JPH07335669A - 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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JPH07335669A
JPH07335669A JP12385294A JP12385294A JPH07335669A JP H07335669 A JPH07335669 A JP H07335669A JP 12385294 A JP12385294 A JP 12385294A JP 12385294 A JP12385294 A JP 12385294A JP H07335669 A JPH07335669 A JP H07335669A
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JP
Japan
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layer
resist
opening
gate
recess
Prior art date
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Pending
Application number
JP12385294A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kadota
耕治 門田
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】1回のパターニング工程で処理することがで
き、かつ、ゲート電極下部とゲート電極上部(マッシュ
ルーム部)との位置の整合性をよくして、ソース・ゲー
ト間抵抗(Rs)の低減とゲート抵抗(Rg)の低減を
図る。 【構成】半導体基板1に活性層2、ソース電極3および
ドレイン電極4、絶縁膜5、下層レジスト6、変成層、
上層レジストを順次積層し、上層レジストにゲート長幅
の開口を形成し、変成層にも開口を形成し、下層レジス
ト6をオーバーエチングし、絶縁膜5を選択エッチング
してゲート長幅の開口窓を形成し、上層レジストと変成
層を除去し、活性層2にリセスエッチングを行い、リセ
スおよびリセス周辺の絶縁膜5上にゲート電極13とな
る金属を被着し、そして絶縁膜5上の不要金属14を除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、より詳細には、ショットキーゲート電界効果ト
ランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、GaAsショットキー電界効
果トランジスタの高性能化を図るためには、ゲート長を
短縮し、かつ、ソース・ゲート間抵抗(Rs)およびゲ
ート抵抗(Rg)を低減することが重要である。
【0003】従来の電界効果トランジスタの製造方法に
おいては、図9に示すように、半絶縁性GaAs基板2
1に活性層22を形成し、ソース電極23およびドレイ
ン電極24を形成した後、電子ビーム露光用ポジ型レジ
スト25を塗布し、このポジ型レジスト25に電子ビー
ムを照射して露光する。露光後に現像してできる窓は逆
テーパー状になるため、リセス26の幅はゲート長より
大きくなってしまう。したがって、リセス26によって
薄くされた活性層22部分がゲート電極27の両側にあ
って、この部分で活性層22の直列抵抗が大きくなるた
め、ソース・ゲート間抵抗(Rs)の低減が図れないこ
とになる。また、ゲート長を単に短くすると、ゲート抵
抗(Rg)の増加を招くので、ゲート電極27の厚さを
増すことで、ゲート抵抗(Rg)の低減を図ることにな
る。そうすると、ゲート電極27と活性層22との接触
面積が減って、ゲート電極27の高さが高くなり、洗浄
工程などにおいて剥離しやすくなる。
【0004】上記欠点を解決するために、特公平4−7
2381号公報記載の発明が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来発明では、パターニング工程を2回行わなければなら
ず、工程が複雑である。また、活性層と接触するゲート
電極下部とゲート電極上部(マッシュルーム部)の位置
合わせが必要となるため、工程によりゲート電極形状が
異なり、ショットキーゲート電界効果トランジスタの特
性がばらつく恐れがある。
【0006】したがって、本発明は、1回のパターニン
グ工程で処理することができ、かつ、ゲート電極下部と
ゲート電極上部(マッシュルーム部)との位置の整合が
自動的に取れ、そして、ソース・ゲート間抵抗(Rs)
の低減とゲート抵抗(Rg)の低減を図り、さらにゲー
ト電極が剥離しにくい半導体装置の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の課題に対する解
決手段は、下記の工程からなる半導体装置の製造方法で
ある。 1.半導体基板に形成した活性層上に、絶縁膜、下層レ
ジストを順次積層し、前記下層レジストの表面に変成層
を形成し、および前記変成層上に、下層レジストより現
像液に対し、溶解速度の遅い上層レジストを形成する工
程と、 2.ゲート電極形成予定領域上の上層レジストを露光し
た後、現像し、上層レジストに開口を形成し、前記開口
部分の前記変成層を除去して、変成層に開口を形成する
工程と、 3.現像液により下層レジストを現像して開口部を形成
し、次いで、前記上層レジストまたは前記変成層をマス
クとして、前記絶縁膜を選択的に除去して開口窓を形成
する工程と、 4.前記上層レジストと前記変成層を除去する工程と、 5.前記絶縁膜をマスクとして前記活性層を所定の深さ
までエッチングしてリセスを形成する工程と、 6.前記開口部内で前記リセスおよび前記リセス周辺の
前記絶縁膜上にゲート電極となる金属を被着させる工
程。
【0008】
【作用】本発明は、上層レジストおよび変成層に、ゲー
ト長幅の開口を形成し、この開口を有する上層レジスお
よび変成層をマスクとして、絶縁膜にゲート長幅の開口
窓を形成し、この開口窓を通して、活性層のリセスエッ
チングを行うので、このリセスエッチングの幅がゲート
長とほぼ同じに形成されることになり、ソース・ゲート
間抵抗(Rs)が低減することになる。
【0009】また、下層レジストより現像液に対する溶
解速度の遅い上層レジストを選ぶことによって、下層レ
ジストに広い開口部を形成し、また絶縁膜にゲート長幅
の開口窓を形成し、この開口部と開口窓によって、マシ
ュルーム構造のゲート電極が形成されて、このゲート電
極のマシュルーム部が絶縁膜上にも付着して、剥離しに
くくなって歩留まりが向上する。それと共に、このマシ
ュルーム構造のゲート電極により、ゲート抵抗(Rg)
を低減させることができ、高周波特性が向上する。
【0010】また、パターンニング工程が上層レジスト
上に対して1回だけで済むので、工程が簡略化する。
【0011】そして、下層レジストの開口部と絶縁膜の
開口窓は、位置の整合性がよいので、これらをマスクと
して形成されるゲート電極下部とゲート電極上部(マシ
ュルーム部)は自動的に位置の整合が取れることにな
り、位置ずれによる特性ばらつきがなくなる。
【0012】
【実施例】以下に、本発明の一実施例について図1から
図8を参照して説明する。図1に示すように、半絶縁性
GaAs基板1に、活性層2を形成する。この活性層2
上の所定の場所に、ソース電極3およびドレイン電極4
を形成する。
【0013】つぎに、図2に示すように、酸化珪素膜な
どの絶縁膜5を、スパッタ法、CVD法などによって、
ソース電極3、ドレイン電極4および活性層2上に形成
する。この絶縁膜5上に、下層レジスト6(例えば、ヘ
キスト社製AZ1350J)を形成する。次いで、CF
4 等のガスでプラズマ処理を行って、下層レジスト6の
表面に変成層7を形成する。続いて、この変成層7の上
に、下層レジスト6よりも、現像液に対する溶解速度の
遅い上層レジスト8(例えば、ヘキスト社製AZ240
0)を形成する。
【0014】つぎに、図3に示すように、ゲート形成予
定領域上の上層レジスト8に露光を行い、現像液で上層
レジスト8を現像し、開口9を形成する。このとき、開
口9の幅をゲート長と等しくしておく。次いで、上層レ
ジスト8をマスクとして、O 2 ガスを使用したドライエ
ッチング法により、異方的に選択エッチングして変成層
7に開口9を形成する。
【0015】つぎに、図4に示すように、現像液で下層
レジスト6を現像して、開口部10を形成する。このと
き、下層レジスト6の現像速度は上層リジスト8よりも
速いため、開口部10の断面形状は開口9よりも大きく
なる。なお、下層レジスト6のオーバー現像量を制御す
ることにより、この開口部10の大きさを任意に設定す
ることができる。また、開口部10は開口9に対して自
動的に位置の整合が取れることになる。万一、この現像
で上層レジスト8の開口9の幅が広がったとしても、変
成層7の開口9の幅は変化しないので、その後の工程に
影響はない。
【0016】つぎに、図5に示すように、上層レジスト
8(変成層7)をマスクとして、CHF3 等のガスを使
用したドライエッチング法によって、絶縁膜5を異方的
に選択エッチングして開口窓11を開ける。
【0017】つぎに、図6に示すように、上層レジスト
8および変成層7を、O2 ガスを使用したドライエッチ
ング法によって異方的に全面エッチングして除去する。
その後、下層レジスト6および絶縁膜5をマスクとし
て、活性層2をエッチング液でエッチングしてリセス1
2を形成する。
【0018】つぎに、図7に示すように、GaAs基板
1に対してほぼ垂直な方向から、ショットキーバリア特
性のゲート電極を構成する金属を、リセス12、下層レ
ジスト6等の全面に、蒸着またはスパッタで被着させ
て、マシュルーム構造のゲート電極13を形成する。
【0019】最後に、下層レジスト6およびその上の不
要金属14を除去して、図8に示すようなGaAsショ
ットキーゲート電界効果トランジスタが得られる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、リセスエッチングの幅がゲー
ト長とほぼ同じに形成されるので、ソース・ゲート間抵
抗(Rs)を低減することができる。
【0021】また、ゲート電極上部がマシュルーム構造
となり、かつ、絶縁膜上にも付着しているので、ゲート
抵抗(Rg)が低減し、かつ、剥離しにくくなって、歩
留まりが向上すると共に、高周波特性が向上する。
【0022】また、上層レジスト上へのパターンニング
工程が1回だけなので、工程が簡略化する。
【0023】そして、下層レジストの開口部と絶縁膜の
開口窓の位置の整合性がよいので、ゲート電極下部とゲ
ート電極上部(マシュルーム部)は自動的に位置の整合
が取れ、位置ずれによる特性ばらつきをなくすことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例(図1乃至図8)におい
て、GaAs基板に活性層、ソース電極およびドレイ電
極を形成する工程図
【図2】 同じく、絶縁膜、下層レジスト、変成層およ
び上層レジストを形成する工程図
【図3】 同じく、露光および現像して、上層レジスト
および変成層に開口を形成する工程図
【図4】 同じく、エッチングにより下層レジストに開
口部を形成する工程図
【図5】 同じく、絶縁膜に開口窓を形成する工程図
【図6】 同じく、上層レジストおよび変成層を除去し
て、活性層にリセスエッチングを行う工程図
【図7】 同じく、ゲート金属を被着する工程図
【図8】 同じく、下層レジストおよびその上の不要金
属を除去した最終工程図
【図9】 従来例において、リセスエッチングおよびゲ
ート金属被着工程図
【符号の説明】
1 半絶縁性GaAs基板 2 活性層 3 ソース電極 4 ドレイン電極 5 絶縁膜 6 下層レジスト 7 変成層 8 上層レジスト 9 開口 10 開口部 11 開口窓 12 リセス 13 ゲート電極 14 不要金属
───────────────────────────────────────────────────── 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 29/417

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の工程からなる半導体装置の製造方
    法。 1.半導体基板に形成した活性層上に、絶縁膜、下層レ
    ジストを順次積層し、前記下層レジストの表面に変成層
    を形成し、および前記変成層上に、下層レジストより現
    像液に対し、溶解速度の遅い上層レジストを形成する工
    程と、 2.ゲート電極形成予定領域上の上層レジスを露光した
    後、現像し、上層レジストに開口を形成し、前記開口部
    分の前記変成層を除去して、変成層に開口を形成する工
    程と、 3.現像液により下層レジストを現像して開口部を形成
    し、次いで、前記上層レジストまたは前記変成層をマス
    クとして、前記絶縁膜を選択的に除去して開口窓を形成
    する工程と、 4.前記上層レジストと前記変成層を除去する工程と、 5.前記絶縁膜をマスクとして前記活性層を所定の深さ
    までエッチングしてリセスを形成する工程と、 6.前記開口部内で前記リセスおよび前記リセス周辺の
    前記絶縁膜上にゲート電極となる金属を被着させる工
    程。
JP12385294A 1994-06-06 1994-06-06 半導体装置の製造方法 Pending JPH07335669A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7419862B2 (en) 2005-09-12 2008-09-02 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of fabricating pseudomorphic high electron mobility transistor

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