JP3232773B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はリフトオフ法による半導
体装置の製造方法に関し、例えば、微細で、寸法精度が
要求される電界効果トランジスタ(FET)の電極形成
を容易にした半導体装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device by a lift-off method, for example, to a method of manufacturing a semiconductor device which facilitates formation of an electrode of a field effect transistor (FET) which is required to have fine and dimensional accuracy. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体装置の製造方法として
は、基板上にフォトレジストをコーティングし、電極部
分をパターニングし、ポストベークし、次いでエッチン
グを行った後、パターニングされたフォトレジストの上
から蒸着して電極を形成するようにした製造方法が知ら
れている。この場合、プレーナ構造、またはゲート部の
リセスが浅いと、図2に示すように、基板21上の蒸着
金属22とフォトレジスト23上の蒸着金属24がつな
がってしまい、リフトオフが困難になる。そこで、それ
を防ぐために、図3に示すように、ゲート部のリセス2
5を深くし、パターニングされたフォトレジスト23の
上から電極24を蒸着して形成した後、クロロベンゼン
で処理して開口壁面のフォトレジスト23を除去して壁
面を後退させ、この下部の間隔を広げ、フォトレジスト
23上部にひさし26を形成し、電極24部分の基板2
1にリセス溝27を形成し、リフトオフを容易にする製
造方法も知られている。また、多層フォトレジスト等の
プロセスにより半導体装置を製造する方法もある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for manufacturing a semiconductor device, a photoresist is coated on a substrate, an electrode portion is patterned, post-baked, and then etched, and then the patterned photoresist is removed from above. A manufacturing method in which an electrode is formed by vapor deposition is known. In this case, if the recess of the planar structure or the gate portion is shallow, the deposited metal 22 on the substrate 21 and the deposited metal 24 on the photoresist 23 are connected as shown in FIG. 2, making lift-off difficult. Therefore, in order to prevent this, as shown in FIG.
5, the electrode 24 is formed by vapor deposition from above the patterned photoresist 23, and is then treated with chlorobenzene to remove the photoresist 23 on the opening wall surface, retreat the wall surface, and widen the space below this. An eave 26 is formed on the photoresist 23 and the substrate 2 on the electrode 24 is formed.
There is also known a manufacturing method in which a recess groove 27 is formed in the substrate 1 to facilitate lift-off. There is also a method of manufacturing a semiconductor device by a process such as a multilayer photoresist.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のフォトレジ
ストの下部の間隔を広げて上部にひさしを形成する半導
体装置の製造方法によれば、クロロベンゼンで処理され
ることによりフォトレジストの下部の壁面の間隔が拡が
っている。そのため、ゲート部のリセスの浅い場合と同
じゲート長でありながら、リセス溝の幅がその場合より
広くなってしまい、FET素子のソース抵抗が増加し、
電気特性を悪くする問題点がある。さらにこの上部にひ
さしを形成する方法では、ひさしを形成しない方法に比
べてフォトレジスト上部の開口部と下部のフォトレジス
トの間隔の寸法精度が劣るという問題点がある。多層フ
ォトレジスト等のプロセスによる半導体装置の製造方法
は、工程が複雑化したり、基板にダメージを与えてしま
う等の問題点がある。According to the above-described conventional method of manufacturing a semiconductor device in which the lower portion of the photoresist is widened and the eaves are formed on the upper portion, the lower surface of the photoresist is treated by chlorobenzene. The spacing is widening. Therefore, the width of the recess groove becomes wider than in the case where the gate length is the same as the case where the recess of the gate portion is shallow, and the source resistance of the FET element increases,
There is a problem of deteriorating electrical characteristics. Further, the method of forming the eaves on the upper portion has a problem that the dimensional accuracy of the distance between the opening at the upper portion of the photoresist and the photoresist at the lower portion is inferior to the method of not forming the eaves. A method of manufacturing a semiconductor device by a process such as a multi-layer photoresist has problems such as complicated processes and damage to a substrate.
【0004】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、リフトオフ法による基板への電極形成にお
いてそのリフトオフを容易にする半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。特にFETのゲート電極
形成など、微細で、寸法精度が要求される電極形成を容
易にし、かつ歩留りを向上させる半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a method of manufacturing a semiconductor device which facilitates lift-off in forming an electrode on a substrate by a lift-off method. In particular, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device which facilitates formation of a fine electrode requiring dimensional accuracy, such as formation of a gate electrode of an FET, and improves the yield.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、半導体基板上にフォトレジストをコーテ
ィングし、電極をパターニングし、ポストベークし、次
いでエッチングを行った後、パターニングされたフォト
レジストの上から電極を形成する工程からなる半導体装
置の製造方法において、エッチングを行った前記フォト
レジスト及び前記基板の上からそれぞれ電極下層部を形
成し、次いで、基板に熱を加えてフォトレジストの間隔
を広げ、該フォトレジスト上に前記電極下層部をひさし
状に突出させ、その後、再び該電極下層部の上に電極を
形成することを特徴とする。According to a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor substrate is coated with a photoresist, an electrode is patterned, post-baked, etched, and then patterned. In a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming an electrode on a resist, an electrode lower layer portion is formed on each of the etched photoresist and the substrate, and then heat is applied to the substrate to form the photoresist. The distance is widened, and the electrode lower layer portion is protruded in an eaves shape on the photoresist, and thereafter, an electrode is formed again on the electrode lower layer portion.
【0006】[0006]
【作用】上記のように本発明による半導体装置の製造方
法は、パターニングされたフォトレジスト及び基板の上
にそれぞれ電極下層部を形成し、次いで基板に熱を加え
てフォトレジストを収縮させ、フォトレジストの壁面を
後退させることによりこの壁面の間隔を広げ、前記電極
下層部をフォトレジスト上でひさし形状に突出させ、そ
の後、再び電極下層部の上に電極を形成しているので、
フォトレジストの基板に接している部分の開口幅は、後
で蒸着される電極の幅と一致し、従来のクロロベンゼン
で処理する技術に比べて、リセス溝の幅の電極金属の幅
に対する広がりを小さくすることができる。As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an electrode lower layer portion is formed on a patterned photoresist and a substrate, respectively, and then the photoresist is shrunk by applying heat to the substrate. Since the distance between the wall surfaces is increased by retreating the wall surface of the electrode, the electrode lower layer portion is protruded in an eaves shape on the photoresist, and then the electrode is formed again on the electrode lower layer portion.
The opening width of the portion of the photoresist in contact with the substrate matches the width of the electrode to be deposited later, and the width of the recess groove relative to the width of the electrode metal is smaller than that of the conventional chlorobenzene treatment technique. can do.
【0007】[0007]
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1(a)〜(e)は本発明の一実施例になる
半導体装置の製造方法を説明するためのその主要段階で
の断面図を示す。まず、図1(a)に示すように、公知
のフォトリソグラフィで、GaAs半導体基板1の表面
にコーティングしたフォトレジスト3に電極部をパター
ニングし、現像して開口3aを形成する。つづいて、ポ
ストベークの後、図1(b)に示すように、フォトレジ
スト3をマスクにして、エッチングを行い、リセス溝6
を形成する。この時、フォトレジスト3の基板1に接し
ている部分の開口3aの幅は、後で蒸着される電極の幅
と一致している。次いで、図1(c)に示すように、エ
ッチングされた基板1及びフォトレジスト3の上から電
極下層部2及び4を蒸着する。次いで、図1(d)に矢
印で示すように、基板1を加熱して、フォトレジスト3
を収縮させ、フォトレジスト3の壁面を後退させること
により間隔を広げる。この時、基板1の加熱の温度は、
レジストのポストベーク温度よりも高い温度とする必要
がある。例えばフォトレジストが AZ-1350 (ヘキスト社
製品) ならば、150℃で30分間の基板1の加熱を行
う。その結果、すでに蒸着された電極下層部2,4はそ
のままの形状を保ち、フォトレジスト3上部にひさし5
を形成することになる。さらに、図1(e)に示すよう
に、再び蒸着により電極上層部2a,4aを電極下層部
2,4上にそれぞれ積層して電極を形成する。ここで
は、さきに蒸着した金属が、レジスト3上部にひさし5
となっているので、リフトオフが容易である。なお、上
記実施例において、GaAs半導体基板で説明したが、
その他の化合物半導体、多結晶、アモルファス、セミア
モルファス半導体であってもよい。また、電極を蒸着に
より形成する例で説明したが、電極の形成方法は蒸着に
限らず、スパッタリング等の他の方法にであっても同様
である。フォトレジストと半導体基板加熱の温度・時間
は一例を示しただけで、他のレジストを使用したり、半
導体基板加熱の条件を変えてもレジストの形状を変化さ
せることができれば使用できる。また、本発明は、プレ
ーナ構造FETにも利用できる。その他、本発明は、当
業者において、その要旨を変更しない範囲で変更、修正
して実施することができることは勿論である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 (a) to 1 (e) are cross-sectional views at a main stage for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1A, an electrode portion is patterned on a photoresist 3 coated on the surface of a GaAs semiconductor substrate 1 by known photolithography, and developed to form an opening 3a. Subsequently, after post-baking, as shown in FIG. 1B, etching is performed using the photoresist 3 as a mask to form a recess groove 6.
To form At this time, the width of the opening 3a in the portion of the photoresist 3 in contact with the substrate 1 matches the width of an electrode to be deposited later. Next, as shown in FIG. 1C, electrode lower layers 2 and 4 are deposited from above the etched substrate 1 and photoresist 3. Next, as shown by an arrow in FIG.
Is contracted and the wall surface of the photoresist 3 is retracted to increase the interval. At this time, the heating temperature of the substrate 1 is
The temperature must be higher than the post-bake temperature of the resist. For example, if the photoresist is AZ-1350 (a product of Hoechst), the substrate 1 is heated at 150 ° C. for 30 minutes. As a result, the electrode lower layer portions 2 and 4 which have already been deposited maintain the same shape, and the eaves 5
Will be formed. Further, as shown in FIG. 1E, the electrode upper layers 2a and 4a are again laminated on the electrode lower layers 2 and 4 by vapor deposition to form electrodes. In this case, the metal deposited earlier is an eave 5 on the resist 3.
, The lift-off is easy. Although the GaAs semiconductor substrate has been described in the above embodiment,
Other compound semiconductors, polycrystalline, amorphous, and semi-amorphous semiconductors may be used. Also, the example in which the electrodes are formed by vapor deposition has been described, but the method of forming the electrodes is not limited to vapor deposition, and the same applies to other methods such as sputtering. The temperature and the time for heating the photoresist and the semiconductor substrate are only examples, and other resists can be used or the shape of the resist can be changed even if the conditions for heating the semiconductor substrate are changed. Further, the present invention can be applied to a planar structure FET. In addition, it goes without saying that the present invention can be implemented by those skilled in the art by changing and modifying the scope without changing the gist.
【0008】[0008]
【発明の効果】本発明による半導体装置の製造方法によ
れば、従来のクロロベンゼンで処理する技術のように、
リセス溝の幅が電極金属の幅に対して、著しく拡がって
しまうことがなく、微細加工が可能であり、寸法精度も
非常に高い電極形成が可能である。また、工程を複雑化
させることなく、基板にダメージを与えずにリフトオフ
性を大幅に向上させることができ、かつ歩留りを向上さ
せることができる。特に、リセス構造FETのゲート電
極形成に利用した場合には、リセス幅の拡がりによるソ
ース抵抗の増加がないので、FETの電気特性を劣化さ
せることもなく、非常に有効である。According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, like the conventional technique of processing with chlorobenzene,
The width of the recess groove does not significantly increase with respect to the width of the electrode metal, so that fine processing can be performed and an electrode with extremely high dimensional accuracy can be formed. Further, without complicating the process, the lift-off property can be greatly improved without damaging the substrate, and the yield can be improved. In particular, when it is used for forming a gate electrode of a recessed FET, the source resistance does not increase due to the expansion of the recess width, so that it is very effective without deteriorating the electrical characteristics of the FET.
【図1】本発明の一実施例になる半導体装置の製造方法
を説明するためのその主要段階での断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view at a main stage for describing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来例による半導体装置を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a semiconductor device according to a conventional example.
【図3】他の従来例による半導体装置を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor device according to another conventional example.
1 半導体基板 2,4 電極下層部 2a,4a 電極上層部 3 フォトレジスト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2, 4 Lower electrode part 2a, 4a Upper electrode part 3 Photoresist
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 21/28 H01L 29/812 H01L 21/027 H01L 21/30 H01L 21/46 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/338 H01L 21/28 H01L 29/812 H01L 21/027 H01L 21/30 H01L 21/46
Claims (1)
ィングし、電極をパターニングし、ポストベークし、次
いでエッチングを行った後、パターニングされたフォト
レジストの上から電極を形成する工程からなる半導体装
置の製造方法において、エッチングを行った前記フォト
レジスト及び前記基板の上からそれぞれ電極下層部を形
成し、次いで、基板に熱を加えてフォトレジストの間隔
を広げ、該フォトレジスト上に前記電極下層部をひさし
状に突出させ、その後、再び該電極下層部の上に電極を
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: coating a photoresist on a semiconductor substrate, patterning an electrode, post-baking, etching, and forming an electrode on the patterned photoresist. In the method, an electrode lower layer portion is formed on each of the etched photoresist and the substrate, and then heat is applied to the substrate to widen the interval between the photoresists, and the electrode lower layer portion is overlaid on the photoresist. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming an electrode on the electrode lower layer portion again.
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JP10994193A JP3232773B2 (en) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Method for manufacturing semiconductor device |
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JPH06302620A JPH06302620A (en) | 1994-10-28 |
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