JP2000349013A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JP2000349013A JP11158272A JP15827299A JP2000349013A JP 2000349013 A JP2000349013 A JP 2000349013A JP 11158272 A JP11158272 A JP 11158272A JP 15827299 A JP15827299 A JP 15827299A JP 2000349013 A JP2000349013 A JP 2000349013A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance accuracy in alignment between a gate electrode and a recess, in the formation of a semiconductor device with a recess concurrently using an EB lithography and a photolithography. SOLUTION: An EB mark 109a and a recess 110a are made at the same time, by a (second) photolithography using one time of photoresist film pattern 122a. Since the EB mark 109a, the recess, the openings for formation of the EB mark and the recess, or the opening for formation of the EB mark, and the recess are made at the same time by one time photolithography, the accuracy in alignment between the recess and the gate electrode becomes equal to the accuracy of alignment of on time of EB lithography. As a result, a compound semiconductor device superior in high-speed operation property can be manufactured easily.

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、フォトリソグラフィとEBリソグラフ
ィとを用いて形成されるリセスを有した化合物半導体装
置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a compound semiconductor device having a recess formed by using photolithography and EB lithography.

【0002】[0002]

【従来の技術】リセスおよびゲート電極を有した化合物
半導体装置の形成は、当初、例えば1回のEBリソグラ
フィにより、リセスを形成し,さらに,これに用いたE
Bレジスタ膜パターンを用いたリフトオフによりゲート
電極を形成していた。しかしなから最近では、ゲート電
極の好ましい設定位置の要請とフォトリソグラフィの技
術の進歩とにより、フォトリソグラフィでリセスを形成
し,EBリソグラィによりゲート電極を形成するように
なっている。
2. Description of the Related Art A compound semiconductor device having a recess and a gate electrode is first formed, for example, by a single EB lithography to form a recess, and furthermore, to form an E used for this.
The gate electrode is formed by lift-off using the B register film pattern. However, recently, with the demand for a preferable setting position of the gate electrode and the progress of the photolithography technology, a recess is formed by photolithography, and the gate electrode is formed by EB lithography.

【0003】化合物半導体装置の製造工程の断面模式図
である図12を参照すると、フォトリソグラフィとEB
リソグラフィとを用いた最近の化合物半導体装置の製造
方法の一例は、以下のとおりになっている。
Referring to FIG. 12, which is a schematic sectional view of a manufacturing process of a compound semiconductor device, photolithography and EB
An example of a recent method for manufacturing a compound semiconductor device using lithography is as follows.

【0004】まず、半絶縁性GaAs基板401の表面
上には、エピタキシャル成長により例えば200nm程
度の膜厚のGaAs層402,例えば5nm程度の膜厚
のn型のAlGaAs層403および例えば150nm
程度の膜厚のn型のGaAs層404が形成される。G
aAs層404の表面上にフォトリソグラフィ用の第1
のフォトレジスト膜パターン421が形成される。この
フォトレジスト膜パターン421をマスクにして、上記
GaAs層404が異方性エッチングされて、例えば1
00nm程度の深さを有したフォトリソグラフィ用のア
ライメントマーク407が形成される〔図12
(a)〕。
First, on a surface of a semi-insulating GaAs substrate 401, a GaAs layer 402 having a thickness of, for example, about 200 nm, an n-type AlGaAs layer 403 having a thickness of, for example, about 5 nm, and a 150 nm, for example, are formed by epitaxial growth.
An n-type GaAs layer 404 having a film thickness of about the same is formed. G
A first layer for photolithography is formed on the surface of the
Is formed. Using the photoresist film pattern 421 as a mask, the GaAs layer 404 is anisotropically etched,
An alignment mark 407 for photolithography having a depth of about 00 nm is formed.
(A)].

【0005】次に、上記フォトレジスト膜パターン42
1が除去される。続いて、上記アライメントマーク40
7を利用して、GaAs層404の表面上に第2のフォ
トレジスト膜パターン422が形成される。このフォト
レジスト膜パターン422をマスクにして、少なくとも
弗素(F)を含んだエッチングガスによりGaAs層4
04が選択的にエッチングされて、リセス410が形成
される。リセス410の開口幅は例えば0.7μm程度
であり、開口長(ゲート幅)は例えば100μm程度で
ある〔図12(b)〕。
Next, the photoresist film pattern 42
1 is removed. Subsequently, the alignment mark 40
7, a second photoresist film pattern 422 is formed on the surface of the GaAs layer 404. Using the photoresist film pattern 422 as a mask, the GaAs layer 4 is etched with an etching gas containing at least fluorine (F).
04 is selectively etched to form a recess 410. The opening width of the recess 410 is, for example, about 0.7 μm, and the opening length (gate width) is, for example, about 100 μm (FIG. 12B).

【0006】フォトレジスト膜パターン422が除去さ
れて、GaAs層404の表面上に上記アライメントマ
ーク407を利用した第3のフォトレジスト膜パターン
424が形成される。その後、全面に導電体膜433が
形成される〔図12(c)〕。
[0006] The photoresist film pattern 422 is removed, and a third photoresist film pattern 424 using the alignment mark 407 is formed on the surface of the GaAs layer 404. Thereafter, a conductive film 433 is formed on the entire surface [FIG. 12 (c)].

【0007】上記フォトレジスト膜パターン424がリ
フトオフされて、GaAs層404の表面上には(導電
体膜433からなる)EBリソグラフィ用の第2のアラ
イメントマーク(EBマーク)409が形成される。続
いて、上記アライメントマーク407を利用してGaA
s層404の表面上に第4のフォトレジスト膜パターン
423が形成され、さらに、全面にオーミックメタル4
11が形成される〔図12(d)〕。
The photoresist film pattern 424 is lifted off, and a second alignment mark (composed of a conductor film 433) for EB lithography (EB mark) 409 is formed on the surface of the GaAs layer 404. Subsequently, GaAs is formed using the alignment mark 407.
A fourth photoresist film pattern 423 is formed on the surface of the s layer 404, and the ohmic metal 4
11 is formed (FIG. 12D).

【0008】上記フォトレジスト膜パターン423がリ
フトオフされて、GaAs層404の表面上には(導電
体膜411からなる)ソース電極412およびドレイン
電極413が形成される〔図12(e)〕。
The photoresist film pattern 423 is lifted off, and a source electrode 412 (consisting of a conductor film 411) and a drain electrode 413 are formed on the surface of the GaAs layer 404 (FIG. 12E).

【0009】なお、(第3のフォトレジスト膜パターン
424を用いた)EBマーク409の形成と、(第4の
フォトレジスト膜パターン423を用いた)ソース電極
412およびドレイン電極413の形成との順序は、逆
でもよい。さらには、1回のフォトリソグラフィによ
り、EBマーク409の形成とソース電極412および
ドレイン電極413の形成とを同時に行なってもよい。
The order of forming the EB mark 409 (using the third photoresist film pattern 424) and forming the source electrode 412 and the drain electrode 413 (using the fourth photoresist film pattern 423). May be reversed. Further, the formation of the EB mark 409 and the formation of the source electrode 412 and the drain electrode 413 may be performed simultaneously by one photolithography.

【0010】その後、EBマーク409を利用してGa
As層404の表面上にEBレジスト膜パターン425
が形成されて、全面にゲートメタル414が形成される
〔図12(f)〕。EBレジスト膜パターン425がリ
フトオフされて、リセスには(ゲートメタル414から
なる)ゲート電極415が形成され、化合物半導体装置
の形成が修了する。(ゲート電極415の線幅に対応し
た)ゲート長は例えば0.18μmである。この化合物
半導体装置において高速動作特性を得るためには、この
ゲート電極412が(リセス410の中心に設定されて
いるのではなく)リセス410の中心からソース側に例
えば0.1μm程度近ずけた位置に設定されていること
が好ましい〔図12(g)〕。
[0010] Thereafter, Ga is utilized by using the EB mark 409.
An EB resist film pattern 425 is formed on the surface of the As layer 404.
Is formed, and a gate metal 414 is formed on the entire surface [FIG. 12 (f)]. The EB resist film pattern 425 is lifted off, a gate electrode 415 (made of the gate metal 414) is formed in the recess, and the formation of the compound semiconductor device is completed. The gate length (corresponding to the line width of the gate electrode 415) is, for example, 0.18 μm. In order to obtain a high-speed operation characteristic in this compound semiconductor device, the gate electrode 412 is not located at the center of the recess 410 (for example, about 0.1 μm from the center of the recess 410 to the source side). (FIG. 12 (g)).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図12を参照して説明
した上記従来の化合物半導体装置の製造方法において、
例えばフォトリソグラフィの露光に(波長が365nm
の)i線を用いた場合、1回のフォトリソグラフィにお
けるアライメント精度は例えば0.1μm程度である。
また、EBリソグラフィのアライメント精度は例えば
0.05μm程度である。
In the above-described conventional method for manufacturing a compound semiconductor device described with reference to FIG.
For example, for photolithography exposure (wavelength 365 nm
When the i-line is used, the alignment accuracy in one photolithography is, for example, about 0.1 μm.
The alignment accuracy of EB lithography is, for example, about 0.05 μm.

【0012】上記製造方法では、リセスとゲート電極と
のアライメント精度は、2回のフォトリソグラフィと1
回のEBリソグラフィとを要することから、((0.1
μm)2 +(0.1μm)2 +(0.05μm)2
1/2=0.15μm程度となる。
In the above-described manufacturing method, the alignment accuracy between the recess and the gate electrode is two times by photolithography and one time.
EB lithography is required, so ((0.1
μm) 2 + (0.1 μm) 2 + (0.05 μm) 2 )
1/2 = 0.15 μm.

【0013】上記製造方法とは異なり、フォトレジスト
用のアライメントマークがEBマークに兼用される場合
もあるが、この場合でもリセスとゲート電極とのアライ
メント精度は、2回のフォトリソグラフィと1回のEB
リソグラフィとを要することから、((0.1μm)2
+(0.05μm)21/2≒0.11μm程度とな
る。
Unlike the above-described manufacturing method, the alignment mark for the photoresist may be used as the EB mark in some cases. However, even in this case, the alignment accuracy between the recess and the gate electrode is two times by photolithography and one time EB
Since it requires lithography, ((0.1 μm) 2
+ (0.05 μm) 2 ) 1/2 ≒ approximately 0.11 μm.

【0014】これらのことから明らかなように、フォト
リソグラフィとEBリソグラフィとを用いた従来の半導
体装置の製造方法では、ゲート電極の設定位置よりアラ
イメント精度が大きな値になることから、高速動作特性
を有した化合物半導体装置の製造が困難になる。
As is apparent from the above, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device using photolithography and EB lithography, the alignment accuracy becomes larger than the set position of the gate electrode. It becomes difficult to manufacture a compound semiconductor device having the same.

【0015】したがって本発明の目的は、高速動作特性
を有した化合物半導体装置の製造方法を提供するこのに
ある。さらに本発明の目的は、フォトリソグラフィとE
Bリソグラフィとを用いた半導体装置の製造方法におい
て、リセスとゲート電極との間のアライメント精度が高
精度になる手段を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a compound semiconductor device having high-speed operation characteristics. It is a further object of the present invention to use photolithography and E
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device using B lithography, in which alignment accuracy between a recess and a gate electrode is improved.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法の第1の態様は、半導体基板の表面上に第III
族および第V族のうちの少なくとも一方を含んでなる第
1の層,少なくとも第III族を含んでなる第2の層お
よび第1の化合物半導体からなる第3の層から構成され
た第1の積層膜を形成し、この第3の層の表面上にスト
ッパ層からなる第4の層と,この第1の化合物半導体と
同一構成成分からなる所要膜厚を有した第2の化合物半
導体からなる第5の層とから構成された第2の積層膜を
形成する工程と、第1のフォトレジスト膜パターンをマ
スクにして上記第5の層および第4の層を順次異方性エ
ッチングして、上記第1の積層膜の表面上に上記第2の
積層膜からなる(フォトリソグラフィ用の)第1のアラ
イメントマークと(EBリソグラフィ用の第2のアライ
メントマークの)アライメントマーク形成予定領域とを
形成する工程と、少なくとも上記第1のアライメントマ
ークを覆う別のフォトレジスト膜パターンをマスクにし
て上記第3,第5の層を選択的に異方性エッチングし
て、上記アライメントマーク形成予定領域に第2のアラ
イメントマーク(EBマーク)を形成し、上記第1の積
層膜の表面にリセスを形成する工程とを含んでいる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising:
A first layer including at least one of Group III and Group V, a second layer including at least Group III, and a third layer including a first compound semiconductor. A laminated film is formed, and a fourth layer composed of a stopper layer is formed on the surface of the third layer, and a second compound semiconductor having a required film thickness of the same component as that of the first compound semiconductor. Forming a second stacked film composed of the fifth layer and the fifth layer and the fourth layer sequentially anisotropically etching using the first photoresist film pattern as a mask, Forming a first alignment mark (for photolithography) and a region for forming an alignment mark (for second alignment mark for EB lithography) made of the second laminated film on the surface of the first laminated film The process of At least, the third and fifth layers are selectively anisotropically etched using another photoresist film pattern covering the first alignment mark as a mask, and the second alignment is formed in the alignment mark forming region. Forming a mark (EB mark) and forming a recess in the surface of the first laminated film.

【0017】本発明の半導体装置の製造方法の第2の態
様は、半導体基板の表面もしくは表面上に、少なくとも
上面が化合物半導体から構成された層を形成し、全面に
導電体膜を形成する工程と、第1のフォトレジスト膜パ
ターンをマスクにして上記導電体膜を異方性エッチング
して、上記半導体基板の表面上にこの導電体膜からなる
(フォトリソグラフィ用の)第1のアライメントマーク
および(EBリソグラフィ用の)第2のアライメントマ
ーク(EBマーク)を形成し、同時に、上記層の表面上
のこの導電体膜にリセス用の開口部を形成する工程と、
少なくとも上記第1,第2のアライメントマークを覆う
第2のフォトレジスト膜パターンと上記開口部とをマス
クにして上記層を所要の深さだけエッチングして、この
層の表面にリセスを形成する工程とを含んでいる。
According to a second aspect of the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a layer having at least an upper surface made of a compound semiconductor on a surface or a surface of a semiconductor substrate and forming a conductor film on the entire surface Anisotropically etching the conductive film using the first photoresist film pattern as a mask, and forming a first alignment mark (for photolithography) comprising the conductive film on the surface of the semiconductor substrate; Forming a second alignment mark (for EB lithography) (for EB lithography) and simultaneously forming an opening for recess in this conductor film on the surface of the layer;
Forming a recess in the surface of the layer by etching the layer to a required depth using at least the second photoresist film pattern covering the first and second alignment marks and the opening as a mask; And

【0018】本発明の半導体装置の製造方法の第3の態
様は、半導体基板の表面もしくは表面上に、少なくとも
上面が化合物半導体から構成された層を形成し、全面に
絶縁膜を形成する工程と、第1のフォトレジスト膜パタ
ーンをマスクにして上記絶縁膜を選択的に異方性エッチ
ングし,さらに,上記半導体基板の表面もしくは表面上
と上記層が第1の所定の深さになるまでこの層とをそれ
ぞれ異方性エッチングして、この導電体膜を貫通する
(フォトリソグラフィ用の)第1のアライメントマーク
形成用の第1の開口部並びに(EBリソグラフィ用の)
第2のアライメントマーク形成用の第2の開口部をこの
半導体基板の表面もしくは表面上に形成し,同時に,こ
の層の表面にリセスを形成する工程と、少なくとも上記
リセスを覆う第2のフォトレジスト膜パターンと上記第
1,第2の開口部とをマスクにして第2の所要の深さに
なるまで上記半導体基板の表面もしくは表面上をさらに
選択的に異方性エッチングして、この半導体基板の表面
もしくは表面上に第1のアライメントマークおよび第2
のアライメントマーク(EBマーク)を形成する工程と
を含んでいる。
According to a third aspect of the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a layer having at least an upper surface made of a compound semiconductor on a surface or a surface of a semiconductor substrate and forming an insulating film on the entire surface; The insulating film is selectively anisotropically etched using the first photoresist film pattern as a mask, and the surface of the semiconductor substrate or the surface thereof and the layer are brought to a first predetermined depth. A first opening for forming a first alignment mark (for photolithography) and a first opening (for EB lithography) penetrating this conductor film (for EB lithography)
Forming a second opening for forming a second alignment mark on or above the surface of the semiconductor substrate, and simultaneously forming a recess in the surface of the layer; and a second photoresist covering at least the recess. Using the film pattern and the first and second openings as masks, the surface or the surface of the semiconductor substrate is further selectively anisotropically etched until a second required depth is reached. A first alignment mark and a second alignment mark on or on the surface of
Forming an alignment mark (EB mark).

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0020】本発明の第1の実施の形態の製造方法が適
用される半導体装置は、半導体基板の表面上に設けられ
らた(第III族および第V族のうちの少なくとも一方
を含んでなる)第1の層,(少なくとも第III族を含
んでなる)第2の層および(化合物半導体層からなる)
第3の層からなる第1の積層膜の表面に(第3の層が除
去されてなる)リセスが形成され、このリセスにゲート
電極が形成され、この第1の積層膜の表面上にソース,
ドレイン電極となるオーミック電極が形成された化合物
半導体装置である。本第1の実施の形態の特徴は、リセ
スが形成されるフォトリソグラフィでEBリソグラフィ
用の第2のアライメントマーク(EBマーク)が形成さ
れる点にある。
A semiconductor device to which the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention is applied includes at least one of Group III and Group V provided on the surface of a semiconductor substrate. A) a first layer, a second layer (comprising at least Group III) and (comprising a compound semiconductor layer)
A recess (having the third layer removed) is formed on the surface of the first laminated film including the third layer, a gate electrode is formed in the recess, and a source is formed on the surface of the first laminated film. ,
This is a compound semiconductor device in which an ohmic electrode serving as a drain electrode is formed. The feature of the first embodiment resides in that a second alignment mark (EB mark) for EB lithography is formed by photolithography in which a recess is formed.

【0021】本第1の実施の形態におけるこのEBマー
クとフォトリソグラフィ用の第1のアライメントマーク
とは、第1の積層膜の表面上に設けられた第2の積層膜
がそれぞれ加工形成されてなる。第2の積層膜は第4の
層であるストッパ層に第5の層が積層された第2の積層
膜からなる。この第5の層は、上記第3の層を構成する
化合物半導体層と同一構成成分からなる所要膜厚の化合
物半導体層からなる。第1のアライメントマークは、第
2の積層膜が異方性エッチングされて残置形成された凸
型形状の部分からなる。この第1のアライメントマーク
が形成されるフォトリソグラフィにより、第2の積層膜
からなる(EBマーク用の)アライメントマーク形成予
定領域が同時に形成される。EBマークはこのアライメ
ントマーク形成予定領域における第5の層が選択的に異
方性エッチングされた凹型形状の部分からなる。
The EB mark and the first alignment mark for photolithography in the first embodiment are formed by processing the second laminated film provided on the surface of the first laminated film. Become. The second stacked film is formed of a second stacked film in which a fifth layer is stacked on a stopper layer which is a fourth layer. The fifth layer is made of a compound semiconductor layer having the same thickness as the compound semiconductor layer constituting the third layer and having a required thickness. The first alignment mark is formed of a convex-shaped portion left after the second laminated film is anisotropically etched. By photolithography in which the first alignment mark is formed, an alignment mark formation region (for an EB mark) formed of the second laminated film is formed at the same time. The EB mark is formed of a concave portion in which the fifth layer in the alignment mark forming region is selectively anisotropically etched.

【0022】本第1の実施の形態において、好ましくは
以下のとおりになっている。半導体基板は、例えば半絶
縁性GaAs基板に代表される半絶縁性化合物半導体基
板,Si基板の表面上に高抵抗のGe層が設けられた半
導体基板等からなる。第1の層は、化合物半導体層,I
n層あるいはAs層からなる。第2の層は、例えば化合
物半導体層あるいはAl層等からなり、ゲート電極を構
成するゲートメタルとの間にショット接合を形成し,第
3(および第5)の層の異方性エッチングに対して(そ
れぞれ)ストッパとして機能することが必要である。第
3の層は例えばn型のオーミック層であり、この第3の
層の膜厚は例えば50nm〜150nm程度である。上
記第2の層が化合物半導体層からなるとき、上記第4の
層(ストッパ層)としては第2の層と同一構成成分の化
合物半導体層からなってもよいが、これに限定されるも
のではなく、例えば酸化シリコン膜や窒化シリコン膜等
の絶縁膜でもよい。第5の層の上記所要膜厚は、好まし
くは400nm以上である。例えば第3および第5の層
がGaAs層からなり、第4の層(ストッパ層)が化合
物半導体層からなるときには、この第4の層の構成成分
として、AlもしくはInが含まれていることが好まし
い。さらにこの場合、この第4の層の膜厚は、例えば高
々5nm程度であることが好ましい。
In the first embodiment, the following is preferred. The semiconductor substrate includes, for example, a semi-insulating compound semiconductor substrate typified by a semi-insulating GaAs substrate, a semiconductor substrate having a high-resistance Ge layer provided on a surface of a Si substrate, and the like. The first layer is a compound semiconductor layer, I
It is composed of an n layer or an As layer. The second layer is made of, for example, a compound semiconductor layer or an Al layer, and forms a shot junction with a gate metal forming a gate electrode, and is resistant to anisotropic etching of the third (and fifth) layer. (Each) must function as a stopper. The third layer is, for example, an n-type ohmic layer, and the thickness of the third layer is, for example, about 50 nm to 150 nm. When the second layer is composed of a compound semiconductor layer, the fourth layer (stopper layer) may be composed of a compound semiconductor layer having the same component as the second layer, but is not limited thereto. Alternatively, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film may be used. The required thickness of the fifth layer is preferably 400 nm or more. For example, when the third and fifth layers are made of GaAs layers and the fourth layer (stopper layer) is made of a compound semiconductor layer, the fourth layer may contain Al or In as a component. preferable. Further, in this case, the thickness of the fourth layer is preferably, for example, at most about 5 nm.

【0023】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図1を参照すると、本第1の実施の形態の第1の実施例
による半導体装置は、以下のとおりに形成される。
Referring to FIG. 1, which is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device, the semiconductor device according to the first example of the first embodiment is formed as follows.

【0024】まず、半絶縁性GaAs基板101の表面
上に、第1の層である(例えばアンドープで,例えば2
00nm程度の膜厚の)GaAs層102,第2の層で
ある(例えば5nm〜10nm程度の膜厚でn型の)A
lGaAs層103および第3の層である(例えば50
nm〜150nm程度の膜厚でn型の)GaAs層10
4からなる第1の積層膜がエピタキシャル成長により形
成される。さらに、第4の層である(例えば5nmの膜
厚でn型の)AlGaAs層105および第5の層であ
る(少なくとも400nm程度の膜厚を有した)GaA
s層106からなる第2の積層膜がエピタキシャル成長
により形成される。第2の積層膜の表面上に、(第1
の)フォトレジスト膜パターン121が形成される〔図
1(a)〕。
First, on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 101, a first layer (for example, undoped, for example, 2
A GaAs layer 102 (having a thickness of about 00 nm) and a second layer (for example, n-type having a thickness of about 5 nm to 10 nm)
the lGaAs layer 103 and the third layer (for example, 50
n-type GaAs layer 10 having a thickness of about 10 nm to 150 nm
4 is formed by epitaxial growth. Further, a fourth layer (for example, a 5 nm-thick n-type) AlGaAs layer 105 and a fifth layer GaAs (having a thickness of at least about 400 nm)
A second stacked film composed of the s layer 106 is formed by epitaxial growth. On the surface of the second laminated film, (first
1) A photoresist film pattern 121 is formed [FIG. 1 (a)].

【0025】次に、フォトレジスト膜パターン121を
マスクにした異方性エッチングにより、GaAs層10
6が選択的に異方性エッチングされて、GaAs層10
6AおよびGaAs層106Bが残置形成される。この
ときのエッチングが例えばBCl3 +SF6 のようにF
を含んだガスで行なわれるならば、AlF3 の沸点が高
いことから、AlGaAs層105がストッパ層として
機能する。さらにフォトレジスト膜パターン121をマ
スクにして例えばBCl3 +Arをエッチングガスにし
た異方性エッチング,もしくは水洗処理により、露出し
たAlGaAs層104がエッチング除去されて、Al
GaAs層105AおよびAlGaAs層105Bが残
置形成される。このとき、GaAs層103の表面も多
少エッチングされることから、AlGaAs層105の
膜厚は(例えば5nm程度のように)充分に薄いことが
好ましい。これにより、第1の積層膜の表面上には、A
lGaAs層105AおよびGaAs層106A(の第
2の積層膜)からなる凸型形状の(フォトリソグラフィ
用の第1の)アライメントマーク107と、AlGaA
s層105BおよびGaAs層106B(の第2の積層
膜)からなる(EBマーク用の)アライメントマーク形
成予定領域108とが形成される〔図1(b)〕。
Next, the GaAs layer 10 is anisotropically etched using the photoresist film pattern 121 as a mask.
6 is selectively anisotropically etched to form a GaAs layer 10.
6A and the GaAs layer 106B are left. At this time, the etching is performed using F such as BCl 3 + SF 6.
, The AlGaAs layer 105 functions as a stopper layer because the boiling point of AlF 3 is high. Further, the exposed AlGaAs layer 104 is etched away by anisotropic etching using, for example, BCl 3 + Ar as an etching gas or a washing process using the photoresist film pattern 121 as a mask.
The GaAs layer 105A and the AlGaAs layer 105B are remaining formed. At this time, since the surface of the GaAs layer 103 is also slightly etched, the thickness of the AlGaAs layer 105 is preferably sufficiently small (for example, about 5 nm). As a result, A on the surface of the first laminated film
a convex (first) photolithography alignment mark 107 made of (a second laminated film of) the lGaAs layer 105A and the GaAs layer 106A, and AlGaAs
An alignment mark forming region 108 (for an EB mark) composed of the s layer 105B and the GaAs layer 106B (the second laminated film thereof) is formed (FIG. 1B).

【0026】本第1の実施例のように第5,第3の層が
GaAs層106,GaAs層103からなるとき、A
lGaAs層105に代る他の化合物半導体層として
は、AlAs層,InGaP層あるいはInGaAs層
のようにAlもしくはIn(InF3 の沸点も高い)を
含んだ化合物半導体層がある。さらにこの場合、AlG
aAs層105の代りに、SiO2 やSi34 のよう
な絶縁膜,さらにはシリサイドやAlのような導電体膜
を用いることも可能である。絶縁膜を第4の層に用いる
ときは、膜厚の制約がAlGaAs層105より緩くな
る。なお、第2の層が化合物半導体層ではい場合には、
第3〜第5の層はエピタキシャル成長により形成される
とは限らない。また、第2の層が化合物半導体層であ
り,第4の層が化合物半導体層でない場合、第3の層は
エピタキシャル成長により形成されるが、第5の層はエ
ピタキシャル成長により形成されるとは限らない。
When the fifth and third layers are composed of the GaAs layer 106 and the GaAs layer 103 as in the first embodiment, A
As another compound semiconductor layer instead of the lGaAs layer 105, there is a compound semiconductor layer containing Al or In (the boiling point of InF 3 is high) such as an AlAs layer, an InGaP layer, or an InGaAs layer. Further, in this case, AlG
Instead of the aAs layer 105, it is also possible to use an insulating film such as SiO 2 or Si 3 N 4 or a conductor film such as silicide or Al. When an insulating film is used for the fourth layer, the restriction on the film thickness is looser than that of the AlGaAs layer 105. Note that when the second layer is not a compound semiconductor layer,
The third to fifth layers are not always formed by epitaxial growth. When the second layer is a compound semiconductor layer and the fourth layer is not a compound semiconductor layer, the third layer is formed by epitaxial growth, but the fifth layer is not necessarily formed by epitaxial growth. .

【0027】次に、フォトレジスト膜パターン121が
除去された後、アライメントマーク107を利用して、
(第2の)フォトレジスト膜パターン122aが形成さ
れる。フォトレジスト膜パターン122aをマスクにし
た異方性エッチングによりアライメントマーク形成領域
108のGaAs層106BとGaAs層104とが
(それぞれAlGaAs層105BとAlGaAs層1
03とに対して)選択的にエッチングされて、凹型形状
の(EBリソグラフィ用の第2の)アライメントマーク
(EBマーク)109aが第1の積層膜の表面上に形成
され、同時に、リセス110aが第1の積層膜の表面に
形成される。リセス110aの底面はAlGaAs層1
03の上面からなる。リセス110aの開口幅は例えば
0.7μm程度であり、これの開口長(ゲート幅)は例
えば100μm程度である〔図1(c)〕。この異方性
エッチングに用いられるエッチングガスは、AlGaA
s層に対して高い選択性を有してGaAs層をエッチン
グすることと、リセス110aの形成に際して高平滑エ
ッチングであることが要求されることとから、例えばS
6 +SiCl4 からなる。
Next, after the photoresist film pattern 121 is removed, using the alignment mark 107,
A (second) photoresist film pattern 122a is formed. The GaAs layer 106B and the GaAs layer 104 in the alignment mark forming region 108 (the AlGaAs layer 105B and the AlGaAs layer 1 respectively) are formed by anisotropic etching using the photoresist film pattern 122a as a mask.
03, a recessed (second) alignment mark (EB mark) 109a for EB lithography is formed on the surface of the first laminated film, and at the same time, a recess 110a is formed. It is formed on the surface of the first laminated film. The bottom of the recess 110a is the AlGaAs layer 1
03 upper surface. The opening width of the recess 110a is, for example, about 0.7 μm, and the opening length (gate width) thereof is, for example, about 100 μm (FIG. 1C). The etching gas used for this anisotropic etching is AlGaAs
For example, since the GaAs layer is etched with high selectivity to the s layer and high smooth etching is required when forming the recess 110a, for example, S
It consists of F 6 + SiCl 4 .

【0028】(段差を利用したフォトリソグラフィ用
の)アライメントマーク107としては、段差が100
nm程度あれば充分である。しかしながら、GaAs層
106の膜厚としては、これを満たすだけでは不十分で
あり、EBリソグラフィのアライメントが段差の検出に
よってなされるのに必要な膜厚を有することが要求され
る。GaAs層104の膜厚は、リセス110aの深さ
として好ましい値であればよい。第2の層であるAlG
aAs層103に要求される機能は、上記異方性エッチ
ングに要求される選択性を有することと、ゲート電極と
の間にショットキ接合を形成することとにある。これら
の機能を満たすならば、例えば第2の層として、AlG
aAsとは異なる化合物半導体層,さらにはAl層を採
用することもある。また、第1の層がアンドープのGa
As層に限定されるものではなく、目的に応じて、例え
ば100nm〜300nm程度の膜厚のn型のGaAs
層,例えば10nm程度の膜厚のアンドープのInGa
As層のような他の化合物半導体層,さらには,In層
あるいはAs層などを用いることもある。
The alignment mark 107 (for photolithography using a step) has a step of 100
A thickness of about nm is sufficient. However, it is not enough to satisfy the thickness of the GaAs layer 106, and it is required that the GaAs layer 106 has a film thickness necessary for alignment of EB lithography by detecting a step. The thickness of the GaAs layer 104 may be any value that is preferable as the depth of the recess 110a. AlG as the second layer
The functions required for the aAs layer 103 are to have the selectivity required for the anisotropic etching and to form a Schottky junction with the gate electrode. If these functions are satisfied, for example, as the second layer, AlG
In some cases, a compound semiconductor layer different from aAs, or an Al layer may be employed. The first layer is made of undoped Ga.
It is not limited to the As layer, but may be, for example, n-type GaAs having a thickness of about 100 nm to 300 nm depending on the purpose.
Layer, for example, undoped InGa having a thickness of about 10 nm.
Other compound semiconductor layers such as an As layer, and further an In layer or an As layer may be used.

【0029】次に、フォトレジスト膜パターン122a
が除去された後、再びアライメントマーク107を利用
して、(第3の)フォトレジスト膜パターン123aが
形成される。例えばスパッタリングにより、オーミック
メタル111が全面に形成される。オーミックメタル1
11は、例えばNi層,AuGe層およびAu層が順次
積層された膜からなるが、これに限定されるものではな
い〔図1(d)〕。
Next, the photoresist film pattern 122a
Is removed, a (third) photoresist film pattern 123a is formed using the alignment mark 107 again. For example, the ohmic metal 111 is formed on the entire surface by sputtering. Ohmic Metal 1
Reference numeral 11 denotes, for example, a film in which a Ni layer, an AuGe layer, and an Au layer are sequentially stacked, but is not limited thereto (FIG. 1D).

【0030】続いて、フォトレジスト膜パターン123
aがリフトオフされて、第1の積層膜の表面上には(オ
ーミックメタル111からなる)ソース電極112a並
びにドレイン電極113aが形成される〔図1
(e)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 123 is formed.
is lifted off, and a source electrode 112a (made of ohmic metal 111) and a drain electrode 113a are formed on the surface of the first laminated film [FIG.
(E)].

【0031】次に、EBマーク109aを利用して、E
Bレジスト膜パターン125aが形成される。例えばス
パッタリングにより、ゲートメタル114が全面に形成
される。ゲートメタル114は、例えばTi層にAl層
が積層された構造を有しているが、これに限定されるも
のではない〔図1(f)〕。
Next, using the EB mark 109a,
A B resist film pattern 125a is formed. The gate metal 114 is formed on the entire surface by, for example, sputtering. The gate metal 114 has, for example, a structure in which an Al layer is stacked on a Ti layer, but is not limited to this (FIG. 1F).

【0032】その後、EBレジスト膜パターン125a
がリフトオフされて、リセス110aにはゲート電極1
15aが形成される。これにより、本第1の実施の形態
の本第1の実施例による半導体装置が完成する。ゲート
電極115aの線幅(ゲート長)は0.1μm〜0.2
μmの範囲であることが好ましく、例えば、0.18μ
m程度である。このゲート電極115aはリセス110
aの中心からソース側に0.1μm程度近ずけた位置に
設けられている〔図1(g)〕。
Thereafter, the EB resist film pattern 125a
Is lifted off, and the gate electrode 1 is
15a are formed. Thus, the semiconductor device according to the first example of the first embodiment is completed. The line width (gate length) of the gate electrode 115a is 0.1 μm to 0.2 μm.
μm, for example, 0.18 μm.
m. This gate electrode 115a is
It is provided at a position close to the source side by about 0.1 μm from the center of “a” (FIG. 1G).

【0033】本第1の実施の形態の本第1の実施例で
は、第2のフォトレジスト膜パターン122aを用いた
1回のフォトリソグラフィにより、EBマーク109a
とリセス110aとが同時に形成されている。このた
め、リセス110aに対するゲート電極115aのアラ
イメント精度は、1回のEBリソグラフィのアライメン
ト精度(0.05μm程度)のみにより規定されること
になる。その結果、本第1の実施の形態の本第1の実施
例による半導体装置の製造方法によれば、従来の製造方
法に比べてリセスに対するゲート電極のアライメント精
度が著しく向上し、高速動作特性のより優れた半導体装
置を得ることが容易になる。例えば、上述したディメン
ジョンパラメータを有した従来の半導体装置での最大発
振周波数の平均値は150GHz程度であった。これと
同一ディメンジョンパラメータを採用した本第1の実施
の形態の本第1の実施例による半導体装置では、平均値
で210GHz程度の最大発振周波数が得られた。
In the first example of the first embodiment, the EB mark 109a is formed by one photolithography using the second photoresist film pattern 122a.
And recess 110a are formed at the same time. Therefore, the alignment accuracy of the gate electrode 115a with respect to the recess 110a is determined only by the alignment accuracy (about 0.05 μm) of one EB lithography. As a result, according to the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the first embodiment, the alignment accuracy of the gate electrode with respect to the recess is significantly improved as compared with the conventional manufacturing method, and the high-speed operation characteristics are improved. It becomes easier to obtain a better semiconductor device. For example, the average value of the maximum oscillation frequency in the conventional semiconductor device having the above-described dimension parameter is about 150 GHz. In the semiconductor device according to the first example of the first embodiment employing the same dimension parameters, a maximum oscillation frequency of about 210 GHz was obtained on average.

【0034】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図2を参照すると、本第1の実施の形態の第2の実施例
による半導体装置は、以下のとおりに形成される。
Referring to FIG. 2, which is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device, the semiconductor device according to the second example of the first embodiment is formed as follows.

【0035】まず、上記第1の実施例と同様に、半絶縁
性GaAs基板101の表面上に、(第1の層として)
GaAs層102,(第2の層として)AlGaAs層
103および(第3の層として)GaAs層104から
なる第1の積層膜がエピタキシャル成長により形成さ
れ、さらに、(第4の層として)AlGaAs層105
および(第5の層として)GaAs層106からなる第
2の積層膜がエピタキシャル成長により形成される。第
2の積層膜の表面上に、(第1の)フォトレジスト膜パ
ターン121が形成される。フォトレジスト膜パターン
121をマスクにした異方性エッチングによりGaAs
層106が選択的にエッチングされて、GaAs層10
6AおよびGaAs層106Bが残置形成される。さら
にフォトレジスト膜パターン121をマスクにした異方
性エッチングにより露出したAlGaAs層104がエ
ッチング除去されて、AlGaAs層105AおよびA
lGaAs層105Bが残置形成される。これにより、
第1の積層膜の表面上には、アライメントマーク107
と、アライメントマーク形成予定領域108とが形成さ
れる〔図2(a)〕。
First, as in the first embodiment, the surface of the semi-insulating GaAs substrate 101 (as a first layer)
A first laminated film including a GaAs layer 102, an AlGaAs layer 103 (as a second layer), and a GaAs layer 104 (as a third layer) is formed by epitaxial growth, and further, an AlGaAs layer 105 (as a fourth layer).
And (as a fifth layer) a second laminated film composed of the GaAs layer 106 is formed by epitaxial growth. A (first) photoresist film pattern 121 is formed on the surface of the second laminated film. GaAs by anisotropic etching using the photoresist film pattern 121 as a mask
Layer 106 is selectively etched to form GaAs layer 10.
6A and the GaAs layer 106B are left. Further, the exposed AlGaAs layer 104 is removed by anisotropic etching using the photoresist film pattern 121 as a mask, and the AlGaAs layers 105A and 105A are removed.
The lGaAs layer 105B is left. This allows
An alignment mark 107 is provided on the surface of the first laminated film.
And an alignment mark formation scheduled area 108 (FIG. 2A).

【0036】次に、上記第1の実施例と同様に、フォト
レジスト膜パターン121が除去された後、アライメン
トマーク107を利用して、(第2の)フォトレジスト
膜パターン122bが形成される。フォトレジスト膜パ
ターン122bをマスクにして,例えばSF6 +SiC
4 からなるエッチングガスを用いた異方性エッチング
が行なわれて、EBマーク109bが第1の積層膜の表
面上に形成され、同時に、リセス110bが第1の積層
膜の表面に形成される。リセス110bのディメンジョ
ンは、例えばリセス110aのディメンジョンと同じで
ある〔図2(b)〕。
Next, as in the first embodiment, after the photoresist film pattern 121 is removed, a (second) photoresist film pattern 122b is formed using the alignment mark 107. Using the photoresist film pattern 122b as a mask, for example, SF 6 + SiC
Anisotropic etching using an etching gas composed of l 4 is performed to form an EB mark 109b on the surface of the first laminated film, and at the same time, to form a recess 110b on the surface of the first laminated film. . The dimensions of the recess 110b are, for example, the same as the dimensions of the recess 110a (FIG. 2B).

【0037】次に、フォトレジスト膜パターン122b
が除去される。その後、上記第1の実施例と相違して、
EBマーク109bを利用して、EBレジスト膜パター
ン125bが形成される。例えばスパッタリングによ
り、ゲートメタル114が全面に形成される〔図2
(c)〕。
Next, the photoresist film pattern 122b
Is removed. After that, unlike the first embodiment,
An EB resist film pattern 125b is formed using the EB mark 109b. A gate metal 114 is formed on the entire surface by, for example, sputtering [FIG.
(C)].

【0038】続いて、EBレジスト膜パターン125b
がリフトオフされて、リセス110bにはゲート電極1
15bが形成される〔図2(d)〕。
Subsequently, the EB resist film pattern 125b
Is lifted off, and the gate electrode 1 is formed in the recess 110b.
15b is formed [FIG. 2 (d)].

【0039】次に、再びアライメントマーク107を利
用して、(第3の)フォトレジスト膜パターン123b
が形成される。例えばスパッタリングにより、オーミッ
クメタル111が全面に形成される〔図2(e)〕。
Next, using the alignment mark 107 again, the (third) photoresist film pattern 123b is used.
Is formed. For example, the ohmic metal 111 is formed on the entire surface by sputtering [FIG. 2 (e)].

【0040】続いて、フォトレジスト膜パターン123
bがリフトオフされて、第1の積層膜の表面上には(オ
ーミックメタル111からなる)ソース電極112b並
びにドレイン電極113bが形成される。これにより、
本第1の実施の形態の本第2の実施例による半導体装置
が完成する。ゲート電極115bの線幅(ゲート長)も
0.1μm〜0.2μmの範囲であることが好ましく、
例えば、0.18μm程度である。このゲート電極11
5bもリセス110bの中心からソース側に0.1μm
程度近ずけた位置に設けられている〔図2(f)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 123 is formed.
b is lifted off, and a source electrode 112b (made of ohmic metal 111) and a drain electrode 113b are formed on the surface of the first laminated film. This allows
The semiconductor device according to the second example of the first embodiment is completed. The line width (gate length) of the gate electrode 115b is also preferably in the range of 0.1 μm to 0.2 μm,
For example, it is about 0.18 μm. This gate electrode 11
5b is also 0.1 μm from the center of the recess 110b to the source side.
It is provided at a position close to the extent [FIG. 2 (f)].

【0041】本第1の実施の形態の本第2の実施例は、
本第1の実施の形態の上記第1の実施例の有した効果を
有している。
The second example of the first embodiment is as follows.
The second embodiment has the same advantages as the first embodiment of the first embodiment.

【0042】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図3を参照すると、本第1の実施の形態の第3の実施例
による半導体装置は、以下のとおりに形成される。
Referring to FIG. 3, which is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device, the semiconductor device according to the third example of the first embodiment is formed as follows.

【0043】まず、上記第1,第2の実施例と同様に、
半絶縁性GaAs基板101の表面上に、(第1の層と
して)GaAs層102,(第2の層として)AlGa
As層103および(第3の層として)GaAs層10
4からなる第1の積層膜がエピタキシャル成長により形
成され、さらに、(第4の層として)AlGaAs層1
05および(第5の層として)GaAs層106からな
る第2の積層膜がエピタキシャル成長により形成され
る。第2の積層膜の表面上に、(第1の)フォトレジス
ト膜パターン121が形成される。フォトレジスト膜パ
ターン121をマスクにした異方性エッチングによりG
aAs層106が選択的にエッチングされて、GaAs
層106AおよびGaAs層106Bが残置形成され
る。さらにフォトレジスト膜パターン121をマスクに
した異方性エッチングにより露出したAlGaAs層1
04がエッチング除去されて、AlGaAs層105A
およびAlGaAs層105Bが残置形成される。これ
により、第1の積層膜の表面上には、アライメントマー
ク107と、アライメントマーク形成予定領域108と
が形成される〔図3(a)〕。
First, as in the first and second embodiments,
On a surface of a semi-insulating GaAs substrate 101, a GaAs layer 102 (as a first layer) and an AlGa (as a second layer)
As layer 103 and GaAs layer 10 (as third layer)
4 is formed by epitaxial growth, and further (as a fourth layer) an AlGaAs layer 1 is formed.
A second stacked film composed of the GaAs layer 05 and the GaAs layer 106 (as a fifth layer) is formed by epitaxial growth. A (first) photoresist film pattern 121 is formed on the surface of the second laminated film. G by anisotropic etching using the photoresist film pattern 121 as a mask
The aAs layer 106 is selectively etched to form GaAs
The layer 106A and the GaAs layer 106B are left. Further, the AlGaAs layer 1 exposed by anisotropic etching using the photoresist film pattern 121 as a mask.
04 is removed by etching, and the AlGaAs layer 105A is removed.
And the AlGaAs layer 105B is left. As a result, an alignment mark 107 and a region 108 for forming an alignment mark are formed on the surface of the first laminated film (FIG. 3A).

【0044】次に、フォトレジスト膜パターン121が
除去される。その後、上記第1,第2の実施例と相違し
て、アライメントマーク107を利用して、(第2の)
フォトレジスト膜パターン123cが形成される。例え
ばスパッタリングにより、オーミックメタル111が全
面に形成される〔図3(b)〕。
Next, the photoresist film pattern 121 is removed. Thereafter, unlike the first and second embodiments, the (second)
A photoresist film pattern 123c is formed. For example, the ohmic metal 111 is formed on the entire surface by sputtering [FIG. 3B].

【0045】続いて、フォトレジスト膜パターン123
cがリフトオフされて、第1の積層膜の表面上には(オ
ーミックメタル111からなる)ソース電極112c並
びにドレイン電極113cが形成される〔図3
(c)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 123 is formed.
c is lifted off, and a source electrode 112c (made of ohmic metal 111) and a drain electrode 113c are formed on the surface of the first laminated film [FIG.
(C)].

【0046】次に、アライメントマーク107を再度利
用して、(第3の)フォトレジスト膜パターン122c
が形成される。フォトレジスト膜パターン122cをマ
スクにして,例えばSF6 +SiCl4 からなるエッチ
ングガスを用いた異方性エッチングが行なわれて、EB
マーク109cが第1の積層膜の表面上に形成され、同
時に、リセス110cが第1の積層膜の表面に形成され
る。リセス110cのディメンジョンも、例えばリセス
110aのディメンジョンと同じである〔図3
(d)〕。
Next, the (third) photoresist film pattern 122c is reused by using the alignment mark 107 again.
Is formed. Using the photoresist film pattern 122c as a mask, anisotropic etching using an etching gas composed of, for example, SF 6 + SiCl 4 is performed, and EB
A mark 109c is formed on the surface of the first laminated film, and at the same time, a recess 110c is formed on the surface of the first laminated film. The dimensions of the recess 110c are the same as the dimensions of the recess 110a, for example [FIG.
(D)].

【0047】次に、フォトレジスト膜パターン122c
が除去される。その後、EBマーク109cを利用し
て、EBレジスト膜パターン125cが形成される。例
えばスパッタリングにより、ゲートメタル114が全面
に形成される〔図3(e)〕。
Next, the photoresist film pattern 122c
Is removed. Thereafter, an EB resist film pattern 125c is formed using the EB mark 109c. The gate metal 114 is formed on the entire surface by, for example, sputtering [FIG. 3E].

【0048】続いて、EBレジスト膜パターン125c
がリフトオフされて、リセス110cにはゲート電極1
15cが形成される。これにより、本第1の実施の形態
の本第3の実施例による半導体装置が完成する。ゲート
電極115cの線幅(ゲート長)も0.1μm〜0.2
μmの範囲であることが好ましく、例えば、0.18μ
m程度である。このゲート電極115cもリセス110
bの中心からソース側に0.1μm程度近ずけた位置に
設けられている〔図3(f)〕。
Subsequently, the EB resist film pattern 125c
Is lifted off, and the gate electrode 1 is
15c is formed. Thus, the semiconductor device according to the third example of the first embodiment is completed. The line width (gate length) of the gate electrode 115c is also 0.1 μm to 0.2 μm.
μm, for example, 0.18 μm.
m. This gate electrode 115c is also recess 110
It is provided at a position close to the source side by about 0.1 μm from the center of b (FIG. 3 (f)).

【0049】本第1の実施の形態の本第3の実施例も、
本第1の実施の形態の上記第1,第2の実施例の有した
効果を有している。
The third example of the first embodiment is also
The second embodiment has the advantages of the first and second embodiments of the first embodiment.

【0050】本発明の第2の実施の形態の製造方法が適
用される半導体装置は、半導体基板の表面もしくは表面
上に設けられた(少なくとも上面が化合物半導体からな
る)層の表面にリセスが形成され、このリセスにゲート
電極が形成され、この層の表面上にソース,ドレイン電
極が形成された化合物半導体装置である。この層は単層
の化合物半導体層あるいは上記第1の実施の形態の第1
の積層膜と同じ構造からなる。この層が上記第1の積層
膜と同じ構造のときは、この層は半導体基板の表面上に
設けられている。この層が単層の化合物半導体層からな
る場合には、半導体基板の表面上に設けられた場合と、
イオン注入等の不純物の導入により,半導体基板の表面
に設けられた場合とがある。
In the semiconductor device to which the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention is applied, a recess is formed on the surface of a semiconductor substrate or a layer provided on the surface (at least the upper surface is made of a compound semiconductor). A gate electrode is formed in the recess, and a source and drain electrode is formed on the surface of this layer. This layer may be a single compound semiconductor layer or the first compound semiconductor layer of the first embodiment.
It has the same structure as that of the laminated film. When this layer has the same structure as the first laminated film, this layer is provided on the surface of the semiconductor substrate. When this layer is composed of a single compound semiconductor layer, when it is provided on the surface of the semiconductor substrate,
It may be provided on the surface of the semiconductor substrate by introducing impurities such as ion implantation.

【0051】本第2の実施の形態の特徴は、(第2のア
ライメントマークである)EBマーク(並びに第1のア
ライメントマーク)とリセス形成用の開口部とが、1回
のフォトリソグラフィにより同時に形成される点にあ
る。EBマーク(および第1のアライメントマーク)と
リセス形成用の開口部とは、上記層を覆う姿態を有して
半導体基板上に設けられた導電体膜に形成される。本第
2の実施の形態では、フォトリソグラフィもEBリソグ
ラフィも、導電体膜からなる第1のアライメントマー
ク,EBマークと、(少なくとも上面が化合物半導体か
らなる)上記層との光,電子ビームの反射率の差異をそ
れぞれ利用している。
The feature of the second embodiment is that an EB mark (which is a second alignment mark) (and a first alignment mark) and an opening for forming a recess are simultaneously formed by one photolithography. In that it is formed. The EB mark (and the first alignment mark) and the opening for forming the recess are formed in a conductor film provided on the semiconductor substrate so as to cover the layer. In the second embodiment, in both photolithography and EB lithography, reflection of light and electron beams between the first alignment mark and EB mark made of a conductive film and the above-mentioned layer (at least the upper surface is made of a compound semiconductor). The difference between the rates is used.

【0052】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図4を参照すると、本発明の第2の実施の形態の第1の
実施例による半導体装置は、以下のとおりに形成され
る。
Referring to FIG. 4 which is a schematic cross-sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device, the semiconductor device according to the first example of the second embodiment of the present invention is formed as follows.

【0053】まず、上記第1の実施の形態の上記第1の
実施例と同様に、半絶縁性GaAs基板201の表面上
に、第1の層である(例えばアンドープで,例えば20
0nm程度の膜厚の)GaAs層202A,第2の層で
ある(例えば5nm〜10nm程度の膜厚でn型の)A
lGaAs層203および第3の層である(例えば50
nm〜150nm程度の膜厚でn型の)GaAs層20
4からなる積層膜がエピタキシャル成長により形成され
る。次に、上記第1の実施の形態と相違して、導電体膜
として、例えばスパッタリングにより全面にWSi膜2
31Aが形成される。WSi膜231Aの膜厚として
は、少なくとも数nm程度であることが好ましい。導電
体膜としては、WSi膜231Aの代りに他のシリサイ
ドを採用することも可能である。WSi膜231Aの表
面上に、(第1の)フォトレジスト膜パターン226が
形成される〔図4(a)〕。
First, as in the first example of the first embodiment, a first layer (for example, undoped, for example, 20 μm) is formed on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 201.
A GaAs layer 202A (having a thickness of about 0 nm), and a second layer A (for example, n-type having a thickness of about 5 nm to 10 nm)
the lGaAs layer 203 and the third layer (for example, 50
n-type GaAs layer 20 having a thickness of about
4 is formed by epitaxial growth. Next, unlike the first embodiment, a WSi film 2 is formed on the entire surface by, for example, sputtering as a conductor film.
31A are formed. The thickness of the WSi film 231A is preferably at least about several nm. As the conductor film, another silicide can be used instead of the WSi film 231A. A (first) photoresist film pattern 226 is formed on the surface of the WSi film 231A (FIG. 4A).

【0054】次に、例えばCF4 +SF6 (のようにC
lが含まれないガス)をエッチングガスとし,フォトレ
ジスト膜パターン226をマスクに用いたドライエッチ
ングにより、WSi膜231Aが選択的にエッチング除
去される。これにより、WSi膜231Aにはリセス形
成用の開口部240Aが形成され、同時に、WSi膜2
31Aからなる(フォトリソグラフィ用の第1の)アラ
イメントマーク207Aおよび(EBリソグラフィ用の
第2のアライメントマークである)EBマーク209A
が積層膜の表面上に残置形成される〔図4(b)〕。
Next, for example, as in CF 4 + SF 6 (C
The WSi film 231A is selectively etched and removed by dry etching using the photoresist film pattern 226 as a mask with a gas not containing l as an etching gas. Thereby, an opening 240A for forming a recess is formed in the WSi film 231A, and at the same time, the WSi film 2 is formed.
31A (first alignment mark for photolithography) and EB mark 209A (second alignment mark for EB lithography)
Is formed on the surface of the laminated film (FIG. 4B).

【0055】次に、フォトレジスト膜パターン226が
除去された後、アライメントマーク207Aを利用し
て、(第2の)フォトレジスト膜パターン227が形成
される。少なくともアライメントマーク207Aおよび
EBマーク209Aはこのフォトレジスト膜パターン2
27により覆われているが、少なくとも開口部240A
は(このフォトレジスト膜パターン227により覆わず
に)露出している。このフォトレジスト膜パターン22
7と開口部240Aとをマスクとし,例えばCl 2 +S
iCl4 をエッチングガスとしてGaAs層204に対
するドライエッチングが選択的に行なわれて、リセス2
10Aが開口部240Aに自己整合的に形成される。リ
セス210Aの開口幅は例えば0.7μm程度であり、
これの開口長(ゲート幅)は例えば100μm程度であ
る〔図4(c)〕。このエッチングではAlGaAs層
203もストッパ層として機能する。また、このエッチ
ングガスを用いるならば、高平滑エッチングが可能にな
る。
Next, a photoresist film pattern 226 is formed.
After removal, use the alignment mark 207A.
To form a (second) photoresist film pattern 227
Is done. At least the alignment mark 207A and
The EB mark 209A indicates the photoresist film pattern 2
27, but at least the opening 240A
Is not covered by this photoresist film pattern 227
To) exposed. This photoresist film pattern 22
7 and opening 240A as a mask, for example, Cl Two + S
iClFour To the GaAs layer 204 using
Dry etching is selectively performed to form recess 2
10A is formed in the opening 240A in a self-aligned manner. Re
The opening width of the process 210A is, for example, about 0.7 μm,
The opening length (gate width) is, for example, about 100 μm.
[FIG. 4 (c)]. In this etching, the AlGaAs layer
203 also functions as a stopper layer. Also this etch
If a smoothing gas is used, highly smooth etching can be performed.
You.

【0056】続いて、フォトレジスト膜パターン227
をマスクとし,例えばSF6 等をエッチングガスに用い
たドライエッチングにより、露出したWSi膜231A
が選択的にエッチング除去される〔図4(d)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 227 is formed.
The exposed WSi film 231A is dry-etched using, for example, SF 6 or the like as an etching gas with the mask as a mask.
Are selectively removed by etching [FIG. 4 (d)].

【0057】本実施例における半導体基板および上記積
層膜の構成に関する制約は、上記第1の実施の形態の上
記第1の実施例における半導体基板および第1の積層膜
の構成に関する制約と同じである。本実施例における上
記導電体膜は、(上記積層膜を構成する)第2および第
3の層の構成材料の他に、導電体膜に対して選択的に第
3の層をエッチングする手段と、第2および第3の層に
対して選択的に導電体膜をエッチング手段とにより選択
される。第1の実施の形態においては、リセスの形成前
に第4の層を除去することから、第4の層としてAl等
を採用することが可能であった。しかしながら、本実施
例ではリセスの形成後に(リセス底面に損傷を与えるこ
となく)導電体膜の除去を行なうことが必要なため、上
記導電体膜としてAlを採用することは好ましくない。
The restrictions on the configuration of the semiconductor substrate and the laminated film in this embodiment are the same as the restrictions on the configuration of the semiconductor substrate and the first laminated film in the first embodiment of the first embodiment. . In the present embodiment, the conductive film may include a means for selectively etching the third layer with respect to the conductive film, in addition to the constituent materials of the second and third layers (constituting the stacked film). , A conductive film is selected selectively with respect to the second and third layers by an etching means. In the first embodiment, since the fourth layer is removed before the formation of the recess, it is possible to employ Al or the like as the fourth layer. However, in this embodiment, it is necessary to remove the conductive film after forming the recess (without damaging the bottom surface of the recess), and thus it is not preferable to use Al as the conductive film.

【0058】次に、フォトレジスト膜パターン227が
除去された後、再びアライメントマーク207Aを利用
して、(第3の)フォトレジスト膜パターン223aが
形成される。例えばスパッタリングにより、オーミック
メタル211Aが全面に形成される。オーミックメタル
211Aは、例えばNi層,AuGe層およびAu層が
順次積層された膜からなるが、これに限定されるもので
はない〔図4(e)〕。
Next, after the photoresist film pattern 227 is removed, a (third) photoresist film pattern 223a is formed again using the alignment mark 207A. For example, the ohmic metal 211A is formed on the entire surface by sputtering. The ohmic metal 211A is, for example, a film in which a Ni layer, an AuGe layer, and an Au layer are sequentially stacked, but is not limited thereto (FIG. 4E).

【0059】続いて、フォトレジスト膜パターン223
aがリフトオフされて、GaAs層204の表面上には
(オーミックメタル211Aからなる)ソース電極21
2Aa並びにドレイン電極213Aaが形成される〔図
4(f)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 223 is formed.
is lifted off, and the source electrode 21 (made of the ohmic metal 211A) is formed on the surface of the GaAs layer 204.
2Aa and a drain electrode 213Aa are formed [FIG. 4 (f)].

【0060】次に、EBマーク209Aを利用して、E
Bレジスト膜パターン225aが形成される。例えばス
パッタリングにより、ゲートメタル214Aが全面に形
成される。ゲートメタル214Aは、例えばTi層にA
l層が積層された構造を有しているが、これに限定され
るものではない〔図4(g)〕。
Next, using the EB mark 209A,
A B resist film pattern 225a is formed. For example, the gate metal 214A is formed on the entire surface by sputtering. The gate metal 214A is formed, for example, by adding A to the Ti layer.
It has a structure in which one layer is laminated, but is not limited to this (FIG. 4G).

【0061】その後、EBレジスト膜パターン225a
がリフトオフされて、リセス210Aにはゲート電極2
15Aaが形成される。これにより、本第2の実施の形
態の本第1の実施例による半導体装置が完成する。ゲー
ト電極215Aaの線幅(ゲート長)は0.1μm〜
0.2μmの範囲であることが好ましく、例えば、0.
18μm程度である。このゲート電極215Aaはリセ
ス210Aの中心からソース側に0.1μm程度近ずけ
た位置に設けられている〔図4(h)〕。
Thereafter, the EB resist film pattern 225a
Is lifted off, and the gate electrode 2 is formed in the recess 210A.
15Aa is formed. Thus, the semiconductor device according to the first example of the second embodiment is completed. The line width (gate length) of the gate electrode 215Aa is 0.1 μm or more.
It is preferably in the range of 0.2 μm, for example, 0.
It is about 18 μm. The gate electrode 215Aa is provided at a position close to the source side by about 0.1 μm from the center of the recess 210A [FIG. 4 (h)].

【0062】本第2の実施の形態の本第1の実施例で
は、第1のフォトレジスト膜パターン226を用いた1
回のフォトリソグラフィにより、EBマーク209Aと
リセス210A形成用の開口部240Aとが同時に形成
されている。さらに、リセス210Aが開口部240A
に自己整合的に形成することが可能なことから、リセス
210Aに対するゲート電極215Aaのアライメント
精度は、1回のEBリソグラフィのアライメント精度
(0.05μm程度)のみにより規定されることにな
る。すなわち、本第2の実施の形態の本第1の実施例に
よる半導体装置の製造方法においても、上記第1の実施
の形態の有した効果を有することになる。
In the first example of the second embodiment, the first photoresist film pattern 226 is used.
The EB mark 209A and the opening 240A for forming the recess 210A are formed simultaneously by photolithography. Further, the recess 210A has an opening 240A.
Therefore, the alignment accuracy of the gate electrode 215Aa with respect to the recess 210A is determined only by the alignment accuracy of one EB lithography (about 0.05 μm). That is, the method of manufacturing the semiconductor device according to the first example of the second embodiment also has the same effects as those of the first embodiment.

【0063】本第2の実施の形態の本第1の実施例の技
術的思想は、上記(第1,第2および第3の層からな
る)積層膜の代りに、半導体基板の表面上に単層の化合
物半導体層が形成された場合と、半絶縁性化合物半導体
基板の表面(あるいは表面の所定領域)に例えばイオン
注入よる不純物導入によりn型の化合物半導体層が形成
された場合のにも適用できる。
The technical idea of the first embodiment of the second embodiment is that, instead of the above-mentioned laminated film (consisting of the first, second and third layers), on the surface of the semiconductor substrate A single compound semiconductor layer is formed, and an n-type compound semiconductor layer is formed on the surface of a semi-insulating compound semiconductor substrate (or a predetermined region of the surface) by, for example, introducing impurities by ion implantation. Applicable.

【0064】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図5を参照すると、本第2の実施の形態の上記第1の実
施例の応用例による半導体装置は、以下のとおりに形成
される。
Referring to FIG. 5, which is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device, a semiconductor device according to an application of the first embodiment of the second embodiment is formed as follows.

【0065】まず、半絶縁性GaAs基板201の表面
上に、例えば300nm程度の膜厚のn型のGaAs層
202Bが形成される。次に、例えばスパッタリングに
より全面にWSi膜231Bが形成される。WSi膜2
31Bの表面上に、(第1の)フォトレジスト膜パター
ン226が形成される〔図5(a)〕。
First, an n-type GaAs layer 202B having a thickness of, for example, about 300 nm is formed on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 201. Next, a WSi film 231B is formed on the entire surface by, for example, sputtering. WSi film 2
A (first) photoresist film pattern 226 is formed on the surface of 31B (FIG. 5A).

【0066】次に、例えばCF4 +SF6 (のようにC
lが含まれないガス)をエッチングガスとし,フォトレ
ジスト膜パターン231Bをマスクに用いたドライエッ
チングにより、WSi膜231Bが選択的にエッチング
除去される。これにより、WSi膜231Bにはリセス
形成用の開口部240Bが形成され、同時に、WSi膜
231Bからなるアライメントマーク207BおよびE
Bマーク209BがGaAs膜202Bの表面上に残置
形成される〔図5(b)〕。
Next, for example, CF 4 + SF 6 (like C
The WSi film 231B is selectively etched and removed by dry etching using the photoresist film pattern 231B as a mask with a gas not containing l as an etching gas. Thereby, an opening 240B for forming a recess is formed in the WSi film 231B, and at the same time, the alignment marks 207B and E formed of the WSi film 231B are formed.
A B mark 209B is left on the surface of the GaAs film 202B (FIG. 5B).

【0067】次に、フォトレジスト膜パターン226が
除去された後、アライメントマーク207Bを利用し
て、(第2の)フォトレジスト膜パターン227が形成
される。少なくともアライメントマーク207Bおよび
EBマーク209Bはこのフォトレジスト膜パターン2
27により覆われているが、少なくとも開口部240B
は(このフォトレジスト膜パターン227により覆わず
に)露出している。このフォトレジスト膜パターン22
7と開口部240Bとをマスクとし,例えばCl 2 +S
iCl4 をエッチングガスとした(GaAs層202B
に対する選択的な)ドライエッチングにより、GaAs
層202Bが所要の深さ(50nm〜150nmの範
囲)だけエッチングされて、リセス210Bが開口部2
40Bに自己整合的に形成される。リセス210Bの開
口幅は例えば0.7μm程度であり、これの開口長(ゲ
ート幅)は例えば100μm程度である〔図5
(c)〕。
Next, a photoresist film pattern 226 is formed.
After removal, use the alignment mark 207B.
To form a (second) photoresist film pattern 227
Is done. At least the alignment mark 207B and
The EB mark 209B is the photoresist film pattern 2
27, but at least the opening 240B
Is not covered by this photoresist film pattern 227
To) exposed. This photoresist film pattern 22
7 and opening 240B as a mask, for example, Cl Two + S
iClFour Was used as an etching gas (GaAs layer 202B).
GaAs by selective (dry etching)
The layer 202B has a required depth (in the range of 50 nm to 150 nm).
) Is etched so that the recess 210B is
40B is formed in a self-aligned manner. Opening recess 210B
The opening width is, for example, about 0.7 μm, and the opening length (ge
Is about 100 μm, for example [see FIG.
(C)].

【0068】続いて、フォトレジスト膜パターン227
をマスクとし,例えばSF6 等をエッチングガスに用い
たドライエッチングにより、露出したWSi膜231B
が選択的にエッチング除去される〔図5(d)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 227 is formed.
Was a mask, for example, by dry etching using SF 6 or the like as etching gas, the exposed WSi film 231B
Is selectively removed by etching [FIG. 5 (d)].

【0069】なお、本応用例において、n型の化合物半
導体層が半絶縁性化合物半導体基板の表面の所定領域に
形成されている場合、以下のようになる。導電体膜は
(n型の化合物半導体層の表面上のみに形成されるので
はなく)、n型の化合物半導体層の上面を含めて,半絶
縁性化合物半導体基板の表面を覆う姿態を有して形成さ
れる。この場合、第1のアライメントマークおよびEB
マークは、(n型の化合物半導体層の表面上ではなく)
n型の化合物半導体層が形成されていない部分の半絶縁
性化合物半導体基板の表面上に形成されるのが好まし
い。
In the present application example, when the n-type compound semiconductor layer is formed in a predetermined region on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate, the following is obtained. The conductor film has a form that covers the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate, including the upper surface of the n-type compound semiconductor layer (rather than being formed only on the surface of the n-type compound semiconductor layer). Formed. In this case, the first alignment mark and the EB
The mark (not on the surface of the n-type compound semiconductor layer)
It is preferably formed on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate where the n-type compound semiconductor layer is not formed.

【0070】次に、フォトレジスト膜パターン227が
除去された後、再びアライメントマーク207Bを利用
して、(第3の)フォトレジスト膜パターン223aが
形成される。例えばスパッタリングにより、オーミック
メタル211Bが全面に形成される。オーミックメタル
211Bは、例えばNi層,AuGe層およびAu層が
順次積層された膜からなるが、これに限定されるもので
はない〔図5(e)〕。
Next, after the photoresist film pattern 227 is removed, a (third) photoresist film pattern 223a is formed again using the alignment mark 207B. For example, the ohmic metal 211B is formed on the entire surface by sputtering. The ohmic metal 211B is, for example, a film in which a Ni layer, an AuGe layer, and an Au layer are sequentially stacked, but is not limited to this (FIG. 5E).

【0071】続いて、フォトレジスト膜パターン223
aがリフトオフされて、GaAs層202Bの表面上に
は(オーミックメタル211Bからなる)ソース電極2
12Ba並びにドレイン電極213Baが形成される
〔図5(f)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 223 is formed.
is lifted off, and the source electrode 2 (made of ohmic metal 211B) is formed on the surface of the GaAs layer 202B.
12Ba and a drain electrode 213Ba are formed [FIG. 5 (f)].

【0072】次に、EBマーク209Bを利用して、E
Bレジスト膜パターン225aが形成される。例えばス
パッタリングにより、ゲートメタル214Bが全面に形
成される。ゲートメタル214Bは、例えばTi層にA
l層が積層された構造を有しているが、これに限定され
るものではない〔図5(g)〕。
Next, using the EB mark 209B,
A B resist film pattern 225a is formed. For example, the gate metal 214B is formed on the entire surface by sputtering. The gate metal 214B is formed by, for example,
It has a structure in which one layer is laminated, but is not limited to this (FIG. 5 (g)).

【0073】その後、EBレジスト膜パターン225a
がリフトオフされて、リセス210Bにはゲート電極2
15Baが形成される。これにより、本第2の実施の形
態の上記第1の実施例の応用例による半導体装置が完成
する。ゲート電極215Baの線幅(ゲート長)は0.
1μm〜0.2μmの範囲であることが好ましく、例え
ば、0.18μm程度である。このゲート電極215B
aはリセス210Bの中心からソース側に0.1μm程
度近ずけた位置に設けられている〔図5(h)〕。
Thereafter, the EB resist film pattern 225a
Is lifted off, and the gate electrode 2 is
15Ba is formed. Thus, the semiconductor device according to the application example of the first example of the second embodiment is completed. The line width (gate length) of the gate electrode 215Ba is 0.5.
It is preferably in the range of 1 μm to 0.2 μm, for example, about 0.18 μm. This gate electrode 215B
a is provided at a position close to the source side by about 0.1 μm from the center of the recess 210B [FIG. 5 (h)].

【0074】本第2の実施の形態の上記第1の実施例の
応用例も、本第2の実施の形態の上記第1の実施例の有
した効果を有している。
An application example of the first embodiment of the second embodiment has the same effect as that of the first embodiment of the second embodiment.

【0075】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図6を参照すると、本発明の第2の実施の形態の第2の
実施例による半導体装置は、以下のとおりに形成され
る。
Referring to FIG. 6, which is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device, a semiconductor device according to a second example of the second embodiment of the present invention is formed as follows.

【0076】まず、本第2の実施の形態の上記第1の実
施例と同様に、半絶縁性GaAs基板201の表面上
に、第1の層であるGaAs層202A,第2の層であ
るAlGaAs層203および第3の層であるGaAs
層204からなる積層膜がエピタキシャル成長により形
成される。次に、導電膜として例えばスパッタリングに
より全面にWSi膜(図に明示せず)が形成される。W
Si膜の表面上に、第1のフォトレジスト膜パターン
(図示せず)が形成される。次に、例えばCF4 +SF
6 (のようにClが含まれないガス)をエッチングガス
とし,上記第1のフォトレジスト膜パターンをマスクに
用いたドライエッチングにより、上記WSi膜が選択的
にエッチング除去される。これにより、WSi膜にはリ
セス形成用の開口部(図示せず)が形成され、同時に、
WSi膜からなるアライメントマーク207AおよびE
Bマーク209Aが積層膜の表面上に残置形成される。
First, on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 201, a GaAs layer 202A as a first layer and a second layer are formed on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 201, as in the first example of the second embodiment. AlGaAs layer 203 and GaAs as third layer
A laminated film including the layer 204 is formed by epitaxial growth. Next, a WSi film (not shown in the figure) is formed as a conductive film over the entire surface by, for example, sputtering. W
A first photoresist film pattern (not shown) is formed on the surface of the Si film. Next, for example, CF 4 + SF
The WSi film is selectively etched and removed by dry etching using 6 (a gas containing no Cl as described above) as an etching gas and the first photoresist film pattern as a mask. As a result, an opening (not shown) for forming a recess is formed in the WSi film.
Alignment marks 207A and 207 made of WSi film
A B mark 209A is left on the surface of the laminated film.

【0077】次に、上記第1のフォトレジスト膜パター
ンが除去された後、アライメントマーク207Aを利用
して、(第2の)フォトレジスト膜パターン227が形
成される。このフォトレジスト膜パターン227と上記
開口部とをマスクとし,例えばCl2 +SiCl4 をエ
ッチングガスとしてGaAs層204に対するドライエ
ッチングが選択的に行なわれて、リセス210Aが上記
開口部に自己整合的に形成される。リセス210Aの開
口幅は例えば0.7μm程度であり、これの開口長(ゲ
ート幅)は例えば100μm程度である。続いて、フォ
トレジスト膜パターン227をマスクとし,例えばSF
6 等をエッチングガスに用いたドライエッチングによ
り、露出した部分の上記WSi膜が選択的にエッチング
除去される〔図6(a)〕。
Next, after the first photoresist film pattern is removed, a (second) photoresist film pattern 227 is formed using the alignment mark 207A. Using the photoresist film pattern 227 and the opening as a mask, dry etching is selectively performed on the GaAs layer 204 using, for example, Cl 2 + SiCl 4 as an etching gas, and a recess 210A is formed in the opening in a self-aligned manner. Is done. The opening width of the recess 210A is, for example, about 0.7 μm, and the opening length (gate width) thereof is, for example, about 100 μm. Subsequently, using the photoresist film pattern 227 as a mask, for example, SF
The exposed portion of the WSi film is selectively removed by dry etching using 6 or the like as an etching gas [FIG. 6 (a)].

【0078】本実施例における半導体基板および上記積
層膜の構成に関する制約は、本第2の実施の形態の上記
第1の実施例における半導体基板および第1の積層膜の
構成に関する制約と同じである。
The restrictions on the configuration of the semiconductor substrate and the laminated film in this example are the same as the restrictions on the configuration of the semiconductor substrate and the first laminated film in the first example of the second embodiment. .

【0079】次に、フォトレジスト膜パターン227が
除去された後、EBマーク209Aを利用して、EBレ
ジスト膜パターン225bが形成される。例えばスパッ
タリングにより、ゲートメタル214Aが全面に形成さ
れる。ゲートメタル214Aは、例えばTi層にAl層
が積層された構造を有しているが、これに限定されるも
のではない〔図6(b)〕。
Next, after the photoresist film pattern 227 is removed, an EB resist film pattern 225b is formed using the EB mark 209A. For example, the gate metal 214A is formed on the entire surface by sputtering. The gate metal 214A has, for example, a structure in which an Al layer is laminated on a Ti layer, but is not limited to this (FIG. 6B).

【0080】その後、EBレジスト膜パターン225b
がリフトオフされて、リセス210Aにはゲート電極2
15Abが形成される。ゲート電極215Abの線幅
(ゲート長)は0.1μm〜0.2μmの範囲であるこ
とが好ましく、例えば、0.18μm程度である。この
ゲート電極215Abはリセス210Aの中心からソー
ス側に0.1μm程度近ずけた位置に設けられている
〔図6(c)〕。
Thereafter, the EB resist film pattern 225b
Is lifted off, and the gate electrode 2 is formed in the recess 210A.
15Ab is formed. The line width (gate length) of the gate electrode 215Ab is preferably in the range of 0.1 μm to 0.2 μm, for example, about 0.18 μm. The gate electrode 215Ab is provided at a position close to the source side from the center of the recess 210A by about 0.1 μm (FIG. 6C).

【0081】次に、再びアライメントマーク207Aを
利用して、(第3の)フォトレジスト膜パターン223
bが形成される。例えばスパッタリングにより、オーミ
ックメタル211Aが全面に形成される。オーミックメ
タル211Aは、例えばNi層,AuGe層およびAu
層が順次積層された膜からなるが、これに限定されるも
のではない〔図6(d)〕。
Next, the (third) photoresist film pattern 223 is again utilized by using the alignment mark 207A.
b is formed. For example, the ohmic metal 211A is formed on the entire surface by sputtering. The ohmic metal 211A includes, for example, a Ni layer, an AuGe layer, and an Au layer.
Although the layers are formed of sequentially laminated films, the present invention is not limited thereto (FIG. 6D).

【0082】続いて、フォトレジスト膜パターン223
aがリフトオフされて、GaAs層204の表面上には
(オーミックメタル211Aからなる)ソース電極21
2Ab並びにドレイン電極213Abが形成される。こ
れにより、本第2の実施の形態の本第2の実施例による
半導体装置が完成する〔図6(e)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 223 is formed.
is lifted off, and the source electrode 21 (made of the ohmic metal 211A) is formed on the surface of the GaAs layer 204.
2Ab and a drain electrode 213Ab are formed. Thus, the semiconductor device according to the second example of the second embodiment is completed [FIG. 6 (e)].

【0083】本第2の実施の形態の本第2の実施例によ
る半導体装置の製造方法においても、上記第1の実施の
形態の有した効果を有することになる。
The method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the second embodiment has the same effects as those of the first embodiment.

【0084】本第2の実施の形態の本第2の実施例の技
術的思想も、上記(第1,第2および第3の層からな
る)積層膜の代りに、半導体基板の表面上に単層の化合
物半導体層が形成された場合と、半絶縁性化合物半導体
基板の表面(あるいは表面の所定領域)に例えばイオン
注入よる不純物導入によりn型の化合物半導体層が形成
された場合のにも適用できる。
The technical idea of the second embodiment of the second embodiment is that the above-mentioned laminated film (consisting of the first, second and third layers) is formed on the surface of the semiconductor substrate instead of the laminated film. A single compound semiconductor layer is formed, and an n-type compound semiconductor layer is formed on the surface of a semi-insulating compound semiconductor substrate (or a predetermined region of the surface) by, for example, introducing impurities by ion implantation. Applicable.

【0085】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図7を参照すると、本第2の実施の形態の上記第1の実
施例の応用例による半導体装置は、以下のとおりに形成
される。
Referring to FIG. 7, which is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device, a semiconductor device according to an application of the first embodiment of the second embodiment is formed as follows.

【0086】まず、半絶縁性GaAs基板201の表面
上に、例えば300nm程度の膜厚のn型のGaAs層
202Bが形成される。次に、例えばスパッタリングに
より全面に導電体膜としてWSi膜(図に明示せず)が
形成される。WSi膜の表面上に、第1のフォトレジス
ト膜パターン(図示せず)が形成される。次に、例えば
CF4 +SF6 (のようにClが含まれないガス)をエ
ッチングとし,上記第1のフォトレジスト膜パターンを
マスクに用いたドライエッチングにより、上記WSi膜
が選択的にエッチング除去される。これにより、上記W
Si膜にはリセス形成用の開口部(図示せず)が形成さ
れ、同時に、上記WSi膜からなるアライメントマーク
207BおよびEBマーク209BがGaAs膜202
Bの表面上に残置形成される。
First, an n-type GaAs layer 202B having a thickness of, for example, about 300 nm is formed on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 201. Next, a WSi film (not shown in the figure) is formed as a conductor film on the entire surface by, for example, sputtering. A first photoresist film pattern (not shown) is formed on the surface of the WSi film. Next, the WSi film is selectively etched and removed by dry etching using, for example, CF 4 + SF 6 (a gas containing no Cl such as SF 4 ) as a mask with the first photoresist film pattern as a mask. You. Thereby, the above W
An opening (not shown) for forming a recess is formed in the Si film, and at the same time, the alignment mark 207B and the EB mark 209B made of the WSi film are formed on the GaAs film 202.
B is formed on the surface of B.

【0087】次に、上記第1のフォトレジスト膜パター
ンが除去された後、アライメントマーク207Bを利用
して、(第2の)フォトレジスト膜パターン227が形
成される。このフォトレジスト膜パターン227と上記
開口部とをマスクとし,例えばCl2 +SiCl4 をエ
ッチングガスとしたGaAs層202Bが所要の深さ
(50nm〜150nmの範囲)だけエッチングされ
て、リセス210Bが上記開口部に自己整合的に形成さ
れる。リセス210Bの開口幅は例えば0.7μm程度
であり、これの開口長(ゲート幅)は例えば100μm
程度である。続いて、フォトレジスト膜パターン227
をマスクとし,例えばSF6 等をエッチングガスに用い
たドライエッチングにより、露出したWSi膜231B
が選択的にエッチング除去される〔図7(a)〕。
Next, after the first photoresist film pattern is removed, a (second) photoresist film pattern 227 is formed using the alignment mark 207B. Using the photoresist film pattern 227 and the opening as a mask, the GaAs layer 202B using, for example, Cl 2 + SiCl 4 as an etching gas is etched to a required depth (range of 50 nm to 150 nm), and the recess 210B is opened. The part is formed in a self-aligned manner. The opening width of the recess 210B is, for example, about 0.7 μm, and the opening length (gate width) thereof is, for example, 100 μm.
It is about. Subsequently, the photoresist film pattern 227
Was a mask, for example, by dry etching using SF 6 or the like as etching gas, the exposed WSi film 231B
Are selectively removed by etching [FIG. 7 (a)].

【0088】なお、本応用例において、n型の化合物半
導体層が半絶縁性化合物半導体基板の表面の所定領域に
形成されている場合、以下のようになる。導電体膜は
(n型の化合物半導体層の表面上のみに形成されるので
はなく)、n型の化合物半導体層の上面を含めて,半絶
縁性化合物半導体基板の表面を覆う姿態を有して形成さ
れる。この場合、第1のアライメントマークおよびEB
マークは、(n型の化合物半導体層の表面上ではなく)
n型の化合物半導体層が形成されていない部分の半絶縁
性化合物半導体基板の表面上に形成されるのが好まし
い。
In the present application example, when the n-type compound semiconductor layer is formed in a predetermined region on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate, the following is obtained. The conductor film has a form that covers the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate, including the upper surface of the n-type compound semiconductor layer (rather than being formed only on the surface of the n-type compound semiconductor layer). Formed. In this case, the first alignment mark and the EB
The mark (not on the surface of the n-type compound semiconductor layer)
It is preferably formed on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate where the n-type compound semiconductor layer is not formed.

【0089】次に、フォトレジスト膜パターン227が
除去された後、EBマーク209Bを利用して、EBレ
ジスト膜パターン225bが形成される。例えばスパッ
タリングにより、ゲートメタル214Bが全面に形成さ
れる。ゲートメタル214Bは、例えばTi層にAl層
が積層された構造を有しているが、これに限定されるも
のではない〔図7(b)〕。
Next, after the photoresist film pattern 227 is removed, an EB resist film pattern 225b is formed using the EB mark 209B. For example, the gate metal 214B is formed on the entire surface by sputtering. The gate metal 214B has, for example, a structure in which an Al layer is laminated on a Ti layer, but is not limited to this (FIG. 7B).

【0090】その後、EBレジスト膜パターン225b
がリフトオフされて、リセス210Bにはゲート電極2
15Bbが形成される。ゲート電極215Bbの線幅
(ゲート長)は0.1μm〜0.2μmの範囲であるこ
とが好ましく、例えば、0.18μm程度である。この
ゲート電極215Bbはリセス210Bの中心からソー
ス側に0.1μm程度近ずけた位置に設けられている
〔図7(c)〕。
Thereafter, the EB resist film pattern 225b
Is lifted off, and the gate electrode 2 is
15Bb is formed. The line width (gate length) of the gate electrode 215Bb is preferably in the range of 0.1 μm to 0.2 μm, for example, about 0.18 μm. The gate electrode 215Bb is provided at a position close to the source side by about 0.1 μm from the center of the recess 210B [FIG. 7 (c)].

【0091】次に、再びアライメントマーク207Bを
利用して、(第3の)フォトレジスト膜パターン223
bが形成される。例えばスパッタリングにより、オーミ
ックメタル211Bが全面に形成される。オーミックメ
タル211Bは、例えばNi層,AuGe層およびAu
層が順次積層された膜からなるが、これに限定されるも
のではない〔図7(d)〕。
Next, using the alignment mark 207B again, the (third) photoresist film pattern 223 is used.
b is formed. For example, the ohmic metal 211B is formed on the entire surface by sputtering. The ohmic metal 211B includes, for example, a Ni layer, an AuGe layer, and an Au layer.
Although the layers are formed of sequentially laminated films, the present invention is not limited thereto (FIG. 7D).

【0092】続いて、フォトレジスト膜パターン223
bがリフトオフされて、GaAs層202Bの表面上に
は(オーミックメタル211Bからなる)ソース電極2
12Bb並びにドレイン電極213Bbが形成される
〔図7(e)〕。これにより、本第2の実施の形態の上
記第2の実施例の応用例による半導体装置が完成する。
Subsequently, a photoresist film pattern 223 is formed.
b is lifted off, and the source electrode 2 (made of ohmic metal 211B) is formed on the surface of the GaAs layer 202B.
12Bb and a drain electrode 213Bb are formed (FIG. 7E). As a result, a semiconductor device according to an application example of the second example of the second embodiment is completed.

【0093】本第2の実施の形態の上記第2の実施例の
応用例も、本第2の実施の形態の上記第2の実施例の有
した効果を有している。
An application example of the second embodiment of the second embodiment has the same effect as that of the second embodiment of the second embodiment.

【0094】本発明の第3の実施の形態の製造方法が適
用される半導体装置も、上記第2の実施の形態と同様
に、半導体基板の表面もしくは表面上に設けられた(少
なくとも上面が化合物半導体からなる)層の表面にリセ
スが形成され、このリセスにゲート電極が形成され、こ
の層の表面上にソース,ドレイン電極が形成された化合
物半導体装置である。この層は単層の化合物半導体層あ
るいは上記第1の実施の形態の第1の積層膜と同じ構造
の積層膜からなる。この層が上記積層膜からなるとき
は、この層は半導体基板の表面上に設けられている。こ
の層が単層の化合物半導体層からなる場合には、半導体
基板の表面上に設けられた場合と、イオン注入等の不純
物の導入により,半導体基板の表面に設けられた場合と
がある。
The semiconductor device to which the manufacturing method of the third embodiment of the present invention is applied is also provided on the surface of the semiconductor substrate or at least on the surface thereof (at least the upper surface is a compound), as in the second embodiment. This is a compound semiconductor device in which a recess is formed on the surface of a layer (comprising a semiconductor), a gate electrode is formed in the recess, and source and drain electrodes are formed on the surface of this layer. This layer is composed of a single compound semiconductor layer or a laminated film having the same structure as the first laminated film of the first embodiment. When this layer is made of the laminated film, this layer is provided on the surface of the semiconductor substrate. When this layer is formed of a single compound semiconductor layer, there are a case where it is provided on the surface of the semiconductor substrate and a case where it is provided on the surface of the semiconductor substrate by introduction of impurities such as ion implantation.

【0095】本第3の実施の形態の特徴は、(第2のア
ライメントマークである)EBマーク形成用の(第2
の)開口部(並びに第1のアライメントマーク形成用の
第1の開口部)とリセスとが、1回のフォトリソグラフ
ィにより同時に形成される点にある。EBマーク形成用
の(第2の)開口部(および第1のアライメントマーク
形成用の第1の開口部)は、上記層を覆う姿態を有して
半導体基板上に設けられた絶縁膜に形成される。本第3
の実施の形態では、(第2の)開口部に自己整合的に半
導体基板の表面もしくは表面上に設けられたEBマーク
のなす段差が、EBリソグラフィのアライメントに供せ
られる。
The feature of the third embodiment is that the (second alignment mark) EB mark formation (second alignment mark)
1) and the recess (i.e., the first opening for forming the first alignment mark) and the recess are formed simultaneously by one photolithography. The (second) opening for forming the EB mark (and the first opening for forming the first alignment mark) is formed in an insulating film provided on the semiconductor substrate so as to cover the above layer. Is done. Book 3
In the embodiment, the step formed by the EB mark provided on the surface of the semiconductor substrate or on the surface in a self-aligned manner with the (second) opening is used for EB lithography alignment.

【0096】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図8を参照すると、本発明の第3の実施の形態の第1の
実施例による半導体装置は、以下のとおりに形成され
る。
Referring to FIG. 8, which is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device, a semiconductor device according to a first example of the third embodiment of the present invention is formed as follows.

【0097】まず、上記第1,第2の実施の形態の上記
第1の実施例と同様に、半絶縁性GaAs基板301の
表面上に、第1の層である(例えばアンドープで,例え
ば200nm程度の膜厚の)GaAs層302A,第2
の層である(例えば5nm〜10nm程度の膜厚でn型
の)AlGaAs層303および第3の層である(例え
ば100nm程度の膜厚でn型の)GaAs層304か
らなる積層膜がエピタキシャル成長により形成される。
なお、GaAs層304の膜厚としては、50nm〜1
50nmの範囲であることが好ましい。次に、上記第
1,第2の実施の形態と相違して、絶縁膜として、例え
ばCVD法により全面にSiO2 膜332Aが形成され
る。SiO2 膜332Aの膜厚としては、少なくとも1
0nm程度であることが好ましい。SiO2 膜332A
の代りに、Si34 膜のようにClを含まないエッチ
ングガスで(化合物半導体に対して)選択的にエッチン
グ除去できる絶縁膜、あるいは、(後工程で形成され
る)リセスに対して損傷を与えることなくウェットエッ
チングが可能な絶縁膜を採用することも可能である。S
iO2 膜332Aの表面上に、(第1の)フォトレジス
ト膜パターン328が形成される〔図8(a)〕。
First, as in the first embodiment of the first and second embodiments, a first layer (for example, undoped, for example, 200 nm) is formed on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 301. GaAs layer 302A (with a thickness of about
A laminated film composed of an AlGaAs layer 303 (for example, n-type with a thickness of about 5 nm to 10 nm) and a GaAs layer 304 (for example, n-type with a thickness of about 100 nm) is formed by epitaxial growth. It is formed.
The GaAs layer 304 has a thickness of 50 nm to 1 nm.
Preferably it is in the range of 50 nm. Next, unlike the first and second embodiments, a SiO 2 film 332A is formed as an insulating film on the entire surface by, for example, a CVD method. The thickness of the SiO 2 film 332A is at least 1
It is preferably about 0 nm. SiO 2 film 332A
Instead, an insulating film such as a Si 3 N 4 film that can be selectively etched away (with respect to a compound semiconductor) with an etching gas containing no Cl, or a recess (formed in a later step) is damaged. It is also possible to employ an insulating film that can be wet-etched without imparting the same. S
A (first) photoresist film pattern 328 is formed on the surface of the iO 2 film 332A (FIG. 8A).

【0098】次に、例えばCF4 +CHF3 (のように
Clが含まれないガス)をエッチングガスとし,フォト
レジスト膜パターン328をマスクに用いたドライエッ
チングにより、SiO2 膜332Aが選択的にエッチン
グ除去される。これにより、SiO2 膜332Aには、
(第1のアライメントマーク形成用の第1の)開口部3
37Aおよび(EBマーク形成用の第2の)開口部33
9Aが形成される。さらにフォトレジスト膜パターン3
28をマスクにして、例えばBCl3 +SF6をエッチ
ングガスに用いて、GaAs層304が選択的に異方性
エッチングされる。これにより、リセス310Aが形成
される。リセス310Aの開口幅は例えば0.7μm程
度であり、これの開口長(ゲート幅)は例えば100μ
m程度である。このエッチングではAlGaAs層30
3もストッパ層として機能する。また、このエッチング
ガスを用いるならば、高平滑エッチングが可能になる
〔図8(b)〕。
[0098] Then, for example, CF 4 + CHF 3 (the gas does not contain Cl as) as an etching gas, by dry etching using a photoresist film pattern 328 as a mask, SiO 2 film 332A is selectively etched Removed. Thereby, the SiO 2 film 332A has
(First) opening 3 for forming first alignment mark
37A and opening 33 (for EB mark formation)
9A is formed. Photoresist film pattern 3
Using the mask 28 as a mask, the GaAs layer 304 is selectively anisotropically etched using, for example, BCl 3 + SF 6 as an etching gas. As a result, a recess 310A is formed. The opening width of the recess 310A is, for example, about 0.7 μm, and the opening length (gate width) thereof is, for example, 100 μm.
m. In this etching, the AlGaAs layer 30
3 also functions as a stopper layer. If this etching gas is used, highly smooth etching can be performed (FIG. 8B).

【0099】なお、このエッチングに際して、開口部3
37A,339Aに自己整合的にGaAs層304がエ
ッチングされる。この段階で、開口部339Aに関連し
た凹型形状ではEBマークとして機能しない。一方、開
口部337A自体,さらにはこの開口部337Aに関連
した凹型形状は(段差が少なくとも10nm程度さらに
はそれ以上あることから)フォトリソグラフィ用のアラ
イメントマークとして機能することになる。しかしなが
ら、この段階では(煩雑さを回避することを含めて)便
宜上これら開口部337A自体,開口部337Aに関連
した凹型形状を「アライメントマーク」とは称さないこ
とにする。
At the time of this etching, the opening 3
The GaAs layer 304 is etched in a self-aligned manner at 37A and 339A. At this stage, the concave shape related to the opening 339A does not function as an EB mark. On the other hand, the opening 337A itself and the concave shape related to the opening 337A (because the step is at least about 10 nm or more) function as an alignment mark for photolithography. However, at this stage, the opening 337A itself and the concave shape related to the opening 337A are not referred to as “alignment marks” for convenience (including avoiding complexity).

【0100】次に、フォトレジスト膜パターン328が
除去された後、開口部307Aに関連した凹型形状を利
用して、(第2の)フォトレジスト膜パターン329が
形成される。少なくともリセス310Aはこのフォトレ
ジスト膜パターン329により覆われており、開口部3
37Aおよび開口部339Aはフォトレジスト膜パター
ン329に覆われずに露出している。続いて、このフォ
トレジスト膜パターン329と開口部337A,339
Aとをマスクとし,例えばCl2 +SiCl4をエッチ
ングガスとして、AlGaAs層303,GaAs層3
02A,半絶縁性GaAs基板301の合計膜厚が少な
くとも300nm程度になるまで、これらが順次異方性
エッチングされる。これにより、開口部337A,33
9Aにそれぞれ自己整合的に、少なくとも400nm程
度の深さを有した(フォトリソグラフィ用の第1の)ア
ライメントマーク307A,(EBリソグラフィ用の第
2のアライメントマークである)EBマーク309Aが
形成される〔図8(c)〕。
Next, after the photoresist film pattern 328 is removed, a (second) photoresist film pattern 329 is formed using the concave shape associated with the opening 307A. At least the recess 310A is covered with the photoresist film pattern 329 and the opening 3
37A and the opening 339A are exposed without being covered by the photoresist film pattern 329. Subsequently, the photoresist film pattern 329 and the openings 337A and 339 are formed.
A as a mask, for example, using Cl 2 + SiCl 4 as an etching gas, the AlGaAs layer 303 and the GaAs layer 3.
02A and the semi-insulating GaAs substrate 301 are sequentially anisotropically etched until the total film thickness becomes at least about 300 nm. Thereby, the openings 337A, 33
9A, an alignment mark 307A (a first alignment mark for photolithography) and an EB mark 309A (which is a second alignment mark for EB lithography) having a depth of at least about 400 nm are formed in a self-aligned manner. [FIG. 8 (c)].

【0101】フォトレジスト膜パターン329が除去さ
れた後、弗酸(HF)系のエッチング液を用いたウェッ
トエッチングにより、SiO2 膜332Aが選択的に除
去される〔図8(d)〕。
After the photoresist film pattern 329 is removed, the SiO 2 film 332A is selectively removed by wet etching using a hydrofluoric acid (HF) -based etchant (FIG. 8D).

【0102】次に、アライメントマーク307Aを利用
して、(第3の)フォトレジスト膜パターン323aが
形成される。例えばスパッタリングにより、オーミック
メタル311Aが全面に形成される。オーミックメタル
311Aは、例えばNi層,AuGe層およびAu層が
順次積層された膜からなるが、これに限定されるもので
はない〔図8(e)〕。
Next, a (third) photoresist film pattern 323a is formed using the alignment mark 307A. For example, ohmic metal 311A is formed on the entire surface by sputtering. The ohmic metal 311A is, for example, a film in which a Ni layer, an AuGe layer, and an Au layer are sequentially stacked, but is not limited thereto (FIG. 8E).

【0103】続いて、フォトレジスト膜パターン323
aがリフトオフされて、GaAs層304の表面上には
(オーミックメタル311Aからなる)ソース電極31
2Aa並びにドレイン電極313Aaが形成される〔図
8(f)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 323 is formed.
is lifted off, and the source electrode 31 (made of ohmic metal 311A) is formed on the surface of the GaAs layer 304.
2Aa and a drain electrode 313Aa are formed [FIG. 8 (f)].

【0104】次に、EBマーク309Aを利用して、E
Bレジスト膜パターン325aが形成される。例えばス
パッタリングにより、ゲートメタル314Aが全面に形
成される。ゲートメタル314Aは、例えばTi層にA
l層が積層された構造を有しているが、これに限定され
るものではない〔図8(g)〕。
Next, using the EB mark 309A,
A B resist film pattern 325a is formed. For example, the gate metal 314A is formed on the entire surface by sputtering. The gate metal 314A is formed, for example, by adding A to the Ti layer.
It has a structure in which one layer is laminated, but is not limited to this (FIG. 8 (g)).

【0105】その後、EBレジスト膜パターン325a
がリフトオフされて、リセス310Aにはゲート電極3
15Aaが形成される。これにより、本第3の実施の形
態の本第1の実施例による半導体装置が完成する。ゲー
ト電極315Aaの線幅(ゲート長)は0.1μm〜
0.2μmの範囲であることが好ましく、例えば、0.
18μm程度である。このゲート電極315Aaはリセ
ス310Aの中心からソース側に0.1μm程度近ずけ
た位置に設けられている〔図8(h)〕。
Thereafter, the EB resist film pattern 325a
Is lifted off, and the gate electrode 3 is formed in the recess 310A.
15Aa is formed. Thus, the semiconductor device according to the first example of the third embodiment is completed. The line width (gate length) of the gate electrode 315Aa is 0.1 μm or more.
It is preferably in the range of 0.2 μm, for example, 0.1 μm.
It is about 18 μm. The gate electrode 315Aa is provided at a position close to the source side by about 0.1 μm from the center of the recess 310A [FIG. 8 (h)].

【0106】本第3の実施の形態の本第1の実施例で
は、第1のフォトレジスト膜パターン328を用いた1
回のフォトリソグラフィにより、EBマーク用の開口部
339Aとリセス310Aとが同時に形成されている。
さらに、EBマーク309Aが開口部339Aに自己整
合的に形成することが可能なことから、リセス210A
に対するゲート電極315Aaのアライメント精度は、
1回のEBリソグラフィのアライメント精度(0.05
μm程度)のみにより規定されることになる。すなわ
ち、本第3の実施の形態の本第1の実施例による半導体
装置の製造方法においても、上記第1,第2の実施の形
態の有した効果を有することになる。
In the first example of the third embodiment, the first example using the first photoresist film pattern 328
The opening 339A for the EB mark and the recess 310A are formed at the same time by the second photolithography.
Further, since the EB mark 309A can be formed in the opening 339A in a self-aligned manner, the recess 210A
Alignment accuracy of the gate electrode 315Aa with respect to
EB lithography alignment accuracy (0.05
μm) alone. That is, the method of manufacturing the semiconductor device according to the first example of the third embodiment has the same effects as those of the first and second embodiments.

【0107】本第3の実施の形態の本第1の実施例の技
術的思想は、上記(第1,第2および第3の層からな
る)積層膜の代りに、半導体基板の表面上に単層の化合
物半導体層が形成された場合と、半絶縁性化合物半導体
基板の表面(あるいは表面の所定領域)に例えばイオン
注入よる不純物導入によりn型の化合物半導体層が形成
された場合のにも適用できる。
The technical idea of the first embodiment of the third embodiment is that, instead of the above-mentioned laminated film (comprising the first, second and third layers), A single compound semiconductor layer is formed, and an n-type compound semiconductor layer is formed on the surface of a semi-insulating compound semiconductor substrate (or a predetermined region of the surface) by, for example, introducing impurities by ion implantation. Applicable.

【0108】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図9を参照すると、本第3の実施の形態の上記第1の実
施例の応用例による半導体装置は、以下のとおりに形成
される。
Referring to FIG. 9, which is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device, a semiconductor device according to an application of the first embodiment of the third embodiment is formed as follows.

【0109】まず、半絶縁性GaAs基板301の表面
上に、例えば300nm程度の膜厚のn型のGaAs層
302Bが形成される。次に、例えばCVD法により全
面にSiO2 膜332Bが形成される。SiO2 膜33
2Bの表面上に、(第1の)フォトレジスト膜パターン
328が形成される〔図9(a)〕。
First, an n-type GaAs layer 302B having a thickness of, for example, about 300 nm is formed on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 301. Next, an SiO 2 film 332B is formed on the entire surface by, for example, a CVD method. SiO 2 film 33
A (first) photoresist film pattern 328 is formed on the surface of 2B (FIG. 9A).

【0110】次に、例えばCF4 +CHF3 をエッチン
グガスとし,フォトレジスト膜パターン328をマスク
に用いたドライエッチングにより、SiO2 膜332B
が選択的にエッチング除去される。これにより、SiO
2 膜332Aには、開口部337Bおよび開口部339
Bが形成される。さらにフォトレジスト膜パターン32
8をマスクにして、例えばBCl3 +SF6 をエッチン
グガスに用いて、GaAs層302Bが例えば100n
m程度の厚さだけ選択的に異方性エッチングされる。こ
れにより、リセス310Bが形成される。リセス310
Bの開口幅は例えば0.7μm程度であり、これの開口
長(ゲート幅)は例えば100μm程度である〔図9
(b)〕。
Next, an SiO 2 film 332B is formed by dry etching using, for example, CF 4 + CHF 3 as an etching gas and a photoresist film pattern 328 as a mask.
Is selectively removed by etching. Thereby, the SiO
The opening 337B and the opening 339 are provided in the two films 332A.
B is formed. Further, a photoresist film pattern 32
8 as a mask, for example, using BCl 3 + SF 6 as an etching gas,
It is selectively anisotropically etched by a thickness of about m. As a result, a recess 310B is formed. Recess 310
The opening width of B is, for example, about 0.7 μm, and the opening length (gate width) thereof is, for example, about 100 μm [FIG.
(B)].

【0111】次に、フォトレジスト膜パターン328が
除去された後、開口部337Bに関連した凹型形状を利
用して、(第2の)フォトレジスト膜パターン329が
形成される。続いて、このフォトレジスト膜パターン3
29と開口部337A,339Aとをマスクとし,例え
ばCl2 +SiCl4 をエッチングガスとして、GaA
s層302Bおよび半絶縁性GaAs基板301の合計
膜厚が少なくとも300nm程度になるまで、これらが
順次異方性エッチングされる。これにより、開口部33
7B,339Bにそれぞれ自己整合的に、少なくとも4
00nm程度の深さを有した(フォトリソグラフィ用の
第1の)アライメントマーク307B,(EBリソグラ
フィ用の第2のアライメントマークである)EBマーク
309Bが形成される〔図9(c)〕。
Next, after the photoresist film pattern 328 is removed, a (second) photoresist film pattern 329 is formed using the concave shape associated with the opening 337B. Subsequently, the photoresist film pattern 3
29 and the openings 337A and 339A as masks, for example, Cl 2 + SiCl 4 as an etching gas and GaAs.
Until the total film thickness of the s layer 302B and the semi-insulating GaAs substrate 301 becomes at least about 300 nm, these are sequentially anisotropically etched. Thereby, the opening 33
7B and 339B, respectively, at least 4
An alignment mark 307B (a first alignment mark for photolithography) and an EB mark 309B (which is a second alignment mark for EB lithography) having a depth of about 00 nm are formed (FIG. 9C).

【0112】フォトレジスト膜パターン329が除去さ
れた後、弗酸(HF)系のエッチング液を用いたウェッ
トエッチングにより、SiO2 膜332Bが選択的に除
去される〔図9(d)〕。
After the photoresist film pattern 329 is removed, the SiO 2 film 332B is selectively removed by wet etching using a hydrofluoric acid (HF) -based etchant (FIG. 9D).

【0113】なお、本応用例において、n型の化合物半
導体層が半絶縁性化合物半導体基板の表面の所定領域に
形成されている場合、以下のようになる。絶縁膜は(n
型の化合物半導体層の表面上のみに形成されるのではな
く)、n型の化合物半導体層の上面を含めて,半絶縁性
化合物半導体基板の表面を覆う姿態を有して形成され
る。この場合、第1および第2の開口部は(n型の化合
物半導体層の表面上にではなく)n型の化合物半導体層
が形成されていない部分の半絶縁性化合物半導体基板の
表面上に形成されるのが好ましく、第1のアライメント
マークおよびEBマークは(n型の化合物半導体層の表
面にではなく)n型の化合物半導体層が形成されていな
い部分の半絶縁性化合物半導体基板の表面に形成される
のが好ましい。
In the present application example, when the n-type compound semiconductor layer is formed in a predetermined region on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate, the following is obtained. The insulating film is (n
Rather than being formed only on the surface of the n-type compound semiconductor layer), it is formed so as to cover the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate including the upper surface of the n-type compound semiconductor layer. In this case, the first and second openings are formed on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate where the n-type compound semiconductor layer is not formed (not on the surface of the n-type compound semiconductor layer). The first alignment mark and the EB mark are preferably formed on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate where the n-type compound semiconductor layer is not formed (not on the surface of the n-type compound semiconductor layer). It is preferably formed.

【0114】次に、アライメントマーク307Bを利用
して、(第3の)フォトレジスト膜パターン323aが
形成される。例えばスパッタリングにより、オーミック
メタル311Bが全面に形成される。オーミックメタル
311Bは、例えばNi層,AuGe層およびAu層が
順次積層された膜からなるが、これに限定されるもので
はない〔図9(e)〕。
Next, a (third) photoresist film pattern 323a is formed using the alignment mark 307B. For example, the ohmic metal 311B is formed on the entire surface by sputtering. The ohmic metal 311B is, for example, a film in which a Ni layer, an AuGe layer, and an Au layer are sequentially stacked, but is not limited thereto (FIG. 9E).

【0115】続いて、フォトレジスト膜パターン323
aがリフトオフされて、GaAs層302Bの表面上に
は(オーミックメタル311Bからなる)ソース電極3
12Ba並びにドレイン電極313Baが形成される
〔図9(f)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 323 is formed.
is lifted off, and the source electrode 3 (made of ohmic metal 311B) is formed on the surface of the GaAs layer 302B.
12Ba and a drain electrode 313Ba are formed [FIG. 9 (f)].

【0116】次に、EBマーク309Bを利用して、E
Bレジスト膜パターン325aが形成される。例えばス
パッタリングにより、ゲートメタル314Bが全面に形
成される。ゲートメタル314Bは、例えばTi層にA
l層が積層された構造を有しているが、これに限定され
るものではない〔図9(g)〕。
Next, using the EB mark 309B,
A B resist film pattern 325a is formed. For example, the gate metal 314B is formed on the entire surface by sputtering. The gate metal 314B is formed, for example, by adding A to the Ti layer.
It has a structure in which one layer is laminated, but is not limited to this (FIG. 9G).

【0117】その後、EBレジスト膜パターン325a
がリフトオフされて、リセス310Bにはゲート電極3
15Baが形成される。これにより、本第3の実施の形
態の上記第1の実施例の応用例による半導体装置が完成
する。ゲート電極315Baの線幅(ゲート長)は0.
1μm〜0.2μmの範囲であることが好ましく、例え
ば、0.18μm程度である。このゲート電極315B
aはリセス310Bの中心からソース側に0.1μm程
度近ずけた位置に設けられている〔図9(h)〕。
Thereafter, the EB resist film pattern 325a
Is lifted off, and the gate electrode 3 is formed in the recess 310B.
15Ba is formed. Thus, the semiconductor device according to the application example of the first example of the third embodiment is completed. The line width (gate length) of the gate electrode 315Ba is 0.
It is preferably in the range of 1 μm to 0.2 μm, for example, about 0.18 μm. This gate electrode 315B
a is provided at a position close to the source side by about 0.1 μm from the center of the recess 310B [FIG. 9 (h)].

【0118】本第3の実施の形態の上記第1の実施例の
応用例も、本第3の実施の形態の上記第1の実施例の有
した効果を有している。
An application example of the first embodiment of the third embodiment has the same effect as that of the first embodiment of the third embodiment.

【0119】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図10を参照すると、本発明の第3の実施の形態の第2
の実施例による半導体装置は、以下のとおりに形成され
る。
Referring to FIG. 10, which is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device, the second embodiment according to the third embodiment of the present invention is described.
The semiconductor device according to the embodiment is formed as follows.

【0120】まず、本第3の実施の形態の上記第1の実
施例と同様に、半絶縁性GaAs基板301の表面上
に、第1の層である(例えばアンドープで,例えば20
0nm程度の膜厚の)GaAs層302A,第2の層で
ある(例えば5nm〜10nm程度の膜厚でn型の)A
lGaAs層303および第3の層である(例えば10
0nm程度の膜厚でn型の)GaAs層304からなる
積層膜がエピタキシャル成長により形成される。なお、
GaAs層304の膜厚としては、50nm〜150n
mの範囲であることが好ましい。次に、絶縁膜として、
例えばCVD法により全面にSiO2 膜(図示せず)が
形成される。SiO2 膜の表面上に、第1のフォトレジ
スト膜パターン(図示せず)が形成される。次に、例え
ばCF4 +CHF3 (のようにClが含まれないガス)
をエッチングガスとし,第1のフォトレジスト膜パター
ンをマスクに用いたドライエッチングにより、上記Si
2膜が選択的にエッチング除去される。これにより、
SiO2 膜には、第1のアライメントマーク形成用の第
1の開口部(図に明示せず)およびEBマーク形成用の
第2の開口部(図に明示せず)が形成される。さらに第
1のフォトレジスト膜パターンをマスクにして、例えば
BCl3 +SF6 をエッチングガスに用いて、GaAs
層304が選択的に異方性エッチングされる。これによ
り、リセス310Aが形成される。リセス310Aの開
口幅は例えば0.7μm程度であり、これの開口長(ゲ
ート幅)は例えば100μm程度である。
First, as in the first example of the third embodiment, a first layer (eg, undoped, eg, 20 μm) is formed on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 301.
A GaAs layer 302A (having a thickness of about 0 nm), and a second layer (eg, n-type having a thickness of about 5 nm to 10 nm)
the lGaAs layer 303 and the third layer (for example, 10
A stacked film including the n-type (GaAs layer) 304 having a thickness of about 0 nm is formed by epitaxial growth. In addition,
The thickness of the GaAs layer 304 is 50 nm to 150 n.
It is preferably in the range of m. Next, as an insulating film,
For example, an SiO 2 film (not shown) is formed on the entire surface by a CVD method. A first photoresist film pattern (not shown) is formed on the surface of the SiO 2 film. Next, for example, CF 4 + CHF 3 (a gas containing no Cl such as)
Is used as an etching gas, and dry etching is performed using the first photoresist film pattern as a mask.
The O 2 film is selectively etched away. This allows
In the SiO 2 film, a first opening (not shown) for forming a first alignment mark and a second opening (not shown) for forming an EB mark are formed. Further, using the first photoresist film pattern as a mask, for example, BCl 3 + SF 6 is used as an etching gas to form GaAs.
Layer 304 is selectively anisotropically etched. As a result, a recess 310A is formed. The opening width of the recess 310A is, for example, about 0.7 μm, and the opening length (gate width) thereof is, for example, about 100 μm.

【0121】次に、上記第1のフォトレジスト膜パター
ンが除去された後、上記第1の開口部307Aに関連し
た凹型形状を利用して、第2のフォトレジスト膜パター
ン(図示せず)が形成される。続いて、この第2のフォ
トレジスト膜パターンと上記第1,第2の開口部とをマ
スクとし,例えばCl2 +SiCl4 をエッチングガス
として、AlGaAs層303,GaAs層302A,
半絶縁性GaAs基板301の合計膜厚が少なくとも3
00nm程度になるまで、これらが順次異方性エッチン
グされる。これにより、第1,第2の開口部にそれぞれ
自己整合的に、少なくとも400nm程度の深さを有し
た(フォトリソグラフィ用の第1の)アライメントマー
ク307A,(EBリソグラフィ用の第2のアライメン
トマークである)EBマーク309Aが形成される。第
2のフォトレジスト膜パターンが除去された後、弗酸
(HF)系のエッチング液を用いたウェットエッチング
により、SiO2 膜332Aが選択的に除去される〔図
10(a)〕。
Next, after the first photoresist film pattern is removed, a second photoresist film pattern (not shown) is formed using the concave shape associated with the first opening 307A. It is formed. Subsequently, using the second photoresist film pattern and the first and second openings as masks, and using, for example, Cl 2 + SiCl 4 as an etching gas, the AlGaAs layer 303, the GaAs layer 302A,
The total thickness of the semi-insulating GaAs substrate 301 is at least 3
These are sequentially anisotropically etched until the thickness becomes about 00 nm. Thereby, the (first) alignment mark 307A (the second alignment mark for EB lithography) and the (first lithography alignment mark) 307A having a depth of at least about 400 nm are respectively self-aligned with the first and second openings. EB mark 309A is formed. After the second photoresist film pattern is removed, the SiO 2 film 332A is selectively removed by wet etching using a hydrofluoric acid (HF) -based etchant (FIG. 10A).

【0122】本実施例における半導体基板および上記積
層膜の構成に関する制約は、本第3の実施の形態の上記
第1の実施例における半導体基板および積層膜の構成に
関する制約と同じである。また、本実施例における(第
1の)アライメントマークに関する定義も本第3の実施
の形態の上記第1の実施例と同じである。
The restrictions on the configuration of the semiconductor substrate and the laminated film in the present example are the same as the restrictions on the configuration of the semiconductor substrate and the laminated film in the first example of the third embodiment. The definition of the (first) alignment mark in this embodiment is the same as that in the first embodiment of the third embodiment.

【0123】次に、EBマーク309Aを利用して、E
Bレジスト膜パターン325bが形成される。例えばス
パッタリングにより、ゲートメタル314Aが全面に形
成される。ゲートメタル314Aは、例えばTi層にA
l層が積層された構造を有しているが、これに限定され
るものではない〔図10(b)〕。
Next, using the EB mark 309A,
A B resist film pattern 325b is formed. For example, the gate metal 314A is formed on the entire surface by sputtering. The gate metal 314A is formed, for example, by adding A to the Ti layer.
It has a structure in which one layer is laminated, but is not limited to this (FIG. 10B).

【0124】その後、EBレジスト膜パターン325b
がリフトオフされて、リセス310Aにはゲート電極3
15Abが形成される。ゲート電極315Abの線幅
(ゲート長)は0.1μm〜0.2μmの範囲であるこ
とが好ましく、例えば、0.18μm程度である。この
ゲート電極315Abはリセス310Aの中心からソー
ス側に0.1μm程度近ずけた位置に設けられている
〔図10(c)〕。
Thereafter, the EB resist film pattern 325b
Is lifted off, and the gate electrode 3 is formed in the recess 310A.
15Ab is formed. The line width (gate length) of the gate electrode 315Ab is preferably in the range of 0.1 μm to 0.2 μm, for example, about 0.18 μm. This gate electrode 315Ab is provided at a position close to the source side by about 0.1 μm from the center of the recess 310A [FIG. 10 (c)].

【0125】次に、アライメントマーク307Aを利用
して、(第3の)フォトレジスト膜パターン323bが
形成される。例えばスパッタリングにより、オーミック
メタル311Aが全面に形成される。オーミックメタル
311Aは、例えばNi層,AuGe層およびAu層が
順次積層された膜からなるが、これに限定されるもので
はない〔図10(d)〕。
Next, a (third) photoresist film pattern 323b is formed using the alignment mark 307A. For example, ohmic metal 311A is formed on the entire surface by sputtering. The ohmic metal 311A is, for example, a film in which a Ni layer, an AuGe layer, and an Au layer are sequentially stacked, but is not limited thereto (FIG. 10D).

【0126】続いて、フォトレジスト膜パターン323
bがリフトオフされて、GaAs層304の表面上には
(オーミックメタル311Aからなる)ソース電極31
2Ab並びにドレイン電極313Abが形成される。こ
れにより、本第3の実施の形態の本第2の実施例による
半導体装置が完成する。〔図10(e)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 323 is formed.
b is lifted off, and the source electrode 31 (made of ohmic metal 311A) is formed on the surface of the GaAs layer 304.
2Ab and a drain electrode 313Ab are formed. Thus, the semiconductor device according to the second example of the third embodiment is completed. [FIG. 10 (e)].

【0127】本第3の実施の形態の本第2の実施例によ
る半導体装置の製造方法においても、上記第1,第2の
実施の形態の有した効果を有することになる。
The method of manufacturing the semiconductor device according to the second example of the third embodiment has the same effects as those of the first and second embodiments.

【0128】本第3の実施の形態の本第2の実施例の技
術的思想も、上記(第1,第2および第3の層からな
る)積層膜の代りに、半導体基板の表面上に単層の化合
物半導体層が形成された場合と、半絶縁性化合物半導体
基板の表面(あるいは表面の所定領域)に例えばイオン
注入よる不純物導入によりn型の化合物半導体層が形成
された場合のにも適用できる。
The technical idea of the second embodiment of the third embodiment is that the laminated film (consisting of the first, second and third layers) is formed on the surface of the semiconductor substrate instead of the laminated film. A single compound semiconductor layer is formed, and an n-type compound semiconductor layer is formed on the surface of a semi-insulating compound semiconductor substrate (or a predetermined region of the surface) by, for example, introducing impurities by ion implantation. Applicable.

【0129】半導体装置の製造工程の断面模式図である
図11を参照すると、本第3の実施の形態の上記第1の
実施例の応用例による半導体装置は、以下のとおりに形
成される。
Referring to FIG. 11, which is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device, a semiconductor device according to an application of the first embodiment of the third embodiment is formed as follows.

【0130】まず、半絶縁性GaAs基板301の表面
上に、例えば300nm程度の膜厚のn型のGaAs層
302Bが形成される。次に、例えばCVD法により全
面に絶縁膜としてSiO2 膜(図示せず)が形成され
る。このSiO2 膜の表面上に、第1のフォトレジスト
膜パターン(図示せず)が形成される。次に、例えばC
4 +CHF3 をエッチングガスとし,上記第1のフォ
トレジスト膜パターンをマスクに用いたドライエッチン
グにより、上記SiO2 膜が選択的にエッチング除去さ
れる。これにより、SiO2 膜には、(フォトリソグラ
フィ用の第2のアライメントマークを形成するための)
第1の開口部(図に明示せず)および(EBリソグラフ
ィ用の第2のアライメントマークを形成するための)第
2の開口部(図に明示せず)が形成される。さらに第1
のフォトレジスト膜パターンをマスクにして、例えばB
Cl3 +SF6 をエッチングガスに用いて、GaAs層
302Bが例えば100nm程度の厚さだけ選択的に異
方性エッチングされる。これにより、リセス310Bが
形成される。リセス310Bの開口幅は例えば0.7μ
m程度であり、これの開口長(ゲート幅)は例えば10
0μm程度である。
First, an n-type GaAs layer 302B having a thickness of, for example, about 300 nm is formed on the surface of the semi-insulating GaAs substrate 301. Next, a SiO 2 film (not shown) is formed as an insulating film on the entire surface by, eg, CVD. A first photoresist film pattern (not shown) is formed on the surface of the SiO 2 film. Then, for example, C
By using F 4 + CHF 3 as an etching gas, the SiO 2 film is selectively etched away by dry etching using the first photoresist film pattern as a mask. Thereby, the SiO 2 film is formed (for forming a second alignment mark for photolithography).
A first opening (not shown) and a second opening (not shown) (for forming a second alignment mark for EB lithography) are formed. First
Using the photoresist film pattern as a mask, for example, B
By using Cl 3 + SF 6 as an etching gas, the GaAs layer 302B is selectively anisotropically etched to a thickness of, for example, about 100 nm. As a result, a recess 310B is formed. The opening width of the recess 310B is, for example, 0.7 μm.
m, and its opening length (gate width) is, for example, 10
It is about 0 μm.

【0131】次に、上記第1のフォトレジスト膜パター
ンが除去された後、上記第1の開口部に関連した凹型形
状を利用して、第2のフォトレジスト膜パターン(図示
せず)が形成される。続いて、この第2のフォトレジス
ト膜パターンと上記第1,第2の開口部とをマスクと
し,例えばCl2 +SiCl4 をエッチングガスとし
て、GaAs層302Bおよび半絶縁性GaAs基板3
01の合計膜厚が少なくとも300nm程度になるま
で、これらが順次異方性エッチングされる。これによ
り、第1,第2の開口部にそれぞれ自己整合的に、少な
くとも400nm程度の深さを有した(フォトリソグラ
フィ用の第1の)アライメントマーク307B,(EB
リソグラフィ用の第2のアライメントマークである)E
Bマーク309Bが形成される。上記第2のフォトレジ
スト膜パターンが除去された後、弗酸(HF)系のエッ
チング液を用いたウェットエッチングにより、上記Si
2 膜が選択的に除去される〔図11(a)〕。
Next, after the first photoresist film pattern is removed, a second photoresist film pattern (not shown) is formed by utilizing the concave shape associated with the first opening. Is done. Subsequently, the GaAs layer 302B and the semi-insulating GaAs substrate 3 are formed by using the second photoresist film pattern and the first and second openings as a mask and using, for example, Cl 2 + SiCl 4 as an etching gas.
These are sequentially anisotropically etched until the total film thickness of 01 becomes at least about 300 nm. As a result, the (first) photolithography alignment marks 307B, (EB) having a depth of at least about 400 nm are respectively self-aligned with the first and second openings.
A second alignment mark for lithography) E
A B mark 309B is formed. After the second photoresist film pattern is removed, the Si film is etched by wet etching using a hydrofluoric acid (HF) -based etchant.
The O 2 film is selectively removed [FIG. 11 (a)].

【0132】なお、本応用例においても、n型の化合物
半導体層が半絶縁性化合物半導体基板の表面の所定領域
に形成されている場合、以下のようになる。絶縁膜は
(n型の化合物半導体層の表面上のみに形成されるので
はなく)、n型の化合物半導体層の上面を含めて,半絶
縁性化合物半導体基板の表面を覆う姿態を有して形成さ
れる。この場合、第1および第2の開口部は(n型の化
合物半導体層の表面上にではなく)n型の化合物半導体
層が形成されていない部分の半絶縁性化合物半導体基板
の表面上に形成されるのが好ましく、第1のアライメン
トマークおよびEBマークは(n型の化合物半導体層の
表面にではなく)n型の化合物半導体層が形成されてい
ない部分の半絶縁性化合物半導体基板の表面に形成され
るのが好ましい。
In this application example, the case where the n-type compound semiconductor layer is formed in a predetermined region on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate is as follows. The insulating film (rather than being formed only on the surface of the n-type compound semiconductor layer) has a form covering the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate including the upper surface of the n-type compound semiconductor layer. It is formed. In this case, the first and second openings are formed on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate where the n-type compound semiconductor layer is not formed (not on the surface of the n-type compound semiconductor layer). The first alignment mark and the EB mark are preferably formed on the surface of the semi-insulating compound semiconductor substrate where the n-type compound semiconductor layer is not formed (not on the surface of the n-type compound semiconductor layer). It is preferably formed.

【0133】次に、EBマーク309Bを利用して、E
Bレジスト膜パターン325bが形成される。例えばス
パッタリングにより、ゲートメタル314Bが全面に形
成される。ゲートメタル314Bは、例えばTi層にA
l層が積層された構造を有しているが、これに限定され
るものではない〔図11(b)〕。
Next, using the EB mark 309B,
A B resist film pattern 325b is formed. For example, the gate metal 314B is formed on the entire surface by sputtering. The gate metal 314B is formed, for example, by adding A to the Ti layer.
It has a structure in which one layer is laminated, but is not limited to this (FIG. 11B).

【0134】その後、EBレジスト膜パターン325b
がリフトオフされて、リセス310Bにはゲート電極3
15Bbが形成される。ゲート電極315Bbの線幅
(ゲート長)は0.1μm〜0.2μmの範囲であるこ
とが好ましく、例えば、0.18μm程度である。この
ゲート電極315Bbはリセス310Bの中心からソー
ス側に0.1μm程度近ずけた位置に設けられている
〔図11(c)〕。
Thereafter, the EB resist film pattern 325b
Is lifted off, and the gate electrode 3 is formed in the recess 310B.
15Bb is formed. The line width (gate length) of the gate electrode 315Bb is preferably in the range of 0.1 μm to 0.2 μm, for example, about 0.18 μm. The gate electrode 315Bb is provided at a position close to the source side by about 0.1 μm from the center of the recess 310B (FIG. 11C).

【0135】次に、アライメントマーク307Bを利用
して、(第3の)フォトレジスト膜パターン323bが
形成される。例えばスパッタリングにより、オーミック
メタル311Bが全面に形成される。オーミックメタル
311Bは、例えばNi層,AuGe層およびAu層が
順次積層された膜からなるが、これに限定されるもので
はない〔図11(d)〕。
Next, a (third) photoresist film pattern 323b is formed using the alignment mark 307B. For example, the ohmic metal 311B is formed on the entire surface by sputtering. The ohmic metal 311B is, for example, a film in which a Ni layer, an AuGe layer, and an Au layer are sequentially stacked, but is not limited to this (FIG. 11D).

【0136】続いて、フォトレジスト膜パターン323
bがリフトオフされて、GaAs層302Bの表面上に
は(オーミックメタル311Bからなる)ソース電極3
12Bb並びにドレイン電極313Bbが形成される。
これにより、本第3の実施の形態の上記第2の実施例の
応用例による半導体装置が完成する〔図11(e)〕。
Subsequently, a photoresist film pattern 323 is formed.
b is lifted off, and the source electrode 3 (made of ohmic metal 311B) is formed on the surface of the GaAs layer 302B.
12Bb and a drain electrode 313Bb are formed.
Thus, a semiconductor device according to an application example of the second embodiment of the third embodiment is completed (FIG. 11E).

【0137】本第3の実施の形態の上記第2の実施例の
応用例も、本第3の実施の形態の上記第2の実施例の有
した効果を有している。
An application example of the second embodiment of the third embodiment has the same effect as that of the second embodiment of the third embodiment.

【0138】[0138]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、1回のフォトリソグラフィによ
り、EBマークおよびリセス、EBマークおよびリセル
形成用の開口部、あるいはEBマーク形成用の開口部お
よびリセスが同時に形成されるため、リセスとゲート電
極とのアライメント精度は1回のEBリソグラフィのア
ライメント精度に等しくなる。その結果、高速動作特性
に優れた化合物半導体装置が容易に製造されることにな
る。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an opening for forming an EB mark and a recess, an opening for forming an EB mark and a recell, or an opening for forming an EB mark is formed by one photolithography. Are formed at the same time, the alignment accuracy of the recess and the gate electrode is equal to the alignment accuracy of one EB lithography. As a result, a compound semiconductor device having excellent high-speed operation characteristics can be easily manufactured.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の第1の実施例の製
造工程の断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process according to a first example of the first embodiment of the present invention.

【図2】上記第1の実施の形態の第2の実施例の製造工
程の断面模式図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process according to a second example of the first embodiment.

【図3】上記第1の実施の形態の第3の実施例の製造工
程の断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process in a third example of the first embodiment.

【図4】本発明の第2の実施と形態の第1の実施例の製
造工程の断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of the second example of the present invention and the first example of the embodiment.

【図5】上記第2の実施の形態の上記第1の実施例の応
用例の製造工程の断面模式図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of an application example of the first embodiment of the second embodiment.

【図6】上記第2の実施の形態の第2の実施例の製造工
程の断面模式図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process in a second example of the second embodiment.

【図7】上記第2の実施の形態の上記第2の実施例の応
用例の製造工程の断面模式図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of an application example of the second embodiment of the second embodiment.

【図8】本発明の第3の実施と形態の第1の実施例の製
造工程の断面模式図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view of a manufacturing process according to a third example of the present invention and a first example of the embodiment.

【図9】上記第3の実施の形態の上記第1の実施例の応
用例の製造工程の断面模式図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of an application example of the first example of the third embodiment.

【図10】上記第3の実施の形態の第2の実施例の製造
工程の断面模式図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing step of the second example of the third embodiment.

【図11】上記第3の実施の形態の上記第2の実施例の
応用例の製造工程の断面模式図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process of an application example of the second example of the third embodiment.

【図12】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明す
るための製造工程の断面模式図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process for describing an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301,401 半絶縁性GaAs
基板 102,104,106,106A,106B,202
A,202B,204,302A,302B,304,
402,404 GaAs層 103,105,105A,105B,203,30
3,403,404AlGaAs層 107,207A,207B,307A,307B,4
07 アライメントマーク 108 アライメントマーク形成予定領域 109a,109b,109c,209A,209B,
309A,309B,409 EBマーク 110a,110b,110c,210A,210B,
310A,310B,410 リセス 111,211A,211B,311A,311B,4
11 オーミックメタル 112a,112b,112c,212Aa,212A
b,212Ba,212Bb,312Aa,312A
b,312Ba,312Bb,412 ソース電極 113a,113b,113c,213Aa,213A
b,213Ba,213Bb,313Aa,313A
b,313Ba,313Bb,413 ドレイン電極 114,214A,214B,314A,314B
ゲートメタル 115a,115b,115c,215Aa,215A
b,215Ba,215Bb,315Aa,315A
b,315Ba,315Bb,415 ゲート電極 121,122a,122b,122c,123a,1
23b,123c,223a,223b,226,22
7,323a,323b,328,329,421,4
22,423,424 フォトレジスト膜パターン 125a,125b,125c,225a,225b,
325a,325b,425 EBレジスト膜パター
ン 231A,231B WSi膜 240A,240B,337A,337B,339A,
339B 開口部 332A,332B SiO2 膜 433 導電体膜
101,201,301,401 Semi-insulating GaAs
Substrates 102, 104, 106, 106A, 106B, 202
A, 202B, 204, 302A, 302B, 304,
402,404 GaAs layers 103,105,105A, 105B, 203,30
3,403,404 AlGaAs layers 107,207A, 207B, 307A, 307B, 4
07 Alignment mark 108 Alignment mark formation planned areas 109a, 109b, 109c, 209A, 209B,
309A, 309B, 409 EB mark 110a, 110b, 110c, 210A, 210B,
310A, 310B, 410 Recesses 111, 211A, 211B, 311A, 311B, 4
11 Ohmic metal 112a, 112b, 112c, 212Aa, 212A
b, 212Ba, 212Bb, 312Aa, 312A
b, 312Ba, 312Bb, 412 Source electrode 113a, 113b, 113c, 213Aa, 213A
b, 213Ba, 213Bb, 313Aa, 313A
b, 313Ba, 313Bb, 413 Drain electrode 114, 214A, 214B, 314A, 314B
Gate metal 115a, 115b, 115c, 215Aa, 215A
b, 215Ba, 215Bb, 315Aa, 315A
b, 315Ba, 315Bb, 415 Gate electrode 121, 122a, 122b, 122c, 123a, 1
23b, 123c, 223a, 223b, 226, 22
7,323a, 323b, 328,329,421,4
22, 423, 424 photoresist film patterns 125a, 125b, 125c, 225a, 225b,
325a, 325b, 425 EB resist film pattern 231A, 231B WSi film 240A, 240B, 337A, 337B, 339A,
339B Opening 332A, 332B SiO 2 film 433 Conductor film

フロントページの続き Fターム(参考) 2H096 AA25 EA02 EA06 HA13 HA14 HA23 5F046 AA09 AA26 EA12 EA13 EA14 EA18 EA20 EA23 EA26 EB01 5F056 FA06 5F102 GB01 GC01 GD01 GJ05 GR04 GR10 GR12 GS01 GT03 HB05 HC01 HC11 HC16 HC19 Continued on front page F term (reference) 2H096 AA25 EA02 EA06 HA13 HA14 HA23 5F046 AA09 AA26 EA12 EA13 EA14 EA18 EA20 EA23 EA26 EB01 5F056 FA06 5F102 GB01 GC01 GD01 GJ05 GR04 GR10 GR12 GS01 GT03 HC16 HC1

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面上に第III族および
第V族のうちの少なくとも一方を含んでなる第1の層,
少なくとも第III族を含んでなる第2の層および第1
の化合物半導体からなる第3の層から構成された第1の
積層膜を形成し、該第3の層の表面上にストッパ層から
なる第4の層と,該第1の化合物半導体と同一構成成分
からなる所要膜厚を有した第2の化合物半導体からなる
第5の層とから構成された第2の積層膜を形成する工程
と、 第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにして前記第
5の層および第4の層を順次異方性エッチングして、前
記第1の積層膜の表面上に前記第2の積層膜からなる
(フォトリソグラフィ用の)第1のアライメントマーク
と(EBリソグラフィ用の第2のアライメントマーク
の)アライメントマーク形成予定領域とを形成する工程
と、 少なくとも前記第1のアライメントマークを覆う別のフ
ォトレジスト膜パターンをマスクにして前記第3,第5
の層を選択的に異方性エッチングして、前記アライメン
トマーク形成予定領域に第2のアライメントマーク(E
Bマーク)を形成し、前記第1の積層膜の表面にリセス
を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
A first layer comprising at least one of Group III and Group V on a surface of a semiconductor substrate;
A second layer comprising at least a group III and a first layer;
Forming a first laminated film composed of a third layer composed of a compound semiconductor of the above, and a fourth layer composed of a stopper layer on the surface of the third layer, having the same constitution as that of the first compound semiconductor; Forming a second laminated film composed of a second layer composed of a second compound semiconductor having a required film thickness of the component and a fifth layer composed of the first photoresist film pattern as a mask. Layer and the fourth layer are sequentially anisotropically etched to form a first alignment mark (for photolithography) and a (for EB lithography) made of the second laminated film on the surface of the first laminated film. Forming an alignment mark formation region (of the second alignment mark); and forming the third and fifth alignment masks using another photoresist film pattern covering at least the first alignment mark as a mask.
Is selectively anisotropically etched to form a second alignment mark (E
Forming a B mark) and forming a recess in the surface of the first laminated film.
【請求項2】 前記半導体基板の表面上に前記第1の積
層膜を形成し、該第第1の積層膜の表面上に前記第2の
積層膜を形成する工程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにした異
方性エッチングにより、前記第1のアライメントマーク
と前記アライメントマーク形成予定領域とを形成する工
程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンを除去した後、少
なくとも前記第1のアライメントマークを覆う第2のフ
ォトレジスト膜パターンをマスクにして前記第3,第5
の層を選択的に異方性エッチングして、前記アライメン
トマーク形成予定領域に前記第2のアライメントマーク
を形成すると同時に前記第1の積層膜の表面に前記リセ
スを形成する工程と、 前記第2のフォトレジスト膜パターンを除去した後、第
3のフオトレジスタ膜パターンをマスクにして、全面に
オーミックメタルを形成し、該第3のフォトレジスト膜
パターンをリフトオフして該オーミックメタルからなる
ソース用およびドレイン用のオーミック電極を前記第1
の積層膜の表面上に形成する工程と、 EBレジスト膜パターンをマスクにして、全面にゲート
メタルを形成し、該EBレジスト膜パターンをリフトオ
フして該ゲートメタルからなるゲート電極を前記リセス
に形成する工程とを有することを特徴とする請求項1記
載の半導体装置の製造方法。
2. a step of forming the first stacked film on a surface of the semiconductor substrate, forming the second stacked film on a surface of the first stacked film; Forming the first alignment mark and the region where the alignment mark is to be formed by anisotropic etching using a resist film pattern as a mask; and, after removing the first photoresist film pattern, at least the first photoresist film pattern. Using the second photoresist film pattern covering the alignment mark as a mask,
Selectively anisotropically etching the first layer to form the second alignment mark in the region where the alignment mark is to be formed, and simultaneously forming the recess in the surface of the first laminated film; After removing the photoresist film pattern, an ohmic metal is formed on the entire surface using the third photoresist film pattern as a mask, and the third photoresist film pattern is lifted off to form a source and a source made of the ohmic metal. The first ohmic electrode for the drain is
Forming a gate metal on the entire surface using the EB resist film pattern as a mask, and lifting off the EB resist film pattern to form a gate electrode made of the gate metal in the recess. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the steps of:
【請求項3】 前記半導体基板の表面上に前記第1の積
層膜を形成し、該第第1の積層膜の表面上に前記第2の
積層膜を形成する工程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにした異
方性エッチングにより、前記第1のアライメントマーク
と前記アライメントマーク形成予定領域とを形成する工
程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンを除去した後、少
なくとも前記第1のアライメントマークを覆う第2のフ
ォトレジスト膜パターンをマスクにして前記第3,第5
の層を選択的に異方性エッチングして、前記アライメン
トマークの形成予定領域に前記第2のアライメントマー
クを形成すると同時に前記第1の積層膜の表面に前記リ
セスを形成する工程と、 前記第2のフォトレジスト膜パターンを除去した後、E
Bレジスト膜パターンをマスクにして、全面にゲートメ
タルを形成し、該EBレジスト膜パターンをリフトオフ
して該ゲートメタルからなるゲート電極を前記リセスに
形成する工程と、 第3のフオトレジスタ膜パターンをマスクにして、全面
にオーミックメタルを形成し、該第3のフォトレジスト
膜パターンをリフトオフして該オーミックメタルからな
るソース用およびドレイン用のオーミック電極を前記第
1の積層膜の表面上に形成する工程とを有することを特
徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
A step of forming the first laminated film on a surface of the semiconductor substrate, forming the second laminated film on a surface of the first laminated film; Forming the first alignment mark and the region where the alignment mark is to be formed by anisotropic etching using a resist film pattern as a mask; and, after removing the first photoresist film pattern, at least the first photoresist film pattern. Using the second photoresist film pattern covering the alignment mark as a mask,
Selectively anisotropically etching the layer to form the second alignment mark in a region where the alignment mark is to be formed, and simultaneously forming the recess in the surface of the first stacked film; 2 after removing the photoresist film pattern 2
Forming a gate metal on the entire surface by using the B resist film pattern as a mask, lifting off the EB resist film pattern to form a gate electrode made of the gate metal in the recess, and forming a third photoresist film pattern. Using the mask as a mask, an ohmic metal is formed on the entire surface, and the third photoresist film pattern is lifted off to form source and drain ohmic electrodes made of the ohmic metal on the surface of the first laminated film. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the steps of:
【請求項4】 前記半導体基板の表面上に前記第1の積
層膜を形成し、該第第1の積層膜の表面上に前記第2の
積層膜を形成する工程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにした異
方性エッチングにより、前記第1のアライメントマーク
と前記アライメントマーク形成予定領域とを形成する工
程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンを除去した後、少
なくとも前記第1のアライメントマークを覆う第2のフ
オトレジスタ膜パターンをマスクにして、全面にオーミ
ックメタルを形成し、該第3のフォトレジスト膜パター
ンをリフトオフして該オーミックメタルからなるソース
用およびドレイン用のオーミック電極を前記第1の積層
膜の表面上に形成する工程と、 少なくとも前記第1のアライメントマークを覆う第3の
フォトレジスト膜パターンをマスクにして前記第3,第
5の層を選択的に異方性エッチングして、前記アライメ
ントマーク形成予定領域に前記第2のアライメントマー
クを形成すると同時に前記第1の積層膜の表面に前記リ
セスを形成する工程と、 前記第3のフォトレジスト膜パターンを除去した後、E
Bレジスト膜パターンをマスクにして、全面にゲートメ
タルを形成し、該EBレジスト膜パターンをリフトオフ
して該ゲートメタルからなるゲート電極を前記リセスに
形成する工程とを有することを特徴とする請求項1記載
の半導体装置の製造方法。
4. A step of forming the first laminated film on a surface of the semiconductor substrate, and forming the second laminated film on a surface of the first laminated film; Forming the first alignment mark and the region where the alignment mark is to be formed by anisotropic etching using a resist film pattern as a mask; and, after removing the first photoresist film pattern, at least the first photoresist film pattern. An ohmic metal is formed on the entire surface by using the second photoresist film pattern covering the alignment mark as a mask, and the third photoresist film pattern is lifted off to form source and drain ohmic electrodes made of the ohmic metal. Forming on the surface of the first laminated film; and a third photoresist covering at least the first alignment mark. The third and fifth layers are selectively anisotropically etched using the resist film pattern as a mask to form the second alignment mark in the alignment mark formation scheduled region and at the same time as forming the first laminated film. Forming the recess in the surface; removing the third photoresist film pattern;
Forming a gate metal on the entire surface by using the B resist film pattern as a mask, and lifting off the EB resist film pattern to form a gate electrode made of the gate metal in the recess. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 前記半導体基板が半絶縁性GaAs基板
からなり、前記第2の層がAlGaAs層からなり、前
記第4の層がAlもしくはInを構成成分に含んだ化合
物半導体層からなることを特徴とする請求項1,請求項
2,請求項3あるいは請求項4記載の半導体装置の製造
方法。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is a semi-insulating GaAs substrate, the second layer is an AlGaAs layer, and the fourth layer is a compound semiconductor layer containing Al or In as a component. 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a semiconductor device.
【請求項6】 半導体基板の表面もしくは表面上に、少
なくとも上面が化合物半導体から構成された層を形成
し、全面に導電体膜を形成する工程と、 第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにして前記導
電体膜を異方性エッチングして、前記半導体基板の表面
上に該導電体膜からなる(フォトリソグラフィ用の)第
1のアライメントマークおよび(EBリソグラフィ用
の)第2のアライメントマーク(EBマーク)を形成
し、同時に、前記層の表面上の該導電体膜にリセス用の
開口部を形成する工程と、 少なくとも前記第1,第2のアライメントマークを覆う
第2のフォトレジスト膜パターンと前記開口部とをマス
クにして前記層を所要の深さだけエッチングして、該層
の表面にリセスを形成する工程とを含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
6. A step of forming a layer having at least an upper surface made of a compound semiconductor on a surface or a surface of a semiconductor substrate, forming a conductor film on the entire surface, and using the first photoresist film pattern as a mask. The conductor film is anisotropically etched to form a first alignment mark (for photolithography) and a second alignment mark (for EB lithography) made of the conductor film on the surface of the semiconductor substrate. Mark), and at the same time, forming a recess opening in the conductive film on the surface of the layer; and a second photoresist film pattern covering at least the first and second alignment marks. Forming a recess in the surface of the layer by etching the layer to a required depth using the opening and the mask as a mask. Manufacturing method.
【請求項7】 前記半導体基板の表面もしくは表面上に
前記層を形成し、全面に前記導電体膜を形成する工程
と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにした異
方性エッチングにより、前記第1のアライメントマーク
および第2のアライメントマークと前記開口部とを形成
する工程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンを除去した後、前
記第2のフォトレジスト膜パターンと前記開口部とをマ
スクにしたエッチングにより前記リセスを形成し、さら
に、該第2のフォトレジスト膜パターンをマスクにして
前記導電体膜をエッチング除去する工程と、 前記第2のフォトレジスト膜パターンを除去した後、第
3のフオトレジスタ膜パターンをマスクにして、全面に
オーミックメタルを形成し、該第3のフォトレジスト膜
パターンをリフトオフして該オーミックメタルからなる
ソース用およびドレイン用のオーミック電極を前記層の
表面上に形成する工程と、 EBレジスト膜パターンをマスクにして、全面にゲート
メタルを形成し、該EBレジスト膜パターンをリフトオ
フして該ゲートメタルからなるゲート電極を前記リセス
に形成する工程とを有することを特徴とする請求項6記
載の半導体装置の製造方法。
7. A step of forming the layer on the surface or on the surface of the semiconductor substrate and forming the conductor film on the entire surface, and anisotropic etching using the first photoresist film pattern as a mask. Forming the first alignment mark and the second alignment mark and the opening; and removing the first photoresist film pattern, and then forming the second photoresist film pattern and the opening. Forming the recess by etching using a mask, further etching and removing the conductive film using the second photoresist film pattern as a mask, and removing the second photoresist film pattern. An ohmic metal is formed on the entire surface using the third photoresist film pattern as a mask, and the third photoresist film pattern is removed. Forming an ohmic electrode for the source and the drain made of the ohmic metal on the surface of the layer by forming a gate metal on the entire surface using the EB resist film pattern as a mask; Forming a gate electrode made of the gate metal in the recess by lifting off the semiconductor device.
【請求項8】 前記半導体基板の表面もしくは表面上に
前記層を形成し、全面に前記導電体膜を形成する工程
と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにした異
方性エッチングにより、前記第1のアライメントマーク
および第2のアライメントマークと前記開口部とを形成
する工程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンを除去した後、前
記第2のフォトレジスト膜パターンと前記開口部とをマ
スクにしたエッチングにより前記リセスを形成し、さら
に、該第2のフォトレジスト膜パターンをマスクにして
前記導電体膜をエッチング除去する工程と、 前記第2のフォトレジスト膜パターンを除去した後、E
Bレジスト膜パターンをマスクにして、全面にゲートメ
タルを形成し、該EBレジスト膜パターンをリフトオフ
して該ゲートメタルからなるゲート電極を前記リセスに
形成する工程と、 第3のフオトレジスタ膜パターンをマスクにして、全面
にオーミックメタルを形成し、該第3のフォトレジスト
膜パターンをリフトオフして該オーミックメタルからな
るソース用およびドレイン用のオーミック電極を前記層
の表面上に形成する工程とを有することを特徴とする請
求項6記載の半導体装置の製造方法。
8. A step of forming the layer on the surface or on the surface of the semiconductor substrate and forming the conductor film on the entire surface, and anisotropic etching using the first photoresist film pattern as a mask. Forming the first alignment mark and the second alignment mark and the opening; and removing the first photoresist film pattern, and then forming the second photoresist film pattern and the opening. Forming the recess by etching using a mask, further removing the conductive film by etching using the second photoresist film pattern as a mask, and removing E by removing the second photoresist film pattern.
Forming a gate metal on the entire surface by using the B resist film pattern as a mask, lifting off the EB resist film pattern to form a gate electrode made of the gate metal in the recess, and forming a third photoresist film pattern. Forming an ohmic metal as a mask over the entire surface, lifting off the third photoresist film pattern, and forming source and drain ohmic electrodes made of the ohmic metal on the surface of the layer. 7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein:
【請求項9】 前記半導体基板が半絶縁性GaAs基板
からなり、前記層がGaAl層からなることを特徴とす
る請求項6,請求項7あるいは請求項8記載の半導体装
置の製造方法。
9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein said semiconductor substrate is made of a semi-insulating GaAs substrate, and said layer is made of a GaAl layer.
【請求項10】 前記半導体基板が半絶縁性GaAs基
板からなり、前記層が第III族および第V族のうちの
少なくとも一方を含んでなる第1の層,少なくとも第I
II族を含んでなる第2の層および前記化合物半導体か
ら構成された第3の層からなる積層膜であることを特徴
とする請求項6,請求項7あるいは請求項8記載の半導
体装置の製造方法。
10. The semiconductor substrate comprises a semi-insulating GaAs substrate, and the layer comprises a first layer comprising at least one of Group III and Group V, at least an I-th layer.
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is a laminated film including a second layer containing Group II and a third layer formed of the compound semiconductor. Method.
【請求項11】 前記積層膜を構成する前記第1の層が
第1の化合物半導体層からなり、前記第2の層が第2の
化合物半導体層であるAlGaAs層からなり、前記第
3の層が前記リセスの所要の深さに対応した膜厚を有し
たGaAs層からなることを特徴とする請求項10記載
の半導体装置の製造方法。
11. The first layer constituting the laminated film comprises a first compound semiconductor layer, the second layer comprises an AlGaAs layer which is a second compound semiconductor layer, and the third layer 11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the semiconductor device comprises a GaAs layer having a thickness corresponding to a required depth of the recess.
【請求項12】 半導体基板の表面もしくは表面上に、
少なくとも上面が化合物半導体から構成された層を形成
し、全面に絶縁膜を形成する工程と、 第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにして前記絶
縁膜を選択的に異方性エッチングし,さらに,前記半導
体基板の表面もしくは表面上と前記層が第1の所定の深
さになるまで該層とをそれぞれ異方性エッチングして、
該導電体膜を貫通する(フォトリソグラフィ用の)第1
のアライメントマーク形成用の第1の開口部並びに(E
Bリソグラフィ用の)第2のアライメントマーク形成用
の第2の開口部を該半導体基板の表面もしくは表面上に
形成し,同時に,該層の表面にリセスを形成する工程
と、 少なくとも前記リセスを覆う第2のフォトレジスト膜パ
ターンと前記第1,第2の開口部とをマスクにして第2
の所要の深さになるまで前記半導体基板の表面もしくは
表面上をさらに選択的に異方性エッチングして、該半導
体基板の表面もしくは表面上に第1のアライメントマー
クおよび第2のアライメントマーク(EBマーク)を形
成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
12. A semiconductor substrate comprising:
Forming a layer having at least an upper surface made of a compound semiconductor and forming an insulating film over the entire surface; selectively anisotropically etching the insulating film using the first photoresist film pattern as a mask; Anisotropically etching the surface or on the surface of the semiconductor substrate and the layer until the layer has a first predetermined depth,
A first (for photolithography) penetrating the conductor film
The first opening for forming an alignment mark of (E) and (E)
Forming a second opening for forming a second alignment mark (for B lithography) on or on the surface of the semiconductor substrate, and simultaneously forming a recess in the surface of the layer; and covering at least the recess Using the second photoresist film pattern and the first and second openings as masks, a second
Is further selectively anisotropically etched on the surface or the surface of the semiconductor substrate until a required depth is reached, and the first alignment mark and the second alignment mark (EB) are formed on the surface or the surface of the semiconductor substrate. Forming a mark).
【請求項13】 前記半導体基板の表面もしくは表面上
に前記層を形成し、全面に前記絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにした異
方性エッチングにより前記第1の開口部および第2の開
口部と前記リセスとを形成する工程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンを除去した後、前
記第2のフォトレジスト膜パターンと前記第1,第2の
開口部とをマスクにした異方性エッチングにより前記第
1のアライメントマークおよび第2のアライメントマー
クを形成する工程と、 前記第2のフォトレジスト膜パターンを除去した後、前
記絶縁膜を選択的にエッチング除去する工程と、 第3のフオトレジスタ膜パターンをマスクにして、全面
にオーミックメタルを形成し、該第3のフォトレジスト
膜パターンをリフトオフして該オーミックメタルからな
るソース用およびドレイン用のオーミック電極を前記層
の表面上に形成する工程と、 EBレジスト膜パターンをマスクにして、全面にゲート
メタルを形成し、該EBレジスト膜パターンをリフトオ
フして該ゲートメタルからなるゲート電極を前記リセス
に形成する工程とを有することを特徴とする請求項12
記載の半導体装置の製造方法。
13. The step of forming the layer on a surface or on the surface of the semiconductor substrate, forming the insulating film on the entire surface, and performing the anisotropic etching using the first photoresist film pattern as a mask. Forming the first opening and the second opening and the recess; removing the first photoresist film pattern; and then removing the second photoresist film pattern and the first and second openings. Forming the first alignment mark and the second alignment mark by anisotropic etching using a portion as a mask; and selectively etching the insulating film after removing the second photoresist film pattern. Removing step, using the third photoresist film pattern as a mask, forming an ohmic metal on the entire surface, and forming the third photoresist film pattern Forming an ohmic electrode for the source and the drain made of the ohmic metal on the surface of the layer by forming a gate metal on the entire surface using the EB resist film pattern as a mask; Forming a gate electrode made of the gate metal in the recess by lifting off the gate electrode.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項14】 前記半導体基板の表面もしくは表面上
に前記層を形成し、全面に前記絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンをマスクにした異
方性エッチングにより前記第1の開口部および第2の開
口部と前記リセスとを形成する工程と、 前記第1のフォトレジスト膜パターンを除去した後、前
記第2のフォトレジスト膜パターンと前記第1,第2の
開口部とをマスクにした異方性エッチングにより前記第
1のアライメントマークおよび第2のアライメントマー
クを形成する工程と、 前記第2のフォトレジスト膜パターンを除去した後、前
記絶縁膜を選択的にエッチング除去する工程と、 EBレジスト膜パターンをマスクにして、全面にゲート
メタルを形成し、該EBレジスト膜パターンをリフトオ
フして該ゲートメタルからなるゲート電極を前記リセス
に形成する工程と、 第3のフオトレジスタ膜パターンをマスクにして、全面
にオーミックメタルを形成し、該第3のフォトレジスト
膜パターンをリフトオフして該オーミックメタルからな
るソース用およびドレイン用のオーミック電極を前記層
の表面上に形成する工程とを有することを特徴とする請
求項12記載の半導体装置の製造方法。
14. A step of forming the layer on the surface or the surface of the semiconductor substrate, forming the insulating film on the entire surface, and performing the anisotropic etching using the first photoresist film pattern as a mask. Forming the first opening and the second opening and the recess; removing the first photoresist film pattern; and then removing the second photoresist film pattern and the first and second openings. Forming the first alignment mark and the second alignment mark by anisotropic etching using a portion as a mask; and selectively etching the insulating film after removing the second photoresist film pattern. Removing step; forming a gate metal on the entire surface using the EB resist film pattern as a mask; lifting off the EB resist film pattern; Forming a gate electrode made of metal in the recess; forming an ohmic metal on the entire surface using the third photoresist film pattern as a mask; lifting off the third photoresist film pattern to remove the ohmic metal from the ohmic metal; Forming the ohmic electrodes for source and drain on the surface of the layer.
【請求項15】 前記半導体基板が半絶縁性GaAs基
板からなり、前記層がGaAl層からなることを特徴と
する請求項12,請求項13あるいは請求項14記載の
半導体装置の製造方法。
15. The method according to claim 12, wherein said semiconductor substrate is made of a semi-insulating GaAs substrate, and said layer is made of a GaAl layer.
【請求項16】 前記半導体基板が半絶縁性GaAs基
板からなり、前記層が第III族および第V族のうちの
少なくとも一方を含んでなる第1の層,少なくとも第I
II族を含んでなる第2の層および前記化合物半導体か
ら構成された第3の層からなる積層膜であることを特徴
とする請求項12,請求項13あるいは請求項14記載
の半導体装置の製造方法。
16. The semiconductor device according to claim 16, wherein the semiconductor substrate is a semi-insulating GaAs substrate, and the layer is a first layer including at least one of Group III and Group V, and at least an I-th layer.
15. The manufacturing method of a semiconductor device according to claim 12, wherein the semiconductor device is a laminated film including a second layer containing Group II and a third layer composed of the compound semiconductor. Method.
【請求項17】 前記層が前記積層膜からなり、前記第
1の層が第1の化合物半導体層からなり、前記第2の層
が第2の化合物半導体層であるAlGaAs層からな
り、前記第3の層が前記リセスの所要の深さに対応した
膜厚を有するGaAs層からなることを特徴とする請求
項16記載の半導体装置の製造方法。
17. The semiconductor device according to claim 17, wherein the layer is formed of the laminated film, the first layer is formed of a first compound semiconductor layer, the second layer is formed of an AlGaAs layer which is a second compound semiconductor layer, 17. The method according to claim 16, wherein the third layer comprises a GaAs layer having a thickness corresponding to a required depth of the recess.
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