JPS6323668B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6323668B2
JPS6323668B2 JP3816983A JP3816983A JPS6323668B2 JP S6323668 B2 JPS6323668 B2 JP S6323668B2 JP 3816983 A JP3816983 A JP 3816983A JP 3816983 A JP3816983 A JP 3816983A JP S6323668 B2 JPS6323668 B2 JP S6323668B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semi
insulating film
insulating
source
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.)
Expired
Application number
JP3816983A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59165464A (ja
Inventor
Yasuhiro Ishii
Yoshimoto Fujita
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co 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 Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP3816983A priority Critical patent/JPS59165464A/ja
Publication of JPS59165464A publication Critical patent/JPS59165464A/ja
Publication of JPS6323668B2 publication Critical patent/JPS6323668B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
    • H01L29/812Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a Schottky gate
    • H01L29/8128Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a Schottky gate with recessed gate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は半導体装置、特にシヨツトキ接合形化
合物半導体電界効果トランジスタの製造方法に関
するものである。
(従来技術) GaAs等の化合物半導体を基板とする電界効果
トランジスタは、超高周波・超高速の信号処理に
非常に良好な性能を発揮し得ることが知られてお
り、その高性能化のための基本的事項としては、
ゲート長の短縮、ソース・ドレイン間の直列附加
抵抗の低減等が重要である。しかしながら、従来
は、微細構造のシヨツトキ接合ゲート電極の製
作、ソース・ドレイン間の短縮、ソース・ドレイ
ン間内でのゲート電極の相対位置関係の精度の確
保等の製造上の困難な問題があり、素子の製法に
全く新規な発想に基づく飛躍が必要であつた。
第1図は、従来のシヨツトキ接合形化合物半導
体電界効果トランジスタの製造方法の一例を具体
的に示したものである。
第1図aでは、半絶縁性GaAs基板1上にn形
GaAs活性層2及びn+形GaAs導電層(以下n+
という)3をエピタキシヤル成長で積層し、n+
層3の表面に絶縁膜4を設け、該絶縁膜4にレジ
スト塗布露光描画法によりシヨツトキ接合ゲート
電極を設定するための絶縁膜開窓エツチを行な
い、さらに絶縁膜4をマスクとして該開窓部の
n+層3の選択エツチを行ない、絶縁膜4をマス
クとしてシヨツトキ接合金属の真空蒸着・リフト
オフによりシヨツトキ接合ゲート電極5を形成す
る。第1図bでは、絶縁膜4を除去した後にn+
層3上にオーム性接触のソース電極6及びドレイ
ン電極7を設ける。以上により電界効果トランジ
スタが構成される。
しかるに、このような従来の方法では、次のよ
うな重大な欠点がある。すなわち、第1図の方法
によるゲート電極のセルフアライメント方式で
は、ゲート電極のゲート長は絶縁膜4の開窓の間
隙に等しく、従つてゲート長すなわちゲート電極
線幅として例えば0.5μm以下の非常に小さい線幅
を実現しようとすると、所望の線幅に等しい露光
マスクの製作と露光描画技術が必須であり、工業
的な微細構造ゲート電極の形成において極めて重
大な欠点となつている。
また、第1図の従来の方法においては、n形活
性層(n形GaAs活性層2)とn+層3との積層エ
ピタキシヤル基板をもとに、n+層3の選択エツ
チによりゲート域活性層部を設けるために、n−
n+積層境界面での不純物濃度勾配のだれ等の悪
影響を含めてn形活性層の厚さ制御に困難性が多
い欠点を有する。
さらに、第1図の従来の方法によれば、ソース
及びドレインのn+層端面間の距離すなわち実効
的なソース・ドレイン間距離は絶縁膜4の開窓の
間隙より大きく、かつn+層3の堀込みエツチ量
に支配されており、かつソース・ドレイン間距離
の最適化設計による素子性能の向上にとつて大き
な障害になつている。
(発明の目的) 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その
目的は、絶縁膜をマスクとする化合物半導体の堀
込みエツチの側面エツチ効果による活性層域の短
縮と、選択エピタキシヤル成長における絶縁膜上
への横方向拡がり成長の効果によつて、極めて微
細なゲート長を有するシヨツトキ接合ゲート電極
を、ソース及びドレイン電極に対して相対位置関
係を自動的に設定して形成できるシヨツトキ接合
形化合物半導体電界効果トランジスタの製造方法
を提供することにある。
(実施例) 第2図は、本発明のシヨツトキ接合形化合物半
導体電界効果トランジスタの製造方法の一実施例
を示す図である。この図を参照して本発明の一実
施例を詳細に説明する。
第2図aの工程では、半絶縁性GaAs基板(半
絶縁性化合物半導体基板)11の表面のn形
GaAsからなるn形活性層12をエピタキシヤル
成長法で設ける。
同図bの工程では、n形活性層12上にSi3N4
等の絶縁膜13を設け、通常の露光描画法により
ソース、ドレイン電極域を開窓する絶縁膜エツチ
を行ない、該絶縁膜13をマスクとしてn形活性
層12あるいはn形活性層12と半絶縁性GaAs
基板11の一部を選択エツチして堀込み部14,
15を設ける。この工程において、図示の距離
L1すなわちソース、ドレイン電極域間に残され
た絶縁膜13の線幅は、堀込み部14,15形成
時の側面エツチの結果生ずる両堀込部間距離L2
が実効的なソース・ドレイン間距離に等しくなる
ように設定される。
第2図cの工程では、絶縁膜13をマスクとし
て堀込み部14,15にMO−CVD法による選
択エピタキシヤル成長法によりn+形導電層(以
下n+層という)16および半絶縁性層17を積
層エピタキシヤルする。この工程におけるn+
16の選択エピタキシヤル成長は該成長表面が絶
縁膜13の表面にほゞ近似する程度に止め、続い
て成長反応系への供給ガス流を制御して、半絶縁
性層17の選択エピタキシヤル成長を実施する。
MO−CVD法による化合物半導体のエピタキシ
ヤル成長法は、かゝる異種導電層の連続積層成長
を制御性よく実施できる点でも効果的である。こ
の工程における半絶縁性層17の選択エピタキシ
ヤルにおいて、本発明の基本的な特徴をなす絶縁
膜13上への横方向成長部18,19を形成し、
該横方向成長部18,19間の距離L3が所望の
ゲート長Lgになるように選択エピタキシヤル成
長条件を設定する。
第2図dの工程では、再度絶縁膜20を設けソ
ース、ドレイン電極部を露光描画・絶縁膜選択エ
ツチにより開窓し、該開窓部の半絶縁性層17の
選択堀込みエツチを行ない、該堀込み部にソー
ス、ドレイン電極のためのn+層21,22を選
択エピタキシヤル成長法で形成する。
第2図eの工程では、絶縁膜20,13を除去
した後にレジスト膜23を設けて露光描画により
半絶縁性層17の横方向成長部18,19の周辺
以外をレジスト膜23で覆い、シヨツトキ接合ゲ
ート金属の真空蒸着・リフトオフを行なう。した
がつて、この工程によりn形活性層12上にゲー
ト電極24が形成されるが、そのゲート電極24
のゲート長Lgは、第2図cの工程で設けた半絶
縁性層17の横方向成長部18,19が蒸着のマ
スクとして適用されるために、Lg=L3となる。
第2図fの工程では、ソース、ドレイン電極金
属25,26を真空蒸着法で設け、熱処理を行な
いn+層21,22に対するオーム性接触電極を
形成する。以上でシヨツトキ接合形化合物半導体
電界効果トランジスタが完成する。
(発明の特徴・効果) 以上の一実施例から明らかなように、本発明の
シヨツトキ接合形化合物半導体電界効果トランジ
スタの製造方法の特徴は、ソース・ドレイン間距
離相当のマスクを使用して極微細寸法のゲート長
を有するゲート電極を、ソース、ドレイン電極に
対する相対位置関係を自動的に設定して構成する
ことにあり、素子構造の微細化による高性能化に
直接的に大きく貢献するものである。すなわち、
本発明の実施に当つて使用されるマスクの最小線
幅(L1)は、ゲート(Lg)よりは大きいことは
勿論のこと、ソース・ドレイン間距離(Lsd)よ
りも更に広い線幅に相当している(L1>Lsd=L2
>Lg)。微細線幅のマスクの製作および露光描画
技術は線幅の減小にともなつて加速度的に困難性
が増大する傾向にあり、その工業的な限界を1μ
mとすると、従来のように最小線幅がゲート長に
相当する場合(L1=Lg)の短ゲート化の限界は
1μm程度となる。これに対して本発明の一実施
例においては、L1=1.0μmのマスクを使用して、
n形活性層の選択エツチの側面エツチ量を0.15μ
m、選択エピタキシヤル成長の横方向成長を0.3μ
mに設定すると、Lg=0.4μm、Lsd=0.7μmの極
めて微細構造の電界効果トランジスタが構成さ
れ、しかもソース・ドレイン間でのゲート電極の
相対位置関係がマスク合せなしに自動的に設定さ
れる極めて大きな特徴を有する。
上述のような本発明の特徴的な製造方法は、
MO−CVD法による化合物半導体の選択エピタ
キシヤル成長における絶縁膜上への横方向成長を
極めて巧妙に活用したものであり、その基本原理
は次のような発明者らによる実験研究結果にもと
づくものである。
第3図は、MO−CVD法によるGaAs31の選
択エピタキシヤル成長における絶縁膜32上への
横方向成長の横断面図を示すものであり、(100)
面結晶の二つの直交するへき開面の片方の軸方向
の横断面を同図aに、またその方向と30.96゜傾い
た方向での横断面を同図bに示し、その形状は母
材結晶の単結晶性を極めて忠実に受け継いだ優れ
た単結晶性のもとに非常に正確な面で構成される
ことが確認された。このようにひさし状に延びた
横方向成長結晶形状は、第3図a,bの何れの場
合も、本発明におけるゲート電極金属のマスクと
してリフトオフを容易にし、かつゲート電極と半
絶縁性層との間に適当な空隙を構成するのに有効
である。両横方向成長端間の距離は、MO−
CVD法における供給ガス流量、成長温度、成長
時間等の成長条件の制御により極めて高精度に設
定可能である。
なお、本発明の一実施例における第2図cの工
程において、選択エピタキシヤル成長の横方向成
長部18,19に半絶縁性層が適用されるが、こ
れは近接して存在するゲート電極に対して電気的
な絶縁を確保する目的に加えて、ソース・ゲート
間およびドレイン・ゲート間の漂遊容量を最小に
する目的で形成されるものである。
また、第2図cの実施例の工程において、絶縁
膜13の開窓部の半導体を選択エツチして形成さ
れた側面エツチを含んだ堀込み部14,15に対
するMO−CVD法による選択エピタキシヤル成
長においては、該堀込み部14,15の底面から
の成長に加えて側面からの成長があり、成長面が
絶縁膜13表面に達した状態でほゞ平坦な成長表
面が得られることが実験的に確認され、この時点
で不純物添加用ガスの供給を制御して半絶縁性層
17の成長に切換えることにより半絶縁性層17
の横方向成長部18,19を形成できる。
(発明の説明のまとめ) 以上に詳述したように、本発明のシヨツトキ接
合形化合物半導体電界効果トランジスタの製造方
法は、特徴的な選択エピタキシヤル成長技術を適
用して、極めて微細なゲート長のゲート電極をソ
ース・ドレインに対して相対位置関係を自動的に
高精度に設定することにより、短ゲート長化とソ
ース・ドレイン間の直列附加抵抗の最小化を達成
するものであり、超高周波低雑音増幅器用素子お
よび超高速集積化素子の性能を飛躍的に向上する
優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のシヨツトキ接合形化合物半導体
電界効果トランジスタの製造方法の一例を具体的
に示す断面図、第2図は本発明のシヨツトキ接合
形化合物半導体電界効果トランジスタの製造方法
の一実施例を示す断面図、第3図はMO−CVD
法によるGaAsの選択エピタキシヤル成長におけ
る絶縁膜上への横方向成長の状態を示す断面図で
ある。 11……半絶縁性GaAs基板、12……n形活
性層、13……絶縁膜、14,15……堀込み
部、16……n+形導電層(n+層)、17……半絶
縁性層、18,19……横方向成長部、21,2
2……n+層、24……ゲート電極、25……ソ
ース電極金属、26……ドレイン電極金属。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半絶縁性化合物半導体基板上にn形活性層を
    設ける工程と、活性域部を被う一方ソース、ドレ
    イン電極域を開窓した絶縁膜を前記n形活性層上
    に設ける工程と、該絶縁膜の開窓部の半導体に対
    して側面エツチを含む堀込みエツチを行ない、該
    堀込み部にMO−CVDによる選択エピタキシヤ
    ル成長法によりn+形導電層および半絶縁性層を
    形成し、活性域上の絶縁膜上へ横方向へ拡がる半
    絶縁性層の横方向成長部を形成する工程と、ソー
    ス、ドレイン電極部の前記半絶縁性層をn+層に
    置換する工程と、活性域部の絶縁膜を除去した上
    で、前記横方向成長部端面をマスクとしてシヨツ
    トキ接合ゲート電極を蒸着法によりn形活性層上
    に形成する工程と、前記n+層上にオーム性接触
    電極を設ける工程とを具備することを特徴とする
    シヨツトキ接合形化合物半導体電界効果トランジ
    スタの製造方法。
JP3816983A 1983-03-10 1983-03-10 シヨツトキ接合形化合物半導体電界効果トランジスタの製造方法 Granted JPS59165464A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3816983A JPS59165464A (ja) 1983-03-10 1983-03-10 シヨツトキ接合形化合物半導体電界効果トランジスタの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3816983A JPS59165464A (ja) 1983-03-10 1983-03-10 シヨツトキ接合形化合物半導体電界効果トランジスタの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59165464A JPS59165464A (ja) 1984-09-18
JPS6323668B2 true JPS6323668B2 (ja) 1988-05-17

Family

ID=12517893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3816983A Granted JPS59165464A (ja) 1983-03-10 1983-03-10 シヨツトキ接合形化合物半導体電界効果トランジスタの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59165464A (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100434698B1 (ko) 2001-09-05 2004-06-07 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 선택적 에피성장법
KR100455724B1 (ko) 2001-10-08 2004-11-12 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 플러그 형성방법
KR100455725B1 (ko) 2001-10-08 2004-11-12 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 플러그 형성방법
KR100431295B1 (ko) 2001-10-12 2004-05-12 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 플러그 형성방법
CN107078157A (zh) * 2014-08-13 2017-08-18 英特尔公司 自对准栅极后制iii‑n晶体管

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59165464A (ja) 1984-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0354464B2 (ja)
JPH02148738A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JPS6323666B2 (ja)
JPS6323668B2 (ja)
CA1271850A (en) Method for fabricating a field-effect transistor with a self-aligned gate
JP2901905B2 (ja) T型ゲートと自己整列ldd構造をもつ電界効果トランジスタの製造方法
JPS6323667B2 (ja)
JP2685026B2 (ja) 電界効果トランジスタおよび製造方法
EP0481965B1 (en) Method of manufacturing step-cut insulated gate static induction transistors
JPS6237890B2 (ja)
JPS59165463A (ja) 化合物半導体電界効果トランジスタの製造方法
JPS59165465A (ja) シヨツトキ接合形化合物半導体電界効果トランジスタの製造方法
JPS5838945B2 (ja) シヨット障壁型電界効果トランジスタの製造方法
JPS6122873B2 (ja)
JPS6242398B2 (ja)
JPS60143674A (ja) 半導体素子の製造方法
JPS6252957B2 (ja)
JP2893776B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS62115782A (ja) 半導体装置の製造方法
KR0141780B1 (ko) 반도체소자 제조방법
JP3352792B2 (ja) 静電誘導トランジスタの製造方法
JP3063296B2 (ja) 電界効果トランジスタ
JPH0219622B2 (ja)
JPS5850434B2 (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JP3183251B2 (ja) 半導体装置の製造方法