一种金属－半导体场效应晶体管制造技术

本发明专利技术公开了一种利用侧壁自对准技术制造ＭＥＳＦＥＴ的结构，在金属栅电极与漏区相邻一侧的侧壁绝缘膜厚度大于与源区相邻一侧的侧壁绝缘膜厚度，这样的非对称结构能够提高ＭＥＳＦＥＴ的性能。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用金属栅电极侧壁绝缘膜进行自对准制造金属-半导体场效应晶体管(以下简称MESFET)的结构。现有利用侧壁自对准技术制造的MESFET，其剖面结构如图一所示，它的金属栅电极(2)与源区(5)和漏区(6)相邻两侧壁上的绝缘膜(4，3)厚度相等，MESFET呈现为对称结构(参阅A.Higashisaka，M.Ishikawa，F.Katano，S.Asai，T.Furutsuka and Y.Takayama，Extended Abstracts of the 15 th Conf.on Solid St.Devices and Materials，1983，P.69)。为了提高性能，在MESFET的设计中除了应考虑到降低源栅串联电阻之外，还应兼顾到抑制短沟道效应、减小栅漏电容以及提高栅漏击穿电压等等要求。然而，依靠现有技术的对称结构是无法同时满足这些要求的。为了克服现有技术的上述缺陷，进一步提高MESFET的性能，本专利技术使金属栅电极与漏区相邻一侧的侧壁绝缘膜厚度大于它与源区相邻一侧的侧壁绝缘膜厚度。这样的非对称结构，可以在缩短源栅间距、降低源栅串联电阻的同时适当增加栅漏间距，满足抑制短沟道效应、减小栅漏电容以及提高栅漏击穿电压等等需求，从而能够实现已有技术难以实现的高性能要求。本专利技术的一项实施例是在半绝缘GaAs基片上制造非对称结构的增强型MESFET，图二是它的剖面结构示意图。金属栅电极(12)与漏区(16)相邻侧壁上有两层绝缘膜(13，18)，而在其与源区(15)相邻侧壁上则仅有一层绝缘膜(14)，两侧绝缘膜的厚度有明显差异。图三示意本专利技术上述实施例制造非对称结构增强型GaAs MESFET的工艺步骤第一步，在半绝缘GaAs基片上(11)的选择区内注入硅离子，经退火后形成N型层(17)，其剖面如图三(a)所示。第二步，在GaAs基片表面涂敷有机膜(20)后再淀积SiO2膜(21)，其剖面如图三(b)所示。第三步，利用光刻技术刻蚀SiO2图形，再用反应离子刻蚀技术去除无SiO2覆盖的有机膜，使部分N型注入层表面及其紧邻的部分非注入区表面留有共同的具有陡直侧壁的有机膜叠加SiO2膜的覆盖层(22，23)，其剖面如图三(c)所示。第四步，去除SiO2膜后在基片表面溅射金属膜(24)，其剖面如图三(d)所示。第五步，用反应离子刻蚀法去掉不包含贴附于有机膜侧壁上的全部金属膜，保留紧贴有机膜侧壁的金属膜(12，25)，其剖面如图三(e)所示。第六步，淀积SiO2膜(26)，其剖面如图三(f)所示。第七步，用反应离子刻蚀法去掉不包含贴附于金属膜侧壁上的全部SiO2膜，并去除有机膜，保留紧贴金属膜侧壁的SiO2膜(13，27)，其剖面如图三(g)所示。第八步，用光刻法去掉非注入区表面的金属和SiO2膜，其剖面如图三(h)所示。第九步，淀积SiO2膜，使在金属膜一侧的侧壁上贴附一层SiO2膜，在另一侧的侧壁上则贴附两层SiO2膜，其剖面如图三(i)所示。第十步，以第五步保留的金属膜作金属栅电极(12)，以此金属栅电极及其两侧贴附的SiO2膜作自对准掩蔽，并以布满MESFET外周的光刻胶(29)作离子注入掩蔽，注入高剂量硅离子后退火，使在金属栅电极的两侧形成N+区，其中邻近一层SiO2侧壁层的作源区(15)，邻近两层SiO2侧壁层的作漏区(16)，其剖面如图三(j)所示。第十一步，按照常规步骤进行后续的光刻、合金、布线等工艺，形成如图二所示的剖面结构。 附图说明图一为现有利用侧壁自对准技术制造MESFET的剖面结构示意图。图二为本专利技术一项实施例、在半绝缘GaAs基片上制造非对称结构增强型MESFET的剖面结构示意图。图三为本专利技术一项实施例的工艺示意图。附图中的1和11为半绝缘GaAs基片，2和12为金属栅电极，3、4、13、14和18为金属栅电极侧壁上贴附的绝缘膜，5和15为源区，6和16为漏区，17为离子注入区，20和22为有机膜，21、23、26、27和28为SiO2膜，24和25为金属膜，29为光刻胶。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用金属栅电极侧壁绝缘膜进行自对准制造ＭＥＳＦＥＴ的结构，其特征在于，金属栅电极与漏区相邻一侧的侧壁绝缘膜厚度大于它与源区相邻一侧的侧壁绝缘膜厚度。

【技术特征摘要】
1.一种利用金属栅电极侧壁绝缘膜进行自对准制造MESFET的结构，其特征在于，金属栅电极与漏区相邻一侧的侧壁绝缘膜厚度大于它与源区相邻一侧的侧壁绝缘膜厚度。2.按照权利要求1所述MESFET的结构，其特征为，所述MESFET是GaAs的增强型MESFET。3.按照权利要求1和2所述MESFET的结构，其特征为，所述侧壁绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘训春，王润梅，叶甜春，曹振亚，
申请(专利权)人：中国科学院微电子中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]