電子デバイス／絶縁ゲート電界効果トランジスタ

１２．ＩＧＦＥＴの作り方（３、ゲート絶縁膜の作製）

　図１０－１（再掲）の（ｄ）以降の工程は、最後の金属電極を作るところを除くと、これまで説明してきた、ＳｉＯ_２膜の除去、ＳｉＯ_２膜の再形成、フォトリソグラフィによるＳｉＯ_２膜の穴開けの工程の繰り返しになります。

　ゲート絶縁膜は以前に説明したようにＩＧＦＥＴの特性を不安定にする要因を作りますから、クリーンで良質なＳｉＯ_２膜にする必要があります。拡散のマスクとして使ったＳｉＯ_２膜を流用するようなことは普通はしません。また拡散用のマスクはある程度厚い必要がありますが、ゲート絶縁膜は静電容量の関係で薄い方がよいです。そこでナトリウムなどが混入しないように注意して熱酸化しゲート絶縁膜用のＳｉＯ_２膜を作り直します。

　（ｄ）の工程では（ｂ）でｐ型領域に不純物を導入する際、マスクとして使ったＳｉＯ_２膜を一旦、フッ化水素酸で取り除きます。ここではソース、ドレイン領域の外側の部分のＳｉＯ_２膜は除去せずに残していますが、すべて除去しても構いません。

　ＳｉＯ_２膜が除去され露出したシリコン基板表面を再度、熱酸化して薄いＳｉＯ_２膜を着けます。これが（ｄ）の状態です。

　最後に電極を作ります。ソースとドレインの電極は半導体表面に接触させる必要があるので、ｐ＋領域上部の一部分のＳｉＯ_２膜を除去して開口を設けます（ｅ）。この工程は基本的には（ｂ）の状態を作る工程の繰り返しですが、違ったところがあります。

　それは開口を設ける位置の問題です。開口はｐ＋領域の上部から外れないように位置決めする必要があります。ｐ＋領域と周辺のｎ型領域に明確な特徴の差異があればＳｉＯ_２膜は透明なため、マスクの位置を合わせることができますが、これはあまり期待できません。このため（ｂ）の工程でのマスクの位置と（ｅ）の工程でのマスクの位置を合わせられるようにシリコン基板表面にマークを設けるなどの手段がとられます。

　なお、トランジスタの機能には関係のない部分のシリコン基板表面は通常、絶縁膜で覆っておきます。これを保護膜とかパッシベーション膜と言うことがあります。半導体表面は活性で酸素や水分があれば室温でも徐々に反応が進んで変化します。これが長い時間経った後にトランジスタの性能を変化させる恐れもあります。また半導体表面に配線のワイヤなどが触れると動作に異常が起こったりすることも考えられます。そこで半導体表面は絶縁膜で覆っておくのが普通です。（ｄ）でゲート部分以外では以前に着いていたＳｉＯ_２膜を残したのはパッシベーション膜として利用するためです。

　さて最後に電極金属を付けるのが（ｆ）の工程です。これもＩＧＦＥＴの作製では重要な工程ですので、次項で詳しく説明することにします。