JPH06132312A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device

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Publication number
JPH06132312A
JPH06132312A JP27761192A JP27761192A JPH06132312A JP H06132312 A JPH06132312 A JP H06132312A JP 27761192 A JP27761192 A JP 27761192A JP 27761192 A JP27761192 A JP 27761192A JP H06132312 A JPH06132312 A JP H06132312A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate metal
recess
mask layer
resist
semiconductor wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP27761192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Mori
敏樹 森
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.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd, Kansai Nippon Electric Co Ltd filed Critical Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Priority to JP27761192A priority Critical patent/JPH06132312A/en
Publication of JPH06132312A publication Critical patent/JPH06132312A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To form a gate metal in excellent reproducibility in an asynmmetrical position in a recess. CONSTITUTION:A mask layer 2 is formed assuming the end of the mask layer 2 as the prospective gate metal formation part so as to pattern a gate forming resist B4 in the end striding-over aperture form. Next, the mask layer 2 and a semiconductor wafer 1 are etched away to evaporate a gate metal 5 for removing the surface part thereof 5 by lift-off step etc. Through these procedures, one side only of the mask layer 2 can be etched away thereby enabling the gate metal 5 in the recess to be approached to one side while selfmatchingly positioning the gate metal 5 to the recess 6 for notably enhancing the reproducibility of the relative positioning step.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、リセス構造をもつ半
導体装置における、リセスおよびゲート金属の形成方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a recess and a gate metal in a semiconductor device having a recess structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の半導体装置におけるリセ
スおよびゲート金属の形成方法の一例を図3および図4
に示す。
2. Description of the Related Art An example of a conventional method for forming a recess and a gate metal in a semiconductor device of this type is shown in FIGS.
Shown in.

【0003】図3はセルフアライン法と呼ばれる方法
で、以下のようにリセスおよびゲート金属が形成され
る。まず半導体ウェーハ1上に絶縁膜2(例えば酸化
膜)を形成し、その上にゲート形成用レジストB4を
(b)図のようにパターニングする。次いで絶縁膜2を
オーバエッチして、レジストB4の開口より広く開口す
る。この絶縁膜2をマスクとしてさらに半導体ウェーハ
1をエッチングし、リセス6を形成した後、ゲート金属
5を蒸着する((d)図)。
FIG. 3 shows a method called a self-alignment method, in which a recess and a gate metal are formed as follows. First, an insulating film 2 (for example, an oxide film) is formed on the semiconductor wafer 1, and a gate forming resist B4 is patterned thereon as shown in FIG. Next, the insulating film 2 is over-etched to open wider than the opening of the resist B4. The semiconductor wafer 1 is further etched by using the insulating film 2 as a mask to form the recess 6, and then the gate metal 5 is vapor-deposited (FIG. (D)).

【0004】最後に余分なゲート金属5をリフトオフ処
理等で除去する((e)図)。
Finally, excess gate metal 5 is removed by a lift-off process or the like (FIG. 7E).

【0005】同方法は、リセス6とゲート金属5が自己
整合的に位置合わせされるので、セルフアライン法と呼
ばれる。
This method is called a self-align method because the recess 6 and the gate metal 5 are aligned in a self-aligned manner.

【0006】図4はアライメント法と呼ばれる方法で、
以下のようにリセスおよびゲート金属が形成される。ま
ず半導体ウェーハ1にリセス形成用レジストA3をパタ
ーニングし((a)図)、半導体ウェーハ1をエッチン
グする((b)図)。次いでレジストA3を除去した
後、ゲート形成用レジストB4を(c)図のようにパタ
ーニングする。ゲート金属5を蒸着・リフトオフし、リ
セス6内にゲート金属5を形成する((e)図)。同方
法では、ゲート形成用レジストB4をパターニングする
際、レセス6に対し位置合わせが必要になるため、アラ
イメント法と呼ばれる。
FIG. 4 shows a method called an alignment method.
The recess and gate metal is formed as follows. First, a recess forming resist A3 is patterned on the semiconductor wafer 1 (FIG. (A)), and the semiconductor wafer 1 is etched (FIG. (B)). Next, after removing the resist A3, the gate forming resist B4 is patterned as shown in FIG. The gate metal 5 is vapor-deposited and lifted off to form the gate metal 5 in the recess 6 (Fig. (E)). This method is called an alignment method because it is necessary to align the recess 6 when patterning the gate forming resist B4.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
のリセス6およびゲート金属5の形成方法には、リセス
6およびゲート金属5の相対的位置関係について以下の
欠点があった。
However, the above-described conventional method of forming the recess 6 and the gate metal 5 has the following drawbacks with respect to the relative positional relationship between the recess 6 and the gate metal 5.

【0008】半導体装置の高性能化のためには、リセス
6内のゲート金属5の位置を片側によせて、位置精度よ
く形成することが必要である。つまり、図4(e)図に
おけるl1 とl2 についてl1 〉l2 かつl2 =一定に
することが必要である。この必要性に対し、図3の方法
ではl1 =l2 となり、図4の方法ではl2 が一定にな
らない(リセス6とゲート金属5は位置合わせが必要で
あるが、位置合わせ再現性は、現状せいぜい±0.1μ
m(2σ)である)。
In order to improve the performance of the semiconductor device, it is necessary to position the gate metal 5 in the recess 6 on one side and form it with high positional accuracy. That is, it is necessary to make l 1 > l 2 and l 2 = constant for l 1 and l 2 in FIG. 4 (e). In contrast to this need, the method of FIG. 3 results in l 1 = l 2 and the method of FIG. 4 does not make l 2 constant (the recess 6 and the gate metal 5 need to be aligned, but the alignment reproducibility is The current situation is at most ± 0.1μ
m (2σ)).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】半導体ウェーハ上に略、
半導体ウェーハとはエッチング特性の異なるマスク層
を、略ゲート金属形成予定位置に端部を有して形成し、
前記端部を開口内に露わしてゲート金属に対応する開口
を有するレジストをパターニングし、前記レジストをマ
スクに前記マスク層をオーバエッチしてレジストの開口
よりマスク層の端部を広く開口し、前記レジスト及び前
記マスク層をマスクに半導体ウェーハをエッチングし
て、リセスを形成し、前記レジストをマスクにゲート金
属を形成することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] On a semiconductor wafer,
A mask layer having a different etching characteristic from that of a semiconductor wafer is formed having an end portion at a substantially gate metal formation planned position,
Patterning a resist having an opening corresponding to the gate metal by exposing the end portion in the opening, and opening the end portion of the mask layer wider than the opening of the resist by overetching the mask layer using the resist as a mask, A semiconductor wafer is etched using the resist and the mask layer as a mask to form a recess, and a gate metal is formed using the resist as a mask.

【0010】[0010]

【作用】上記製造方法によると、リセスとゲート金属が
セルフフアライン的に位置合わせされるため、両者の相
対的位置関係を再現性良く形成出来、しかも絶縁膜が片
側だけエッチングされるので、リセス内のゲート金属の
位置を片側に寄せて形成することが可能になり、半導体
装置の高性能化が達成できる。
According to the above manufacturing method, the recess and the gate metal are aligned in a self-aligned manner, so that the relative positional relationship between them can be formed with good reproducibility, and the insulating film is etched only on one side. It is possible to form the gate metal in the inside by shifting it to one side, so that high performance of the semiconductor device can be achieved.

【0011】[0011]

【実施例】以下、この発明について、図面を参照して説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1はこの発明の一実施例の要部拡大断面
図である。図において、まず、例えば活性層を有するGa
Asでなる半導体ウェーハ1上にSiO2等の絶縁膜でなるマ
スク層2を形成し、これをゲート金属形成予定位置を端
部としてドレイン側を残して部分的にエッチング除去す
る((b)図)。次いでエッチング端部をまたぐ形で開
口するゲート形成用レジストB4をパターニングする
((c)図)。さらにマスク層2をエッチングし
((d)図)、半導体ウェーハ1をエッチングし、リセ
ス6を形成した後、ゲート金属5を蒸着する((e)
図)。最後に余分なゲート金属5をリフトオフ処理等で
除去する((f)図)。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of an essential part of an embodiment of the present invention. In the figure, first, for example, Ga having an active layer
A mask layer 2 made of an insulating film such as SiO 2 is formed on a semiconductor wafer 1 made of As, and is partially removed by etching, leaving the drain side with the gate metal formation planned position as an end ((b) diagram). ). Then, a gate forming resist B4 which is opened so as to straddle the etching end is patterned (FIG. 7C). Further, the mask layer 2 is etched (Fig. (D)), the semiconductor wafer 1 is etched to form the recess 6, and then the gate metal 5 is deposited ((e)).
Figure). Finally, the excess gate metal 5 is removed by lift-off processing or the like (FIG. (F)).

【0013】この実施例によればマスク層2のエッチン
グが片側だけおこなわれるので、リセス6内のゲート金
属5の位置を片側に寄せることが出来るとともに、リセ
ス6に対しゲート金属5の位置は自己整合的に決まるた
め、相対位置関係の再現性は非常に良いものとなる。
According to this embodiment, since the mask layer 2 is etched only on one side, the position of the gate metal 5 in the recess 6 can be shifted to one side, and the position of the gate metal 5 with respect to the recess 6 is self-aligned. Since they are determined in a consistent manner, the reproducibility of the relative positional relationship is very good.

【0014】本実施例において、マスク層はSiO2を用い
たが、半導体材料をエッチング特性の異なるものすなわ
ち、半導体材料はエッチングされずマスク層のみエッチ
ングする条件,および反対に半導体材料はエッチングさ
れるがマスク層はエッチングされない条件を、両立し
て、見出せる材料であれば良い。
In this embodiment, SiO 2 is used for the mask layer, but the semiconductor material has different etching characteristics, that is, the semiconductor material is not etched but only the mask layer is etched, and vice versa. However, any material can be used as long as the mask layer can be found while satisfying the condition that the mask layer is not etched.

【0015】たとえば金属でも後でエッチング除去すれ
ば良い。
For example, metal may be removed by etching later.

【0016】しかしながら、絶縁膜の方が、そのまま残
しておけるので好都合である。
However, the insulating film is convenient because it can be left as it is.

【0017】唯一考えられる問題点として、絶縁膜2の
エッチング端部に対するゲート形成用レジストB4のパ
ターニング位置精度が考えられるが、図2に示した通り
ゲート用レジストの開口寸法の1/2までの目ズレは許
容される。
The only possible problem is the patterning position accuracy of the gate forming resist B4 with respect to the etching end portion of the insulating film 2. However, as shown in FIG. Misalignment is allowed.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、この発明はリセス
を形成しようとする部分の片側にマスク層を部分的に形
成することにより、リセス内に形成されるゲート金属の
位置をリセス内の非対称的な位置に再現性良く配置する
ことを可能にせしめ、半導体装置の高性能化を達成でき
る効果がある。
As described above, according to the present invention, by partially forming a mask layer on one side of a portion where a recess is to be formed, the position of the gate metal formed in the recess is asymmetric in the recess. It is possible to arrange the semiconductor device at a desired position with good reproducibility, and it is possible to achieve high performance of the semiconductor device.

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

【図1】 この発明の半導体装置製造方法の一実施例を
示す要部拡大断面図
FIG. 1 is an enlarged sectional view of an essential part showing an embodiment of a semiconductor device manufacturing method of the present invention.

【図2】 この発明の半導体装置製造方法において、目
ズレが発生した場合のレセス・ゲート近傍拡大断面図
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the recess gate when a misalignment occurs in the semiconductor device manufacturing method of the present invention.

【図3】 従来の半導体装置製造方法を示す要部拡大断
面図(セルフアライン法)
FIG. 3 is an enlarged sectional view of an essential part showing a conventional semiconductor device manufacturing method (self-alignment method).

【図4】 従来の半導体装置製造方法を示す要部拡大断
面図(アライメント法)
FIG. 4 is an enlarged sectional view of an essential part showing a conventional semiconductor device manufacturing method (alignment method).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ウェーハ 2 マスク層(SiO2) 3 レジストA 4 レジストB(ゲート形成用) 5 ゲート金属 6 リセス1 semiconductor wafer 2 mask layer (SiO 2 ) 3 resist A 4 resist B (for gate formation) 5 gate metal 6 recess

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体ウェーハ上に半導体ウェーハとはエ
ッチング特性の異なるマスク層を略ゲート金属形成予定
位置に端部を有して形成し、 前記端部を開口内に露してゲート金属に対応する開口を
有するレジストをパターニングし、 前記レジストをマスクに前記マスク層をオーバーエッチ
してレジストの開口よりマスク層の端部を広く開口し、 前記レジスト及び前記マスク層をマスクに半導体ウェー
ハをエッチングしてリセスを形成し、 前記レジストをマスクにゲート金属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 semiconductor wafer is formed with a mask layer having etching characteristics different from those of the semiconductor wafer, having an end portion at a position where a gate metal is to be formed, and exposing the end portion into an opening to correspond to the gate metal. Patterning a resist having an opening to form a mask, the mask layer is over-etched using the resist as a mask to open the end of the mask layer wider than the opening of the resist, and the semiconductor wafer is etched using the resist and the mask layer as a mask. Forming a recess, and forming a gate metal by using the resist as a mask.
【請求項2】前記マスク層が絶縁膜であることを特徴と
する半導体装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the mask layer is an insulating film.
【請求項3】半導体ウェーハ上に絶縁膜を部分的に形成
する工程と、 前記絶縁膜の形成部分と非形成部分の境界に開口を有す
るレジストを前記半導体ウェーハ上にパターニングする
工程と、このレジストの開口より前記半導体ウェーハを
オーバエッチングしてリセスを形成する工程と、このリ
セスに前記レジストをマスクしてゲート金属を形成する
工程とを含む半導体装置の製造方法。
3. A step of partially forming an insulating film on a semiconductor wafer, a step of patterning a resist having an opening at a boundary between a portion where the insulating film is formed and a portion where the insulating film is not formed on the semiconductor wafer, and the resist. And a step of forming a recess by over-etching the semiconductor wafer through the opening, and a step of forming a gate metal by masking the resist in the recess.
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