JPH0737903A - Field-effect transistor and formation therefor - Google Patents
Field-effect transistor and formation thereforInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電界効果トランジス
タ(FET)及びその形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor (FET) and its forming method.
【0002】[0002]
【従来の技術】この発明の説明に先立ち、この発明の理
解を容易にするために、先ず、図面を参照して、エピタ
キシャル技術を用いた、従来の電界効果トランジスタの
形成方法について説明する。図8の(A)〜(C)は、
従来のFETの形成方法の説明に供する工程図である。
図9の(A)〜(C)は、図8の(C)に続く工程図で
ある。図10の(A)〜(C)は図9の(C)に続く工
程図である。Prior to the description of the present invention, in order to facilitate understanding of the present invention, first, a conventional method of forming a field effect transistor using an epitaxial technique will be described with reference to the drawings. (A) to (C) of FIG.
FIG. 10 is a process diagram for explaining a conventional FET formation method.
FIGS. 9A to 9C are process diagrams following FIG. 8C. 10A to 10C are process diagrams following FIG. 9C.
【0003】先ず、GaAs基板10上に、エピタキシ
ャル技術を用いてn型活性層(n層)12及び高濃度の
n型活性層(n+ 層)14を順次に積層し、半導体本体
36を形成する(図8の(A))。First, an n-type active layer (n layer) 12 and a high-concentration n-type active layer (n + layer) 14 are sequentially laminated on a GaAs substrate 10 using an epitaxial technique to form a semiconductor body 36. ((A) of FIG. 8).
【0004】次に、半導体本体36上に、従来のホトリ
ソグラフィ及びエッチング技術を用いて素子間分離用レ
ジストパターン16を形成する。そして、この素子間分
離用レジストパターン16をマスクとして用い、半導体
本体36にイオンを注入して素子間分離層18を形成す
る(図8の(B))。Next, a resist pattern 16 for element isolation is formed on the semiconductor body 36 using conventional photolithography and etching techniques. Then, using the element isolation resist pattern 16 as a mask, ions are implanted into the semiconductor body 36 to form the element isolation layer 18 (FIG. 8B).
【0005】次に、素子間分離用レジストパターン16
を有機溶剤を用いて除去した後、n+ 活性層12上全面
に、CVD法を用いて絶縁膜20を形成する(図8の
(C))。Next, a resist pattern 16 for element isolation is formed.
Is removed using an organic solvent, and then an insulating film 20 is formed on the entire surface of the n + active layer 12 by the CVD method ((C) of FIG. 8).
【0006】次に、絶縁膜20上のオーミック電極形成
予定領域に開口部を有する、電極用レジストパターン2
2を形成する。そして、この電極用レジストパターン2
2をエッチングマスクとして用いて、開口部に露出した
絶縁膜20を除去する(図9の(A))。Next, the electrode resist pattern 2 having an opening in the ohmic electrode formation planned region on the insulating film 20.
Form 2. And this electrode resist pattern 2
Using 2 as an etching mask, the insulating film 20 exposed in the opening is removed ((A) of FIG. 9).
【0007】次に、開口部に露出した半導体本体36上
及びレジストパターン22上に導電膜24を真空蒸着す
る(図9の(B))。Next, a conductive film 24 is vacuum-deposited on the semiconductor body 36 and the resist pattern 22 exposed in the opening ((B) of FIG. 9).
【0008】次に、リフトオフ法により、レジストパタ
ーン22上の導電膜24部分を除去して、半導体本体3
6上の残存導電膜をオーミック電極24aとする。次
に、オーミック電極24a及び絶縁膜20上に、オーミ
ック電極24a間のゲート電極形成予定領域にゲート開
口部26を有し、かつ、このゲート開口部26の側壁の
断面が逆テーパー状になっているゲート用レジストパタ
ーン28を形成する。そして、このゲート用レジストパ
ターン28をエッチングマスクとして用いて、絶縁膜に
ゲート絶縁膜開口部30を形成する(図9の(C))。Next, the conductive film 24 portion on the resist pattern 22 is removed by a lift-off method, and the semiconductor body 3 is removed.
The remaining conductive film on 6 is used as the ohmic electrode 24a. Next, on the ohmic electrode 24a and the insulating film 20, there is a gate opening 26 in a region where the gate electrode is to be formed between the ohmic electrodes 24a, and the side wall of the gate opening 26 has an inversely tapered cross section. A resist pattern 28 for gates is formed. Then, the gate insulating film opening 30 is formed in the insulating film by using the gate resist pattern 28 as an etching mask ((C) of FIG. 9).
【0009】次に、ゲート絶縁膜開口部30を形成した
絶縁膜20をエッチングマスクとして、ゲート絶縁膜開
口部30に露出した半導体本体36に対して、ウエット
エッチングを用いて半導体基板のn層12まで達するリ
セスエッチングを行って、リセスエッチング部32を形
成する(図10の(A))。Next, using the insulating film 20 having the gate insulating film opening 30 formed therein as an etching mask, the semiconductor body 36 exposed in the gate insulating film opening 30 is wet-etched to the n layer 12 of the semiconductor substrate. Recess etching reaching the depth is performed to form the recess etching portion 32 ((A) of FIG. 10).
【0010】次に、ゲート用レジストパターン28をマ
スクとして用いて、真空蒸着法によりリセスエッチング
部にゲート電極34を形成する。この際、ゲート用レジ
ストパターン28上にもゲート電極材料金属34aが真
空蒸着される(図10の(B))。Next, using the gate resist pattern 28 as a mask, a gate electrode 34 is formed in the recess etching portion by a vacuum deposition method. At this time, the gate electrode material metal 34a is also vacuum-deposited on the gate resist pattern 28 ((B) of FIG. 10).
【0011】次に、ゲート用レジストパターン28及び
その上のゲート電極材料金属34aを除去してFETを
形成する(図10の(C))。Next, the gate resist pattern 28 and the gate electrode material metal 34a on the gate resist pattern 28 are removed to form an FET (FIG. 10C).
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
FETの形成方法においては、素子分離領域及びゲート
電極を形成するにあたり、それぞれ個別に、ホトリソグ
ラフィ技術を用いてレジストパターンを形成し、このレ
ジストパターンをマスクとして用いることにより、素子
間分離層及びゲート電極の位置を決定していた。このた
め、レジストパターン形成時のマスクずれ及び現像ムラ
(現像不足)により、オ−ミック電極の位置に対して、
素子間分離領域及びゲート電極の位置の再現性が、ウエ
ハに形成された各FET素子毎、及び各ウエハ毎で異な
ってしまう。その結果、FET素子の特性にバラツキが
生じて、FET形成における歩留りが低下するという問
題があった。However, in the conventional method for forming an FET, in forming the element isolation region and the gate electrode, a resist pattern is formed individually by using the photolithography technique, and this resist pattern is formed. By using as a mask, the positions of the element isolation layer and the gate electrode were determined. Therefore, due to mask misalignment and development unevenness (insufficient development) during resist pattern formation,
The reproducibility of the positions of the element isolation region and the gate electrode is different for each FET element formed on the wafer and for each wafer. As a result, there has been a problem that the characteristics of the FET elements are varied and the yield in FET formation is reduced.
【0013】また、ゲート長が短くなった場合、ゲート
抵抗が大きくなるため、高速動作性といった素子特性が
劣化するという問題があった。Further, when the gate length becomes short, the gate resistance becomes large, so that there is a problem that the device characteristics such as high speed operability are deteriorated.
【0014】また、素子を縮小化するため、オーミック
電極を縮小化すると、オーミック抵抗が大きくなり、素
子特性が劣化するという問題があった。Further, when the ohmic electrode is reduced in order to reduce the size of the element, there is a problem that the ohmic resistance increases and the element characteristics deteriorate.
【0015】従って、この発明の第1の目的は、オーミ
ック電極と素子間分離層及びゲート電極との位置合わせ
を自己整合的に行うことができる電界効果トランジスタ
の形成方法を提供することである。Therefore, a first object of the present invention is to provide a method for forming a field effect transistor capable of performing alignment of an ohmic electrode with an element isolation layer and a gate electrode in a self-aligned manner.
【0016】また、この発明の第2の目的は、ゲート長
が短くかつゲート抵抗が小さい電界効果トランジスタの
形成方法を提供することである。A second object of the present invention is to provide a method for forming a field effect transistor having a short gate length and a small gate resistance.
【0017】また、この発明の第3の目的は、オーミッ
ク抵抗を小さくした電界効果トランジスタを提供するこ
とである。A third object of the present invention is to provide a field effect transistor having a reduced ohmic resistance.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】上述した、第1の目的の
達成を図るため、第1の発明の電界効果トランジスタの
形成方法によれば、(a)表面に活性層を具えた下地上
に設けられたオーミック電極の形成途中の構造体をマス
クとして用いて、下地に対してイオン注入を行って素子
間分離層を形成する工程と、(b)オーミック電極の形
成途中の構造体から、ゲート長方向となる方向に沿いか
つ下地の表面に垂直な断面(以下、単に断面とも称す
る)での形状が逆テーパー形状である2つのオーミック
電極を、ゲート電極形成予定領域を挟んで離間して形成
する工程と、(c)2つの該オーミック電極をマスクと
して用いて、当該オーミック電極同士に挟まれた領域の
下地上に、当該オーミック電極同士の間隔をゲート長と
するゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とす
る。In order to achieve the above-mentioned first object, according to the method for forming a field effect transistor of the first invention, (a) an underlayer having an active layer on its surface is formed. Using the provided structure during formation of the ohmic electrode as a mask, a step of performing ion implantation into the base to form an element isolation layer, and (b) the structure during formation of the ohmic electrode to the gate. Two ohmic electrodes having a reverse taper shape in a cross section (hereinafter, also simply referred to as a cross section) along a direction that is a long direction and perpendicular to the surface of the base are formed with a gate electrode formation planned region interposed therebetween. And (c) using the two ohmic electrodes as a mask, form a gate electrode having a gate length that is the distance between the ohmic electrodes on the ground below the region sandwiched between the ohmic electrodes. Characterized in that it comprises a step of.
【0019】また、第1の目的を達成を図るため、第2
の発明の電界効果トランジスタの電界効果トランジスタ
の形成方法によれば、(a)主表面に活性層上を具えた
下地上に、ゲート長方向となる方向に沿った断面が逆テ
ーパー形状である2つのオーミック電極を、ゲート電極
形成予定領域を挟んで離間して形成する工程と、(b)
2つのオーミック電極をマスクとして用いて、半導体基
板に対してイオン注入を行って素子間分離層を形成する
工程と、(c)2つのオーミック電極をマスクとして用
いて、当該ミック電極同士に挟まれた領域の半導体基板
上に、当該オーミック電極同士の間隔をゲート長とする
ゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。In order to achieve the first purpose, the second
According to the method for forming a field effect transistor of the field effect transistor of the invention of (1), the cross section along the direction that becomes the gate length direction is an inverse taper shape on the underlayer having the active layer on the main surface. Forming two ohmic electrodes with a gate electrode formation-scheduled region in between, and (b)
A step of implanting ions into the semiconductor substrate to form an element isolation layer using the two ohmic electrodes as a mask; and (c) sandwiching the ohmic electrodes with each other using the two ohmic electrodes as a mask. And a step of forming a gate electrode having a gate length which is the interval between the ohmic electrodes on the semiconductor substrate in the different region.
【0020】また、第1の発明の電界効果トランジスタ
の実施にあたり、さらに、上述した第2の目的の達成を
図るため、好ましくは、(a)工程の前に、下地上に、
絶縁膜を形成する工程と、(c)工程は、オーミック電
極をエッチングマスクとして用いて、オーミック電極間
の領域の半導体上に設けられた絶縁膜に対してエッチン
グ処理を行って、ゲート開口部を形成する工程と、オー
ミック電極に対してエッチバック処理を行って、残存オ
ーミック電極を形成する工程と、残存オーミック電極形
成後、前記ゲート開口部及び当該ゲート開口部の周囲の
絶縁膜上に、ゲート電極を形成する工程とを含むことが
望ましい。Further, in implementing the field effect transistor of the first invention, in order to achieve the above-mentioned second object, preferably, before the step (a), it is preferably formed on a substrate.
In the step of forming an insulating film and the step (c), the insulating film provided on the semiconductor in the region between the ohmic electrodes is etched using the ohmic electrode as an etching mask to open the gate opening. A step of forming, a step of performing an etchback process on the ohmic electrode to form a residual ohmic electrode, and a step of forming the residual ohmic electrode, and then forming a gate on the gate opening and an insulating film around the gate opening. And a step of forming an electrode.
【0021】また、第2の発明の電界効果トランジスタ
の実施にあたり、さらに、上述した第2の目的の達成を
図るため、好ましくは、(a)工程の前に、半導体基板
上に、絶縁膜を成する工程と、(c)工程は、オーミッ
ク電極をエッチングマスクとして用いて、前記オーミッ
ク電極間 領域の絶縁膜部分に対してエッチング処理を
行って、ゲート開口部を形成する工程と、オーミック電
極に対してエッチバック処理を行って、残存オーミック
電極 形成する工程と、残存オーミック電極形成後、前
記ゲート開口部及び当該ゲート開口部の周囲の絶縁膜上
に、ゲート電極を形成する工程とを含むことが望まし
い。In implementing the field effect transistor of the second invention, further, in order to achieve the above-mentioned second object, preferably, before the step (a), an insulating film is formed on the semiconductor substrate. The step of forming and the step (c) include a step of forming a gate opening by performing an etching process on the insulating film portion in the region between the ohmic electrodes by using the ohmic electrode as an etching mask. And a step of forming a residual ohmic electrode by etching back, and a step of forming a gate electrode on the gate opening and the insulating film around the gate opening after forming the residual ohmic electrode. Is desirable.
【0022】但し、残存オーミック電極は、形成された
FETにおいてオーミック電極として機能する。However, the remaining ohmic electrode functions as an ohmic electrode in the formed FET.
【0023】また、第1の発明の電界効果トランジスタ
の実施にあたり、好ましくは、(a)工程は、半導体基
板の主表面上に活性層を形成して、この半導体基板と活
性層とを以って下地を構成する工程と、下地表面に、絶
縁膜を形成する工程と、絶縁膜上に、オーミック電極形
成領域に開口部を有するオーミック用レジストパターン
を形成する工程と、オーミック用レジストパターンをエ
ッチングマスクとして用いて、開口部に露出した絶縁膜
をエッチングして、絶縁膜パターンを形成する工程と、
開口部に露出した下地及び前記オーミック用レジストパ
ターン上に、メッキ用カレントフィルムを形成する工程
と、メッキ用カレントフィルム上に、オーミック電極形
成予定領域にレジスト開口部を有し、かつ、ゲート長方
向となる方向に沿いかつ半導体基板表面にたして垂直な
断面の形状が順テーパー形状であるメッキ用レジストパ
ターンを形成する工程と、レジスト開口部、及び、レジ
スト開口部同士に挟まれたレジストパターン部分上に、
メッキ層を形成する工程と、メッキ層の周囲に露出して
いるレジストパターン部分を除去する工程と、メッキ層
を、レジスト開口部同士に挟まれたメッキ用レジストパ
ターン部分が露出するまでエッチバックして残存メッキ
層を形成すると共に、残存メッキ層の周囲に露出してい
るメッキ用カレントフィルム部分を除去する工程と、残
存メッキ層の周囲に露出しているオーミック用レジスト
パターン及びレジスト開口部同士に挟まれたメッキ用レ
ジストパターン部分を除去し、残存メッキ層及びメッキ
用カレントフィルム部分からなるオーミック電極形成途
中の構造体を成形する工程と、オーミック電極形成途中
の構造体をマスクとして用いて、下地に対してイオンを
注入し、素子間分離層を形成する工程とを含み、(b)
の工程は、素子間分離層を形成した後、オーミック用レ
ジストを除去して、2つの互いに離間したオーミック電
極を形成し、ゲート絶縁膜を露出させる工程とを含み、
(c)の工程は、オーミック電極をマスクとして用い
て、ゲート絶縁膜に対してエッチングを行い、ゲート開
口部を形成する工程と、少なくとも前記ゲート開口部上
に開口部を有する保護膜用レジストをオーミック電極及
び前記素子間分離層上に、形成する工程と、ゲート開口
部に露出した活性層に対して、絶縁膜をエッチングマス
クとして用いてエッチングを行い、リセスエッチング部
を形成する工程と、オーミック電極、保護膜用レジスト
及び絶縁膜をマスクとして用いて、リセスエッチング部
にゲート電極を形成する工程とを含むことが望ましい。In implementing the field effect transistor of the first invention, preferably, in the step (a), an active layer is formed on the main surface of the semiconductor substrate and the active layer is formed on the semiconductor substrate and the active layer. To form an underlayer, an insulating film is formed on the underlayer surface, an ohmic resist pattern having an opening in the ohmic electrode formation region is formed on the insulating film, and the ohmic resist pattern is etched. Using the mask as a mask, etching the insulating film exposed in the opening to form an insulating film pattern,
Forming a current film for plating on the underlying layer exposed in the opening and the ohmic resist pattern; and having a resist opening in the ohmic electrode formation planned region on the current film for plating and in the gate length direction. Forming a resist pattern for plating having a forward tapered shape in a cross section that is perpendicular to the semiconductor substrate surface and the resist opening and the resist pattern sandwiched between the resist openings. On the part,
The step of forming the plating layer, the step of removing the resist pattern portion exposed around the plating layer, and the etching back of the plating layer until the resist pattern portion for plating sandwiched between the resist openings is exposed. To form the residual plating layer and remove the current film portion for plating exposed around the residual plating layer, and the ohmic resist pattern and the resist openings exposed around the residual plating layer. The step of removing the sandwiched resist pattern portion for plating and molding a structure consisting of the remaining plating layer and the current film portion for plating during formation of the ohmic electrode, and using the structure during formation of the ohmic electrode as a mask, Ion-implanting to form an element isolation layer, (b)
The step of includes a step of forming an inter-element isolation layer, then removing the ohmic resist to form two ohmic electrodes separated from each other, and exposing the gate insulating film,
In the step (c), the ohmic electrode is used as a mask to etch the gate insulating film to form a gate opening, and a protective film resist having an opening at least on the gate opening is formed. A step of forming on the ohmic electrode and the element isolation layer, a step of etching the active layer exposed in the gate opening using the insulating film as an etching mask to form a recess etching portion, and an ohmic contact It is desirable to include a step of forming a gate electrode in the recess etching part by using the electrode, the protective film resist and the insulating film as a mask.
【0024】また、第1または第2の発明を実施するに
あたり、好ましくは、活性層を具えた下地を半導体基板
上に第1及び第2の活性層を順次にエピタキシャル成長
させて形成すると良い。In carrying out the first or second invention, it is preferable to form an underlayer having an active layer on a semiconductor substrate by sequentially epitaxially growing the first and second active layers.
【0025】また、第1または第2の発明を実施するに
あたり、好ましくは、活性層を具えた下地を半導体基板
に対してイオン注入を行い、第1活性層を形成する工程
と、第1活性層上に、オーミック電極形成予定領域に開
口部を有するオーミック用レジストパターンを形成する
工程と、オーミック用レジストパターンをマスクとして
用いて、開口部に露出した第1活性層に対してイオン注
入を行い、第2活性層を形成し、第1及び第2活性層か
らなる活性層を形成する工程とを経て形成すると良い。In carrying out the first or second invention, preferably, a step of performing ion implantation of a base having an active layer into a semiconductor substrate to form a first active layer, and a first active layer. On the layer, a step of forming an ohmic resist pattern having an opening in the ohmic electrode formation planned region, and ion implantation is performed on the first active layer exposed in the opening using the ohmic resist pattern as a mask , A second active layer is formed, and an active layer including the first and second active layers is formed.
【0026】また、上述した第3の目的の達成を図るた
め、この発明の電界効果トランジスタの構造によれば、
下地上にゲート電極を挟んでオーミック電極が設けられ
た電界効果トランジスタにおいて、このオーミック電極
のゲート長方向に沿いかつ該下地の表面に対して垂直な
断面の形状が逆テーパー形状であることを特徴とする。Further, according to the structure of the field effect transistor of the present invention, in order to achieve the above-mentioned third object,
In a field effect transistor in which an ohmic electrode is provided on the lower ground with a gate electrode sandwiched between the ohmic electrodes, the cross-section of the ohmic electrode perpendicular to the surface of the base has a reverse taper shape. And
【0027】但し、ここで、逆テーパー形状とは、オー
ミック電極と半導体基板との接合面のゲート電極側の縁
の位置に対して、オーミック電極の上面のゲート電極側
の縁がゲート電極側に張り出している形状をいう。従っ
て、オーミック電極の側壁の断面は屈曲していても良
い。However, here, the inverse taper shape means that the edge on the gate electrode side of the upper surface of the ohmic electrode is on the gate electrode side with respect to the position of the edge on the gate electrode side of the junction surface between the ohmic electrode and the semiconductor substrate. It refers to the overhanging shape. Therefore, the cross section of the side wall of the ohmic electrode may be bent.
【0028】[0028]
【作用】この発明の電界効果トランジスタの形成方法に
よれば、ゲート長方向となる方向に沿った方向の断面の
形状が逆テーパー形状のオーミック電極、または、この
オーミック電極及びこのオーミック電極形成途中の構造
体をマスクとして用いて、素子間分離層及びゲート電極
をそれぞれ自己整合的に形成している。According to the method for forming a field effect transistor of the present invention, an ohmic electrode having a cross-sectional shape in the direction of the gate length direction is an inverse taper shape, or the ohmic electrode and the ohmic electrode during the formation of the ohmic electrode. Using the structure as a mask, the element isolation layer and the gate electrode are formed in a self-aligned manner.
【0029】このため、FET形成の際にマスクの位置
合わせの際の位置のずれ及びフォトレジストパターンの
現像ムラ(特に現像不足)に起因する、オーミック電極
の位置に対するゲート電極及び素子間分離層の位置ずれ
を防ぐことができる。その結果、再現性良くFETを形
成することができる。また、自己整合的に素子間分離層
及びゲート電極を形成するので、厳密なマスク合わせを
行う必要がない分、工程処理時間を短縮することができ
る。Therefore, the gate electrode and the element isolation layer are separated from the position of the ohmic electrode due to the displacement of the mask when the FET is formed and the uneven development of the photoresist pattern (especially insufficient development). Positional deviation can be prevented. As a result, the FET can be formed with good reproducibility. In addition, since the element isolation layer and the gate electrode are formed in a self-aligned manner, it is not necessary to perform strict mask alignment, so that process processing time can be shortened.
【0030】また、ゲート電極の上部に、ゲート電極の
下部と連続した膨満部を設けることにより、ゲート電極
の断面の形状をいわゆるマッシュルーム形状(T字形状
ともいう)とすれば、ゲート電極を短くしかつゲート抵
抗を小さくすることができる。Further, by providing a bulging part which is continuous with the lower part of the gate electrode on the upper part of the gate electrode so that the cross-sectional shape of the gate electrode is a so-called mushroom shape (also called T-shape), the gate electrode is shortened. In addition, the gate resistance can be reduced.
【0031】また、オーミック電極の断面の形状を逆テ
ーパー型とすれば、オーミック抵抗を小さくすることが
できる。If the cross-sectional shape of the ohmic electrode is an inverse taper type, the ohmic resistance can be reduced.
【0032】[0032]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明のFETの
形成方法の実施例について説明する。尚、以下に参照す
る図は、この発明が理解できる程度に各図の構成成分の
大きさ、形状及び配置関係を概略的に示してあるにすぎ
ない。また、各図は、断面を表すハッチング等を一部省
略して示してある。従って、この発明は、各図示例にの
み限定されるものでないことはである。Embodiments of the method of forming an FET according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings referred to below only schematically show the sizes, shapes, and positional relationships of the constituent components of the respective drawings to the extent that the present invention can be understood. In addition, in each drawing, hatching and the like showing the cross section are partially omitted. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated examples.
【0033】第1実施例 以下、この発明のFETの構造及びその製造方法につい
て併せて第1実施例として説明する。図1の(A)〜
(C)は、第1実施例の説明に供する工程図である。図
2の(A)〜(C)は、図1の(C)に続く工程図であ
る。図3の(A)〜(C)は、、図2の(C)に続く工
程図である。図4の(A)〜(C)は、図3の(C)に
続く工程図である。各図は、FETのゲート長方向とな
る方向に沿った断面を示している。First Embodiment Hereinafter, the structure of the FET of the present invention and the method for manufacturing the FET will be described together as a first embodiment. 1 (A)-
(C) is a process drawing for explaining the first embodiment. 2A to 2C are process diagrams following FIG. 1C. FIGS. 3A to 3C are process drawings following FIG. 2C. 4A to 4C are process diagrams following FIG. 3C. Each drawing shows a cross section along a direction that is the gate length direction of the FET.
【0034】第1実施例では、先ず、半導体基板として
の半絶縁性GaAs基板40の主表面上に、第1の活性
層としてのn層42及び第2の活性層としてのn+ 層4
4を順次にエピタキシャル成長させる。以下、半導体基
板40、n層42及びn+ 層44を併せて下地48と称
し、また、n層42とn+ 層44とを合わせて活性層4
6と称する。次に、下地48表面に、CVD法を用いて
絶縁膜50を形成する(図1の(A))。In the first embodiment, first, an n layer 42 as a first active layer and an n + layer 4 as a second active layer 4 are formed on the main surface of a semi-insulating GaAs substrate 40 as a semiconductor substrate.
4 are sequentially epitaxially grown. Hereinafter, the semiconductor substrate 40, the n layer 42, and the n + layer 44 are collectively referred to as a base 48, and the n layer 42 and the n + layer 44 are collectively referred to as the active layer 4.
6. Next, the insulating film 50 is formed on the surface of the base 48 by the CVD method ((A) of FIG. 1).
【0035】次に、絶縁膜50上に、オーミック電極形
成領域にオーミック開口部52を有し、かつ、ゲート長
方向となる方向に沿いかつ下地表面に対して垂直な断面
(以下、単に断面とも称する)の形状が順テーパー形状
であるオーミック用レジストパターン54を形成する。
このオーミック用レジストパターン54の形成に際して
は、パターンの位置合わせは必要としない。Next, a cross section having an ohmic opening 52 in the ohmic electrode forming region on the insulating film 50, and along the direction of the gate length direction and perpendicular to the underlying surface (hereinafter, simply referred to as a cross section). An ohmic resist pattern 54 having a forward tapered shape is formed.
The formation of the ohmic resist pattern 54 does not require pattern alignment.
【0036】次に、オーミック用レジストパターン54
をエッチングマスクとして用いて、オーミック開口部5
2に露出した絶縁膜50をドライエッチングする(図1
の(B))。Next, the ohmic resist pattern 54 is formed.
Is used as an etching mask to form the ohmic opening 5
The insulating film 50 exposed at 2 is dry-etched (see FIG. 1).
(B)).
【0037】次に、真空蒸着法を用いて、オーミック開
口部52に露出した下地48及びオーミック用レジスト
パターン54上に、メッキ用カレントフィルム(以下、
メッキ用CFとも称する)56を形成する(図1の
(C))。Next, a current film for plating (hereinafter, referred to as a film for plating) is formed on the base 48 and the ohmic resist pattern 54 exposed in the ohmic opening 52 by using a vacuum deposition method.
A plating CF) 56 is formed (FIG. 1C).
【0038】次に、メッキ用CF56上に、オーミック
開口部52上にレジスト開口部58を有し、かつ、ゲー
ト長方向となる方向に沿いかつ下地48表面に対して垂
直な断面の形状が順テーパー形状であるメッキ用レジス
トパターン60を形成する。ここで、レジスト開口部5
8同士に挟まれたメッキ用レジストパターン60の部分
を、特に、ゲートレジストパターン60aと称する(図
2の(A))。Next, on the CF 56 for plating, the resist opening 58 is provided on the ohmic opening 52, and the cross-sectional shape along the direction of the gate length direction and perpendicular to the surface of the base 48 is in order. A plating resist pattern 60 having a tapered shape is formed. Here, the resist opening 5
The portion of the plating resist pattern 60 sandwiched between 8 is particularly referred to as a gate resist pattern 60a ((A) of FIG. 2).
【0039】次に、レジスト開口部58及びゲートレジ
ストパターン60a上に、通常のメッキ技術を用いて、
メッキ層62を形成する。このメッキ層62はその厚さ
をメッキ用レジストパターン60の厚さよりも厚くし、
レジスト開口部58を埋め込む状態で形成する。また、
2つのレジスト開口部58をそれぞれ埋め込んだメッキ
層62同士は、ゲートレジストパターン60a上のオー
バーメッキ部62aで繋がっている(図2の(B))。Next, on the resist opening 58 and the gate resist pattern 60a, using a normal plating technique,
The plated layer 62 is formed. This plating layer 62 has a thickness larger than that of the plating resist pattern 60,
The resist opening 58 is formed in a buried state. Also,
The plating layers 62 in which the two resist openings 58 are embedded are connected to each other by the overplating portion 62a on the gate resist pattern 60a ((B) of FIG. 2).
【0040】次に、通常のホトリソグラフィ技術を用
い、全面露光及び現像を行って、メッキ層62の周囲に
露出しているメッキ用レジストパターン60を除去する
(図2の(C))。Next, using the usual photolithography technique, the entire surface is exposed and developed to remove the plating resist pattern 60 exposed around the plating layer 62 (FIG. 2C).
【0041】次に、メッキ層62を、ゲートレジストパ
ターン60aが露出するまでエッチバックして、互いに
離間した残存メッキ層64を形成する。以下、残存メッ
キ層64及びメッキ用CF56を併せてオーミック電極
形成途中の構造体66と称する(図3の(A))。Next, the plating layer 62 is etched back until the gate resist pattern 60a is exposed to form the remaining plating layer 64 separated from each other. Hereinafter, the residual plating layer 64 and the plating CF 56 are collectively referred to as a structure 66 in the process of forming an ohmic electrode ((A) of FIG. 3).
【0042】次に、通常のホトリソグラフィ技術を用
い、全面露光及び現像を行って、残存メッキ層64の周
囲に露出しているオーミック用レジストパターン54及
びゲート用レジストパターン60aを除去する。Next, using the usual photolithography technique, the entire surface is exposed and developed to remove the ohmic resist pattern 54 and the gate resist pattern 60a exposed around the residual plating layer 64.
【0043】次に、オーミック電極形成途中の構造体6
6をマスクとして用いて、この構造体66の周囲の下地
48に対してイオン注入を行って、素子間分離層68を
形成する。この際、ゲート電極形成領域のメッキ用CF
56の下のオーミック用レジストパターン54の残存部
分は、ゲート電極形成領域の下地48にイオンが注入さ
れるのを防ぐゲートイオン阻止用レジストとしての役割
をする(図3の(B))。Next, the structure 6 during formation of the ohmic electrode
Using 6 as a mask, ion implantation is performed on the base 48 around the structure 66 to form an element isolation layer 68. At this time, the CF for plating the gate electrode formation region
The remaining portion of the ohmic resist pattern 54 under 56 serves as a gate ion blocking resist that prevents ions from being implanted into the base 48 in the gate electrode formation region (FIG. 3B).
【0044】次に、素子間分離層68を形成した後、残
存メッキ層64の間に露出しているメッキ用CF56部
分とその下のオーミック用レジストパターン54の残存
部分を除去して、それぞれ残存したメッキ用CF56と
残存メッキ層64とからなる2つの互いに離間した、断
面が逆テーパ形状のオーミック電極70を形成する(図
3の(C))。Next, after the inter-element isolation layer 68 is formed, the portion of the CF 56 for plating exposed between the remaining plating layers 64 and the remaining portion of the ohmic resist pattern 54 thereunder are removed and left. Two ohmic electrodes 70 having a reverse tapered cross-section, which are separated from each other, are formed of the CF 56 for plating and the remaining plating layer 64 ((C) of FIG. 3).
【0045】次に、少なくともオーミック電極70の上
面の間(以下、ゲート開口部と称する)72を含む領域
に開口部74を有する保護膜用レジスト76を、通常の
ホトリソグラフィ技術を用いて、オーミック電極70及
び素子間分離層68上に形成する。この保護膜用レジス
ト76の開口部74の側壁の断面は、逆テーパー形状と
なっている。次に、この保護膜用レジスト76及びオー
ミック電極70をマスクとして用いて、オーミック電極
間70に露出している絶縁膜50に対してドライエッチ
ングを行い、絶縁膜ゲート開口部78を形成する。絶縁
膜ゲート開口部78のゲート長方向となる方向に沿った
幅は、オーミック電極70間の間隔と等しくなる(図4
の(A))。Next, a protective film resist 76 having an opening 74 in a region including at least the upper surface of the ohmic electrode 70 (hereinafter, referred to as a gate opening) 72 is formed on the ohmic contact using an ordinary photolithography technique. It is formed on the electrode 70 and the element separation layer 68. The cross section of the side wall of the opening 74 of the protective film resist 76 has an inverse taper shape. Then, using the protective film resist 76 and the ohmic electrode 70 as a mask, the insulating film 50 exposed between the ohmic electrodes 70 is dry-etched to form an insulating film gate opening 78. The width of the insulating film gate opening 78 in the direction of the gate length is equal to the distance between the ohmic electrodes 70 (FIG. 4).
(A)).
【0046】次に、この保護膜用レジスト76及びオー
ミック電極70をマスクとして用いて、絶縁膜ゲート開
口部78に露出した活性層46に対して、ウエットエッ
チングを行い、リセスエッチング部80を形成する。こ
のリセスエッチング部80は、n層42にまで達する
(図4の(B))。Next, using the protective film resist 76 and the ohmic electrode 70 as a mask, the active layer 46 exposed in the insulating film gate opening 78 is wet-etched to form a recess etching portion 80. . The recess etching portion 80 reaches the n layer 42 ((B) of FIG. 4).
【0047】次に、保護膜用レジスト76及びオーミッ
ク電極70をマスクとして用いて、真空蒸着法によりゲ
ート金属82aを蒸着して、リセスエッチング部80に
ゲート電極82を自己整合的に形成する。このため、ゲ
ート長はオーミック電極70間の間隔及び絶縁膜ゲート
開口部78の幅と等しくなる。図4の(C)に、保護膜
用レジスト76を除去した状態を示す。Next, using the protective film resist 76 and the ohmic electrode 70 as a mask, the gate metal 82a is vapor-deposited by the vacuum vapor deposition method to form the gate electrode 82 in the recess etching portion 80 in a self-aligned manner. Therefore, the gate length becomes equal to the interval between the ohmic electrodes 70 and the width of the insulating film gate opening 78. FIG. 4C shows a state in which the protective film resist 76 has been removed.
【0048】このようにして、オーミック電極70の位
置に対して、素子間分離層68及びオーミック電極82
を自己整合的に形成したFETを製造することができ
る。また、第1実施例で製造したFETのオーミック電
極82は、ゲート長方向に沿いかつ下地表面に垂直な断
面での形状が、逆テーパー形状となっている。従って、
このオーミック電極82のオーミック抵抗は、従来のオ
ーミック電極の抵抗値よりも小さくなる。その結果、高
速動作性といったFETの動作特性を向上させることが
できる。In this way, the element isolation layer 68 and the ohmic electrode 82 are arranged with respect to the position of the ohmic electrode 70.
Can be manufactured in a self-aligned manner. The ohmic electrode 82 of the FET manufactured in the first embodiment has a reverse taper shape in a cross section along the gate length direction and perpendicular to the underlying surface. Therefore,
The ohmic resistance of the ohmic electrode 82 is smaller than the resistance value of the conventional ohmic electrode. As a result, the operating characteristics of the FET such as high-speed operability can be improved.
【0049】第2実施例 以下、この発明のFETの製造方法の第2実施例につい
て説明する。第2実施例では、上部に膨満部を具えたゲ
ート電極を自己整合的に形成する。図5の(A)〜
(C)は、第2実施例の説明に供する工程図である。図
6の(A)〜(C)は、図5の(C)に続く工程図であ
る。各図は、ゲート長方向となる方向に沿った断面を示
している。Second Embodiment Hereinafter, a second embodiment of the method for manufacturing the FET of the present invention will be described. In the second embodiment, a gate electrode having a bulge is formed in a self-aligned manner. FIG. 5A-
FIG. 7C is a process drawing for explaining the second embodiment. FIGS. 6A to 6C are process diagrams following FIG. 5C. Each drawing shows a cross section along a direction that is the gate length direction.
【0050】第2実施例では、第1実施例の図3の
(C)に示すように、オーミック電極70を形成する迄
の工程は、上述した第1実施例の工程と同一である。In the second embodiment, as shown in FIG. 3C of the first embodiment, the steps until the ohmic electrode 70 is formed are the same as the steps of the first embodiment described above.
【0051】オーミック電極70を形成後、第2実施例
では、オーミック電極70をエッチングマスクとして用
いて、オーミック電極70間の領域の半導体上に設けら
れた絶縁膜50に対してエッチング処理を行って、絶縁
膜ゲート開口部78を形成する。具体的には、第1実施
例と同一の工程で形成した保護膜用レジスト76を有機
溶剤を用いて除去した後、エッチバック用レジスト84
をオーミック電極70を含む下地48上全面に塗布す
る。エッチバック用レジスト84の厚さは、オーミック
電極70よりも厚くする(図5の(A))。After forming the ohmic electrode 70, in the second embodiment, the insulating film 50 provided on the semiconductor in the region between the ohmic electrodes 70 is etched using the ohmic electrode 70 as an etching mask. An insulating film gate opening 78 is formed. Specifically, after removing the protective film resist 76 formed in the same process as the first embodiment using an organic solvent, the etch back resist 84 is removed.
Is applied to the entire surface of the base 48 including the ohmic electrode 70. The thickness of the etch-back resist 84 is made thicker than that of the ohmic electrode 70 ((A) of FIG. 5).
【0052】次に、エッチバック用レジスト84をエッ
チングして薄膜化し、残存エッチバック用レジスト84
aを形成する。この残存エッチバック用レジスト84a
の厚さは、オーミック電極70の厚さよりも薄くする
(図5の(B))。Next, the etch-back resist 84 is etched into a thin film, and the residual etch-back resist 84 is formed.
a is formed. This residual etch back resist 84a
Is thinner than the thickness of the ohmic electrode 70 ((B) of FIG. 5).
【0053】次に、ドライエッチ法を用いて、オーミッ
ク電極70に対してエッチバック処理を行って、オーミ
ック電極70を残存エッチバック用レジスト84aの厚
さまで薄膜化し、残存オーミック電極70aを形成す
る。逆テーパ形状のオーミック電極70を薄膜化するこ
とにより、残存オーミック電極70a間の間隔(ゲート
開口部)は、絶縁膜ゲート開口部78よりも広くなる
(図5の(C))。 次に、有機溶剤を用いて、残存エ
ッチバック用レジスト84aを除去する。次に、残存オ
ーミック電極70a上及び素子間分離層68上に、ゲー
トレジスト86を形成する。このゲートレジスト86は
残存オーミック電極70aの上面及び側壁を覆ってい
る。また、このゲートレジスト86は、絶縁膜ゲート開
口部78及びその周囲の絶縁膜50上にゲートレジスト
開口部88を有している。このゲートレジスト86形成
に当たっては、絶縁膜ゲート開口部78上にゲートレジ
スト86が形成されなければ良いので、マスク合わせに
精度を要しない。Next, by dry etching, the ohmic electrode 70 is subjected to an etch back process to thin the ohmic electrode 70 to the thickness of the residual etch back resist 84a to form the residual ohmic electrode 70a. By thinning the inversely tapered ohmic electrode 70, the gap (gate opening) between the remaining ohmic electrodes 70a becomes wider than the insulating film gate opening 78 (FIG. 5C). Next, the residual etch back resist 84a is removed using an organic solvent. Next, a gate resist 86 is formed on the remaining ohmic electrode 70a and the element isolation layer 68. The gate resist 86 covers the upper surface and the side wall of the remaining ohmic electrode 70a. Further, the gate resist 86 has an insulating film gate opening 78 and a gate resist opening 88 on the insulating film 50 around the insulating film gate opening 78. When forming the gate resist 86, it is sufficient that the gate resist 86 is not formed on the insulating film gate opening portion 78, and therefore the mask alignment does not require precision.
【0054】次に、ゲートレジスト86及び絶縁膜50
をマスクとして用いて、絶縁膜ゲート開口部78に露出
している活性層46に対してウエットエッチングを行
い、リセスエッチング部80を形成する。リセスエッチ
ング部80は、n層42にまで達している(図6の
(A))。Next, the gate resist 86 and the insulating film 50.
Is used as a mask to perform wet etching on the active layer 46 exposed in the insulating film gate opening 78 to form a recess etching portion 80. The recess etching portion 80 reaches the n layer 42 ((A) of FIG. 6).
【0055】次に、ゲートレジスト86をマスクとして
用いて、真空蒸着法により、ゲート金属90を積層さ
せ、絶縁膜ゲート開口部78及びこの絶縁膜ゲート開口
部78の周囲の絶縁膜50上にゲート電極を形成する
(図6の(B))。Next, using the gate resist 86 as a mask, a gate metal 90 is laminated by a vacuum vapor deposition method to form a gate on the insulating film gate opening 78 and the insulating film 50 around the insulating film gate opening 78. An electrode is formed ((B) of FIG. 6).
【0056】次に、リフトオフ法により、ゲートレジス
ト86及びその上に積層されたゲート金属90を除去す
る。このようにして、ゲートレジスト開口部88に、上
部に膨満部を具えたいわゆるマッシュルーム形状(T字
形状)のゲート電極92を形成することができる。この
ゲート電極92の上部の膨満部のゲート長方向の幅は、
ゲートレジスト開口部88の幅に対応している。また、
このゲート電極92の下部のゲート長(ショトッキー接
合している部分の幅)は、絶縁膜ゲート開口部78の幅
に対応してる。そして、この絶縁膜ゲート開口部78の
幅は、当初のオーミック電極70間の間隔に対応してい
る。従って、第2実施例においても、ゲート電極92の
位置及びゲート長をオーミック電極70を用いて、自己
整合的に形成することができる(図6の(C))。Next, the gate resist 86 and the gate metal 90 laminated thereon are removed by the lift-off method. In this way, a so-called mushroom-shaped (T-shaped) gate electrode 92 having a bulge portion can be formed in the gate resist opening 88. The width in the gate length direction of the bulging portion above the gate electrode 92 is
It corresponds to the width of the gate resist opening 88. Also,
The gate length (width of the Schottky junction portion) below the gate electrode 92 corresponds to the width of the insulating film gate opening 78. The width of the insulating film gate opening 78 corresponds to the initial distance between the ohmic electrodes 70. Therefore, also in the second embodiment, the position and the gate length of the gate electrode 92 can be formed in a self-aligned manner by using the ohmic electrode 70 ((C) of FIG. 6).
【0057】また、例えば、ゲートレジスト86を用い
ずに、残存オーミック電極70aをマスクとして用い
て、ゲート電極92を形成することもできる。この場
合、残存オーミック電極70aとゲート電極92とを離
間させるために、ゲート電極92aの最上部の高さを残
存オーミック電極70aよりも低くする必要がある。Further, for example, the gate electrode 92 can be formed by using the remaining ohmic electrode 70a as a mask without using the gate resist 86. In this case, in order to separate the residual ohmic electrode 70a and the gate electrode 92 from each other, the height of the uppermost portion of the gate electrode 92a needs to be lower than that of the residual ohmic electrode 70a.
【0058】また、第2実施例で形成された残存オーミ
ック電極70aは、FETにおいてオーミック電極とし
て機能する。The residual ohmic electrode 70a formed in the second embodiment functions as an ohmic electrode in the FET.
【0059】変形例 次に、活性層をイオン注入によって形成する変形例につ
いて説明する。図7の(A)〜(C)は、この変形例の
説明に供する工程図であり、FETのゲート長方向とな
る方向に沿った断面を示している。Modified Example Next, a modified example of forming the active layer by ion implantation will be described. 7A to 7C are process diagrams for explaining this modification, showing a cross section taken along the direction that is the gate length direction of the FET.
【0060】活性層を具えた下地を形成するにあたり、
この変形例では、先ず、半導体基板40に対してイオン
注入を行い、第1活性層(n層)94を形成する(図7
の(A))。In forming a base having an active layer,
In this modification, first, the semiconductor substrate 40 is ion-implanted to form a first active layer (n layer) 94 (FIG. 7).
(A)).
【0061】次に、第1活性層94上に、オーミック電
極形成予定領域にオーミック開口部96を有するオーミ
ック用レジストパターン98を形成する。Next, on the first active layer 94, an ohmic resist pattern 98 having an ohmic opening 96 in the ohmic electrode formation planned region is formed.
【0062】次に、オーミック用レジストパターン98
をマスクとして用いて、オーミック開口部96に露出し
た第1活性層94に対してイオン注入を行い、第2活性
層(n+ 層)100を形成し、第1及び第2活性層94
及び100からなる活性層102を形成する(図7の
(B))。Next, ohmic resist pattern 98
Using as a mask, ions are implanted into the first active layer 94 exposed in the ohmic opening 96 to form the second active layer (n + layer) 100, and the first and second active layers 94 are formed.
And 100 are formed (FIG. 7B).
【0063】以下、上述した第1実施例と同様の工程を
経て、自己整合的に素子間分離層68及びゲート電極9
2を形成して、FETを製造する。但し、変形例では第
2活性層100をオーミック電極70直下のみに形成し
てあるため、図7の(C)に示すように、リセスエッチ
ング部を設ける必要がない。従って、下地上に絶縁膜を
設ける必要もない。Thereafter, through the same steps as those in the first embodiment described above, the element isolation layer 68 and the gate electrode 9 are self-aligned.
2 is formed to manufacture the FET. However, in the modified example, since the second active layer 100 is formed only under the ohmic electrode 70, it is not necessary to provide the recess etching portion as shown in FIG. 7C. Therefore, it is not necessary to provide an insulating film on the base.
【0064】上述の各実施例では、この発明を、特定の
材料を使用し、また、特的の条件で構成した例につき説
明下が、この発明は、多くの変更及び多くの変形を行う
ことができる。例えば、上述の各実施例では、オーミッ
ク電極形成途中の構造体をマスクとして用いて素子間分
離層を形成したが、この発明では、例えばゲート開口部
をレジストパターンで覆い、オーミック電極をマスクと
して用いて素子間分離層を整合的に形成しても良い。In each of the above-described embodiments, the present invention has been described with reference to an example in which a specific material is used and under special conditions, but the present invention is subject to many changes and many modifications. You can For example, in each of the above-described embodiments, the element isolation layer is formed by using the structure in the process of forming the ohmic electrode as a mask, but in the present invention, for example, the gate opening is covered with a resist pattern and the ohmic electrode is used as a mask. The element isolation layer may be formed in a consistent manner.
【0065】また、オーミック電極の材料としては、例
えば、Zn、Al、Niまたはこれらを組み合わせた材
料を用いても良い。また、半導体基板の材料としては、
Si、InP、Geまたは(AlGaAs/GaAs)
ヘテロ接合基板を用いても良い。As the material of the ohmic electrode, for example, Zn, Al, Ni or a combination of these materials may be used. Further, as the material of the semiconductor substrate,
Si, InP, Ge or (AlGaAs / GaAs)
A heterojunction substrate may be used.
【0066】[0066]
【発明の効果】この発明の電界効果トランジスタの形成
方法によれば、ゲート長方向となる方向に沿った方向の
断面の形状が逆テーパー形状のオーミック電極、また
は、このオーミック電極及びこのオーミック電極形成途
中の構造体をマスクとして用いて、素子間分離層及びゲ
ート電極をそれぞれ自己整合的に形成することができ
る。According to the method of forming a field effect transistor of the present invention, an ohmic electrode having an inversely tapered cross-section in the direction of the gate length direction, or this ohmic electrode and this ohmic electrode formation. By using the intermediate structure as a mask, the element isolation layer and the gate electrode can be formed in a self-aligned manner.
【0067】このため、FET形成の際にマスクの位置
合わせの際の位置のずれ及びフォトレジストパターンの
現像ムラ(特に現像不足)に起因する、オーミック電極
の位置に対するゲート電極及び素子間分離層の位置ずれ
を防ぐことができる。その結果、再現性良くFETを形
成することができる。また、自己整合的に素子間分離層
及びゲート電極を形成するので、厳密なマスク合わせを
行う必要がない分、工程処理時間を短縮することができ
る。Therefore, the gate electrode and the element isolation layer are separated from the position of the ohmic electrode due to the displacement of the mask when the FET is formed and the uneven development of the photoresist pattern (especially insufficient development). Positional deviation can be prevented. As a result, the FET can be formed with good reproducibility. In addition, since the element isolation layer and the gate electrode are formed in a self-aligned manner, it is not necessary to perform strict mask alignment, so that process processing time can be shortened.
【0068】また、ゲート電極の上部に、ゲート電極の
下部と連続した膨満部を設けることにより、ゲート電極
の断面の形状をいわゆるマッシュルーム形状(T字形状
ともいう)とすれば、ゲート電極を短くしかつゲート抵
抗を小さくすることができる。その結果、高速動作性及
び増幅率といった素子特性の優れたFETを得ることが
できる。Further, if the cross section of the gate electrode has a so-called mushroom shape (also referred to as a T-shape) by providing a bulging portion which is continuous with the lower portion of the gate electrode, the gate electrode is shortened. In addition, the gate resistance can be reduced. As a result, an FET having excellent device characteristics such as high-speed operability and amplification factor can be obtained.
【0069】また、オーミック電極の断面の形状を逆テ
ーパー型とすれば、オーミック抵抗を小さくすることが
できる。その結果、素子特性の優れたFETを得ること
ができる。If the cross-sectional shape of the ohmic electrode is an inverse taper type, the ohmic resistance can be reduced. As a result, an FET having excellent device characteristics can be obtained.
【図1】(A)〜(C)は、第1実施例の説明に供する
工程図である。FIG. 1A to FIG. 1C are process drawings for explaining the first embodiment.
【図2】(A)〜(C)は、図1の(C)に続く工程図
である。2A to 2C are process drawings following FIG. 1C.
【図3】(A)〜(C)は、図2の(C)に続く工程図
である3A to 3C are process diagrams following FIG. 2C.
【図4】(A)〜(C)は、図3の(C)に続く工程図
である。4A to 4C are process diagrams following FIG. 3C.
【図5】(A)〜(C)は、第2実施例の説明に供する
工程図である。5A to 5C are process diagrams for explaining the second embodiment.
【図6】(A)〜(C)は、図5の(C)に続く工程図
である。6A to 6C are process diagrams following FIG. 5C.
【図7】(A)〜(C)は、変形例の説明に供する工程
図である。FIG. 7A to FIG. 7C are process drawings for explaining a modified example.
【図8】(A)〜(C)は、従来のFETの形成方法の
説明に供する工程図である。8A to 8C are process drawings for explaining a conventional FET formation method.
【図9】(A)〜(C)は、図8(C)に続く工程図で
ある。9A to 9C are process diagrams following FIG. 8C.
【図10】(A)〜(C)は、図9の(C)に続く工程
図である。10A to 10C are process diagrams following FIG. 9C.
10:半導体基板 12:n型活性層(n層) 14:高濃度のn型活性層(n+ 層) 16:素子間分離用レジストパターン 18:素子間分離層 20:絶縁膜 22:電極用レジストパターン 24:導電膜 24a:オーミック電極 26:ゲート開口部 28:ゲート用レジストパターン 30:ゲート絶縁膜開口部 32:リセスエッチング部 34:ゲート電極 34a:ゲート電極材料金属 36:半導体本体 40:半導体基板(半絶縁性GaAs基板) 42:第1活性層(n層) 44:第2活性層(n+ 層) 46:活性層 48:下地 50:絶縁膜 52:オーミック開口部 54:オーミック用レジストパターン 56:メッキ用カレントフィルム(メッキ用CF) 58:レジスト開口部 60:メッキ用レジストパターン 60a:ゲート用レジストパターン 62:メッキ層 62a:オーバーメッキ部 64:残存メッキ層 66:オーミック電極形成途中の構造体 68:素子間分離層 70:オーミック電極 70a:残存オーミック電極 72:ゲート開口部 74:開口部 76:保護膜用レジスト 78:絶縁膜ゲート開口部 80:リセスエッチング部 82:ゲート電極 82a:ゲート金属 84:エッチバック用レジスト 84a:残存エッチバック用レジスト 86:ゲートレジスト 88:ゲートレジスト開口部 90:ゲート金属 92:ゲート電極 94:第1活性層(n層) 96:オーミック開口部 98:オーミック用レジストパターン 100:第2活性層(n+ 層) 102:活性層10: semiconductor substrate 12: n-type active layer (n layer) 14: high-concentration n-type active layer (n + layer) 16: element isolation resist pattern 18: element isolation layer 20: insulating film 22: electrode Resist pattern 24: Conductive film 24a: Ohmic electrode 26: Gate opening 28: Gate resist pattern 30: Gate insulating film opening 32: Recess etching part 34: Gate electrode 34a: Gate electrode material metal 36: Semiconductor body 40: Semiconductor Substrate (semi-insulating GaAs substrate) 42: First active layer (n layer) 44: Second active layer (n + layer) 46: Active layer 48: Underlayer 50: Insulating film 52: Ohmic opening 54: Ohmic resist Pattern 56: Current film for plating (CF for plating) 58: Resist opening 60: Resist pattern for plating 60a: Register for gate Stroke pattern 62: Plating layer 62a: Overplating portion 64: Residual plating layer 66: Structure during formation of ohmic electrode 68: Element isolation layer 70: Ohmic electrode 70a: Residual ohmic electrode 72: Gate opening 74: Opening 76 : Protective film resist 78: insulating film gate opening 80: recess etching part 82: gate electrode 82a: gate metal 84: etch back resist 84a: residual etch back resist 86: gate resist 88: gate resist opening 90: Gate metal 92: Gate electrode 94: First active layer (n layer) 96: Ohmic opening 98: Ohmic resist pattern 100: Second active layer (n + layer) 102: Active layer
Claims (8)
り、 (a)表面に活性層を具えた下地上に設けられたオーミ
ック電極の形成途中の構造体をマスクとして用いて、前
記下地に対してイオン注入を行って素子間分離層を形成
する工程と、 (b)前記オーミック電極の形成途中の構造体から、ゲ
ート長方向となる方向に沿いかつ前記下地の表面に垂直
な断面での形状が逆テーパー形状である2つのオーミッ
ク電極を、ゲート電極形成予定領域を挟んで離間して形
成する工程と、 (c)2つの該オーミック電極をマスクとして用いて、
当該オーミック電極同士に挟まれた領域の下地上に、当
該オーミック電極同士の間隔をゲート長とするゲート電
極を形成する工程と を含むことを特徴とする電界効果トランジスタの形成方
法。1. In forming a field effect transistor, (a) ion implantation is performed on the base using a structure in the process of forming an ohmic electrode provided on the base having an active layer on the surface as a mask. And (b) forming a reverse isolation taper in a cross section along the direction of the gate length direction and perpendicular to the surface of the base from the structure in the process of forming the ohmic electrode. A step of forming two ohmic electrodes each having a shape with a gate electrode formation-scheduled region interposed therebetween, and (c) using the two ohmic electrodes as a mask,
And a step of forming a gate electrode having a gate length which is the distance between the ohmic electrodes on the ground below the region sandwiched between the ohmic electrodes.
り、 (a)主表面に活性層上を具えた下地上に、ゲート長方
向となる方向に沿った断面が逆テーパー形状である2つ
のオーミック電極を、ゲート電極形成予定領域を挟んで
離間して形成する工程と、 (b)2つの該オーミック電極をマスクとして用いて、
前記半導体基板に対してイオン注入を行って素子間分離
層を形成する工程と、 (c)2つの該オーミック電極をマスクとして用いて、
当該オーミック電極同士に挟まれた領域の半導体基板上
に、当該オーミック電極同士の間隔をゲート長とするゲ
ート電極を形成する工程と を含むことを特徴とする電界効果トランジスタの形成方
法。2. In forming a field effect transistor, (a) two ohmic electrodes each having a reverse taper shape in cross section along the direction of the gate length are formed on a base having an active layer on the main surface. And (b) using the two ohmic electrodes as a mask,
Ion-implanting the semiconductor substrate to form an element isolation layer, and (c) using the two ohmic electrodes as a mask,
And a step of forming a gate electrode having a gate length which is a distance between the ohmic electrodes on a semiconductor substrate in a region sandwiched between the ohmic electrodes.
の形成方法において、 前記(a)工程の前に、前記下地上に、絶縁膜を形成す
る工程と、 前記(c)工程は、 前記オーミック電極をエッチングマスクとして用いて、
前記オーミック電極間の領域の半導体上に設けられた絶
縁膜に対してエッチング処理を行って、ゲート開口部を
形成する工程と、 前記オーミック電極に対してエッチバック処理を行っ
て、残存オーミック電極を形成する工程と、 残存オーミック電極形成後、前記ゲート開口部及び当該
ゲート開口部の周囲の絶縁膜上に、ゲート電極を形成す
る工程とを含むことを特徴とする電界効果トランジスタ
の形成方法。3. The method for forming a field effect transistor according to claim 1, wherein, before the step (a), a step of forming an insulating film on the base, and the step (c) include the ohmic contact. Using the electrode as an etching mask,
Etching the insulating film provided on the semiconductor in the region between the ohmic electrodes to form a gate opening; and etching back the ohmic electrodes to remove residual ohmic electrodes. A method of forming a field effect transistor, comprising: forming a residual ohmic electrode; and forming a gate electrode on the gate opening and an insulating film around the gate opening after forming the remaining ohmic electrode.
の形成方法において、 前記(a)工程の前に、前記半導体基板上に、転写膜を
形成する工程と、 前記(c)工程は、 前記オーミック電極をエッチングマスクとして用いて、
前記オーミック電極間領域の絶縁膜部分に対してエッチ
ング処理を行って、ゲート開口部を形成する工程と、 前記オーミック電極に対してエッチバック処理を行っ
て、残存オーミック電極形成する工程と、 残存オーミック電極形成後、前記ゲート開口部及び当該
ゲート開口部の周囲の絶縁膜上に、ゲート電極を形成す
る工程とを含むことを特徴とする電界効果トランジスタ
の形成方法。4. The method for forming a field effect transistor according to claim 2, wherein, before the step (a), a step of forming a transfer film on the semiconductor substrate and the step (c) are performed. Using the ohmic electrode as an etching mask,
A step of etching the insulating film portion in the inter-ohmic electrode region to form a gate opening; a step of etching back the ohmic electrode to form a residual ohmic electrode; A step of forming a gate electrode on the gate opening and an insulating film around the gate opening after forming the electrode.
の形成方法において、 前記(a)工程は、 半導体基板の主表面上に活性層を形成して、当該半導体
基板と該活性層を以って下地を構成する工程と、 前記下地表面に、絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に、オーミック電極形成領域に開口部を有
するオーミック用レジストパターンを形成する工程と、 前記オーミック用レジストパターンをエッチングマスク
として用いて、前記開口部に露出した前記絶縁膜をエッ
チングして、絶縁膜パターンを形成する工程と、 前記開口部に露出した前記下地及び前記オーミック用レ
ジストパターン上に、メッキ用カレントフィルムを形成
する工程と、 前記メッキ用カレントフィルム上に、前記オーミック電
極形成予定領域にレジスト開口部を有し、かつ、ゲート
長方向となる方向に沿いかつ前記半導体基板表面にたし
て垂直な断面の形状が順テーパー形状であるメッキ用レ
ジストパターンを形成する工程と、 前記レジスト開口部、及び、前記レジスト開口部同士に
挟まれた前記レジストパターン部分上に、メッキ層を形
成する工程と、 前記メッキ層の周囲に露出している前記レジストパター
ン部分を除去する工程と、 前記メッキ層を、前記レジスト開口部同士に挟まれた前
記メッキ用レジストパターン部分が露出するまでエッチ
バックして残存メッキ層を形成すると共に、前記残存メ
ッキ層の周囲に露出しているメッキ用カレントフィルム
部分を除去する工程と、 前記残存メッキ層の周囲に露出しているオーミック用レ
ジストパターン及び前記レジスト開口部同士に挟まれた
前記メッキ用レジストパターン部分を除去し、残存メッ
キ層及びメッキ用カレントフィルム部分からなるオーミ
ック電極形成途中の構造体を形成する工程と、 前記オーミック電極形成途中の構造体をマスクとして用
いて、前記下地に対してイオンを注入し、素子間分離層
を形成する工程とを含み、 前記(b)の工程は、 前記素子間分離層を形成した後、前記オーミック用レジ
ストを除去して、2つの互いに離間したオーミック電極
を形成し、前記ゲート絶縁膜を露出させる工程とを含
み、 前記(c)の工程は、 前記オーミック電極をマスクとして用いて、前記ゲート
絶縁膜に対してエッチングを行い、ゲート開口部を形成
する工程と、 少なくとも前記ゲート開口部上に開口部を有する保護膜
用レジストを前記オーミック電極及び前記素子間分離層
上に、形成する工程と、 前記ゲート開口部に露出した活性層に対して、前記絶縁
膜をエッチングマスクとして用いてエッチングを行い、
リセスエッチング部を形成する工程と、 前記オーミック電極、前記保護膜用レジスト及び前記絶
縁膜をマスクとして用いて、前記リセスエッチング部に
ゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とする電
界効果トランジスタの形成方法。5. The method for forming a field effect transistor according to claim 1, wherein in the step (a), an active layer is formed on a main surface of the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate and the active layer are provided. To form an underlayer, a step of forming an insulating film on the surface of the underlayer, a step of forming an ohmic resist pattern having an opening in an ohmic electrode formation region on the insulating film, and the ohmic resist Using the pattern as an etching mask, etching the insulating film exposed in the opening to form an insulating film pattern, and plating on the base and the ohmic resist pattern exposed in the opening Forming a current film, and forming a resist opening in the ohmic electrode formation planned region on the plating current film. And a step of forming a plating resist pattern having a forward tapered shape in a cross section perpendicular to the gate length direction and perpendicular to the surface of the semiconductor substrate, the resist opening, and the resist Forming a plating layer on the resist pattern portion sandwiched between the openings; removing the resist pattern portion exposed around the plating layer; and forming the plating layer on the resist opening. A step of etching back to form a residual plating layer until the plating resist pattern portion sandwiched between the parts is exposed, and removing the plating current film portion exposed around the residual plating layer; The ohmic resist pattern exposed around the residual plating layer and the resist pattern sandwiched between the resist openings. A step of removing the resist pattern portion for forming a structure in the process of forming an ohmic electrode consisting of the remaining plating layer and the current film part for plating; and using the structure in the process of forming the ohmic electrode as a mask, A step of implanting ions to form an inter-element isolation layer, wherein the step (b) includes removing the ohmic resist after forming the inter-element isolation layer, and separating the two elements from each other. Forming the ohmic electrode and exposing the gate insulating film, the step (c) uses the ohmic electrode as a mask to etch the gate insulating film to form a gate opening. Forming a protective film resist having an opening at least on the gate opening, the ohmic electrode and the element isolation layer. Above, the step of forming, the active layer exposed in the gate opening is etched using the insulating film as an etching mask,
A field effect transistor comprising: a step of forming a recess etching portion; and a step of forming a gate electrode in the recess etching portion using the ohmic electrode, the protective film resist and the insulating film as a mask. Forming method.
ジスタの形成方法において、 前記活性層を具えた前記下地を形成するにあたり、 半導体基板上に第1及び第2の活性層を順次にエピタキ
シャル成長させて形成することを特徴とする電界効果ト
ランジスタの形成方法。6. The method for forming a field effect transistor according to claim 1, wherein the first and second active layers are sequentially epitaxially grown on a semiconductor substrate when forming the base having the active layer. A method of forming a field effect transistor, which is characterized in that
ジスタの形成方法において、 前記活性層を具えた前記下地を形成するにあたり、 半導体基板に対してイオン注入を行い、第1活性層を形
成する工程と、 前記第1活性層上に、オーミック電極形成予定領域に開
口部を有するオーミック用レジストパターンを形成する
工程と、 前記オーミック用レジストパターンをマスクとして用い
て、前記開口部に露出した前記第1活性層に対してイオ
ン注入を行い、第2活性層を形成し、第1及び第2活性
層からなる活性層を形成する工程とを経て形成すること
を特徴とする電界効果トランジスタの形成方法。7. The method of forming a field effect transistor according to claim 1, wherein in forming the base having the active layer, a semiconductor substrate is ion-implanted to form a first active layer. And a step of forming an ohmic resist pattern having an opening in an ohmic electrode formation-scheduled region on the first active layer, and using the ohmic resist pattern as a mask to expose the opening. Ion implantation is performed on the first active layer to form a second active layer, and an active layer composed of the first and second active layers is formed. Method.
電極が設けられた電界効果トランジスタにおいて、 該オーミック電極のゲート長方向に沿いかつ該下地の表
面に対して垂直な断面の形状が逆テーパー形状であるこ
とを特徴とする電界効果トランジスタ。8. A field effect transistor in which an ohmic electrode is provided on the lower ground with a gate electrode sandwiched between the ohmic electrode and a cross section of the ohmic electrode which is perpendicular to the surface of the base and has a reverse taper shape. A field effect transistor characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15823693A JPH0737903A (en) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | Field-effect transistor and formation therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15823693A JPH0737903A (en) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | Field-effect transistor and formation therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737903A true JPH0737903A (en) | 1995-02-07 |
Family
ID=15667254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15823693A Withdrawn JPH0737903A (en) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | Field-effect transistor and formation therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737903A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8420251B2 (en) | 2002-03-04 | 2013-04-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Battery and related method |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP15823693A patent/JPH0737903A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8420251B2 (en) | 2002-03-04 | 2013-04-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Battery and related method |
| US8652220B2 (en) | 2002-03-04 | 2014-02-18 | Nissan Motor Co., Inc. | Battery and related method |
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