JPH06151381A - Creation of metal pattern - Google Patents
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- JPH06151381A JPH06151381A JP29842692A JP29842692A JPH06151381A JP H06151381 A JPH06151381 A JP H06151381A JP 29842692 A JP29842692 A JP 29842692A JP 29842692 A JP29842692 A JP 29842692A JP H06151381 A JPH06151381 A JP H06151381A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はGaAs等の化合物半導
体回路の電極形成技術に係り、特に、化合物半導体層上
に高融点金属のパターンを形成する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for forming electrodes of a compound semiconductor circuit such as GaAs, and more particularly to a technique for forming a pattern of refractory metal on a compound semiconductor layer.
【0002】[0002]
【従来の技術】化合物半導体層上に高融点金属のパター
ンを形成する技術が、例えば、ジャーナル オブ アプ
ライド フィジックス 第67巻 No.6(1990)2
836頁から2839頁により報告されている。この技
術では、GaAs基板上の高融点金属W或いはWSi膜
にレジストマスク形成した試料をエッチング室に導入し
た後、減圧雰囲気に排気したエッチング室にμ波放電さ
せたSF6 ガスを導入し、μ波放電により発生したラジ
カル及びイオンをRFバイアスの印加により、マスクか
ら露出した高融点金属W或いはWSi表面に垂直入射さ
せて高融点金属膜の異方性エッチングを行っている。2. Description of the Related Art A technique for forming a refractory metal pattern on a compound semiconductor layer is described in, for example, Journal of Applied Physics Vol. 67, No. 6 (1990) 2
Reported on pages 836 to 2839. In this technique, a sample having a resist mask formed on a refractory metal W or WSi film on a GaAs substrate is introduced into an etching chamber, and then SF 6 gas which has been subjected to μ wave discharge is introduced into an etching chamber which is evacuated to a reduced pressure atmosphere. The radicals and ions generated by the wave discharge are vertically incident on the surface of the refractory metal W or WSi exposed from the mask by applying an RF bias to anisotropically etch the refractory metal film.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】SF6 ガスを用いたμ
波プラズマエッチング技術ではマスクから露出した高融
点金属膜のエッチングが終了した後、GaAs表面にラ
ジカル及びイオンが入射する。ラジカル及びイオンのエ
ネルギの大きさはRFバイアス等に依存して通常、数十
eV以上あるため、GaAs表面に損傷を与える。Ga
As表面の損傷は、デバイスが微細化,薄層化するにつ
れて致命的な問題になる。Using the [0006] SF 6 gas μ
In the wave plasma etching technique, radicals and ions are incident on the GaAs surface after the etching of the refractory metal film exposed from the mask is completed. The magnitude of the energy of radicals and ions is usually several tens eV or more depending on the RF bias and the like, which damages the GaAs surface. Ga
Damage on the As surface becomes a fatal problem as the device becomes finer and thinner.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】GaAsを主とする化合
物半導体基板上にW或いはWSi膜を形成した後、前記
W或いはWSi膜上にAlを含む金属パターンを形成す
る。その後、前記化合物半導体基板を300〜600℃
に加熱してFを含んだエッチングガスを100〜100
0℃の範囲で加熱後、試料面に照射して前記Alを含む
金属パターンから露出したW或いはWSi膜をエッチン
グする。Means for Solving the Problems After forming a W or WSi film on a compound semiconductor substrate mainly composed of GaAs, a metal pattern containing Al is formed on the W or WSi film. Then, the compound semiconductor substrate is heated to 300 to 600 ° C.
The etching gas containing F is heated to 100-100
After heating in the range of 0 ° C., the sample surface is irradiated to etch the W or WSi film exposed from the metal pattern containing Al.
【0005】[0005]
【作用】本発明ではW或いはWSi膜をエッチングを1
00〜1000℃の範囲で加熱したエッチングガスを用
いている。加熱されたエッチングガス或いはフラグメン
トのエネルギは1eV以下であり、従来のプラズマエッ
チングにおけるラジカル及びイオンのエネルギに比べて
非常に小さい。従って、W或いはWSi膜がエッチング
除去された後、GaAs表面が受ける損傷は無視できる
ほど小さい。In the present invention, the W or WSi film is etched by 1
An etching gas heated in the range of 00 to 1000 ° C. is used. The energy of the heated etching gas or fragment is 1 eV or less, which is much smaller than the energy of radicals and ions in the conventional plasma etching. Therefore, the damage to the GaAs surface after the W or WSi film is removed by etching is negligibly small.
【0006】[0006]
〈実施例1〉本発明の一実施例を図1に示す工程図を用
いて説明する。半絶縁性GaAs基板100上にMBE
法或いはMOCVD法によりGaAs層101を形成し
た後、スパッタ法或いは蒸着法によりWSi膜102及
びAl膜103を形成した(a)。次にリソグラフィ技
術によりレジストマスク104を形成した後、塩素系の
ガスを用いたドライエッチングによるレジストマスク1
04から露出したAl膜103をエッチングした
(b)。次いで、レジストマスク104を除去した試料
を高真空に排気したエッチング室に導入した。その後、
半絶縁性GaAs基板100を300〜600℃に加熱
した状態で、100〜1000℃の範囲で加熱したF2
ガスを該試料表面に照射し、Al膜103パターンから
露出したWSi膜102をエッチングしてパターニング
した(c)。ここでは、Al膜103はWSi膜102
エッチング時のマスクとして用いており、以後のプロセ
スにおける必要性に応じて除去してもよい。また、Al
膜103の代わりにTiAlなど他のAlを含む金属膜マス
クを用いても同様の効果が得られる。<Embodiment 1> An embodiment of the present invention will be described with reference to the process chart shown in FIG. MBE on semi-insulating GaAs substrate 100
After forming the GaAs layer 101 by the MOCVD method or the MOCVD method, the WSi film 102 and the Al film 103 are formed by the sputtering method or the vapor deposition method (a). Next, a resist mask 104 is formed by a lithography technique, and then a resist mask 1 is formed by dry etching using a chlorine-based gas.
The Al film 103 exposed from 04 was etched (b). Then, the sample from which the resist mask 104 was removed was introduced into an etching chamber evacuated to a high vacuum. afterwards,
F 2 heated in the range of 100 to 1000 ° C. in a state where the semi-insulating GaAs substrate 100 is heated to 300 to 600 ° C.
The surface of the sample was irradiated with gas, and the WSi film 102 exposed from the pattern of the Al film 103 was etched and patterned (c). Here, the Al film 103 is the WSi film 102.
It is used as a mask during etching and may be removed according to the necessity in the subsequent process. Also, Al
The same effect can be obtained by using a metal film mask containing other Al such as TiAl instead of the film 103.
【0007】本実施例により、高融点金属であるWSi
膜102のパターニングを下地のGaAs層101に損
傷を与えることなく行うことが可能になった。このよう
な無損傷のWSi膜102のパターニング技術は極めて
薄いチャネル層を用いるGaAs系FET、特に、ヘテ
ロ接合を活かしたHEMT(High Electron Mobilit
y Transistor)及びHIGFET(Heterostructure Insu
lated Gate FET)のゲート電極加工において極めて有効
である。According to this embodiment, the high melting point metal WSi
The film 102 can be patterned without damaging the underlying GaAs layer 101. Such a patterning technique for the undamaged WSi film 102 is a GaAs FET using an extremely thin channel layer, especially a HEMT (High Electron Mobilit) utilizing a heterojunction.
y Transistor) and HIGFET (Heterostructure Insu
It is extremely effective in processing the gate electrode of the lated gate FET).
【0008】また、実施例ではAl膜103のパターニ
ング(b)とWSi膜102のパターニング(c)を分
けて行っているが、ドライエッチングを用いてAl膜1
03のパターニングに引き続いてWSi膜102の一部
のパターニングを行った後、レジストマスク104を除
去し加熱したF2 ガスによるWSi膜102のパターニ
ングを行っても同様の効果が得られる。また、実施例で
は加熱したF2 によりWSi膜102のエッチングを行
っているが、SF6,CF4等のFを含む他のガスを用い
ても同様の効果が得られる。これらのガスは取扱いが容
易になる反面、装置及び試料が汚染されやすいという短
所がある。In the embodiment, the patterning (b) of the Al film 103 and the patterning (c) of the WSi film 102 are separately performed, but the Al film 1 is formed by dry etching.
After patterning a part of the WSi film 102 subsequent to the patterning of No. 03, the resist mask 104 is removed and the WSi film 102 is patterned by the heated F 2 gas to obtain the same effect. Further, although the WSi film 102 is etched by the heated F 2 in the embodiment, the same effect can be obtained by using other gas containing F such as SF 6 and CF 4 . While these gases are easy to handle, they have the drawback of easily contaminating the equipment and sample.
【0009】また、本実施例ではWSi膜102のパタ
ーニングについて述べているが、W膜或いはWSi膜と
W膜の重ね膜に適用しても同様の効果が得られる。Although the patterning of the WSi film 102 is described in this embodiment, the same effect can be obtained by applying it to a W film or a laminated film of WSi film and W film.
【0010】〈実施例2〉本発明の一実施例を図2に示
す工程図を用いて説明する。半絶縁性GaAs基板20
0上にMBE法或いはMOCVD法によりGaAs層2
01を形成した後、スパッタ法よりWSi膜202を形
成した(a)。次に、リソグラフィ技術とリフトオフ法
によりAl膜203パターンを形成した(b)。次い
で、試料を高真空に排気したエッチング室に導入した。
その後、半絶縁性GaAs基板200を300〜600
℃に加熱した状態で、100〜1000℃の範囲で加熱
したF2 ガスを該試料表面に照射しAl膜203パター
ンから露出したWSi膜202をエッチングしてパターニ
ングした(c)。ここでは、Al膜203はWSi膜2
02エッチング時のマスクとして用いており、以後のプ
ロセスにおける必要性に応じて除去してもよい。また、
Al膜203の代わりにTiAlなど他のAlを含む金
属膜マスクを用いても同様の効果が得られる。<Embodiment 2> An embodiment of the present invention will be described with reference to the process chart shown in FIG. Semi-insulating GaAs substrate 20
0 on the GaAs layer 2 by MBE or MOCVD
After forming 01, the WSi film 202 was formed by the sputtering method (a). Then, an Al film 203 pattern was formed by the lithography technique and the lift-off method (b). Then, the sample was introduced into an etching chamber evacuated to a high vacuum.
Then, the semi-insulating GaAs substrate 200 is set to 300-600.
The surface of the sample was irradiated with F 2 gas heated in the range of 100 to 1000 ° C. while being heated to 0 ° C., and the WSi film 202 exposed from the pattern of the Al film 203 was etched and patterned (c). Here, the Al film 203 is the WSi film 2
02 It is used as a mask during etching and may be removed according to the necessity in the subsequent process. Also,
The same effect can be obtained by using a metal film mask containing other Al such as TiAl instead of the Al film 203.
【0011】本実施例により、高融点金属であるWSi
膜202のパターニングを下地のGaAs層201に損
傷を与えることなく行うことが可能になった。このよう
な無損傷のWSi膜202のパターニング技術は極めて
薄いチャネル層を用いるGaAs系FET、特に、ヘテ
ロ接合を活かしたHEMT及びHIGFETのゲート電
極加工において極めて有効である。According to this embodiment, the high melting point metal WSi
It is possible to pattern the film 202 without damaging the underlying GaAs layer 201. Such a technique for patterning the undamaged WSi film 202 is extremely effective in processing the gate electrode of a GaAs-based FET using an extremely thin channel layer, particularly HEMT and HIGFET utilizing a heterojunction.
【0012】また、上述した実施例では加熱したF2 に
よりWSi膜202のエッチングを行っているが、SF
6,CF4等のFを含む他のガスを用いても同様の効果が
得られる。これらのガスは取扱いが容易になる反面、装
置及び試料が汚染されやすいという短所がある。Further, although the WSi film 202 is etched by the heated F 2 in the above-described embodiment, SF is used.
The same effect can be obtained by using other gas containing F such as 6 , CF 4 and the like. While these gases are easy to handle, they have the drawback of easily contaminating the equipment and sample.
【0013】また、本実施例ではWSi膜202のパタ
ーニングについて述べているが、W膜或いはWSi膜と
W膜の重ね膜に適用しても同様の効果が得られる。Further, although the patterning of the WSi film 202 is described in the present embodiment, the same effect can be obtained by applying it to the W film or the laminated film of the WSi film and the W film.
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明により、高融点金属であるWSi
膜或いはW膜のパターニングを下地のGaAs層に損傷
を与えることなく行うことが可能になった。従って、極
めて薄いチャネル層を有する超高速GaAs系FETの
ゲート電極加工がチャネル層に悪影響を与えること無く
行える。According to the present invention, the high melting point metal WSi
It has become possible to pattern the film or W film without damaging the underlying GaAs layer. Therefore, the processing of the gate electrode of the ultra-high-speed GaAs FET having an extremely thin channel layer can be performed without adversely affecting the channel layer.
【図1】本発明の実施例1の工程を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a process of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例2の工程を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a process of a second embodiment of the present invention.
100…半絶縁性GaAs基板、101…GaAs層、
102…WSi膜、103…Al膜、104…レジスト
マスク。100 ... Semi-insulating GaAs substrate, 101 ... GaAs layer,
102 ... WSi film, 103 ... Al film, 104 ... Resist mask.
Claims (4)
形成する工程,前記W或いはWSi膜上にAlを含む金
属パターンを形成する工程,前記化合物半導体基板を3
00〜600℃に加熱しながらFを含んだガスを100
〜1000℃の範囲に加熱後、試料面に照射して前記A
lを含む金属パターンから露出したW或いはWSi膜を
エッチングする工程を含むことを特徴とする金属パター
ンの形成方法。1. A step of forming a W or WSi film on a compound semiconductor substrate, a step of forming a metal pattern containing Al on the W or WSi film, and 3 steps of forming the compound semiconductor substrate.
The gas containing F is heated to 100 to 600 ° C.
After heating in the range of up to 1000 ° C., the sample surface is irradiated and the above A
1. A method of forming a metal pattern, comprising a step of etching a W or WSi film exposed from a metal pattern containing l.
上にAlを含む金属パターンを形成する工程がW或いは
WSi膜上にAlを含む金属膜を形成する工程とリソグ
ラフィとエッチング技術を用いて前記Alを含む金属膜
にパターンを形成する工程を含む金属パターンの形成方
法。2. The method according to claim 1, wherein the step of forming a metal pattern containing Al on the W or WSi film includes the step of forming a metal film containing Al on the W or WSi film, and lithography and etching techniques. A method of forming a metal pattern, comprising the step of forming a pattern on the metal film containing Al.
上にAlを含む金属パターンを形成する工程がリソグラ
フィとリフトオフ技術により前記W或いはWSi膜上に
Alを含む金属膜にパターンを形成する工程を含む金属
パターンの形成方法。3. The step of forming a metal pattern containing Al on the W or WSi film according to claim 1, wherein the step of forming a pattern on the metal film containing Al on the W or WSi film is performed by lithography and a lift-off technique. A method for forming a metal pattern including :.
aAsを代表とするIII−V 化合物半導体であり、Fを
含んだガスがF2 である金属パターンの形成方法。4. The compound semiconductor according to claim 1, wherein the compound semiconductor is G.
A method for forming a metal pattern, which is a III-V compound semiconductor typified by aAs, and in which the gas containing F is F 2 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29842692A JPH06151381A (en) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | Creation of metal pattern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29842692A JPH06151381A (en) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | Creation of metal pattern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06151381A true JPH06151381A (en) | 1994-05-31 |
Family
ID=17859554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29842692A Pending JPH06151381A (en) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | Creation of metal pattern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06151381A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100364810B1 (en) * | 2000-02-22 | 2002-12-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for fabricating of semiconductor device |
-
1992
- 1992-11-09 JP JP29842692A patent/JPH06151381A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100364810B1 (en) * | 2000-02-22 | 2002-12-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for fabricating of semiconductor device |
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