JP2837036B2 - Method of forming gate electrode - Google Patents

Method of forming gate electrode

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JP2837036B2
JP2837036B2 JP20543892A JP20543892A JP2837036B2 JP 2837036 B2 JP2837036 B2 JP 2837036B2 JP 20543892 A JP20543892 A JP 20543892A JP 20543892 A JP20543892 A JP 20543892A JP 2837036 B2 JP2837036 B2 JP 2837036B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ゲート電極の形成方
法に関する。ことに電界効果トランジスタの作製に用い
られる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a gate electrode. In particular, it is used for manufacturing a field effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAs系電界効果型トランジスタ特に
InGaAs系HEMT(High Electron Mobility Tra
nsistor)やパワー用トランジスタにおいては、ゲート耐
圧を高めることが極めて重要である。ゲート耐圧を劣化
させる要因として、ショットキー層の膜質、ゲート、ソ
ース、ドレイン電極の形状などが考えられるが、これら
以外にもゲート電極の引き出し部でのメサ段差で生じる
リークが問題となってきた(図3A部)。ただし21は
基板、22はゲートメタル、23はチャネル部である。
2. Description of the Related Art GaAs-based field-effect transistors, especially InGaAs-based HEMTs (High Electron Mobility Trams).
It is extremely important to increase the gate withstand voltage in a power transistor. Factors that may degrade the gate breakdown voltage include the film quality of the Schottky layer and the shapes of the gate, source, and drain electrodes. Other than these, leakage caused by a mesa step at the lead-out portion of the gate electrode has become a problem. (FIG. 3A part). However, 21 is a substrate, 22 is a gate metal, and 23 is a channel portion.

【0003】この問題を回避するために現在では、1)
イオン注入により素子間分離を行いメサ段差を作らない
(例えば、1989 Int.Symp.GaAs & Related Compounds "
LowTemperature MBE growth of GaAs and AlInAs for h
igh speed devices")、2)メサ段差の部分でゲートリ
ークの要因であるチャネル層を選択的にエッチングする
(例えば、18th Int.Conf.on GaAs & Related Compound
s "Elimination of Mesa-Sidewall Gate Leakage in In
AlAs/InGaAs HFET's by Selective Sidewall Recessin
g")、3)メサエッジ部でゲートをエアーブリッジにし
てメサ段差部とゲート電極の接触を防ぐ(例えば、IEEE
Electron Device Letters,Vol.9(1988),No7,"High-Per
formance InAlAs/InGaAs HEMT's and MESFET's")、など
の方法が考えられている。
In order to avoid this problem, at present 1)
Isolation between elements by ion implantation to avoid mesa steps (for example, 1989 Int. Symp. GaAs & Related Compounds "
LowTemperature MBE growth of GaAs and AlInAs for h
igh speed devices "), 2) Selectively etch the channel layer which is the cause of gate leakage at the mesa step (for example, 18th Int. Conf. on GaAs & Related Compound)
s "Elimination of Mesa-Sidewall Gate Leakage in In
AlAs / InGaAs HFET's by Selective Sidewall Recessin
g "), 3) The gate is air-bridged at the mesa edge to prevent contact between the mesa step and the gate electrode (eg, IEEE
Electron Device Letters, Vol.9 (1988), No7, "High-Per
formance InAlAs / InGaAs HEMT's and MESFET's ").

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、1)イオン注
入による素子分離は、熱処理により絶縁抵抗が劣化する
ことがあるため熱的に安定な絶縁層を形成する注入条件
の選択が極めて困難であり、信頼性を確保することが困
難である。2)チャネル層を選択的にエッチングする方
法は、チャネル部が他の部分と材料が異なる必要性があ
り、かつ、その材料のみを選択的にエッチングするエッ
チャントが不可欠である。そのため、MESFETなど
チャネル層と他の層の材料が同じ素子、あるいはチャネ
ル層の材料が異なっていても適当な選択エッチャントが
ない素子では用いることが出来ない。また、たとえチャ
ネル層が他の材料と異なり、適当な選択エッチャントが
存在するHEMTであってもチャネル層を削っただけで
はドナー層であるn型InAlAsとゲート電極は接触
しているため、メサエッジ部のリーク電流を完全になく
すことはできない。従って現状では、3)のエアーブリ
ッジによる方法が信頼性、確実性の観点においては比較
的適していると考えられる。
However, in element isolation by ion implantation, it is extremely difficult to select an implantation condition for forming a thermally stable insulating layer because the insulation resistance may be degraded by heat treatment. , It is difficult to ensure reliability. 2) In the method of selectively etching the channel layer, the channel portion needs to be made of a different material from the other portions, and an etchant for selectively etching only the material is indispensable. Therefore, it cannot be used in an element such as a MESFET in which the material of the channel layer and the other layer are the same, or in an element having no suitable selective etchant even if the material of the channel layer is different. Further, even if the channel layer is different from other materials and the HEMT has an appropriate selective etchant, the n-type InAlAs as the donor layer and the gate electrode are in contact only by shaving the channel layer. Cannot be completely eliminated. Therefore, at present, the method using the air bridge of 3) is considered to be relatively suitable in terms of reliability and reliability.

【0005】エアーブリッジを形成する方法として、図
4に示すようにレジストを枕木にする方法が一般的に考
えられる。基板31のメサエッチング後枕木用の第1レ
ジスト33を塗布し(a)、オーブンによる熱処理によ
りリフロー行いレジスト端を丸める(b)。そのうえに
枕木となる第1レジスト33とインターミキシングのな
い第2レジスト34を塗布し(c)、ゲートメタル32
を蒸着し、リフトオフする(d)。しかしながら、この
ようにメサエッチングとゲートエアーブリッジ形成する
別工程で行った場合、ゲートのエアーブリッジ部とメサ
段差のアライメントは露光機の重ね合わせ精度で決まっ
ているため、微小なパターンずれを避けることはできな
い。図5(a)に示すようにエアーブリッジ部がメサ段
差よりも内部(メサ段差の上部方向)へずれた場合エア
ーブリッジ部ではゲートバイアスが有効に作用できない
ため、図5(a)の矢印で示すようにソース/ドレイン
間に電流が流れ、ピンチオフしなくなる。ただし、41
は基板、42はゲートメタルである。また逆に図5
(b)に示すようにエアーブリッジ部が外部(メサ段差
から離れる方向)へずれた場合、ゲート電極がメサエッ
ジと接触するため図5(b)矢印Bに示すようにゲート
リーク電流が流れる。図5(a)の方向にずれた場合
は、ずれ量/ゲート幅×Idss分のピンチオフ電流が
流れるため、Idss=50mA,ゲート幅100μm
のときにピンチオフ電流として0.5mAを許容しても
アライメント精度として1μm以下が必要である。また
(b)の方向はメサ段差の上面からチャネルまでは数1
00Å程度であるため、アライメント精度も同等以上必
要とされる。これらの精度は、ステッパーのアライメン
ト精度やリフローによるパターンのずれを考えると現実
的に極めて困難である。従って、エアーブリッジの形成
はメサ段差に対してセルフアラインで行う必要性があ
る。
[0005] As a method of forming an air bridge, a method of using a resist as a sleeper as shown in FIG. 4 is generally considered. After the mesa etching of the substrate 31, a first resist 33 for sleepers is applied (a), and reflow is performed by heat treatment in an oven to round the resist end (b). Then, a first resist 33 serving as a sleeper and a second resist 34 having no intermixing are applied (c), and a gate metal 32 is formed.
And then lift off (d). However, when the mesa etching and the gate air bridge formation are performed in this separate process, the alignment of the air bridge portion of the gate and the mesa step is determined by the overlay accuracy of the exposure apparatus, so that a slight pattern shift should be avoided. Can not. As shown in FIG. 5A, when the air bridge part is displaced inward from the mesa step (toward the upper side of the mesa step), the gate bias cannot effectively act on the air bridge part. As shown, a current flows between the source and the drain, and pinch-off does not occur. However, 41
Is a substrate, and 42 is a gate metal. FIG. 5
As shown in FIG. 5B, when the air bridge part is shifted to the outside (in the direction away from the mesa step), the gate electrode comes into contact with the mesa edge, so that a gate leak current flows as shown by the arrow B in FIG. In the case of a shift in the direction of FIG. 5A, a pinch-off current corresponding to the shift amount / gate width × Idss flows, so that Idss = 50 mA and the gate width is 100 μm.
In this case, even if 0.5 mA is allowed as the pinch-off current, the alignment accuracy needs to be 1 μm or less. Also, the direction of (b) is from the upper surface of the mesa step to the channel,
Since it is about 00 °, the alignment accuracy is required to be equal to or more than that. These precisions are practically extremely difficult considering the alignment precision of the stepper and the pattern shift due to reflow. Therefore, it is necessary to form the air bridge by self-alignment with respect to the mesa step.

【0006】エアーブリッジをメサ段差51に対してセ
ルフアラインで行う方法として、ゲート52形成後にメ
サ段差領域をエッチングしエアーブリッジにする方法が
考えられる(例えば図6)。通常の方法でゲートメタル
蒸着後(a)、メサよりもやや小さくパターニングし
(b)、再びメサエッチングをおこなう(c)。しか
し、一般的に、ショットキー電極付近では異常なエッチ
ングAが起こることが多いため、実際にこの方法を検討
した結果、ゲート電極近傍がかなりエッチングされ、有
効ゲート幅が大幅に減少した(図7)。
As a method of performing the air bridge by self-alignment with respect to the mesa step 51, a method of etching the mesa step area after forming the gate 52 to form an air bridge can be considered (for example, FIG. 6). After vapor deposition of the gate metal by the usual method (a), patterning is performed slightly smaller than the mesa (b), and the mesa etching is performed again (c). However, in general, abnormal etching A often occurs in the vicinity of the Schottky electrode, and as a result of actually studying this method, the vicinity of the gate electrode was considerably etched and the effective gate width was significantly reduced (FIG. 7). ).

【0007】この発明は、上記問題を解決するためにな
されたものであって、エアーブリッジがメサの段差領域
に精度よく配置でき、ソース/ドレイン間の電流に対し
てゲートバイアスを有効に作用させることができ、リー
ク電流の発生のがなく耐圧に優れたゲート電極の形成方
法を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an air bridge can be accurately arranged in a step region of a mesa, and a gate bias effectively acts on a current between a source and a drain. It is an object of the present invention to provide a method for forming a gate electrode which is capable of generating a leak current without generating a leakage current and having an excellent withstand voltage.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明によれば、a)
基板上に、所定パターンのレジスト膜を支持するための
支持膜を形成し、これをマスクにして等方性エッチング
法で基板を所定深さまでエッチングすることによって基
板のメサを形成すると共に支持膜の端領域を所定幅にわ
たって基板のメサの段差領域上に張出させ、b)この上
に電子線レジスト膜を形成し、全面に電子線レジスト膜
と支持膜とを通過しうるエネルギーの電子線を照射する
ことによって、支持膜の張出した領域上の電子線レジス
ト膜に、他の領域上における基板からの反射量に相当す
るだけ少い露光量の領域を形成し、これを現像処理する
ことによって支持膜の張出した領域上にのみ所定膜厚の
電子線レジスト膜を残し、c)電子線レジスト膜上を含
む領域上にゲート電極用金属膜のパターンを形成し、こ
の後に支持膜と電子線レジスト膜を除去することによっ
て基板のメサの段差領域上にエアーブリッジを有するゲ
ート電極を形成することを特徴とするゲート電極の形成
方法が提供される。
According to the present invention, a)
A support film for supporting a resist film of a predetermined pattern is formed on the substrate, and the substrate is etched to a predetermined depth by an isotropic etching method using the mask as a mask to form a mesa of the substrate and form a support film. An end region is extended over a step region of the mesa of the substrate over a predetermined width. B) An electron beam resist film is formed thereon, and an electron beam having an energy capable of passing through the electron beam resist film and the supporting film is applied to the entire surface. By irradiating, the electron beam resist film on the overhanging region of the support film forms an area with an exposure amount as small as the amount of reflection from the substrate on the other area, and develops this area. An electron beam resist film having a predetermined thickness is left only on the overhanging region of the support film. C) A pattern of a gate electrode metal film is formed on the region including the electron beam resist film. Method of forming a gate electrode, and forming a gate electrode having an air bridge on the step area of the substrate of the mesa is provided by removing the line resist film.

【0009】この発明においては、a)基板上に、所定
パターンのレジスト膜を支持するための支持膜を形成
し、これをマスクにして等方性エッチング法で基板を所
定深さまでエッチングすることによって基板のメサを形
成すると共に支持膜の端領域を所定幅にわたって基板の
メサの段差領域上に張出させる。上記基板は、例えばI
nGaAs、GaAs、InAlAs等から構成するこ
とができる。
According to the present invention, a) a supporting film for supporting a resist film having a predetermined pattern is formed on a substrate, and the substrate is etched to a predetermined depth by an isotropic etching method using this as a mask. A mesa of the substrate is formed, and an end region of the support film is extended over a step region of the mesa of the substrate over a predetermined width. The substrate is, for example, I
It can be made of nGaAs, GaAs, InAlAs, or the like.

【0010】上記支持膜は、等方性エッチング法で基板
をエッチングする工程で基板の所定領域をマスクすると
共にこの上に形成される電子線レジスト膜を支持するた
めのものであって、例えば窒化シリコン、酸化シリコン
等から所定パターンに構成して用いられる。この所定パ
ターンは、基板のメサ及びメサの段差領域にのみレジス
ト支持膜が存在するように形成される。
The supporting film is used for masking a predetermined region of the substrate in a step of etching the substrate by an isotropic etching method and for supporting an electron beam resist film formed thereon. A predetermined pattern is used from silicon, silicon oxide, or the like. The predetermined pattern is formed such that the resist support film exists only in the mesa of the substrate and the step region of the mesa.

【0011】上記等方性エッチング法は、基板を所定深
さにエッチングしてメサを形成すると共に支持膜の端領
域下方の基板をサイドエッチングしてメサの段差領域を
形成するためのものである。サイドエッチングによっ
て、支持膜の端領域を所定幅にわたって基板のメサ段差
上に張出させることができる。このエッチャントは、用
いる基板によって適宜選定することができ、例えばIn
GaAs基板を用いる場合はリン酸系エッチャントが好
ましい。
In the isotropic etching method, a mesa is formed by etching a substrate to a predetermined depth, and a step region of a mesa is formed by side-etching a substrate below an end region of a support film. . By the side etching, the end region of the support film can be extended over the mesa step of the substrate over a predetermined width. This etchant can be appropriately selected depending on the substrate to be used.
When a GaAs substrate is used, a phosphoric acid-based etchant is preferable.

【0012】このエッチングの所定深さは、形成するメ
サの高さに相当し、通常0.05〜0.2μmである。
メサの段差領域上に張出させる(帽子のつば状)支持膜
の端領域の所定幅は、形成するメサの段差領域の幅に相
当し、通常0.05〜0.2μmである。この発明にお
いては、b)この上に電子線レジスト膜を形成し全面に
電子線レジスト膜と支持膜とを通過しうるエネルギーの
電子線を照射することによって、支持膜の張出した領域
上の電子線レジスト膜に、他の領域上における基板から
の反射量に相当するだけ少い露光量の領域を形成し、こ
れを現像処理することによって支持膜の張出した領域上
にのみ所定膜厚の電子線レジスト膜を残す。
The predetermined depth of the etching corresponds to the height of the mesa to be formed, and is usually 0.05 to 0.2 μm.
The predetermined width of the end region of the support film that extends over the step region of the mesa (shape of a hat) corresponds to the width of the step region of the mesa to be formed, and is usually 0.05 to 0.2 μm. In the present invention, b) an electron beam resist film is formed thereon, and the entire surface is irradiated with an electron beam having an energy capable of passing through the electron beam resist film and the support film, whereby electrons on the overhanging region of the support film are exposed. In the linear resist film, a region having a light exposure amount as small as the amount of reflection from the substrate on other regions is formed, and by developing this region, an electron having a predetermined thickness is formed only on the region where the support film overhangs. Leave the line resist film.

【0013】上記電子線レジスト膜は、エアーブリッジ
を有するゲート電極のブリッジ下の空洞部を形成するた
めのものであって、露光・現像後この空洞部に相当する
領域にのみ残存するようにパターン化しうるものがよ
く、例えば公知のポジ型電子線レジストを用いて形成す
ることができる。ポジ型電子線レジストとしては、例え
ばPMMA、φMAC等が好ましい。
The electron beam resist film is for forming a cavity under a bridge of a gate electrode having an air bridge, and is patterned so as to remain only in a region corresponding to the cavity after exposure and development. It can be formed using, for example, a known positive electron beam resist. As the positive electron beam resist, for example, PMMA, φMAC and the like are preferable.

【0014】また、この所定膜厚は、通常0.1〜0.
2μmである。この発明においては、c)電子線レジス
ト膜上を含む領域上にゲート電極用金属膜のパターンを
形成し、この後に支持膜と電子線レジスト膜を除去する
ことによって基板のメサの段差領域上にエアーブリッジ
を有するゲート電極を形成する。
[0014] The predetermined thickness is usually 0.1 to 0.
2 μm. In the present invention, c) a pattern of a metal film for a gate electrode is formed on a region including on the electron beam resist film, and thereafter, the supporting film and the electron beam resist film are removed to form a pattern on the step region of the mesa of the substrate. A gate electrode having an air bridge is formed.

【0015】上記ゲート電極用の金属膜は、例えばTi
/Pt/Au積層膜、Al膜等を用いることができる。
上記支持膜の除去は、用いる支持膜の材質によって適宜
選定できるが、例えば支持膜に窒化シリコンを用いた場
合は、例えばバッファードフッ酸等を用いて行うことが
できる。この除去によってエアーブリッジの空洞部が部
分的に形成される。
The metal film for the gate electrode is, for example, Ti
/ Pt / Au laminated film, Al film, or the like can be used.
The removal of the support film can be appropriately selected depending on the material of the support film to be used. For example, when silicon nitride is used for the support film, the removal can be performed using, for example, buffered hydrofluoric acid or the like. This removal partially forms the cavity of the air bridge.

【0016】電子線レジスト膜の除去は、例えばアセト
ンを用いて行うことができる。この除去によってエアー
ブリッジの空洞部が完成される。この空洞部は、電子線
レジスト膜が支持膜の張出した領域上にのみ残存するの
でメサの段差領域に精度良く配置される。
The removal of the electron beam resist film can be performed using, for example, acetone. This removal completes the cavity of the air bridge. Since the electron beam resist film remains only on the region where the support film overhangs, the cavity is accurately arranged in the step region of the mesa.

【0017】[0017]

【作用】電子線露光検討をいろいろ行った結果、図8
(a)(b)に示すようにサイドエッチにより支持膜が
帽子のつば状に張出した場合(a)や、異なる材料の積
層構造を選択的にエッチングして半導体層が帽子のつば
状に張出した場合(b)の上部の電子線レジストに電子
線照射後露光量不足と考えられるレジスト残さが観察さ
れた。
[Action] As a result of various studies on electron beam exposure, FIG.
(A) As shown in (b), when the support film protrudes into the brim of the hat due to side etching, or (a), the semiconductor layer protrudes into the brim of the hat by selectively etching a laminated structure of different materials. In the case (b), a resist residue considered to be insufficient in exposure amount after electron beam irradiation was observed on the upper electron beam resist.

【0018】図9に示すように、電子線照射を行った場
合レジスト82を露光する電子線は、直接的に入射する
入射電子線83と基板81により反射して再びレジスト
82を露光する反射電子線84の2つが存在する。電子
線のドーズ量を減らした場合、レジスト上部では入射電
子線のみで露光は十分に行われるが、レジスト下部では
入射電子線がレジスト上部で吸収されるため、露光する
ために必要な入射電子線の量は存在しない。しかし、入
射電子の一部が基板内に入りそこで反射して再びレジス
トに戻る反射電子が存在するため、その反射電子線が入
射電子線の不足分を補い十分な露光が行われる。この反
射電子を生じる電子線の基板への入射深度は加速電圧が
30kVのとき3μm程度である。従って、この電子線
の侵入厚さよりも下地が薄い場合には反射電子の量が通
常の基板上よりも少なくなっているものと考えられる。
As shown in FIG. 9, when the electron beam is irradiated, the electron beam for exposing the resist 82 is reflected by the incident electron beam 83 and the substrate 81 which are directly incident, and the reflected electron for exposing the resist 82 again. There are two of the lines 84. When the dose of the electron beam is reduced, the exposure is sufficiently performed only by the incident electron beam at the upper part of the resist, but the incident electron beam required for exposure is absorbed at the lower part of the resist because the incident electron beam is absorbed by the upper part of the resist. Does not exist. However, some reflected electrons enter the substrate and are reflected there and then return to the resist again. Therefore, the reflected electron beam compensates for the shortage of the incident electron beam, and sufficient exposure is performed. The depth of incidence of the electron beam generating the reflected electrons on the substrate is about 3 μm when the acceleration voltage is 30 kV. Therefore, when the underlayer is thinner than the penetration depth of the electron beam, it is considered that the amount of reflected electrons is smaller than that on a normal substrate.

【0019】これらのことを考えあわせると、図8に示
したような帽子のつば状に張出した支持膜は厚さが10
00Å程度しかないため十分な反射電子が得られず、レ
ジスト下部では露光不足になっていると考えられる。
Taking these facts into consideration, the supporting film protruding like a brim of the hat as shown in FIG.
Sufficient reflected electrons could not be obtained because it was only about 00 °, and it is considered that the under exposure of the resist was insufficiently exposed.

【0020】[0020]

【実施例】この発明の実施例を図面を用いて示す。基板
として、InGaAs系HEMT構造のエピウエハーを
用いた。エピ構造は基板側から、5000Åアンドープ
InAlAs、300ÅアンドープInGaAs、50
ÅアンドープInAlAs、100Ån型InAlAs
(Siドープ、8×1018cm-3)、300Åアンドープ
InAlAs及び500Ån型InGaAs(Siドー
プ、8×1018cm-3)である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As the substrate, an InGaAs-based HEMT structure epiwafer was used. From the substrate side, the epi structure is composed of 5000 undoped InAlAs, 300 undoped InGaAs, 50
{Undoped InAlAs, 100} n-type InAlAs
(Si-doped, 8 × 10 18 cm −3 ), 300 ° undoped InAlAs, and 500 ° n-type InGaAs (Si-doped, 8 × 10 18 cm −3 ).

【0021】以下図1〜2にしたがって説明を行う。こ
の基板3にプラズマCVDにより、SiNX 膜2を30
0Åデポし、レジスト1を塗布しメサのパターニングを
行ない、SiNX 膜2をバッファードフッ酸でエッチン
グし(a)、メサのためのエッチングをリン酸系で62
50Åの深さまで基板をエッチングした(b)。電子線
レジスト4を塗布し(c)、電子線で露光、現像を行っ
た(d)。このときの露光量は通常の平面のときに完全
にパターンができる最低露光量の10%増しとした。次
にSiNX 膜2をバッファードフッ酸でエッチングし
(e)、Ti/Pt/Au層5をそれぞれ250、25
0、2500Åデポし(f)、リフトオフを行ないゲー
ト形成を行った(g)。(e)のSiNX 膜2のエッチ
ングはサイドエッチ量が多いとメサ段差の部分が露出す
るためほぼジャストのエッチング量とした。このように
して作製した素子と通常の方法で作製した素子のゲート
特性を図10に示す。通常の方法を用いた比較例の素子
特性(b)に比べて本実施例の素子特性(a)は著しく
改善されていることが判明した。
A description will be given below with reference to FIGS. The SiN x film 2 is coated on the substrate 3 by plasma CVD for 30 minutes.
Deposit 0 °, apply a resist 1, pattern the mesa, etch the SiN x film 2 with buffered hydrofluoric acid (a), and etch the mesa for 62
The substrate was etched to a depth of 50 ° (b). An electron beam resist 4 was applied (c), and exposed and developed with an electron beam (d). The exposure at this time was set to be 10% higher than the minimum exposure at which a pattern could be completely formed on a normal plane. Next, the SiN x film 2 is etched with buffered hydrofluoric acid (e), and the Ti / Pt / Au layer 5 is
0, 2500 ° deposition (f), lift-off, and gate formation (g). (E) The etching amount of the SiN x film 2 was set to a just etching amount because the mesa step portion was exposed if the side etching amount was large. FIG. 10 shows the gate characteristics of the device manufactured in this way and the device manufactured by the usual method. It was found that the device characteristics (a) of this example were significantly improved as compared with the device characteristics (b) of the comparative example using the ordinary method.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明によれば、エアーブリッジがメ
サの段差領域に精度よく配置でき、ソース/ドレイン間
の電流に対してゲートバイアスを有効に作用させること
ができ、リーク電流の発生がなく耐圧に優れたゲート電
極の形成方法を提供することができる。
According to the present invention, an air bridge can be accurately arranged in a step region of a mesa, a gate bias can be effectively applied to a current between a source and a drain, and no leak current is generated. A method for forming a gate electrode with excellent withstand voltage can be provided.

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

【図1】この発明の実施例で作製したゲート電極の形成
工程説明図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a process of forming a gate electrode manufactured in an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例で作製したゲート電極の形成
工程説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a step of forming a gate electrode manufactured in an embodiment of the present invention.

【図3】従来のゲート電極の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional gate electrode.

【図4】従来のゲート電極の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional gate electrode.

【図5】従来のゲート電極の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional gate electrode.

【図6】従来のゲート電極の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional gate electrode.

【図7】従来のゲート電極の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional gate electrode.

【図8】この発明のゲート電極の形成方法の説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a method for forming a gate electrode according to the present invention.

【図9】この発明のゲート電極の形成方法の説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for forming a gate electrode according to the present invention.

【図10】この発明の実施例で作製したゲート電極の電
気特性の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of electric characteristics of a gate electrode manufactured in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レジスト 2 SiNX 膜 3 基板 4 電子線レジスト 5 Ti/Pt/Au層Reference Signs List 1 resist 2 SiN X film 3 substrate 4 electron beam resist 5 Ti / Pt / Au layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/337 - 21/338 H01L 27/095 - 27/098 H01L 29/775 - 29/778 H01L 29/80 - 29/812 H01L 21/3205 H01L 21/321 H01L 21/3213 H01L 21/768 H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/44 - 21/445──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/337-21/338 H01L 27/095-27/098 H01L 29/775-29/778 H01L 29 / 80-29/812 H01L 21/3205 H01L 21/321 H01L 21/3213 H01L 21/768 H01L 21/28-21/288 H01L 21/44-21/445

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 a)基板上に、所定パターンのレジスト
膜を支持するための支持膜を形成し、これをマスクにし
て等方性エッチング法で基板を所定深さまでエッチング
することによって基板のメサを形成すると共に支持膜の
端領域を所定幅にわたって基板のメサの段差領域上に張
出させ、 b)この上に電子線レジスト膜を形成し、全面に電子線
レジスト膜と支持膜とを通過しうるエネルギーの電子線
を照射することによって、支持膜の張出した領域上の電
子線レジスト膜に、他の領域上における基板からの反射
量に相当するだけ少い露光量の領域を形成し、これを現
像処理することによって支持膜の張出した領域上にのみ
所定膜厚の電子線レジスト膜を残し、 c)電子線レジスト膜上を含む領域上にゲート電極用金
属膜のパターンを形成し、この後に支持膜と電子線レジ
スト膜を除去することによって基板のメサの段差領域上
にエアーブリッジを有するゲート電極を形成することを
特徴とするゲート電極の形成方法。
A) forming a support film for supporting a resist film of a predetermined pattern on a substrate, and etching the substrate to a predetermined depth by an isotropic etching method using the support film as a mask to form a mesa of the substrate; And an end region of the supporting film is extended over the step region of the mesa of the substrate over a predetermined width. B) An electron beam resist film is formed thereon, and the entire surface passes through the electron beam resist film and the supporting film. By irradiating an electron beam of a possible energy, the electron beam resist film on the overhanging region of the support film, to form a region of an exposure amount as small as the amount of reflection from the substrate on another region, By subjecting this to a developing process, an electron beam resist film having a predetermined thickness is left only on the region where the support film overhangs. C) A pattern of a gate electrode metal film is formed on the region including the electron beam resist film, Support film and method of forming the gate electrode, and forming a gate electrode having an air bridge on the step area of the substrate of the mesa by removing an electron beam resist film after.
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