JPH02278738A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH02278738A
JPH02278738A JP9979489A JP9979489A JPH02278738A JP H02278738 A JPH02278738 A JP H02278738A JP 9979489 A JP9979489 A JP 9979489A JP 9979489 A JP9979489 A JP 9979489A JP H02278738 A JPH02278738 A JP H02278738A
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JP
Japan
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pattern
metal
resist pattern
length
metal film
Prior art date
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Pending
Application number
JP9979489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimichi Hasegawa
長谷川 好道
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve machining accuracy and throughput by forming a resist pattern which is thicker than a desired pattern length on a metal film on a substrate, by etching a metal film with this resist pattern as a mask, and by performing anisotropic etching on both side surfaces of the metal pattern. CONSTITUTION:A metal film 2 is formed on a semiconductor substrate 1 and a resist pattern 3 is formed on the upper surface of this metal film 2. In this case, the resist pattern 3 should be thicker than a desired pattern length 1SM. Then, the metal film 2 is etched utilizing the resist pattern 3 and a metal pattern 4 is formed on the semiconductor substrate 1. Anisotropic etching is performed to both side surfaces 4a and 4b of the metal pattern 4 which is thicker than the desired pattern length 1SM, thus machining to a metal pattern 5 of a desired pattern length 1SM. Thus, it becomes possible to obtain a fine metal pattern.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造方法、特に、サブミクロ
ンのゲート長を有する電界効果トランジスタの製造方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular to a method for manufacturing a field effect transistor having a submicron gate length.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近、半導体装置の微細加工技術が注目されている。例
えば、電界効果トランジスタのゲート長を微細化すると
、トランジスタの高速性が高まり高周波特性が向上する
。さらに、半導体装置の集積度を向上させることができ
る。
Recently, microfabrication technology for semiconductor devices has been attracting attention. For example, miniaturizing the gate length of a field effect transistor increases the speed of the transistor and improves its high frequency characteristics. Furthermore, the degree of integration of the semiconductor device can be improved.

従来の半導体装置の製造技術では、多層レジストを利用
したリフトオフ技術により微細パターンを形成して電界
効果トランジスタを製造する方法(高速GaAs  I
Cのn+層に対する自己整合注入技術(“5ELF−A
LIGN IMPLANTATION PORn ”−
LAYERTECIINOLOGY(SAINT)FO
RHIGH−3PEEDGaAs ICs″)、エレク
トロニクス レターズ(ELECTl?0NIC8LE
TTER3)、 4th February 1982
Vo1.1g No、3.pp、119−121)  
あるいは電子ビーム露光装置で微細パターンを露光して
半導体装置を製造する方法が知られている。
In conventional semiconductor device manufacturing technology, a field effect transistor is manufactured by forming a fine pattern using a lift-off technique using a multilayer resist (high-speed GaAs I
Self-aligned implantation technique for C n+ layer (“5ELF-A
LIGN IMPLANTATION PORn ”-
LAYERTECIINOLOGY (SAINT) FO
RHIGH-3PEEDGaAs ICs''), Electronics Letters (ELECTl?0NIC8LE
TTER3), 4th February 1982
Vo1.1g No, 3. pp, 119-121)
Alternatively, a method is known in which a semiconductor device is manufactured by exposing a fine pattern using an electron beam exposure device.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、多層レジストを利用する方法は、工程そのもの
が複雑であり、加工精度に劣るという欠点があった。
However, the method using a multilayer resist has the disadvantage that the process itself is complicated and the processing accuracy is poor.

また、電子ビーム露光装置を用いる方法は、近接効果防
止のために露光量を加減する等の処理が必要になり、加
工のスルーブツトが上昇しないという欠点があった。
Furthermore, the method using an electron beam exposure apparatus requires processing such as adjusting the exposure amount to prevent the proximity effect, and has the disadvantage that processing throughput cannot be increased.

そこで本発明は、加工精度が良く、スルーブツトが高い
半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device with good processing accuracy and high throughput.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を達成するため、この発明に係る半導体装置の
製造方法は3工程を含んで構成されている。ここで、第
1の工程では基板上に金属膜を形成し、この金属膜上に
所望のパターン長より太いレジストパターンを形成する
。第2の工程では、このレジストパターンをマスクとし
て金属膜をエツチングし、所望のパターン長より太い金
属パターンを形成する。第3の工程では、金属パターン
の両側面に異方性エツチングを施し、当該金属パターン
を所望のパターン長に加工する。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes three steps. Here, in the first step, a metal film is formed on the substrate, and a resist pattern that is thicker than a desired pattern length is formed on this metal film. In the second step, the metal film is etched using this resist pattern as a mask to form a metal pattern that is thicker than the desired pattern length. In the third step, anisotropic etching is performed on both sides of the metal pattern to process the metal pattern into a desired pattern length.

〔作用〕[Effect]

この発明は、以上のように構成されているので、レジス
トパターンで得られた金属パターンは、側面からの異方
性エツチングによりパターン長がさらに細くなる。
Since the present invention is configured as described above, the pattern length of the metal pattern obtained by the resist pattern is further reduced by anisotropic etching from the side.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を添付図面に基づき説明する。なお、説明において同一
要素には同一符号を用い、重復する説明は省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and repeated description will be omitted.

第1図は、本発明の基本概念を示す工程図である。まず
、半導体基板1上に金属膜2を真空蒸着法等で形成する
。この金属膜2の上面に、レジストをスピン塗布してレ
ジスト膜(図示せず)を形成し、フォトリソグラフィ技
術でレジストパターン3を形成する(同図(a)参照)
。この場合、レジストパターン3は、所望のパターン長
lSMより太めにしておく。次に、このレジストパター
ン3を利用して金属膜2をエツチングし、半導体基板1
上に金属パターン4を形成する。エツチングされた金属
パターン4は、上記レジストパターンをマスクとしてエ
ツチングされているので、所望のパターン長’S)lよ
り太めになっている(第1図(b)参照)。次に、この
金属パターン4の両側面4 a s 4 bに異方性エ
ツチングを施しく同図(b))、所望のパターン長’S
Hの金属パターン5に加工する(同図(C))。この製
造方法によると、レジストパターンで得られるパターン
長より一層細い微細金属パターンを得ることができる。
FIG. 1 is a process diagram showing the basic concept of the present invention. First, a metal film 2 is formed on a semiconductor substrate 1 by a vacuum evaporation method or the like. A resist film (not shown) is formed on the upper surface of the metal film 2 by spin coating, and a resist pattern 3 is formed using photolithography (see FIG. 3(a)).
. In this case, the resist pattern 3 is made thicker than the desired pattern length lSM. Next, the metal film 2 is etched using this resist pattern 3, and the semiconductor substrate 1 is etched.
A metal pattern 4 is formed on top. Since the etched metal pattern 4 is etched using the resist pattern as a mask, it is thicker than the desired pattern length 'S)l (see FIG. 1(b)). Next, anisotropic etching is performed on both sides 4 a s 4 b of this metal pattern 4 to obtain a desired pattern length 'S'.
It is processed into a metal pattern 5 of H ((C) in the same figure). According to this manufacturing method, it is possible to obtain a fine metal pattern that is thinner than the pattern length obtained with a resist pattern.

次に、上記実施例を用いて電界効果トランジスタを製造
する応用例を説明する。第2図は、この応用例に係る電
界効果トランジスタの製造工程を示すものである。まず
、半絶縁性のGaAs2Z板6の上に、レジストパター
ン7を形成する。このレジストパターン7をマスクとし
て、FET6M域こn型不純物となるイオン、例えばS
L  を低加速電圧で注入し、低濃度(n″″型)の活
性層領域6aを形成する(第2図(a))。
Next, an application example of manufacturing a field effect transistor using the above embodiment will be described. FIG. 2 shows the manufacturing process of a field effect transistor according to this application example. First, a resist pattern 7 is formed on a semi-insulating GaAs2Z plate 6. Using this resist pattern 7 as a mask, ions that become n-type impurities in the FET 6M region, for example, S
L2 is implanted at a low acceleration voltage to form a low concentration (n'' type) active layer region 6a (FIG. 2(a)).

その後、このレジストパターン7を除去し、活性層領域
6a上に常圧CVD法でSiO□膜8を1000オング
ストローム、真空蒸着法でAI膜9を5000オングス
トロームの膜厚で連続的に形成する。さらに、このAI
膜9の上面に例えば0.5μm幅のレジストパターン1
0をフォトリソグラフィ技術で形成する(同図(b))
。このレジストパターン10は、目的値のパターン長よ
り太くなっている。次に、このレジストパターン10を
マスクとしてAI膜9をエツチングし、A1ダミー電極
11(金属パターン)を形成する(同図(C))。この
AIダミー電極11は、目的値のパターン長より太くな
っており、GaASu阪6のゲート形成領域上に位置す
る。
Thereafter, this resist pattern 7 is removed, and a SiO□ film 8 of 1000 angstroms in thickness is continuously formed on the active layer region 6a by atmospheric pressure CVD and an AI film 9 of 5000 angstroms in thickness by vacuum evaporation. Furthermore, this AI
For example, a resist pattern 1 having a width of 0.5 μm is formed on the upper surface of the film 9.
0 is formed using photolithography technology ((b) in the same figure)
. This resist pattern 10 is thicker than the target pattern length. Next, using this resist pattern 10 as a mask, the AI film 9 is etched to form an A1 dummy electrode 11 (metal pattern) (FIG. 3(C)). This AI dummy electrode 11 is thicker than the target pattern length and is located on the gate formation region of the GaASu layer 6.

その後、フォトレジストをスピン塗布し、フォトリソグ
ラフィ技術でレジストパターン12を形成する。このレ
ジストパターン12をマスクとして、n型不純物となる
イオンを高加速電圧で注入し、ソース形成領域及びドレ
イン形成領域となるn+型領領域6s6dをGaAs基
板6に形成する(第2図(d)) 次に、レジストパタ
ーン12を除去し、イオンミリング法により上記AIダ
ミー電極11を基板平面に対して0〜10度の角度から
方向性エツチングを施し、A1ダミー71!511のパ
ターン長を細らせる(同図(e))。
Thereafter, a photoresist is applied by spin coating, and a resist pattern 12 is formed by photolithography. Using this resist pattern 12 as a mask, ions that will become n-type impurities are implanted at a high acceleration voltage to form n + -type regions 6s6d that will become source formation regions and drain formation regions in the GaAs substrate 6 (FIG. 2(d)). ) Next, the resist pattern 12 is removed, and the AI dummy electrode 11 is subjected to directional etching from an angle of 0 to 10 degrees with respect to the substrate plane by ion milling to narrow the pattern length of the A1 dummy 71!511. ((e) in the same figure).

その後、プラズマCVD法により、SiNあるいは5i
ON等の絶縁膜13を1000オングストロームの膜厚
でS iO2膜8上に形成しく同図(f)) 、緩衝弗
酸によりAlダミー電極11の側壁部の絶縁膜13を除
去する(同図(g))。
After that, by plasma CVD method, SiN or 5i
An insulating film 13 such as ON is formed on the SiO2 film 8 to a thickness of 1000 angstroms (FIG. 1(f)), and the insulating film 13 on the side wall of the Al dummy electrode 11 is removed using buffered hydrofluoric acid (FIG. 1(f)). g)).

次に、AtダミーmtItllを塩酸等で除去し、ゲー
ト形成領域上に微細寸法のゲートパターン13gを得る
。さらに、緩衝弗酸によりn+型領領域6S6d上の絶
縁膜13に開口部13s113dを設ける(同図(h)
)。
Next, the At dummy mtItll is removed using hydrochloric acid or the like to obtain a fine-sized gate pattern 13g on the gate formation region. Furthermore, an opening 13s113d is provided in the insulating film 13 on the n+ type region 6S6d using buffered hydrofluoric acid ((h) in the same figure).
).

次に、ゲートパターン13g及び開口部13s113d
に露出しているS t O2膜8をエツチングし、Si
O□膜8に開口部8g、8s、8dを形成する(第2図
(i))。その後、アニール処理を施し、イオン注入領
域を活性化させる。最後に、n+型領領域6s6d上に
オーミック電極14.15を形成し、ゲート形成領域上
にゲート電極16を形成する。
Next, the gate pattern 13g and the opening 13s113d
The S t O2 film 8 exposed to the Si
Openings 8g, 8s, and 8d are formed in the O□ film 8 (FIG. 2(i)). Thereafter, an annealing process is performed to activate the ion implantation region. Finally, ohmic electrodes 14 and 15 are formed on the n+ type region 6s6d, and a gate electrode 16 is formed on the gate formation region.

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではない
。例えば、n 型領域6s、6dを形成しAlダミー電
極11のパターン長を細らせた後で(第2図(e)参照
)、n+型領領域6s6dと活性層領域6aとの中間抵
抗を有するn型領域をAlダミー電極11の両側にイオ
ン注入で形成することにより、L D D (Ligh
tly−Doped Drain )構造を形成するこ
とができる。この場合、ソース抵抗及びドレイン抵抗を
減少させることができ、ショートチャネル効果を減少さ
せつつ、相互コンダクタンスを高めることができる。
Note that this invention is not limited to the above embodiments. For example, after forming the n-type regions 6s and 6d and reducing the pattern length of the Al dummy electrode 11 (see FIG. 2(e)), the intermediate resistance between the n+-type region 6s6d and the active layer region 6a is determined. By forming n-type regions with ion implantation on both sides of the Al dummy electrode 11, LDD (Light
tly-Doped Drain) structure can be formed. In this case, source resistance and drain resistance can be reduced, short channel effects can be reduced, and mutual conductance can be increased.

また、半導体基板の材料はGaAsに限定されるもので
はなく InPでもよい。
Furthermore, the material of the semiconductor substrate is not limited to GaAs, but may also be InP.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、以上説明したように構成されているので、
加工精度が良く、スルーブツトの高い半導体装置を製造
することができる。
Since this invention is configured as explained above,
A semiconductor device with good processing accuracy and high throughput can be manufactured.

特に、電界効果トランジスタを製造する場合、ダミーゲ
ートパターンと自己整合的に電極を形成することができ
るので再現性が良い。
In particular, when manufacturing a field effect transistor, the electrodes can be formed in self-alignment with the dummy gate pattern, resulting in good reproducibility.

また、金属パターン側面からの方向性エツチングにより
、ハーフミクロン、クォータミクロンの微細ゲート電極
を形成する為のダミーゲートパターンを簡単に形成する
ことができる。
Further, by directional etching from the side surface of the metal pattern, a dummy gate pattern for forming a fine gate electrode of half micron or quarter micron can be easily formed.

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

第1図は本発明の基本概念を示す工程図、第2図は本発
明の応用例に係る電界効果トランジスタの製造方法を示
す工程図である。 1・・・半導体基板、2・・・金属膜、3.7.10.
12・・・レジストパターン、4.5・・・金属パター
ン、6−・−G a A s uffi、8 ・” S
 t O2膜、9 ・A 1膜、11・・・A1ダミー
電極、13・・・絶縁膜、14.15・・・オーミック
電極、16・・・ゲート電極。 代理人弁理士   長谷用  芳  樹間      
    山    1)   行本今明の基本概念 第1図 応用例の1程 (’/3 ) 第2図(1) 応用例の工程(2/3 ) 第2図(2)
FIG. 1 is a process diagram showing the basic concept of the present invention, and FIG. 2 is a process diagram showing a method for manufacturing a field effect transistor according to an applied example of the present invention. 1... Semiconductor substrate, 2... Metal film, 3.7.10.
12...Resist pattern, 4.5...Metal pattern, 6-...-GaAsuffi, 8・''S
tO2 film, 9. A1 film, 11... A1 dummy electrode, 13... Insulating film, 14.15... Ohmic electrode, 16... Gate electrode. Representative Patent Attorney Yoshiki Hase
Mountain 1) Imaaki Yukimoto's basic concept Figure 1 Application example step 1 ('/3) Figure 2 (1) Application example process (2/3) Figure 2 (2)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 基板上に金属膜を形成し、この金属膜上に所望のパター
ン長より太いレジストパターンを形成する第1の工程と
、 このレジストパターンをマスクとして前記金属膜をエッ
チングし、所望のパターン長より太い金属パターンを形
成する第2の工程と、 前記金属パターンの両側面に異方性エッチングを施し、
当該金属パターンを所望のパターン長に加工する第3の
工程を含んで構成される半導体装置の製造方法。
[Claims] A first step of forming a metal film on a substrate and forming a resist pattern thicker than a desired pattern length on the metal film; etching the metal film using the resist pattern as a mask; a second step of forming a metal pattern thicker than a desired pattern length; performing anisotropic etching on both sides of the metal pattern;
A method of manufacturing a semiconductor device comprising a third step of processing the metal pattern into a desired pattern length.
JP9979489A 1989-04-19 1989-04-19 Manufacture of semiconductor device Pending JPH02278738A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9979489A JPH02278738A (en) 1989-04-19 1989-04-19 Manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

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JP9979489A JPH02278738A (en) 1989-04-19 1989-04-19 Manufacture of semiconductor device

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JP9979489A Pending JPH02278738A (en) 1989-04-19 1989-04-19 Manufacture of semiconductor device

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