JP2003124234A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2003124234A
JP2003124234A JP2001321696A JP2001321696A JP2003124234A JP 2003124234 A JP2003124234 A JP 2003124234A JP 2001321696 A JP2001321696 A JP 2001321696A JP 2001321696 A JP2001321696 A JP 2001321696A JP 2003124234 A JP2003124234 A JP 2003124234A
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雅也 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device which can prevent the surface of a GaAs wafer from being damaged due to organic chemicals and plasma and has a small number of steps. SOLUTION: A step of forming a gate electrode and a step of forming a drain electrode and a source electrode comprise a step of forming a first resist pattern having a first opening at a location where the gate electrode or the drain electrode and the source electrode are formed on an inorganic-based insulating layer; a step of etching the inorganic-based insulating layer exposed from the first opening down to a predetermined film thickness by dry-etching; a step of removing a first resist pattern; a step of forming a second resist pattern having a second opening wider than the first opening at the same location as the location of the first opening of the first resist pattern by image reverse patterning; and a step of etching the inorganic-based insulating layer of a predetermined film thickness exposed from the first opening by wet-etching until the layer is removed.

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、IC内蔵ホールセンサチップのGa
As電界効果トランジスタを形成するための半導体装置
の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a Ga of an IC built-in Hall sensor chip.
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device for forming an As field effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAs半導体プロセスにおいて、Ga
Asウエハ上にレジストパターンを形成しアライメント
マーク形成、イオン注入工程を経てアニール工程により
チャネル層は完成する。次にチャネル層上にオーミック
接合により接合するソース電極とドレイン電極、ショッ
トキー接合により接合するゲート電極を形成する。
2. Description of the Related Art In the GaAs semiconductor process, Ga
A channel pattern is completed by an annealing process after forming a resist pattern on the As wafer, forming an alignment mark, and performing an ion implantation process. Next, a source electrode and a drain electrode which are joined by ohmic contact and a gate electrode which is joined by Schottky junction are formed on the channel layer.

【0003】従来電極の形成において、ゲート電極はチ
タンタングステン(Ti/W)をスパッタリング装置に
より成膜する。レジストパターニング後、反応性イオン
エッチング(RIE)工程で電極を形成し、レジスト剥
離を行い、ゲート電極は完成する。オーミック電極はイ
メージリバースパターニング後、オーミック電極を構成
する金属を蒸着により成膜し、リフトオフにより余分な
金属を除去することにより、オーミック電極は完成す
る。
In forming a conventional electrode, titanium tungsten (Ti / W) is deposited as a gate electrode by a sputtering apparatus. After patterning the resist, an electrode is formed by a reactive ion etching (RIE) process and the resist is peeled off to complete the gate electrode. After the image reverse patterning of the ohmic electrode, the metal forming the ohmic electrode is deposited by vapor deposition, and the excess metal is removed by lift-off to complete the ohmic electrode.

【0004】図7と図8は、従来のGaAs電界効果ト
ランジスタ(GaAsMESFET)の製造工程を示す
フローチャートである。GaAsMESFETの製造工
程は、ドレイン領域、ソース領域およびチャネル層形成
工程(ST100)とゲート電極形成工程(ST11
0)とドレイン電極およびソース電極形成工程(ST1
20)から成っている。
7 and 8 are flow charts showing the manufacturing process of a conventional GaAs field effect transistor (GaAs MESFET). The GaAs MESFET manufacturing process includes a drain region, a source region and a channel layer forming process (ST100) and a gate electrode forming process (ST11).
0) and the drain electrode and source electrode forming step (ST1
20).

【0005】ゲート電極形成工程(ST110)は、ゲ
ート電極用メタル堆積工程(ST111)とレジストパ
ターニング工程(ST112)と反応性イオンエッチン
グ工程(ST113)とレジスト剥離工程(ST11
4)から成っている。
The gate electrode forming step (ST110) includes a gate electrode metal depositing step (ST111), a resist patterning step (ST112), a reactive ion etching step (ST113), and a resist stripping step (ST11).
It consists of 4).

【0006】ドレイン電極およびソース電極形成工程
(ST120)は、無機系絶縁層堆積工程(ST12
1)とドレイン電極およびソース電極窓開け工程(ST
122)とイメージリバースパターニングによるレジス
トパターニング工程(ST126)とドレインメタルお
よびソースメタル堆積工程(ST127)とリフトオフ
工程(ST128)から成っている。
The drain electrode and source electrode forming step (ST120) is performed by an inorganic insulating layer depositing step (ST12).
1) and drain electrode and source electrode window opening step (ST
122), a resist patterning process by image reverse patterning (ST126), a drain metal / source metal deposition process (ST127), and a lift-off process (ST128).

【0007】ドレイン電極およびソース電極窓開け工程
(ST122)は、レジストパターニング工程(ST1
23)とドライエッチングによりゲート電極を形成する
部分の無機系絶縁層をエッチングする工程(ST12
4)とレジスト剥離工程(ST125)から成ってい
る。
The drain electrode and source electrode window opening process (ST122) is a resist patterning process (ST1).
23) and a step of etching the inorganic insulating layer in the portion where the gate electrode is formed by dry etching (ST12
4) and the resist stripping step (ST125).

【0008】ドレイン領域、ソース領域およびチャネル
層形成工程(ST100)は、まず、アライメントマー
クが形成されたGaAs半導体基板にドレイン領域とソ
ース領域を構成する高不純物濃度活性層を形成するため
に、適当なマスクを通して、160keV,2.0×1
13/cm2の高ドーズのSi+イオン注入を行う。次
に、そのGaAs半導体基板にチャネル層を形成するた
めに、適当なマスクを通して、Si+を120keV,
2.0×1012/cm2でイオン注入する。その後、G
aAs半導体基板をアニール炉の中に入れ、アルシン
(AsH3)雰囲気中で、850℃で約15分間加熱す
る。それにより、Siイオンが活性化され、チャネル
層、ドレイン領域、ソース領域が形成される。
The step of forming the drain region, the source region and the channel layer (ST100) is first suitable for forming a high impurity concentration active layer forming the drain region and the source region on the GaAs semiconductor substrate on which the alignment mark is formed. Through a transparent mask, 160 keV, 2.0 × 1
High-dose Si + ion implantation of 0 13 / cm 2 is performed. Next, in order to form a channel layer on the GaAs semiconductor substrate, Si + is added to 120 keV through an appropriate mask.
Ion implantation is performed at 2.0 × 10 12 / cm 2 . Then G
The aAs semiconductor substrate is placed in an annealing furnace and heated at 850 ° C. for about 15 minutes in an arsine (AsH 3 ) atmosphere. Thereby, Si ions are activated and a channel layer, a drain region, and a source region are formed.

【0009】ゲート電極形成工程(ST110)は、次
のように行われる。図9は、ゲート電極形成工程(ST
110)の各工程でのGaAs半導体基板の断面図であ
る。
The gate electrode forming step (ST110) is performed as follows. FIG. 9 shows a gate electrode forming step (ST
110) is a sectional view of a GaAs semiconductor substrate in each step of (110).

【0010】ゲート電極用メタル堆積工程(ST11
1)では、ゲートメタルは、図9(a)において、チャ
ネル層100、ドレイン領域101、ソース領域102
が形成されたGaAs半導体基板103に、例えば、チ
タンタングステン(Ti/W)104を3000オング
ストロームの膜厚でスパッタリングにより成膜する。そ
の後、図9(b)において、レジスト105でレジスト
パターニングを行い(ST112)、図9(c)におい
て、反応性イオンエッチング(RIE)によりチタンタ
ングステン(Ti/W)104をエッチングする(ST
113)。その後、レジストを除去することにより(S
T114)、ゲート電極106を形成する。(図9
(d))。
Metal deposition process for gate electrode (ST11
In 1), the gate metal corresponds to the channel layer 100, the drain region 101, the source region 102 in FIG. 9A.
Titanium tungsten (Ti / W) 104 having a film thickness of 3000 angstrom is formed by sputtering on the GaAs semiconductor substrate 103 having the film formed therein. Then, in FIG. 9B, resist patterning is performed with the resist 105 (ST112), and in FIG. 9C, the titanium tungsten (Ti / W) 104 is etched by reactive ion etching (RIE) (ST).
113). After that, by removing the resist (S
T114), and the gate electrode 106 is formed. (Fig. 9
(D)).

【0011】ドレイン電極およびソース電極形成工程
(ST120)は、次のように行われる。図10と図1
1は、ドレイン電極およびソース電極形成工程(ST1
20)の各工程でのGaAs半導体基板の断面図であ
る。
The step of forming the drain electrode and the source electrode (ST120) is performed as follows. 10 and 1
1 is a drain electrode and source electrode forming step (ST1
FIG. 20 is a sectional view of the GaAs semiconductor substrate in each step of 20).

【0012】無機系絶縁層堆積工程(ST121)は、
図10(a)において、図9(d)で示したチャネル層
100、ドレイン領域101、ソース領域102が形成
され、ゲート電極106が形成されたGaAs半導体基
板103の上にプラズマCVDにより、3600オング
ストロームの膜厚のSiO2膜107を無機系絶縁層と
して成膜する。
The inorganic insulating layer deposition step (ST121)
In FIG. 10A, the channel layer 100, the drain region 101, and the source region 102 shown in FIG. 9D are formed, and 3600 angstroms are formed by plasma CVD on the GaAs semiconductor substrate 103 on which the gate electrode 106 is formed. The SiO 2 film 107 having the film thickness of is formed as an inorganic insulating layer.

【0013】ドレイン電極およびソース電極窓開け工程
(ST122)は、まず、図10(b)において、Ga
As半導体基板103上に堆積した無機系絶縁層である
SiO2膜107の上にレジスト108をスピンコータ
などにより、均一に塗布する。次に、ドレイン電極およ
びソース電極を形成する部分が光を通すようになってい
るマスクをGaAs半導体基板103上の無機系絶縁層
であるSiO2膜107上のレジスト108に密着さ
せ、レジスト108が反応する波長の光により露光し、
その後、現像液に浸けることによりレジストの露光され
た部分が溶け、開口109,110を形成する(ST1
23)。そして、リンス液により現像液を洗浄する。
In the drain electrode and source electrode window opening step (ST122), first, in FIG.
A resist 108 is uniformly applied by a spin coater or the like on the SiO 2 film 107 which is an inorganic insulating layer deposited on the As semiconductor substrate 103. Next, a mask having a portion where the drain electrode and the source electrode are formed to transmit light is brought into close contact with the resist 108 on the SiO 2 film 107 which is the inorganic insulating layer on the GaAs semiconductor substrate 103, and the resist 108 is removed. Exposure with light of a reactive wavelength,
Then, the exposed portion of the resist is melted by immersing it in a developing solution to form openings 109 and 110 (ST1).
23). Then, the developing solution is washed with the rinse solution.

【0014】その後、レジスト108中に存在する現像
液あるいはリンス液を除き、レジスト108と無機系絶
縁層であるSiO2膜107との接着性を増すため、ポ
ストベークを行う。
After that, the developing solution or rinsing solution existing in the resist 108 is removed, and post-baking is performed in order to increase the adhesiveness between the resist 108 and the SiO 2 film 107 which is the inorganic insulating layer.

【0015】次に、図10(c)において、反応性イオ
ンエッチング(RIE)により、レジスト108の開口
部109,110のSiO2を除去する(ST12
4)。そして、図10(d)において、レジストを除去
する(ST125)。
Next, in FIG. 10C, SiO 2 in the openings 109 and 110 of the resist 108 is removed by reactive ion etching (RIE) (ST12).
4). Then, in FIG. 10D, the resist is removed (ST125).

【0016】その後、図11(a)において、レジスト
111を塗布し、イメージリバースパターニングを行っ
てレジストパターンを形成する(ST126)。ドレイ
ンメタルおよびソースメタルは、図11(b)におい
て、例えば、AuGe/Ni/Au膜112を3600
オングストロームの膜厚に蒸着して成膜する(ST12
7)。その後、リフトオフすることにより(ST12
8)、ドレイン電極113およびソース電極114を形
成する。(図11(c))。
Then, in FIG. 11A, a resist 111 is applied and image reverse patterning is performed to form a resist pattern (ST126). For the drain metal and the source metal, as shown in FIG. 11B, for example, 3600 AuGe / Ni / Au film 112 is used.
A film is formed by vapor deposition to a film thickness of angstrom (ST12
7). After that, by lifting off (ST12
8), the drain electrode 113 and the source electrode 114 are formed. (FIG.11 (c)).

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置の製造方法においては、各工程の最後に
有機系溶剤によるレジスト剥離の工程を伴い、GaAs
ウエハ表面にダメージを与えていた。また、リフトオフ
を伴う場合、蒸着時のレジストへのダメージのためレジ
スト残査が生じる危険性を伴う。よって剥離条件を、G
aAsウエハに対してダメージを促進する方向で行う必
要が生じる。その条件はGaAs表面を数百オングスト
ロームエッチングする程で、チャネル層自体を失う結果
となる。また、剥離しきれないレジスト残査をドライエ
ッチングにより除去する必要があるため、プラズマによ
るチャネル層へのダメージが生じる。当然反応性イオン
エッチング(RIE)工程においても、GaAs表面に
プラズマダメージが生じる。そのダメージにより、完成
した半導体装置のトランジスタ特性が安定しない、すな
わち、ウエハ上でばらつきを伴うという問題点が生じて
いた。
However, in the above-mentioned conventional method for manufacturing a semiconductor device, the GaAs is removed by the step of stripping the resist with an organic solvent at the end of each step.
The wafer surface was damaged. Further, when the lift-off is involved, there is a risk that resist residue may occur due to damage to the resist during vapor deposition. Therefore, the peeling condition is G
It is necessary to carry out in the direction of promoting damage to the aAs wafer. The condition is that the GaAs surface is etched by several hundred angstroms, and the channel layer itself is lost. In addition, since the resist residue that cannot be completely peeled off must be removed by dry etching, plasma damage to the channel layer occurs. Of course, plasma damage occurs on the GaAs surface even in the reactive ion etching (RIE) process. Due to the damage, there has been a problem that the transistor characteristics of the completed semiconductor device are not stable, that is, they are dispersed on the wafer.

【0018】上記問題点を解決する半導体装置の製造方
法が、特開平5−175243号公報により開示されて
いる。その方法によると、半絶縁性半導体基板の一主面
にイオン注入法によって選択的に形成された能動層上に
ソース電極とドレイン電極を形成し、次にCVD法によ
って第1の絶縁膜例えばSiO2膜を堆積し、その上に
第2の絶縁膜例えばSiNx膜をプラズマCVD法によ
って積層して形成する。次に、フォトレジスト層を被着
し、ゲート電極形成予定域に開口を形成する。開口が形
成されたフォトレジスト層をマスクとして反応性イオン
エッチング(RIE)法により第2の絶縁膜をエッチン
グして開孔を形成する。次に、第2の絶縁膜をマスクと
して開孔を通してふっ化アンモニウム液を用いて能動層
の上にある第1の絶縁膜をエッチングする。このとき第
2の絶縁膜はほとんどエッチングされない。これによる
と、反応性イオンエッチング(RIE)工程は第1の絶
縁膜(SiO2)上の第2の絶縁膜(SiNx)に対し
てのみ行われるため、イオンによって直接能動層が叩か
れることなく、従って能動層にダメージが生じない。
A method of manufacturing a semiconductor device which solves the above problems is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-175243. According to this method, a source electrode and a drain electrode are formed on an active layer selectively formed by an ion implantation method on one main surface of a semi-insulating semiconductor substrate, and then a first insulating film such as SiO 2 is formed by a CVD method. Two films are deposited, and a second insulating film, for example, a SiNx film is laminated on the two films by a plasma CVD method. Next, a photoresist layer is deposited and an opening is formed in the area where the gate electrode is to be formed. An opening is formed by etching the second insulating film by a reactive ion etching (RIE) method using the photoresist layer having the opening as a mask. Next, using the second insulating film as a mask, the first insulating film on the active layer is etched using ammonium fluoride solution through the opening. At this time, the second insulating film is hardly etched. According to this, since the reactive ion etching (RIE) process is performed only on the second insulating film (SiNx) on the first insulating film (SiO 2 ), ions do not directly hit the active layer. Therefore, the active layer is not damaged.

【0019】しかしながら、上記製造方法においては、
絶縁膜(無機系絶縁層)として、2種類の絶縁膜を積層
する必要があり、すなわち、第1の絶縁膜としてのSi
2膜はCVD法によって堆積し、第2の絶縁膜として
のSiNx膜はプラズマCVD法により堆積する必要が
あり、絶縁膜を形成するための工程に2種類の装置が必
要であり工程数が増えてしまうという問題点がある。
However, in the above manufacturing method,
As the insulating film (inorganic insulating layer), it is necessary to stack two kinds of insulating films, that is, Si as the first insulating film.
The O 2 film needs to be deposited by the CVD method, and the SiNx film as the second insulating film needs to be deposited by the plasma CVD method. Two types of devices are required for the step of forming the insulating film, and the number of steps is reduced. There is a problem that it will increase.

【0020】本発明の目的は、上記問題を解決するた
め、GaAs半導体プロセスにおいて、GaAsウエハ
表面を有機性薬品およびプラズマによるダメージから防
ぐことができ、かつ工程が少ない半導体装置の製造方法
を提供することにある。
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device which can prevent the surface of a GaAs wafer from being damaged by organic chemicals and plasma in the GaAs semiconductor process and has a small number of steps. Especially.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
半導体装置の製造方法は、上記の目的を達成するため
に、次のように構成される。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is configured as follows in order to achieve the above object.

【0022】第1の半導体装置の製造方法(請求項1に
対応)は、GaAs半導体基板に複数回のイオン注入工
程と少なくとも1回のアニール工程によって形成され
た、ドレイン電極と接合するドレイン領域を構成する高
不純物濃度活性層と、ソース電極と接合するソース領域
を構成する高不純物濃度活性層と、ドレイン領域を構成
する高不純物濃度活性層とソース領域を構成する高不純
物濃度活性層に介在してゲート電極と接合するチャネル
層を備えた半導体装置の製造方法において、ドレイン領
域を構成する高不純物濃度活性層とソース領域を構成す
る高不純物濃度活性層およびチャネル層の上に無機系絶
縁層を層間膜として備えた半導体装置のゲート電極を形
成する工程と、ドレイン電極とソース電極を形成する工
程を含んでおり、ゲート電極を形成する工程およびドレ
イン電極とソース電極を形成する工程が、無機系絶縁層
上にゲート電極あるいはドレイン電極とソース電極を形
成する箇所に第1の開口を有する第1のレジストパター
ンを形成する工程と、第1の開口により露出する無機系
絶縁層を所定の膜厚になるまでドライエッチングにより
エッチングする工程と、第1のレジストパターンを除去
する工程と、イメージリバースパターニングで第1のレ
ジストパターンの第1の開口の位置と同一の箇所に第1
の開口より開口幅の広い第2の開口を有する第2のレジ
ストパターンを形成する工程と、第1の開口により露出
していた所定の膜厚の無機系絶縁層を取り除くまでウェ
ットエッチングによりエッチングする工程と、ゲート電
極とドレイン電極とソース電極を構成する金属を成膜す
る工程と、リフトオフでゲート電極とドレイン電極とソ
ース電極を構成する金属以外の金属を除去する工程とを
有することで特徴づけられる。
According to a first method of manufacturing a semiconductor device (corresponding to claim 1), a drain region joined to a drain electrode is formed in a GaAs semiconductor substrate by a plurality of ion implantation steps and at least one annealing step. The high impurity concentration active layer forming the source region, the high impurity concentration active layer forming the source region joined to the source electrode, the high impurity concentration active layer forming the drain region, and the high impurity concentration active layer forming the source region are interposed. In a method of manufacturing a semiconductor device having a channel layer bonded to a gate electrode, an inorganic insulating layer is formed on the high impurity concentration active layer forming the drain region, the high impurity concentration active layer forming the source region, and the channel layer. It includes a step of forming a gate electrode of a semiconductor device provided as an interlayer film and a step of forming a drain electrode and a source electrode. The step of forming the gate electrode and the step of forming the drain electrode and the source electrode form a first resist pattern having a first opening on the inorganic insulating layer where the gate electrode or the drain electrode and the source electrode are formed. Forming step, a step of etching the inorganic insulating layer exposed by the first opening by dry etching to a predetermined thickness, a step of removing the first resist pattern, and a step of removing the first resist by image reverse patterning. The first position is the same as the position of the first opening of the pattern.
Forming a second resist pattern having a second opening having an opening width wider than that of the opening, and etching by wet etching until the inorganic insulating layer having a predetermined film thickness exposed by the first opening is removed. Characterized by having a step, a step of forming a metal forming a gate electrode, a drain electrode, and a source electrode, and a step of removing a metal other than the metal forming the gate electrode, the drain electrode, and the source electrode by lift-off. To be

【0023】第1の半導体装置の製造方法によれば、ド
レイン領域を構成する高不純物濃度活性層とソース領域
を構成する高不純物濃度活性層およびチャネル層の上に
無機系絶縁層を層間膜として備えた半導体装置の電極を
形成する工程が、無機系絶縁層上にドレイン電極とソー
ス電極あるいはゲート電極を形成する箇所に第1の開口
を有する第1のレジストパターンを形成する工程と、第
1の開口により露出する無機系絶縁層を所定の膜厚にな
るまでドライエッチングによりエッチングする工程と、
第1のレジストパターンを除去する工程と、イメージリ
バースパターニングで第1のレジストパターンの第1の
開口の位置と同一の箇所に第1の開口より広い第2の開
口を有する第2のレジストパターンを形成する工程と、
第1の開口により露出していた所定の膜厚の無機系絶縁
層を取り除くまでウェットエッチングによりエッチング
する工程と、ゲート電極とドレイン電極とソース電極を
構成する金属を成膜する工程と、リフトオフでゲート電
極とドレイン電極とソース電極を構成する金属以外の金
属を除去する工程とを有するため、有機性薬品およびプ
ラズマによるチャネル層、ドレイン領域およびソース領
域へのダメージを生じない。また、電極がT型に形成さ
れるため、電極からの薬液のしみ込みを防ぐことができ
る。それにより、ダメージによる半導体装置のトランジ
スタ特性にばらつきがなく安定である。また、無機系絶
縁層が一種類であるため、無機系絶縁層堆積のための工
程数を少なくすることができる。
According to the first method of manufacturing a semiconductor device, an inorganic insulating layer is used as an interlayer film on the high impurity concentration active layer forming the drain region, the high impurity concentration active layer forming the source region, and the channel layer. A step of forming an electrode of the semiconductor device provided, a step of forming a first resist pattern having a first opening at a position where a drain electrode and a source electrode or a gate electrode are formed on the inorganic insulating layer; And a step of etching the inorganic insulating layer exposed by the opening by dry etching to a predetermined thickness,
A step of removing the first resist pattern and a second resist pattern having a second opening wider than the first opening at the same position as the position of the first opening of the first resist pattern by image reverse patterning are formed. Forming process,
The steps of etching by wet etching until the inorganic insulating layer having a predetermined film thickness exposed by the first opening is removed, the step of forming a metal film forming the gate electrode, the drain electrode and the source electrode, and the lift-off method. Since it has a step of removing a metal other than the metal forming the gate electrode, the drain electrode, and the source electrode, the channel layer, the drain region, and the source region are not damaged by the organic chemicals and plasma. Further, since the electrodes are formed in a T shape, it is possible to prevent the chemical solution from soaking into the electrodes. As a result, the transistor characteristics of the semiconductor device do not vary due to damage and are stable. Moreover, since there is only one type of inorganic insulating layer, the number of steps for depositing the inorganic insulating layer can be reduced.

【0024】第2の半導体装置の製造方法(請求項2に
対応)は、上記の方法において、好ましくは所定の膜厚
が300オングストローム以上700オングストローム
以下であることで特徴づけられる。
The second semiconductor device manufacturing method (corresponding to claim 2) is characterized in that in the above method, the predetermined film thickness is preferably 300 angstroms or more and 700 angstroms or less.

【0025】第3の半導体装置の製造方法(請求項3に
対応)は、上記の方法において、好ましくはドライエッ
チングが、反応性イオンエッチング(RIE)であるこ
とで特徴づけられる。
A third semiconductor device manufacturing method (corresponding to claim 3) is characterized in that, in the above method, preferably, the dry etching is reactive ion etching (RIE).

【0026】第3の半導体装置の製造方法によれば、ド
ライエッチングが反応性イオンエッチング(RIE)で
あるため、異方性に優れた微細パターンの加工が可能で
ある。
According to the third method for manufacturing a semiconductor device, since dry etching is reactive ion etching (RIE), it is possible to process a fine pattern having excellent anisotropy.

【0027】第4の半導体装置の製造方法(請求項4に
対応)は、上記の方法において、好ましくはウェットエ
ッチングのエッチャントは、バッファードふっ酸(BH
F)であることで特徴づけられる。
In the fourth method for manufacturing a semiconductor device (corresponding to claim 4), preferably, the etchant for wet etching is buffered hydrofluoric acid (BH).
It is characterized by being F).

【0028】第4の半導体装置の製造方法によれば、ウ
ェットエッチングのエッチャントにバッファードふっ酸
(BHF)を用いるため、レジストをマスクにする場
合、レジストとSiO2界面へのしみ込みを押さえるこ
とができ良好なエッチングを行うことができる。
According to the fourth method for manufacturing a semiconductor device, buffered hydrofluoric acid (BHF) is used as an etchant for wet etching. Therefore, when a resist is used as a mask, it is possible to suppress the penetration of the interface between the resist and SiO 2. Therefore, good etching can be performed.

【0029】第5の半導体装置の製造方法(請求項5に
対応)は、上記の方法において、好ましくは無機系絶縁
層は、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜であること
で特徴づけられる。
A fifth semiconductor device manufacturing method (corresponding to claim 5) is characterized in that, in the above method, preferably, the inorganic insulating layer is a silicon oxide film or a silicon nitride film.

【0030】第5の半導体装置の製造方法によれば、無
機系絶縁層がシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜で
あるため、熱CVD、プラズマCVD、スパッタ法によ
り容易に形成することができる。また、基板との熱的安
定性、緻密性、密着性、耐クラック性、基板構成物質の
無機系絶縁層中への拡散がない。
According to the fifth method of manufacturing a semiconductor device, since the inorganic insulating layer is a silicon oxide film or a silicon nitride film, it can be easily formed by thermal CVD, plasma CVD, or sputtering. In addition, there is no thermal stability with respect to the substrate, denseness, adhesiveness, crack resistance, and no diffusion of substrate constituent substances into the inorganic insulating layer.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0032】実施形態で説明される構成、形状、大きさ
および配置関係については本発明が理解・実施できる程
度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構
成の組成(材質)については例示にすぎない。従って本
発明は、以下に説明される実施形態に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を
逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the embodiments are merely shown to the extent that the present invention can be understood and put into practice, and numerical values and compositions (materials) of each configuration Is merely an example. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, and can be modified into various forms without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.

【0033】図1と図2は、本発明の実施形態に係る半
導体装置の製造方法によりGaAs電界効果トランジス
タ(GaAsMESFET)を製造する工程を示すフロ
ーチャートである。GaAsMESFETの製造工程
は、ドレイン領域、ソース領域およびチャネル層形成工
程(ST10)とゲート電極形成工程(ST20)とド
レイン電極およびソース電極形成工程(ST30)から
成っている。
1 and 2 are flowcharts showing steps of manufacturing a GaAs field effect transistor (GaAs MESFET) by the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention. The manufacturing process of the GaAs MESFET includes a drain region, source region and channel layer forming process (ST10), a gate electrode forming process (ST20) and a drain electrode and source electrode forming process (ST30).

【0034】ゲート電極形成工程(ST20)は、無機
系絶縁層堆積工程(ST21)と第1のレジストパター
ニング工程(ST22)とドライエッチングによりゲー
ト電極を形成する部分の第1の開口により露出する無機
系絶縁層を所定の膜厚までエッチングする工程(ST2
3)と第1のレジスト剥離工程(ST24)とイメージ
リバースパターニングにより、第1のレジストパターン
の第1の開口の位置と同一の箇所に第1の開口より開口
幅の広い第2の開口を有する第2のレジストパターニン
グ工程(ST25)とアッシング工程(ST26)とウ
ェットエッチングにより第1の開口により露出していた
所定の膜厚の無機系絶縁層を取り除くまでエッチングす
る工程(ST27)とゲート電極用メタル堆積工程(S
T28)とリフトオフ工程(ST29)から成ってい
る。
The gate electrode forming step (ST20) includes the inorganic insulating layer depositing step (ST21), the first resist patterning step (ST22) and the inorganic material exposed by the first opening in the portion where the gate electrode is formed by dry etching. Step of etching the system insulating layer to a predetermined thickness (ST2
3) and the first resist stripping step (ST24) and the image reverse patterning, the second opening having a wider opening than the first opening is formed at the same position as the position of the first opening of the first resist pattern. Second resist patterning step (ST25), ashing step (ST26), and etching step (ST27) for removing the inorganic insulating layer of a predetermined thickness exposed by the first opening by wet etching and gate electrode Metal deposition process (S
T28) and the lift-off process (ST29).

【0035】ドレイン電極およびソース電極形成工程
(ST30)は、第1のレジストパターニング工程(S
T31)とドライエッチングによりドレイン電極および
ソース電極を形成する部分の第1の開口により露出する
無機系絶縁層を所定の膜厚までエッチングする工程(S
T32)と第1のレジスト剥離工程(ST33)とイメ
ージリバースパターニングにより第1のレジストパター
ンの第1の開口の位置と同一の箇所に第1の開口より開
口幅の広い第2の開口を有する第2のレジストパターニ
ング工程(ST34)とアッシング工程(ST35)と
ウェットエッチングにより第1の開口により露出してい
た所定の膜厚の残りの無機系絶縁層をエッチングする工
程(ST36)とドレインメタルおよびソースメタル堆
積工程(ST37)とリフトオフ工程(ST38)から
成っている。
In the drain electrode and source electrode forming step (ST30), the first resist patterning step (S
T31) and a step of etching the inorganic insulating layer exposed by the first opening in the portion where the drain electrode and the source electrode are formed to a predetermined thickness by dry etching (S)
T32), the first resist stripping step (ST33), and image reverse patterning to form a second opening having a wider opening than the first opening at the same location as the first opening of the first resist pattern. 2 resist patterning step (ST34), ashing step (ST35), and step (ST36) of etching the remaining inorganic insulating layer of a predetermined film thickness exposed by the first opening by wet etching, drain metal and source It comprises a metal deposition step (ST37) and a lift-off step (ST38).

【0036】ドレイン領域、ソース領域およびチャネル
層形成工程(ST10)は、従来の技術と同様に、ま
ず、アライメントマークが形成されたGaAs半導体基
板にドレイン領域とソース領域を構成する高不純物濃度
活性層を形成するために、表面に数百オングストローム
の酸化膜を形成し、適当なマスクを通して、160ke
V,2.0×1013/cm2の高ドーズのSi+イオン注
入を行う。次に、そのGaAs半導体基板にチャネル層
を形成するために、適当なマスクを通して、Si +を1
20keV,2.0×1012/cm2でイオン注入す
る。その後、SiO2膜をGaAs半導体基板上に堆積
し、そのGaAs半導体基板をアニール炉の中に入れ、
水素(H2)雰囲気中で、850℃で約15分間加熱
し、キャップアニールを行う。それにより、Siイオン
が活性化され、チャネル層、ドレイン領域、ソース領域
が形成される。
Drain region, source region and channel
The layer forming step (ST10) is the same as the conventional technique.
First, a GaAs semiconductor substrate with alignment marks formed
High impurity concentration in the drain and source regions of the plate
Hundreds of Angstroms on the surface to form the active layer
Oxide film is formed, and through a suitable mask, 160 ke
V, 2.0 x 1013/ Cm2High dose Si+Ion injection
Turn on. Next, a channel layer is formed on the GaAs semiconductor substrate.
Through a suitable mask to form Si +1
20 keV, 2.0 x 1012/ Cm2Ion implantation with
It After that, SiO2Deposition of film on GaAs semiconductor substrate
Then, put the GaAs semiconductor substrate in an annealing furnace,
Hydrogen (H2) Heat at 850 ℃ for about 15 minutes in the atmosphere
Then, cap annealing is performed. Thereby, Si ion
Are activated, channel layer, drain region, source region
Is formed.

【0037】ゲート電極形成工程(ST20)は、次の
ように行われる。図3と図4は、ゲート電極形成工程
(ST20)の各工程でのGaAs半導体基板の断面図
である。
The gate electrode forming step (ST20) is performed as follows. 3 and 4 are cross-sectional views of the GaAs semiconductor substrate in each step of the gate electrode forming step (ST20).

【0038】無機系絶縁層堆積工程(ST21)は、図
3(a)において、チャネル層10、ドレイン領域1
1、ソース領域12が形成されたGaAs半導体基板1
3にプラズマCVDにより、3000オングストローム
の膜厚のSiO2膜14を無機系絶縁層として成膜す
る。
In the step of depositing the inorganic insulating layer (ST21), the channel layer 10 and the drain region 1 are shown in FIG. 3 (a).
1. GaAs semiconductor substrate 1 on which source region 12 is formed
3, a SiO 2 film 14 having a thickness of 3000 Å is formed as an inorganic insulating layer by plasma CVD.

【0039】第1のレジストパターニング工程(ST2
2)は、まず、図3(b)において、GaAs半導体基
板13上に堆積した無機系絶縁層であるSiO2膜14
の上に第1のレジスト15をスピンコータなどにより、
均一に塗布する。次に、ゲート電極を形成する部分が光
を通すようになっているマスクをGaAs半導体基板1
3上の無機系絶縁層であるSiO2膜14上のレジスト
15に密着させ、レジスト15が反応する波長の光によ
り露光し、その後、現像液に浸けることによりレジスト
の露光された部分が溶け、第1の開口16を形成する
(ST22)。そして、リンス液により現像液を洗浄す
る。
First resist patterning step (ST2
2) is a SiO 2 film 14 which is an inorganic insulating layer deposited on the GaAs semiconductor substrate 13 in FIG. 3B.
The first resist 15 on top of it by a spin coater or the like,
Apply evenly. Next, the GaAs semiconductor substrate 1 is provided with a mask that allows light to pass through where the gate electrode is formed.
3 is brought into close contact with the resist 15 on the SiO 2 film 14 which is an inorganic insulating layer, exposed by light having a wavelength with which the resist 15 reacts, and then immersed in a developing solution to dissolve the exposed portion of the resist, The first opening 16 is formed (ST22). Then, the developing solution is washed with the rinse solution.

【0040】その後、第1のレジスト15中に存在する
現像液あるいはリンス液を除き、第1のレジスト15と
無機系絶縁層であるSiO2膜14との接着性を増すた
め、ポストベークを行う。
After that, the developing solution or the rinsing solution existing in the first resist 15 is removed, and post-baking is performed in order to increase the adhesiveness between the first resist 15 and the SiO 2 film 14 which is the inorganic insulating layer. .

【0041】次に、図3(c)において、反応性イオン
エッチング(RIE)により、レジスト15の第1の開
口部16のSiO2を所定の膜厚、例えば500オング
ストロームの膜厚のSiO2膜17を残すようにエッチ
ングする(ST23)。
Next, in FIG. 3 (c), the by reactive ion etching (RIE), the first SiO 2 a predetermined thickness of the opening 16 of the resist 15, for example, 500 Å in the thickness of the SiO 2 film Etching is performed so as to leave 17 (ST23).

【0042】その後、図3(d)において、第1のレジ
スト15を剥離し(ST24)、図4(a)においてイ
メージリバースパターニングにより、第1のレジストパ
ターンの第1の開口16の位置と同一の箇所に第1の開
口16より開口幅の広い第2の開口18を有する第2の
レジストパターン19を形成する(ST25)。
Thereafter, in FIG. 3D, the first resist 15 is peeled off (ST24), and by image reverse patterning in FIG. 4A, the same position as the position of the first opening 16 of the first resist pattern is obtained. A second resist pattern 19 having a second opening 18 having an opening width wider than that of the first opening 16 is formed at this location (ST25).

【0043】この第2のレジストパターン19を形成す
る工程では、まず、ポジ型レジストをウエハ全面に塗布
する。次に、紫外線によりゲート電極を形成する第1の
開口16上に第1の開口16より広い領域が遮光された
マスクを用いて第1の露光をする。次に、イメージリバ
ース処理として、110℃のベークを行い、その後、ウ
エハ全面に紫外線により第2の露光を行い現像を行って
レジスト膜の第1の露光時の未感光部を除去する。これ
により、第1の開口16上に開口幅が広くかつリフトオ
フが可能であるようにアンダーカット形状を有する第2
の開口18が形成される。
In the step of forming the second resist pattern 19, first, a positive type resist is applied to the entire surface of the wafer. Next, a first exposure is performed on the first opening 16 forming the gate electrode by ultraviolet rays using a mask in which a region wider than the first opening 16 is shielded. Next, as image reverse processing, baking is performed at 110 ° C., and then the entire surface of the wafer is subjected to second exposure with ultraviolet rays and development is performed to remove the unexposed portion of the resist film during the first exposure. As a result, the second opening having a wide opening width and an undercut shape on the first opening 16 to enable lift-off.
The opening 18 is formed.

【0044】次に、現像残査を除去するために、プラズ
マアッシング装置により酸素(O2)プラズマを発生さ
せて、アッシングを行う。その後、図4(b)において
残りの500オングストロームの厚さのSiO2膜17
をバッファードふっ酸(BHF)によるウェットエッチ
ングによって除去する(ST27)。そのとき、第2の
開口18により露出した部分のSiO2膜も上部がエッ
チングされる。
Next, in order to remove the development residue, oxygen (O 2 ) plasma is generated by a plasma ashing device to perform ashing. After that, in FIG. 4B, the remaining SiO 2 film 17 having a thickness of 500 Å is formed.
Are removed by wet etching with buffered hydrofluoric acid (BHF) (ST27). At that time, the upper portion of the SiO 2 film exposed by the second opening 18 is also etched.

【0045】このように、第1の開口16により露出す
る無機系絶縁層を所定の膜厚になるまでドライエッチン
グによりエッチングする工程(ST23)と、第1の開
口16上に第1の開口幅よりも広い第2の開口18を形
成した後に、第1の開口16により露出していた所定の
膜厚の無機系絶縁層をすべて取り除くまでウェットエッ
チングによりエッチングする工程(ST27)によりエ
ッチングするため、プラズマによるチャネル層10への
ダメージを生じない。それにより、ダメージによる半導
体装置のトランジスタ特性にばらつきがなくなり安定に
なる。また、無機系絶縁層がSiO2膜14の一種類で
あるため、無機系絶縁層堆積のための工程数を少なくす
ることができる。
As described above, the step of etching the inorganic insulating layer exposed by the first opening 16 by dry etching to a predetermined thickness (ST23), and the first opening width on the first opening 16 Since the second opening 18 wider than the first opening 16 is formed, the etching is performed by the wet etching step (ST27) until the inorganic insulating layer having a predetermined film thickness exposed by the first opening 16 is completely removed. The plasma does not damage the channel layer 10. As a result, the transistor characteristics of the semiconductor device will not vary due to damage and will be stable. Moreover, since the inorganic insulating layer is one type of the SiO 2 film 14, the number of steps for depositing the inorganic insulating layer can be reduced.

【0046】ゲート電極用メタル堆積工程(ST28)
では、ゲートメタルは、図4(c)において、例えば、
チタン金チタン(Ti/Au/Ti)20を3000オ
ングストロームの膜厚で蒸着法により成膜する。その
後、図4(d)においてリフトオフにより、ゲート電極
21を形成する。これにより、ゲート電極21がT型と
なるため、電極の端からの薬液のしみ込みを防ぐことが
できる。また、平坦度も向上する。
Metal deposition process for gate electrodes (ST28)
Then, the gate metal is, for example, as shown in FIG.
Titanium gold titanium (Ti / Au / Ti) 20 is formed into a film having a thickness of 3000 angstrom by a vapor deposition method. After that, the gate electrode 21 is formed by lift-off in FIG. As a result, the gate electrode 21 becomes T-shaped, so that it is possible to prevent the chemical solution from penetrating from the end of the electrode. Also, the flatness is improved.

【0047】ドレイン電極およびソース電極形成工程
(ST30)は、次のように行われる。図5と図6は、
ドレイン電極およびソース電極形成工程(ST30)の
各工程でのGaAs半導体基板の断面図である。
The step of forming the drain electrode and the source electrode (ST30) is performed as follows. 5 and 6 show
It is sectional drawing of a GaAs semiconductor substrate in each process of a drain electrode and a source electrode formation process (ST30).

【0048】まず、図5(a)において、GaAs半導
体基板13上に堆積した無機系絶縁層であるSiO2
14の上に第1のレジスト22をスピンコータなどによ
り、均一に塗布する。次に、図5(b)において、ドレ
イン電極およびソース電極を形成する部分が光を通すよ
うになっているマスクをGaAs半導体基板13上の無
機系絶縁層であるSiO2膜14上のレジスト22に密
着させ、レジスト22が反応する波長の光により露光
し、その後、現像液に浸けることによりレジストの露光
された部分が溶け、第1の開口23,24を形成する
(ST31)。そして、リンス液により現像液を洗浄す
る。
First, in FIG. 5A, the first resist 22 is uniformly applied on the SiO 2 film 14 which is the inorganic insulating layer deposited on the GaAs semiconductor substrate 13 by a spin coater or the like. Next, in FIG. 5B, a mask having a portion for forming a drain electrode and a source electrode that allows light to pass through is provided with a resist 22 on the SiO 2 film 14 which is an inorganic insulating layer on the GaAs semiconductor substrate 13. The resist 22 is exposed to light having a wavelength with which the resist 22 reacts, and then the exposed portion of the resist is melted by immersing it in a developing solution to form first openings 23 and 24 (ST31). Then, the developing solution is washed with the rinse solution.

【0049】その後、レジスト22中に存在する現像液
あるいはリンス液を除き、レジスト22と無機系絶縁層
であるSiO2膜14との接着性を増すため、ポストベ
ークを行う。
After that, the developing solution or the rinsing solution existing in the resist 22 is removed, and post-baking is performed in order to increase the adhesiveness between the resist 22 and the SiO 2 film 14 which is the inorganic insulating layer.

【0050】次に、図5(c)において、反応性イオン
エッチング(RIE)により、レジスト22の第1の開
口部23,24のSiO2を所定の膜厚、例えば500
オングストロームの膜厚のSiO2膜25,26を残す
ようにエッチングする(ST32)。
Next, as shown in FIG. 5C, the SiO 2 in the first openings 23 and 24 of the resist 22 is etched to a predetermined film thickness, for example, 500 by reactive ion etching (RIE).
Etching is performed so as to leave the SiO 2 films 25 and 26 having a film thickness of angstrom (ST32).

【0051】その後、図5(d)において、第1のレジ
ストを剥離し(ST33)、6(a)においてイメージ
リバースパターニングにより、第1のレジストパターン
の第1の開口23,24の位置と同一の箇所に第1の開
口より開口幅の広い第2の開口27,28を有する第2
のレジストパターン29を形成する(ST34)。
After that, in FIG. 5D, the first resist is stripped (ST33), and in 6 (a), the same positions as the first openings 23 and 24 of the first resist pattern are formed by image reverse patterning. Second opening 27, 28 having a wider opening than the first opening at the second position
A resist pattern 29 is formed (ST34).

【0052】この第2のレジストパターン29を形成す
る工程では、まず、ポジ型レジストをウエハ全面に塗布
する。次に、紫外線によりオーミック電極を形成する第
1の開口23,24上に第1の開口より広い領域が遮光
されたマスクを用いて第1の露光をする。次に、イメー
ジリバース処理として、110℃のベークを行い、その
後、ウエハ全面に紫外線による第2の露光を行い現像を
行ってレジスト膜の第1の露光時の未感光部を除去す
る。これにより、第1の開口上に開口幅が広くかつリフ
トオフが可能であるようにアンダーカット形状を有する
第2の開口27,28が形成される。
In the step of forming the second resist pattern 29, first, a positive type resist is applied to the entire surface of the wafer. Next, a first exposure is performed on the first openings 23 and 24 forming the ohmic electrodes by ultraviolet rays using a mask in which a region wider than the first openings is shielded. Next, as image reverse processing, baking is performed at 110 ° C., and then the entire surface of the wafer is subjected to second exposure with ultraviolet rays and development is performed to remove the unexposed portion of the resist film during the first exposure. As a result, the second openings 27, 28 having a wide opening width and having an undercut shape so that lift-off is possible are formed on the first opening.

【0053】次に、現像残査を除去するために、プラズ
マアッシング装置により酸素(O2)プラズマを発生さ
せて、アッシングを行う。その後、図6(b)におい
て、残りの500オングストロームの厚さのSiO2
25,26をバッファードふっ酸(BHF)によるウェ
ットエッチングによって除去する(ST36)。そのと
き、第2の開口27,28により露出した部分のSiO
2膜も上部がエッチングされる。
Next, in order to remove the development residue, oxygen (O 2 ) plasma is generated by a plasma ashing device to perform ashing. Then, in FIG. 6B, the remaining 500 Å thick SiO 2 films 25 and 26 are removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid (BHF) (ST36). At that time, the SiO 2 in the portion exposed by the second openings 27 and 28
The upper parts of the two films are also etched.

【0054】このように、第1の開口23,24により
露出する無機系絶縁層であるSiO 2を所定の膜厚にな
るまでドライエッチングによりエッチングする工程(S
T32)と、第1の開口上に第1の開口幅よりも広い第
2の開口27,28を形成した後に、第1の開口により
露出していた所定の膜厚の無機系絶縁層を取り除くまで
ウェットエッチングによりエッチングする工程(ST3
6)によりエッチングするため、プラズマによるドレイ
ン領域およびソース領域へのダメージを生じない。それ
により、ダメージによる半導体装置のトランジスタ特性
にばらつきがなくなり安定となる。また、無機系絶縁層
がSiO2膜の一種類であるため、無機系絶縁層堆積の
ための工程数を少なくすることができる。
In this way, the first openings 23, 24
SiO that is an exposed inorganic insulating layer 2To the specified film thickness
Process by dry etching until
T32) and a first opening wider than the first opening width on the first opening.
After forming the two openings 27, 28, the first opening
Until the exposed inorganic insulating layer with the specified thickness is removed
Step of etching by wet etching (ST3
6) Etching due to plasma drain
It does not damage the source and source regions. It
Causes the transistor characteristics of the semiconductor device due to damage
It will be stable with no variation. In addition, the inorganic insulating layer
Is SiO2Since it is a type of film,
Therefore, the number of steps can be reduced.

【0055】次に、図6(c)において、ドレインメタ
ルおよびソースメタルとして、例えば、AuGe/Ni
/Au膜30を3000オングストロームの膜厚で蒸着
により成膜する(ST37)。その後、リフトオフ技術
により(ST38)、ドレイン領域およびソース領域以
外のメタルを剥離することにより、ドレインメタル電極
31およびソースメタル電極32を形成する(図6
(d))。これにより、ゲート電極がT型となるため、
電極の端からの薬液のしみ込みを防ぐことができる。ま
た、平坦度も向上する。
Next, in FIG. 6C, as the drain metal and the source metal, for example, AuGe / Ni is used.
The / Au film 30 is formed to a thickness of 3000 angstrom by vapor deposition (ST37). Then, the metal other than the drain region and the source region is peeled off by the lift-off technique (ST38) to form the drain metal electrode 31 and the source metal electrode 32 (FIG. 6).
(D)). As a result, the gate electrode becomes T-shaped,
It is possible to prevent the chemical solution from penetrating from the end of the electrode. Also, the flatness is improved.

【0056】なお、本実施形態においては、無機系絶縁
層として、SiO2膜を用いて説明したが、無機系絶縁
層としてSiNxを用いて行うこともできる。また、本
実施形態においては、レジストの第1の開口部のSiO
2の反応性イオンエッチング(RIE)によるエッチン
グを所定の膜厚として500オングストローム残すよう
にして行ったが、パターンが広がってしまうようなサイ
ドエッチングの影響とドライエッチングの精度を考慮し
て、所定の膜厚として300オングストローム以上70
0オングストローム以下の範囲内であれば、500オン
グストローム以外の膜厚でも可能である。
In the present embodiment, the SiO 2 film is used as the inorganic insulating layer, but SiNx may be used as the inorganic insulating layer. Further, in the present embodiment, the SiO in the first opening of the resist is
Although the second reactive ion etching (RIE) etching was performed so as to leave 500 angstroms with a predetermined film thickness, a predetermined thickness was taken into consideration in consideration of the side etching effect that the pattern spreads and the accuracy of the dry etching. Thickness of 300 angstroms or more 70
A film thickness other than 500 angstroms is possible as long as it is within the range of 0 angstroms or less.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、次の効果を奏する。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.

【0058】GaAs半導体プロセスにおいて、チャネ
ル層全体へのプラズマ、有機系薬品によるダメージを防
ぐとともに、さらに電極をT型にすることにより、電極
の端からの薬液のしみ込みを防ぐ効果がある。また、チ
ャネル層へのダメージも少なく、電極との接合状態も良
好であるため、完成した半導体装置のトランジスタ特性
も安定させることができる。また、一種類の無機系絶縁
層を用いるため、工程数を少なくすることができる。
In the GaAs semiconductor process, the entire channel layer is prevented from being damaged by plasma and organic chemicals, and by making the electrode T-shaped, the chemical solution can be prevented from penetrating from the end of the electrode. Further, since the damage to the channel layer is small and the bonding state with the electrode is favorable, the transistor characteristics of the completed semiconductor device can be stabilized. Moreover, since one type of inorganic insulating layer is used, the number of steps can be reduced.

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

【図1】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
によりGaAs電界効果トランジスタ(GaAsMES
FET)を製造する工程を示すフローチャートである。
FIG. 1 shows a GaAs field effect transistor (GaAs MES) manufactured by a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
It is a flowchart which shows the process of manufacturing (FET).

【図2】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法
によりGaAs電界効果トランジスタ(GaAsMES
FET)を製造する工程を示すフローチャートである。
FIG. 2 shows a GaAs field effect transistor (GaAs MES) manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
It is a flowchart which shows the process of manufacturing (FET).

【図3】ゲート電極形成工程の各工程でのGaAs半導
体基板の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a GaAs semiconductor substrate in each step of a gate electrode forming step.

【図4】ゲート電極形成工程の各工程でのGaAs半導
体基板の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a GaAs semiconductor substrate in each step of a gate electrode forming step.

【図5】ドレイン電極およびソース電極形成工程の各工
程でのGaAs半導体基板の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a GaAs semiconductor substrate in each step of forming a drain electrode and a source electrode.

【図6】ドレイン電極およびソース電極形成工程の各工
程でのGaAs半導体基板の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a GaAs semiconductor substrate in each step of forming a drain electrode and a source electrode.

【図7】従来のGaAs電界効果トランジスタ(GaA
sMESFET)の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 7 shows a conventional GaAs field effect transistor (GaA).
It is a flowchart which shows the manufacturing process of sMESFET).

【図8】従来のGaAs電界効果トランジスタ(GaA
sMESFET)の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 8 shows a conventional GaAs field effect transistor (GaA).
It is a flowchart which shows the manufacturing process of sMESFET).

【図9】従来のゲート電極形成工程の各工程でのGaA
s半導体基板の断面図である。
FIG. 9 is GaA in each step of the conventional gate electrode forming step.
s is a cross-sectional view of a semiconductor substrate.

【図10】従来のドレイン電極およびソース電極形成工
程の各工程でのGaAs半導体基板の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a GaAs semiconductor substrate in each step of a conventional drain electrode and source electrode forming step.

【図11】従来のドレイン電極およびソース電極形成工
程の各工程でのGaAs半導体基板の断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a GaAs semiconductor substrate in each step of a conventional drain electrode and source electrode forming step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 チャネル層 11 ドレイン領域 12 ソース領域 13 GaAs半導体基板 14 SiO2膜 15 レジスト 16 第1の開口 17 SiO2膜 18 第2の開口 ST10 ドレイン領域、ソース領域およびチ
ャネル層形成工程 ST20 ゲート電極形成工程 ST21 無機系絶縁層堆積工程 ST22 第1のレジストパターニング工程 ST23 ドライエッチングにより第1の開口
で露出した部分の無機系絶縁層を所定の膜厚までエッチ
ングする工程 ST24 第1のレジスト剥離工程 ST25 イメージリバースパターニングによ
る第2のレジストパターニング工程 ST26 アッシング ST27 ウェットエッチングにより第1の開
口で露出していた部分の所定の膜厚の残りの絶縁層をエ
ッチングする工程 ST28 ゲート電極用メタル堆積工程 ST29 リフトオフ ST30 ドレイン電極およびソース電極形成
工程
10 channel layer 11 drain region 12 source region 13 GaAs semiconductor substrate 14 SiO 2 film 15 resist 16 first opening 17 SiO 2 film 18 second opening ST10 drain region, source region and channel layer forming step ST20 gate electrode forming step ST21 Inorganic insulating layer deposition step ST22 First resist patterning step ST23 Step ST24 of etching the inorganic insulating layer of the portion exposed by the first opening to a predetermined thickness by dry etching ST24 First resist stripping step ST25 Image reverse patterning Second resist patterning step ST26 by ashing ST27 Step ST28 of etching the remaining insulating layer having a predetermined film thickness in the portion exposed by the first opening by wet etching ST28 Gate electrode metal deposition step ST29 -Off ST30 drain electrode and source electrode forming step

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 雅也 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 芝 敬祐 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホン ダエンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 5F004 AA06 BA04 BA11 BD01 DB03 5F102 FA00 GB01 GC01 GD01 GJ05 GS02 GS04 GV07 GV08 HC11 HC15 HC16 HC19 HC21    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masaya Takahashi             1-10, Shin-Sayama, Sayama City, Saitama Prefecture             Within Da Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Keisuke Shiba             1-10, Shin-Sayama, Sayama City, Saitama Prefecture             Within Da Engineering Co., Ltd. F-term (reference) 5F004 AA06 BA04 BA11 BD01 DB03                 5F102 FA00 GB01 GC01 GD01 GJ05                       GS02 GS04 GV07 GV08 HC11                       HC15 HC16 HC19 HC21

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 GaAs半導体基板に複数回のイオン注
入工程と少なくとも1回のアニール工程によって形成さ
れた、ドレイン電極と接合するドレイン領域を構成する
高不純物濃度活性層と、ソース電極と接合するソース領
域を構成する高不純物濃度活性層と、前記ドレイン領域
を構成する前記高不純物濃度活性層と前記ソース領域を
構成する前記高不純物濃度活性層に介在してゲート電極
と接合するチャネル層を備えた半導体装置の製造方法に
おいて、 前記ドレイン領域を構成する前記高不純物濃度活性層と
前記ソース領域を構成する前記高不純物濃度活性層およ
び前記チャネル層の上に無機系絶縁層を層間膜として備
えた半導体装置の前記ゲート電極を形成する工程と、 前記ドレイン電極と前記ソース電極を形成する工程を含
んでおり、 前記ゲート電極を形成する工程および前記ドレイン電極
と前記ソース電極を形成する工程が、前記無機系絶縁層
上に前記ゲート電極あるいは前記ドレイン電極と前記ソ
ース電極を形成する箇所に第1の開口を有する第1のレ
ジストパターンを形成する工程と、 前記第1の開口により露出する前記無機系絶縁層を所定
の膜厚になるまでドライエッチングによりエッチングす
る工程と、 前記第1のレジストパターンを除去する工程と、 イメージリバースパターニングで第1のレジストパター
ンの第1の開口の位置と同一の箇所に前記第1の開口よ
り開口幅の広い第2の開口を有する第2のレジストパタ
ーンを形成する工程と、 前記第1の開口により露出していた前記所定の膜厚の前
記無機系絶縁層を取り除くまでウェットエッチングによ
りエッチングする工程と、 前記ゲート電極と前記ドレイン電極と前記ソース電極を
構成する金属を成膜する工程と、 リフトオフで前記ゲート電極と前記ドレイン電極と前記
ソース電極を構成する金属以外の金属を除去する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A high impurity concentration active layer forming a drain region which is joined to a drain electrode and a source which is joined to a source electrode, which are formed in a GaAs semiconductor substrate by a plurality of ion implantation steps and at least one annealing step. A high impurity concentration active layer forming a region, a high impurity concentration active layer forming the drain region, and a channel layer connected to a gate electrode interposed between the high impurity concentration active layer forming the source region In the method of manufacturing a semiconductor device, a semiconductor including an inorganic insulating layer as an interlayer film on the high impurity concentration active layer forming the drain region, the high impurity concentration active layer forming the source region, and the channel layer. A step of forming the gate electrode of the device, and a step of forming the drain electrode and the source electrode, The step of forming the gate electrode and the step of forming the drain electrode and the source electrode have a first opening at a location where the gate electrode or the drain electrode and the source electrode are formed on the inorganic insulating layer. Forming a first resist pattern, etching the inorganic insulating layer exposed by the first opening by dry etching to a predetermined thickness, and removing the first resist pattern And a step of forming a second resist pattern having a second opening wider than the first opening at the same position as the position of the first opening of the first resist pattern by image reverse patterning, Etching is performed by wet etching until the inorganic insulating layer having the predetermined film thickness exposed by the first opening is removed. And a step of forming a metal film forming the gate electrode, the drain electrode and the source electrode, and a metal other than the metal forming the gate electrode, the drain electrode and the source electrode is removed by lift-off. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 前記所定の膜厚は、300オングストロ
ーム以上700オングストローム以下であることを特徴
とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the predetermined film thickness is 300 angstroms or more and 700 angstroms or less.
【請求項3】 前記ドライエッチングは、反応性イオン
エッチング(RIE)であ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. The dry etching is reactive ion etching (RIE).
A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項4】 前記ウェットエッチングのエッチャント
は、バッファードふっ酸(BHF)であることを特徴と
する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the etchant for the wet etching is buffered hydrofluoric acid (BHF).
【請求項5】 前記無機系絶縁層は、シリコン酸化膜ま
たはシリコン窒化膜であ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. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the inorganic insulating layer is a silicon oxide film or a silicon nitride film.
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