JPH0575146A - Manufacture of filed-effect semiconductor devices - Google Patents

Manufacture of filed-effect semiconductor devices

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JPH0575146A
JPH0575146A JP3236491A JP23649191A JPH0575146A JP H0575146 A JPH0575146 A JP H0575146A JP 3236491 A JP3236491 A JP 3236491A JP 23649191 A JP23649191 A JP 23649191A JP H0575146 A JPH0575146 A JP H0575146A
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JP
Japan
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positive resist
resist pattern
layer
negative
gate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3236491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kinshiro Kosemura
欣司郎 小▲瀬▼村
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH0575146A publication Critical patent/JPH0575146A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to form dual gates in greater detail, by forming an isolated resist pattern with a negative resist or a resist pattern having a very small opening with a positive resist. CONSTITUTION:An active layer is formed on a semi-insulation semiconductor substrate 11. A negative layer (NR) 15 is applied on the active layer 12 and electrode 13 and 14 so that a clearance shape between dual gates may be exposed with an electron beam 16. The negative resist NR 15 is developed, and a negative resist pattern (NG) 15a may be left and the active layer 12 is formed on a region 17. A positive resist layer 18 (PR) is developed with a developer which is unable to dissolve the negative resist (NR) 15 so as to bore an opening 20 on the emitted portion where a negative resist (NG) 15A remains. The gate electrode-shaped openings (GO) 20A and 20B are specified with the opening of the positive resist layer (PR) 18 and the negative resist layer (NG) 15A. The whole surfaces are clad with gate metals, which forms a metal film on the NG 15A and the PR 18 while gate electrodes 23 and 24 are simultaneously formed directly on the active layer 12 in the portions of the GO 20A and 20B.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電界効果型トランジス
タの半導体装置、より詳しくは、デュアルゲートを備え
た電界効果型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 field effect transistor semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a field effect semiconductor device having a dual gate.

【0002】[0002]

【従来の技術】デュアルゲート電界効果型半導体装置
は、図1に示すように、化合物半導体の半絶縁性基板1
とその上のエピタキシャル活性層2とからなる半導体基
板3、該基板3上のソース電極4、ドレイン電極5、そ
してこれら電極の間の二つのゲート電極6、7からな
る。このデュアルゲート電界効果型半導体装置を従来は
次のようにして製造している。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 1, a dual gate field effect semiconductor device is a compound semiconductor semi-insulating substrate 1.
And a epitaxial substrate 2 on the semiconductor substrate 3, a source electrode 4 and a drain electrode 5 on the substrate 3, and two gate electrodes 6 and 7 between these electrodes. This dual gate field effect semiconductor device is conventionally manufactured as follows.

【0003】まず、GaAs、InPなどの化合物半導
体基板1の上にエピタキシャル成長法によって化合物半
導体の活性層2を形成する。この活性層2の上に、スパ
ッタリング法や真空蒸着法によって電極金属(例えば、
AuGe)を堆積させて金属膜を形成し、リソグラフィ
ー技術によって所定パターンのソース電極4およびドレ
イン電極5を形成し、熱処理を施す。次に、全面にポジ
レジストを塗布してレジスト層を形成し、ゲート電極形
状パターンを露光し、現像してポジレジストパターン
(図示せず)を形成する。このレジストパターン付き半
導体基板の全面に金属を真空中でスパッタリングないし
真空蒸着によって被着して金属膜とし、ポジレジストパ
ターンを溶剤で除去し、そのときにレジスト上の金属膜
部分(大部分)を同時に除去して(いわゆる、リフトオ
フによって)、図1のようにゲート電極5、6を形成し
ている。
First, an active layer 2 of a compound semiconductor is formed on a compound semiconductor substrate 1 of GaAs, InP or the like by an epitaxial growth method. On the active layer 2, an electrode metal (for example, by a sputtering method or a vacuum deposition method) (for example,
AuGe) is deposited to form a metal film, a source electrode 4 and a drain electrode 5 having a predetermined pattern are formed by a lithography technique, and heat treatment is performed. Next, a positive resist is applied on the entire surface to form a resist layer, and the gate electrode shape pattern is exposed and developed to form a positive resist pattern (not shown). A metal film is deposited on the entire surface of this semiconductor substrate with a resist pattern by sputtering or vacuum deposition in a vacuum to form a metal film, and the positive resist pattern is removed with a solvent. At that time, the metal film portion (most part) on the resist is removed. At the same time, they are removed (by so-called lift-off) to form the gate electrodes 5 and 6 as shown in FIG.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】デュアルゲート電界効
果半導体装置(トランジスタ)の高性能化(高周波化、
低雑音化など)のためには、半導体装置の微細化を図る
必要がある。従来の製造方法では、デュアルゲート自身
の微細化およびこれらゲート間の電極距離を0.25μm
以下にすることは難しい。通常の場合に、レジスト現像
のラインアンドスペースに依存しており、この電極距離
は0.5μm程度までにしか狭くならない。
The dual gate field effect semiconductor device (transistor) has high performance (higher frequency,
In order to reduce noise, it is necessary to miniaturize the semiconductor device. In the conventional manufacturing method, the dual gate itself is miniaturized and the electrode distance between these gates is 0.25 μm.
It is difficult to do the following. In the usual case, it depends on the line and space of resist development, and this electrode distance is narrowed to about 0.5 μm.

【0005】本発明の目的は、デュアルゲート電界効果
半導体装置の微細化を可能にする製造方法を提供するこ
とである。
An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of miniaturizing a dual gate field effect semiconductor device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上述の目的が、工程(ア)〜(エ): (ア)化合物半導体基板の上に細線状のネガレジストパ
ターンを形成する工程、(イ)該ネガレジストパターン
および化合物半導体基板の上にポジレジストを塗布し、
露光および現像により該ネガレジストパターンの両側に
ゲート形状開口を有するポジレジストパターンを形成す
る工程、(ウ)全面に金属膜を被着する工程、(エ)該
ネガレジストパターンおよびポジレジストパターンを除
去し、その上の金属膜を選択的に除去して、2つのゲー
ト電極を形成する工程、を含んでなることを特徴とする
電界効果型半導体装置の製造方法によって達成される。
The above-mentioned objects are steps (a) to (d): (a) a step of forming a thin line negative resist pattern on a compound semiconductor substrate, (b) a positive resist on the negative resist pattern and the compound semiconductor substrate And apply
A step of forming a positive resist pattern having gate-shaped openings on both sides of the negative resist pattern by exposure and development, (c) a step of depositing a metal film on the entire surface, and (d) removal of the negative resist pattern and the positive resist pattern. And a step of selectively removing the metal film on the gate electrode to form two gate electrodes, the method for manufacturing a field effect semiconductor device.

【0007】ポジレジストパターン形成工程が、ネガレ
ジストパターンおよび化合物半導体基板の上に低感度ポ
ジレジストを塗布しプリベークして第1ポジレジスト層
を形成し、その上に高感度ポジレジストを塗布しプリベ
ークして第2ポジレジスト層を形成し、これらポジレジ
スト層を電子ビームによって、ゲート電極対応箇所には
高ドーズ量にて、その周辺箇所には低ドーズ量にて露光
し、そして、現像することから構成されてもよい。
In the positive resist pattern forming step, a low-sensitivity positive resist is applied on the negative resist pattern and the compound semiconductor substrate and pre-baked to form a first positive resist layer, and a high-sensitivity positive resist is applied thereon to pre-bak. To form a second positive resist layer, and expose the positive resist layer with an electron beam at a high dose amount to a portion corresponding to the gate electrode and a low dose amount to a peripheral portion thereof, and then develop the same. May be composed of

【0008】ポジレジストパターン形成工程において、
露光パターンは、通常、ゲート電極対応箇所を含む一つ
であるが、二つのゲート電極対応箇所の二つとすること
も可能である。
In the positive resist pattern forming step,
The exposure pattern is usually one including the portion corresponding to the gate electrode, but it may be two of the two portions corresponding to the gate electrodes.

【0009】[0009]

【作用】本発明では、ネガレジストを用いると極微細な
孤立レジストパターン(細線状レジストパターン)の形
成が容易であり、ポジレジストを用いると微細な開口を
有するレジストパターンの形成が容易であるとの利点を
組合せて、レジスト層にゲート電極形状の開口を形成す
る。ネガレジスト層の上にポジレジストを塗布してもミ
キシングが発生しないし、さらに、ポジレジスト層の現
像時にネガレジストは溶解しないので、細線状レジスト
パターンが残ってその両側に開口を形成することができ
る。
In the present invention, the use of a negative resist facilitates the formation of an extremely fine isolated resist pattern (thin line resist pattern), and the use of a positive resist facilitates the formation of a resist pattern having fine openings. By combining the advantages of the above, a gate electrode-shaped opening is formed in the resist layer. Mixing does not occur even if a positive resist is applied on the negative resist layer, and since the negative resist does not dissolve during the development of the positive resist layer, it is possible to leave a fine line resist pattern and form openings on both sides of it. it can.

【0010】ポジレジスト層を第1および第2ポジレジ
スト層の2層構造とする際のミキシングを回避するため
に、第1ポジレジスト層のプリベークを行ってから第2
ポジレジストの塗布を行う。そして、第2ポジレジスト
層だけの開口に注目するならば、これは第1ポジレジス
ト層の開口よりも大きく、ゲート電極の断面積を大きく
してゲート電極の抵抗が高くなるのを防止できる。
In order to avoid mixing when the positive resist layer has a two-layer structure of the first and second positive resist layers, the first positive resist layer is prebaked and then the second positive resist layer is prebaked.
Apply positive resist. If attention is paid to the opening only in the second positive resist layer, this is larger than the opening in the first positive resist layer, and the cross-sectional area of the gate electrode can be increased to prevent the resistance of the gate electrode from increasing.

【0011】[0011]

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例によって本発明を詳細に説明する。図2〜図8は、
本発明に係る製造方法にしたがってデュアルゲート電界
効果半導体装置を製作している過程を説明する概略断面
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings by way of example embodiments of the present invention. 2-8,
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a dual gate field effect semiconductor device according to the manufacturing method of the present invention.

【0012】図2に示すように、従来と同様に半絶縁性
半導体基板11の上に活性層12をエピタキシャル成長
で形成する。例えば、半絶縁性GaAs基板11の上に
n−GaAsエピタキシャル活性層12をCVD法によ
って厚さ100nmで形成する。そして、活性層12の上
に相対向してソース電極13およびドレイン電極14を
形成する。例えば、活性層12の上にレジストを塗布
し、露光、現像してソース電極およびドレイン電極の開
口を有するレジストパターン(図示せず)を形成し、全
面に電極金属(AuGe)を厚さ約200nmで真空蒸着
し、レジストパターンの除去によるリフトオフ法でソー
ス電極13およびドレイン電極14を形成する。電極形
成後に、450℃×数分の熱処理を行ってオーミックコ
ンタクトとする。
As shown in FIG. 2, the active layer 12 is formed by epitaxial growth on the semi-insulating semiconductor substrate 11 as in the conventional case. For example, the n-GaAs epitaxial active layer 12 is formed on the semi-insulating GaAs substrate 11 by CVD to have a thickness of 100 nm. Then, the source electrode 13 and the drain electrode 14 are formed on the active layer 12 so as to face each other. For example, a resist is applied on the active layer 12, exposed and developed to form a resist pattern (not shown) having openings for a source electrode and a drain electrode, and an electrode metal (AuGe) having a thickness of about 200 nm is formed on the entire surface. Then, the source electrode 13 and the drain electrode 14 are formed by a vacuum evaporation method and a lift-off method by removing the resist pattern. After forming the electrodes, heat treatment is performed at 450 ° C. for several minutes to form ohmic contacts.

【0013】図3に示すように、表出している活性層1
2および電極13、14の上にネガレジスト(例えば、
SAL601-ER7:シプレイ・ファーイースト株式会社商品)
を塗布してネガレジスト層15とし、電子ビーム16に
てデュアルゲートのゲート間の間隙形状を露光(描画)
する。例えば、厚さ0.5μmのネガレジスト層15に幅
0.2μmの電子ビーム16を加速電圧30keV:ドー
ズ量50×10-6クーロン/cm2 で照射する。
As shown in FIG. 3, the exposed active layer 1
2 and electrodes 13, 14 on top of a negative resist (eg
SAL601-ER7: Product of Shipley Far East Co., Ltd.)
Is applied to form a negative resist layer 15 and the shape of the gap between the gates of the dual gate is exposed (drawn) with an electron beam 16.
To do. For example, the width of the negative resist layer 15 having a thickness of 0.5 μm
Irradiation with an electron beam 16 of 0.2 μm at an acceleration voltage of 30 keV and a dose of 50 × 10 −6 coulomb / cm 2 .

【0014】図4に示すように、ネガレジスト層15を
現像して、照射部分の細線状孤立レジストパターン15
Aを残し、領域17に活性層12が表出する。例えば、
有機アルカリ溶液にて非照射部分を溶解する現像で、幅
0.2μmの細線状立レジストパターン15Aとする。次
に、図5に示すように、全面にポジレジスト( 例えば、
ZCMR-100:日本ゼオン株式会社商品)を塗布してポジレ
ジスト層18とし、電子ビーム19にてデュアルゲート
まとめてのサイズ(一つの露光パターン)で露光(描
画)する。例えば、厚さ0.6μmのポジレジスト層18
に幅0.6μmの電子ビーム19を加速電圧30keV:
ドーズ量150×10-6クーロン/cm2 で照射する。
As shown in FIG. 4, the negative resist layer 15 is developed and the fine line-shaped isolated resist pattern 15 in the irradiated portion is developed.
The active layer 12 is exposed in the region 17 while leaving A. For example,
Develop a solution that dissolves the non-irradiated area with an organic alkaline solution.
The fine linear resist pattern 15A having a thickness of 0.2 μm is used. Next, as shown in FIG. 5, a positive resist (for example,
ZCMR-100: a product of Nippon Zeon Co., Ltd.) is applied to form a positive resist layer 18 and exposed (drawn) with an electron beam 19 in a size (one exposure pattern) of the dual gates. For example, a positive resist layer 18 having a thickness of 0.6 μm
And an electron beam 19 having a width of 0.6 μm is accelerated at an acceleration voltage of 30 keV:
Irradiate with a dose amount of 150 × 10 −6 coulomb / cm 2 .

【0015】図6に示すように、ネガレジストを溶解し
ない現像液でポジレジスト層18を現像して、照射部分
の開口20を明け、その中にネガレジストパターン15
Aを残す。このポジレジスト層18の開口20とネガレ
ジストパターン15Aとでゲート電極形状開口20A、
20Bが規定される。例えば、有機溶液(メチルエチル
ケトン)にて照射部分を溶解する現像で、幅0.6μmの
デュアルゲート全体パターン開口20が明けられ、その
中に開口20A、20Bがあって、活性層12が表出し
ている。
As shown in FIG. 6, the positive resist layer 18 is developed with a developing solution that does not dissolve the negative resist to open the opening 20 in the irradiated portion, and the negative resist pattern 15 is formed therein.
Leave A. With the opening 20 of the positive resist layer 18 and the negative resist pattern 15A, the gate electrode shape opening 20A,
20B is specified. For example, in the development in which the irradiated portion is dissolved with an organic solution (methyl ethyl ketone), the dual gate entire pattern opening 20 having a width of 0.6 μm is opened, and the openings 20A and 20B are formed in the opening 20A, and the active layer 12 is exposed. There is.

【0016】図7に示すように、全面にゲート金属を被
着させることで、レジストパターン15Aおよび18上
に金属膜21を形成し、同時に開口20A、20Bの所
で直接に活性層12上に第1ゲート電極23およびゲー
ト電極24を形成する。例えば、Alを真空蒸着法によ
って厚さ0.5μmで全面に被着させる。そして、図8に
示すように、レジストパターン15Aおよび18を溶剤
(レジストのリムーバー)で除去し、レジストパターン
上の金属膜21をも除去する(リフトオフする)。この
ようにしてデュアルゲート電極23、24が完成して、
電界効果半導体装置が得られる。これらゲート電極2
3、24はそれぞれ幅が0.2μmであり、かつこれらゲ
ート電極の間隔も0.2μmであって、デュアルゲートの
微細化が達成される。尚、図8の半導体装置は寸法の相
違を除けば、基本的に図1の半導体装置と同じ構造であ
る。
As shown in FIG. 7, by depositing a gate metal on the entire surface, a metal film 21 is formed on the resist patterns 15A and 18 and at the same time, directly on the active layer 12 at the openings 20A and 20B. The first gate electrode 23 and the gate electrode 24 are formed. For example, Al is deposited on the entire surface to a thickness of 0.5 μm by a vacuum deposition method. Then, as shown in FIG. 8, the resist patterns 15A and 18 are removed by a solvent (resist remover), and the metal film 21 on the resist pattern is also removed (lifted off). In this way, the dual gate electrodes 23 and 24 are completed,
A field effect semiconductor device can be obtained. These gate electrodes 2
3 and 24 each have a width of 0.2 μm, and the distance between these gate electrodes is 0.2 μm, so that miniaturization of the dual gate can be achieved. The semiconductor device shown in FIG. 8 has basically the same structure as the semiconductor device shown in FIG. 1 except for the difference in size.

【0017】図5に示した電子ビーム露光において、電
子ビーム19の位置を図面上で左(または右)にずらす
ならば、第1ゲート電極23の幅が少し大きくなり、一
方第2ゲート電極24の幅が少し小さくなる。このよう
にゲート電極の幅を異なるようにすることもできる。ま
た、図9および図10に示すように、ポジレジスト層1
8の電子ビーム露光において、図5の電子ビーム19の
代わりに二つの電子ビーム31A、31Bとし、露光現
像を行うこともできる。これら電子ビーム31A、31
Bのパターン形状はゲート電極23、24の形状であ
り、現像してポジレジスト層18に開口20A、20B
が明けられる。この場合には、電子ビーム31A、31
Bのパターン形状を変えることで、ゲート電極幅をコン
トロールでき、異なる電極幅とすることもできる。変え
ることができる。尚、図9〜10ではソース・ドレイン
電極を省略してある。
In the electron beam exposure shown in FIG. 5, if the position of the electron beam 19 is shifted to the left (or right) in the drawing, the width of the first gate electrode 23 becomes slightly larger, while the second gate electrode 24 is made wider. The width of becomes a little smaller. In this way, the width of the gate electrode can be made different. In addition, as shown in FIGS. 9 and 10, the positive resist layer 1
In the electron beam exposure of No. 8, two electron beams 31A and 31B may be used instead of the electron beam 19 of FIG. 5 to perform exposure and development. These electron beams 31A, 31
The pattern shape of B is the shape of the gate electrodes 23 and 24, and the openings 20A and 20B are formed in the positive resist layer 18 after development.
Is open. In this case, the electron beams 31A, 31
By changing the pattern shape of B, the gate electrode width can be controlled and different electrode widths can be set. Can be changed. Note that the source / drain electrodes are omitted in FIGS.

【0018】さらに、別の実施態様として、上述したよ
うにして図4のネガレジストパターン15Aを形成した
後で、ポジレジスト層18(図5)の代わりに、図11
に示すように、低感度ポジレジスト層41および高感度
ポジレジスト層42の2層構造を採用することもでき
る。この場合には、全面に低感度ポジレジストを塗布
し、プリベークしてポジレジスト層41とし、その上に
高感度ポジレジストを塗布し、プリベークしてポジレジ
スト層42とする。プリベークによってこれらレジスト
のミキシングが防止できる。そして、電子ビーム露光す
る際に、電子ビームを図11のように中央の高ドーズ量
部分43Aと両サイドの低ドーズ量部分43Bとで構成
する。この高ドーズ量部分43Aの電子ビームが図5で
の電子ビーム19に相当するものである。
Furthermore, as another embodiment, after forming the negative resist pattern 15A of FIG. 4 as described above, instead of the positive resist layer 18 (FIG. 5), as shown in FIG.
It is also possible to employ a two-layer structure of a low sensitivity positive resist layer 41 and a high sensitivity positive resist layer 42 as shown in FIG. In this case, a low-sensitivity positive resist is applied on the entire surface and pre-baked to form a positive resist layer 41, and a high-sensitivity positive resist is applied thereon and pre-baked to form a positive resist layer 42. Prebaking can prevent mixing of these resists. Then, when the electron beam exposure is performed, the electron beam is composed of the central high dose portion 43A and the low dose portions 43B on both sides as shown in FIG. The electron beam of the high dose amount portion 43A corresponds to the electron beam 19 in FIG.

【0019】露光現像すると、図12に示すような開口
44が高感度ポジレジスト層42に形成され、この開口
44の中にさらにゲート電極形状の開口20A、20B
が低感度ポジレジスト層41に明けられる。図13に示
すように、全面にゲート金属(Al)を被着させること
で、レジストパターン上に金属膜45を形成し、同時に
開口20A、20Bの所で活性層12と直接に接触する
部分と表出している低感度ポジレジスト層41上に載っ
ている部分とからなる第1ゲート電極46およびゲート
電極47を形成する。そして、図14に示すように、レ
ジストパターン41および42を溶剤(レジストのリム
ーバー)で除去し、レジストパターン上の金属膜45を
も除去する(リフトオフする)。このようにしてデュア
ルゲート電極46、47が完成して、電界効果半導体装
置が得られる。この場合のゲート電極46、47はそれ
ぞれがL字形状断面を有し、水平部分が付加されている
わけでその分だけてゲート電極自身の抵抗を下げること
ができる。
When exposed and developed, an opening 44 as shown in FIG. 12 is formed in the high-sensitivity positive resist layer 42, and in the opening 44, openings 20A and 20B having gate electrode shapes are further formed.
Are exposed in the low-sensitivity positive resist layer 41. As shown in FIG. 13, by depositing a gate metal (Al) on the entire surface, a metal film 45 is formed on the resist pattern, and at the same time, a portion directly contacting the active layer 12 at the openings 20A and 20B is formed. A first gate electrode 46 and a gate electrode 47 consisting of the exposed portion on the low-sensitivity positive resist layer 41 are formed. Then, as shown in FIG. 14, the resist patterns 41 and 42 are removed by a solvent (resist remover), and the metal film 45 on the resist pattern is also removed (lifted off). In this way, the dual gate electrodes 46 and 47 are completed, and the field effect semiconductor device is obtained. In this case, each of the gate electrodes 46 and 47 has an L-shaped cross section, and since a horizontal portion is added, the resistance of the gate electrode itself can be reduced accordingly.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る製造
方法によってデュアルゲートを従来よりも微細に成形す
ることができ、高周波化、低雑音化などの高性能デュア
ルゲート電界効果型半導体装置を製作することができ
る。
As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the dual gate can be formed finer than the conventional one, and a high performance dual gate field effect type semiconductor device such as high frequency and low noise can be obtained. Can be manufactured.

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

【図1】デュアルゲート電界効果型半導体装置の概略断
面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a dual gate field effect semiconductor device.

【図2】ソース・ドレイン電極を形成した半導体装置の
概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device in which source / drain electrodes are formed.

【図3】ネガレジスト層を露光している半導体装置の概
略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device exposing a negative resist layer.

【図4】ネガレジストパターンを形成した半導体装置の
概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device on which a negative resist pattern is formed.

【図5】ポジレジスト層を露光している半導体装置の概
略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device exposing a positive resist layer.

【図6】ポジレジスト層を現像した半導体装置の概略断
面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device in which a positive resist layer is developed.

【図7】ゲート金属を被着した半導体装置の概略断面図
である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device having a gate metal deposited thereon.

【図8】本発明の方法で製作されたデュアルゲート電界
効果型半導体装置の概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a dual gate field effect semiconductor device manufactured by the method of the present invention.

【図9】二つの電子ビームパターンでポジレジスト層を
露光している半導体装置の概略断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device in which a positive resist layer is exposed with two electron beam patterns.

【図10】ポジレジスト層を現像した半導体装置の概略
断面図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device having a positive resist layer developed.

【図11】ドーズ量の異なる電子ビームパターンでポジ
レジスト層を露光している半導体装置の概略断面図であ
る。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device in which a positive resist layer is exposed with electron beam patterns having different dose amounts.

【図12】ポジレジスト層を現像した半導体装置の概略
断面図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device having a positive resist layer developed.

【図13】ゲート金属を被着した半導体装置の概略断面
図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device having a gate metal deposited thereon.

【図14】L字形断面のデュアルゲートを有する電界効
果型半導体装置の概略断面図である。
FIG. 14 is a schematic sectional view of a field effect semiconductor device having a dual gate having an L-shaped section.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…半絶縁性半導体基板 12…活性層 13、14…ソース・ドレイン電極 15…ネガレジスト層 15A…ネガレジストパターン 16、19…電子ビーム 18…ポジレジスト層 20A、20B…ゲート電極形状開口 21…金属膜 23…第1ゲート電極 24…第2ゲート電極 31A、31B…電子ビーム 41…低感度ネガレジスト層 42…高感度ネガレジスト層 46、47…ゲート電極 11 ... Semi-insulating semiconductor substrate 12 ... Active layer 13, 14 ... Source / drain electrode 15 ... Negative resist layer 15A ... Negative resist pattern 16, 19 ... Electron beam 18 ... Positive resist layer 20A, 20B ... Gate electrode shape opening 21 ... Metal film 23 ... First gate electrode 24 ... Second gate electrode 31A, 31B ... Electron beam 41 ... Low sensitivity negative resist layer 42 ... High sensitivity negative resist layer 46, 47 ... Gate electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/338 29/812 7352−4M H01L 21/30 361 S 7739−4M 29/80 F ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical display location H01L 21/338 29/812 7352-4M H01L 21/30 361 S 7739-4M 29/80 F

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 デュアルゲートを備えた電界効果型半導
体装置の製造方法において、下記工程(ア)〜(エ): (ア)化合物半導体基板(11、12)の上に細線状の
ネガレジストパターン(15A)を形成する工程、 (イ)前記ネガレジストパターンおよび前記化合物半導
体基板の上にポジレジストを塗布し、露光および現像に
より前記ネガレジストパターンの両側にゲート形状開口
(20A、20B)を有するポジレジストパターン(1
8)を形成する工程、 (ウ)全面に金属膜を被着する工程、 (エ)前記ネガレジストパターンおよびポジレジストパ
ターンを除去し、その上の金属膜(21)を選択的に除
去して、2つのゲート電極(23、24)を形成する工
程、 を含んでなることを特徴とする電界効果型半導体装置の
製造方法。
1. A method of manufacturing a field effect semiconductor device having a dual gate, comprising the following steps (a) to (d): (a) a thin line negative resist pattern on a compound semiconductor substrate (11, 12). (15A) is formed, (a) A positive resist is applied on the negative resist pattern and the compound semiconductor substrate, and a gate-shaped opening (20A, 20B) is formed on both sides of the negative resist pattern by exposure and development. Positive resist pattern (1
8) forming step, (c) depositing a metal film on the entire surface, (d) removing the negative resist pattern and the positive resist pattern, and selectively removing the metal film (21) thereon. And a step of forming two gate electrodes (23, 24), a method of manufacturing a field effect semiconductor device.
【請求項2】 前記ポジレジストパターン形成工程が、
前記ネガレジストパターンおよび前記化合物半導体基板
の上に低感度ポジレジストを塗布しプリベークして第1
ポジレジスト層(41)を形成し、その上に高感度ポジ
レジストを塗布しプリベークして第2ポジレジスト層
(42)を形成し、これらポジレジスト層を電子ビーム
(43A、43B)によって、ゲート電極対応箇所には
高ドーズ量にて、その周辺箇所には低ドーズ量にて露光
し、そして、現像することを特徴とする請求項1記載の
製造方法。
2. The positive resist pattern forming step,
A low-sensitivity positive resist is applied on the negative resist pattern and the compound semiconductor substrate and prebaked to form a first resist.
A positive resist layer (41) is formed, a high-sensitivity positive resist is applied thereon, and prebaked to form a second positive resist layer (42). These positive resist layers are gated by an electron beam (43A, 43B). 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the portion corresponding to the electrode is exposed with a high dose and the peripheral portion is exposed with a low dose, and then developed.
【請求項3】 前記ポジレジストパターン形成工程にお
いて、露光パターン(19)がゲート電極対応箇所を含
む一つであることを特徴とする請求項1記載の製造方
法。
3. The manufacturing method according to claim 1, wherein in the positive resist pattern forming step, the exposure pattern (19) is one including a portion corresponding to a gate electrode.
【請求項4】 前記ポジレジストパターン形成工程にお
いて、露光パターン(31A、31B)がゲート電極対
応箇所のみの二つであることを特徴とする請求項1記載
の製造方法。
4. The manufacturing method according to claim 1, wherein, in the positive resist pattern forming step, there are two exposure patterns (31A, 31B) only corresponding to the gate electrodes.
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