49 is used.
Since the lower contact layer is side-etched,
A desired first recess 51 having a larger area than opening 49a is formed in contact layer 45 (FIG. 3A).
【0029】次に、マスクパタン49に対し、この実施
例の場合、空気中において120℃の温度で30分及び
300℃の温度で30分、さらに窒素雰囲気中で400
℃の温度で60分の熱処理を順に行なう。この熱処理に
より、マスクパタン49の、第1のリセス51上に当た
る部分は第1のリセス51側に垂れ下がり変形する(図
3(B))。変形済みマスクパタン49xは、その開口
部の幅が上方にゆくに従い広くなる形状のものとなって
いた。しかし、変形済みマスクパタン49xの開口部の
活性層43と接する部分での幅y(第2図(D)参照)
は開口部の熱処理前の幅とほぼ同じであった。Next, in the case of this embodiment, the mask pattern 49 is heated in air at a temperature of 120 ° C. for 30 minutes, at a temperature of 300 ° C. for 30 minutes, and further in a nitrogen atmosphere for 400 minutes.
Heat treatment is sequentially performed at a temperature of 60 ° C. for 60 minutes. Due to this heat treatment, the portion of the mask pattern 49 that contacts the first recess 51 hangs down and deforms toward the first recess 51 (FIG. 3B). The deformed mask pattern 49x has a shape in which the width of the opening increases as it goes upward. However, the width y at the portion where the opening of the deformed mask pattern 49x is in contact with the active layer 43 (see FIG. 2 (D))
Was almost the same as the width of the opening before the heat treatment.
【0030】次に、変形済みマスクパタン49xをエッ
チングマスクとして今度は活性層43をその厚み方向に
エッチングが選択的に進む異方性エッチング手段により
エッチングする。これにより、活性層43に所望の第2
のリセス53が形成される(図4(A))。Next, using the deformed mask pattern 49x as an etching mask, the active layer 43 is etched by anisotropic etching means in which etching selectively proceeds in the thickness direction. As a result, the desired second
Is formed (FIG. 4A).
【0031】次に、変形済みマスクパタン49xを残し
たままゲート電極を次のように形成する。Next, a gate electrode is formed as follows while leaving the deformed mask pattern 49x.
【0032】先ず、変形済みマスクパタン49x上に、
第2のリセス53と対向する部分が開口部55aとされ
たレジストパタン55を公知の方法により形成する(図
4(B))。First, on the transformed mask pattern 49x,
A resist pattern 55 in which a portion facing the second recess 53 has an opening 55a is formed by a known method (FIG. 4B).
【0033】次に、この試料上にゲート電極形成材の薄
膜57を公知の方法により形成する(図5)。その後、
レジストパタン55を好適な溶剤により除去することに
よりゲート電極形成材の、レジストパタン55上に在る
部分を除去する(リフトオフする)。この結果、第2の
リセス53内にゲート電極59が形成され図1に示した
FETが得られる。Next, a thin film 57 of a gate electrode forming material is formed on the sample by a known method (FIG. 5). afterwards,
By removing the resist pattern 55 with a suitable solvent, a portion of the gate electrode forming material on the resist pattern 55 is removed (lift-off). As a result, the gate electrode 59 is formed in the second recess 53, and the FET shown in FIG. 1 is obtained.
【0034】このようにして形成されたゲート電極59
は上方に向うに従いその幅が増大する形状例えればマッ
シュルーム状の形状を有するものになる。このため、ゲ
ート電極形成材の薄膜の膜厚を厚くした場合のゲート抵
抗低減割合が従来のゲート電極に比べ大きくなる。The gate electrode 59 thus formed
Has a mushroom-like shape, for example, a shape whose width increases upward. For this reason, when the thickness of the thin film of the gate electrode forming material is increased, the gate resistance reduction ratio becomes larger than that of the conventional gate electrode.
【0035】なお、変形済みのマスクパタン49xは、
この場合は耐熱性に優れるポリイミド樹脂で構成してあ
ることから、この実施例では、ゲート電極59及びオー
ミック電極47a、47b間の層間絶縁膜としてそのま
ま用いている。このようにすると層間絶縁膜形成工程が
省略出来るという利点が得られる。It should be noted that the deformed mask pattern 49x is
In this case, since it is made of a polyimide resin having excellent heat resistance, in this embodiment, it is used as it is as an interlayer insulating film between the gate electrode 59 and the ohmic electrodes 47a and 47b. This has the advantage that the step of forming an interlayer insulating film can be omitted.
【0036】上述においては、この発明の実施例につい
て説明したが、この発明は上述の実施例に限られるもの
ではなく、以下に説明するような変更を行なうことが出
来る。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications can be made.
【0037】例えば、上述の実施例ではマスクパタン形
成材を感光性ポリイミド樹脂としていたがマスクパタン
形成材はこれに限られるものではなくこれと同様な効果
が得られれば他のものでもよい。例えば、ホトレジスト
もマスクパタン形成材として期待できる。なお、マスク
パタンを耐熱性があまり良好でない材料で構成した場合
はこれを層間絶縁膜としてそのまま用いるのは好ましく
ないのでゲート電極形成後にマスクパタンを除去し新た
に層間絶縁膜ないしはパッシベーション膜を形成するの
が好適である。For example, in the above-described embodiment, the photosensitive polyimide resin is used as the mask pattern forming material. However, the mask pattern forming material is not limited to this, and any other material may be used as long as the same effect can be obtained. For example, photoresist can be expected as a mask pattern forming material. When the mask pattern is made of a material having poor heat resistance, it is not preferable to use the mask pattern as it is as the interlayer insulating film. Therefore, after forming the gate electrode, the mask pattern is removed and a new interlayer insulating film or passivation film is formed. Is preferred.
【0038】また、上述の実施例は、2段のリセスを有
してはいるがその他の構造は通常の通りのFETにこの
発明の製法を適用した例であった。しかし、この発明の
方法は、2段のリセスを有する図6に示したHEMTを
はじめ2段のリセスを有する種々のFETの形成に適用
出来ることは明らかである。The above-described embodiment is an example in which the manufacturing method according to the present invention is applied to a conventional FET having a two-stage recess but other structures. However, it is clear that the method of the present invention can be applied to the formation of various FETs having a two-stage recess, such as the HEMT shown in FIG. 6 having a two-stage recess.
【0039】[0039]
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の電界効果トランジスタの製造方法によれば、マ
スクパタンを形成するためのホトリソグラフィ工程が1
回で済む。このため、製造工程の簡略化が図れる。ま
た、このマスクパタンは、マスクパタンを変形させる工
程はあるものの、2段のリセス形成用マスク及びゲート
電極形成用マスクとして兼用できる。このため、各リセ
ス形成用マスク、ゲート電極形成用マスク間の位置合せ
が不要になるという利点が得られる。さらに、このマス
クパタンをポリイミド樹脂等で構成した場合、マスクパ
タンは層間絶縁膜としても利用できるという利点が得ら
れる。As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing a field effect transistor of the present invention, a photolithography step for forming a mask pattern requires one step.
It only needs times. Therefore, the manufacturing process can be simplified. This mask pattern can also be used as a two-step recess forming mask and a gate electrode forming mask, although there is a step of deforming the mask pattern. Therefore, there is an advantage that alignment between each recess forming mask and each gate electrode forming mask becomes unnecessary. Further, when this mask pattern is made of a polyimide resin or the like, there is an advantage that the mask pattern can be used as an interlayer insulating film.
【0040】また、変形させたエッチングマスクを残し
たままの状態でゲート電極形成がなされるので、ゲート
電極形成材はこのエッチングマスクの形状にならうよう
に堆積する。このため、ゲート長方向に沿って切った断
面の幅が上方に向う程広くなるゲート電極が得られる。
従って、ゲート電極形成材の薄膜の膜厚を厚くすること
によりゲート抵抗は効率よく低減する。Since the gate electrode is formed while the deformed etching mask is left, the gate electrode forming material is deposited to conform to the shape of the etching mask. For this reason, a gate electrode is obtained in which the width of the cross section cut along the gate length direction increases as it goes upward.
Therefore, the gate resistance is efficiently reduced by increasing the thickness of the thin film of the gate electrode forming material.
【図1】この発明の製造方法により得られるFETを概
略的に示した断面図である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing an FET obtained by a manufacturing method of the present invention.
【図2】(A)及び(B)は、実施例の説明に供する工
程図である。FIGS. 2A and 2B are process diagrams for explaining an example.
【図3】(A)及び(B)は、実施例の説明に供する図
2に続く工程図である。FIGS. 3 (A) and 3 (B) are process diagrams following FIG. 2 for describing an example.
【図4】(A)及び(B)は、実施例の説明に供する図
3に続く工程図である。FIGS. 4 (A) and (B) are process drawings following FIG. 3 for describing an example.
【図5】実施例の説明に供する図4に続く工程図であ
る。FIG. 5 is a process drawing following FIG. 4 for describing an example.
【図6】従来技術の説明に供する図である。FIG. 6 is a diagram provided for explanation of a conventional technique.
【図7】(A)及び(B)は、従来技術の説明に供する
工程図である。7 (A) and 7 (B) are process diagrams for explaining a conventional technique.
【図8】(A)及び(B)は、従来技術の説明に供する
図7に続く工程図である。FIGS. 8 (A) and (B) are process diagrams following FIG. 7 for explanation of a conventional technique.
【図9】従来技術の問題点の説明に供する図である。FIG. 9 is a diagram provided for explaining a problem of the related art.
41:化合物半導体(例えば半絶縁性GaAs基板) 43:活性層(例えばn型GaAs層) 45:コンタクト層(例えばn+GaAs層) 47a、47b:オーミック電極 49:マスクパタン 49a:第2のリセスの平面形状と実質的に同じ形状の
開口部 51:第1のリセス 49x:変形済みマスクパタン 53:第2のリセス 55:レジストパタン 55a:レジストパタンの開口部 57:ゲート電極形成材の薄膜 59:ゲート電極41: Compound semiconductor (for example, semi-insulating GaAs substrate) 43: Active layer (for example, n-type GaAs layer) 45: Contact layer (for example, n + GaAs layer) 47a, 47b: Ohmic electrode 49: Mask pattern 49a: Second recess 51: first recess 49x: deformed mask pattern 53: second recess 55: resist pattern 55a: opening of resist pattern 57: thin film 59 of gate electrode forming material : Gate electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/337 - 21/338 H01L 27/095 - 27/098 H01L 29/775 - 29/778 H01L 29/80 - 29/812 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/337-21/338 H01L 27/095-27/098 H01L 29/775-29/778 H01L 29 / 80-29/812
Claims (3)
コンタクト層をこの順に形成する工程と、該コンタクト
層に第1のリセスを形成する工程と、前記活性層に前記
第1のリセスより小さな平面積を有し前記第1のリセス
に接続される第2のリセスを形成する工程と、該第2の
リセス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において、 第1及び第2のリセスを以下の(a)〜(d)の工程を
含む工程で形成し、然る後、当該変形させたエッチング
マスクを残した状態でゲート電極を形成することを特徴
とする電界効果トランジスタの製造方法。 (a)コンタクト層上に開口部を有するマスクパタンで
あって熱処理により変形する材料で構成したマスクパタ
ンを形成する工程。 (b)該マスクパタンをエッチングマスクとして前記コ
ンタクト層を等方的にエッチングし該コンタクト層に第
1のリセスを形成する工程。 (c)第1のリセス形成後前記マスクパタンに対し熱処
理をし、前記マスクパタンの、前記形成された第1のリ
セス上に当たる部分を、該形成された第1のリセス内側
に変形させる工程。 (d)該変形させたマスクパタンをマスクとして前記活
性層に第2のリセスを形成する工程。An active layer is formed on a compound semiconductor substrate.
Forming a contact layer in this order, forming a first recess in the contact layer, and forming a first recess in the active layer having a smaller planar area than the first recess and connected to the first recess. In a method of manufacturing a field effect transistor including a step of forming a second recess and a step of forming a gate electrode in the second recess, the first and second recesses are formed by the following (a) to (d): A method for manufacturing a field-effect transistor, comprising: forming a gate electrode in a step including a step, and thereafter forming a gate electrode with the deformed etching mask remaining. (A) A step of forming a mask pattern having an opening on the contact layer and made of a material deformable by heat treatment. (B) forming a first recess in the contact layer by isotropically etching the contact layer using the mask pattern as an etching mask; (C) a step of subjecting the mask pattern to a heat treatment after the formation of the first recess, and deforming a portion of the mask pattern corresponding to the formed first recess to the inside of the formed first recess. (D) forming a second recess in the active layer using the deformed mask pattern as a mask.
の製造方法において、前記マスクパタン形成材料をポリ
イミド樹脂としたことを特徴とする電界効果トランジス
タの製造方法。2. The method for manufacturing a field-effect transistor according to claim 1, wherein said mask pattern forming material is a polyimide resin.
ジスタの製造方法において、前記変形させたマスクパタ
ンをゲート電極及びオーミック電極間の層間絶縁膜とし
て用いることを特徴とする電界効果トランジスタの製造
方法。3. The method for manufacturing a field-effect transistor according to claim 1, wherein the deformed mask pattern is used as an interlayer insulating film between a gate electrode and an ohmic electrode. Method.
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