JP2002026034A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光装置の性能に依存することなく,パター
ンの微細化および多様化が可能な半導体装置の製造方法
を提供する。 【解決手段】 スペーサ膜5に対して,Alを斜め蒸着
し,エッチングガード用メタル膜6を形成する。具体的
には,SiOスペーサ膜5の表面の法線方向nに対し
て85°(蒸着角度)の傾きを成す方向(スペーサ膜5
の表面から5°の傾きを成す方向,図中の矢印の方向)
からAlを蒸着する。例えば,リセス部の深さが0.1
0μm,開口幅が0.4μmであれば,Alがリセス部
Rの底面に蒸着されることはない。エッチングガード用
メタル膜6をマスクとして,スペーサ膜5に対して異方
性エッチングを施した後,エッチングガード用メタル膜
6を除去する。リセス部にゲート電極を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,半導体装置の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】MESFET(MEtal Semiconductor Fie
ld Effect Transistor)の従来の製造方法としては,下
記文献1の第1659頁III-C Device Fabricationおよび第
1660頁Fig.9に開示されているものがある。
【0003】文献1:IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON
DEVICES,VOL.45,NO.8,AUGUST 1998 "0.2-μm Fully-Sel
f-Aligned Y-Shaped Gate HJFET's with Reduced Gate-
Fringing Capacitance Fabricated Using Collimated S
puttering and Electroless Au-Plating" P1559〜P1660
(Fig.9)
【0004】文献1には,SiO絶縁膜の側面を利用
してSiOサイドウォール(sidewall)を形成し,この
サイドウォールをマスクとしてゲート電極を形成するセ
ルフアライン法に関する技術が記載されている。この技
術の特徴は,ncap層とゲート電極との間の距離
が,ncap層をエッチングする際のサイドエッチン
グ量によって調整される点にある。
【0005】ゲート形成に関するプロセス技術について
は,セルフアライン法の他,下記文献2に開示されてい
るフォトレジストを用いたリフトオフ法やダミーゲート
を用いたエッチング法が一般的である。
【0006】文献2:Ralph E Williams,ARTECH HOUSE
"Gallium Arsenide Processing Technique" P270〜P28
4 Chapter12-3 GATE FABRICATION
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,文献1
に記載の半導体装置の製造方法は,以下の問題点を有し
ている。
【0008】1.ncap層(以下,「n層」とい
う。)のサイドエッチング量は,エッチング条件やn
層の状態等によって変動してしまうため,n層とゲー
ト電極との間の距離を所定の値に調整することは極めて
困難である。
【0009】2.n層の側面が露出するため,ゲート
電極とn層が接触するおそれがある。なお,この問題
は,ゲート電極を形成する際の蒸着位置のずれ(マイグ
レーション)や,ゲート電極を形成するための金属の蒸
着入射角のウェハ面内依存性によって発生し得る。
【0010】3.Lsg(ソース電極側のn層とゲー
ト電極との距離)とLgd(ゲート電極とソース電極側
のn層との距離)が等しくなるため,非対称型FET
を製造することができない。非対称型FETは,例え
ば,ソース抵抗を低下させたい場合やゲート/ドレイン
間の耐圧を向上させたい場合に用いられる。
【0011】一方,文献2に記載の半導体装置の製造方
法のように,レジストをパターニングしてゲートを形成
する場合,露光装置の性能(特に,解像度)によってL
sg,Lgd,およびLg(ゲート長)の最小値が決ま
ってしまう。したがって,パターンを微細化して半導体
装置を高集積化させようとした場合,より高性能な露光
装置が必要となり,製造コストの上昇に繋がってしま
う。
【0012】本発明は,上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり,その目的は,露光装置の性能に依存
することなく,パターンの微細化および多様化が可能な
半導体装置の製造方法を提供することにある。また,パ
ターン間ショートを防止しつつ,パターン間の距離を高
精度に調整することが可能な半導体装置の製造方法を提
供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,請求項1に記載のように,基板上に,第1層を形成
する工程と,第1層上に,第2層を形成する工程と,第
2層の一部を除去して,第1層が露出するリセス部を形
成する工程と,第2層の表面,ならびに,リセス部の内
壁面および底面を覆う絶縁膜を形成する工程と,絶縁膜
の表面の法線方向に対して所定の角度を成す方向から,
絶縁膜に対して,絶縁膜の材料と異なる材料を凝着さ
せ,マスク(エッチングガード用膜)を形成する工程
と,マスクより露出している絶縁膜に対して,マスクの
表面の法線方向から異方性エッチングを施す工程と,マ
スクを除去する工程と,リセス部を金属材料によって埋
める工程と,を含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法が提供される。
【0014】かかる製造方法によれば,リセス部の底面
において,マスクが形成されず絶縁膜が露出する領域が
得られる。この露出した領域の絶縁膜のみが異方性エッ
チングによって除去される。このリセス部が金属材料に
よって埋められるため,金属材料と第1層は電気的に接
続され,金属材料と第2層は絶縁膜によって電気的に完
全に絶縁される。
【0015】請求項2によれば,マスクを形成する工程
における所定の角度は,絶縁膜が形成された後のリセス
部の開口幅をW,深さをDとすると, α=tan−1(W/D) から求まるαよりも大きい値に調整される。このように
凝着角度を調整することによって,マスクを形成する際
に凝着材がリセス部の底面に到達しなくなる。すなわ
ち,リセス部の底面全域にわたりマスクが形成されず,
絶縁膜が露出する。
【0016】請求項3によれば,マスクを形成する工程
における所定の角度は,絶縁膜が形成された後のリセス
部の開口幅をW,深さをDとすると, α=tan−1(W/D) から求まるαよりも小さく,かつ,0よりも大きい値に
調整される。このように凝着角度を調整することによっ
て,マスクを形成する際に,凝着材がリセス部の底面の
一部に到達しなくなる。すなわち,リセス部の底面にお
いて,マスクが形成されず,絶縁膜が露出する領域が得
られる。リセス部内において露出している絶縁膜は異方
性エッチングによって除去される。そして,金属材料が
リセス部を埋めることによって,金属材料と第1層が接
続されることになる。このように,金属材料と第1層と
を接続する回路パターンは,リセス部における絶縁膜の
露出範囲の大きさ,つまり,マスクが形成されない範囲
に応じて微細化されることになる。マスクが形成されな
い範囲は,凝着角度を調整することによって増減する。
したがって,凝着材の角度を適宜調整することによっ
て,回路パターンの微細化が実現する。
【0017】請求項4によれば,基板上に,第1層を形
成する工程と,第1層上に,第2層を形成する工程と,
第2層の一部と他の一部を除去して,第1層が露出する
第1リセス部および第2リセス部を形成する工程と,第
2層の表面,ならびに,第1リセス部および第2リセス
部の各内壁面および各底面を覆う絶縁膜を形成する工程
と,第1リセス部と第2リセス部との間に位置する絶縁
膜に対して,第1のマスクを形成する工程と,絶縁膜の
表面の法線方向に対して所定の第1角度を成す第1方向
から,絶縁膜および第1のマスクに対して,絶縁膜の材
料と異なる材料を凝着させ,第2のマスクを形成する工
程と,絶縁膜の表面の法線方向に対して所定の第2角度
を成す第2方向から,絶縁膜および第1のマスクに対し
て,絶縁膜の材料と異なる材料を凝着させ,第3のマス
クを形成する工程と,第2のマスクおよび第3のマスク
より露出している絶縁膜に対して,第2のマスクおよび
第3のマスクの表面の法線方向から異方性エッチングを
施す工程と,第1のマスク,第2のマスク,および第3
のマスクを除去する工程と,第1リセス部および第2リ
セス部を金属材料によって埋める工程と,を含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【0018】かかる製造方法によれば,第2のマスク
(第1エッチングガード用膜)を形成する際,および,
第3のマスク(第2エッチングガード用膜)を形成する
際に,第1のマスク(凝着材ガード用膜)によって凝着
材を遮蔽し,所定の範囲に凝着材を凝着させないように
することが可能となる。例えば,第2のマスクを形成す
る際には,第1リセス部の底面の一部に凝着材を到達さ
せ,第2リセス部の内部には凝着材を進入させないよう
にする。また,第3のマスクを形成する際には,第2リ
セス部の底面の一部に凝着材を到達させ,第1リセス部
の内部には凝着材を進入させないようにする。第2のマ
スクを形成する際の凝着角度と第3のマスクを形成する
際の凝着角度を適宜調整することによって,第1リセス
部と第2リセス部にそれぞれ独立した回路パターンを形
成することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら,
本発明にかかる半導体装置の製造方法の好適な実施の形
態について詳細に説明する。なお,以下の説明および添
付された図面において,略同一の機能および構成を有す
る構成要素については,同一符号を付することによって
重複説明を省略する。
【0020】[第1の実施の形態]本発明の第1の実施
の形態にかかる半導体装置としてのMESFETの製造
方法を図1〜図8を用いて説明する。
【0021】エピタキシャル基板(以下,「基板」とい
う。)1の表面に第1層としてのチャネル層3を形成
し,さらにチャネル層3の表面に第2層としてのn
2(GaAs,厚さ0.20μm)を形成する(図
1)。
【0022】n層2の表面にフォトレジストを塗布
し,フォトレジスト膜4を形成する。フォトレジスト膜
4を所定のパターンで露光/除去した後,例えばリン酸
過水系溶液を用いてn層2をエッチングし,チャネル
層3の表面の一部を露出させる(図2)。以下,ここで
のエッチング幅(アウターリセス幅)が0.50μmで
ある場合に即して製造方法を説明する。
【0023】フォトレジスト膜4を除去する。CVD法
を用いて絶縁膜としてのSiOスペーサ膜5(SiO
,膜厚0.10μm)を成膜する(図3)。n層2
の表面(上面)の他,n層2をエッチングして得られ
た空間(リセス:recess)内のnの側面および露出し
たチャネル層3の表面もスペーサ膜5によって覆われ
る。
【0024】スペーサ膜5に対して,Alを斜め蒸着
し,マスクとしてエッチングガード用メタル膜6を形成
する(図4)。具体的には,SiOスペーサ膜5の表
面の法線方向nに対して85°(蒸着角度)の傾きを成
す方向(スペーサ膜5の表面から5°の傾きを成す方
向,図中の矢印の方向)からAlを蒸着する。
【0025】このときAlの蒸着角度は,Alがリセス
部Rの底面に蒸着されないように調整される。すなわ
ち,スペーサ膜5が形成された後のリセス部Rの幅を
W,深さをDとすると,蒸着角度は,
【0026】α=tan−1(W/D)
【0027】から求まるαよりも大きい値に調整される
(図3参照)。本実施の形態では,リセス部Rの深さ
は,n層2の厚さに等しいため,D=0.10μmと
なる。また,アウターリセス幅は0.50μmである
が,リセス部Rの内壁にスペーサ膜5が形成されている
ため,例えば,W=0.4μmに狭まる。これらの値を
上式に代入すると,αは約76°となる。つまり,蒸着
角度を76°よりも大きくとれば(本実施の形態では,
蒸着角度は85°に調整されている),Alがリセス部
Rの底面に蒸着されることはない。
【0028】エッチングガード用メタル膜6をマスクと
して,スペーサ膜5に対して異方性エッチングを施す。
ここでは,異方性エッチングとして反応性イオンエッチ
ング(RIE,条件例:SFガス,10mtorr,
100W)を用いる。この異方性エッチングによって,
リセス部Rの底部のスペーサ膜5が除去され,チャネル
層3が露出する。しかし,リセス部R内においてn
2の側面を覆うスペーサ膜5は,エッチングガード用メ
タル膜6によってマスクされるため,サイドウォール7
として残る(図5)。
【0029】エッチングガード用メタル膜6をエッチン
グによって除去する(図6)。ここでは,Alに反応
し,SiOに反応しないエッチャント(例えば,希塩
酸)を用いる。
【0030】リフトオフレジストを塗布し,リフトオフ
レジスト膜8を形成する。リフトオフレジスト膜8をパ
ターニングして,リセス部Rに対応する位置に逆テーパ
形状の開口部を設ける。この逆テーパ形状の開口部を利
用して,ゲート電極9を形成する(図7)。
【0031】スペーサ膜5の所定の領域2ヶ所を除去
し,n膜2を露出させる。各露出部にオーミック電極
を形成し,それぞれをソース電極10,ドレイン電極1
1とする(図8)。
【0032】以上の工程を通して,対称型のセルフアラ
イメントゲートMESFETが完成する。
【0033】本実施の形態にかかる半導体装置の製造方
法によれば,リセス部R内におけるn層2の側面は,
サイドウォール7によって完全に覆われる。したがっ
て,ゲート電極9がn膜2に接触する可能性がなくな
る。
【0034】また,本実施の形態にかかる半導体装置の
製造方法によれば,ソース・ゲート間距離Lsg(ソー
ス側のn層2とゲート電極9との距離)およびゲート
・ドレイン間距離Lgd(ゲート電極9とドレイン側の
層2との距離)は,サイドウォール7の幅に一致す
る。サイドウォール7の幅は,スペーサ膜5の膜厚を制
御することによって調整されるため,従来の製造方法と
は異なり,露光装置の性能に依存することなく,ソース
・ゲート間距離Lsgを短縮させることが可能となる。
例えば,サイドウォール7の幅を0.07μmとすれ
ば,これがソース・ゲート間距離Lsg(=ゲート・ド
レイン間距離Lgd)の値となる。
【0035】[第2の実施の形態]本発明の第2の実施
の形態にかかる半導体装置としてのMESFETの製造
方法を図9〜図16を用いて説明する。
【0036】基板1の表面にチャネル層3を形成し,さ
らにチャネル層3の表面にn層2(GaAs,厚さ
0.10μm)を形成する(図9)。
【0037】n層2の表面にフォトレジストを塗布
し,フォトレジスト膜4を形成する。フォトレジスト膜
4を所定のパターンで露光/除去した後,例えばリン酸
過水系溶液を用いてn層2をエッチングし,チャネル
層3の表面の一部を露出させる(図10)。以下,ここ
でのエッチング幅(アウターリセス幅)が0.50μm
である場合に即して製造方法を説明する。
【0038】フォトレジスト膜4を除去する。CVD法
を用いてスペーサ膜5(SiO,膜厚0.10μm)
を成膜する(図11)。n層2の表面(上面)の他,
層2をエッチングして得られた空間(リセス:rece
ss)内のnの側面および露出したチャネル層3の表面
もスペーサ膜5によって覆われる。
【0039】スペーサ膜5の表面の法線方向nに対して
45°の傾きを成す方向(図中の矢印の方向)からAl
を蒸着し,エッチングガード用メタル膜6を形成する
(図12)。エッチングガード用メタル膜6が形成され
る範囲について,図12の拡大図を用いて説明する。
【0040】上述のとおり,n膜2の膜厚が0.10
μmであるため,スペーサ膜5は,0.10μmの段差
を有する。このスペーサ膜5に対してAlを斜め方向か
ら蒸着すると,Alがスペーサ膜5によって遮られ,リ
セス部Rの底面においてAlが蒸着されない領域が得ら
れる。
【0041】スペーサ膜5の表面(上面)と側面が直角
を成す場合,Alの蒸着角度が45°であることから,
リセス部Rの底面においてAlが蒸着されない領域は,
スペーサ膜5の側面から0.10μmまでの範囲とな
る。ところが,スペーサ膜5は,CVD法によって成膜
され等方的に堆積していくため,角部が丸まった形状と
なる。したがって,リセス部Rの底面においてAlが蒸
着されない領域は,スペーサ膜5の側面から0.10μ
m以内,例えば,0.04μmまでの範囲となる。この
Alが蒸着されない範囲(後に,ゲートが形成される範
囲)は,Alの蒸着角度によって調整可能である。Al
の蒸着角度は,スペーサ膜5の膜厚およびリセス部Rの
深さ(=n膜2の膜厚)等に応じて決定される。
【0042】エッチングガード用メタル膜6をマスクと
して,スペーサ膜5に対して異方性エッチングを施す。
ここでは,異方性エッチングとして反応性イオンエッチ
ング(RIE,条件例:SFガス,10mtorr,
100W)を用いる。この異方性エッチングによって,
リセス部Rの底部においてエッチングガード用メタル膜
6に覆われていないスペーサ膜5は除去され,チャネル
層3が露出する。しかし,リセス部Rの底部においてエ
ッチングガード用メタル膜6の下方に位置するスペーサ
膜5,および,リセス部R内においてn層2の側面を
覆うスペーサ膜5は,エッチングガード用メタル膜6に
よってマスクされるため,サイドウォール7−1,7−
2として残る(図13)。
【0043】エッチングガード用メタル膜6をエッチン
グによって除去する(図14)。ここでは,Alに反応
し,SiOに反応しないエッチャント(例えば,希塩
酸)を用いる。
【0044】リフトオフレジストを塗布し,リフトオフ
レジスト膜8を形成する。リフトオフレジスト膜8をパ
ターニングして,リセス部Rに対応する位置に逆テーパ
形状の開口部を設ける。この逆テーパ形状の開口部を利
用して,ゲート電極9を形成する(図15)。
【0045】一つのゲート電極9につきスペーサ膜5の
所定の領域2ヶ所を除去し,n膜2を露出させる。各
露出部にオーミック電極を形成し,それぞれをソース電
極10,ドレイン電極11とする(図16)。
【0046】以上の工程を通して,非対称型のセルフア
ライメントゲートMESFETが完成する。
【0047】本実施の形態にかかる半導体装置の製造方
法によれば,第1の実施の形態にかかる半導体装置の製
造方法と同様の効果が得られる。
【0048】また,本実施の形態にかかる半導体装置の
製造方法によれば,Al蒸着角度,n層2の膜厚,お
よびスペーサ膜5の膜厚を調整することによって,所定
のゲート長Lgを得ることが可能となる。したがって,
従来の製造方法とは異なり,露光装置の性能に依存する
ことなく,短いゲート長Lgを有するMESFETを製
造することが可能となる。なお,ゲート長Lgが短縮さ
れることによって,MESFETの特性(例えば,周波
数特性,ゲイン)の向上が実現する。
【0049】さらに,本実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法によれば,リセス幅(n 層2のエッチング
幅)に応じてゲート・ドレイン間距離Lgdが調整され
る。したがって,非対称型MESFETの製造が容易と
なる。
【0050】[第3の実施の形態]本発明の第3の実施
の形態にかかる半導体装置としてのMESFETの製造
方法を図17〜図26を用いて説明する。
【0051】基板1の表面にチャネル層3を形成し,さ
らにチャネル層3の表面にn層2(GaAs,厚さ
0.10μm)を形成する(図17)。
【0052】n層2の表面にフォトレジストを塗布
し,フォトレジスト膜4を形成する。フォトレジスト膜
4を所定のパターンで露光/除去した後,例えばリン酸
過水系溶液を用いてn層2をエッチングし,チャネル
層3の表面の一部を露出させる(図18)。以下,ここ
でのエッチング幅(アウターリセス幅)が0.50μm
である場合に即して製造方法を説明する。
【0053】フォトレジスト膜4を除去する。CVD法
を用いてスペーサ膜5(SiO,膜厚0.10μm)
を成膜する(図19)。n層2の表面(上面)の他,
層2をエッチングして得られた空間(リセス:rece
ss)内のnの側面および露出したチャネル層3の表面
もスペーサ膜5によって覆われる。
【0054】スペーサ膜5の表面にフォトレジストを塗
布し,フォトレジスト膜を形成する。後にドレイン電極
が形成される位置に合わせてこのフォトレジスト膜をパ
ターニングし,Al蒸着の際のマスクとして,蒸着ガー
ド用フォトレジスト膜30を形成する(図20)。
【0055】スペーサ膜5および蒸着ガード用フォトレ
ジスト膜30の表面の法線方向nに対して45°の傾き
を成す第1方向(図中の矢印の方向)からAlを蒸着
し,エッチングガード用メタル膜6−1を形成する(図
21)。次に,エッチングガード用メタル膜6−1が形
成される範囲について説明する。
【0056】上述のとおり,n膜2の膜厚が0.10
μmであるため,スペーサ膜5は,0.10μmの段差
を有する。このスペーサ膜5に対してAlを第1方向か
ら蒸着すると,後に第1ゲートが形成されるリセス部R
1の底面において,Alが蒸着されエッチングガード用
メタル膜6−1が形成される領域と,Alがスペーサ膜
5によって遮蔽されエッチングガード用メタル膜6−1
が形成されない領域が得られる。
【0057】スペーサ膜5の表面(上面)と側面が直角
を成す場合,Alの蒸着角度が45°であることから,
リセス部R1の底面においてAlが蒸着されない領域
は,スペーサ膜5の側面から0.10μmまでの範囲と
なる。ところが,スペーサ膜5は,CVD法によって成
膜され等方的に堆積していくため,角部が丸まった形状
となる(図12の拡大図参照)。したがって,リセス部
R1の底面においてAlが蒸着されない領域は,スペー
サ膜5の側面から0.10μm以内,例えば,0.04
μmまでの範囲となる。このAlが蒸着されない範囲
は,Alの蒸着角度によって調整可能である。また,A
lの蒸着角度は,スペーサ膜5の膜厚およびリセス部R
1の深さ(=n膜2の膜厚)等に応じて決定される。
【0058】一方,リセス部R1の隣に位置し,後に第
2ゲートが形成されるリセス部R2の底面には,その全
範囲が蒸着ガード用フォトレジスト膜30によってAl
から遮蔽されるため,Alが蒸着されず,エッチングガ
ード用メタル膜6−1は形成されない。また,リセス部
R2の底面に連続するスペーサ膜5の側面5−1および
表面(上面)の一部5−2も蒸着ガード用フォトレジス
ト膜30によってAlから遮蔽されるため,Alが蒸着
されず,エッチングガード用メタル膜6−1は形成され
ない。
【0059】スペーサ膜5および蒸着ガード用フォトレ
ジスト膜30の表面の法線方向nに対して45°の傾き
を成す第2方向(図中の矢印の方向)からAlを蒸着
し,エッチングガード用メタル膜6−2を形成する(図
22)。なお,エッチングガード用メタル膜6−1を形
成するときのAlの蒸着方向(第1方向)とエッチング
ガード用メタル膜6−2を形成するときのAlの蒸着方
向(第2方向)は,スペーサ膜5および蒸着ガード用フ
ォトレジスト膜30の表面の法線方向nを基準に対称の
関係にあることが好ましい。次に,エッチングガード用
メタル膜6−2が形成される範囲について説明する。
【0060】上述のとおり,n膜2の膜厚が0.10
μmであるため,スペーサ膜5は,0.10μmの段差
を有する。このスペーサ膜5に対してAlを第2方向か
ら蒸着すると,後に第2ゲートが形成されるリセス部R
2の底部において,Alが蒸着されエッチングガード用
メタル膜6−2が形成される領域と,Alがスペーサ膜
5によって遮蔽されエッチングガード用メタル膜6−2
が形成されない領域が得られる。
【0061】スペーサ膜5の表面(上面)と側面が直角
を成す場合,Alの蒸着角度が45°であることから,
リセス部R2の底部においてAlが蒸着されない領域
は,スペーサ膜5の側面から0.10μmまでの範囲と
なる。ところが,スペーサ膜5は,CVD法によって成
膜され等方的に堆積していくため,角部が丸まった形状
となる(図12の拡大図参照)。したがって,リセス部
R2の底面においてAlが蒸着されない領域は,スペー
サ膜5の側面から0.10μm以内,例えば,0.04
μmまでの範囲となる。このAlが蒸着されない範囲
は,Alの蒸着角度によって調整可能である。また,A
lの蒸着角度は,スペーサ膜5の膜厚およびリセス部R
2の深さ(=n膜2の膜厚)等に応じて決定される。
【0062】一方,後に第1ゲートが形成されるリセス
部R1の底面には,その全範囲が蒸着ガード用フォトレ
ジスト膜30によってAlから遮蔽されるため,Alが
蒸着されず,エッチングガード用メタル膜6−2は形成
されない。また,リセス部R1の底面に連続するスペー
サ膜5の側面5−1および表面(上面)5−2の一部も
蒸着ガード用フォトレジスト膜30によってAlから遮
蔽されるため,Alが蒸着されず,エッチングガード用
メタル膜6−2は形成されない。
【0063】エッチングガード用メタル膜6−1,6−
2をマスクとして,スペーサ膜5に対して異方性エッチ
ングを施す。ここでは,異方性エッチングとして反応性
イオンエッチング(RIE,条件例:SFガス,10
mtorr,100W)を用いる。この異方性エッチン
グによって,リセス部R1,R2の底部においてエッチ
ングガード用メタル膜6−1,6−2に覆われていない
スペーサ膜5は除去され,チャネル層3が露出する。し
かし,リセス部R1,R2の底部においてエッチングガ
ード用メタル膜6−1,6−2の下方に位置するスペー
サ膜5,および,リセス部R1,R2内においてn
2の側面を覆うスペーサ膜5は,エッチングガード用メ
タル膜6−1,6−2にマスクされるため,サイドウォ
ール7−1,7−2として残る(図23)。
【0064】エッチングガード用メタル膜6−1,6−
2をエッチングによって除去する。ここでは,Alに反
応し,SiOに反応しないエッチャント(例えば,希
塩酸)を用いる。さらに,蒸着ガード用フォトレジスト
膜30を除去する。(図24)
【0065】リフトオフレジストを塗布し,リフトオフ
レジスト膜8を形成する。リフトオフレジスト膜8をパ
ターニングして,リセス部R1,R2に対応する位置に
逆テーパ形状の開口部を設ける。この逆テーパ形状の開
口部を利用して,第1ゲート電極9−1,第2ゲート電
極9−2,第3ゲート電極9−3を形成する(図2
5)。
【0066】スペーサ膜5の所定の領域複数ヶ所を除去
し,n膜2を露出させる。各露出部にオーミック電極
を形成し,交互にソース電極10−1,ドレイン電極1
1−1,ソース電極10−2,ドレイン電極11−2と
する(図26)。
【0067】以上の工程を通して,ソース/ゲート/ド
レイン/ゲート/ソース/・・・が連続するいわゆる櫛
型のMESFETが完成する。
【0068】本実施の形態にかかる半導体装置の製造方
法によれば,第1,2の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法と同様の効果が得られる。
【0069】また,本実施の形態にかかる半導体装置の
製造方法によれば,蒸着ガード用フォトレジスト膜30
が形成されるため,Alを斜め方向から蒸着する際にA
lを蒸着しない領域を確保することが可能となる。した
がって,隣接する複数のFETのドレイン電極を共用す
ることによって,回路規模の縮小を実現する櫛型FET
の製造が容易化される。
【0070】添付図面を参照しながら本発明の好適な実
施の形態について説明したが,本発明はかかる実施の形
態に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に
記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例ま
たは修正例に想到し得ることは明らかであり,それらに
ついても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解
される。
【0071】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
露光装置の性能に依存することなく,半導体装置のパタ
ーンの微細化および多様化が可能となる。また,パター
ン間ショートを防止しつつ,パターン間の距離を高精度
に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法を示す断面図(その1)である。
【図2】本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法を示す断面図(その2)である。
【図3】本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法を示す断面図(その3)である。
【図4】本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法を示す断面図(その4)である。
【図5】本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法を示す断面図(その5)である。
【図6】本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法を示す断面図(その6)である。
【図7】本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法を示す断面図(その7)である。
【図8】本発明の第1の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法を示す断面図(その8)である。
【図9】本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装置
の製造方法を示す断面図(その1)である。
【図10】本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その2)である。
【図11】本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その3)である。
【図12】本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その4)である。
【図13】本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その5)である。
【図14】本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その6)である。
【図15】本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その7)である。
【図16】本発明の第2の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その8)である。
【図17】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その1)である。
【図18】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その2)である。
【図19】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その3)である。
【図20】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その4)である。
【図21】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その5)である。
【図22】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その6)である。
【図23】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その7)である。
【図24】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その8)である。
【図25】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その9)である。
【図26】本発明の第3の実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法を示す断面図(その10)である。
【符号の説明】
1:基板 2:n層 3:チャネル層 4:フォトレジスト膜 5:スペーサ膜 6:エッチングガード用メタル膜 7:サイドウォール 8:リフトオフレジスト膜 9:ゲート電極 10:ソース電極 11:ドレイン電極 30:蒸着ガード用フォトレジスト膜30 R:リセス部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に,第1層を形成する工程と,前
    記第1層上に,第2層を形成する工程と,前記第2層の
    一部を除去して,前記第1層が露出するリセス部を形成
    する工程と,前記第2層の表面,ならびに,前記リセス
    部の内壁面および底面を覆う絶縁膜を形成する工程と,
    前記絶縁膜の表面の法線方向に対して所定の角度を成す
    方向から,前記絶縁膜に対して,前記絶縁膜の材料と異
    なる材料を凝着させ,マスクを形成する工程と,前記マ
    スクより露出している前記絶縁膜に対して,前記マスク
    の表面の法線方向から異方性エッチングを施す工程と,
    前記マスクを除去する工程と,前記リセス部を金属材料
    によって埋める工程と,を含むことを特徴とする,半導
    体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記マスクを形成する工程における前記
    所定の角度は,前記絶縁膜が形成された後の前記リセス
    部の開口幅をW,深さをDとすると, α=tan−1(W/D) から求まるαよりも大きい値に調整されることを特徴と
    する,請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記マスクを形成する工程における前記
    所定の角度は,前記絶縁膜が形成された後の前記リセス
    部の開口幅をW,深さをDとすると, α=tan−1(W/D) から求まるαよりも小さく,かつ,0よりも大きい値に
    調整されることを特徴とする,請求項1に記載の半導体
    装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 基板上に,第1層を形成する工程と,前
    記第1層上に,第2層を形成する工程と,前記第2層の
    一部と他の一部を除去して,前記第1層が露出する第1
    リセス部および第2リセス部を形成する工程と,前記第
    2層の表面,ならびに,前記第1リセス部および前記第
    2リセス部の各内壁面および各底面を覆う絶縁膜を形成
    する工程と,前記第1リセス部と前記第2リセス部との
    間に位置する前記絶縁膜に対して,第1のマスクを形成
    する工程と,前記絶縁膜の表面の法線方向に対して所定
    の第1角度を成す第1方向から,前記絶縁膜および前記
    第1のマスクに対して,前記絶縁膜の材料と異なる材料
    を凝着させ,第2のマスクを形成する工程と,前記絶縁
    膜の表面の法線方向に対して所定の第2角度を成す第2
    方向から,前記絶縁膜および前記第1のマスクに対し
    て,前記絶縁膜の材料と異なる材料を凝着させ,第3の
    マスクを形成する工程と,前記第2のマスクおよび前記
    第3のマスクより露出している前記絶縁膜に対して,前
    記第2のマスクおよび前記第3のマスクの表面の法線方
    向から異方性エッチングを施す工程と,前記第1のマス
    ク,前記第2のマスク,および前記第3のマスクを除去
    する工程と,前記第1リセス部および前記第2リセス部
    を金属材料によって埋める工程と,を含むことを特徴と
    する,半導体装置の製造方法。
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