JPS5857913B2 - Manufacturing method of field effect transistor - Google Patents
Manufacturing method of field effect transistorInfo
- Publication number
- JPS5857913B2 JPS5857913B2 JP7166877A JP7166877A JPS5857913B2 JP S5857913 B2 JPS5857913 B2 JP S5857913B2 JP 7166877 A JP7166877 A JP 7166877A JP 7166877 A JP7166877 A JP 7166877A JP S5857913 B2 JPS5857913 B2 JP S5857913B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- gate
- field effect
- source
- effect transistor
- 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
Links
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電界効果形トランジスタの製造方法に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a field effect transistor.
電界効果形トランジスタはその入力インピーダンスが高
く電子管に対応した半導体素子として注目されるもので
ある。Field effect transistors have high input impedance and are attracting attention as semiconductor devices compatible with electron tubes.
また静電誘導形トランジスタもこれらの特性を具備して
いる。Static induction transistors also have these characteristics.
上記したトランジスタに更に望まれる特性はより良好な
高周波特性ということであり種々検討がなされている。A further desired characteristic of the above-mentioned transistor is better high frequency characteristics, and various studies have been made.
以下基本的な従来の電界効果形トランジスタについて述
べる。A basic conventional field effect transistor will be described below.
第1図は従来の静電誘導形トランジスタの部分断面図で
ある。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a conventional static induction transistor.
図において1はN形像比抵抗半導体層からなるドレイン
領域、2はドレイン領域1の上に設けられたN形高比抵
抗半導体層、3はN形高比抵抗半導体層2内に拡散によ
って形成したN形像比抵抗半導体のソース領域、4は同
じく拡散で形成したP形半導体のゲート領域、5はドレ
イン電極、6はソース電極、7はゲート電極、8はN形
高比抵抗半導体層2、ソース領域3およびゲート領域4
の各表面ならびに接合を保護する絶縁膜である。In the figure, 1 is a drain region made of an N-type image resistivity semiconductor layer, 2 is an N-type high resistivity semiconductor layer provided on the drain region 1, and 3 is formed by diffusion in the N-type high resistivity semiconductor layer 2. 4 is a gate region of a P-type semiconductor also formed by diffusion, 5 is a drain electrode, 6 is a source electrode, 7 is a gate electrode, and 8 is an N-type high resistivity semiconductor layer 2. , source region 3 and gate region 4
This is an insulating film that protects each surface and junction of the
上に述べた電界効果形トランジスタは半導体を81とし
た場合法のような工程で作られる。The above-mentioned field effect transistor is manufactured by a process similar to that in the case of semiconductor 81.
まずドレイン領域1となるN形像比抵抗半導体層(不細
物濃度で1018crrL−3程度以上)の上にN形高
比抵抗半導体層2(不純物濃度で1015cIrL−3
程度以下)をエビクキシャル成長させる。First, an N-type high resistivity semiconductor layer 2 (with an impurity concentration of about 1015 cIrL-3 or more) is placed on an N-type image resistivity semiconductor layer (with an impurity concentration of about 1015 cIrL-3 or more) which will become the drain region 1.
(below) to eviximal growth.
次いでこのN形高比抵抗半導体層2上に熱酸化等により
5I02絶縁膜8を形成する。Next, a 5I02 insulating film 8 is formed on this N-type high resistivity semiconductor layer 2 by thermal oxidation or the like.
この絶縁膜8をフォトエツチングで所定形状に穿孔し、
ここにN形ならびにP形不純物を選択拡散しソース領域
3とゲート領域4を形成する。This insulating film 8 is perforated into a predetermined shape by photoetching,
N-type and P-type impurities are selectively diffused here to form a source region 3 and a gate region 4.
この後選択拡散時に生じた酸化膜を除去し電極形成のた
めのコンタクト孔をつくる。Thereafter, the oxide film produced during selective diffusion is removed to form contact holes for forming electrodes.
次にソース領域3ゲート領域4およびそれらの部分以外
の所にある絶縁膜8及びドレイン領域1上全面に渡り電
極金属層を蒸着で形成する。Next, an electrode metal layer is formed by vapor deposition over the entire surface of the source region 3, gate region 4, insulating film 8, and drain region 1 other than those portions.
このソース領域3及びゲート領域4側の面の電極金属層
をフォトエツチングしてそれぞれソース電極6、ゲート
電極7を形成し第1図に示す電界効果形トランジスタが
出来上る。The electrode metal layer on the side of the source region 3 and gate region 4 is photoetched to form a source electrode 6 and a gate electrode 7, respectively, thereby completing the field effect transistor shown in FIG. 1.
この従来の電界効果形トランジスタの問題点を以下に詳
述する。The problems with this conventional field effect transistor will be explained in detail below.
第2図はこの電界効果形トランジスタにおいてソースと
ドレインの電位を一定にしゲートにさらに低電位を与え
たときの電気力線の分布を示したものである。FIG. 2 shows the distribution of electric lines of force in this field effect transistor when the source and drain potentials are kept constant and a lower potential is applied to the gate.
N形高比抵抗半導体層2内では矢印で示すようにゲート
電位によりドレイン領域1およびソース領域3からゲー
ト領域4に向う電気力線が生じる。In the N-type high resistivity semiconductor layer 2, lines of electric force are generated from the drain region 1 and the source region 3 toward the gate region 4 due to the gate potential, as shown by arrows.
この内ドレイン電流に関係し得るものはソース領域3か
ら垂直にドレイン領域1に至る経路に沿うほぼソース領
域3の幅程度の領域内にある電気力線束11および12
で示すものである。Among these, those that may be related to the drain current are electric fluxes 11 and 12 located within a region approximately the width of the source region 3 along the path vertically from the source region 3 to the drain region 1.
This is shown in .
電気力線束9および10はドレイン電流の制御には直接
関与しない成分て、前者はゲート領域4とドレイン領域
1間の寄生容量を、後者はソース領域3とゲート領域4
間の寄生容量のもとになるものである。The electric fluxes 9 and 10 are components that are not directly involved in controlling the drain current; the former controls the parasitic capacitance between the gate region 4 and the drain region 1, and the latter controls the parasitic capacitance between the source region 3 and the gate region 4.
This is the source of parasitic capacitance between the two.
これらの寄生容量が小さいほどこの電界効果トランジス
タの高周波特性は良くなり、全電気力線のうち電気力線
束11及び12て示す有効成分の割合が大きい程トラン
ジスタの相互コンダクタンス(ドレイン電流/ゲート電
位)が大きくなる。The smaller these parasitic capacitances are, the better the high-frequency characteristics of this field effect transistor are, and the larger the proportion of the effective components shown by electric fluxes 11 and 12 of the total electric lines of force is, the better the mutual conductance (drain current/gate potential) of the transistor is. becomes larger.
従来の電界効果形トランジスタではソースとゲートが同
一平面上にあってその間を比誘電率の大きい半導体で埋
めつくしたlとなっているためソース・ゲート間の寄生
容量が大きくなり高周波特性を阻害する。In conventional field-effect transistors, the source and gate are on the same plane, and the space between them is filled with a semiconductor with a high dielectric constant, which increases the parasitic capacitance between the source and gate, which inhibits high-frequency characteristics. .
また従来の電界効果形トランジスタの製造工程において
はソース領域3に対するゲート領域4の位置合せ、ソー
ス領域3及びゲート領域4へのコンタクト孔形成時の位
置合せ及びコンタクト孔へのソース電極6とゲート電極
7形成時の位置合せが必要である。In addition, in the manufacturing process of a conventional field effect transistor, alignment of the gate region 4 with respect to the source region 3, alignment when forming contact holes for the source region 3 and gate region 4, and alignment of the source electrode 6 and gate electrode to the contact hole are performed. 7. Alignment is required during formation.
この位置合せにはマスク合せ精度や、フォトエツチング
加工精度に起因する限界が有るので位置合せの都度寸法
上の余裕をもたせなければならない。Since this positioning has limits due to mask alignment accuracy and photoetching processing accuracy, a dimensional margin must be provided each time positioning is performed.
従来の製造方法では上に述べたように3回に渉る位置合
せが必要で、ソース領域3、ゲート領域4、ソース電極
6ならびにゲート電極7の幅やその間隔を小さくするこ
とが困難であった。In the conventional manufacturing method, alignment is required three times as described above, and it is difficult to reduce the widths and intervals of the source region 3, gate region 4, source electrode 6, and gate electrode 7. Ta.
ゲート領域4の幅を小さくできないことはゲート・ドレ
イン間の寄生容量が小さくならないことを意味するわけ
である。The fact that the width of the gate region 4 cannot be reduced means that the parasitic capacitance between the gate and drain cannot be reduced.
以上述べた理由により従来の電界効果形トランジスタに
おいてはその高周波特性や相互コンダクタンスを優れた
ものにすることができなかった。For the reasons stated above, it has not been possible to improve the high frequency characteristics and mutual conductance of conventional field effect transistors.
この発明は、上記従来の電界効果形トランジスタの欠点
が製造技術上の制約に由来していることを考慮して、こ
の製造技術上の制約を緩和し高周波特性と相互コンダク
タンスの優れた電界効果形トランジスタを得ることを目
的とするものである。In view of the fact that the drawbacks of the conventional field effect transistors are due to limitations in manufacturing technology, the present invention aims to alleviate the limitations in manufacturing technology and provide a field effect transistor with excellent high frequency characteristics and mutual conductance. The purpose is to obtain transistors.
以下この発明の一実施例につき説明する。An embodiment of the present invention will be described below.
第3図はこの発明によるSiを用いた電界効果形トラン
ジスタの製造工程を説明するため製造工程中の一時点で
の半導体基体の断面図を示したものである。FIG. 3 shows a cross-sectional view of a semiconductor substrate at one point in the manufacturing process to explain the manufacturing process of a field effect transistor using Si according to the present invention.
図に示すようにN形像比抵抗ドレイン領域1(不純物濃
度で1018crIl−3程度以上)上に設けられたN
形高比抵抗半導体層2(不純物濃度1015cm−3程
度以下)に従来の電界効果形トランジスタの場合と同じ
くN形ソース領域3およびP形ゲート領域4を選択拡散
する。As shown in the figure, an N
An N-type source region 3 and a P-type gate region 4 are selectively diffused into a high-resistivity semiconductor layer 2 (impurity concentration of approximately 10@15 cm@-3 or less) as in the case of a conventional field effect transistor.
拡散の深さはソース領域3とゲート領域4を同じかある
いはゲート領域4をよく深くする。The diffusion depth is the same in the source region 3 and the gate region 4, or the gate region 4 is deep.
このとき図に示すようにソース領域3とゲート領域4が
20の如く離れていても、21の如く重っていてもこの
発明においては後に述べるようにこの20.21の部分
をエツチングで除去するので支障はない。At this time, as shown in the figure, even if the source region 3 and gate region 4 are separated as shown in 20 or overlapped as shown in 21, in this invention, the part 20.21 is removed by etching as described later. So there is no problem.
すなわち、この発明においてはソース領域3とゲート領
域4の位置合せは少々粗くても良い。That is, in the present invention, the alignment between the source region 3 and the gate region 4 may be slightly rough.
この際、ソース・ゲート側ならびにドレイン側双方の半
導体表面にソース電極、ゲート電極およびドレイン電極
となりかつエツチング時のマスクとなるA7あるいはA
uを含む金属層を蒸着する。At this time, A7 or A7 is formed on the semiconductor surface on both the source/gate side and the drain side to become the source electrode, gate electrode, and drain electrode, and to serve as a mask during etching.
Deposit a metal layer containing u.
次に第4図に示すようにソース領域3上のソース電極6
、ゲート領域4上のゲート電極7およびドレイン電極5
を残し不要な金属層をフォトエツチングにより取除く。Next, as shown in FIG. 4, the source electrode 6 on the source region 3 is
, a gate electrode 7 and a drain electrode 5 on the gate region 4
The unnecessary metal layer is removed by photo-etching, leaving behind.
次にこれらの電極金属と半導体とのなじみを良くするた
め、300〜450°C程度のシンターを行なう。Next, in order to improve the compatibility between these electrode metals and the semiconductor, sintering is performed at about 300 to 450°C.
続いてこのソース電極6とゲート電極7をマスクとしS
i半導体を硝酸、弗化水素酸、酢酸(容積比6:l:2
)混合族によりエツチングする。Next, using the source electrode 6 and gate electrode 7 as masks, S
i Semiconductor in nitric acid, hydrofluoric acid, acetic acid (volume ratio 6:l:2
) Etching by mixed group.
このエツチング液によればSiの被エツチング速度を1
とするとAlではl/10.Auはほぼ零であるのでこ
れらの金属は十分なマスク作用をする。According to this etching solution, the etching rate of Si can be reduced to 1
Then, for Al, it is l/10. Since Au is almost zero, these metals have a sufficient masking effect.
エツチングは深さ方向のみならず横方向にも進行するの
で、第4図に示すように各電極直下部分の半導体領域が
残り自動的に位置合せされた状態が得られる。Since the etching progresses not only in the depth direction but also in the lateral direction, a state in which the semiconductor region directly below each electrode remains and is automatically aligned as shown in FIG. 4 is obtained.
深さ方向のエツチングはソース領域3の拡散深さと同等
あるいはそれ以上とする。The etching depth in the depth direction is equal to or greater than the diffusion depth of the source region 3.
最後に低温CVD法(Chemical VaporD
epos i t i on )等を用いてソース・ゲ
ート側の半導体上ならひに各電極上をガラス質の絶縁膜
8で被覆し表面保護を行なう。Finally, low temperature CVD method (Chemical VaporD)
A glass insulating film 8 is used to cover the semiconductor on the source/gate side and each electrode to protect the surface.
この発明の製造方法によるとソース領域3やゲート領域
4の巾はソース電極6やゲート電極7の幅より小さくで
き、電極の幅は位置合せのため寸法上の裕度を必要とし
ないので1μm以下にすることも困難ではない(・ケー
ト領域4の幅を極めて小さくできるのでゲート・ドレイ
ン間の寄生容量は小さくなる。According to the manufacturing method of the present invention, the width of the source region 3 and gate region 4 can be made smaller than the width of the source electrode 6 and gate electrode 7, and the width of the electrode is 1 μm or less because dimensional tolerance is not required for alignment. (-Since the width of the gate region 4 can be made extremely small, the parasitic capacitance between the gate and drain becomes small.
また位置合せの回数が少すくすり、精度も粗くて良いと
いう簡略な製造方法である。It is also a simple manufacturing method that requires fewer alignments and requires less precision.
第5図は従来の電界効果形トランジスタの説明をした第
2図に対比させてこの発明により製造した電界効果形ト
ランジスタの電気力線の分布を示したものである。FIG. 5 shows the distribution of electric lines of force in a field effect transistor manufactured according to the present invention in comparison with FIG. 2, which describes a conventional field effect transistor.
ソース領域3とゲート領域4の間は誘電率の小さなガラ
ス質が充たされているためこの間の電気力線は従来のも
のに比べ極端に少なくなり、電気力線は半導体中で多く
なリドレイン電源制御に有効な電気力線束11の割合が
増大する。Since the space between the source region 3 and the gate region 4 is filled with a glassy substance with a low dielectric constant, the lines of electric force between this region are extremely small compared to conventional ones, and the lines of electric force are many in the semiconductor. The proportion of the electric flux 11 that is effective for control increases.
すなわち相互コンダクタンスが大きいものとなる。In other words, the mutual conductance becomes large.
第6図はこの発明の他の実施例により製造した電界効果
形トランジスタを示したもので、ゲート領域4の拡散深
さをソース領域の拡散深さより深くしたものである。FIG. 6 shows a field effect transistor manufactured according to another embodiment of the present invention, in which the diffusion depth of the gate region 4 is made deeper than the diffusion depth of the source region.
こうすることによりソース・ゲート間にかかる逆電圧に
よる電界が、ゲート領域のメサ底面の角の部分に加わら
ないためソース・ゲート間の耐圧が高められる利点が生
じる。By doing so, an electric field due to a reverse voltage applied between the source and the gate is not applied to the corner portion of the mesa bottom surface of the gate region, resulting in an advantage that the withstand voltage between the source and the gate is increased.
以上の説明はN形半導体を基にしたものについて説明し
たが、P形半導体によるものでも良いことはいうまでも
ない。Although the above description has been made regarding a device based on an N-type semiconductor, it goes without saying that a device based on a P-type semiconductor may also be used.
また静電誘導形トランジスタを例にとり述べたが、電界
効果形トランジスタにも適用でき潰れた高周波特性が得
られることは論をもたない。Furthermore, although the electrostatic induction type transistor has been described as an example, it goes without saying that the present invention can also be applied to field effect type transistors and provide excellent high frequency characteristics.
以上詳述した如くこの発明によればゲート領域およびソ
ース領域の巾を小さく、マたその間の電気力線束を少な
くすることができるので、寄生容量が・」・さくなり良
好な高周波特性が得られると共に相互コンダクタンスの
優れたものとすることができる。As detailed above, according to the present invention, it is possible to reduce the width of the gate region and the source region and reduce the flux of electric lines of force between them, thereby reducing parasitic capacitance and obtaining good high frequency characteristics. At the same time, excellent mutual conductance can be achieved.
また従来のものに比べ位置合せが粗くて良いほか位置合
せの回数が少ないなど簡単な方法にもかかわらず、金属
電極をマスクとした選択エッチで上記性能の(憂れた電
界効果形トランジスタを得ることができるものである。In addition, despite the simple method, which requires rougher alignment and fewer alignments than conventional methods, selective etching using a metal electrode as a mask can produce field-effect transistors with the above performance (deprecated). It is something that can be done.
第1図は従来の静電誘導形トランジスタの断面構造図、
第2図は第1図に示すトランジスタ内部の電気力線の分
布を示す図、第3図はこの発明のトランジスタの製造工
程中の一時点における半導体基体の断面構造図、第4図
はこの発明の一実施例により製造した静電誘導形トラン
ジスタを示す断面構造図、第5図は第4図に示すトラン
ジスタ内部の電気力線の分布を示す図、第6図はこの発
明の他の実施例により製造した静電誘導形トランジスタ
を示す断面構造図である。
図において1はドレイン領域、2は高比抵抗半導体層、
3はソース領域、4はゲート領域、6はソース領域上の
金属層、7はゲート領域上の金属層、8は絶縁膜である
。Figure 1 is a cross-sectional structural diagram of a conventional static induction transistor.
FIG. 2 is a diagram showing the distribution of electric lines of force inside the transistor shown in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional structural diagram of a semiconductor substrate at one point in the manufacturing process of the transistor of the present invention, and FIG. 4 is a diagram of the present invention. A cross-sectional structural diagram showing a static induction type transistor manufactured according to one embodiment, FIG. 5 is a diagram showing the distribution of electric lines of force inside the transistor shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram showing a static induction transistor manufactured by. In the figure, 1 is a drain region, 2 is a high resistivity semiconductor layer,
3 is a source region, 4 is a gate region, 6 is a metal layer on the source region, 7 is a metal layer on the gate region, and 8 is an insulating film.
Claims (1)
半導体層と同一導電形を有するソース領域及び上記ソー
ス領域と反対導電形を有するゲート領域をそれぞれ選択
的に拡散する工程、上記半導体層の他の主表面に上記半
導体層と同一導電形を有するドレイン領域を形成する工
程、上記ゲート領域及び上記ソース領域の各々の領域上
に所定パターンの金属層を形成する工程、上記所定パタ
ーンの金属層をマスクとし上記ソース領域f、fらびに
ゲート領域側から上記半導体層を少なくとも上記ソース
領域の拡散深さまで選択的にエツチングする工程を含む
電界効果形トランジスタの製造方法。 2 ゲート領域り拡散深さをソース領域の拡散深さと同
−又はそれより深くしたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の電界効果形トランジスタの製造方法。 3 所定形状の金属層はAA蒸着層又はAu蒸着層を含
んでなる金属層であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の電界効果形トランジスタの製造方法。[Claims] 1. selectively diffusing a source region having the same conductivity type as the semiconductor layer and a gate region having the opposite conductivity type to the source region on one main surface of a semiconductor layer having a predetermined conductivity type; a step of forming a drain region having the same conductivity type as the semiconductor layer on the other main surface of the semiconductor layer; a step of forming a metal layer in a predetermined pattern on each of the gate region and the source region; A method for manufacturing a field effect transistor, comprising the step of selectively etching the semiconductor layer from the source regions f and gate region side to at least the diffusion depth of the source regions using the metal layer of the predetermined pattern as a mask. 2. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 1, wherein the diffusion depth of the gate region is set to be the same as or deeper than the diffusion depth of the source region. 3. The method for manufacturing a field effect transistor according to claim 1, wherein the metal layer having a predetermined shape is a metal layer comprising an AA deposited layer or an Au deposited layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7166877A JPS5857913B2 (en) | 1977-06-16 | 1977-06-16 | Manufacturing method of field effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7166877A JPS5857913B2 (en) | 1977-06-16 | 1977-06-16 | Manufacturing method of field effect transistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS546474A JPS546474A (en) | 1979-01-18 |
| JPS5857913B2 true JPS5857913B2 (en) | 1983-12-22 |
Family
ID=13467194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7166877A Expired JPS5857913B2 (en) | 1977-06-16 | 1977-06-16 | Manufacturing method of field effect transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5857913B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5635457A (en) * | 1979-08-30 | 1981-04-08 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Integrated circuit device and manufacture thereof |
| JPS5822823A (en) * | 1981-07-30 | 1983-02-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Electronic control type cooking apparatus |
-
1977
- 1977-06-16 JP JP7166877A patent/JPS5857913B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS546474A (en) | 1979-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4074300A (en) | Insulated gate type field effect transistors | |
| JPS6042626B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| EP0052038A2 (en) | Method of fabricating integrated circuit structure | |
| JPS62126675A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JP3128364B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JPS5857913B2 (en) | Manufacturing method of field effect transistor | |
| US3853644A (en) | Transistor for super-high frequency and method of manufacturing it | |
| JPS6110996B2 (en) | ||
| US3895978A (en) | Method of manufacturing transistors | |
| JPS641063B2 (en) | ||
| JP3237116B2 (en) | Semiconductor device | |
| JPS5870572A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JPS59182566A (en) | Semiconductor device | |
| JPH0369168A (en) | Thin film field effect transistor | |
| JPH04207038A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
| JPH087630Y2 (en) | Junction field effect transistor | |
| JP2976513B2 (en) | Semiconductor device | |
| JPH0479334A (en) | Production of semiconductor device | |
| JPH02151061A (en) | Semiconductor device | |
| JPS6395664A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JPS6148957A (en) | Manufacturing method of MOS capacitor | |
| JPS62224968A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JPH0529624A (en) | Thin film transistor and manufacturing method thereof | |
| JPS5875870A (en) | semiconductor equipment | |
| JPH03280432A (en) | bipolar transistor |