JP3123445B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に超高周波帯で動作するショットキーバ
リアゲート電界効果トランジスタなどにおいて、ゲート
電極をソース電極側へオフセットして形成するオフセッ
トゲートの形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing an offset gate formed by offsetting a gate electrode to a source electrode side in a Schottky barrier gate field effect transistor operating in an ultra-high frequency band. It relates to a forming method.
【0002】[0002]
【従来の技術】マイクロ波増幅用のガリウム砒素電界効
果トランジスタ(GaAs FET)及びヘテロ接合型
電界効果トランジスタ(HJ FET)は、低雑音用及
び電力用を問わず、超高周波帯に高性能特性を実現でき
るため、通信機器並びにレーダー機器などに広く使用さ
れている。2. Description of the Related Art Gallium arsenide field effect transistors (GaAs FETs) and heterojunction type field effect transistors (HJ FETs) for microwave amplification have high performance characteristics in an ultra-high frequency band regardless of whether they are for low noise or power. Because it can be realized, it is widely used for communication equipment and radar equipment.
【0003】このような電界効果トランジスタ及びヘテ
ロ接合型電界効果トランジスタは、性能向上及び電気的
な破壊強度を高めるために、リセスと呼ばれる溝をドレ
イン電極とソース電極との間に設け、そのリセス内にゲ
ート電極を設置する構造を採用することが多い。In such field-effect transistors and heterojunction field-effect transistors, a groove called a recess is provided between a drain electrode and a source electrode in order to improve performance and increase electric breakdown strength. In many cases, a structure in which a gate electrode is provided is adopted.
【0004】このリセス構造の電界効果トランジスタに
おいて、ソース電極とケート電極間の直列抵抗Rsは、
ソース電極側のリセス端とゲート電極間距離に強く依存
している。特に、小電流で動作させる低雑音素子では、
ゲート電極直下の2次元電子ガス濃度が低く制限され、
リセスの底部下の直列抵抗Rsは、素子の雑音性能を大
きく左右する程度にまで増加する。従って、素子設計
上、ソース電極側のリセス端とゲート電極間距離は、で
きるだけ短い方が望ましい。In the field effect transistor having the recess structure, the series resistance Rs between the source electrode and the gate electrode is:
It depends strongly on the distance between the recess end on the source electrode side and the gate electrode. In particular, for low-noise devices operated with small currents,
The two-dimensional electron gas concentration immediately below the gate electrode is limited low,
The series resistance Rs below the bottom of the recess increases to a degree that largely affects the noise performance of the device. Therefore, it is desirable that the distance between the recess end on the source electrode side and the gate electrode be as short as possible in element design.
【0005】一方、ドレイン電極側のリセス端とゲート
電極間距離は、ゲート電極をドレイン電極間の容量Cg
dに関係し、距離が小さくなると、このCgdが増加す
るため、高周波動作時に素子の電力利得性能劣化が生じ
る。また、ゲート電極の逆方向耐圧やドレイン耐圧を向
上させて、高出力FETとして使う場合、ドレイン電極
側のリセス端とゲート電極間距離は、ソース電極側のリ
セス端とゲート電極間距離よりも大きく設計することが
望ましい。この種の電界効果トランジスタにおいて、リ
セス内でゲート電極をオフセットした位置に設けるオフ
セットゲート構造の検討が進められている。On the other hand, the distance between the drain electrode side recess end and the gate electrode depends on the capacitance Cg between the drain electrode and the drain electrode.
In relation to d, when the distance becomes small, this Cgd increases, so that the power gain performance of the element deteriorates during high-frequency operation. When the gate electrode is used as a high-output FET by improving the reverse breakdown voltage and the drain breakdown voltage of the gate electrode, the distance between the recess end on the drain electrode side and the gate electrode is larger than the distance between the recess end on the source electrode side and the gate electrode. It is desirable to design. In this type of field-effect transistor, an offset gate structure provided at a position where a gate electrode is offset in a recess is being studied.
【0006】図8(a)〜(d)は、従来のオフセット
ゲートの形成方法について説明するための工程順断面図
である。まず図8(a)に示すように、動作層20を設
けたGaAs基板21上に絶縁膜23を設ける。次いで
レジスト層24を被着後、後にいわゆるリセスと呼ばれ
るくぼみの幅に相当する開口幅を持つように、光学露光
法によってパターニングする。FIGS. 8A to 8D are cross-sectional views in the order of steps for explaining a conventional method of forming an offset gate. First, as shown in FIG. 8A, an insulating film 23 is provided on a GaAs substrate 21 on which an operation layer 20 is provided. Next, after the resist layer 24 is applied, the resist layer 24 is patterned by an optical exposure method so as to have an opening width corresponding to a width of a recess called a so-called recess.
【0007】次に図8(b)に示すように、絶縁膜23
をエッチングして除去した後、絶縁膜23をマスクにし
て、エッチングを行い、リセス領域25を形成する。[0008] Next, as shown in FIG.
After etching is removed, etching is performed using the insulating film 23 as a mask to form a recess region 25.
【0008】更に、ゲート電極をリセス内にソース側に
オフセットさせて形成するために図8(c)に示すよう
に、レジスト層26を位置決めしてパターン形成する。
このとき、ゲート長は、通常の光学露光法によるときは
0.5μm程度が限界であるため、更に微細なパターン
を形成するには、電子ビーム露光などの手段を用いる必
要がある。Further, in order to form the gate electrode in the recess so as to be offset to the source side, as shown in FIG. 8C, the resist layer 26 is positioned and patterned.
At this time, since the gate length is limited to about 0.5 μm by a normal optical exposure method, it is necessary to use a means such as electron beam exposure to form a finer pattern.
【0009】レジスト層26を開口した後、ゲート金属
を蒸着し、ゲート金属の一部をメチルエチルケトンによ
ってレジスト層26とともに除去し(本工程、手法をリ
フトオフという。)、図2(d)に示すように、残った
ゲート金属によりゲート電極27を形成する。この場
合、ゲート電極7をソース側にオフセットするのには、
目合わせ精度としては、±0.02μm程度の高精度が
要求される。光学露光で用いるi線ステッパーや電子ビ
ーム露光で用いる電子ビーム露光機の目合わせ精度は、
ともに±0.05μm程度であり、オフセットゲートを
精度よく形成するには不十分である。After opening the resist layer 26, a gate metal is deposited, and a part of the gate metal is removed together with the resist layer 26 using methyl ethyl ketone (this step and method are called lift-off), as shown in FIG. 2D. Then, a gate electrode 27 is formed from the remaining gate metal. In this case, to offset the gate electrode 7 to the source side,
As the alignment accuracy, a high accuracy of about ± 0.02 μm is required. The alignment accuracy of an i-line stepper used for optical exposure and an electron beam exposure machine used for electron beam exposure is as follows:
Both are about ± 0.05 μm, which is insufficient for accurately forming an offset gate.
【0010】図8に示した従来例における問題点を解決
するため、次に述べる2種類の方法が提案されている。
特開平3−293732号公報に記載されている従来例
について説明する。まず、図9(a)に示すように、G
aAs基板21上の全面にチャネル層28並びにn+−
導電層29を形成した後、AuGeにより、1対のオー
ミック電極30を形成する。続いて、図9(b)に示す
ようにスパッタリング法により、SiO2による絶縁膜
31をオーミック電極30及びチャネル層28上の全体
に形成する。In order to solve the problem in the conventional example shown in FIG. 8, the following two methods have been proposed.
A conventional example described in JP-A-3-293732 will be described. First, as shown in FIG.
The channel layer 28 and n + − are formed on the entire surface of the aAs substrate 21.
After forming the conductive layer 29, a pair of ohmic electrodes 30 is formed by AuGe. Subsequently, as shown in FIG. 9B, an insulating film 31 of SiO 2 is formed on the entire ohmic electrode 30 and the channel layer 28 by a sputtering method.
【0011】次に図9(c)に示すように、エッチング
法により、絶縁膜31の一部を薄化する。このとき、絶
縁膜31の部分的な薄化によって生じる段差は、後述す
るゲート電極の位置に概ね対応している。Next, as shown in FIG. 9C, a part of the insulating film 31 is thinned by an etching method. At this time, the step caused by the partial thinning of the insulating film 31 substantially corresponds to the position of the gate electrode described later.
【0012】次に、図9(d)に示すように、最終的に
ゲート電極を形成するために使用するレジスト層32を
形成する。ここで、レジスト層32は、ゲート電極のパ
ターンにパターニングされており、かつ、ゲート電極の
形成領域は、前の工程で絶縁膜31に形成された段差を
含むように形成されている。Next, as shown in FIG. 9D, a resist layer 32 used for finally forming a gate electrode is formed. Here, the resist layer 32 is patterned into a gate electrode pattern, and the gate electrode formation region is formed so as to include the step formed in the insulating film 31 in the previous step.
【0013】以上のようにして、パターニングされたレ
ジスト層32を装荷した基板21を反応性イオンエッチ
ング処理に付すことにより、図9(e)に示すように、
絶縁膜31を部分的に除去する。このとき、まず、レジ
スト層32が欠損している領域で絶縁膜31が垂直にエ
ッチングされ、続いてサイドエッチングにより、レジス
ト層32の下方に位置する絶縁膜31も部分的にエッチ
ングされるようにエッチング条件を選択する。As described above, by subjecting the substrate 21 loaded with the patterned resist layer 32 to a reactive ion etching process, as shown in FIG.
The insulating film 31 is partially removed. At this time, first, the insulating film 31 is vertically etched in a region where the resist layer 32 is missing, and then the insulating film 31 located below the resist layer 32 is also partially etched by side etching. Select the etching conditions.
【0014】前述のように、絶縁膜31は、部分的に薄
化されているため、このようなエッチングを行うことに
より、絶縁膜31が薄化された領域では、サイドエッチ
ングが早く進行し、レジスト層32の欠損領域に対し
て、絶縁膜31のエッチング領域は、非対称に形成され
る。As described above, since the insulating film 31 is partially thinned, by performing such etching, in the region where the insulating film 31 is thinned, the side etching proceeds quickly, The etched region of the insulating film 31 is formed asymmetrically with respect to the defective region of the resist layer 32.
【0015】次に、上述のように非対称にエッチングさ
れた絶縁膜31をマスクとして、n+−導電層29及び
チャネル層28をエッチングすることにより、図9
(f)に示すように、絶縁膜31の欠損領域に対応した
リセス28aが形成される。Next, using the insulating film 31 asymmetrically etched as described above as a mask, the n + -conductive layer 29 and the channel layer 28 are etched to obtain a structure shown in FIG.
As shown in (f), a recess 28a corresponding to the defective region of the insulating film 31 is formed.
【0016】最後に、レジスト層32を使用したリフト
オフ法により、図9(g)に示すように、ゲート電極2
7を形成する。このとき前述のように、レジスト層32
の欠損領域に対して、リセス28aは非対称に形成され
ているため、形成されたゲート電極27は、リセス28
a内でオフセットして形成される。Finally, by a lift-off method using a resist layer 32, as shown in FIG.
7 is formed. At this time, as described above, the resist layer 32
Since the recess 28a is formed asymmetrically with respect to the defective region, the formed gate electrode 27 is
It is formed offset within a.
【0017】次に、特開平5−218090号公報に記
載されている従来例について説明する。図10(a)に
示すように、活性領域が形成されたGaAs基板21上
に第1の絶縁膜33,第2の絶縁膜34及び第1のリセ
スを形成するための開口部をパターニングしたレジスト
層35を形成する。第1の絶縁膜33としてはSiO2
膜を用い、第2の絶縁膜34としてはSiN膜を使用す
る。Next, a conventional example described in JP-A-5-218090 will be described. As shown in FIG. 10A, a resist in which openings for forming a first insulating film 33, a second insulating film 34, and a first recess are patterned on a GaAs substrate 21 in which an active region is formed. The layer 35 is formed. The first insulating film 33 is made of SiO 2
A film is used, and a SiN film is used as the second insulating film 34.
【0018】次に図10(b)に示すように、レジスト
層35をマスクとして、第2の絶縁膜(SiN)34及
び、第1の絶縁膜(SiO)33をエッチングした後、
第1のリセス36を形成する。レジスト層35を除去し
た後、図10(c)に示すように、第1のリセス36の
一方向(通常はソース電極側)にオフセットするように
レジスト層37に開口部を設ける。Next, as shown in FIG. 10B, after etching the second insulating film (SiN) 34 and the first insulating film (SiO) 33 using the resist layer 35 as a mask,
A first recess 36 is formed. After removing the resist layer 35, as shown in FIG. 10C, an opening is provided in the resist layer 37 so as to be offset in one direction of the first recess 36 (usually on the source electrode side).
【0019】その後、図10(d)に示すように、所望
のピンチオフ電圧あるいはドレイン飽和電流が得られる
ように第2のリセス38を形成し、次に、ウェットエッ
チングにより、第1の絶縁膜(SiO)33をサイドエ
ッチングした後、ゲート金属を蒸着し、レジスト層37
を利用しリフトオフ法により、ゲート電極27を形成す
る(図4(e))。この形成法によるゲート長は、レジ
スト層37のパターン及び、第2の絶縁膜(SiN)3
4により決定される。After that, as shown in FIG. 10D, a second recess 38 is formed so as to obtain a desired pinch-off voltage or a drain saturation current, and then the first insulating film (wet etching) is formed by wet etching. After the SiO) 33 was side-etched, a gate metal was deposited, and a resist layer 37 was formed.
The gate electrode 27 is formed by a lift-off method utilizing the method (FIG. 4E). The gate length by this forming method depends on the pattern of the resist layer 37 and the second insulating film (SiN) 3.
4.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】前述した図8に示され
る従来例の問題点を解決するために提案された、図9の
従来例では、ゲート形成予定位置が、露光プロセスの目
合わせ精度に左右され、ウェーハ内でのオフセット量が
ばらつき、再現性が悪い。In the prior art shown in FIG. 9, which has been proposed to solve the problem of the prior art shown in FIG. 8 described above, the expected gate formation position is limited to the alignment accuracy of the exposure process. And the offset amount within the wafer varies, resulting in poor reproducibility.
【0021】また、図10に示される従来例では、第1
のリセスにレジストが塗布されるため、リセス底面の汚
染が懸念される。Further, in the conventional example shown in FIG.
Since the resist is applied to the recess, there is concern about contamination of the bottom surface of the recess.
【0022】本発明の目的は、リセス底面の汚染を起こ
すことなく、高精度に再現性よくオフセット構造を実現
できる半導体装置の製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of realizing an offset structure with high accuracy and high reproducibility without causing contamination of the bottom surface of the recess.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置の製造方法は、オフセット
ゲート構造を有する半導体装置の製造方法であって、半
導体基板の表面部に活性領域を形成する工程と、リセス
幅を規定する第一の絶縁膜を前記活性領域上に形成する
工程と、前記半導体基板上に、第二の絶縁膜を堆積し、
前記第一の絶縁膜を覆う工程と、第二の絶縁膜上にレジ
スト層を形成し、第一の絶縁膜と第二の絶縁膜との境界
を含むような開口を前記レジスト層に形成する工程と、
前記レジスト層をマスクとして、第一の絶縁膜が露出
し、かつ第二の絶縁膜を抜き切らない深さまで第二の絶
縁膜をエッチングする工程と、第一の絶縁膜に対するエ
ッチングレートが第二の絶縁膜に対するエッチングレー
トより大きいエッチャントを用いて第一の絶縁膜を選択
的に除去した後、第二の絶縁膜をマスクに露出した前記
活性領域を選択的にエッチングしてリセスを形成する工
程と、前記活性領域とショットキー接合をなす導電膜を
前記リセス内に堆積し、ゲート電極を形成する工程とを
含んでいるものである。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having an offset gate structure, wherein an active region is formed on a surface of a semiconductor substrate. Forming, and forming a first insulating film defining a recess width on the active region, depositing a second insulating film on the semiconductor substrate,
Covering the first insulating film, forming a resist layer on the second insulating film, and forming an opening in the resist layer including a boundary between the first insulating film and the second insulating film. Process and
Said resist layer as a mask, etching the second insulating film to the first insulating film is exposed, and a depth not Kira disconnect the second insulating film, d for the first insulating film
Etching rate for the second insulating film
After selectively removing the first insulating film using Toyori large etchant, forming a recess by selectively etching the active region exposed the second insulating film as a mask, the active region And depositing a conductive film forming a Schottky junction in the recess to form a gate electrode.
【0024】また、第一の絶縁膜及び第二の絶縁膜は、
それぞれ酸化シリコン膜及び、窒化シリコン膜である。Further, the first insulating film and the second insulating film are
These are a silicon oxide film and a silicon nitride film, respectively.
【0025】また、第一の絶縁膜及び第二の絶縁膜は、
それぞれドライエッチ法及び、ウェットエッチング法で
エッチングする。Further, the first insulating film and the second insulating film are
Each is etched by a dry etching method and a wet etching method.
【0026】[0026]
【作用】本発明によれば、ゲート開口部が設けられたレ
ジスト層の下部に異なる種類の絶縁膜を2層に形成して
いる。2種類の絶縁膜のエッチングレートの違いを利用
して、ゲート開口部に対して露出させた基板表面を非対
称にすることにより、オフセットしたゲート電極を形成
する。According to the present invention, two different types of insulating films are formed below a resist layer provided with a gate opening. An offset gate electrode is formed by making the substrate surface exposed to the gate opening asymmetric by utilizing the difference in etching rate between the two types of insulating films.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0028】(実施形態1)まず、本発明の実施形態1
に係る半導体装置の製造方法について説明する。(Embodiment 1) First, Embodiment 1 of the present invention
A method for manufacturing a semiconductor device according to the first aspect will be described.
【0029】図1(a),(b)及び図2(a),
(b)に示すように、半絶縁性のGaAs基板1の表面
にn型GaAs層からなる動作層2を形成し、動作層2
をパターニングして、平面形状が長方形のメサを形成す
る。次に、プラズマCVD法により、厚さ50nmの例
えば酸化シリコン膜のような第1の絶縁膜3を堆積し、
レジスト層4をマスクにしてHF系エッチャントによっ
てウェットエッチングを行い、動作層2上に第1の絶縁
膜3を部分的に配置する。この第1の絶縁膜3は、後述
するリセス9の幅を規定する。FIGS. 1 (a) and 1 (b) and FIGS.
As shown in FIG. 2B, an operation layer 2 made of an n-type GaAs layer is formed on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 1.
Is patterned to form a mesa having a rectangular planar shape. Next, a first insulating film 3 such as a silicon oxide film having a thickness of 50 nm is deposited by a plasma CVD method,
Using the resist layer 4 as a mask, wet etching is performed with an HF-based etchant to partially dispose the first insulating film 3 on the operation layer 2. The first insulating film 3 defines a width of a recess 9 described later.
【0030】次に、図3(a),(b)に示すように、
厚さ100nmの例えば窒化シリコン膜のような第2の
絶縁膜5をGaAs基板1上にCVD法により堆積す
る。これにより、GaAs基板1上には、異なる種類、
すなわちエッチングレートの異なる絶縁膜3,5が2層
に積層形成される。Next, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b),
A second insulating film 5 such as a silicon nitride film having a thickness of 100 nm is deposited on the GaAs substrate 1 by a CVD method. Thereby, different types,
That is, the insulating films 3 and 5 having different etching rates are laminated and formed in two layers.
【0031】次に、図4(a),(b)に示すように、
第2の絶縁膜5上にレジスト層6を形成し、i線露光に
よってレジスト開口部7を形成する。このとき、レジス
ト開口部7は、動作層2上に部分的に配置した第1の絶
縁膜3の縁端部上に一部が重なるように形成する。動作
層2上に配置した絶縁膜3の縁端部とレジスト開口部7
の縁端部でゲート長が定まる。Next, as shown in FIGS. 4A and 4B,
A resist layer 6 is formed on the second insulating film 5, and a resist opening 7 is formed by i-line exposure. At this time, the resist opening 7 is formed so as to partially overlap the edge of the first insulating film 3 partially arranged on the operation layer 2. Edge of insulating film 3 and resist opening 7 arranged on operation layer 2
The gate length is determined at the edge of.
【0032】次に、図5(a),(b)に示すように、
レジスト開口部7が設けられたレジスト層6をマスクと
して、第2の絶縁膜5を例えばCF4/H2系ガスでドラ
イエッチングし、ゲート開口部8を形成する。このと
き、第2の絶縁膜5をエッチングする量は、第2の絶縁
膜5を抜ききらずに、かつ第1の絶縁膜3の一部を露出
させるように、例えば130nmとする。これにより、
第2の絶縁膜5に段差5aが形成される。Next, as shown in FIGS. 5A and 5B,
Using the resist layer 6 provided with the resist opening 7 as a mask, the second insulating film 5 is dry-etched with a CF 4 / H 2 gas, for example, to form a gate opening 8. At this time, the etching amount of the second insulating film 5 is, for example, 130 nm so that the second insulating film 5 is not completely removed and a part of the first insulating film 3 is exposed. This allows
Step 5 a is formed in second insulating film 5.
【0033】次に、図6(a),(b)に示すように、
動作層2上に部分的に配置した例えば酸化シリコン膜の
ような第1の絶縁膜3は、例えば窒化シリコン膜のよう
な絶縁膜5に対するエッチングレートよりも早いエッチ
ングレートをもつ例えばHFのようなエッチャントを用
いてウエットエッチング法により除去する。第1の絶縁
膜3の除去により露出した動作層2をH2SO4とH2O2
の混合液によってエッチングし、リセス9を形成する。Next, as shown in FIGS. 6A and 6B,
A first insulating film 3 such as a silicon oxide film partially disposed on the operation layer 2 has a higher etching rate than an insulating film 5 such as a silicon nitride film, such as HF. It is removed by a wet etching method using an etchant. The operating layer 2 exposed by the removal of the first insulating film 3 is made of H 2 SO 4 and H 2 O 2
To form a recess 9.
【0034】次に、図7(a),(b)に示すように、
レジスト層6をマスクにして、GaAsとショットキー
接続をなすゲート金属を動作層2上に蒸着法によって堆
積し、ゲート金属の一部をメチルエチルケトンによって
レジスト層6とともに除去し、残ったゲート金属により
ゲート電極10を形成する。Next, as shown in FIGS. 7A and 7B,
Using the resist layer 6 as a mask, a gate metal forming a Schottky connection with GaAs is deposited on the operation layer 2 by vapor deposition, a part of the gate metal is removed together with the resist layer 6 using methyl ethyl ketone, and the remaining gate metal is used as a gate. The electrode 10 is formed.
【0035】実施形態1において、レジスト開口部7の
下部に、部分的に配置した第1の絶縁膜3の縁端部が位
置するようにしなければならないが、i線ステッパーの
目合わせ精度は±0.05μm程度であり、レジスト開
口部7を0.5μm以上で露光する場合は十分マージン
がある。ソース側におけるゲート電極の接合面とリセス
との相対位置関係は、露光機の目合わせ精度ではなく、
リセス9を形成するためのエッチング量によって決定さ
れる。エッチングの精度は、ねらいちに対し、±0.0
2μm程度であり、目合わせで形成する方法(図8の従
来例)と比較して、精度が高い。In the first embodiment, the edge of the first insulating film 3 which has been partially disposed must be located below the resist opening 7, but the alignment accuracy of the i-line stepper is ±. When the resist opening 7 is exposed to 0.5 μm or more, there is a sufficient margin. The relative positional relationship between the junction surface of the gate electrode on the source side and the recess is not the alignment accuracy of the exposure machine,
It is determined by the etching amount for forming the recess 9. The etching accuracy is ± 0.0
It is about 2 μm, and the accuracy is higher than that of the method of forming by registration (the conventional example in FIG. 8).
【0036】(実施形態2)次に、本発明の実施形態2
に係る半導体装置の製造方法について説明する。(Embodiment 2) Next, Embodiment 2 of the present invention
A method for manufacturing a semiconductor device according to the first aspect will be described.
【0037】実施形態1との相違点について説明する。
実施形態2においては、第2の絶縁膜5として、環状オ
レフィン系樹脂をベースとした低誘電率膜、例えば厚さ
100nmのポリオレフィン膜を形成し、フォトリソグ
ラフィー法によりゲート開口部8を設ける。それ以降の
工程は、実施形態1と同じである。ポリオレフィン膜
は、HF系のエッチャントによってエッチングされな
い。窒化シリコンの誘電率が5であるのに対して、ポリ
オレフィン膜の誘電率は2.4と低いため、ゲート寄生
容量を更に小さくでき、例えば実施形態1によるFET
の遮断周波数が20GHzであるとすると、30GHz
程度に向上できる。The difference from the first embodiment will be described.
In the second embodiment, a low dielectric constant film based on a cyclic olefin-based resin, for example, a polyolefin film having a thickness of 100 nm is formed as the second insulating film 5, and a gate opening 8 is provided by photolithography. Subsequent steps are the same as in the first embodiment. The polyolefin film is not etched by the HF-based etchant. Since the dielectric constant of silicon nitride is 5 and the dielectric constant of the polyolefin film is as low as 2.4, the gate parasitic capacitance can be further reduced.
Assuming that the cutoff frequency is 20 GHz, 30 GHz
Can be improved to the extent.
【0038】以上の実施形態においては、半導体材料と
してGaAsを用いたものについて説明したが、InP
やInGaAsなどFETとして使用される他の半導体
材料を用いたものについても本発明を適用できる。In the above embodiment, the case where GaAs is used as the semiconductor material has been described.
The present invention can also be applied to a device using another semiconductor material used as an FET, such as InGaAs or InGaAs.
【0039】また、以上の実施形態では、ゲート電極1
0は、第2の絶縁膜5の段差5aに接触し、かつ動作層
2に接触しているため、抵抗値を低く抑えることができ
るという利点がある。In the above embodiment, the gate electrode 1
Since 0 is in contact with the step 5a of the second insulating film 5 and in contact with the operation layer 2, there is an advantage that the resistance value can be suppressed low.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体の表面を第1の開口を有する第1の絶縁膜で覆い、
エッチングレートの小さな第2の絶縁膜を堆積し、前記
第1の開口とずらしてレジスト開口部を形成し、レジス
ト層をマスクにして前記第2の絶縁膜にゲート開口を形
成し、第2の絶縁膜を除去して露出する半導体基板にリ
セスを形成し、更にゲート電極を形成するため、ゲート
電極をリセスに対しオフセットを有して設けることがで
き、ゲート電極は、第1の絶縁膜と接触せず、かつ第2
の絶縁膜と片側でのみ接触するように形成することがで
きる。As described above, according to the present invention, the surface of a semiconductor is covered with a first insulating film having a first opening,
Depositing a second insulating film having a small etching rate, forming a resist opening shifted from the first opening, forming a gate opening in the second insulating film using the resist layer as a mask, A recess is formed in the semiconductor substrate exposed by removing the insulating film, and further a gate electrode is formed, so that the gate electrode can be provided with an offset with respect to the recess, and the gate electrode is formed with the first insulating film. No contact and second
Can be formed so as to contact only one side with the insulating film.
【図1】(a)は、本発明の実施形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に説明するための平面図、(b)
は、(a)のX−X’線断面図である。FIG. 1A is a plan view for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
【図2】(a)は、本発明の実施形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に説明するための平面図、(b)
は、(a)のX−X’線断面図である。FIG. 2A is a plan view for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
【図3】(a)は、本発明の実施形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に説明するための平面図、(b)
は、(a)のX−X’線断面図である。FIG. 3A is a plan view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
【図4】(a)は、本発明の実施形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に説明するための平面図、(b)
は、(a)のX−X’線断面図である。FIG. 4A is a plan view for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
【図5】(a)は、本発明の実施形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に説明するための平面図、(b)
は、(a)のX−X’線断面図である。FIG. 5A is a plan view for explaining a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
【図6】(a)は、本発明の実施形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に説明するための平面図、(b)
は、(a)のX−X’線断面図である。FIG. 6A is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
【図7】(a)は、本発明の実施形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に説明するための平面図、(b)
は、(a)のX−X’線断面図である。FIG. 7A is a plan view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
【図8】従来例に係る半導体装置の製造方法を工程順に
説明する断面図である。FIG. 8 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional example in the order of steps.
【図9】従来例に係る半導体装置の製造方法を工程順に
説明する断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional example in the order of steps.
【図10】従来例に係る半導体装置の製造方法を工程順
に説明する断面図である。FIG. 10 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional example in the order of steps.
1 GaAs基板 2 動作層 3 第1の絶縁膜 4 レジスト層 5 第2の絶縁膜 6 レジスト層 7 レジスト開口部 8 ゲート開口部 9 リセス 10 ゲート電極 Reference Signs List 1 GaAs substrate 2 working layer 3 first insulating film 4 resist layer 5 second insulating film 6 resist layer 7 resist opening 8 gate opening 9 recess 10 gate electrode
Claims (3)
置の製造方法であって、 半導体基板の表面部に活性領域を形成する工程と、 リセス幅を規定する第一の絶縁膜を前記活性領域上に形
成する工程と、 前記半導体基板上に、第二の絶縁膜を堆積し、前記第一
の絶縁膜を覆う工程と、 第二の絶縁膜上にレジスト層を形成し、第一の絶縁膜と
第二の絶縁膜との境界を含むような開口を前記レジスト
層に形成する工程と、 前記レジスト層をマスクとして、第一の絶縁膜が露出
し、かつ第二の絶縁膜を抜き切らない深さまで第二の絶
縁膜をエッチングする工程と、第一の絶縁膜に対するエッチングレートが第二の絶縁膜
に対するエッチングレートより大きいエッチャントを用
いて 第一の絶縁膜を選択的に除去した後、第二の絶縁膜
をマスクに露出した前記活性領域を選択的にエッチング
してリセスを形成する工程と、 前記活性領域とショットキー接合をなす導電膜を前記リ
セス内に堆積し、ゲート電極を形成する工程とを含んで
いることを特徴とする半導体装置の製造方法。1. A method of manufacturing a semiconductor device having an offset gate structure, comprising: forming an active region on a surface of a semiconductor substrate; and forming a first insulating film defining a recess width on the active region. Performing a step of: depositing a second insulating film on the semiconductor substrate and covering the first insulating film; forming a resist layer on the second insulating film; Forming an opening including the boundary with the second insulating film in the resist layer; using the resist layer as a mask, the first insulating film is exposed, and to a depth that does not cut out the second insulating film. A step of etching the second insulating film, and an etching rate for the first insulating film is set to the second insulating film.
Use etchant larger than etching rate for
After the first insulating film is selectively removed it is, eggplant and forming a recess by selectively etching the active region exposed the second insulating film as a mask, the active region and the Schottky junction Depositing a conductive film in the recess to form a gate electrode.
れ酸化シリコン膜,窒化シリコン膜であることを特徴と
する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the first insulating film and the second insulating film are a silicon oxide film and a silicon nitride film, respectively.
れドライエッチ法,ウェットエッチング法によりエッチ
ングすることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置
の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the first insulating film and the second insulating film are etched by a dry etching method and a wet etching method, respectively.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP08268777A JP3123445B2 (en) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP08268777A JP3123445B2 (en) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | Method for manufacturing semiconductor device |
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| JPH10116838A JPH10116838A (en) | 1998-05-06 |
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| JPH10116838A (en) | 1998-05-06 |
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