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JPS63155771A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPS63155771A
JPS63155771A JP30165486A JP30165486A JPS63155771A JP S63155771 A JPS63155771 A JP S63155771A JP 30165486 A JP30165486 A JP 30165486A JP 30165486 A JP30165486 A JP 30165486A JP S63155771 A JPS63155771 A JP S63155771A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
recessed region
drain
gate electrode
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
Application number
JP30165486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazukiyo Tsunenobu
和清 常信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP30165486A priority Critical patent/JPS63155771A/en
Publication of JPS63155771A publication Critical patent/JPS63155771A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE:To increase output resistance, by depositing a metal in a source formation region so as to form a metallic film on side walls in a recessed region before side wall films on a first insulating film are utilized to form a gate electrode. CONSTITUTION:A silicon film is made to grow as an insulating film 3 so as to form a recessed region 4 on a semi-insulating buffer layer 1 and an active layer 2 which are piled on a surface of a substrate. Part of the surface of the active layer 2 is shaved off to form a recessed region 5. Successively, metal evaporation is performed inclinedly from a drain side to a source side so as to form a metallic film 6, and then a SiO2 film 8 is made to regrow. Since a growth rate on the metal is small in this case, the SiO2 film 8 on the surface of the metallic film 6 becomes small in thickness. Next, the regrowing insulating film 8 and the Ti metallic film 6 are shaved off. Since thickness of a side wall film 9S an a source side is smaller than that of a side wall surface 9D on a drain side in this case, and length lD of the recessed region on the drain side is relatively larger than that lS of the recessed region on the source side, so that drain resistance can be relatively increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 リセス領域の側壁に再成長させた側壁膜を利用してゲー
ト電極を形成する工程を含む半導体装置の製造方法であ
って、該側壁膜を形成する前処理として、膜の再成長レ
ートを低減させる金属をドレイン側からソース側に向か
って斜め方向にデポジションすることにより、出力抵抗
を増大させ、FETとしての利得の増大を可能とする。
Detailed Description of the Invention [Summary] A method for manufacturing a semiconductor device including a step of forming a gate electrode using a sidewall film regrown on the sidewall of a recessed region, the method comprising: forming a gate electrode using a sidewall film regrown on the sidewall of a recessed region; As a treatment, a metal that reduces the regrowth rate of the film is deposited obliquely from the drain side to the source side, thereby increasing the output resistance and making it possible to increase the gain of the FET.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にFET 
(電界効果トランジスタ)のゲート電極の形成方法に関
する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular to a method for manufacturing a semiconductor device.
The present invention relates to a method for forming a gate electrode of a field effect transistor.

FETはその特性上、高入力インピーダンスを必要とす
る増幅器をはじめ、高周波に至るまで広い範囲に使用さ
れているが、その増幅度を制御するためのゲート電極は
、高周波信号を増幅できるよう微細化される傾向にある
。このため、微細なデー1−電極を、高出力抵抗を維持
したままで形成する方法が必要とされる。
Due to their characteristics, FETs are used in a wide range of applications, including amplifiers that require high input impedance, and even high frequencies.The gate electrode used to control the degree of amplification has been miniaturized to amplify high-frequency signals. There is a tendency to Therefore, a method is required for forming fine D1-electrodes while maintaining high output resistance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ザブミクロン準位の微細なゲート電極を形成する
一つの方法として、ゲート電極形成用のリセス領域の側
壁に形成した再成長膜を利用する方法がある。
Conventionally, one method for forming a fine gate electrode at the Submicron level is to utilize a regrown film formed on the sidewall of a recessed region for forming the gate electrode.

第2図(a)〜(f)にはこの側壁上の再成長膜(量子
、側壁膜と称する)を利用して微細ゲート電極を形成す
る従来形の工程が示される。まず半導体基板表面の半絶
縁性バッファ層21および活性層22の上に絶縁膜23
を成長させ(工程(a))、ゲーI・電極用のパターニ
ングを行い、レジストを用いて絶縁膜23の一部を1“
ライ・エツチングし、1ノセス領域24を形成する(工
程(b))。さらに絶縁膜25を再度成長させる(工程
(C))。その後、全体的に異方性のドライ・エツチン
グを行なって再成長絶縁膜25を削り取り、側壁膜F1
およびF2のみを残り、 (工程(d))、この側壁膜
F1およびF2を利用して微細なゲート電極26を形成
しく工程(e))、最後に不要な絶縁膜23および側壁
膜FIおよびF2を削り取るようにしている。
FIGS. 2(a) to 2(f) show a conventional process for forming a fine gate electrode using the regrown film (referred to as quantum sidewall film) on the sidewall. First, an insulating film 23 is formed on the semi-insulating buffer layer 21 and the active layer 22 on the surface of the semiconductor substrate.
(step (a)), patterning for the gate I/electrode is performed, and a part of the insulating film 23 is made 1" using resist.
Lie etching is performed to form a one-noise region 24 (step (b)). Furthermore, the insulating film 25 is grown again (step (C)). After that, anisotropic dry etching is performed on the entire surface to scrape off the regrown insulating film 25, and the sidewall film F1 is removed.
and F2 remain (step (d)), step (e) to form a fine gate electrode 26 using these sidewall films F1 and F2, and finally unnecessary insulating film 23 and sidewall films FI and F2. I try to scrape it off.

なお、工程(b)において示される一点鎖線0は、ゲー
ト電極形成用として絶縁膜23に形成したリセス領域2
4の中心線を示し、ソース電極およびドレイン電極(図
示せず)の双方に対し中間の位置に対応している。
Note that a dashed dotted line 0 shown in step (b) indicates a recess region 2 formed in the insulating film 23 for forming a gate electrode.
4 and corresponds to an intermediate position for both the source and drain electrodes (not shown).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

」二連した従来形の工程によれば、側壁膜F、およびF
2はそれぞれ同じ厚さβで形成されているため、ゲート
電極26の中心線GC1すなわちゲート電極に印加され
る制御電圧によって制御される活性層22内のチャネル
領域の中心線は、工程(f)で示されるように前述のソ
ース電極およびドレイン電極間の中心線0と一致する。
”According to two consecutive conventional processes, sidewall membranes F and F
2 are formed with the same thickness β, the center line GC1 of the gate electrode 26, that is, the center line of the channel region in the active layer 22 controlled by the control voltage applied to the gate electrode, is the same as that in step (f). As shown, it coincides with the center line 0 between the source electrode and the drain electrode described above.

言い換えると、ゲート電極は、ソース電極とドレイン電
極が該ゲート電極に対して対称な位置関係となるように
配設されている。
In other words, the gate electrode is arranged such that the source electrode and the drain electrode have a symmetrical positional relationship with respect to the gate electrode.

従って、F F、 Tとして実際に使用した時、ソース
側抵抗およびドレイン側抵抗は共に同し値となり、一方
を基準にして見た場合には、ソース側抵抗(入力抵抗)
は比較的大きくなるという問題があり、逆にドレイン側
抵抗(出力抵抗)は比較的小さくなるという問題があっ
た。このことは、FETとしての利得の低Fにも影響し
、しかもゲ−l−電極の微細化に伴いより一層顕著に表
われる。
Therefore, when actually used as F F, T, the source side resistance and the drain side resistance are both the same value, and when one is considered as a reference, the source side resistance (input resistance)
There is a problem that the resistance becomes relatively large, and conversely there is a problem that the drain side resistance (output resistance) becomes relatively small. This also affects the low FET gain of the FET, and moreover becomes more noticeable as the gate electrode becomes finer.

本発明は、−ヒ述した従来技術における問題点に鑑みな
されたもので、FETのゲート電極を微細化した場合で
も出力抵抗を相対的に増大させ、利得の増大を図ること
ができる半導体装置の製造方法を提供することを目的と
している。
The present invention has been made in view of the problems in the prior art described in (b), and provides a semiconductor device that can relatively increase the output resistance and increase the gain even when the gate electrode of the FET is miniaturized. The purpose is to provide a manufacturing method.

〔問題点を解決するだめの手段、および作用〕本発明に
よる半導体装置の製造方法は、半導体層の−1−に成長
させた第1の絶縁膜の一部を除去してリセス領域を形成
する第1の工程と、該リセス領域に第2の絶縁膜を再成
長させ、これによって形成された第1の絶縁膜上の側壁
膜を利用し2てケート電極を形成する第2の工程とを具
備することな前提とし、前記第1の工程と第2の工程の
間に、第2の絶縁膜の成長レートを低減させる金属をド
レイン形成領域の上部からソース形成領域に向かって斜
め方向にデポジションし、前記リセス領域内のソース形
成領域側の側壁−にに金属膜を形成する第3の工程を具
備することを特徴とするものである。
[Means and operations for solving the problem] A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes removing a part of the first insulating film grown on -1- of the semiconductor layer to form a recess region. a first step, and a second step of regrowing a second insulating film in the recessed region and forming a gate electrode using the sidewall film on the first insulating film thus formed. Between the first step and the second step, a metal that reduces the growth rate of the second insulating film is deposited in an oblique direction from the top of the drain formation region toward the source formation region. The present invention is characterized by comprising a third step of forming a metal film on the side wall of the source formation region in the recess region.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(a)〜(i)には本発明の一実施例としてのF
ETにおけるデー1−電極形成を説明するための工程が
示される。
FIGS. 1(a) to (i) show F as an embodiment of the present invention.
Steps are shown to illustrate Day 1-electrode formation in ET.

まず工程(a)では半導体基板表面の半絶縁性バッファ
層1および活性層2の上に絶縁It! 3としてシリコ
ン酸化(SiO□)膜またはシリコン窒化(Si3N4
)膜を成長させる。工程(b)ではゲート電極用のバタ
ーニングを行い、レジストを用いて絶縁膜3の一部をド
ライ・エツチングし、リセス領域4を形成する。このリ
セス領域の中心線は、一点鎖線Oで示され、ソース電極
およびドレイン電極(図示せず)の中間の位置に対応し
ている。さらに工程(c)でばリセス領域4に対応する
活性層2の表面の一部をウェット・エツチングにより削
り取り、リセス領域5を形成する。このリセス領域5に
おいてはソース電極からドレイン電極への電流通路とし
てのチャネルの断面積が縮小されているので、電流を充
分にピンチオフすることができる。それ故、このリセス
領域5はケートの制御性を良好にするのに役立つ。
First, in step (a), an insulating It! 3 is a silicon oxide (SiO□) film or a silicon nitride (Si3N4) film.
) to grow a film. In step (b), patterning for the gate electrode is performed, and a part of the insulating film 3 is dry etched using a resist to form a recess region 4. The center line of this recessed region is indicated by a dashed line O and corresponds to a position midway between the source electrode and the drain electrode (not shown). Further, in step (c), a part of the surface of the active layer 2 corresponding to the recessed region 4 is etched away by wet etching to form a recessed region 5. In this recess region 5, the cross-sectional area of the channel serving as a current path from the source electrode to the drain electrode is reduced, so that the current can be sufficiently pinched off. Therefore, this recessed area 5 serves to improve the controllability of the cage.

次の工程(d)では矢印で示される方向、すなわちドレ
イン側からソース側に向かって斜め方向に、金属(本実
施例ではチタン(Ti))を蒸着させ、厚さ100人〜
300人の金属膜6を形成する。これによって、金属膜
6は、同図に示されるように絶縁膜3の上面およびソー
ス側の側壁7.上に形成され、ドレイン側の側壁7.上
には形成されない。
In the next step (d), metal (titanium (Ti) in this example) is vapor-deposited in the direction indicated by the arrow, that is, diagonally from the drain side to the source side, to a thickness of 100 ~
300 metal films 6 are formed. As a result, the metal film 6 is formed on the upper surface of the insulating film 3 and on the side wall 7 on the source side, as shown in the figure. A side wall 7 formed on the drain side. not formed on top.

次の工程(e)では絶縁膜としてのSiO□膜8をCV
D(化学気相成長)法を用い°ζ再成長させる。この場
合、SiO□膜は一般に金属上では成長レートが小さい
ので、同図に示されるよ・うに金属膜6の表面上ではS
iO□膜8は薄<  (1000〜2000人)、それ
以外では厚<  (3000人)成長する。工程(f)
ではCF4(四フッ化炭素)ガスを用いた異方性のドラ
イ・エツチングにより再成長絶縁膜8およびTi金属膜
6を削り取り、微細ゲート電極用の寸法出しをする。こ
の場合、金属膜を含めたソース側の側壁膜9sの厚さは
ドレイン側の側壁膜9.の厚さより薄いので、以降の工
程においてゲート電極10を形成した時に、該ゲート電
極の中心線GCは前述したソース電極およびドレイン電
極の中間の位置0よりソース側に偏る。
In the next step (e), the SiO□ film 8 as an insulating film is
°ζ is regrown using the D (chemical vapor deposition) method. In this case, since the growth rate of the SiO□ film is generally low on metal, the S
The iO□ film 8 grows thin < (1000 to 2000 people), and otherwise grows thick < (3000 people). Process (f)
Then, the regrown insulating film 8 and the Ti metal film 6 are scraped off by anisotropic dry etching using CF4 (carbon tetrafluoride) gas to obtain dimensions for a fine gate electrode. In this case, the thickness of the sidewall film 9s on the source side including the metal film is equal to the thickness of the sidewall film 9s on the drain side. When the gate electrode 10 is formed in a subsequent process, the center line GC of the gate electrode is biased toward the source side from the position 0 between the source electrode and the drain electrode described above.

工程(g)から工程(i)まではゲート電極形成のプロ
セスを示す。まず工程(g)ではチタン・白金・金(T
i /PL /Au)のゲート電極10を全面にわたっ
てデポジションし、次の工程(h)においてバターニン
グ後、ミリングにより不要部分を削り取り、最後の工程
(i)ではウェット・エツチングにより不要な絶縁膜3
、側壁膜9S、9D、および側壁7s上の金属膜6を削
り取る。図中、!!3およびl。はそれぞれソース側、
ドレイン側のリセス領域の長さを示す。
Steps (g) to (i) show the process of forming a gate electrode. First, in step (g), titanium, platinum, gold (T
i /PL /Au) is deposited over the entire surface, and in the next step (h), after buttering, unnecessary parts are removed by milling, and in the last step (i), unnecessary insulating film is removed by wet etching. 3
, the side wall films 9S, 9D, and the metal film 6 on the side wall 7s are scraped off. In the diagram! ! 3 and l. are respectively on the source side,
Indicates the length of the recess region on the drain side.

第1図の製造工程によれば、SiO□膜8を再成長させ
て側壁膜9.および9.を形成する処理(工程(e)お
よび(f))に先立ち、成長絶縁膜3の表面に対し所定
の方向から金属を蒸着させる処理(工程(d))を行う
ことにより、ゲート電極10の中心線GCをソース電極
およびドレイン電極の中間の位置0よりソース側に変位
させることができる。
According to the manufacturing process shown in FIG. 1, the SiO□ film 8 is regrown and the sidewall film 9. and 9. Prior to the process of forming the gate electrode 10 (steps (e) and (f)), the center of the gate electrode 10 is The line GC can be displaced from position 0 between the source electrode and the drain electrode to the source side.

これによって、ドレイン側のリセス領域の長さ!、はソ
ース側のリセス領域の長さl、に比べて相対的に長くな
る。すなわち、ドレイン側では電流の流れる方向にリセ
ス領域が長(なるので、従来形のような対称配置構成に
よるFETに比べて、相対的にドレイン抵抗(出力抵抗
)を増大させることができ、これによってFETとして
の利得の増大を図ることができる。
This determines the length of the recess area on the drain side! , is relatively long compared to the length l of the recess region on the source side. In other words, on the drain side, the recess region is long in the direction of current flow, so the drain resistance (output resistance) can be relatively increased compared to a conventional FET with a symmetrical configuration. It is possible to increase the gain as a FET.

なお、第1図の実施例では蒸着させる金属としてTiを
用いたが、それに限らず、例えはAuを用いてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, Ti is used as the metal to be vapor deposited, but the metal is not limited to this, and for example, Au may be used.

ただしこの場合には、工程(f)においてCF4ガスに
よるドライ・エツチングを行なってもA、uの膜はきれ
いに削り取るのが難しいので、さらにミリングにより削
り取る必要がある。
However, in this case, even if dry etching is performed using CF4 gas in step (f), it is difficult to scrape off the A and U films cleanly, so it is necessary to further scrape them off by milling.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、FETのゲート電
極を微細化した場合でも、ドレイン側のゲートリセス領
域をソース側のゲートリセス領域に比べて相対的に長く
することにより、出力抵抗を増大させ、利得の増大を図
ることができる。
As explained above, according to the present invention, even when the gate electrode of an FET is miniaturized, the output resistance is increased by making the gate recess region on the drain side relatively longer than the gate recess region on the source side. Gain can be increased.

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

第1図(a)〜(i)は本発明の一実施例としてのFE
Tにおけるケート電極形成を説明するための工程図、 第2図(a)〜(f)は従来形の一例としてのFETに
おけるゲート電極形成を説明するだめの工程図、 である。 (符号の説明) 1・・・半絶縁性バッファ層、 2・・・活性層、      3・・・絶縁層、4.5
・・・リセス領域、 6・・・金属層、1s、1o・・
・側壁、  8・・・SiO□膜、9、.9D・・・側
壁膜、  10・・・ゲート電極。
FIGS. 1(a) to (i) show an FE as an embodiment of the present invention.
FIGS. 2(a) to 2(f) are process diagrams for explaining gate electrode formation in an FET as an example of a conventional type. (Explanation of symbols) 1... Semi-insulating buffer layer, 2... Active layer, 3... Insulating layer, 4.5
... Recessed region, 6... Metal layer, 1s, 1o...
- Side wall, 8...SiO□ film, 9, . 9D... Side wall film, 10... Gate electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体層の上に成長させた第1の絶縁膜の一部を除
去してリセス領域を形成する第1の工程と、該リセス領
域に第2の絶縁膜を再成長させ、これによって形成され
た第1の絶縁膜上の側壁膜を利用してゲート電極を形成
する第2の工程とを具備する半導体装置の製造方法にお
いて、 前記第1の工程と第2の工程の間に、第2の絶縁膜(8
)の成長レートを低減させる金属をドレイン形成領域の
上部からソース形成領域に向かって斜め方向にデポジシ
ョンし、前記リセス領域(4)内のソース形成領域側の
側壁(7_s)上に金属膜(6)を形成する第3の工程
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 2、前記第1の工程と第3の工程の間に、前記リセス領
域(4)内の前記半導体層(2)の表面にさらに第2の
リセス領域(5)を形成する工程を具備する、特許請求
の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. A first step of removing a part of the first insulating film grown on the semiconductor layer to form a recessed region, and re-forming a second insulating film in the recessed region. and a second step of forming a gate electrode using a sidewall film on the first insulating film formed by the first insulating film. During the process, a second insulating film (8
) is deposited obliquely from the top of the drain formation region toward the source formation region, and a metal film ( 6) A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a third step of forming. 2. between the first step and the third step, further comprising a step of forming a second recess region (5) on the surface of the semiconductor layer (2) within the recess region (4); A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
JP30165486A 1986-12-19 1986-12-19 Manufacture of semiconductor device Pending JPS63155771A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH038344A (en) * 1989-06-06 1991-01-16 Fujitsu Ltd A method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device manufactured thereby
DE4138842A1 (en) * 1990-12-26 1992-07-02 Mitsubishi Electric Corp GATE ELECTRODE OF A SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH038344A (en) * 1989-06-06 1991-01-16 Fujitsu Ltd A method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device manufactured thereby
DE4138842A1 (en) * 1990-12-26 1992-07-02 Mitsubishi Electric Corp GATE ELECTRODE OF A SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
US5220186A (en) * 1990-12-26 1993-06-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device with a mushroom-shaped gate electrode
US5288654A (en) * 1990-12-26 1994-02-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of making a mushroom-shaped gate electrode of semiconductor device
DE4138842C2 (en) * 1990-12-26 1998-07-09 Mitsubishi Electric Corp Gate electrode and method of making the same

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