JPH05275549A - 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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JPH05275549A
JPH05275549A JP7057992A JP7057992A JPH05275549A JP H05275549 A JPH05275549 A JP H05275549A JP 7057992 A JP7057992 A JP 7057992A JP 7057992 A JP7057992 A JP 7057992A JP H05275549 A JPH05275549 A JP H05275549A
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Yuuki Oku
友希 奥
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ソース・ドレイン電極とメッキ金属間での金
属の拡散を防止するためのバリヤメタルに関し、その汚
染を防止し、バリヤ効果を保持できる半導体装置の製造
方法を提供する。 【構成】 半導体装置のバリヤメタル6aを絶縁膜12上
にスパッタで形成し、エアーブリッジを一定間隔に配置
された円状、角状、短冊状の貫通孔を有する構造とし、
絶縁膜12の除去をエアーブリッジの貫通孔となる穴部15
を利用してプラズマエッチングにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、エアーブリッジを有
する半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図9に従来のエアーブリッジを有する半
導体装置の製造方法を説明する断面図を示す。図におい
て、1は半導体基板、2はこの半導体基板1上に形成さ
れたゲート電極、3はこの半導体基板1上に形成された
ソース・ドレイン電極、4は上記半導体基板1上に形成
されたゲート電極2とソース・ドレイン電極3上に被着
された絶縁膜、5はエアーブリッジ形成用のレジスト、
6はバリヤメタル、7は給電層メタル、8はメッキパタ
ーン形成用のレジスト、9はメッキ金属、10はエアーブ
リッジである。
【0003】次に、図9に示す半導体装置の製造方法に
ついて図により説明する。図9(a)は、半導体基板1
上にゲート電極2、ソース・ドレイン電極3を形成し、
これら電極上に絶縁膜4が被着された後、ソース・ドレ
イン電極3上にコンタクトホールを形成し、さらに、レ
ジスト5でエアーブリッジ形成用パターンを形成し、そ
の上にバリヤメタル6と給電層メタル7をスパッタ蒸着
し、次に、レジスト8でメッキパターンを形成した後、
メッキ金属9をメッキした状態を示している。ここで、
バリヤメタル6と給電層メタル7はレジスト5との熱膨
張係数差が大きいため図に示すようにシワが発生する。
【0004】次に、図9(b)に示すように、レジスト
8を除去し、給電層メタル7とバリヤメタル6をエッチ
ングし、さらに、レジスト5を除去すると、メッキ金属
9によるエアーブリッジ10が形成される。ここで、レジ
スト5はエアーブリッジ10とするに際し、その除去が酸
素アッシヤーや有機溶剤などの等方的な除去方法によっ
て可能であるために使用されている。また、給電層メタ
ル7やバリヤメタル6の除去は異方性エッチング法であ
るイオンミリングや反応性イオンエッチング(RIE)
によって行われる。ここで、バリヤメタル6はソース・
ドレイン電極3とメッキ金属9間で金属の拡散を防止す
る(バリヤ効果と呼ばれる)ためのもので、WSi Nや
i Nなどが用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の半
導体装置では、エアーブリッジ10を形成するために、そ
の下層にある被着層として、酸素アッシヤーや有機溶剤
などの等方的な除去方法によって除去が可能となるレジ
スト5を用いている。このため、該レジスト5上にスパ
ッタ蒸着によりバリヤメタル6と給電層メタル7を順次
形成する工程において、レジスト5がスパッタリング時
に高温で加熱されて炭化物や水などの不純物を発生し、
この不純物がバリヤメタル6中へ混入することによりそ
のバリヤ効果を低下させるという問題点があった。
【0006】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、バリヤメタルの汚染を防止し、
バリヤ効果の保持を可能とするとともに、エアーブリッ
ジ構造を容易に形成する半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置の製造方法としては、半導体基板上に設けたソース・
ドレイン電極上に、エッチング速度の小さい第1の絶縁
膜を下層に、エッチング速度の大きい第2の絶縁膜を上
層に被着し、該2層の絶縁膜にコンタクトホールを形成
した後、スパッタ蒸着でバリヤメタル、給電層メタルを
順次被着し、次いで、レジストでパターニングし、メッ
キ金属形成を行った後、そのメッキ金属をマスクにし
て、前記レジスト、給電層メタル、バリヤメタル、エッ
チング速度の大きい第2の絶縁膜を除去して貫通孔を有
するエアーブリッジを具えた半導体装置を製造するもの
である。
【0008】また、半導体基板上に設けたソース・ドレ
イン電極上に、第1の絶縁膜を被着し、該第1の絶縁膜
にコンタクトホールを形成した後、スパッタ蒸着でバリ
ヤメタルを被着し、次いで、第1の絶縁膜よりエッチン
グ速度の大きい第2の絶縁膜あるいはエアーブリッジ形
成用レジストを被着し、該第2の絶縁膜あるいはエアー
ブリッジ形成用レジスト膜にコンタクトホールを形成し
た後、給電層メタルを被着する。次いで、メッキパター
ン形成用レジストでパターニングし、メッキ金属形成を
行った後、そのメッキ金属をマスクにして、メッキパタ
ーン形成用レジスト、給電層メタル、エッチング速度の
大きい第2の絶縁膜あるいはエアーブリッジ形成用レジ
スト膜、バリヤメタルを順次除去して貫通孔を有するエ
アーブリッジを具えた半導体装置を製造するものであ
る。
【0009】そして前記の如く貫通孔を有するエアーブ
リッジを具えた半導体装置の製造方法において、エアー
ブリッジに一定間隔に配置された円状、角状、短冊状の
貫通孔を設け、該貫通孔となる穴部を通して、エアーブ
リッジ形成時の下層にある被着層をプラズマエッチング
除去する。
【0010】
【作用】上記のように製造された半導体装置においてバ
リヤメタルが絶縁膜上に被着されるので、たとえバリヤ
メタルのスパッタリング時に絶縁膜が高温に加熱されて
も、無機化合物からなる絶縁膜から分解生成物などの不
純物を発生せず、バリヤメタルを汚染することがない。
【0011】形成されるエアーブリッジ上に設けられた
一定間隔に配置された円状、角状、短冊状の穴部が、エ
アーブリッジの下層にある被着層に対し、ガス拡散によ
る等方的なプラズマエッチング除去を可能とする。
【0012】
【実施例】実施例1.図1〜5は、この発明の一実施例
を説明する断面図を示す。図において、11は第1の絶縁
膜、12はエッチング速度が前記第1の絶縁膜11よりも大
きい第2の絶縁膜、13はレジスト、14はコンタクトホー
ル、15はエアーブリッジ形成後貫通孔となる穴部、16は
貫通孔である。なお、図9と同一あるいは相当する部分
には同一符号で示してある。
【0013】以下、図により本発明の一実施例を説明す
る。まず、図1に示すように、半導体基板1上にゲート
電極2、ソース・ドレイン電極3を形成し、第1の絶縁
膜11、第2の絶縁膜12を被着後、レジスト13を写真製版
によりパターニングし、それをマスクとしてコンタクト
ホール14を形成する。
【0014】次に、図2に示すように、バリヤメタル6
a、給電層メタル7aをスパッタ蒸着によって形成す
る。
【0015】次に、図3に示すように、メッキパターン
形成用レジスト8aでメッキパターンを作成した後、電
解メッキを行うとレジスト8aでパターニングされた場
所以外のところに給電層メタル7aから電子がメッキ液
に供給されて、メッキ金属9aが成長する。
【0016】次に、図4に示すようにレジスト8aを酸
素アッシヤーや有機溶剤などで除去した後、給電層メタ
ル7a、バリヤメタル6aを、メッキ金属9aをマスク
にしてイオンミリングや反応性イオンエッチングにより
除去する。
【0017】次に、第2の絶縁膜12の除去に関して、い
ま、第1の絶縁膜11にSi 2 膜、第2の絶縁膜12にS
i N膜を用いると、SF6 +He ガス中のプラズマエッ
チングにより、エッチングの選択比として10以上、すな
わち、Si 2 膜のエッチング速度100 Å/分に対し
て、Si N膜のエッチング速度1000Å/分を得ることは
容易であるので、穴部15を通してプラズマエッチングを
行うと、第1の絶縁膜11を残して第2の絶縁膜12のみが
除去され、図5に示す貫通孔16を有するエアーブリッジ
10aを具えた半導体装置が得られる。
【0018】上記の如き半導体装置の製造方法によれ
ば、バリヤメタル6aを絶縁膜12上にスパッタ蒸着して
いるので、従来の発明によるレジストの場合と比べて、
絶縁膜からの不純物発生によるバリヤメタル6aの汚染
がなく、バリヤ効果を有効に保持することができる。
【0019】上述のようなエアーブリッジ10aを具えた
半導体装置は、特に、モノリシックマイクロ波集積回路
(MMIC)に適用される。
【0020】実施例2.なお、実施例1では、図2に示
すようにバリヤメタル6aを第2の絶縁膜12の上に形成
したが、図6に示すように第1の絶縁膜11aの上に形成
しても同様の効果を奏する。
【0021】以下、実施例2を図6により説明する。な
お、図において、図1〜5と同一あるいは相当する部分
は同一の符号にて示してある。
【0022】図6(a)は、図3に対応しており、半導
体基板1上にゲート電極2、ソース・ドレイン電極3を
形成し、第1の絶縁膜11aを被着後、レジストを写真製
版によりパターニングし、それをマスクとしてコンタク
トホールを形成する。次に、バリヤメタル6bをスパッ
タ蒸着により形成し、第2の絶縁膜12aを被着後、コン
タクトホールを形成し、次いで、給電層メタル7bをス
パッタ蒸着によって形成する。次に、レジスト8bでメ
ッキパターンを作成した後、電解メッキを行った状態を
図6(a)は示している。
【0023】次に、レジスト8bを酸素アッシヤーや有
機溶剤などで除去した後、メッキ金属9bをマスクにし
て、給電層メタル7bをイオンミリングや反応性イオン
エッチングにより除去し、次いで、第2の絶縁膜12aお
よびバリヤメタル6bをSF6 +He のガス中プラズマ
エッチングで除去する。ここで、バリヤメタル6bとし
て、例えば、WSi NやTi Nを用いると、第2の絶縁
膜12aとしてSi N膜を用いた場合に、該第2の絶縁膜
12に対する前記バリヤメタル6bのエッチングの選択比
が、SF6 +He ガス中のプラズマエッチングにおいて
同じ程度あるいはそれ以上であるため、バリヤメタル6
bの除去が可能となり、図6(b)に示すエアーブリッ
ジ10bを有する半導体装置を得ることが出来る。
【0024】実施例3.なお、上記実施例2において、
第2の絶縁膜12aの代わりにレジストを使用しても図6
(b)と同様のエアーブリッジを有する半導体装置を得
ることが出来る。
【0025】実施例4.図7および8は、実施例1、2
および3におけるエアーブリッジを有する半導体装置の
製造法において、エアーブリッジ形成時にその下層にあ
る被着層をプラズマエッチングにより等方的に除去する
他の実施例として、エアーブリッジに設ける貫通孔が円
状の場合について示したものである。なお、図1〜5と
同一あるいは相当する部分は同一記号を用いて示してあ
る。
【0026】図7(a)は、例えば図4に対応してお
り、第2の絶縁膜12bとしてSi N膜の膜厚を2μm、
エアーブリッジ10cの貫通孔16bとなる穴15aの径を2
μm、各穴の間隔を4μmとして構成されたものであ
る。この状態から等方的エッチングを行い、第2の絶縁
膜12bをエッチングして図7(b)に示す状態となる。
【0027】さらに、オーバーエッチングし、50%もオ
ーバーエッチングすると図7(c)に示すようにほとん
ど第2の絶縁膜12bが除去出来る。この際、第1の絶縁
膜11bとして、Si 2 膜を用いるとそのエッチング量
は1000Å以下と見なせるので、第1の絶縁膜11bの膜厚
は1000Å以上にしておけばよい。
【0028】以上のように、エアーブリッジ10cの貫通
孔16bとなる穴径を2μm、各穴の間隔を4μmにする
と、エアーブリッジ10cにおいてどの位の面積が孔とな
るかを示したものが図8である。ここで同図において、
破線部は形成されるエアーブリッジの下層にある被着層
のエッチングされた部分を示している。図8から判るよ
うに、孔の面積のエアーブリッジ10cに占める割合、す
なわち気孔率は、穴1個の面積がπであるので、12個の
穴を含む場合に、12π/20×20=0.094 と10%以下とな
る。一般に、マイクロ波帯では気孔率が50%以下であれ
ば寄生インダクタンスは問題とならないので、本発明に
よるエアーブリッジ10cは、例えばモノリシックマイク
ロ波集積回路(MMIC)に使用可能である。
【0029】上記の如き半導体装置の製造方法によれ
ば、エアーブリッジ10cを一定間隔に配置された円状の
貫通孔16bを有する構造とするので、該貫通孔16bとな
る穴部15aを利用してエアーブリッジ形成時にその下層
にある絶縁膜12bを等方性プラズマエッチングにより容
易に除去することができる。
【0030】なお、上記実施例4ではエアーブリッジ10
cに設ける貫通孔16bが円状の場合について示したが、
貫通孔16bの形状が角状、短冊状であっても実施例4と
同様の効果を奏する。
【0031】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0032】エアーブリッジを具えた半導体装置の製造
方法において、バリヤメタルが絶縁膜上に形成されるた
め、たとえバリヤメタルのスパッタリング時に該絶縁膜
が高温に暴露されても不純物の発生がなく、バリヤメタ
ルは汚染されない。このためバリヤメタルによりソース
・ドレイン電極とメッキ金属間での金属の拡散が有効に
防止されるエアーブリッジを具えた半導体装置を製造す
ることができる。
【0033】エアーブリッジ上に一定間隔に配置された
円状、角状、短冊状の貫通孔が設けられるので、エアー
ブリッジ形成時に該貫通孔となる穴部によってエアーブ
リッジの下層にある被着層が等方的除去方法のプラズマ
エッチングできれいに除去可能となり、エアーブリッジ
を具えた半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を説明する断面図である。
【図2】この発明の実施例1を説明する断面図である。
【図3】この発明の実施例1を説明する断面図である
【図4】この発明の実施例1を説明する断面図である。
【図5】この発明の実施例1を説明する断面図である。
【図6】この発明の実施例2を説明する断面図である。
【図7】この発明の実施例4を説明する断面図である。
【図8】この発明の実施例4を説明する平面図である。
【図9】従来の半導体装置の製造方法を説明する断面図
である。
【符号の説明】
1 半導体基板 3 ソース・ドレイン電極 6 バリヤメタル 7 給電層メタル 8 メッキパターン形成用レジスト 9 メッキ金属 10 エアーブリッジ 11 第1の絶縁膜 12 第2の絶縁膜 13 レジスト 14 コンタクトホール 15 穴 16 貫通孔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成されたソース・ドレ
    イン電極上に、エッチング速度の小さい第1の絶縁膜を
    下層に、エッチング速度の大きい第2の絶縁膜を上層に
    被着し、上記2層の絶縁膜にレジストをマスクにしてコ
    ンタクトホールを形成する工程と、 上記レジストを除去した後上記第2の絶縁膜およびコン
    タクトホール上にバリヤメタル、給電層メタルを順次被
    着する工程と、 上記給電層メタル上にメッキパターン形成用レジストで
    パターニングし、メッキ金属形成を行う工程と、 上記メッキ金属をマスクにして、上記のメッキパターン
    形成用レジスト、給電層メタル、バリヤメタルを順次除
    去する工程と、 上記エッチング速度の大きい第2の絶縁膜を除去して、
    貫通孔を有するエアーブリッジを形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に形成されたソース・ドレ
    イン電極上に、第1の絶縁膜を被着し、該第1の絶縁膜
    にコンタクトホールを形成した後バリヤメタルを被着す
    る工程と、 上記バリヤメタル上に、上記第1の絶縁膜よりエッチン
    グ速度の大きい第2の絶縁膜を被着し、該第2の絶縁膜
    にコンタクトホールを形成した後給電層メタルを被着す
    る工程と、 上記給電層メタル上に、レジストでパターニングしメッ
    キ金属形成を行う工程と、 上記メッキ金属をマスクにして、上記のレジスト、給電
    層メタル、エッチング速度の大きい第2の絶縁膜、バリ
    ヤメタルを順次除去して、貫通孔を有するエアーブリッ
    ジを形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記エッチング速度の大きい第2の絶縁
    膜の代わりに、レジストを使用することを特徴とする請
    求項第2項記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 エアーブリッジに一定間隔に配置された
    円状、角状、短冊状の貫通孔が設けられ、該貫通孔とな
    る穴部を通してエアーブリッジ形成時の下層にある被着
    層をプラズマエッチング除去することを特徴とする請求
    項第1項、第2項又は第3項記載の半導体装置の製造方
    法。
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