JPH02138751A - 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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JPH02138751A
JPH02138751A JP2601289A JP2601289A JPH02138751A JP H02138751 A JPH02138751 A JP H02138751A JP 2601289 A JP2601289 A JP 2601289A JP 2601289 A JP2601289 A JP 2601289A JP H02138751 A JPH02138751 A JP H02138751A
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JP
Japan
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resist
pattern
layer
film
metal film
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JP2601289A
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English (en)
Inventor
Hirobumi Nakano
博文 中野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、リセス構造を有する半導体装置の金属パタ
ーンの形成方法に係り、その信頼性8歩留り、および性
能の向上をはかった半導体装置の製造方法に関するもの
である。
〔従来の技術〕
第3図(a)〜(d)は従来の半導体装置の製造方法を
示す工程断面図である。この図において、1は半導体基
板、2はこの半導体基板1にイオン注入法等により形成
され活性化された動作層、3はゲート電極形成時のマス
クとなるレジスドパターン、4はリセス溝、5はゲート
電極、5′はゲート金属である。
次に製造工程について説明する。
GaAs基板等の半導体基板1にSi等のイオン注入を
施すことにより動作層2を形成した後、半導体基板1上
にマスク合せ露光法等により所望の領域が開口するよう
にパターンニングしてレジストパターン3を形成する(
第3図(a))。次に、レジストパターン3をマスクに
して動作層2をエツチングし、第3図(b)に示すよう
なリセス溝4を形成する。次に、Ti−Auの積層金属
等のゲート金属5′を全面に蒸着する(第3図(C))
。次に、リフトオフ法により不要のゲート金属5′をレ
ジストパターン3とともに除去し、第3図(d)に示す
ようなゲート電極5を形成する。
第4図(a)〜(d)は従来の半導体装置の製造方法に
おける多層金属パターンの形成方法を示す工程断面図で
あり、図において、11は半導体基板、12はこの半導
体基板11上に形成された金属パターン形成時のマスク
となるレジストパターン、13は前記半導体基板11に
形成されたリセス溝、14は多層金属パターンの最下層
となる第1層金属膜、15はこの第1層金属膜14上に
形成された第2層金属膜、16は前記第2層金属膜15
上に形成された最上層となる第3層金属膜である。
次に製造工程について説明する。
第4図(a)に示すように、半導体基板11上に所望の
領域が開口したレジストパターン12を通常の写真製版
法により形成する。次いて、第4図(b)に示すように
レジドパターン12をマスクにして半導体基板11をエ
ツチングし、リセス)苦13を形成する。次に第1層金
属膜14.第2層金属膜15.および金属膜16を連続
的に蒸着し、第4図(C)のようなパターンを形成する
次にリセスオフ法を用い、レジストパターン12を除去
することで、このレジストパターン12に堆積された多
層金属膜を除去し、第4図(d)のような多層金属パタ
ーンを形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の半導体装置の製造方法は、第3図の従来例のよう
にレジストパターン3の開口幅よりリセス溝4のリセス
幅の方が大きくエツチングされるため、ゲート金属5′
の蒸着時に開口部と被蒸着面(エツチングにより掘られ
た面)との間に距離が存在し、蒸着方向が半導体基板1
に対し垂直方向にならない限りレジストパターン3の開
口寸法通りにはゲート電極5が形成できず、また、Ti
、Au等を順次蒸着した場合、Au等の上層に形成され
なければならない金属が下層のTi等の表面をったいエ
ツチング面に接続してしまい信頼性が低下する。さらに
、リフトオフ法を用いているため、ケバ等の発生が避け
られず歩留りが低下する等の問題点があった。
また、第4図の従来例のように、多層金属パターンを形
成する方法は、上層金属の蒸着時、下層金属の側面を伝
い、半導体基板11と接触してしまうので、上層金属と
半導体基板1が反応してしまい、特性が劣化するという
問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、ゲート電極をレジスト開口寸法どうりに形
成でき、積層金属でも順次下層より形成できるとともに
ケバ等も抑制でき、さらにケート電極の電気抵抗を低減
できる半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る請求項 (1)に記載の半導体装置の製
造方法は、マスクパターンを用いてエツチングして形成
されるリセス溝内の前記マスクパターンの開口部下部の
サイドエツチング部分に、レジストまたは絶縁膜を充填
し、その後、ゲート電極を形成するものである。
また、この発明に係る請求項 (2)に記載の多層金属
パターンを形成する半導体装置の製造方法は、半導体基
板上に所望の領域が開口したレジストパターンを形成す
る工程、レジストパターンをマスクにして形成されたリ
セス溝内に、半導体基板と反応しない第1層金属膜、お
よびこの第1層金属膜上に第2層金属膜の少なくとも2
層の金属膜を形成する工程、全面にレジストを塗布した
後、レジストパターン上に形成された第1層および第2
層金属膜をマスクにして加工を施しレジストパターン上
の金属膜とレジスト開口部に形成された第1層、第2層
の金属膜との間隔をレジストで充填する工程を含み、こ
れらの工程の後、上層の金属膜を形成するものである。
〔作用〕
この発明における請求項(1)に記載の半導体装置の製
造方法は、マスクパターンの開口部幅とリセス溝幅とを
等しくしてゲート電極を形成することから、積層金属蒸
着時には下層より順次層状に蒸着でき、蒸着金属が段差
部分で切れることもないのでドライエツチング法を用い
ることが可能となり、また、これによりゲート電極上部
が基板接触部分より大きく形成できる。
また、この発明における請求項 (2)に記載の多層金
属パターンを形成する半導体装置の製造方法は、上層金
属形成時に下層金属の側面を伝い、下地基板である半導
体基板に接触することが防止され、半導体基板と上層金
属の反応が抑えられる。
〔実施例] 以下、この発明の実施例を図面について説明する。
第1図(a)〜(g)はこの発明の半導体装置の製造方
法の一実施例を示す工程断面図で、第3図と同一符号は
同一部分を示し、6はサイドエツチング部分に充填する
250nm以下の光に感度を持つDpepUV用レジス
ト(例えばP M M A等)、7はゲート電極加工時
のマスクとなるレジストパターンである。
次に製造工程について説明する。
第1図(a)に示すように、動作層2が形成された半導
体基板1に所望の部分か開口したマスクパターン、例え
ばレジストパターン3を形成する。このとき用いるレジ
ストは、通常の光露光に用いられるものであり、250
nm以下の波長の光の吸収率がほとんど100%のもの
である。次に、動作層2を所望の電流値が得られるよう
にエツチングしてリセス溝4を形成し、第1図(b)の
ようなパターンを得る。次に、第1図(C)に示すよう
に、PMMA等の250nm以下の波長の光で感光する
DeepUV用レジスト6を全面に塗布する。次に、2
50nm以下の波長の光で全面を露光する。この時、レ
ジストパターン3により光が吸収されるため、リセス溝
4内のレジストパターン3の下部のDeepUV用レジ
スト6は感光しない。その後、クロルベンゼンやイソプ
ロピルアルコールとメチルイソブチルケトンの混合液等
で現像することにより、第1図(d)に示すように、レ
ジストパターン3の下部のリセス溝4内にDeepUV
用レジスト6′が残ったパターンを得る。次に、第1図
(e)に示すように、Ti、Au等のゲート金属5′を
スパッタ蒸着する。次に、通常の写真製版法により所望
の部分のみレジストパターン7を形成する(第1図(f
))。次いで、イオンミリング法等によりレジストパタ
ーン7をマスクにケート金属5 を加工後、不要なレジ
ストを除去し、第1図(g)のようなゲート電極5を形
成する。
なお、上記実施例では、リセスエッチング時のマスクと
してフォトレジストを用いたが、金属や絶縁膜等の薄膜
を所望の寸法部分開口させたマスクパターンを用いても
よい。また、サイドエツチング部分に充填する材料とし
てDeepUV用レジストを用いたが、SOG等の塗布
絶縁膜を塗布し、RIE法等の異方性エツチングを施し
てサイドエツチング部分に充填させてもよい。
第2図(a)〜(g)はこの発明の他の実施例を示す工
程断面図で、第4図と同一符号は同じものを示し、17
は最上層の金属層を形成する際マスクとなるレジストで
ある。
まず、第2図(a)に示すように、半導体基板11上に
所望の領域が開口したレジストパターン12を写真製版
法により形成する。次いで第2図(b)に示すように、
レジストパターン12をマスクにして半導体装置11を
エツチングし、リセス溝13を形成する。次に第2図(
C)に示すように、半導体基板11と接触しても差し支
えない第1層金属膜14.この第1層金属膜上に第2層
金属膜15を連続して蒸着する。次に第2図(d)に示
すように、レジスト17を全面に塗布した後、02RI
E法や全面露光、現像によりレジストパターン12上に
形成された第1層金属膜14および第2層金属膜15を
マスクにしてレジスト17を加工し、第2図(e)のよ
うなパターンを形成する。次に第2図(f)に示すよう
に、最上層となる第3層金属膜16を蒸着した後、リフ
トオフ法によりレジストパターン12およびリセス溝1
3内のレジスト17を除去し第2図(g)に示すような
多層金属パターンを形成する。
なお、上記実施例では第3層金属膜16の蒸着後、リフ
トオフ法により加工する方法を示したが、第1層金属I
l’416を蒸着後、もう−度写真製版を行いイオンミ
リング法、RIE法等により加工してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明の請求項 (1)に記載の
発明は、マスクパターンを用いてエツチングして形成さ
れるリセス溝内の前記マスクパターンの開口部下部のサ
イドエツチング部分に、レジストまたは絶縁膜を充填し
、その後、ゲート電極を形成するようにしたので、ゲー
ト電極と半導体基板との接触寸法をマスクパターンの開
口部と等しくでき、積層金属等を形成する場合でも下層
から順次規則正しい層状に形成することができ、また、
金属のカバレッジが良好なためドライエツチング法が用
いられ、ケバ等の発生か抑えられる。
さらに、ゲート電極上部の寸法を大きくすることが可能
となり、ゲート抵抗の低減もはかれる等の効果を有する
また、請求項 (2)に記載の発明は、レジストパター
ン上の金属膜とレジスト開口部に形成された第1層、第
2層の金属膜との間隔をレジストで充填して、多層金属
パターンが順次下層より層状に形成できるようにしたの
で、上層金属と下地基板と接触することのない信頼性の
高い多層金属パターンが形成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を示す工程断面図、第2図はこの発明の他の実施例に
よる多層金属パターンの形成方法を示す工程断面図、第
3図は従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図、
第4図は従来の多層金属パターンの形成方法を示す工程
断面図である。 図において、1は半導体基板、2は動作層、3はレジス
トパターン、4はリセス溝、5はゲート電極、5′はゲ
ート金属、6はDeepUV用レジスト、7はレジスト
パターン、11は半導体基板、12はレジストパターン
、13はリセス溝、14は第1層金属膜、15は第2層
金属膜、16は第3層金属膜、17はレジストである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 第1 図その1 代理人 大 岩 増 雄    (外2名)第 図その 第 図 く の °フ ]6 !l’13屑奮属朕 第 図 で の 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に形成された動作層をマスクパター
    ンを用いてエッチングしリセス溝を形成する工程、全面
    にレジストまたは絶縁膜を形成した後、前記レジストに
    対しては全面を露光後現像し、前記絶縁膜に対しては異
    方性エッチングを施して前記リセス溝内の前記マスクパ
    ターン下部のサイドエッチング部分に前記レジストまた
    は絶縁膜を充填する工程、全面にゲート金属を蒸着し、
    このゲート金属を所要形状に加工してゲート電極を形成
    した後、不要部分を除去する工程を含むことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
  2. (2)半導体基板上に所望の領域が開口したレジストパ
    ターンを形成する工程、前記レジストパターンをマスク
    にして形成されたリセス溝内に、前記半導体基板と反応
    しない第1層金属膜、およびこの第1層金属膜上に第2
    層金属膜の少なくとも2層の金属膜を形成する工程、全
    面にレジストを塗布した後、前記レジストパターン上に
    形成された前記第1層および第2層金属膜をマスクにし
    て加工を施し前記レジストパターン上の金属膜とレジス
    ト開口部に形成された第1層、第2層の金属膜との間隔
    を前記レジストで充填する工程を含み、これらの工程の
    後、さらに上層の金属膜を形成することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
JP2601289A 1988-08-18 1989-02-02 半導体装置の製造方法 Pending JPH02138751A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272095A (en) * 1992-03-18 1993-12-21 Research Triangle Institute Method of manufacturing heterojunction transistors with self-aligned metal contacts
CN114206018A (zh) * 2021-12-27 2022-03-18 百强电子(深圳)有限公司 一种高效厚铜板阻焊印制方法

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