JPS59127871A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPS59127871A JPS59127871A JP58003802A JP380283A JPS59127871A JP S59127871 A JPS59127871 A JP S59127871A JP 58003802 A JP58003802 A JP 58003802A JP 380283 A JP380283 A JP 380283A JP S59127871 A JPS59127871 A JP S59127871A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- source
- drain
- semiconductor layer
- insulating film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に金属−半導
体接触のゲート電極を有するFETを含む半導体装置の
製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device including an FET having a gate electrode in metal-semiconductor contact.
従来、GaAaのMESPET(Metal Sem1
con−ductor Field Effect T
ransistor)はゲート長の短縮により高速(ヒ
が図られている。しかし、ゲートとソース及びドレイン
間の表面空乏層に起因する寄生抵抗、及びゲート長の短
縮に伴なうゲート配線抵抗の増大はME 8 F ET
の高速「ヒを妨げている。ゲートとソース及びドレイン
は自己整合で形成されていないため、ゲートとソースお
よびドレイン間の距離を余り短縮することができない。Conventionally, GaAa MESPET (Metal Sem1
con-ductor Field Effect T
However, the parasitic resistance caused by the surface depletion layer between the gate, source, and drain, and the increase in gate wiring resistance due to the shortening of the gate length are ME8FET
Since the gate, source, and drain are not formed in self-alignment, the distance between the gate, source, and drain cannot be reduced very much.
また、従来の光学露光技術およびエツチング技術の制御
性の限界から、0.5μm以下の寸法制御は困難である
。従って、表面空乏層の影響が全くなく、ゲートとソー
ス及びドレインを自己整合で形成で@、ゲート配線抵抗
を低くでき、従来技術においても0.5μm以下のゲー
ト長を容易に実現できるMESPETの製造方法が要求
される。Further, due to the controllability limits of conventional optical exposure technology and etching technology, it is difficult to control dimensions of 0.5 μm or less. Therefore, there is no effect of the surface depletion layer, the gate, source, and drain can be formed in self-alignment, the gate wiring resistance can be lowered, and a gate length of 0.5 μm or less can be easily achieved using conventional technology. A method is required.
第1図は従来のMESFETの一例の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a conventional MESFET.
このMESFETは、中絶縁性基板1の上に動作層2を
エピタキシャル成長し、動作層2上に第2の金属膜4を
形成してソース電極及びドレイン電極形状に加工し、全
面に7オトレジストヲ塗布してゲート電極部分の7オト
レジストに除去し、第1の金属膜3を形成してり7トオ
フ法によりゲート電極を形成することにより製造される
。この従来方法では、ゲートとソース及びドレインとが
自己整合で形成されるのではなく、また寸法の縮小は困
難である。This MESFET is manufactured by epitaxially growing an active layer 2 on a medium insulating substrate 1, forming a second metal film 4 on the active layer 2, processing it into the shape of a source electrode and a drain electrode, and coating the entire surface with a photoresist. The photoresist of the gate electrode portion is removed using the 7-off method, and the first metal film 3 is formed.The gate electrode is then manufactured by a 7-off method. In this conventional method, the gate, source, and drain are not formed in self-alignment, and it is difficult to reduce the dimensions.
MBSFETは、ソースより動作層を通りドレインに流
れ込む電流を、ゲート電極下のチャネル幅を変えて制御
するデバイスである。第1図に示す従来構造では、電流
の流れる動作層2のゲートとソース及びドレイン間表面
が露出しているため。MBSFET is a device that controls the current flowing from the source through the active layer to the drain by changing the channel width under the gate electrode. In the conventional structure shown in FIG. 1, the surface between the gate, source, and drain of the active layer 2 through which current flows is exposed.
この部分では表面空乏層が動作層内部に広がり電流の流
れを妨げて寄生抵抗を増加させる。また。In this portion, the surface depletion layer spreads inside the active layer, impeding current flow and increasing parasitic resistance. Also.
ゲート長を短くしてゆくとそれに反比例してゲート配線
抵抗が増加し、さらにゲート金属の断線に至る場合もあ
る。従って、従来の製造方法では高速動作のMESFE
T2実現するのけ困難であるという欠点があった。As the gate length is shortened, the gate wiring resistance increases inversely to the shortening of the gate length, which may even lead to disconnection of the gate metal. Therefore, in conventional manufacturing methods, high-speed operation MESFE
The disadvantage is that it is difficult to realize T2.
本発明の目的は、上記欠点を除去し2表面空乏層の影響
が全くなく、ゲートとソースおよびドレインがセル7ア
ラインで形成でさ、ゲート配線抵抗が低く、ゲート長の
短縮が容易なMESFE’l’i含む半導体装置の製造
方法を提供することにある。The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, to provide a MESFE' which has no influence of the two-surface depletion layer, has a gate, source, and drain formed in cell 7 alignment, has low gate wiring resistance, and can easily shorten the gate length. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device including l'i.
本発明によれば半絶縁性基板上に不純物を高濃度に含有
する一導電型半導体層を形成する工程と。According to the present invention, a step of forming a semiconductor layer of one conductivity type containing a high concentration of impurities on a semi-insulating substrate.
該半導体層上に絶縁膜全被着する工程と、前記絶縁膜及
び半導体層のゲートを形成する手足領域を選択除去し、
前記半導体層全分離してソース及びドレイン領域とする
工程と、−導電型半導体層を被着し1選択除去して前記
ソース領域とドレイン領域との間にかつ少くとも該ソー
ス領域及びドレイン領域の側面に接触する動作層を形成
する工程と、前記動作層にショットキ接触する金属でゲ
ート電極を形成する工程と、前記ソース及びドレイ7領
b11.にオーミック接触する金属でソース電極及びド
レイン電極全形成する工程と會含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法が得られる。a step of fully depositing an insulating film on the semiconductor layer; and selectively removing limb regions forming gates of the insulating film and the semiconductor layer;
separating the entire semiconductor layer to form source and drain regions; and depositing and selectively removing a negative conductivity type semiconductor layer to form a region between the source region and the drain region and at least between the source region and the drain region. a step of forming an active layer in contact with the side surface, a step of forming a gate electrode of metal in Schottky contact with the active layer, and a step of forming the source and drain 7 regions b11. There is obtained a method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of completely forming a source electrode and a drain electrode using a metal that makes ohmic contact with the semiconductor device.
次に5本発明の実施例について図面を用いて説明する。Next, five embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第2図(a)〜げ)は本発明の一実施例を説明するため
の工程順に示した断面図である。FIGS. 2(a) to 2(a) are cross-sectional views showing the steps in order to explain an embodiment of the present invention.
まず、第2図(a)に示すように、半絶縁性単結晶基板
11の表面に一導電型不純物を高濃度に含有する半導体
層121”形成し、その上に第1の絶縁膜13會被着す
る。ゲート電極下する領域の第1の絶縁膜13と半導体
層12とを選択除去して半導体層12を分離し、ソース
及びドレイン領域12とする。First, as shown in FIG. 2(a), a semiconductor layer 121'' containing impurities of one conductivity type at a high concentration is formed on the surface of a semi-insulating single crystal substrate 11, and a first insulating film 13 is formed thereon. The first insulating film 13 and the semiconductor layer 12 in the region below the gate electrode are selectively removed to separate the semiconductor layer 12 and form source and drain regions 12.
次に、第2図(b)に示すように、動作層となる一導電
型半導体層14を等方的に成長させ、その上にこの半導
体層14とショットキ接触をする金属層15を設ける。Next, as shown in FIG. 2(b), a semiconductor layer 14 of one conductivity type, which will become an active layer, is grown isotropically, and a metal layer 15 that makes Schottky contact with this semiconductor layer 14 is provided thereon.
半導体層14は基板11上は単結晶、第1の絶縁膜13
上では多結晶である。The semiconductor layer 14 is a single crystal on the substrate 11 and the first insulating film 13
Above, it is polycrystalline.
次に、第2図(C)に示すように5選択除去して動5− 作層14.ゲート電極15とする。Next, as shown in FIG. 2(C), remove 5 selections and move 5- Sakulayer 14. A gate electrode 15 is used.
次に、第2図(d)に示すように、第2の絶縁膜16を
被着し、ソース及びドレイン領域12と接続するための
開口を設ける。Next, as shown in FIG. 2(d), a second insulating film 16 is deposited, and openings for connection to the source and drain regions 12 are provided.
次に、第2図(e)に示すように、オーミック接触の金
属層17全被着する。Next, as shown in FIG. 2(e), the entire ohmic contact metal layer 17 is deposited.
次に、第2図(f)に示すように、金属層17を選択除
去し、ソース及びドレイン電極17を形成する。そして
第2の絶縁膜16を選択除去してゲート電極15を露出
させる。Next, as shown in FIG. 2(f), the metal layer 17 is selectively removed to form source and drain electrodes 17. Then, the second insulating film 16 is selectively removed to expose the gate electrode 15.
上記実施例において、半導体層12の厚さを約0.5μ
m程度とし、動作層14の厚さ’t−0,1〜0.2μ
m程度とし、ゲート領域の開口寸法i 0.5μmとす
ると、ゲート長は0.1〜0゜3μmとなり、容易に短
ゲート長にすることができる。第1の絶縁膜13は、半
導体層12會酸化させて形成しても良いし、蒸着法やC
V D (Chemical VaporDeposi
tion)法で5iQzやf3 i 3N4などを形成
しても良い。また、動作層14は膜厚の制御性に優れた
M B E (Mo1ecular Beam Epi
taxy)法6−
やMOCVD (Metal Organic CVD
)法を用いて形成すると良い。In the above embodiment, the thickness of the semiconductor layer 12 is approximately 0.5 μm.
m, and the thickness of the active layer 14 is 't-0,1~0.2μ.
If the opening dimension i of the gate region is about 0.5 μm, the gate length will be 0.1 to 0.3 μm, and the gate length can be easily made short. The first insulating film 13 may be formed by oxidizing the semiconductor layer 12, or may be formed by evaporation or carbon dioxide.
V D (Chemical Vapor Deposit)
5iQz, f3 i 3N4, etc. may be formed by the ion method. Further, the active layer 14 is made of MBE (Molecular Beam Epi) which has excellent controllability of film thickness.
taxi) method 6- and MOCVD (Metal Organic CVD)
) method.
以上説明した本発明によって得られるMESFETにお
いて、キャリアの流れを妨げる表面空乏層は半導体層1
2が第1の絶縁膜13と接する部分にのみ形成されるが
、半導体層12の不純物濃度’Th1X10 cm
程度とすれば表面空乏層の厚さけIooXu下となり
、半導体層12の厚さく〜0,5μm)に比べて無視で
きるものである。また、ゲートとソース及びドレインは
自己整合で形成されるため、これらの距離は0.1〜0
.2μmと短くなる。そして、ゲートとソースおよびド
レイン間は不純物濃度の低い動作層14が存在するため
、耐圧も高い。In the MESFET obtained by the present invention described above, the surface depletion layer that impedes the flow of carriers is the semiconductor layer 1.
2 is formed only in the portion in contact with the first insulating film 13, but the impurity concentration of the semiconductor layer 12 is 'Th1X10 cm
The thickness is less than the thickness of the surface depletion layer IooXu, which is negligible compared to the thickness of the semiconductor layer 12 (~0.5 μm). In addition, since the gate, source, and drain are formed by self-alignment, the distance between them is 0.1 to 0.
.. The length becomes as short as 2 μm. Since the active layer 14 with a low impurity concentration exists between the gate, source, and drain, the breakdown voltage is also high.
さらに、ゲート電極の構造は、キャリアの流れの制御に
関与するゲート電極下部の長さくゲート長)は短く、上
部では幅が広くなっているため。Furthermore, the structure of the gate electrode is such that the lower part of the gate electrode (gate length), which is involved in controlling the flow of carriers, is short and the upper part is wide.
ゲート長を短くしてもゲート配線抵抗はほとんど増加し
ない。ゲート電極としてkl f用い、ゲート長0.2
μm、ゲート電極上部の長さ4μm、厚さ1μmのゲー
ト電極構造で、単位ゲート幅当シロ、8XlO−3Ω/
μmが得られ、ゲート長0.2μm。Even if the gate length is shortened, the gate wiring resistance hardly increases. Use kl f as gate electrode, gate length 0.2
μm, the gate electrode structure has a gate electrode top length of 4 μm and a thickness of 1 μm, and the width per unit gate width is 8XlO-3Ω/
μm was obtained, and the gate length was 0.2 μm.
ゲート幅300μmでゲート配線抵抗2Ω以下が得られ
る。また、ゲートとソース及びドレイン間の寄生容量は
、これらの間に第1の絶縁膜と該第1の絶縁膜上に形成
して多結晶比し高抵抗となった動作層14が存在するの
で小さい。従って、高速動作が可能なMESFETが得
られる。A gate wiring resistance of 2Ω or less can be obtained with a gate width of 300 μm. Furthermore, the parasitic capacitance between the gate, source, and drain is caused by the presence of the first insulating film and the active layer 14 formed on the first insulating film and having a higher resistance than polycrystalline film between them. small. Therefore, a MESFET capable of high-speed operation is obtained.
本発明においては、基板11とソース及びドレイン領域
12.並びに動作層14とが同一半導体でなく異種半導
体であっても良いことは明らかである。また、第1の絶
縁膜13と第2の絶縁膜16とは同一材質であっても異
種材質であっても良い。In the present invention, a substrate 11 and source and drain regions 12. Furthermore, it is clear that the active layer 14 and the active layer 14 may not be made of the same semiconductor but may be made of a different type of semiconductor. Further, the first insulating film 13 and the second insulating film 16 may be made of the same material or may be made of different materials.
以上詳細に説明したように1本発明によれば。According to one aspect of the present invention, as described in detail above.
ゲートとソース及びドレインとが自己整合し、ゲート配
線抵抗が低く、ゲート長が短いMESFETを有する半
導体装置が得られるのでその効果は太きい。The effect is significant because a semiconductor device having a MESFET in which the gate, source, and drain are self-aligned, the gate wiring resistance is low, and the gate length is short can be obtained.
第1図は従来のMESFETの一例の断面図、第2図(
a)〜げ)は本発明の一実施例を説明するための工程順
に示した断面図である。
■・・・・・・半絶縁性基板、2・・・・・・動作層、
3・・・・・・第1の金属膜(ゲート電極)、4・・・
・・・第2の金属膜(ソース及びドレイン電極)、11
・・・・・・半絶縁性基板、12・・・・・・ソース及
びドレイン領域、13・・・・・・第1の絶縁膜、14
・・・・・・動作層% 15・・・・・・ゲート電極、
16・・・・・・第2の絶縁膜、17・・・・・・ソー
ス及びドレイン電極。
9−
字1反
(ν)
(e)
誉2 回Figure 1 is a cross-sectional view of an example of a conventional MESFET, and Figure 2 (
Figures a) to ge) are sectional views shown in the order of steps for explaining an embodiment of the present invention. ■... Semi-insulating substrate, 2... Operating layer,
3...First metal film (gate electrode), 4...
...Second metal film (source and drain electrode), 11
... Semi-insulating substrate, 12 ... Source and drain region, 13 ... First insulating film, 14
......Active layer% 15...Gate electrode,
16... Second insulating film, 17... Source and drain electrodes. 9- Aji 1 (ν) (e) Homare 2 times
Claims (1)
導体層を形成する工程と、該半導体層上に絶縁膜を被着
する工程と、前記絶縁膜及び半導体層のゲートヲ形成す
る予定領域を選択除去し。 前記半導体層を分雛してソース及びドレイン領域とする
工程と、−導電型半導体層を被着し、選択除去して前記
ソース領域とドレイン領域との間にかつ少くとも該ソー
ス領域及びドレイン領域の側面に接触する動作層を形成
する工程と、前記動作層にショットキ接触する金属でゲ
ート電極を形成する工程と、前記ソース及びドレイン領
域にオーミック接触する金属でソース電極及びドレイン
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。[Claims] A step of forming a semiconductor layer of one conductivity type containing a high concentration of impurities on a semi-insulating substrate, a step of depositing an insulating film on the semiconductor layer, and the insulating film and the semiconductor layer. Select and remove the area where the gate will be formed. splitting the semiconductor layer to form source and drain regions; depositing and selectively removing a - conductivity type semiconductor layer between the source region and the drain region and at least the source region and the drain region; forming a gate electrode with a metal in Schottky contact with the active layer; and forming a source electrode and a drain electrode with a metal in ohmic contact with the source and drain regions. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58003802A JPS59127871A (en) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | Manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58003802A JPS59127871A (en) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | Manufacturing method of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59127871A true JPS59127871A (en) | 1984-07-23 |
Family
ID=11567323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58003802A Pending JPS59127871A (en) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | Manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59127871A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61241980A (en) * | 1985-04-18 | 1986-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
JP2009503815A (en) * | 2005-07-20 | 2009-01-29 | クリー インコーポレイテッド | Nitride-based transistor and manufacturing method using etch stop layer |
JP2009515320A (en) * | 2005-10-03 | 2009-04-09 | インターナショナル レクティファイアー コーポレイション | Manufacture of group III nitride semiconductor devices |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58166774A (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-01 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method for manufacturing a Schottky junction compound semiconductor field effect transistor |
-
1983
- 1983-01-13 JP JP58003802A patent/JPS59127871A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58166774A (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-01 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method for manufacturing a Schottky junction compound semiconductor field effect transistor |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61241980A (en) * | 1985-04-18 | 1986-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
JP2009503815A (en) * | 2005-07-20 | 2009-01-29 | クリー インコーポレイテッド | Nitride-based transistor and manufacturing method using etch stop layer |
US9142636B2 (en) | 2005-07-20 | 2015-09-22 | Cree, Inc. | Methods of fabricating nitride-based transistors with an ETCH stop layer |
JP2009515320A (en) * | 2005-10-03 | 2009-04-09 | インターナショナル レクティファイアー コーポレイション | Manufacture of group III nitride semiconductor devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4755867A (en) | Vertical Enhancement-mode Group III-V compound MISFETs | |
US5057883A (en) | Permeable base transistor with gate fingers | |
US11949019B2 (en) | Thin film semiconductor switching device | |
US4839310A (en) | High mobility transistor with opposed-gates | |
US5397907A (en) | Field effect transistor and fabricating method thereof | |
JPH10209434A (en) | Heterojunction field effect transistor and method of manufacturing the same | |
JPS59127871A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
US4784967A (en) | Method for fabricating a field-effect transistor with a self-aligned gate | |
JPH1140578A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2685026B2 (en) | Field effect transistor and manufacturing method | |
US5115287A (en) | Step-cut insulated gate static induction transistors and method of manufacturing the same | |
US4824804A (en) | Method of making vertical enhancement-mode group III-V compound MISFETS | |
JPH05275453A (en) | Junction FET and manufacturing method thereof | |
JPS62169483A (en) | Structure of schottky field-effect transistor and manufacture thereof | |
JPS61260679A (en) | Field-effect transistor | |
JPS6252957B2 (en) | ||
JPH0243765A (en) | Manufacture of compound semiconductor device | |
KR930007758B1 (en) | Step type high electrton mobility transistor and its manufacturing method | |
KR950000157B1 (en) | Manufacturing method of fet | |
JPH0644576B2 (en) | Semiconductor device | |
JP3035969B2 (en) | Method for manufacturing compound semiconductor device | |
JPH1140577A (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device | |
JP2819673B2 (en) | Field effect transistor | |
JPS58111375A (en) | Compound semiconductor device | |
JPS61222176A (en) | Short gate field effect transistor and method for manufacturing the same |