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JPH0812871B2 - Field effect transistor - Google Patents
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JPH0812871B2 - Field effect transistor - Google Patents

Field effect transistor

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JPH0812871B2
JPH0812871B2 JP8406489A JP8406489A JPH0812871B2 JP H0812871 B2 JPH0812871 B2 JP H0812871B2 JP 8406489 A JP8406489 A JP 8406489A JP 8406489 A JP8406489 A JP 8406489A JP H0812871 B2 JPH0812871 B2 JP H0812871B2
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electrode
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gate electrode
field effect
effect transistor
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典彦 佐本
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、断面T字形のゲート電極を有する電界効果
トランジスタに関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a field effect transistor having a gate electrode having a T-shaped cross section.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、電界効果トランジスタ電極は、下部寸法が上部
寸法より大きい台形あるいは三角形の形状であった。し
たがって、ゲート電極寸法が小さくなるにつれて、電極
の抵抗が大きくなり、低雑音トランジスタとしての特性
が劣化するという問題があった。
Conventionally, field effect transistor electrodes have a trapezoidal or triangular shape with the lower dimension larger than the upper dimension. Therefore, there has been a problem that the resistance of the electrode increases as the size of the gate electrode decreases, and the characteristics of the low noise transistor deteriorate.

一方、近年ゲート電極の電極寸法が短くなっても、電
極抵抗が大きくならないように電極形状をT字形とし
た、特公昭63−119582号公報「半導体装置の製造方法」
に記載のものが知られている。前記公報記載の断面T字
形電極の構成を第3図に示す。すなわち、二酸化珪素
(SiO2)の絶縁膜2などでゲート電極5の下部寸法を決
め、さらに、この絶縁膜2が、電極5の上部張り出し部
を支えて、上部電極寸法が大きくなっても強度的な問題
が生じないように工夫が凝らされている。なお図中、1
はガリウム砒素基板、3はソース電極、4はドレイン電
極である。
On the other hand, in recent years, the electrode shape is T-shaped so that the electrode resistance does not become large even if the electrode size of the gate electrode is shortened in recent years.
Those described in are known. FIG. 3 shows the structure of the T-shaped cross-section electrode described in the above publication. That is, the lower dimension of the gate electrode 5 is determined by the insulating film 2 of silicon dioxide (SiO 2 ), and the insulating film 2 supports the upper overhanging portion of the electrode 5 to increase the strength even if the upper electrode dimension increases. Has been devised so that there will be no problems. In the figure, 1
Is a gallium arsenide substrate, 3 is a source electrode, and 4 is a drain electrode.

〔発明が解決しようとする課題〕 以上述べた構造は、断面T字形の電極を保持する方法
として強度的な問題を改善しているものの、断面T字形
電極の上部張り出しが二酸化珪素(SiO2)等の絶縁膜を
介して半導体表面と接触しているため、ゲート電極5と
ソース電極3との間に寄生容量を持ち、電界効果トラン
ジスタの特性を劣化させるという欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Although the structure described above solves the problem of strength as a method of holding an electrode having a T-shaped cross section, the upper protrusion of the T-shaped cross-sectional electrode has an overhang of silicon dioxide (SiO 2 ) Since it is in contact with the surface of the semiconductor through the insulating film such as the above, there is a drawback that it has a parasitic capacitance between the gate electrode 5 and the source electrode 3 and deteriorates the characteristics of the field effect transistor.

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめ
て、強度的な問題が生ぜず、特性を劣化させることがな
い、断面T字形電極を有する電界効果トランジスタを提
供することにある。
It is an object of the present invention to provide a field effect transistor having a T-shaped cross-section electrode, which eliminates the above-mentioned conventional defects, does not cause a strength problem, and does not deteriorate the characteristics.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の電界効果トランジスタは、ゲート電極が形成
される能動領域が分割されており、この能動領域上で
は、ゲート長は短く、能動領域以外のところでは、この
ゲート長が長いことを特徴とする。
The field effect transistor of the present invention is characterized in that an active region in which a gate electrode is formed is divided, a gate length is short on this active region, and this gate length is long in a region other than the active region. .

本発明においては、ゲート電極を、能動領域上では、
下部電極寸法が上部電極寸法より小さい断面T字形電極
とすることができる。
In the present invention, the gate electrode is
A T-shaped electrode having a lower electrode size smaller than the upper electrode size can be used.

〔作用〕[Action]

本発明においては、断面T字形のゲート電極の形成さ
れる能動領域を分割して能動領域外に形成されるゲート
電極の下部寸法を大きくすることによって、強度的に弱
くなることを防いでいる。
In the present invention, the active region in which the gate electrode having a T-shaped cross section is formed is divided to increase the lower dimension of the gate electrode formed outside the active region, thereby preventing weakening in strength.

また、能動領域上にある断面T字形ゲート電極の上部
張り出し部は、絶縁膜を介して半導体基板上に接してい
ないので寄生容量の増加は極めて小さい。
Further, since the upper protruding portion of the T-shaped gate electrode in cross section on the active region is not in contact with the semiconductor substrate via the insulating film, the increase in parasitic capacitance is extremely small.

〔実施例〕〔Example〕

次に第1図および第2図を参照して本発明の一実施例
について説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明によって形成される、断面T字形のゲート電極
を有するGaAsMESFETは、第1図(a)と、そのB−B線
に沿う断面図である第1図(b)と、C−C線に沿う断
面図である第1図(c)とに示される。図中、11は能動
領域を構成するn形能動層、12はゲート電極、13はソー
ス電極、14はドレイン電極である。図示の例で、第1図
(b)でのゲート電極12の形状は能動領域上の電極形成
を示し、第1図(c)でのゲート電極12の形状は能動領
域外での電極形状を示す。
A GaAs MESFET having a gate electrode with a T-shaped cross section formed according to the present invention is shown in FIG. 1 (a), FIG. 1 (b) which is a sectional view taken along the line BB, and CC line. It is shown in FIG. 1 (c) which is a sectional view taken along the line. In the figure, 11 is an n-type active layer forming an active region, 12 is a gate electrode, 13 is a source electrode, and 14 is a drain electrode. In the illustrated example, the shape of the gate electrode 12 in FIG. 1 (b) shows the electrode formation on the active area, and the shape of the gate electrode 12 in FIG. 1 (c) shows the electrode shape outside the active area. Show.

このMESFETの構造を、その製造方法を説明しつつ、さ
らに詳述する。第2図は、その製造工程を示す要部断面
図および平面図である。
The structure of this MESFET will be described in more detail while explaining its manufacturing method. FIG. 2 is a cross-sectional view and a plan view of relevant parts showing the manufacturing process thereof.

まず第2図(a)に示すように、n型の能動層11を有
するGaAs基板上にレジスト15を塗布形成し、電界効果ト
ランジスタの能動領域のパターニングを行って、n型の
能動層11を露呈させ、次いで第2図(b)に示すよう
に、露呈された能動層をエッチングにより取り除いた
後、レジスト15を除去する。この際、第2図(c)に示
す上面図のように、1個の電界効果トランジスタを形成
する能動領域11は、いくつかの部分に分割されている。
図示の例では、例えば10μm幅の能動領域とこの能動領
域にはさまれた1μmの非能動領域で構成されている。
First, as shown in FIG. 2 (a), a resist 15 is formed by coating on a GaAs substrate having an n-type active layer 11, and the active region of the field effect transistor is patterned to form the n-type active layer 11. It is exposed, and then, as shown in FIG. 2B, the exposed active layer is removed by etching, and then the resist 15 is removed. At this time, as shown in the top view of FIG. 2 (c), the active region 11 forming one field effect transistor is divided into several parts.
In the example shown in the figure, for example, it is composed of an active region having a width of 10 μm and a non-active region having a width of 1 μm sandwiched between the active regions.

次いで第2図(d)に示すように、電界効果トランジ
スタのソース電極13及びドレイン電極14となるオーミッ
ク金属を蒸着後、アロイを行って電極を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (d), an ohmic metal to be the source electrode 13 and the drain electrode 14 of the field effect transistor is vapor-deposited and then alloyed to form electrodes.

次に第2図(e)に示すように、低感度の第1のポジ
型レジスト(例えば、PMMA)16を1000Åから3000Åの厚
さで塗布形成した後、このレジストを覆うように、この
レジスト16より高感度の第2のポジ型レジスト(例え
ば、PMMA)17を6000Åから1μmの厚さで塗布形成す
る。次いで、電子線18により露光し現像することによっ
て、第2のポジ型レジストのみを開口し、第1のレジス
ト16を露呈する。露光条件としては、例えば、加速電圧
25keV,露光量1.8nC/cmである。
Next, as shown in FIG. 2 (e), a low-sensitivity first positive type resist (for example, PMMA) 16 is applied and formed to a thickness of 1000Å to 3000Å, and then this resist is covered so as to cover the resist. A second positive type resist (eg PMMA) 17 having a higher sensitivity than 16 is applied and formed in a thickness of 6000Å to 1 μm. Then, by exposing with electron beam 18 and developing, only the second positive type resist is opened to expose the first resist 16. The exposure conditions include, for example, acceleration voltage.
It is 25 keV and the exposure amount is 1.8 nC / cm.

次いで、第2図(f)に示すように、電子線19により
露呈した第1のポジ型レジスト16を露光し、現像するこ
とにより、開口部が断面T字形のレジストパターンを形
成する。このとき、能動領域上の露光量は、例えば、加
速電圧25keVで、1nC/cm、非能動領域では、加速電圧25k
eVで、3nC/cmとすれば、能動領域上での開口幅は短く、
非能動領域での開口幅は長くなる。
Then, as shown in FIG. 2F, the first positive resist 16 exposed by the electron beam 19 is exposed and developed to form a resist pattern having a T-shaped cross section. At this time, the exposure dose on the active region is, for example, 1 nC / cm at an acceleration voltage of 25 keV, and 25 kV at the non-active region.
If eV is 3 nC / cm, the aperture width on the active area is short,
The opening width in the non-active region becomes long.

次いで、第2図(g)に示すように、ゲート電極12を
形成する金属20、例えば、チタン(Ti)/アルミニウム
(Al)を蒸着した後、酸素(O2)プラズマあるいは、有
機洗浄によって、レジスト上の不要の蒸着金属を除去す
る。こうすることによって、第1図に示すような構造の
MESFETが形成される。
Then, as shown in FIG. 2 (g), after depositing a metal 20 for forming the gate electrode 12, for example, titanium (Ti) / aluminum (Al), by oxygen (O 2 ) plasma or organic cleaning, Unwanted evaporated metal on the resist is removed. By doing so, the structure shown in FIG.
A MESFET is formed.

すなわち、本実施例のMESFETでは、ゲート電極12の形
成される能動領域が分割されており、この能動領域上で
は、ゲート電極の長さは短く、能動領域以外のところで
は、このゲート電極の長さが長く、またこのゲート電極
は、能動領域上では、下部電極寸法が、上部電極寸法よ
り小さい断面T字形電極である。
That is, in the MESFET of the present embodiment, the active region in which the gate electrode 12 is formed is divided, the length of the gate electrode is short on this active region, and the length of this gate electrode is other than the active region. Also, the gate electrode is a T-shaped electrode having a lower electrode dimension smaller than the upper electrode dimension on the active region.

以上の実施例はMESFETについて説明したが、HEMTなど
の電界効果トランジスタすべてに適用できる。また、電
子線露光用レジストとしてPMMAを例示したが、電子線に
対して感度をもち、相互に混じり合わないレジストなら
使用できる。さらに、ゲート電極の断面形状も、T字形
に限られるものではない。
Although the above embodiments have been described with respect to MESFETs, they can be applied to all field effect transistors such as HEMTs. Although PMMA is exemplified as the resist for electron beam exposure, any resist that has sensitivity to electron beams and does not mix with each other can be used. Further, the sectional shape of the gate electrode is not limited to the T shape.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、電界効果トランジスタの能動領
域を分割し、能動領域上のゲート電極の下部寸法を小さ
く、非能動領域上のゲート電極の下部寸法を大きくする
ことによって、ゲート電極の物理的強度を増し、さらに
ゲート電極の張り出し部分が絶縁膜を介して基板と接し
ていないので寄生容量の増加が抑えられ素子特性の改善
がはかれる。
As described above, by dividing the active region of the field effect transistor, reducing the lower dimension of the gate electrode on the active region and increasing the lower dimension of the gate electrode on the inactive region, the physical strength of the gate electrode is reduced. In addition, since the overhanging portion of the gate electrode is not in contact with the substrate via the insulating film, increase in parasitic capacitance can be suppressed and the device characteristics can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例であるGaAsMESFETを示す図、 第2図は第1図の電界効果トランジスタの製造工程を説
明するための図、 第3図は従来例を示す図である。 1……ガリウム砒素基板 2……絶縁膜 3,13……ソース電極 4,14……ドレイン電極 5,15……ゲート電極 11……n型能動層 15……レジスト 16……低感度ポジ型レジスト 17……高感度ポジ型レジスト 18,19……電子線 20……ゲート蒸着金属
FIG. 1 is a diagram showing a GaAs MESFET which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a conventional example. 1 …… Gallium arsenide substrate 2 …… Insulating film 3,13 …… Source electrode 4,14 …… Drain electrode 5,15 …… Gate electrode 11 …… N-type active layer 15 …… Resist 16 …… Low sensitivity positive type Resist 17 …… High-sensitivity positive resist 18,19 …… Electron beam 20 …… Gate evaporated metal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ゲート電極が形成される能動領域が分割さ
れており、この能動領域上では、ゲート長は短く、能動
領域以外のところでは、このゲート長が長いことを特徴
とする電界効果トランジスタ。
1. A field effect transistor characterized in that an active region in which a gate electrode is formed is divided, and a gate length is short on this active region, and this gate length is long in a region other than the active region. .
【請求項2】ゲート電極は、能動領域上では、下部電極
寸法が上部電極寸法より小さい断面T字形電極であるこ
とを特徴とする請求項1記載の電界効果トランジスタ。
2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the gate electrode is a T-shaped electrode having a lower electrode dimension smaller than an upper electrode dimension in the active region.
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