JP2002043317A - 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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JP2002043317A
JP2002043317A JP2000226638A JP2000226638A JP2002043317A JP 2002043317 A JP2002043317 A JP 2002043317A JP 2000226638 A JP2000226638 A JP 2000226638A JP 2000226638 A JP2000226638 A JP 2000226638A JP 2002043317 A JP2002043317 A JP 2002043317A
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semiconductor device
layer
insulating film
metal wiring
manufacturing
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Yasunobu Nakamura
安展 中村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオンミリングによる加工時に、金属配線の
エッジ近傍で絶縁膜が異常にエッチングされることを防
止する。 【解決手段】 Au層118を形成する前に、第2の絶
縁膜の上に、後に形成する第2の金属配線122の領域
以外の領域を覆うフォトレジスト層8を形成し、その上
で、Au層118を形成してイオンミリングを行う。し
たがって、イオンミリングによる加工時に、第2の絶縁
膜はフォトレジスト層8により保護されているので、第
2の金属配線122のエッジ近傍で第2の絶縁膜が異常
にエッチングされることがなく、第1および第2の金属
配線114、122間の短絡を防止して、製造歩留まり
を向上させることができる。

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
法に関し、特にイオンミリングにより金属配線をパター
ン化する工程を含む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】図4は従来の製造方法により製作したモ
ノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)を含む半導
体装置の一例を示す部分断面側面図である。以下、図4
を参照して従来の半導体装置の製造方法について説明す
る。図4に示した半導体装置102は次のようにして製
作される。すなわち、GaAsから成る半絶縁性の半導
体基板104の上に、MMICを構成する電界効果トラ
ンジスタ106(FET106)、抵抗108、ダイオ
ード110などを形成した後、基板表面全体にSi34
による第1の層間絶縁膜112をCVD(Chemic
al Vapor Deposition)技術により
形成する。次に、第1の層間絶縁膜112の上に、上記
FET106などの素子を電気的に接続するAuによる
第1の金属配線114を形成し、その上にSi34によ
る第2の層間絶縁膜113をCVDにより形成する。
【0003】つづいて、第2の層間絶縁膜113を貫通
するコンタクトホール116をフォトリソグラフィ技術
およびドライエッチング技術を用いて形成した後、第2
の層間絶縁膜113の上全体に第2の金属配線とするた
めのAu層118を蒸着技術により成膜し、その上にA
u層118をパターン化するためのフォトレジスト層を
形成する。そして、フォトレジスト層をマスクとしてA
u層118をArイオンを用いたイオンミリングにより
エッチングしてパターン化し、第2の金属配線122を
形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図5はAu層118を
イオンミリングする工程を示す、製作途中の半導体装置
102の要部断面側面図である。図5に示したように、
Arイオン120を用いたイオンミリングによりAu層
118がエッチングされ、最終的に第2の層間絶縁膜1
13の表面が露出する。しかし、このエッチングの最終
段階では、エッチングされたAu層118のエッジ部の
側壁124に入射したArイオン126は側壁124で
反射して、露出した第2の層間絶縁膜113の表面に入
射する。したがって、第2の層間絶縁膜113の表面で
は、Au層118の側壁124に近い箇所は、側壁12
4から離れた箇所より高い密度でArイオンが入射し、
異常に深くエッチングされることになる。その結果、図
5に示したように、Au層118の側壁124の基部近
傍にトレンチ128が形成されてしまう。
【0005】第2の層間絶縁膜113に、このようなト
レンチ128が形成されると、トレンチ128内に水分
や金属異物が付着した場合に、それらを通じて第1およ
び第2の金属配線114、122が短絡され、MMIC
としての機能を確保できず、半導体装置102は不良品
となって、製造歩留まりの低下を招く。
【0006】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、その目的は、イオンミリングによる加
工時に、金属配線のエッジ近傍で絶縁膜が異常にエッチ
ングされることを防止して、製造歩留まりの向上を実現
する半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、そ
の上に第1の金属配線を形成し、その上に第2の絶縁膜
を形成し、その上に金属層を形成し、同金属層をイオン
ミリングによりパターン化して第2の金属配線とする半
導体装置の製造方法であって、前記金属層を形成する前
に、第2の絶縁膜の上に、前記第2の金属配線の領域以
外の領域を覆うフォトレジスト層を形成し、つづいて、
前記金属層を形成しイオンミリングによりパターン化し
て前記第2の金属配線を形成した後、前記フォトレジス
ト層を除去することを特徴とする。
【0008】本発明では、金属層を形成する前に、第2
の絶縁膜の上に、後に形成する第2の金属配線の領域以
外の領域を覆うフォトレジスト層を形成し、その上で、
金属層を形成してイオンミリングを行う。したがって、
イオンミリングによる加工時に、第2の絶縁膜はフォト
レジスト層により保護されているので、金属配線のエッ
ジ近傍で第2の絶縁膜が異常にエッチングされることが
なく、第1および第2の金属配線間の短絡を防止して、
製造歩留まりを向上させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明による半導
体装置の製造方法の一例により、モノリシックマイクロ
波集積回路を含む半導体装置を製造する際の、Au層を
イオンミリングする工程を示す要部拡大断面側面図、図
2は、図1のイオンミリングを行う前の段階の半導体装
置を示す部分断面側面図、図3は本発明の実施の形態例
により完成させた半導体装置を示す要部断面側面図であ
るである。図中、図4などと同一の要素には同一の符号
が付されている。
【0010】図2に示した半導体装置2は、本発明の実
施の形態例にもとづき、次のようにして製作される。す
なわち、一例として、GaAsから成る半絶縁性の半導
体基板104の上に、MMICを構成するFET10
6、抵抗108、ダイオード110などを形成した後、
基板表面全体にSi34による第1の層間絶縁膜112
をCVD技術により形成する。次に、第1の層間絶縁膜
112の上に、上記FET106などの素子を電気的に
接続するAuによる第1の金属配線114を形成し、そ
の上にSi34による第2の層間絶縁膜113をCVD
により形成する。なお、第1の金属配線114の材料と
しては、高周波特性を劣化させないためにAuを用いる
ことが有効である。
【0011】つづいて、第2の層間絶縁膜113を貫通
するコンタクトホール116をフォトリソグラフィ技術
およびドライエッチング技術を用いて形成する。その
後、第2の層間絶縁膜113の上に、後に形成する第2
の金属配線122(図1)の領域以外の領域を覆うフォ
トレジスト層8を形成する。このフォトレジスト層8の
パターン化は、たとえば第2の金属配線122のパター
ン化に用いるCAD(Computer Assist
ed Design)データを反転したものを利用し、
さらに、このデータにもとづくマスクを、たとえば0.
5μm程度サイズを縮小したものとして、フォトリソグ
ラフィ技術により行うことができる。
【0012】次に、つづくAu層形成のための蒸着工程
における耐熱性を向上させ、第2の金属配線122が段
切れしないようにするため、たとえば160°Cのベー
キングを行い、さらに紫外線照射によってフォトレジス
ト層8のキュアリングを行う。
【0013】その後、第2の金属配線122とするため
のAu層118を蒸着技術によって成膜し、パターン化
したフォトレジスト層10を形成した後、図1に示した
ように、Arイオン120を用いたイオンミリング技術
によりAu層118を微細加工してパターン化する。な
お、第2の金属配線122の材料としては、第1の金属
配線114の場合と同様、高周波特性を劣化させないた
めにAuを用いることが有効である。エッチングの後、
フォトレジスト層8、フォトレジスト層10は酸素プラ
ズマ放電により除去し、図3に示したように半導体装置
2を完成させる。
【0014】本実施の形態例では、Arイオン120を
用いたイオンミリングによりAu層118がエッチング
され、下層が露出するが、ここで露出するのは従来のよ
うに第2の層間絶縁膜113ではなく、フォトレジスト
層8の表面である。したがって、エッチングされたAu
層118のエッジ部の側壁124で反射したArイオン
126はフォトレジスト層8によって阻止され、第2の
層間絶縁膜113がエッチングされることはない。
【0015】すなわち、イオンミリングによる加工時
に、第2の層間絶縁膜113はフォトレジスト層8によ
り保護されているので、金属配線のエッジ近傍で第2の
層間絶縁膜113が異常にエッチングされてトレンチが
形成されることがなく、第1および第2の金属配線11
4、122間の短絡を防止して、製造歩留まりの向上を
実現できる。また、第2の層間絶縁膜113がフォトレ
ジスト層8により覆われていることから、Au層118
をイオンミリングによりエッチングする際、十分にオー
バーエッチングしても問題はなく、したがって、Au層
118がエッチングされずに残ってしまうことを確実に
防止でき、この点でも製造歩留まりの向上に有効であ
る。
【0016】なお、上記FET106はより詳しくは、
たとえば接合型電界効果トランジスタやヘテロ接合型電
界効果トランジスタであり、また、ヘテロ接合型電界効
果トランジスタはI−AlGaAs/n−AlGaAs
/I−InAlGaAs/n−AlGaAs/I−Al
GaAsエピタキシャル構造により形成できる。そして
FET106のゲート電極下の半導体基板表面部にP型
不純物としてZnを含ませてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体基
板上に第1の絶縁膜を形成し、その上に第1の金属配線
を形成し、その上に第2の絶縁膜を形成し、その上に金
属層を形成し、同金属層をイオンミリングによりパター
ン化して第2の金属配線とする半導体装置の製造方法で
あって、前記金属層を形成する前に、第2の絶縁膜の上
に、前記第2の金属配線の領域以外の領域を覆うフォト
レジスト層を形成し、つづいて、前記金属層を形成しイ
オンミリングによりパターン化して前記第2の金属配線
を形成した後、前記フォトレジスト層を除去することを
特徴とする。
【0018】本発明では、金属層を形成する前に、第2
の絶縁膜の上に、後に形成する第2の金属配線の領域以
外の領域を覆うフォトレジスト層を形成し、その上で、
金属層を形成してイオンミリングを行う。したがって、
イオンミリングによる加工時に、第2の絶縁膜はフォト
レジスト層により保護されているので、金属配線のエッ
ジ近傍で第2の絶縁膜が異常にエッチングされることが
なく、第1および第2の金属配線間の短絡を防止して、
製造歩留まりを向上させることができる。また、第2の
絶縁膜がフォトレジスト層により覆われているため、金
属層をイオンミリングによりエッチングする際、十分に
オーバーエッチングしても問題はなく、したがって、金
属層がエッチングされずに残ってしまうことを確実に防
止でき、この点でも製造歩留まりの向上に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の製造方法の一例によ
り、モノリシックマイクロ波集積回路を含む半導体装置
を製造する際の、Au層をイオンミリングする工程を示
す要部拡大断面側面図である。
【図2】図1のイオンミリングを行う前の段階の半導体
装置を示す部分断面側面図である。
【図3】本発明の実施の形態例により完成させた半導体
装置を示す要部断面側面図である。
【図4】従来の製造方法により製作したモノリシックマ
イクロ波集積回路を含む半導体装置の一例を示す部分断
面側面図である。
【図5】Au層をイオンミリングする工程を示す、製作
途中の半導体装置の要部断面側面図である。
【符号の説明】
2……半導体装置、8……フォトレジスト層、10……
フォトレジスト層、102……半導体装置、104……
半導体基板、106……電界効果トランジスタ(FE
T)、108……抵抗、110……ダイオード、112
……第1の層間絶縁膜、113……第2の層間絶縁膜、
114……第1の金属配線、116……コンタクトホー
ル、118……Au層、120……Arイオン、122
……第2の金属配線、124……側壁、126……Ar
イオン、128……トレンチ。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、
    その上に第1の金属配線を形成し、その上に第2の絶縁
    膜を形成し、その上に金属層を形成し、同金属層をイオ
    ンミリングによりパターン化して第2の金属配線とする
    半導体装置の製造方法であって、 前記金属層を形成する前に、第2の絶縁膜の上に、前記
    第2の金属配線の領域以外の領域を覆うフォトレジスト
    層を形成し、 つづいて、前記金属層を形成しイオンミリングによりパ
    ターン化して前記第2の金属配線を形成した後、前記フ
    ォトレジスト層を除去することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記フォトレジスト層は前記第2の金属
    配線の領域にやや侵入する広さに形成することを特徴と
    する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記イオンミリングにはアルゴンイオン
    を用い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. 【請求項4】 少なくとも前記第2の金属配線は金によ
    り形成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。
  5. 【請求項5】 少なくとも第2の絶縁膜はSi34によ
    り形成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。
  6. 【請求項6】 前記半導体基板はGaAsにより形成さ
    れてい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。
  7. 【請求項7】 前記半導体基板上に、電界効果トランジ
    スタ、抵抗、ダイオード、キャパシタ、ならびにインダ
    クタダイオードのいずれか1つまたは複数が形成されて
    い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。
  8. 【請求項8】 前記半導体基板上に少なくとも接合型電
    界効果トランジスタが形成されてい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。
  9. 【請求項9】 前記半導体基板はGaAsにより形成さ
    れていることを特徴とする請求項8記載の半導体装置の
    製造方法。
  10. 【請求項10】 前記接合型電界効果トランジスタはモ
    ノリシックマイクロ波集積回路を構成していることを特
    徴とする請求項9記載の半導体装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記半導体基板上に少なくともヘテロ
    接合型電界効果トランジスタが形成されていることを特
    徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記半導体基板はGaAsにより形成
    され、前記ヘテロ接合型電界効果トランジスタは、I−
    AlGaAs/n−AlGaAs/I−InAlGaA
    s/n−AlGaAs/I−AlGaAsエピタキシャ
    ル構造を有していることを特徴とする請求項11記載の
    半導体装置の製造方法。
  13. 【請求項13】 前記電界効果トランジスタのゲート電
    極下の半導体基板表面部にP型不純物としてZnが含ま
    れていることを特徴とする請求項8または11に記載の
    半導体装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100461002B1 (ko) * 2002-10-17 2004-12-09 삼성전자주식회사 언더컷 메탈 배선방법
US11735588B2 (en) 2019-03-25 2023-08-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100461002B1 (ko) * 2002-10-17 2004-12-09 삼성전자주식회사 언더컷 메탈 배선방법
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