JPH07240425A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH07240425A
JPH07240425A JP3067794A JP3067794A JPH07240425A JP H07240425 A JPH07240425 A JP H07240425A JP 3067794 A JP3067794 A JP 3067794A JP 3067794 A JP3067794 A JP 3067794A JP H07240425 A JPH07240425 A JP H07240425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
beam resist
layer
resist
exposure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3067794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Negishi
均 根岸
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP3067794A priority Critical patent/JPH07240425A/en
Publication of JPH07240425A publication Critical patent/JPH07240425A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To accurately offset a gate electrode to a source electrode side in a recess, for reducing the resistance between a source electrode and a gate electrode, and manufacturing an FET of high performance with high yield. CONSTITUTION:An electron beam resist whose sensitivity is higher than an intermediate layer 15 and lower than a lower layer 14 is used as an upper layer 16. An electron beam resist whose sensitivity is lower than the upper layer 16 and the lower layer 14 is used as the intermediate layer 15. An electron beam resist whose sensitivity is higher than the upper layer 16 and the intermediate layer 15 is used as the lower layer 14. Exposure parts 24', 26', 25' of the respective layers are irradiated with electron beam 21 having the amount by which electron beam resists 24, 26, 25 can be selectively exposed to light. A recess structure 17 and a gate electrode 18 are formed by using the patterns of the upper layer 16, the intermediate layer 15, and the lower layers 14 which can be obtained by simultaneously developing the resists.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係わり、特に化合物半導体電界効果トランジスタのゲー
ト電極形成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for forming a gate electrode of a compound semiconductor field effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】半絶縁性基体上の活性層の表面にソース
およびドレイン電極をオーミック接続し、ソースおよび
ドレイン電極間の活性層を所定のゲート特性が得られる
膜厚になるように掘込んだリセス(Recess)構造
とし、さらにリセス内でゲート電極をソース電極側によ
せてショットキー接続する、すなわちオフセットさせる
ことにより耐圧(ドレイン耐圧もしくはゲート耐圧)を
向上させ、ソース抵抗を低減させることができる。そし
てこのソース抵抗の低減により、例えば12GHzで雑
音指数NFが0.5の低雑音FETを得ることができ
る。
2. Description of the Related Art Source and drain electrodes are ohmic-connected to the surface of an active layer on a semi-insulating substrate, and the active layer between the source and drain electrodes is dug to have a film thickness that gives a predetermined gate characteristic. The breakdown voltage (drain breakdown voltage or gate breakdown voltage) can be improved and the source resistance can be reduced by forming a recess structure and further Schottky connection, that is, by offsetting the gate electrode toward the source electrode side in the recess. . By reducing the source resistance, a low noise FET having a noise figure NF of 0.5 at 12 GHz can be obtained.

【0003】このようなリセス構造でゲート電極をオフ
セットさせて形成する従来技術の製造方法を図4−図5
に示す。
FIGS. 4 to 5 show a conventional manufacturing method in which a gate electrode is formed by offsetting in such a recess structure.
Shown in.

【0004】図4−図5は2層の電子線レジストを用い
た従来のゲート電極形成プロセスである。
4 to 5 show a conventional gate electrode forming process using a two-layer electron beam resist.

【0005】まず、半絶縁性基体30上の活性層31の
表面にソース電極32およびドレイン電極33を形成
し、フォトリソグラフィプロセスによりフォトレジスト
パターン34を形成し、これをマスクにして活性層31
を表面からエッチング除去してリセス35を形成する
(図4(A))。
First, the source electrode 32 and the drain electrode 33 are formed on the surface of the active layer 31 on the semi-insulating substrate 30, a photoresist pattern 34 is formed by a photolithography process, and the active layer 31 is used as a mask.
Is removed from the surface by etching to form a recess 35 (FIG. 4A).

【0006】次に、フォトレジスト34を除去した後、
新たに下層電子線レジスト36として感度の低いものを
塗布し、その上に上層電子線レジスト37として感度の
高いものを塗布する(図4(B))。
Next, after removing the photoresist 34,
A low-sensitivity lower layer electron beam resist 36 is newly applied, and a high-sensitivity upper layer electron beam resist 37 is applied thereon (FIG. 4B).

【0007】次に、高感度の上層電子線レジスト37の
露光箇所39を電子線の照射量の少ない電子ビーム38
でリセス35に対して目合わせ露光して露光潜像を形成
する。この照射量は、高感度の上層電子線レジスト37
には露光像が形成できるが低感度の下層電子線レジスト
36には露光潜像が形成できない量である(図4
(C))。
Next, the exposed portion 39 of the high-sensitivity upper electron beam resist 37 is exposed to an electron beam 38 with a small electron beam dose.
Then, the recess 35 is subjected to alignment exposure to form an exposure latent image. This dose corresponds to the high-sensitivity upper layer electron beam resist 37.
An exposure image can be formed on the low-layer electron beam resist 36 with low sensitivity, but an exposure latent image cannot be formed on the lower-layer electron beam resist 36 (FIG.
(C)).

【0008】続いて露光箇所39内下に位置する低感度
の下層電子線レジスト36の露光箇所40を、そこに露
光潜像が形成できる電子線の照射量の多いい電子ビーム
38で目合わせ露光する(図5(A))。
Then, the exposure portion 40 of the low-sensitivity lower electron beam resist 36 located below the exposure portion 39 is aligned and exposed with an electron beam 38 having a large electron beam dose capable of forming an exposure latent image thereon. (FIG. 5 (A)).

【0009】次に、現像して露光箇所39,40を除去
した後、全体にアルミを蒸着し上層電子レジスト37お
よび下層電子レジスト36を用いてリフトオフを行うこ
とにより、露光箇所39,40と同一形状のアルミによ
るゲート電極41が、リセス35内にドレイン電極33
よりもソース電極32側に近くオフセットされて、ショ
ットキー接続して形成する(図5(B))。
Next, after development is performed to remove the exposed portions 39 and 40, aluminum is vapor-deposited on the entire surface and lift-off is performed using the upper layer electronic resist 37 and the lower layer electronic resist 36. The gate electrode 41 made of aluminum in the shape of the drain electrode 33
It is offset closer to the source electrode 32 side than the source electrode 32 side, and is formed by Schottky connection (FIG. 5B).

【0010】次に、リセス構造でゲート電極をオフセッ
トさせて形成する他の従来技術の製造方法を図6−図7
に示す。
Next, another prior art manufacturing method of forming a gate electrode with a recess structure by offsetting it will be described with reference to FIGS.
Shown in.

【0011】図6−図7は光学系の従来のゲート電極形
成プロセスを示し、例えば、特開昭63−169076
号公報に開示されている。
6 to 7 show a conventional gate electrode forming process of an optical system, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-169076.
It is disclosed in the publication.

【0012】まず半絶縁性基体50上のソース、ドレイ
ン電極(図示省略)が形成された活性層51上に、高感
度フォトレジスト(PR)52、低感度フォトレジスト
(PR)53を順次形成し、その上に明部54’と暗部
54’’を有するPRマスク54を載置する。そして垂
直にUV光55を照射することにより、明部54’下に
位置する低高感度フォトレジスト(PR)53,52の
露光箇所56を露光して露光潜像を形成する(図6
(A))。
First, a high-sensitivity photoresist (PR) 52 and a low-sensitivity photoresist (PR) 53 are sequentially formed on an active layer 51 having a source and drain electrodes (not shown) formed on a semi-insulating substrate 50. Then, a PR mask 54 having a bright portion 54 'and a dark portion 54''is placed thereon. Then, by vertically irradiating the UV light 55, the exposed portion 56 of the low-sensitivity photoresist (PR) 53, 52 located under the bright portion 54 'is exposed to form an exposed latent image (FIG. 6).
(A)).

【0013】引き続いて斜め方向からUV光55を照射
する。これによりPRマスク54の明部54’下より横
方向(図で右方向)に大きくオ−バーハング状に下層の
高感度フォトレジスト(PR)52の箇所57が露光さ
れてそこに露光潜像が形成される。しかし、上層は低感
度のフォトレジスト(PR)53であるから、明部5
4’下より横方向(図で右方向)に小さい箇所58がオ
−バーハング状に露光されてわずかに露光潜像が形成さ
れるにすぎない(図6(B))。
Subsequently, UV light 55 is radiated from an oblique direction. As a result, a portion 57 of the high-sensitivity photoresist (PR) 52 in the lower layer is exposed laterally (to the right in the figure) in a lateral direction from below the bright portion 54 'of the PR mask 54, and an exposure latent image is formed there. It is formed. However, since the upper layer is the low-sensitivity photoresist (PR) 53, the bright portion 5
A portion 58 which is smaller in the lateral direction (rightward in the figure) than below 4'is exposed in an overhang shape and a slight exposure latent image is formed (FIG. 6 (B)).

【0014】そして両フォトレジスト(PR)52,5
3を現像することにより、図6(C)に示すようなフォ
トレジストパターンを得る。
Then, both photoresists (PR) 52, 5
3 is developed to obtain a photoresist pattern as shown in FIG.

【0015】次に、フォトレジストパターンの下層のフ
ォトレジスト52のパターン部分をマスクにして活性層
51を表面から等方エッチングによりエッチング除去し
てリセス59を形成する。次に、ゲート電極用のメタル
60’を蒸着により堆積して明部54’下に相当するリ
セスの底部にショットキー接続するゲート電極60を形
成する。斜め方向からのUV光照射によりリセス59は
マスクの明部54’に相当する位置よりドレイン電極側
に向って非対称に形成されるため、マスクの明部54’
に相当する位置にあるゲート電極60はリセス59内
で、ソース電極側にオフセットされる(図7(A))。
次に、両フォトレジスト(PR)52,53を剥離しそ
の上のゲート電極用のメタル60’を除去するリフトオ
フを行ない図7(B)に示す構造を得る。
Next, using the pattern portion of the photoresist 52 under the photoresist pattern as a mask, the active layer 51 is removed by isotropic etching from the surface to form a recess 59. Next, a metal 60 'for the gate electrode is deposited by vapor deposition to form a gate electrode 60 for Schottky connection at the bottom of the recess corresponding to under the bright portion 54'. Since the recess 59 is formed asymmetrically toward the drain electrode side from the position corresponding to the bright portion 54 'of the mask by the UV light irradiation from the oblique direction, the bright portion 54' of the mask is formed.
The gate electrode 60 located at the position corresponding to is offset to the source electrode side in the recess 59 (FIG. 7A).
Next, the photoresists (PR) 52 and 53 are peeled off, and lift-off is performed to remove the metal 60 'for the gate electrode on the photoresists 52 and 53 to obtain the structure shown in FIG. 7B.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記図4−図5に示す
EB露光方法による従来技術では、予じめ形成してある
リセスパターンに対して目合わせを行なう必要があり、
十分の精度の目合わせができないから、オフセット量が
バラツキ、これによりFETの特性がバラツクことが問
題であった。
In the prior art using the EB exposure method shown in FIGS. 4 to 5, it is necessary to align the recess pattern formed in advance.
Since it is not possible to perform alignment with sufficient accuracy, there is a problem in that the amount of offset varies, which causes variations in FET characteristics.

【0017】また、図6−図7に示す従来技術では、光
学露光方法を用いているからゲート長を0.5μm以下
にすることが出来ず、FETの性能を向上させることが
出来ないことが問題であった。
Further, in the prior art shown in FIGS. 6 to 7, since the optical exposure method is used, the gate length cannot be reduced to 0.5 μm or less, and the FET performance cannot be improved. It was a problem.

【0018】本発明の目的は、ソース電極とゲート電極
間の抵抗を低減し、かつ耐圧を向上させた高性能なFE
Tを高歩留で製造するために、ゲート長が短かいゲート
電極をリセス内でソース電極側に精度良くオフセットさ
せることができる半導体装置の製造方法を提供すること
である。
An object of the present invention is to reduce the resistance between the source electrode and the gate electrode and to improve the withstand voltage.
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of accurately offsetting a gate electrode having a short gate length to the source electrode side in a recess in order to manufacture T with a high yield.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、ソース
およびドレイン電極が上面に形成された基板の活性層上
に、下層電子線レジスト、前記下層電子線レジストより
低感度の中間層電子線レジスト、前記下層電子線レジス
トより低感度で前記中間層電子線レジストより高感度の
上層電子線レジストを積層形成する工程と、前記下層電
子線レジストに露光潜像が形成されるが前記中間層電子
線レジストおよび前記上層電子線レジストには露光潜像
が形成されない電子線量の電子線を選択的に照射して前
記下層電子線レジストの第1の露光箇所に露光潜像を形
成する工程と、次に、前記上層電子線レジストに露光潜
像が形成されるが前記中間層電子線レジストには露光潜
像が形成されない電子線量の電子線を選択的に照射して
前記上層電子線レジストの第2の露光箇所に露光潜像を
形成する工程と、次に、前記前記中間層電子線レジスト
に露光潜像が形成される電子線量の電子線で選択的に照
射して前記中間層電子線レジストの第3の露光箇所に露
光潜像を形成する工程と、前記下層、上層および中間層
電子線レジストを現像して前記第1、第2および第3の
露光箇所にそれぞれ第1、第2および第3の開口部を有
するレジストパターンを形成する工程と、前記下層電子
線レジストをマスクにしてそこに形成された第1の開口
部を通してエッチングを前記活性層の表面から行って前
記活性層にリセスを形成する工程と、前記上層および中
間層電子線レジストをマスクにしてそこに形成された第
2および第3の開口部内および前記第3の開口部下に前
記リセスの底部表面に接続するゲート電極を形成する工
程と、前記下層、上層および中間層電子線レジストから
なる前記レジストパターンを除去する工程とを有する半
導体装置の製造方法にある。ここで、前記中間層電子線
レジストの第3の露光箇所は前記上層電子線レジストの
第2の露光箇所の中央部下に位置していることが好まし
い。また、前記上層電子線レジストの第2の露光箇所は
前記下層電子線レジストの第1の露光箇所上に重畳して
位置していることができる。前記リセスを形成するエッ
チングは化学液のウエットエッチングの等方性エッチン
グであることが好ましい。また、前記下層、上層および
中間層電子線レジストは互いに分子量が異なるレジス
ト、例えばポリメチルメタアクリレート(PMMA)で
あることが好ましい。
A feature of the present invention is that a lower layer electron beam resist and an intermediate layer electron beam having a lower sensitivity than the lower layer electron beam resist are formed on an active layer of a substrate on which source and drain electrodes are formed. Resist, a step of stacking an upper electron beam resist having a lower sensitivity than the lower electron beam resist and a higher sensitivity than the intermediate electron beam resist, and an exposure latent image is formed on the lower electron beam resist. A step of selectively irradiating an electron beam having an electron dose that does not form an exposure latent image on the line resist and the upper layer electron beam resist to form an exposure latent image at a first exposure position of the lower layer electron beam resist; And an exposure latent image is formed on the upper-layer electron beam resist, but an exposure latent image is not formed on the intermediate-layer electron beam resist. A step of forming an exposure latent image on the second exposed portion of the strike, and then selectively irradiating the intermediate layer electron beam resist with an electron beam having an electron dose for forming an exposure latent image on the intermediate layer. Forming an exposure latent image at a third exposure position of the electron beam resist, and developing the lower layer, upper layer and intermediate layer electron beam resists to form first and second exposure positions at the first, second and third exposure positions, respectively. A step of forming a resist pattern having second and third openings, and etching from the surface of the active layer through the first opening formed therein using the lower electron beam resist as a mask. Forming a recess in the layer, and connecting to the bottom surface of the recess in the second and third openings and under the third opening formed therein using the electron beam resist of the upper layer and the intermediate layer as a mask Game And forming an electrode, in a method of manufacturing a semiconductor device and a step of removing the resist pattern made of the lower layer, the upper layer and the intermediate layer electron beam resist. Here, it is preferable that the third exposed portion of the intermediate layer electron beam resist is located below the central portion of the second exposed portion of the upper layer electron beam resist. Further, the second exposure portion of the upper layer electron beam resist may be positioned so as to overlap the first exposure portion of the lower layer electron beam resist. The etching for forming the recess is preferably isotropic etching such as wet etching with a chemical solution. The lower layer, upper layer and intermediate layer electron beam resists are preferably resists having different molecular weights, for example, polymethylmethacrylate (PMMA).

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1−図3は、本発明の実施例の半導体装
置の製造方法を工程順に示す断面図である。
1 to 3 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.

【0022】図1(A)に示すように、半絶縁性GaA
s基体10上の活性層(n型チャネル層)11を含んで
基板20が構成されている。この活性層11は、例え
ば、基体10の上面に被着するノンドープGaAsのバ
ッファ層と、その上に被着するn+ GaAsの動作層
と、その上に被着するn++GaAsのコンタクト層から
構成されている。活性層11の表面のコンタクト層にN
i−AuGe−Auのソース電極12およびドレイン電
極13をオーミック接続して形成する。
As shown in FIG. 1A, semi-insulating GaA
The substrate 20 is configured to include the active layer (n-type channel layer) 11 on the s substrate 10. The active layer 11 includes, for example, a non-doped GaAs buffer layer deposited on the upper surface of the substrate 10, an n + GaAs operating layer deposited thereon, and an n ++ GaAs contact layer deposited thereon. It consists of N is added to the contact layer on the surface of the active layer 11.
The source electrode 12 and the drain electrode 13 of i-AuGe-Au are formed by ohmic connection.

【0023】そして全体に下層電子線レジスト14、中
間層電子線レジスト15および上層電子線レジスト16
をそれぞれ塗布して積層形成する。この3層のレジスト
のうち、下層電子線レジスト14が一番感度が高く、中
間層電子線レジスト15が一番感度が低く、上層電子線
レジスト16の感度が下層電子線レジストの感度と中間
層電子線レジストの感度の間の値となっている。
A lower layer electron beam resist 14, an intermediate layer electron beam resist 15 and an upper layer electron beam resist 16 are entirely provided.
Are respectively applied to form a laminate. Among these three layers of resist, the lower layer electron beam resist 14 has the highest sensitivity, the intermediate layer electron beam resist 15 has the lowest sensitivity, and the upper layer electron beam resist 16 has the sensitivity of the lower layer electron beam resist and the intermediate layer. It is a value between the sensitivity of the electron beam resist.

【0024】これら電子線レジストとしては、たがいに
分子量が異なる(これにより感度が異なる)PMMA
(ポリメチルメタアクリレート)(polymethy
l methacrylate)を使用する。
As these electron beam resists, PMMAs having different molecular weights (and thus different sensitivities) are used.
(Polymethylmethacrylate) (polymethy
l methacrylate).

【0025】例えば、下層電子線レジスト14は分子量
が24万のPMMAを膜厚100nmに塗布し、中間層
電子線レジスト15は分子量が96万のPMMAを膜厚
150nmに塗布し、上層電子線レジスト16は分子量
が50万のPMMAを膜厚800nmに塗布して形成す
る。
For example, the lower layer electron beam resist 14 is coated with PMMA having a molecular weight of 240,000 to a film thickness of 100 nm, and the intermediate layer electron beam resist 15 is coated with PMMA having a molecular weight of 960,000 to a film thickness of 150 nm. 16 is formed by applying PMMA having a molecular weight of 500,000 to a film thickness of 800 nm.

【0026】その後、EB装置内で上層電子線レジス
ト、中間層電子線レジストおよび下層電子線レジストを
電子線量を変えた電子ビームでそれぞれ選択的に露光す
る。
After that, the upper layer electron beam resist, the intermediate layer electron beam resist and the lower layer electron beam resist are selectively exposed with electron beams having different electron doses in the EB apparatus.

【0027】まず最初に、図1(B)に示すように、E
B装置内で、感度の一番高い下層電子線レジスト14を
電子線量の少ない電子線ビーム(EB)21で露光箇所
24を選択的に露光して露光潜像を形成する。露光箇所
24の長さL1は0.8μmである。この時、上層電子
線レジスト16および中間層電子線レジスト15は下層
電子線レジスト14より感度が低いために、このステッ
プにおける電子線量では露光潜像が形成されない。
First, as shown in FIG. 1 (B), E
In the apparatus B, the lower layer electron beam resist 14 having the highest sensitivity is selectively exposed at an exposure spot 24 by an electron beam (EB) 21 having a small electron dose to form an exposure latent image. The length L1 of the exposed portion 24 is 0.8 μm. At this time, since the upper layer electron beam resist 16 and the intermediate layer electron beam resist 15 have lower sensitivity than the lower layer electron beam resist 14, an exposure latent image is not formed by the electron dose in this step.

【0028】次に図1(C)に示すように、EB装置内
で、下層電子レジスト14より感度が低く、中間層電子
線レジスト15より感度の高い上層電子線レジスト16
の露光箇所26を、下層電子線レジスト14を露光した
図1(B)のステップより多くした電子ビーム21で露
光して露光潜像を形成する。露光箇所26の長さL2は
0.4μmである。この時、中間層電子線レジスト15
は上層電子線レジスト16より感度が低いために、この
ステップにおける電子線量では露光潜像が形成されな
い。またこの上層電子線レジスト16の露光箇所26は
下層電子線レジスト14の露光箇所24上に重畳し、か
つ両露光箇所の一方の端(図で左方の端)は一致してい
る。
Next, as shown in FIG. 1C, an upper electron beam resist 16 having a lower sensitivity than the lower electron resist 14 and a higher sensitivity than the intermediate electron resist 15 in the EB apparatus.
1 is exposed by the electron beam 21 that is larger than the number of steps in FIG. 1 (B) where the lower layer electron beam resist 14 was exposed to form an exposure latent image. The length L2 of the exposed portion 26 is 0.4 μm. At this time, the intermediate layer electron beam resist 15
Has a lower sensitivity than the upper-layer electron beam resist 16, so that the exposure latent image is not formed by the electron dose in this step. Further, the exposed portion 26 of the upper layer electron beam resist 16 is superposed on the exposed portion 24 of the lower layer electron beam resist 14, and one end (the left end in the figure) of both exposed portions coincides.

【0029】次に図2(A)に示すように、EB装置内
で、感度が一番低い中間層電子線レジスト15の露光箇
所25を電子線量の一番多い電子ビーム21で選択的に
露光してそこに露光潜像を形成する。露光箇所25の長
さL3は0.15μmである。またこの中間層電子線レ
ジスト15の露光箇所25は、上層電子線レジスト16
の露光箇所26および下層電子線レジスト14の露光箇
所24と重畳し、かつ上層電子線レジスト16の露光箇
所26の中央部に位置している。
Next, as shown in FIG. 2A, in the EB apparatus, the exposed portion 25 of the intermediate layer electron beam resist 15 having the lowest sensitivity is selectively exposed by the electron beam 21 having the highest electron dose. Then, an exposure latent image is formed there. The length L3 of the exposed portion 25 is 0.15 μm. Further, the exposed portion 25 of the intermediate layer electron beam resist 15 is formed by the upper layer electron beam resist 16
Of the upper layer electron beam resist 16 and the exposed portion 26 of the lower layer electron beam resist 14 and the central portion of the exposed portion 26 of the upper layer electron beam resist 16.

【0030】次に図2(B)に示すように、現像を行っ
て各露光箇所24,25,26のレジストを除去して得
られた開口部24’,25’,26’を有する電子線レ
ジストパターンを形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, an electron beam having openings 24 ', 25' and 26 'obtained by developing and removing the resist at the exposed portions 24, 25 and 26 is performed. A resist pattern is formed.

【0031】上記各露光ステップにおける上層電子線レ
ジストの露光箇所、中間層電子線レジストの露光箇所、
下層電子線レジストの露光箇所のたがいの位置あわせは
機械的なステージの移動を伴わないため、±0.04μ
mの高精度で行うことが可能である。
In each of the above-mentioned exposure steps, the exposed portion of the upper layer electron beam resist, the exposed portion of the intermediate layer electron beam resist,
± 0.04μ because the alignment of the backside of the exposed electron beam resist is not accompanied by mechanical movement of the stage.
It is possible to perform with a high accuracy of m.

【0032】次に図2(C)に示すように、電子線レジ
ストパターンの下層の電子線レジスト14のパターン部
分をマスクにしてその開口部24’下に活性層11を表
面から等方エッチングによりエッチング除去してリセス
17を形成する。このリセス17は深さが例えば20n
mで、活性層11表面のn++GaAsコンタクト層を貫
通して活性層11内部のn+ GaAs動作層内にその底
部を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, the active layer 11 is isotropically etched from the surface under the opening 24 'using the pattern portion of the electron beam resist 14 under the electron beam resist pattern as a mask. The recesses 17 are formed by etching away. The recess 17 has a depth of, for example, 20n.
m in, forming the bottom to the active layer 11 inside the n + GaAs operation layer through the n ++ GaAs contact layer of the active layer 11 surface.

【0033】そのあと、ゲート電極用のアルミ系メタル
18’を蒸着堆積することにより、中間層電子線レジス
ト15の開口部25’内からその直下のリセス17の底
部にショットキー接続し、かつ上層電子線レジスト16
の開口部26’内にゲート電極18を形成する。
After that, aluminum metal 18 'for the gate electrode is deposited by vapor deposition to make a Schottky connection from the inside of the opening 25' of the intermediate layer electron beam resist 15 to the bottom of the recess 17 directly below it, and to form the upper layer. Electron beam resist 16
The gate electrode 18 is formed in the opening 26 '.

【0034】その後、電子線レジスト14,15,16
を剥離しその上のゲート電極用のメタル18’を除去す
るリフトオフを行ない図3に示す構造を得る。そしてこ
のゲート電極は活性層11のリセス17の底部の動作層
の箇所にショットキー接続してゲート特性を定めるゲー
ト長L3を設定する幅狭の部分18Gとゲート抵抗を低
減する幅(L2)広の部分18Wから構成される。
After that, electron beam resists 14, 15, 16 are used.
Then, the metal 18 'for the gate electrode is removed and lift-off is performed to obtain the structure shown in FIG. The gate electrode is Schottky connected to the bottom of the recess 17 of the active layer 11 by Schottky connection and has a narrow portion 18G that sets the gate length L3 that determines the gate characteristics and a wide portion (L2) that reduces the gate resistance. 18W.

【0035】このようにして、リセス17内でゲート電
極18をソース電極12側にオフセットさせることが出
来る。
In this way, the gate electrode 18 can be offset to the source electrode 12 side in the recess 17.

【0036】これにより、ゲート電極のリセス内でのオ
フセット量のバラツキは、従来±0.2μmであったも
のが本発明の製造方法をもちいることで±0.04μm
に低減することが出来た。
As a result, the variation in the offset amount in the recess of the gate electrode was ± 0.2 μm in the prior art, but is ± 0.04 μm by using the manufacturing method of the present invention.
Could be reduced to

【0037】また、電子ビームでレジストを露光してい
るため、ゲート長L3は0.15μmにすることが容易
に出来、そのため高性能の低雑音FETを高歩留で製造
することができた。
Further, since the resist is exposed by the electron beam, the gate length L3 can be easily set to 0.15 μm, so that a high performance low noise FET can be manufactured with a high yield.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法は、上層に中間層より感度が高く下層より
感度の低い電子線レジストを用い、中間層に上層および
下層より低感度な電子線レジストを用い、下層に上層お
よび中間層より高感度な電子線レジストを使用し、露光
箇所に選択的に各層の電子線レジストを感光させる量の
電子線を照射し、これら上層、中間層、下層レジストの
パターンをそれぞれ形成し、それを用いてリセス構造お
よびゲート構造を形成したので、ゲート電極をリセス内
でソース電極側に精度良くオフセットすることが出来、
かつ電子ビームを使用しているために、例えば0.15
μmの短いゲート長のゲート電極を容易に形成すること
が出来る。そのため高性能な低雑音FETを高歩留で製
造することができる。
As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, an electron beam resist having a higher sensitivity than the intermediate layer and a lower sensitivity than the lower layer is used in the upper layer, and the intermediate layer has a lower sensitivity than the upper layer and the lower layer. The electron beam resist is used, and the electron beam resist having a higher sensitivity than the upper layer and the intermediate layer is used for the lower layer, and the exposed portion is selectively irradiated with an electron beam in an amount that sensitizes the electron beam resist of each layer. , The lower layer resist pattern is formed respectively, and the recess structure and the gate structure are formed using the same, so that the gate electrode can be accurately offset to the source electrode side in the recess,
Moreover, since the electron beam is used, for example, 0.15
A gate electrode having a short gate length of μm can be easily formed. Therefore, a high-performance low noise FET can be manufactured with a high yield.

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

【図1】本発明の実施例の半導体装置の製造方法を工程
順に示した断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】図1の続きの工程を順に示した断面図である。2A to 2D are cross-sectional views sequentially showing a step following that of FIG.

【図3】図2の続きの工程により得られた半導体装置を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a semiconductor device obtained by a process following that of FIG.

【図4】従来技術の半導体装置の製造方法を工程順に示
した断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device in the related art in the order of steps.

【図5】図4の続きの工程を順に示した断面図である。5A to 5C are cross-sectional views sequentially showing a step following that of FIG.

【図6】他の従来技術の半導体装置の製造方法を工程順
に示した断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another method of manufacturing a semiconductor device of the related art in the order of steps.

【図7】図6の続きの工程を順に示した断面図である。7A to 7C are cross-sectional views sequentially showing a step following that of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,30,50 半絶縁性基体 11,31,51 活性層 12,32 ソース電極 13,33 ドレイン電極 14 下層電子線レジスト 15 中間層電子線レジスト 16 上層電子線レジスト 17 リセス 18 ゲート電極 18’ ゲート電極材 20 基板 21 電子ビーム 24 下層電子線レジストの露光箇所 24’ 下層電子線レジストの開口部 25 中間層電子線レジストの露光箇所 25’ 中間層電子線レジストの開口部 26 上層電子線レジストの露光箇所 26’ 下層電子線レジストの開口部 34 フォトレジストパターン 35 リセス 36 下層電子線レジスト 37 上層電子線レジスト 39 上層電子線レジストの露光箇所 40 下層電子線レジストの露光箇所 41 ゲート電極 52 高感度フォトレジスト(PR) 53 低感度フォトレジスト(PR) 54 PRマスク 54’ PRマスクの明部 54’’ PRマスクの暗部 55 UV光 56 露光箇所 57 大きくオ−バーハング状に露光される露光箇所 58 小さくオ−バーハング状に露光される露光箇所 59 リセス 60 ゲート電極 60’ ゲート電極材 10, 30, 50 Semi-insulating substrate 11, 31, 51 Active layer 12, 32 Source electrode 13, 33 Drain electrode 14 Lower layer electron beam resist 15 Intermediate layer electron beam resist 16 Upper layer electron beam resist 17 Recess 18 Gate electrode 18 'Gate Electrode material 20 Substrate 21 Electron beam 24 Exposure part of lower layer electron beam resist 24 'Opening part of lower layer electron beam resist 25 Exposure part of intermediate layer electron beam resist 25' Opening part of intermediate layer electron beam resist 26 Exposure of upper layer electron beam resist Location 26 'Lower-layer electron beam resist opening 34 Photoresist pattern 35 Recess 36 Lower-layer electron beam resist 37 Upper-layer electron beam resist 39 Upper-layer electron beam resist exposure location 40 Lower-layer electron beam resist exposure location 41 Gate electrode 52 High-sensitivity photoresist (PR) 53 Low sensitivity photoresist (PR) 54 PR mask 54 'PR mask bright part 54' 'PR mask dark part 55 UV light 56 Exposure location 57 Large overhang exposure location 58 Small overhang exposure Location 59 Recess 60 Gate electrode 60 'Gate electrode material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/41 29/417 7352−4M H01L 21/30 573 8932−4M 29/44 C 8932−4M 29/50 S ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location H01L 29/41 29/417 7352-4M H01L 21/30 573 8932-4M 29/44 C 8932-4M 29/50 S

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ソースおよびドレイン電極が上面に形成
された基板の活性層上に、下層電子線レジスト、前記下
層電子線レジストより低感度の中間層電子線レジスト、
前記下層電子線レジストより低感度で前記中間層電子線
レジストより高感度の上層電子線レジストを積層形成す
る工程と、 前記下層電子線レジストに露光潜像が形成されるが前記
中間層電子線レジストおよび前記上層電子線レジストに
は露光潜像が形成されない電子線量の電子線を選択的に
照射して前記下層電子線レジストの第1の露光箇所に露
光潜像を形成する工程と、 次に、前記上層電子線レジストに露光潜像が形成される
が前記中間層電子線レジストには露光潜像が形成されな
い電子線量の電子線を選択的に照射して前記上層電子線
レジストの第2の露光箇所に露光潜像を形成する工程
と、 次に、前記前記中間層電子線レジストに露光潜像が形成
される電子線量の電子線で選択的に照射して前記中間層
電子線レジストの第3の露光箇所に露光潜像を形成する
工程と、 前記下層、上層および中間層電子線レジストを現像して
前記第1、第2および第3の露光箇所にそれぞれ第1、
第2および第3の開口部を有するレジストパターンを形
成する工程と、 前記下層電子線レジストをマスクにしてそこに形成され
た第1の開口部を通してエッチングを前記活性層の表面
より行って前記活性層にリセスを形成する工程と、 前記上層および中間層電子線レジストをマスクにしてそ
こに形成された第2および第3の開口部内および前記第
3の開口部下に前記リセスの底部表面に接続するゲート
電極を形成する工程と、 前記下層、上層および中間層電子線レジストからなる前
記レジストパターンを除去する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
1. A lower layer electron beam resist, an intermediate layer electron beam resist having lower sensitivity than the lower layer electron beam resist, on an active layer of a substrate on which source and drain electrodes are formed.
Stacking an upper electron beam resist having a lower sensitivity than the lower electron beam resist and a higher sensitivity than the intermediate electron beam resist; and an exposure latent image is formed on the lower electron beam resist, but the intermediate electron beam resist is formed. And a step of selectively irradiating an electron beam having an electron dose at which an exposure latent image is not formed on the upper layer electron beam resist to form an exposure latent image at a first exposure portion of the lower layer electron beam resist, Second exposure of the upper-layer electron beam resist by selectively irradiating an electron beam of an electron dose at which an exposure latent image is formed on the upper-layer electron beam resist but not on the intermediate-layer electron beam resist. A step of forming an exposure latent image on the spot, and then, by selectively irradiating the intermediate layer electron beam resist with an electron beam having an electron dose for forming the exposure latent image, Exposure of Step and said lower layer, said developing the upper and intermediate layer electron beam resist first, first, respectively second and third exposure portion forming the exposed latent image,
Forming a resist pattern having second and third openings, and etching from the surface of the active layer through the first opening formed therein using the lower electron beam resist as a mask. Forming a recess in the layer, and connecting to the bottom surface of the recess in the second and third openings formed under the upper layer and the intermediate layer electron beam resist as a mask and under the third opening. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a gate electrode; and a step of removing the resist pattern made of the electron beam resist of the lower layer, the upper layer and the intermediate layer.
【請求項2】 前記中間層電子線レジストの第3の露光
箇所は前記上層電子線レジストの第2の露光箇所の中央
部下に位置していることを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置の製造方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the third exposed portion of the intermediate layer electron beam resist is located below the central portion of the second exposed portion of the upper layer electron beam resist. Manufacturing method.
【請求項3】 前記上層電子線レジストの第2の露光箇
所は前記下層電子線レジストの第1の露光箇所上に重畳
して位置していることを特徴とする請求項1もしくは請
求項2に記載の半導体装置の製造方法。
3. The second exposed portion of the upper layer electron beam resist is located so as to overlap with the first exposed portion of the lower layer electron beam resist. A method for manufacturing a semiconductor device as described above.
【請求項4】 前記リセスを形成するエッチングは等方
性エッチングであることを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the etching for forming the recess is isotropic etching.
【請求項5】 前記下層、上層および中間層電子線レジ
ストは互いに分子量が異なるレジストであることを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the electron beam resists of the lower layer, the upper layer and the intermediate layer are resists having different molecular weights.
【請求項6】 前記下層、上層および中間層電子線レジ
ストはポリメチルメタアクリレート(PMMA)である
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方
法。
6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the lower layer, upper layer and intermediate layer electron beam resists are polymethylmethacrylate (PMMA).
JP3067794A 1994-02-28 1994-02-28 Manufacture of semiconductor device Pending JPH07240425A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3067794A JPH07240425A (en) 1994-02-28 1994-02-28 Manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3067794A JPH07240425A (en) 1994-02-28 1994-02-28 Manufacture of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07240425A true JPH07240425A (en) 1995-09-12

Family

ID=12310345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3067794A Pending JPH07240425A (en) 1994-02-28 1994-02-28 Manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07240425A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003067664A1 (en) * 2002-02-06 2003-08-14 Hitachi, Ltd. Field-effect transistor and method for manufacturing it
JP2020204757A (en) * 2019-06-13 2020-12-24 富士フイルム株式会社 Pattern forming method, method of manufacturing circuit board, electronic device, transfer material, and laminate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02105423A (en) * 1988-10-14 1990-04-18 Nec Corp Manufacture of field-effect type semiconductor device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02105423A (en) * 1988-10-14 1990-04-18 Nec Corp Manufacture of field-effect type semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003067664A1 (en) * 2002-02-06 2003-08-14 Hitachi, Ltd. Field-effect transistor and method for manufacturing it
JP2020204757A (en) * 2019-06-13 2020-12-24 富士フイルム株式会社 Pattern forming method, method of manufacturing circuit board, electronic device, transfer material, and laminate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0410385B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device comprising a T-gate
EP0801418B1 (en) Method for forming a T-shaped gate electrode in a semi-conductor device, and the T-shaped gate electrode
JP4015756B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US6153499A (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100348902B1 (en) Method of manufacturing a gamma gate of hemt
US5702960A (en) Method for manufacturing polysilicon thin film transistor
EP1708253B1 (en) Semiconductor device fabrication method
JP2000039717A (en) Resist pattern forming method and production of semiconductor device
JPH07240425A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3612533B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH05206025A (en) Fine pattern processing method
JP2624157B2 (en) Method for manufacturing field effect transistor
JPH05502760A (en) Processing method for manufacturing electrical contacts in mesa structures of semiconductor devices
JP2664736B2 (en) Method for forming electrode for semiconductor device
JP2610402B2 (en) Method of manufacturing T-shaped gate by double exposure
JP2714026B2 (en) Method for forming electrode for semiconductor device
JP3398603B2 (en) Method of forming resist pattern and method of manufacturing semiconductor device
JPH022175A (en) Manufacture of thin film transistor
JP4481477B2 (en) Resist pattern formation method and gate electrode formation method
JP2962262B2 (en) Method of forming fine gate electrode
JPS61245581A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2569336B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2667250B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2536558B2 (en) Method of manufacturing mask for X-ray exposure
JPH1167792A (en) Manufacture of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980324