JPH09266216A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH09266216A
JPH09266216A JP7444196A JP7444196A JPH09266216A JP H09266216 A JPH09266216 A JP H09266216A JP 7444196 A JP7444196 A JP 7444196A JP 7444196 A JP7444196 A JP 7444196A JP H09266216 A JPH09266216 A JP H09266216A
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Japan
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resist
width
electrode
gate electrode
semiconductor substrate
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JP7444196A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Minami
裕之 巳浪
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the height from a semiconductor substrate to the upper part of a gate electrode and to reduce gate-source and gate-drier capocitances, by providing a source electrode and a drain electrode on a semiconductor substrate, and constructing a gate electrode located therebetween into an inverted step type cross sectional shape. SOLUTION: A Y shaped cross sectional gate electrode 6 has an inverted step type where a cross sectional shape is gradually increased stepwise in the width toward the upper portion, and includes a lower electrode part 6a fixed to a semiconductor substrate and having width L1 (gate length), a middle electrode part 6b having slightly wider width L3, and an upper electrode part 6c having further wider width L2. Thus, an adjustment of the cross section ensures to form arbitrarily lower gate electrode. The height from the semiconductor substrate 1 to the upper electrode part 6 of the Y shaped cross sectional electrode 6 can be increased to the height corresponding to the total thickness of the resist 2 and the resist 3, and hence gate-source capacitance and gate-drain capacitance can be reduced.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置及び半
導体装置の製造方法に関し、特に、断面Y字型ゲート電
極を有する半導体装置及び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 semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode and a method for manufacturing the semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図33は従来の断面T字型ゲート電極を
有する半導体装置の製造方法を示した断面図である。断
面T字型ゲート電極25は、図33(c)に示すよう
に、半導体基板20に接している部分(以下、支持部2
5aとする。)と、その支持部により支持されている部
分(以下、上部15bとする。)とから構成されてい
る。断面T字型ゲート電極25は、微細な幅(ゲート
長)Lgを有しながら、かつ、水平方向に延ばすことに
より、水平断面積を大きくすれば、ゲート抵抗を低くす
ることができるため、高周波で低雑音性能が要求されて
いるHEMT(High Electron Mobility Transistor)
等に適用されている。
2. Description of the Related Art FIG. 33 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device having a conventional gate electrode having a T-shaped cross section. As shown in FIG. 33C, the T-shaped cross-section gate electrode 25 has a portion in contact with the semiconductor substrate 20 (hereinafter, referred to as the support portion 2).
5a. ) And a portion supported by the supporting portion (hereinafter referred to as the upper portion 15b). The T-shaped cross-section gate electrode 25 has a fine width (gate length) Lg and is extended in the horizontal direction to increase the horizontal cross-sectional area, so that the gate resistance can be lowered, and thus the high frequency HEMT (High Electron Mobility Transistor), which requires low noise performance in
It has been applied to.

【0003】以下、断面T字型ゲート電極の形成方法を
説明する。まず、図33(a)に示すように、半絶縁性
GaAs基板20A上にエピタキシャル成長法などによ
り活性層20Bを形成する。次に、活性層20B上に光
学露光法を用いてソース電極26及びドレイン電極27
を形成する。なお、他の図においては、ソース電極26
及びドレイン電極27は図の簡略化のために省略し、ま
た、活性層20B及び半絶縁性GaAs基板20Aにつ
いても、それらを合わせて、単に、化合物半導体基板ま
たは半導体基板20とする。
A method of forming a gate electrode having a T-shaped cross section will be described below. First, as shown in FIG. 33A, an active layer 20B is formed on a semi-insulating GaAs substrate 20A by an epitaxial growth method or the like. Next, the source electrode 26 and the drain electrode 27 are formed on the active layer 20B by using an optical exposure method.
To form In other figures, the source electrode 26
The drain electrode 27 and the drain electrode 27 are omitted for simplification of the drawing, and the active layer 20B and the semi-insulating GaAs substrate 20A are collectively referred to as a compound semiconductor substrate or a semiconductor substrate 20.

【0004】次に、同じく図33(a)に示すように、
比較的感度の低い電子ビーム用ポジ型レジスト21を約
0.2μmの膜厚で形成し、その上に、比較的感度の高
い電子ビーム用ポジ型レジスト22を0.7μmの膜厚
で形成して、2層レジスト構造を形成する。なお、ここ
で、レジスト21及び22の材料としては、例えば、レ
ジスト21に低感度である高分子量PMMA(ポリメチ
ルメタクリレート)、レジスト22に高感度である低分
子量のPMMA(ポリメチルメタクリレート)等が用い
られる。次に、T字型ゲート電極の形成領域のレジスト
22に対して、幅約1.0μmで、電子ビーム23を照
射する。このときの電子ビーム23の露光は、レジスト
21まで感光しない程度の露光量で行う。続けて、先程
の露光よりも狭い幅で(幅約0.2μm)、かつ、先程
よりも多い露光量で、T字型ゲート電極の形成領域のレ
ジスト22に対し、電子ビーム24を照射する。
Next, as also shown in FIG. 33 (a),
A relatively low-sensitivity electron beam positive resist 21 is formed to a thickness of about 0.2 μm, and a relatively high sensitive electron beam positive resist 22 is formed to a thickness of 0.7 μm. Forming a two-layer resist structure. Here, as the material of the resists 21 and 22, for example, high molecular weight PMMA (polymethylmethacrylate) which has low sensitivity to the resist 21, low molecular weight PMMA (polymethylmethacrylate) which has high sensitivity to the resist 22 and the like can be used. Used. Next, the resist 22 in the region where the T-shaped gate electrode is formed is irradiated with an electron beam 23 with a width of about 1.0 μm. The exposure of the electron beam 23 at this time is performed with an exposure amount that does not expose the resist 21. Subsequently, the resist 22 in the T-shaped gate electrode formation region is irradiated with the electron beam 24 with a width narrower than the previous exposure (width of about 0.2 μm) and with an exposure amount larger than the previous exposure.

【0005】次に、MIBK(メチルイソブチルケト
ン)とIPA(イソプロピルアルコール)の混合液で現
像し、露光を行った領域、すなわち、幅0.2μmのレ
ジスト21及び幅1.0μmのレジスト22を除去し
て、T字型下部電極部パターン幅0.2μm、T字型上
部電極部パターン幅1.0μmの断面T字型レジストパ
ターンを形成する。次に、図33(b)に示すように、
ゲート電極金属であるPt/Auなどの金属24を蒸着
する。このとき、金属24はレジスト22上にも付着す
るが、有機洗浄等によるリフトオフにより、レジスト2
2上の金属24とともに、レジスト21及びレジスト2
2を取り除き、図33(c)に示すようなゲート長Lg
0.2μmのT字型ゲート電極25を形成する。
Next, the exposed regions, that is, the resist 21 having a width of 0.2 μm and the resist 22 having a width of 1.0 μm, are removed by developing with a mixed solution of MIBK (methyl isobutyl ketone) and IPA (isopropyl alcohol). Then, a T-shaped cross-sectional resist pattern having a T-shaped lower electrode portion pattern width of 0.2 μm and a T-shaped upper electrode portion pattern width of 1.0 μm is formed. Next, as shown in FIG. 33 (b),
A metal 24 such as Pt / Au which is a gate electrode metal is deposited. At this time, the metal 24 adheres to the resist 22 as well, but is lifted off by organic cleaning or the like, so that the resist 2 is removed.
2 together with the metal 24 on the resist 2 and the resist 2
2 is removed, and the gate length Lg as shown in FIG.
A T-shaped gate electrode 25 of 0.2 μm is formed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置にお
ける断面T字型ゲート電極25は、半導体基板20から
ゲート電極25の上部25aまでの高さ、すなわち、支
持部25bの高さ方向の長さが、上述のレジスト21の
膜厚に相当し、したがって、現状では約0.2μm程度
であるため、このときのゲート・ソース容量及びゲート
・ドレイン容量では、周波数40GHz以上のミリ波帯
域では低雑音化や高利得化を図ることができないという
問題点があった。
The gate electrode 25 having a T-shaped cross section in the conventional semiconductor device has a height from the semiconductor substrate 20 to the upper portion 25a of the gate electrode 25, that is, the length in the height direction of the supporting portion 25b. Corresponds to the film thickness of the resist 21 described above, and is therefore about 0.2 μm at present. Therefore, the gate-source capacitance and the gate-drain capacitance at this time have low noise in the millimeter wave band of a frequency of 40 GHz or more. However, there was a problem that it was not possible to achieve higher efficiency and higher gain.

【0007】また、半導体基板20からゲート電極25
の上部25aまでの高さを高くしようとすると、上述の
レジスト21の厚みを厚くしなければならず、レジスト
が厚くなるために微細化が困難になり、かつ、金属24
の横方向の成長のため、ゲート電極25の上部25aと
支持部25bとがつながらず、満足な断面T字型ゲート
電極25が形成不可能であるという問題点があった。
In addition, from the semiconductor substrate 20 to the gate electrode 25
In order to increase the height up to the upper portion 25a of the above, the thickness of the above-mentioned resist 21 must be increased, which makes it difficult to miniaturize because the resist becomes thick and the metal 24
However, there is a problem in that the upper portion 25a of the gate electrode 25 and the supporting portion 25b are not connected to each other due to the lateral growth, and it is impossible to form the gate electrode 25 having a T-shaped cross section.

【0008】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、半導体基板からゲート電極の
上部までの高さを高くでき、ゲート・ソース容量及びゲ
ート・ドレイン容量を低減し、高性能の半導体装置およ
びその製造方法を得ることをを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the height from the semiconductor substrate to the upper part of the gate electrode can be increased to reduce the gate-source capacitance and the gate-drain capacitance. An object of the present invention is to obtain a high-performance semiconductor device and a manufacturing method thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる半導体装
置は、半導体基板と、半導体基板上に設けられたソース
電極、ドレイン電極及びこれらの間に位置するゲート電
極とを備え、ゲート電極が逆ステップ型の側断面形状を
有している。
A semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor substrate, a source electrode and a drain electrode provided on the semiconductor substrate, and a gate electrode located between them. It has a step-shaped side sectional shape.

【0010】また、ゲート電極が、半導体基板上に設け
られ、第一の幅を有する支持部と、支持部上に設けら
れ、第一の幅より広い第二の幅を有する上部と、支持部
と上部との間に設けられ、第一の幅より広く第二の幅よ
り狭い幅を有する中間部とから構成されており、支持部
と中間部とを合わせた高さが0.4μmである。
Further, the gate electrode is provided on the semiconductor substrate and has a support portion having a first width, an upper portion provided on the support portion and having a second width wider than the first width, and the support portion. And an upper portion, which is composed of an intermediate portion having a width wider than the first width and narrower than the second width, and a total height of the support portion and the intermediate portion is 0.4 μm. .

【0011】また、支持部が、上記上部に対して、同軸
上に設けられている。
Further, the supporting portion is provided coaxially with the upper portion.

【0012】また、支持部が、上部に対して、偏心して
設けられている。
Further, the support portion is provided eccentrically with respect to the upper portion.

【0013】この発明に係わる半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に設けられ、第一の幅を有する支持部
および支持部上に設けられ、第一の幅より広い第二の幅
を有する上部と、支持部と上部との間に設けられ、第一
の幅より広く第二の幅より狭い幅を有する中間部とから
構成された逆ステップ型の側断面形状を有するゲート電
極を備えた半導体装置の製造方法であって、半導体基板
上の全面に、第一のレジストを塗布する工程と、第一の
レジストより高感度で、第一のレジストと現像液が異な
る第二のレジストを、第一のレジスト上に塗布する工程
と、第二のレジストのゲート電極の形成予定領域に対し
て、第一の幅より広く上記第二の幅よりも狭い幅で露光
を行う工程と、第二のレジストを介して、露光を行った
領域内の第一のレジストに対して、第一の幅で露光を行
う工程と、第二のレジストのみを現像して、露光を行っ
た部分の第二のレジストを除去し、第一のレジスト上に
第二のレジストの抜きパターンを形成する工程と、第一
のレジストの現像液で現像が行える第三のレジストを、
第二のレジスト上及び抜きパターン内の第一のレジスト
上に塗布する工程と、第三のレジストに対して第二の幅
で露光を行う工程と、第三のレジスト及び第一のレジス
トを現像して、露光を行った部分の第三のレジスト及び
第一のレジストを除去し、逆ステップ型の側断面形状の
抜きパターンを形成する工程と、逆ステップ型の側断面
形状の抜きパターン内にゲート電極用金属を蒸着して、
ゲート電極を形成する工程と、露光を行っていない部分
の第一、第二及び第三のレジストを除去する工程とを備
えている。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is directed to a support portion provided on a semiconductor substrate and having a first width, and an upper portion provided on the support portion and having a second width wider than the first width. And a gate electrode having an inverse step type side cross-sectional shape, which is formed between a supporting portion and an upper portion and has an intermediate portion having a width wider than the first width and narrower than the second width. A method for manufacturing an apparatus, comprising a step of applying a first resist on the entire surface of a semiconductor substrate, and a second resist having a higher sensitivity than the first resist and a developing solution different from that of the first resist. A step of applying on one resist, a step of exposing a region of the second resist where the gate electrode is to be formed with a width wider than the first width and narrower than the second width; The first resist in the exposed area is exposed through the resist. The step of exposing the first resist to the first width, and developing the second resist only to remove the second resist in the exposed portion, and then the second resist on the first resist. A step of forming a blank pattern and a third resist which can be developed with a developing solution for the first resist,
Coating the second resist and the first resist in the blank pattern, exposing the third resist with a second width, and developing the third resist and the first resist Then, the step of removing the third resist and the first resist in the exposed portion and forming a punching pattern of the side cross-sectional shape of the reverse step type, Deposit metal for gate electrode,
The method includes a step of forming a gate electrode and a step of removing the first, second and third resists in the unexposed portion.

【0014】半導体基板上に設けられ、第一の幅を有す
る支持部と、支持部上に設けられ、第一の幅より広い第
二の幅を有する上部と、支持部と上部との間に設けら
れ、第一の幅より広く第二の幅より狭い幅を有する中間
部とから構成されるとともに、支持部が上部に対して偏
心して設けられている、逆ステップ型の側断面形状を有
するゲート電極を備えた半導体装置の製造方法であっ
て、半導体基板上の全面に、第一のレジストを塗布する
工程と、第一のレジストより低感度で、第一のレジスト
と現像液が異なる第二のレジストを第一のレジスト上に
塗布する工程と、第二のレジストより高感度で、第二の
レジストと現像液が異なる第三のレジストを第二のレジ
スト上に塗布する工程と、第三のレジスト及び第一のレ
ジストに対して第一の幅より広く第二の幅よりも狭い幅
でゲート電極の形成予定領域に露光を行う工程と、第二
のレジストに対して、第三のレジストを介して、第一の
幅で、ゲート電極の形成予定領域に対してオフセットを
かけて露光を行う工程と、第三のレジストのみを現像し
て、露光を行った部分の第三のレジストを除去し、第二
のレジスト上に第三のレジストの抜きパターンを形成す
る工程と、第二のレジストの現像液で現像が行える第四
のレジストを、第三のレジスト上及び抜きパターン内の
第二のレジスト上に塗布する工程と、第四のレジストに
対して第二の幅で露光を行う工程と、第四のレジスト、
第二のレジスト及び第一のレジストを現像して、露光を
行った部分の第四のレジスト、第二のレジスト及び第一
のレジストを除去し、逆ステップ型の側断面形状の抜き
パターンを形成する工程と、逆ステップ型の側断面形状
の抜きパターン内にゲート電極用金属を蒸着して、ゲー
ト電極を形成する工程と、露光を行っていない部分の第
一、第二、第三及び第四のレジストを除去する工程とを
備えている。
Between the support part and the upper part, which is provided on the semiconductor substrate and has a first width, and an upper part which is provided on the support part and has a second width wider than the first width. And an intermediate step having a width wider than the first width and narrower than the second width, and a supporting portion is provided eccentrically with respect to the upper portion and has a reverse step type side cross-sectional shape. A method of manufacturing a semiconductor device having a gate electrode, comprising: a step of applying a first resist on the entire surface of a semiconductor substrate; A step of applying the second resist on the first resist, a step of applying a third resist having a higher sensitivity than the second resist and a developing solution different from that of the second resist on the second resist, The first against the third resist and the first resist Exposing a region where a gate electrode is to be formed with a width wider than the second width, and forming a gate electrode with a first width through the third resist with respect to the second resist The step of exposing the predetermined area by offsetting, and developing only the third resist to remove the third resist in the exposed portion, and the third resist on the second resist. A step of forming a removal pattern, a step of applying a fourth resist which can be developed with a developing solution for a second resist, onto the third resist and the second resist in the removal pattern, and a fourth resist A step of exposing the second width to the fourth resist,
Develop the second resist and the first resist to remove the exposed fourth resist, the second resist and the first resist, and form a reverse step type side cross-section punching pattern. And a step of forming a gate electrode by vapor-depositing a metal for a gate electrode in a reverse step type side cross-sectional shape removal pattern, and the first, second, third and And a step of removing the fourth resist.

【0015】また、半導体基板上に設けられたソース電
極及びドレイン電極と、半導体基板上に設けられ、第一
の幅を有する支持部と、支持部上に設けられ、第一の幅
より広い第二の幅を有する上部と、支持部と上部との間
に設けられ、第一の幅より広く第二の幅より狭い幅を有
する中間部とから構成された逆ステップ型の側断面形状
を有するゲート電極とを備えた半導体装置の製造方法で
あって、半導体基板上の全面に、第一のレジストを塗布
する工程と、第一のレジストより高感度で、第一のレジ
ストと現像液が異なる第二のレジストを第一のレジスト
上に塗布する工程と、第二のレジストのゲート電極の形
成予定領域に対して第一の幅より広く第二の幅よりも狭
い幅で露光を行う工程と、第一のレジスト及び第二のレ
ジストのソース電極及びドレイン電極の形成予定領域に
対して、露光を行う工程と、第二のレジストのみを現像
して、露光を行った部分の第二のレジストを除去し、第
一のレジスト上に第二のレジストの抜きパターンを形成
する工程と、第一のレジストの現像液で現像が行える第
三のレジストを、第二のレジスト及び抜きパターン内の
第一のレジスト上に塗布する工程と、第三のレジストの
ソース電極及びドレイン電極の形成予定領域に対して露
光を行う工程と、第三のレジスト及び第一のレジストを
現像して、露光を行った部分の第一のレジスト及び第三
のレジストを除去して、ソース電極及びドレイン電極の
形成予定領域に抜きパターンを形成する工程と、ソース
電極及びドレイン電極の形成予定領域の抜きパターン
に、ソース電極及びドレイン電極用の金属を蒸着して、
ソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、露光を
行っていない部分の第三のレジストを除去する工程と、
第三のレジストと同じ材料の第四のレジストを、ソース
電極、ドレイン電極、第二のレジスト及び第一のレジス
ト上に塗布する工程と、第四のレジストに対して第二の
幅で露光を行う工程と、第四のレジスト及び第一のレジ
ストを現像して、露光を行った部分の第一のレジスト及
び第四のレジストを除去し、逆ステップ型の側断面形状
の抜きパターンを形成する工程と、逆ステップ型の側断
面形状の抜きパターン内にゲート電極用金属を蒸着し
て、ゲート電極を形成する工程と、露光を行っていない
部分の第一、第二及び第四のレジストを除去する工程と
を備えている。
Further, the source electrode and the drain electrode provided on the semiconductor substrate, the support portion provided on the semiconductor substrate and having a first width, and the support portion provided on the support portion and having a width larger than the first width. It has a reverse step type side cross-sectional shape composed of an upper part having a second width and an intermediate part provided between the support part and the upper part and having a width wider than the first width and narrower than the second width. A method of manufacturing a semiconductor device including a gate electrode, comprising: a step of applying a first resist on the entire surface of a semiconductor substrate; A step of applying a second resist on the first resist, and a step of exposing a region of the second resist on which the gate electrode is to be formed with a width wider than the first width and narrower than the second width. , The source voltage of the first resist and the second resist And a step of exposing the region where the drain electrode is to be formed, and developing only the second resist to remove the second resist in the exposed portion, and to form a second resist on the first resist. A step of forming a resist removal pattern, a step of applying a third resist that can be developed with a developing solution for the first resist on the second resist and the first resist in the removal pattern, and a third step The step of exposing the regions where the source electrode and the drain electrode of the resist are to be formed, and the step of exposing the third resist and the first resist to expose the exposed first and third resists. A step of removing the source electrode and the drain electrode, and forming a blank pattern in the region where the source electrode and the drain electrode are to be formed; By depositing the genus,
A step of forming a source electrode and a drain electrode, a step of removing the third resist in a portion not exposed to light,
A step of applying a fourth resist of the same material as the third resist on the source electrode, the drain electrode, the second resist and the first resist, and exposing the fourth resist with a second width. Steps to be performed and developing the fourth resist and the first resist to remove the exposed first resist and the fourth resist to form a reverse-step-shaped side cross-section punching pattern. Step, the step of forming a gate electrode by vapor-depositing a metal for a gate electrode in a reverse step type side cross-sectional shape punching pattern, and the first, second and fourth resists of the unexposed portion. And a step of removing.

【0016】また、半導体基板上に設けられたソース電
極及びドレイン電極と、半導体基板上に設けられ、第一
の幅を有する支持部と、支持部上に設けられ、第一の幅
より広い第二の幅を有する上部と、支持部と上部との間
に設けられ、第一の幅より広く第二の幅より狭い幅を有
する中間部とから構成された逆ステップ型の側断面形状
を有するゲート電極とを備えた半導体装置の製造方法で
あって、半導体基板上の全面に、第一のレジストを塗布
する工程と、第一のレジストより低感度で、第一のレジ
ストと現像液が異なる第二のレジストを第一のレジスト
上に塗布する工程と、第二のレジストより高感度で、第
二のレジストと現像液が異なる第三のレジストを第二の
レジスト上に塗布する工程と、第三のレジスト及び第一
のレジストが感光する露光量で第一の幅より広く第二の
幅よりも狭い幅でゲート電極の形成予定領域に露光を行
う工程と、第二のレジストに対して、第三のレジストを
介して、第一の幅で、ゲート電極の形成予定領域に対し
てオフセットをかけて露光を行う工程と、第二のレジス
ト及び第一のレジストが感光する露光量で第一のレジス
ト及び第二のレジストのソース電極及びドレイン電極の
形成予定領域に対して露光を行う工程と、第三のレジス
トのみを現像して、露光を行った部分の第三のレジスト
を除去し、第二のレジスト上に第三のレジストの抜きパ
ターンを形成する工程と、第二のレジストの現像液で現
像が行える第四のレジストを、第三のレジスト上及び抜
きパターン内の第二のレジスト上に塗布する工程と、第
四のレジストのソース電極及びドレイン電極の形成予定
領域に対して露光を行う工程と、第四のレジスト、第二
のレジスト及び第一のレジストを現像して、露光を行っ
た部分の第四のレジスト、第二のレジスト及び第一のレ
ジストを除去して、ソース電極及びドレイン電極の形成
予定領域に抜きパターンを形成する工程と、ソース電極
及びドレイン電極の形成予定領域の抜きパターンに、ソ
ース電極及びドレイン電極用の金属を蒸着して、ソース
電極及びドレイン電極を形成する工程と、露光を行って
いない部分の第四のレジストを除去する工程と、第四の
レジストと同じ材料の第五のレジストを、ソース電極、
ドレイン電極、第二のレジスト及び第三のレジスト上に
塗布する工程と、第五のレジストに対して第二の幅で露
光を行う工程と、第五のレジスト、第二のレジスト及び
第一のレジストを現像して、露光を行った部分の第五の
レジスト、第二のレジスト及び第一のレジストを除去
し、逆ステップ型の側断面形状の抜きパターンを形成す
る工程と、逆ステップ型の側断面形状の抜きパターン内
にゲート電極用金属を蒸着して、ゲート電極を形成する
工程と、露光を行っていない部分の第一、第二、第三及
び第五のレジストを除去する工程とを備えている。
Further, the source electrode and the drain electrode provided on the semiconductor substrate, the support portion provided on the semiconductor substrate and having a first width, and the support portion provided on the support portion and having a width larger than the first width. It has a reverse step type side cross-sectional shape composed of an upper part having a second width and an intermediate part provided between the support part and the upper part and having a width wider than the first width and narrower than the second width. A method of manufacturing a semiconductor device including a gate electrode, comprising: a step of applying a first resist on the entire surface of a semiconductor substrate; and a developing solution having a sensitivity lower than that of the first resist and a developing solution different from that of the first resist. A step of applying a second resist on the first resist, a step of applying a third resist having a higher sensitivity than the second resist and a developer different from the second resist on the second resist, Third resist and first resist are exposed Exposing the area where the gate electrode is to be formed with a width wider than the first width and narrower than the second width with an exposure dose of And a step of performing exposure by offsetting the area where the gate electrode is to be formed, and the source electrodes of the first resist and the second resist with the exposure amount that the second resist and the first resist are exposed. And a step of exposing the region where the drain electrode is to be formed, and developing only the third resist to remove the third resist in the exposed portion, and the third resist on the second resist. A step of forming a removal pattern of the second resist, a step of applying a fourth resist which can be developed with a developing solution of a second resist on the third resist and the second resist in the removal pattern, Source electrode and drain of resist And a step of exposing the fourth electrode, the second resist, and the first resist to the exposed area, and developing the fourth resist, the second resist, and the first resist to expose the fourth resist, the second resist, and A step of removing the first resist and forming a blank pattern in the regions where the source electrode and the drain electrode are to be formed, and a metal for the source electrode and the drain electrode is formed in the blank pattern in the regions where the source electrode and the drain electrode are to be formed. A step of forming a source electrode and a drain electrode by vapor deposition, a step of removing the fourth resist in an unexposed portion, a fifth resist of the same material as the fourth resist, a source electrode,
The step of applying the drain electrode, the second resist and the third resist, the step of exposing the fifth resist with the second width, the fifth resist, the second resist and the first resist. The step of developing the resist to remove the fifth resist, the second resist, and the first resist in the exposed portions, and forming a reverse-step type side cross-section punching pattern; A step of vapor-depositing a metal for a gate electrode in a punched pattern of a side cross-sectional shape to form a gate electrode, and a step of removing the first, second, third and fifth resists in a portion which has not been exposed. Is equipped with.

【0017】また、第一のレジスト及び第二のレジスト
を合わせた層厚が0.4μmになるように、第一のレジ
スト及び第二のレジストを塗布する。
Further, the first resist and the second resist are applied so that the total layer thickness of the first resist and the second resist becomes 0.4 μm.

【0018】また、第一のレジスト及び第二のレジスト
が互いにミキシングを発生しない材料から構成されてい
る。
The first resist and the second resist are made of materials that do not cause mixing with each other.

【0019】また、第一のレジスト、第二のレジスト及
び第三のレジストを合わせた層厚が0.4μmになるよ
うに、第一のレジスト、第二のレジスト及び第三のレジ
ストを塗布する。
Further, the first resist, the second resist and the third resist are applied so that the total layer thickness of the first resist, the second resist and the third resist becomes 0.4 μm. .

【0020】また、第一のレジスト及び第二のレジスト
が互いにミキシングを発生しない材料から構成されて、
第二のレジスト及び第三のレジストが互いにミキシング
を発生しない材料から構成されている。
Further, the first resist and the second resist are composed of materials which do not cause mixing with each other,
The second resist and the third resist are composed of materials that do not mix with each other.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.以下、この発明の一実施の形態による断
面Y字型ゲート電極を有する半導体装置を3層レジスト
を用いて形成する製造方法を図1乃至図6について説明
する。なお、ここで形成する断面Y字型ゲート電極6
は、図6に示すように、側断面形状が、上方に向かって
階段状に幅が徐々に大きくなっている逆ステップ型を有
している。断面Y字型ゲート電極6は、半導体基板に固
定され、幅L1(ゲート長Lg=L1)の下部電極部6
a、下部電極部6aよりやや広い幅L3の中部電極部6
b、及び、中部電極部6bよりさらに広い幅L2の上部
電極部6cから構成されている(L1<L3<L2)。
断面Y字型ゲート電極6は、半導体基板上に水平方向に
延びて設けられているため、その長さにより断面積を調
整すれば、任意にゲート抵抗を低くすることができる。
まず、図1に示すように、エピタキシャル成長法等を用
いて半絶縁性GaAs基板1A上に活性層1Bを形成し
た化合物半導体基板1上に、ソース電極8及びドレイン
電極9を形成する。なお、図2以降の図においては、半
絶縁性GaAs基板1Aおよび活性層1Bは図の簡略化
のために省略し、単に、(化合物)半導体基板1とす
る。
Embodiment 1. Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode according to an embodiment of the present invention using a three-layer resist will be described with reference to FIGS. The gate electrode 6 having a Y-shaped cross section formed here
As shown in FIG. 6, has a reverse step type whose side cross-sectional shape gradually increases in width upward in a stepwise manner. The Y-shaped cross-section gate electrode 6 is fixed to the semiconductor substrate and has a width L1 (gate length Lg = L1).
a, the middle electrode portion 6 having a width L3 slightly wider than the lower electrode portion 6a
b, and the upper electrode portion 6c having a width L2 wider than the middle electrode portion 6b (L1 <L3 <L2).
Since the gate electrode 6 having a Y-shaped cross section is provided to extend in the horizontal direction on the semiconductor substrate, the gate resistance can be arbitrarily lowered by adjusting the cross-sectional area according to the length thereof.
First, as shown in FIG. 1, a source electrode 8 and a drain electrode 9 are formed on a compound semiconductor substrate 1 in which an active layer 1B is formed on a semi-insulating GaAs substrate 1A using an epitaxial growth method or the like. Note that in the drawings after FIG. 2, the semi-insulating GaAs substrate 1A and the active layer 1B are omitted for simplification of the drawing, and are simply (compound) semiconductor substrate 1.

【0022】次に、同じく図1に示すように、化合物半
導体基板1上に、最下層のレジストとなるレジスト2を
厚さ0.2μmで塗布し、その上に中間層のレジストと
なるレジスト3を厚さ0.2μmで塗布する。レジスト
2は、電子ビーム(以下、EBとする。)、Deep UV、
X線に感度を有し、レジスト3より低感度で、レジスト
3の現像液で溶解しないポジレジストで、例えば、PMGI
(ポリジメチルグルタルイミド)から構成されている。
一方、レジスト3は、電子ビーム、Deep UV、X線に感
度を有し、レジスト2より高感度で、レジスト2の現像
液では溶解せず、レジスト2に対してミキシングを発生
しないポジレジストで、例えば、日本ゼオン(株)製の
商品名ZEP520を用いる。
Next, as shown in FIG. 1 as well, on the compound semiconductor substrate 1, the resist 2 which becomes the resist of the lowermost layer is applied in a thickness of 0.2 μm, and the resist 3 which becomes the resist of the intermediate layer is formed thereon. With a thickness of 0.2 μm. The resist 2 is an electron beam (hereinafter referred to as EB), Deep UV,
A positive resist that is sensitive to X-rays, has a lower sensitivity than Resist 3, and does not dissolve in the developer of Resist 3, such as PMGI
(Polydimethylglutarimide).
On the other hand, the resist 3 is a positive resist that is sensitive to electron beams, deep UV, and X-rays, has higher sensitivity than the resist 2, does not dissolve in the developer of the resist 2, and does not mix with the resist 2. For example, the product name ZEP520 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. is used.

【0023】図2に示すように、レジスト3の上からE
B露光10を用い、後の工程で形成する断面Y字型ゲー
ト電極6(図6参照)の形成予定領域のレジスト3に対
して、断面Y字型ゲート電極6の下部電極部の幅L1よ
りも広く、断面Y字型ゲート電極6の上部電極部6cの
幅L2よりも狭い幅L3’で(L1<L3<L3’<L
2、例えば、L3’=0.35μm、なお、ここで、L
3は断面Y字型ゲート電極6の中部電極部6bの幅で、
L3とL3’の差は後述するミキシング層4の層厚に相
当する。)、かつ、レジスト2までは感光しない程度の
低露光量で露光を行う。次に、レジスト3を介して、レ
ジスト2に対して、断面Y字型ゲート電極6の下部電極
部の幅L1で、かつ、先程よりも多い露光量で露光す
る。また、後の工程で形成するゲートパッド電極7(図
6参照)の形成予定領域に対しては、ゲートパッド電極
7の幅よりもやや広い幅で、EB露光10もしくは光学
露光により、レジスト2まで感光する露光量で露光を行
う。図において、EB露光10の矢印の線の長さは露光
量を示している。
As shown in FIG. 2, from the top of the resist 3 E
The width L1 of the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 with respect to the resist 3 in the region where the Y-shaped cross-section gate electrode 6 (see FIG. 6) to be formed in a later step is exposed using the B exposure 10. Is wider than the width L2 of the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 (L1 <L3 <L3 ′ <L).
2, for example, L3 ′ = 0.35 μm, where L
3 is the width of the middle electrode portion 6b of the gate electrode 6 having a Y-shaped cross section,
The difference between L3 and L3 ′ corresponds to the layer thickness of the mixing layer 4 described later. ), And exposure is performed with a low exposure amount such that the resist 2 is not exposed. Next, the resist 2 is exposed through the resist 3 with the width L1 of the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 and with an exposure amount larger than that described above. In addition, with respect to a region where the gate pad electrode 7 (see FIG. 6) is to be formed in a later step, the width of the gate pad electrode 7 is slightly wider than that of the gate pad electrode 7 and the resist 2 is formed by EB exposure 10 or optical exposure. The exposure is performed with the exposure amount for exposing. In the figure, the length of the arrowed line of the EB exposure 10 indicates the exposure amount.

【0024】次に、図3に示すように、レジスト3の現
像液、例えば、有機溶剤のキシレンで、断面Y字型ゲー
ト電極6の形成予定領域のレジスト3のみに、幅L3’
(例えば0.35μm)の抜きパターンを形成する。こ
のときに、レジスト2はキシレンで溶解されないため、
レジスト3のみにパターンが形成される。また同時に、
ゲートパッド電極7の形成予定領域のレジスト3にも、
ゲートパッド電極7の幅よりもやや広い幅の抜きパター
ンが形成される。
Next, as shown in FIG. 3, with a developing solution for the resist 3, for example, xylene as an organic solvent, only the resist 3 in the region where the gate electrode 6 having the Y-shaped cross section is to be formed has a width L3 '.
A blank pattern (for example, 0.35 μm) is formed. At this time, the resist 2 is not dissolved by xylene,
A pattern is formed only on the resist 3. At the same time,
Also in the resist 3 in the area where the gate pad electrode 7 is to be formed,
A blank pattern having a width slightly wider than the width of the gate pad electrode 7 is formed.

【0025】次に、図4に示すように、光学露光用レジ
ストで、レジスト2の現像液で溶解可能なレジスト5、
例えば、画像反転(イメージリバーサル)レジストを1
μmの膜厚で塗布する。このとき、レジスト3とレジス
ト5との間には、厚み約200Åのミキシング層4が形
成される。次に、断面Y字型ゲート電極6の形成予定領
域のレジスト5に対して、断面Y字型ゲート電極6の上
部電極部6cの幅L2で、かつ、レジスト2までは感光
しない程度の露光量で光学露光を行う。また、同時に、
ゲートパッド電極7の形成予定領域にゲートパッド電極
7の幅よりもやや広い幅で光学露光を行う。
Next, as shown in FIG. 4, a resist 5 which is an optical exposure resist and can be dissolved in a developing solution for the resist 2.
For example, 1 image reversal resist
Apply with a film thickness of μm. At this time, the mixing layer 4 having a thickness of about 200Å is formed between the resist 3 and the resist 5. Next, with respect to the resist 5 in the region where the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is to be formed, the exposure amount is such that the width L2 of the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 and the resist 2 is not exposed. Optical exposure. At the same time,
Optical exposure is performed in a region where the gate pad electrode 7 is to be formed with a width slightly wider than the width of the gate pad electrode 7.

【0026】図5に示すように、露光後、画像反転さ
せ、レジスト2とレジスト5を有機アルカリ現像し、断
面Y字型ゲート電極6の形成予定領域において、露光を
行ったY字型ゲート電極6の上部電極部6cの幅L2
(例えば0.7μm)のレジスト5とY字型ゲート電極
6の下部電極部の幅L1(例えば0.2μm)のレジス
ト2とを除去して、抜きパターンを形成する。また、同
時に、ゲートパッド電極7の形成予定領域において、露
光を行ったゲートパッド電極7の幅よりもやや広い幅の
レジスト2及びレジスト5を除去して、抜きパターンを
形成する。なお、図2において、レジスト3の上からE
B露光10を用いレジスト2に対して断面Y字型ゲート
電極6の形成予定領域の下部電極部の幅L1の露光をせ
ずに、レジスト5の塗布、露光、現像によりパターン形
成後、EB露光10を用いてレジスト2に対して幅L3
の内側に幅L1で露光を行い、その後に、有機アルカリ
現像を行うようにしてよく、その場合も、図5に示す構
造を得ることができる。
As shown in FIG. 5, after the exposure, the image is inverted, the resist 2 and the resist 5 are subjected to organic alkali development, and the exposed Y-shaped gate electrode is formed in a region where the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is to be formed. Width L2 of the upper electrode portion 6c of 6
The resist 5 (for example, 0.7 μm) and the resist 2 having the width L1 (for example, 0.2 μm) of the lower electrode portion of the Y-shaped gate electrode 6 are removed to form a blank pattern. At the same time, in the region where the gate pad electrode 7 is to be formed, the resist 2 and the resist 5 having a width slightly wider than the exposed width of the gate pad electrode 7 are removed to form a blank pattern. In addition, in FIG.
The B exposure 10 is used to form a pattern by coating, exposing, and developing the resist 5 without exposing the resist 2 to the width L1 of the lower electrode portion in the region where the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is to be formed. Width L3 for resist 2 using 10
The inside may be exposed to the width L1 and then the organic alkali development may be performed. In that case, the structure shown in FIG. 5 can be obtained.

【0027】さらに、図6に示すように、半導体基板1
の活性層1B(図1参照)をエッチングして、断面Y字
型ゲート電極6の形成予定領域およびゲートパッド電極
7の形成予定領域に、それぞれ、断面Y字型ゲート電極
6の下部電極部の幅L1およびゲートパッド電極7の幅
よりもやや広い幅を有するリセス(溝状の凹部)12を
形成した後に、ゲート電極金属6およびゲートパッド電
極7の材料であるPt/Auなどの金属を6000Å程
度の膜厚で蒸着し、リフトオフにより、レジスト5上に
付着した金属とともに、レジスト5、レジスト3および
ミキシング層4を取り除いて、図6に示すようなゲート
長L1が0.2μmの断面Y字型ゲート電極6とゲート
パッド電極7とを形成する。これにより、半導体基板1
から断面Y字型ゲート電極6の上部電極部6cまでの高
さを、レジスト2及びレジスト3を合わせた厚みである
約0.4μmまで高くすることができるので、ゲート・
ソース容量及びゲート・ドレイン容量を低減することが
できる。
Further, as shown in FIG. 6, the semiconductor substrate 1
Of the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6, respectively, in the regions where the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is to be formed and the gate pad electrode 7 are to be formed. After forming the recess 12 having a width slightly larger than the width L1 and the width of the gate pad electrode 7, a metal such as Pt / Au, which is a material of the gate electrode metal 6 and the gate pad electrode 7, is 6000Å. The metal film deposited on the resist 5 and the resist 5, the resist 3 and the mixing layer 4 are removed by a lift-off process so that the gate length L1 is 0.2 μm and the Y-shaped cross section is 0.2 μm as shown in FIG. The mold gate electrode 6 and the gate pad electrode 7 are formed. Thereby, the semiconductor substrate 1
Since the height from the gate electrode 6 to the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section electrode 6 can be increased to about 0.4 μm, which is the combined thickness of the resist 2 and the resist 3,
The source capacitance and the gate / drain capacitance can be reduced.

【0028】このように、この実施の形態においては、
半導体基板1から断面Y字型ゲート電極6の上部電極部
6cまでの高さを、レジスト2及びレジスト3を合わせ
た厚みに相当する約0.4μmまで高くすることがで
き、ゲート・ソース容量及びゲート・ドレイン容量を低
減することができ、高周波帯域での高利得、高出力化が
図れる。さらに、中部電極部6aにより、上部電極部6
cと下部電極部6aの接合部分を太くすることができる
ため、機械的強度を向上でき、ゲート電極6の信頼性の
向上が図ることもできる。
As described above, in this embodiment,
The height from the semiconductor substrate 1 to the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 can be increased to about 0.4 μm, which corresponds to the total thickness of the resist 2 and the resist 3, and the gate-source capacitance and The gate-drain capacitance can be reduced, and high gain and high output can be achieved in the high frequency band. Further, the middle electrode portion 6a allows the upper electrode portion 6a to
Since the joint portion between c and the lower electrode portion 6a can be thickened, the mechanical strength can be improved and the reliability of the gate electrode 6 can be improved.

【0029】実施の形態2.以下、本発明の他の実施の
形態による断面Y字型ゲートを自己整合で形成する半導
体装置の製造方法を図7乃至図15について説明する。
まず、図7に示すように、実施の形態1と同様に、レジ
スト2を厚さ0.2μm、その上にレジスト3を厚さ
0.2μmで形成して、化合物半導体基板1上に2層レ
ジストを形成する。
Embodiment 2 Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device in which a Y-shaped cross-section gate is formed by self-alignment according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 7, as in the first embodiment, a resist 2 having a thickness of 0.2 μm and a resist 3 having a thickness of 0.2 μm are formed thereon, and two layers are formed on the compound semiconductor substrate 1. Form a resist.

【0030】この実施の形態においては、ゲート電極に
対してソース電極及びドレイン電極を自己整合で形成す
るため、図8に示すように、レジスト3の上からEB露
光10を用いて、断面Y字型ゲート電極6の形成予定領
域のレジスト3に対しては、断面Y字型ゲート電極6の
下部電極部の幅L1よりも広く、断面Y字型ゲート電極
6の上部電極部6cの幅L2よりも狭い幅L3’で(L
1<L3<L3’<L2、例えば、L3’=0.35μ
m)、かつ、レジスト2までは感光しない程度の低露光
量で露光を行う。次に、レジスト2まで感光する程度の
露光量で、後の工程で形成するソース電極8及びドレイ
ン電極9(図12参照)の形成予定領域に対しての露光
を行う。なお、図7乃至図15においては、ゲートパッ
ド電極7(図6参照)の部分については、省略してい
る。
In this embodiment, the source electrode and the drain electrode are formed in self-alignment with the gate electrode. Therefore, as shown in FIG. With respect to the resist 3 in the region where the type gate electrode 6 is to be formed, the width is wider than the width L1 of the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6, and is greater than the width L2 of the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6. With a narrow width L3 '(L
1 <L3 <L3 '<L2, for example, L3' = 0.35μ
m), and exposure is performed with a low exposure amount such that the resist 2 is not exposed. Next, an area for forming the source electrode 8 and the drain electrode 9 (see FIG. 12) to be formed in a later step is exposed with an exposure amount enough to expose the resist 2. Note that the gate pad electrode 7 (see FIG. 6) is omitted in FIGS. 7 to 15.

【0031】図9に示すように、レジスト3の現像液、
例えば、有機溶剤のキシレンで、レジスト3のみに、断
面Y字型ゲート電極6の形成予定領域に幅L3’(例え
ば0.35μm)の抜きパターンを形成し、同時に、ソ
ース電極8及びドレイン電極9の形成予定領域にそれら
に相当する幅を有した抜きパターンを形成する。このと
き、レジスト2はキシレンで溶解されない。
As shown in FIG. 9, a developing solution for the resist 3,
For example, an organic solvent, xylene, is used to form a blank pattern having a width L3 ′ (eg, 0.35 μm) in a region where the gate electrode 6 having a Y-shaped cross section is to be formed, and at the same time, the source electrode 8 and drain electrode 9 are formed. A blanking pattern having a width corresponding to the above is formed in the formation scheduled region. At this time, the resist 2 is not dissolved by xylene.

【0032】次に、図10に示すように、光学露光用の
レジスト5、例えば、画像反転(イメージリバーサル)
レジストを1μm塗布する。このとき、レジスト3とレ
ジスト5の間には、ミキシング層4が形成される。次
に、ソース電極8及びドレイン電極9の形成予定領域の
レジスト5を光学露光で露光する。
Next, as shown in FIG. 10, a resist 5 for optical exposure, for example, image reversal (image reversal).
Apply a resist of 1 μm. At this time, the mixing layer 4 is formed between the resist 3 and the resist 5. Next, the resist 5 in the regions where the source electrode 8 and the drain electrode 9 are to be formed is exposed by optical exposure.

【0033】図11に示すように、露光後、画像反転さ
せ、ソース電極8及びドレイン電極9のための抜きパタ
ーン部分のレジスト5及びレジスト2を、有機アルカリ
現像して除去して、ソース電極8及びドレイン電極9の
形成予定領域を開口する。なお、ここで、レジスト2の
ソース電極8及びドレイン電極9の形成予定領域は、図
8のEB露光で露光されているため、上記現像によりレ
ジスト5と同時に除去され、抜きパターンが形成される
ものである。
As shown in FIG. 11, after the exposure, the image is inverted, and the resist 5 and the resist 2 in the blank pattern portion for the source electrode 8 and the drain electrode 9 are removed by organic alkali development to remove the source electrode 8 A region for forming the drain electrode 9 is opened. Here, since the regions where the source electrode 8 and the drain electrode 9 are to be formed of the resist 2 are exposed by the EB exposure of FIG. 8, they are removed at the same time as the resist 5 by the above-mentioned development to form a blank pattern. Is.

【0034】次に、レジスト5をマスクにして、ソース
電極8及びドレイン電極9を構成するための金属を蒸着
した後に、レジスト2及びレジスト3が溶解されずにレ
ジスト5のみが溶解する有機溶媒、例えば、アセトン
で、レジスト5をリフトオフする。それにより、図12
に示すように、レジスト2、レジスト3およびミキシン
グ層4を残しながら、ソース電極8及びドレイン電極9
が形成される。
Next, after the metal for forming the source electrode 8 and the drain electrode 9 is vapor-deposited using the resist 5 as a mask, an organic solvent in which the resist 2 and the resist 3 are not dissolved but only the resist 5 is dissolved, For example, the resist 5 is lifted off with acetone. As a result, FIG.
As shown in FIG. 4, the source electrode 8 and the drain electrode 9 are left while leaving the resist 2, the resist 3 and the mixing layer 4.
Is formed.

【0035】図13に示すように、上述のレジスト5と
同じ材料、すなわち、光学露光用で、レジスト2の現像
液で溶解可能な材料から構成されたレジスト5A、例え
ば、画像反転(イメージリバーサル)レジストを、全面
に、1μm塗布する。その次に、断面Y字型ゲート電極
6の上部電極部6cの幅L2に相当する幅で、レジスト
5Aに対して、光学露光を行う。
As shown in FIG. 13, a resist 5A made of the same material as the above-mentioned resist 5, that is, a material which is for optical exposure and is soluble in a developing solution for the resist 2, for example, image reversal (image reversal). The resist is applied to the entire surface by 1 μm. Then, the resist 5A is subjected to optical exposure with a width corresponding to the width L2 of the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6.

【0036】そして、露光後、画像反転させ、図14に
示すように、レジスト2とレジスト5Aを有機アルカリ
現像して除去する。それにより、断面Y字型ゲート電極
6の上部電極部6cの幅L2、例えば、0.7μmでレ
ジスト5Aに、また、断面Y字型ゲート電極6の下部電
極部の幅L1、例えば、0.2μmでレジスト2に、抜
きパターンが形成される。
After the exposure, the image is inverted, and the resist 2 and the resist 5A are removed by organic alkali development, as shown in FIG. As a result, the width L2 of the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is 0.7 μm, for example, to the resist 5A, and the width L1 of the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is 0. A blank pattern is formed on the resist 2 with a thickness of 2 μm.

【0037】図15に示すように、活性層1B(図1参
照)をエッチングしてリセス12を形成した後、レジス
ト5Aをマスクにして、ゲート電極6を構成する例えば
Pt/Auなどの金属を、6000Å程度の層厚で蒸着
する。次に、リフトオフにより、レジスト2、レジスト
3、ミキシング層4及びレジスト5Aを除去すると、図
15に示すようなゲート長Lg0.2μmの断面Y字型
ゲート電極6が形成される。
As shown in FIG. 15, after the active layer 1B (see FIG. 1) is etched to form the recess 12, the resist 5A is used as a mask to remove the metal such as Pt / Au forming the gate electrode 6. , Vapor deposition with a layer thickness of about 6000Å. Next, the resist 2, the resist 3, the mixing layer 4, and the resist 5A are removed by lift-off, so that a Y-shaped cross-section gate electrode 6 having a gate length Lg of 0.2 μm is formed as shown in FIG.

【0038】このように、この実施の形態においては、
断面Y字型ゲート電極6を、ソース電極8及びドレイン
電極9に対して、図8のEB露光10により、自己整合
で重ね合わせずれなしに形成することができる。また、
半導体基板1から断面Y字型ゲート電極6の上部電極部
6cまでの高さを、レジスト2及びレジスト3を合わせ
た厚みに相当する約0.4μmまで高くすることがで
き、ゲート・ソース容量及びゲート・ドレイン容量を低
減することができる。この発明における断面Y字型ゲー
トの電極構造を有する半導体装置の製造方法は、ゲー
ト、ソース、ドレイン電極を自己整合で形成できるため
安易に形成することができ、歩留まりの向上を図れる。
Thus, in this embodiment,
The gate electrode 6 having a Y-shaped cross section can be formed on the source electrode 8 and the drain electrode 9 by EB exposure 10 in FIG. Also,
The height from the semiconductor substrate 1 to the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 can be increased to about 0.4 μm, which corresponds to the total thickness of the resist 2 and the resist 3, and the gate-source capacitance and The gate / drain capacitance can be reduced. In the method of manufacturing a semiconductor device having an electrode structure with a Y-shaped cross-section according to the present invention, the gate, source, and drain electrodes can be formed in a self-aligned manner, so that they can be easily formed and the yield can be improved.

【0039】実施の形態3.以下、断面Y字型ゲート電
極を有する半導体装置を4層レジストを用いて形成する
製造方法の他の実施の形態を図16乃至図22を用いて
説明する。まず、実施の形態1と同様に、図16に示す
ように、半導体基板1上に、ソース電極8及びドレイン
電極9を形成する。次に、半導体基板1上に、最下層の
レジスト11を厚さ0.1μm、その上に中間層のレジ
スト2を厚さ0.1μm、さらに、その上に最上層のレ
ジスト3を厚さ0.2μmで塗布する。レジスト11
は、電子ビーム(EB)、Deep UV、X線に感度を有
し、レジスト2より高感度でレジスト3とほぼ同様の感
度を有し、レジスト2の現像液で溶解せず、レジスト2
に対してミキシングを発生しないポジレジストで、例え
ば、日本ゼオン(株)製の商品名ZEP7100から構成され
ている。レジスト2には、電子ビーム(EB)、DeepU
V、X線に感度を有し、レジスト3より低感度で、レジ
スト3の現像液で溶解しないポジレジストで、例えばP
MGI(ポリジメチルグルタルイミド)を用いる。レジ
スト3は、電子ビーム、Deep UV、X線に感度を有し、
レジスト2より高感度で、レジスト2及びレジスト11
の現像液で溶解せず、レジスト2に対してミキシングを
発生しないポジレジストで、例えば日本ゼオン(株)製
の商品名ZEP520を用いる。
Embodiment 3 Hereinafter, another embodiment of a manufacturing method for forming a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a four-layer resist will be described with reference to FIGS. First, similarly to the first embodiment, as shown in FIG. 16, the source electrode 8 and the drain electrode 9 are formed on the semiconductor substrate 1. Next, on the semiconductor substrate 1, the lowermost layer resist 11 has a thickness of 0.1 μm, the intermediate layer resist 2 has a thickness of 0.1 μm, and the uppermost layer resist 3 has a thickness of 0 μm. Apply at 2 μm. Resist 11
Has sensitivity to electron beam (EB), Deep UV, X-rays, higher sensitivity than resist 2 and almost the same sensitivity as resist 3, and does not dissolve in the developer of resist 2
On the other hand, it is a positive resist that does not generate mixing, and is composed of, for example, a trade name ZEP7100 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. For the resist 2, electron beam (EB), DeepU
A positive resist that has sensitivity to V and X-rays, is less sensitive than resist 3, and does not dissolve in the developing solution of resist 3, such as P
MGI (polydimethylglutarimide) is used. Resist 3 has sensitivity to electron beam, Deep UV, X-ray,
Higher sensitivity than resist 2, resist 2 and resist 11
A positive resist that does not dissolve in the developing solution and does not cause mixing with the resist 2, for example, ZEP520 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. is used.

【0040】図17に示すように、レジスト3の上から
EB露光10を用いレジスト3及びレジスト11に対し
ては、断面Y字型ゲート電極6の下部電極部の幅よりも
広く、断面Y字型ゲート電極6の上部電極部6cよりも
狭い幅L3’を低露光量で露光する。また、レジスト2
に対しては、断面Y字型ゲート電極6の下部電極部L1
の幅を高露光量で、リセス12の形成予定領域に対して
オフセットをかけて露光する。なお、ここで、オフセッ
トとは、中心線から左または右方向に所定の距離だけず
れている(偏心している)ことであり、したがって、上
記L1が、図22に示すように、リセス12(の形成予
定領域)の中心線と中心線を共有せずに、所定の距離だ
け、左または右方向(図22では右方向)にずれている
ことをいう。また、ゲートパッド電極7(図22参照)
の形成予定領域は、EB露光10もしくは光学露光で、
レジスト2まで感光する露光量で露光する。
As shown in FIG. 17, EB exposure 10 is applied from above the resist 3 to the resist 3 and the resist 11, which is wider than the width of the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 and has a Y-shaped cross section. The width L3 'of the mold gate electrode 6 narrower than the upper electrode portion 6c is exposed with a low exposure amount. Also, the resist 2
For the lower electrode portion L1 of the gate electrode 6 having a Y-shaped cross section.
With a high exposure amount, the region of the recess 12 to be formed is offset and exposed. Here, the offset means that the center line is displaced leftward or rightward by a predetermined distance (eccentricity). Therefore, as described above, the L1 has a recess 12 (of the recess 12) as shown in FIG. It means that the center line of the area to be formed does not share the center line and the center line is displaced by a predetermined distance in the left or right direction (right direction in FIG. 22). In addition, the gate pad electrode 7 (see FIG. 22)
The area planned to be formed by EB exposure 10 or optical exposure,
The resist 2 is exposed to light with an exposure amount.

【0041】図18に示すように、レジスト3の現像
液、例えば、有機溶剤のキシレンで現像し、レジスト3
のみに幅L3’、例えば、0.35μmの抜きパターン
およびゲートパッド電極7の幅に相当する抜きパターン
を形成する。このときに、レジスト2及びレジスト11
はキシレンで溶解されない。
As shown in FIG. 18, the resist 3 is developed with a developing solution of the resist 3, for example, xylene which is an organic solvent.
A width L3 ′, for example, a punching pattern having a width of 0.35 μm and a punching pattern corresponding to the width of the gate pad electrode 7 are formed. At this time, the resist 2 and the resist 11
Is not dissolved in xylene.

【0042】図19に示すように、光学露光用で、レジ
スト2の現像液で溶解可能なレジスト5、例えば、画像
反転(イメージリバーサル)レジストを1μm塗布す
る。このとき、レジスト3とレジスト5の間には、厚み
約200Åのミキシング層4が形成される。次に、断面
Y字型ゲート電極6の上部電極部6cの幅L2でレジス
ト5を光学露光により露光する。
As shown in FIG. 19, a resist 5 for optical exposure, which is soluble in the developing solution of the resist 2, for example, an image reversal resist 5 is applied to a thickness of 1 μm. At this time, the mixing layer 4 having a thickness of about 200Å is formed between the resist 3 and the resist 5. Next, the resist 5 is exposed by optical exposure with the width L2 of the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6.

【0043】図20に示すように、露光後、画像反転さ
せ、レジスト2とレジスト5を有機アルカリ現像し、幅
L2、例えば、0.7μmの抜きパターンをレジスト5
に、幅L1、例えば、0.2μmの抜きパターンをレジ
スト2に形成する。また、それと同時に、ゲートパッド
電極7の形成予定領域のレジスト2及びレジスト5を開
口する。このとき、図17の工程において、断面Y字型
ゲート電極6の下部電極部の幅はリセス12の形成予定
領域に対してオフセットをかけて露光されているため、
レジスト5の幅L2の抜きパターンに対してレジスト2
の幅L1の抜きパターンはオフセットがかかる。
As shown in FIG. 20, after the exposure, the image is inverted, and the resist 2 and the resist 5 are subjected to organic alkali development, and a blank pattern having a width L2, for example, 0.7 μm is formed in the resist 5.
Then, a blank pattern having a width L1, for example, 0.2 μm is formed in the resist 2. At the same time, the resist 2 and the resist 5 in the region where the gate pad electrode 7 is to be formed are opened. At this time, in the step of FIG. 17, since the width of the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is offset from the region where the recess 12 is to be formed and exposed,
The resist 2 with respect to the blank pattern of the width L2 of the resist 5
The blank pattern having the width L1 is offset.

【0044】図21に示すように、レジスト11のみ、
例えば、メチルイソブチルケトンで現像することによ
り、リセス12の幅に相当する幅L4(=L3’)、例
えば、0.3μmで抜きパターンが形成されるが、この
抜きパターンは、レジスト2の幅L1の抜きパターンに
対してオフセットがかかる。
As shown in FIG. 21, only the resist 11 is
For example, by developing with methyl isobutyl ketone, a punched pattern is formed with a width L4 (= L3 ′) corresponding to the width of the recess 12, for example, 0.3 μm. This punched pattern has a width L1 of the resist 2. Offset is applied to the blank pattern.

【0045】半導体基板1の活性層1B(図1参照)を
エッチングすることによりリセス12を形成し、レジス
ト5をマスクして、断面Y字型ゲート電極6を構成する
金属であるPt/Auなどを6000Å程度蒸着した
後、リフトオフにより、レジスト5等を除去して、図2
2に示すようなゲート長Lg=0.2μmでリセス12
内にオフセットがかかっている断面Y字型ゲート電極6
を、重ね合わせによるずれなしに形成でき、また、ゲー
トパッド電極7も同時に形成できる。
The recess 12 is formed by etching the active layer 1B (see FIG. 1) of the semiconductor substrate 1, and the resist 5 is masked to form Pt / Au, which is a metal forming the Y-shaped cross-section gate electrode 6. After depositing about 6000Å, lift-off is performed to remove the resist 5 and the like.
When the gate length Lg = 0.2 μm as shown in FIG.
Y-shaped cross-section gate electrode 6 with offset inside
Can be formed without misalignment due to superposition, and the gate pad electrode 7 can be formed at the same time.

【0046】これにより、半導体基板1から断面Y字型
ゲート電極6の上部電極部6cまでの高さをレジスト2
及びレジスト3を合わせた厚みである約0.4μmまで
高くすることができ、ゲート・ソース容量及びゲート・
ドレイン容量を低減でき、また、上述したような方法に
より、断面Y字型ゲート電極6の下部電極部をリセス1
2内にオフセットを容易にかけられるため、断面Y字型
ゲート電極6の下部電極部をリセス12内のソース電極
8側に寄せた場合、ソース抵抗及びソース・ドレイン容
量の低減を図れる。また、この発明におけるリセス12
内にオフセットを有する断面Y字型ゲート電極6の構造
は、上部電極部6cがリセス12の上部を覆うように設
けられているため、後工程にあるプラズマ処理等の半導
体基板へダメージを低減することができる。
As a result, the height from the semiconductor substrate 1 to the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is set to the resist 2
The total thickness of the resist 3 and the resist 3 can be increased to about 0.4 μm.
The drain capacitance can be reduced, and the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is recessed by the method described above.
Since the offset can be easily applied within 2, the source resistance and the source / drain capacitance can be reduced when the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is brought closer to the source electrode 8 side in the recess 12. Further, the recess 12 in the present invention
The structure of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 having an offset inside reduces the damage to the semiconductor substrate such as plasma processing in a later step because the upper electrode portion 6c is provided so as to cover the upper portion of the recess 12. be able to.

【0047】実施の形態4.以下、この発明の断面Y字
型ゲートを自己整合で形成する半導体装置の製造方法の
他の実施の形態を図23乃至図32について説明する。
まず、まず、実施の形態3と同様に、図23に示すよう
に、半導体基板1上に、最下層のレジスト11を厚さ
0.1μm、その上に中間層のレジスト2を厚さ0.1
μm、さらに、その上に最上層のレジスト3を厚さ0.
2μmで塗布する。
Embodiment 4 23 to 32, another embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention for forming a Y-shaped cross-section gate by self-alignment will be described.
First, as in the third embodiment, first, as shown in FIG. 23, a lowermost layer resist 11 having a thickness of 0.1 μm is formed on a semiconductor substrate 1, and an intermediate layer resist 2 having a thickness of 0.1 μm is formed thereon. 1
.mu.m, and the topmost resist 3 having a thickness of 0.
Apply at 2 μm.

【0048】この実施の形態においては、ゲート電極に
対してソース電極及びドレイン電極を自己整合で形成す
るため、図24に示すように、レジスト3の上から一回
のEB露光10を用いて、断面Y字型ゲート電極6の形
成予定領域のレジスト3に対しては、断面Y字型ゲート
電極6の下部電極部の幅L1よりも広く、断面Y字型ゲ
ート電極6の上部電極部6cの幅L2よりも狭い幅L
3’で、かつ、レジスト3及びレジスト11が感光する
露光量で露光する。次に、レジスト2に対しては、高露
光量で、断面Y字型ゲート電極6の下部電極部の幅L1
(図22参照)で、かつ、リセス12の形成予定領域に
対してオフセットをかけて露光する。また、後の工程で
形成するソース電極8及びドレイン電極9(図29参
照)の形成予定領域に対してレジスト2及びレジスト1
1が感光する露光量で露光を行う。なお、図23乃至図
32においては、ゲートパッド電極7(図6参照)の部
分については、省略している。
In this embodiment, since the source electrode and the drain electrode are formed in self-alignment with the gate electrode, the EB exposure 10 is performed once from above the resist 3 as shown in FIG. The width of the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is larger than the width L1 of the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 with respect to the resist 3 in the region where the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is to be formed. Width L narrower than width L2
3'and exposure is performed with an exposure amount that the resist 3 and the resist 11 are exposed. Next, with respect to the resist 2, the width L1 of the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is high with a high exposure amount.
(See FIG. 22), and an exposure is performed by offsetting the area where the recess 12 is to be formed. Further, the resist 2 and the resist 1 are formed on the regions where the source electrode 8 and the drain electrode 9 (see FIG. 29) are to be formed in the subsequent steps.
Exposure is performed with an exposure amount that 1 is exposed. 23 to 32, the gate pad electrode 7 (see FIG. 6) is omitted.

【0049】図25に示すように、レジスト3の現像
液、例えば、有機溶剤のキシレンで、レジスト3のみ
に、断面Y字型ゲート電極6の形成予定領域に幅L3’
(例えば0.35μm)の抜きパターンを形成し、同時
に、ソース電極8及びドレイン電極9の形成予定領域に
それらに相当する幅を有した抜きパターンを形成する。
このとき、レジスト2及び11はキシレンで溶解されな
い。
As shown in FIG. 25, a developing solution for the resist 3, for example, xylene as an organic solvent, is used to form a width L3 'in a region where the gate electrode 6 having the Y-shaped cross section is to be formed only in the resist 3.
A blank pattern (for example, 0.35 μm) is formed, and at the same time, a blank pattern having a width corresponding to those is formed in the regions where the source electrode 8 and the drain electrode 9 are to be formed.
At this time, the resists 2 and 11 are not dissolved by xylene.

【0050】次に、図26に示すように、光学露光用の
レジスト5、例えば、画像反転(イメージリバーサル)
レジストを1μm塗布する。このとき、レジスト3とレ
ジスト5の間には、ミキシング層4が形成される。次
に、ソース電極8及びドレイン電極9の形成予定領域の
レジスト5を光学露光で露光する。
Next, as shown in FIG. 26, a resist 5 for optical exposure, for example, image reversal (image reversal).
Apply a resist of 1 μm. At this time, the mixing layer 4 is formed between the resist 3 and the resist 5. Next, the resist 5 in the regions where the source electrode 8 and the drain electrode 9 are to be formed is exposed by optical exposure.

【0051】図27に示すように、露光後、画像反転さ
せ、ソース電極8及びドレイン電極9のための抜きパタ
ーン部分のレジスト5及びレジスト2を、有機アルカリ
現像して除去して、ソース電極8及びドレイン電極9の
形成予定領域を開口し、レジスト11のみ残る抜きパタ
ーンが形成される。なお、ここで、レジスト2のソース
電極8及びドレイン電極9の形成予定領域は、図24の
EB露光10で露光されているため、上記現像によりレ
ジスト5と同時に除去され、抜きパターンが形成される
ものである。
As shown in FIG. 27, after the exposure, the image is inverted, and the resist 5 and the resist 2 in the blank pattern portion for the source electrode 8 and the drain electrode 9 are removed by organic alkali development to remove the source electrode 8 An opening is formed in the area where the drain electrode 9 is to be formed, and a blank pattern in which only the resist 11 remains is formed. Here, since the regions where the source electrode 8 and the drain electrode 9 are to be formed of the resist 2 have been exposed by the EB exposure 10 of FIG. 24, they are removed at the same time as the resist 5 by the above development to form a blank pattern. It is a thing.

【0052】図28に示すように、レジスト11を有機
現像、例えば、メチルイソブチルケトンで現像して、ソ
ース電極8及びドレイン電極9の形成予定領域を開口す
る。
As shown in FIG. 28, the resist 11 is organically developed, for example, with methyl isobutyl ketone to open the regions where the source electrode 8 and the drain electrode 9 are to be formed.

【0053】次に、レジスト5をマスクにして、ソース
電極8及びドレイン電極9を構成するための金属を蒸着
した後に、レジスト2、レジスト3及びレジスト11が
溶解されずにレジスト5のみが溶解する有機溶媒、例え
ば、アセトンで、レジスト5をリフトオフする。それに
より、図29に示すように、レジスト2、レジスト3ミ
キシング層4及びレジスト11を残しながら、ソース電
極8及びドレイン電極9が形成される。
Next, after the metal for forming the source electrode 8 and the drain electrode 9 is vapor-deposited using the resist 5 as a mask, the resist 2, the resist 3 and the resist 11 are not dissolved but only the resist 5 is dissolved. The resist 5 is lifted off with an organic solvent such as acetone. Thereby, as shown in FIG. 29, the source electrode 8 and the drain electrode 9 are formed while leaving the resist 2, the resist 3, the mixing layer 4, and the resist 11.

【0054】次に、上述のレジスト5と同じ材料、すな
わち、光学露光用で、レジスト2の現像液で溶解可能な
材料から構成されたレジスト5A、例えば、画像反転
(イメージリバーサル)レジストを、全面に、1μm塗
布する。その次に、断面Y字型ゲート電極6の上部電極
部6cの幅L2に相当する幅で、レジスト5Aに対し
て、光学露光を行う。そして、露光後、画像反転させ、
図30に示すように、レジスト2とレジスト5Aを有機
アルカリ現像して除去する。それにより、断面Y字型ゲ
ート電極6の上部電極部6cの幅L2、例えば、0.7
μmでレジスト5Aに、また、断面Y字型ゲート電極6
の下部電極部の幅L1、例えば、0.2μmでレジスト
2に、抜きパターンが形成される。
Next, a resist 5A made of the same material as the resist 5 described above, that is, a material for optical exposure and soluble in the developing solution for the resist 2, for example, an image reversal resist, is used for the entire surface. To 1 μm. Then, the resist 5A is subjected to optical exposure with a width corresponding to the width L2 of the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6. Then, after exposure, reverse the image,
As shown in FIG. 30, the resist 2 and the resist 5A are removed by organic alkali development. Thereby, the width L2 of the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6, for example, 0.7
μm to resist 5A and Y-shaped cross-section gate electrode 6
A blank pattern is formed in the resist 2 with the width L1 of the lower electrode portion of, for example, 0.2 μm.

【0055】図31に示すように、レジスト11のみ、
例えば、メチルイソブチルケトンで現像することによ
り、リセス12の幅に相当する幅L4、例えば、0.3
μmで抜きパターンが形成されるが、この抜きパターン
は、レジスト2の幅L1の抜きパターンに対してオフセ
ットがかかる。
As shown in FIG. 31, only the resist 11 is
For example, by developing with methyl isobutyl ketone, a width L4 corresponding to the width of the recess 12, for example, 0.3
A punching pattern is formed with a thickness of μm, and this punching pattern is offset with respect to the punching pattern having the width L1 of the resist 2.

【0056】図32に示すように、活性層1B(図1参
照)をエッチングしてリセス12を形成した後、レジス
ト5Aをマスクにして、ゲート電極6を構成する例えば
Pt/Auなどの金属を、6000Å程度の層厚で蒸着
する。次に、リフトオフにより、レジスト11、レジス
ト2、レジスト3、ミキシング層4及びレジスト5Aを
除去すると、図15に示すようなゲート長Lg0.2μ
mの断面Y字型ゲート電極6が形成される。
As shown in FIG. 32, after the active layer 1B (see FIG. 1) is etched to form the recess 12, the resist 5A is used as a mask to remove metal such as Pt / Au forming the gate electrode 6. , Vapor deposition with a layer thickness of about 6000Å. Next, when the resist 11, the resist 2, the resist 3, the mixing layer 4 and the resist 5A are removed by lift-off, the gate length Lg 0.2 μ as shown in FIG.
A gate electrode 6 having a Y-shaped cross section is formed.

【0057】これにより、半導体基板1から断面Y字型
ゲート電極6の上部電極部6cまでの高さをレジスト2
及びレジスト3を合わせた厚みである約0.4μmまで
高くすることができ、ゲート・ソース容量及びゲート・
ドレイン容量を低減でき、また、上述したような方法に
より、断面Y字型ゲート電極6の下部電極部をリセス1
2内にオフセットを容易にかけられるため、断面Y字型
ゲート電極6の下部電極部をリセス12内のソース電極
8側に寄せた場合、ソース抵抗及びソース・ドレイン容
量の低減を図れる。また、この発明におけるリセス12
内にオフセットを有する断面Y字型ゲート電極6の構造
は、上部電極部6cがリセス12の上部を覆うように設
けられているため、後工程にあるプラズマ処理等の半導
体基板へダメージを低減することができる。この発明に
おける断面Y字型ゲートの電極構造を有する半導体装置
の製造方法は、ゲート、ソース、ドレイン電極を自己整
合で形成できるため安易に形成することができ、歩留ま
りの向上を図れる。
As a result, the height from the semiconductor substrate 1 to the upper electrode portion 6c of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is set to the resist 2
The total thickness of the resist 3 and the resist 3 can be increased to about 0.4 μm.
The drain capacitance can be reduced, and the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is recessed by the method described above.
Since the offset can be easily applied within 2, the source resistance and the source / drain capacitance can be reduced when the lower electrode portion of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 is brought closer to the source electrode 8 side in the recess 12. Further, the recess 12 in the present invention
The structure of the Y-shaped cross-section gate electrode 6 having an offset inside reduces the damage to the semiconductor substrate such as plasma processing in a later step because the upper electrode portion 6c is provided so as to cover the upper portion of the recess 12. be able to. In the method of manufacturing a semiconductor device having an electrode structure with a Y-shaped cross-section according to the present invention, the gate, source, and drain electrodes can be formed in a self-aligned manner, so that they can be easily formed and the yield can be improved.

【0058】[0058]

【発明の効果】この発明の半導体装置によれば、半導体
基板と、半導体基板上に設けられたソース電極、ドレイ
ン電極及びこれらの間に位置するゲート電極とを備え、
ゲート電極が逆ステップ型の側断面形状を有しているの
で、半導体基板からゲート電極上部までの高さを高くす
ることができ、それにより、ゲート・ソース容量及びゲ
ート・ドレイン容量を低減できるとともに、逆ステップ
型にしたため、微細なゲート長を保持しながら、電極上
部とそれを支持している部分との接続が安定したゲート
電極が得られ、電気的信頼性を向上させることができる
という効果を奏する。
According to the semiconductor device of the present invention, it is provided with a semiconductor substrate, a source electrode and a drain electrode provided on the semiconductor substrate, and a gate electrode located between them.
Since the gate electrode has the reverse step type side cross-sectional shape, the height from the semiconductor substrate to the upper part of the gate electrode can be increased, which can reduce the gate-source capacitance and the gate-drain capacitance. Since it is a reverse step type, it is possible to obtain a gate electrode with a stable connection between the upper part of the electrode and the part supporting it while maintaining a fine gate length, and it is possible to improve the electrical reliability. Play.

【0059】また、半導体基板と、半導体基板上に設け
られたゲート電極とを備え、ゲート電極が、半導体基板
上に固定され、第一の幅を有する支持部と、支持部上に
設けられ、支持部の幅より広い第二の幅を有する上部
と、支持部と上部との間に設けられて、第一の幅より広
く第二の幅より狭い幅を有する中間部とから構成され
て、支持部と中間部とを合わせた高さを0.4μmにし
たので、従来の断面T字型ゲートよりも半導体基板から
ゲート電極の上部の高さを高くすることにできるため、
ゲート・ソース容量及びゲート・ドレイン容量を低減で
き、高周波帯域での高利得、高出力化が図れるという効
果を奏する。
Further, a semiconductor substrate and a gate electrode provided on the semiconductor substrate are provided. The gate electrode is fixed on the semiconductor substrate and has a support portion having a first width, and the support portion is provided on the support portion. An upper portion having a second width wider than the width of the support portion, and an intermediate portion provided between the support portion and the upper portion and having a width wider than the first width and narrower than the second width, Since the total height of the support portion and the intermediate portion is 0.4 μm, the height of the upper portion of the gate electrode from the semiconductor substrate can be made higher than that of the conventional T-shaped cross-section gate.
The gate-source capacitance and the gate-drain capacitance can be reduced, and high gain and high output can be achieved in a high frequency band.

【0060】また、支持部が、上部に対して、同軸上に
設けられているので、安定がよく、高い信頼性を有する
ことができる。
Further, since the support portion is provided coaxially with the upper portion, it is stable and has high reliability.

【0061】また、支持部が、上部に対して、同軸でな
く偏移して設けられているので、ゲート電極をソース電
極側に寄せた場合、ソース抵抗を低減できるとともに、
ソース・ドレイン容量の低減を図ることができる。
Further, since the supporting portion is provided not on the same axis as the upper portion but on the other side, it is possible to reduce the source resistance when the gate electrode is brought closer to the source electrode side.
The source / drain capacitance can be reduced.

【0062】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に設けられ、第一の幅を有する支持部
と、上記支持部上に設けられ、上記第一の幅より広い第
二の幅を有する上部と、支持部と上部との間に設けられ
て、第一の幅より広く第二の幅より狭い幅を有する中間
部とから構成された逆ステップ型の側断面形状を有する
ゲート電極を備えた半導体装置の製造方法であって、半
導体基板上の全面に、第一のレジストを塗布する工程
と、第一のレジストより高感度で、第一のレジストと現
像液が異なる第二のレジストを、第一のレジスト上に塗
布する工程と、第二のレジストのゲート電極の形成予定
領域に対して、第一の幅より広く第二の幅よりも狭い幅
で露光を行う工程と、第二のレジストを介して、露光を
行った領域内の第一のレジストに対して、第一の幅で露
光を行う工程と、第二のレジストのみを現像して、露光
を行った部分の第二のレジストを除去し、第一のレジス
ト上に第二のレジストの抜きパターンを形成する工程
と、第一のレジストの現像液で現像が行える第三のレジ
ストを、第二のレジスト上及び抜きパターン内の第一の
レジスト上に塗布する工程と、第三のレジストに対して
第二の幅で露光を行う工程と、第三のレジスト及び第一
のレジストを現像して、露光を行った部分の第三のレジ
スト及び第一のレジストを除去し、逆ステップ型の側断
面形状の抜きパターンを形成する工程と、逆ステップ型
の側断面形状の抜きパターン内にゲート電極用金属を蒸
着して、ゲート電極を形成する工程と、露光を行ってい
ない部分の第一、第二及び第三のレジストを除去する工
程とを備えるようにしたので、従来の断面T字型ゲート
よりも半導体基板からゲート電極の上部までの高さを高
くした半導体装置を容易に製造することができ、ゲート
・ソース容量、ゲート・ドレイン容量を低減できる、高
周波帯域での高利得、高出力化が図れる。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the support portion provided on the semiconductor substrate and having the first width, and the second support portion provided on the support portion and wider than the first width are provided. A gate having an inverted step type side cross-sectional shape including an upper portion having a width and an intermediate portion provided between the support portion and the upper portion and having a width wider than the first width and narrower than the second width. A method of manufacturing a semiconductor device including an electrode, comprising: a step of applying a first resist on the entire surface of a semiconductor substrate; and a second resist having a higher sensitivity than the first resist and a developing solution different from that of the first resist. The step of applying the resist on the first resist, and the step of exposing the area where the gate electrode of the second resist is to be formed with a width wider than the first width and narrower than the second width. , Through the second resist, the first in the exposed area Step of exposing the resist to the first width, and developing only the second resist to remove the second resist in the exposed portion, and the second resist on the first resist. A step of forming a removal pattern of the first resist, a step of applying a third resist that can be developed with a developing solution of the first resist on the second resist and on the first resist in the removal pattern, Exposing the resist in a second width, developing the third resist and the first resist, and removing the third resist and the first resist in the exposed portion, and the reverse step The step of forming the side cross-section punching pattern of the mold, the step of depositing the metal for the gate electrode in the side step cross-section punching pattern of the reverse step mold to form the gate electrode, and the step of unexposed part First, second and third resist Since it is provided with a step of removing, it is possible to easily manufacture a semiconductor device in which the height from the semiconductor substrate to the upper part of the gate electrode is higher than that of the conventional T-shaped cross-section gate, and it is possible to easily manufacture the semiconductor device. It is possible to achieve high gain and high output in the high frequency band, which can reduce the gate / drain capacitance.

【0063】また、半導体基板上に設けられ、第一の幅
を有する支持部および支持部上に設けられ、第一の幅よ
り広い第二の幅を有する上部とから構成されるととも
に、支持部が上部に対して同軸でなく偏移して設けられ
ている、逆ステップ型の側断面形状を有するゲート電極
を備えた半導体装置の製造方法であって、半導体基板上
の全面に、第一のレジストを塗布する工程と、第一のレ
ジストより低感度で、第一のレジストと現像液が異なる
第二のレジストを第一のレジスト上に塗布する工程と、
第二のレジストより高感度で、第二のレジストと現像液
が異なる第三のレジストを第二のレジスト上に塗布する
工程と、第三のレジストに対して第一の幅より広く第二
の幅よりも狭い幅でゲート電極の形成予定領域に露光を
行う工程と、第二のレジストに対して、第三のレジスト
を介して、第一の幅で、ゲート電極の形成予定領域に対
してオフセットをかけて露光を行う工程と、第三のレジ
ストのみを現像して、露光を行った部分の第三のレジス
トを除去し、第二のレジスト上に第三のレジストの抜き
パターンを形成する工程と、第二のレジストの現像液で
現像が行える第四のレジストを、第三のレジスト上及び
抜きパターン内の第二のレジスト上に塗布する工程と、
第四のレジストに対して第二の幅で露光を行う工程と、
第四のレジスト、第二のレジスト及び第一のレジストを
現像して、露光を行った部分の第四のレジスト、第二の
レジスト及び第一のレジストを除去し、逆ステップ型の
側断面形状の抜きパターンを形成する工程と、逆ステッ
プ型の側断面形状の抜きパターン内にゲート電極用金属
を蒸着して、ゲート電極を形成する工程と、露光を行っ
ていない部分の第一、第二、第三及び第四のレジストを
除去する工程とを備えるようにしたので、支持部を上部
に対して同軸でなく偏移して設けることができるので、
ゲート電極をソース電極側に寄せた場合、ソース抵抗を
低減できるとともに、ソース・ドレイン容量の低減を図
ることができる半導体装置を容易に製造することができ
る。リセス内にオフセットを有する断面Y字型ゲートの
電極構造は、ゲート電極の上部がリセスの上部を覆うよ
うにあるため、後工程にあるプラズマ処理等の半導体基
板へダメージを低減することができる。
Further, the support portion is provided on the semiconductor substrate and has a first width, and the upper portion is provided on the support portion and has a second width wider than the first width. Is a method of manufacturing a semiconductor device provided with a gate electrode having a side cross-sectional shape of an inverse step type, which is provided not in coaxial with the upper portion but on the entire surface of a semiconductor substrate. A step of applying a resist, a step of applying a second resist having a lower sensitivity than the first resist and a developer different from the first resist on the first resist,
A step of applying a third resist on the second resist, which has a higher sensitivity than the second resist and a developing solution different from that of the second resist, and which is wider than the first width with respect to the third resist. The step of exposing the area where the gate electrode is to be formed with a width narrower than the width, and the second resist with respect to the area where the gate electrode is to be formed with the first width through the third resist. Step of exposing by applying offset, and developing only the third resist to remove the third resist in the exposed portion, and forming a third resist blank pattern on the second resist A step of applying a fourth resist which can be developed with a developing solution of a second resist, on the third resist and on the second resist in the removal pattern,
Exposing the fourth resist with a second width,
The fourth resist, the second resist and the first resist are developed to remove the exposed fourth resist, the second resist and the first resist, and the reverse step type side sectional shape. Forming a punched pattern, a step of forming a gate electrode metal in the punching pattern of the side cross-sectional shape of the reverse step type to form a gate electrode, and the first and second portions not exposed. Since the step of removing the third and fourth resists is provided, it is possible to dispose the support portion not coaxially with the upper portion,
When the gate electrode is brought closer to the source electrode side, it is possible to easily manufacture a semiconductor device capable of reducing the source resistance and the source / drain capacitance. In the electrode structure of the Y-shaped cross-section gate having an offset in the recess, since the upper part of the gate electrode covers the upper part of the recess, it is possible to reduce damage to the semiconductor substrate such as plasma processing in a later step.

【0064】また、半導体基板上に設けられたソース電
極及びドレイン電極と、半導体基板上に設けられ、第一
の幅を有する支持部および上記支持部上に設けられ、上
記第一の幅より広い第二の幅を有する上部とから構成さ
れた逆ステップ型の側断面形状を有するゲート電極とを
備えた半導体装置の製造方法であって、半導体基板上の
全面に、第一のレジストを塗布する工程と、第一のレジ
ストより高感度で、第一のレジストと現像液が異なる第
二のレジストを第一のレジスト上に塗布する工程と、第
二のレジストのゲート電極の形成予定領域に対して第一
の幅より広く第二の幅よりも狭い幅で露光を行う工程
と、第一のレジスト及び第二のレジストのソース電極及
びドレイン電極の形成予定領域に対して、露光を行う工
程と、第二のレジストのみを現像して、露光を行った部
分の第二のレジストを除去し、第一のレジスト上に第二
のレジストの抜きパターンを形成する工程と、第一のレ
ジストの現像液で現像が行える第三のレジストを、第二
のレジスト及び抜きパターン内の第一のレジスト上に塗
布する工程と、第三のレジストのソース電極及びドレイ
ン電極の形成予定領域に対して露光を行う工程と、第三
のレジスト及び第一のレジストを現像して、露光を行っ
た部分の第一のレジスト及び第三のレジストを除去し
て、ソース電極及びドレイン電極の形成予定領域に抜き
パターンを形成する工程と、ソース電極及びドレイン電
極の形成予定領域の抜きパターンに、ソース電極及びド
レイン電極用の金属を蒸着して、ソース電極及びドレイ
ン電極を形成する工程と、露光を行っていない部分の第
三のレジストを除去する工程と、第三のレジストと同じ
材料の第四のレジストを、ソース電極、ドレイン電極、
第二のレジスト及び第一のレジスト上に塗布する工程
と、第四のレジストに対して第二の幅で露光を行う工程
と、第四のレジスト及び第一のレジストを現像して、露
光を行った部分の第一のレジスト及び第四のレジストを
除去し、逆ステップ型の側断面形状の抜きパターンを形
成する工程と、逆ステップ型の側断面形状の抜きパター
ン内にゲート電極用金属を蒸着して、ゲート電極を形成
する工程と、露光を行っていない部分の第一、第二及び
第四のレジストを除去する工程とを備えるようにしたの
で、従来の断面T字型ゲートよりも半導体基板からゲー
ト電極の上部までの高さを高くした半導体装置を容易に
製造することができ、ゲート・ソース容量、ゲート・ド
レイン容量を低減できる、高周波帯域での高利得、高出
力化が図れるとともに、ゲート電極、ソース電極及びド
レイン電極を自己整合で形成できるため安易に形成する
ことができ、歩留まりの向上を図れる。
Further, the source electrode and the drain electrode provided on the semiconductor substrate, the support portion provided on the semiconductor substrate and having the first width, and the support portion provided on the support portion and wider than the first width. A method of manufacturing a semiconductor device comprising a gate electrode having a reverse step type side cross-sectional shape composed of an upper portion having a second width, wherein a first resist is applied to the entire surface of a semiconductor substrate. Step, a step of applying a second resist having a higher sensitivity than the first resist and a developing solution different from that of the first resist on the first resist, and a region for forming the gate electrode of the second resist And a step of performing exposure with a width that is wider than the first width and narrower than the second width, and a step of performing exposure with respect to the regions where the source and drain electrodes of the first resist and the second resist are to be formed. , Second Regis Only the second resist is developed to remove the second resist in the exposed portion, and a second resist punching pattern is formed on the first resist, and development can be performed with the first resist developer. A step of applying a third resist on the second resist and the first resist in the blank pattern, a step of exposing the regions where the source and drain electrodes of the third resist are to be formed, and A step of developing the third resist and the first resist, removing the first resist and the third resist in the exposed portion, and forming a blank pattern in the regions where the source electrode and the drain electrode are to be formed; A step of forming a source electrode and a drain electrode by vapor-depositing a metal for the source electrode and the drain electrode on a blank pattern of a region where the source electrode and the drain electrode are to be formed, and performing exposure. Removing the third resist the free portion, the fourth resist in the same material as the third resist, the source electrode, the drain electrode,
The step of applying on the second resist and the first resist, the step of exposing the fourth resist with a second width, and developing the fourth resist and the first resist to expose. The step of removing the first resist and the fourth resist in the performed portion and forming a punching pattern of the reverse step type side sectional shape, and a metal for a gate electrode in the punching pattern of the reverse step type side sectional shape Since a step of forming a gate electrode by vapor deposition and a step of removing the first, second, and fourth resists in the unexposed portion are provided, the gate electrode can be formed more than a conventional T-shaped cross-section gate. It is possible to easily manufacture a semiconductor device in which the height from the semiconductor substrate to the upper part of the gate electrode is increased, and it is possible to reduce the gate / source capacitance and the gate / drain capacitance, and achieve high gain and high output in the high frequency band. With , The gate electrode, the source electrode and the drain electrode can be easily formed because it can form a self-aligned, thereby improving the yield.

【0065】また、半導体基板上に設けられたソース電
極及びドレイン電極と、半導体基板上に設けられ、第一
の幅を有する支持部および上記支持部上に設けられ、上
記第一の幅より広い第二の幅を有する上部とから構成さ
れた逆ステップ型の側断面形状を有するゲート電極とを
備えた半導体装置の製造方法であって、半導体基板上の
全面に、第一のレジストを塗布する工程と、第一のレジ
ストより低感度で、第一のレジストと現像液が異なる第
二のレジストを上記第一のレジスト上に塗布する工程
と、第二のレジストより高感度で、第二のレジストと現
像液が異なる第三のレジストを第二のレジスト上に塗布
する工程と、第三のレジスト及び第一のレジストが感光
する露光量で第一の幅より広く第二の幅よりも狭い幅で
ゲート電極の形成予定領域に露光を行う工程と、第二の
レジストに対して、第三のレジストを介して、第一の幅
で、ゲート電極の形成予定領域に対してオフセットをか
けて露光を行う工程と、第二のレジスト及び第一のレジ
ストが感光する露光量で第一のレジスト及び第二のレジ
ストのソース電極及びドレイン電極の形成予定領域に対
して露光を行う工程と、第三のレジストのみを現像し
て、露光を行った部分の第三のレジストを除去し、第二
のレジスト上に第三のレジストの抜きパターンを形成す
る工程と、第二のレジストの現像液で現像が行える第四
のレジストを、第三のレジスト上及び抜きパターン内の
第二のレジスト上に塗布する工程と、第四のレジストの
ソース電極及びドレイン電極の形成予定領域に対して露
光を行う工程と、第四のレジスト、第二のレジスト及び
第一のレジストを現像して、露光を行った部分の第四の
レジスト、第二のレジスト及び第一のレジスタを除去し
て、ソース電極及びドレイン電極の形成予定領域に抜き
パターンを形成する工程と、ソース電極及びドレイン電
極の形成予定領域の抜きパターンに、ソース電極及びド
レイン電極用の金属を蒸着して、ソース電極及びドレイ
ン電極を形成する工程と、露光を行っていない部分の第
四のレジストを除去する工程と、第四のレジストと同じ
材料の第五のレジストを、ソース電極、ドレイン電極、
第二のレジスト及び第三のレジスト上に塗布する工程
と、第五のレジストに対して第二の幅で露光を行う工程
と、第五のレジスト、第二のレジスト及び第一のレジス
トを現像して、露光を行った部分の第五のレジスト、第
二のレジスト及び第一のレジストを除去し、逆ステップ
型の側断面形状の抜きパターンを形成する工程と、逆ス
テップ型の側断面形状の抜きパターン内にゲート電極用
金属を蒸着して、ゲート電極を形成する工程と、露光を
行っていない部分の第一、第二、第三及び第五のレジス
トを除去する工程とを備えるようにしたので、従来の断
面T字型ゲートよりも半導体基板からゲート電極の上部
までの高さを高くした半導体装置を容易に製造すること
ができ、ゲート・ソース容量、ゲート・ドレイン容量を
低減できる、高周波帯域での高利得、高出力化が図れる
とともに、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を
自己整合で形成できるため安易に形成することができ、
歩留まりの向上を図れ、また、支持部を上部に対して同
軸でなく偏移して設けることができるので、ゲート電極
をソース電極側に寄せた場合、ソース抵抗を低減できる
とともに、ソース・ドレイン容量の低減を図ることがで
きる半導体装置を容易に製造することができる。
Further, the source electrode and the drain electrode provided on the semiconductor substrate, the support portion provided on the semiconductor substrate and having the first width, and the support portion provided on the support portion and wider than the first width. A method of manufacturing a semiconductor device comprising a gate electrode having a reverse step type side cross-sectional shape composed of an upper portion having a second width, wherein a first resist is applied to the entire surface of a semiconductor substrate. A step of applying a second resist having a lower sensitivity than the first resist and a developing solution different from that of the first resist on the first resist, and having a higher sensitivity than the second resist, and a second resist A step of applying a third resist having a different developing solution from that of the resist on the second resist, and an exposure amount that the third resist and the first resist are exposed to, and the width is wider than the first width and narrower than the second width. The width of the gate electrode Exposing a region to the second resist, exposing the second resist through the third resist with a first width to the region where the gate electrode is to be formed by offsetting, and exposing Exposing the second resist and the first resist to the regions where the source electrode and the drain electrode of the first resist and the second resist are to be formed with an exposure amount that is exposed to light, and developing only the third resist. The step of removing the third resist in the exposed portion and forming a third resist removal pattern on the second resist, and the fourth resist which can be developed with a developing solution for the second resist. On the third resist and on the second resist in the blanking pattern, exposing the regions where the source and drain electrodes of the fourth resist are to be formed, and exposing the fourth resist ,second The resist and the first resist are developed, the exposed fourth resist, the second resist and the first resist are removed, and a blank pattern is formed in the regions where the source electrode and the drain electrode are to be formed. And the step of forming a source electrode and a drain electrode by vapor-depositing the metal for the source electrode and the drain electrode on the blank pattern of the region where the source electrode and the drain electrode are to be formed, and The step of removing the fourth resist, the fifth resist of the same material as the fourth resist, the source electrode, the drain electrode,
The step of applying on the second resist and the third resist, the step of exposing the fifth resist with the second width, and the development of the fifth resist, the second resist and the first resist. Then, the step of removing the fifth resist, the second resist, and the first resist in the exposed portion to form the punched pattern of the reverse step type side cross-sectional shape, and the reverse step type side cross-sectional shape A step of vapor-depositing a metal for a gate electrode in the blank pattern to form a gate electrode, and a step of removing the first, second, third and fifth resists in the unexposed portion. Therefore, it is possible to easily manufacture a semiconductor device in which the height from the semiconductor substrate to the upper part of the gate electrode is higher than that of the conventional T-shaped cross-section gate, and it is possible to reduce the gate-source capacitance and the gate-drain capacitance. ,high frequency High gain at frequency, with a high output can be achieved, a gate electrode, a source electrode and a drain electrode can be easily formed because it can form a self-aligned,
Since the yield can be improved and the support part can be provided off-axis rather than coaxially, the source resistance can be reduced and the source / drain capacitance can be reduced when the gate electrode is moved closer to the source electrode side. It is possible to easily manufacture a semiconductor device capable of reducing the noise.

【0066】また、第一のレジスト及び第二のレジスト
を合わせた層厚が0.4μmになるように、上記第一の
レジスト及び上記第二のレジストを塗布するようにした
ので、従来の断面T字型ゲートよりも半導体基板からゲ
ート電極の上部までの高さを高くした半導体装置を容易
に製造することができる。
Since the first resist and the second resist are applied so that the total layer thickness of the first resist and the second resist is 0.4 μm, the conventional cross section is It is possible to easily manufacture a semiconductor device in which the height from the semiconductor substrate to the upper portion of the gate electrode is higher than that of the T-shaped gate.

【0067】また、第一のレジスト及び第二のレジスト
が互いにミキシングを発生しない材料から構成されてい
るので、重ね合わせによるずれなしにゲート電極を製造
することができる。
Further, since the first resist and the second resist are made of materials which do not cause mixing with each other, the gate electrode can be manufactured without misalignment due to superposition.

【0068】また、第一のレジスト、第二のレジスト及
び第三のレジストを合わせた層厚が0.4μmになるよ
うに、第一のレジスト、第二のレジスト及び第三のレジ
ストを塗布するようにしたので、上記第一のレジスト及
び上記第二のレジストを塗布するようにしたので、従来
の断面T字型ゲートよりも半導体基板からゲート電極の
上部までの高さを高くした半導体装置を容易に製造する
ことができる。
Further, the first resist, the second resist and the third resist are applied so that the total layer thickness of the first resist, the second resist and the third resist is 0.4 μm. Therefore, since the first resist and the second resist are applied, a semiconductor device in which the height from the semiconductor substrate to the upper part of the gate electrode is higher than that of the conventional T-shaped cross-section gate is provided. It can be easily manufactured.

【0069】また、第一のレジスト及び第二のレジスト
が互いにミキシングを発生しない材料から構成し、第二
のレジスト及び第三のレジストが互いにミキシングを発
生しない材料から構成するようにしたので、重ね合わせ
によるずれなしにゲート電極を製造することができる。
Since the first resist and the second resist are made of materials that do not mix with each other, and the second resist and the third resist are made of materials that do not mix with each other, The gate electrode can be manufactured without misalignment due to the alignment.

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

【図1】 この発明の実施の形態1による3層レジスト
を用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の製
造方法を示した断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による3層レジスト
を用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の製
造方法を示した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1による3層レジスト
を用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の製
造方法を示した断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the three-layer resist according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態1による3層レジスト
を用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の製
造方法を示した断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the three-layer resist according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態1による3層レジスト
を用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の製
造方法を示した断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the three-layer resist according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態1による3層レジスト
を用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の製
造方法を示した断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the three-layer resist according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態2による3層レジスト
を用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の製
造方法を示した断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to a second embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態2による3層レジスト
を用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の製
造方法を示した断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to a second embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態2による3層レジスト
を用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の製
造方法を示した断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to a second embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態2による3層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態2による3層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to a second embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態2による3層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to a second embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態2による3層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to a second embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態2による3層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the three-layer resist according to the second embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態2による3層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 15 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device having a Y-shaped cross-section gate electrode using a three-layer resist according to a second embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態3による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the third embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態3による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the third embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態3による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the third embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態3による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the third embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態3による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the third embodiment of the present invention.

【図21】 この発明の実施の形態3による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the third embodiment of the present invention.

【図22】 この発明の実施の形態3による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the third embodiment of the present invention.

【図23】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図24】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図25】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図26】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図27】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図28】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図29】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図30】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図31】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図32】 この発明の実施の形態4による4層レジス
トを用いた断面Y字型ゲート電極を備えた半導体装置の
製造方法を示した断面図である。
FIG. 32 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device having the Y-shaped cross-section gate electrode using the four-layer resist according to the fourth embodiment of the present invention.

【図33】 従来の半導体装置の製造方法を示した断面
図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view showing the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,20 半導体基板、2,3,5,5A,11 レジ
スト、6 断面Y字型ゲート電極、7 ゲートパッド電
極、8 ソース電極、9 ドレイン電極。
1, 20 semiconductor substrate, 2, 3, 5, 5A, 11 resist, 6 cross-section Y-shaped gate electrode, 7 gate pad electrode, 8 source electrode, 9 drain electrode.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 上記半導体基板上に設けられたソース電極、ドレイン電
極及びこれらの間に位置するゲート電極とを備え、 上記ゲート電極が逆ステップ型の側断面形状を有してい
ることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate, a source electrode and a drain electrode provided on the semiconductor substrate, and a gate electrode located between the source electrode and the drain electrode, wherein the gate electrode has a reverse step type side cross-sectional shape. A semiconductor device characterized in that
【請求項2】 上記ゲート電極が、半導体基板上に設け
られ、第一の幅を有する支持部と、上記支持部上に設け
られ、上記第一の幅より広い第二の幅を有する上部と、
上記支持部と上記上部との間に設けられ、上記第一の幅
より広く上記第二の幅より狭い幅を有する中間部とから
構成されており、 上記支持部と上記中間部とを合わせた高さが0.4μm
であることを特徴とする半導体装置。
2. The gate electrode is provided on a semiconductor substrate and has a support portion having a first width, and an upper portion provided on the support portion and having a second width wider than the first width. ,
It is provided between the support part and the upper part, and is composed of an intermediate part having a width wider than the first width and narrower than the second width, and the support part and the intermediate part are combined. Height 0.4 μm
A semiconductor device, characterized in that:
【請求項3】 上記支持部が、上記上部に対して、同軸
上に設けられていることを特徴とする請求項1または2
に記載の半導体装置。
3. The support section is provided coaxially with the upper section.
3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項4】 上記支持部が、上記上部に対して、偏心
して設けられていることを特徴とする請求項1または2
に記載の半導体装置。
4. The support portion is provided eccentrically with respect to the upper portion.
3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 半導体基板上に設けられ、第一の幅を有
する支持部および上記支持部上に設けられ、上記第一の
幅より広い第二の幅を有する上部と、上記支持部と上記
上部との間に設けられ、上記第一の幅より広く上記第二
の幅より狭い幅を有する中間部とから構成された逆ステ
ップ型の側断面形状を有するゲート電極を備えた半導体
装置の製造方法であって、 上記半導体基板上の全面に、第一のレジストを塗布する
工程と、 上記第一のレジストより高感度で、上記第一のレジスト
と現像液が異なる第二のレジストを、上記第一のレジス
ト上に塗布する工程と、 上記第二のレジストの上記ゲート電極の形成予定領域に
対して、上記第一の幅より広く上記第二の幅よりも狭い
幅で露光を行う工程と、 上記第二のレジストを介して、上記露光を行った領域内
の上記第一のレジストに対して、上記第一の幅で露光を
行う工程と、 上記第二のレジストのみを現像して、上記露光を行った
部分の上記第二のレジストを除去し、上記第一のレジス
ト上に上記第二のレジストの抜きパターンを形成する工
程と、 上記第一のレジストの現像液で現像が行える第三のレジ
ストを、上記第二のレジスト上及び上記抜きパターン内
の上記第一のレジスト上に塗布する工程と、 上記第三のレジストに対して上記第二の幅で露光を行う
工程と、 上記第三のレジスト及び上記第一のレジストを現像し
て、上記露光を行った部分の上記第三のレジスト及び上
記第一のレジストを除去し、逆ステップ型の側断面形状
の抜きパターンを形成する工程と、 上記逆ステップ型の側断面形状の抜きパターン内にゲー
ト電極用金属を蒸着して、上記ゲート電極を形成する工
程と、 上記露光を行っていない部分の上記第一、第二及び第三
のレジストを除去する工程とを備えたことを特徴とする
半導体装置の製造方法。
5. A support portion provided on a semiconductor substrate and having a first width, and an upper portion provided on the support portion and having a second width wider than the first width, the support portion and the above. Manufacture of a semiconductor device provided with a gate electrode having an inverted step type side cross-sectional shape, which is provided between the upper part and an intermediate part having a width wider than the first width and narrower than the second width. A step of applying a first resist on the entire surface of the semiconductor substrate, and a second resist having a higher sensitivity than the first resist and a developing solution different from that of the first resist, A step of applying on the first resist, and a step of exposing a region of the second resist where the gate electrode is to be formed with a width wider than the first width and narrower than the second width. , Exposing the above through the second resist A step of exposing the first resist in the region formed with the first width, and developing only the second resist to form the second resist in the exposed portion. A step of removing and forming a second resist removal pattern on the first resist, and a third resist which can be developed with a developing solution of the first resist, on the second resist and A step of applying on the first resist in the removal pattern, a step of exposing the third resist with the second width, and developing the third resist and the first resist. The step of removing the third resist and the first resist in the exposed portion to form a punching pattern of the reverse step type side sectional shape, and the step of removing the reverse step type side sectional shape. Gate electrode in pattern A semiconductor device comprising: a step of vapor-depositing a metal to form the gate electrode; and a step of removing the first, second and third resists in the non-exposed portion. Production method.
【請求項6】 半導体基板上に設けられ、第一の幅を有
する支持部と、上記支持部上に設けられ、上記第一の幅
より広い第二の幅を有する上部と、上記支持部と上記上
部との間に設けられ、上記第一の幅より広く上記第二の
幅より狭い幅を有する中間部とから構成されるととも
に、上記支持部が上記上部に対して偏心して設けられて
いる、逆ステップ型の側断面形状を有するゲート電極を
備えた半導体装置の製造方法であって、 上記半導体基板上の全面に、第一のレジストを塗布する
工程と、 上記第一のレジストより低感度で、上記第一のレジスト
と現像液が異なる第二のレジストを上記第一のレジスト
上に塗布する工程と、 上記第二のレジストより高感度で、上記第二のレジスト
と現像液が異なる第三のレジストを上記第二のレジスト
上に塗布する工程と、 上記第三のレジスト及び上記第一のレジストに対して上
記第一の幅より広く上記第二の幅よりも狭い幅で上記ゲ
ート電極の形成予定領域に露光を行う工程と、 上記第二のレジストに対して、上記第三のレジストを介
して、上記第一の幅で、上記ゲート電極の形成予定領域
に対してオフセットをかけて露光を行う工程と、 上記第三のレジストのみを現像して、上記露光を行った
部分の上記第三のレジストを除去し、上記第二のレジス
ト上に上記第三のレジストの抜きパターンを形成する工
程と、 上記第二のレジストの現像液で現像が行える第四のレジ
ストを、上記第三のレジスト上及び上記抜きパターン内
の上記第二のレジスト上に塗布する工程と、 上記第四のレジストに対して上記第二の幅で露光を行う
工程と、 上記第四のレジスト、上記第二のレジスト及び上記第一
のレジストを現像して、上記露光を行った部分の上記第
四のレジスト、上記第二のレジスト及び上記第一のレジ
ストを除去し、逆ステップ型の側断面形状の抜きパター
ンを形成する工程と、 上記逆ステップ型の側断面形状の抜きパターン内にゲー
ト電極用金属を蒸着して、上記ゲート電極を形成する工
程と、 上記露光を行っていない部分の上記第一、第二、第三及
び第四のレジストを除去する工程とを備えたことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
6. A support portion provided on a semiconductor substrate and having a first width, an upper portion provided on the support portion and having a second width wider than the first width, and the support portion. The support portion is provided between the upper portion and the intermediate portion having a width wider than the first width and narrower than the second width, and the support portion is eccentrically provided with respect to the upper portion. A method of manufacturing a semiconductor device having a gate electrode having a reverse step type side cross-sectional shape, the method including applying a first resist to the entire surface of the semiconductor substrate, and lower sensitivity than the first resist. Then, a step of applying a second resist having a different developing solution from the first resist on the first resist, and a second resist having a higher sensitivity than the second resist and having a different developing solution from the second resist. Third resist on the second resist above A step of applying, and a step of exposing the third resist and the first resist to a region where the gate electrode is to be formed with a width wider than the first width and narrower than the second width, A step of exposing the second resist through the third resist with the first width by offsetting the area where the gate electrode is to be formed, and exposing the third resist; Developing only the second resist to remove the third resist in the exposed portion, and forming a third resist relief pattern on the second resist; and developing the second resist. A step of applying a fourth resist which can be developed with a liquid on the third resist and the second resist in the punching pattern, and exposing the fourth resist with the second width The step of performing The resist, the second resist and the first resist are developed to remove the exposed fourth resist, the second resist and the first resist, and the reverse step type And a step of forming a gate electrode metal in the reverse step type side cross-sectional shape punching pattern to form the gate electrode, and the exposure is not performed. And a step of removing the first, second, third, and fourth resists of a part.
【請求項7】 半導体基板上に設けられたソース電極及
びドレイン電極と、 半導体基板上に設けられ、第一の幅を有する支持部と、
上記支持部上に設けられ、上記第一の幅より広い第二の
幅を有する上部と、上記支持部と上記上部との間に設け
られ、上記第一の幅より広く上記第二の幅より狭い幅を
有する中間部とから構成された逆ステップ型の側断面形
状を有するゲート電極とを備えた半導体装置の製造方法
であって、 上記半導体基板上の全面に、第一のレジストを塗布する
工程と、 上記第一のレジストより高感度で、上記第一のレジスト
と現像液が異なる第二のレジストを上記第一のレジスト
上に塗布する工程と、 上記第二のレジストの上記ゲート電極の形成予定領域に
対して上記第一の幅より広く上記第二の幅よりも狭い幅
で露光を行う工程と、 上記第一のレジスト及び上記第二のレジストの上記ソー
ス電極及びドレイン電極の形成予定領域に対して、露光
を行う工程と、 上記第二のレジストのみを現像して、上記露光を行った
部分の上記第二のレジストを除去し、上記第一のレジス
ト上に上記第二のレジストの抜きパターンを形成する工
程と、 上記第一のレジストの現像液で現像が行える第三のレジ
ストを、上記第二のレジスト及び上記抜きパターン内の
上記第一のレジスト上に塗布する工程と、 上記第三のレジストの上記ソース電極及びドレイン電極
の形成予定領域に対して露光を行う工程と、 上記第三のレジスト及び上記第一のレジストを現像し
て、上記露光を行った部分の上記第一のレジスト及び上
記第三のレジストを除去して、上記ソース電極及びドレ
イン電極の形成予定領域に抜きパターンを形成する工程
と、 上記ソース電極及びドレイン電極の形成予定領域の抜き
パターンに、ソース電極及びドレイン電極用の金属を蒸
着して、上記ソース電極及びドレイン電極を形成する工
程と、 上記露光を行っていない部分の上記第三のレジストを除
去する工程と、 上記第三のレジストと同じ材料の第四のレジストを、上
記ソース電極、上記ドレイン電極、上記第二のレジスト
及び上記第一のレジスト上に塗布する工程と、 上記第四のレジストに対して上記第二の幅で露光を行う
工程と、 上記第四のレジスト及び上記第一のレジストを現像し
て、上記露光を行った部分の上記第一のレジスト及び上
記第四のレジストを除去し、逆ステップ型の側断面形状
の抜きパターンを形成する工程と、 上記逆ステップ型の側断面形状の抜きパターン内にゲー
ト電極用金属を蒸着して、上記ゲート電極を形成する工
程と、 上記露光を行っていない部分の上記第一、第二及び第四
のレジストを除去する工程とを備えたことを特徴とする
半導体装置の製造方法。
7. A source electrode and a drain electrode provided on a semiconductor substrate, a support portion provided on the semiconductor substrate and having a first width,
An upper portion provided on the support portion and having a second width wider than the first width, and provided between the support portion and the upper portion, wider than the first width and larger than the second width. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a gate electrode having a reverse step type side cross-sectional shape composed of an intermediate portion having a narrow width, wherein a first resist is applied to the entire surface of the semiconductor substrate. A step of applying a second resist having a higher sensitivity than the first resist and a developing solution different from that of the first resist onto the first resist, and forming a gate electrode of the second resist. Exposing the area to be formed with a width wider than the first width and narrower than the second width, and forming the source electrode and the drain electrode of the first resist and the second resist Perform exposure on the area A step of developing only the second resist, removing the second resist in the exposed portion, and forming a second resist blank pattern on the first resist; A step of applying a third resist which can be developed with a developing solution of the first resist on the second resist and the first resist in the blank pattern, and the source of the third resist. A step of exposing the regions where the electrodes and the drain electrode are to be formed, and developing the third resist and the first resist to expose the exposed portions of the first resist and the third resist. A step of removing the resist to form a blank pattern in the regions where the source and drain electrodes are to be formed; The same as the above-mentioned third resist, the step of vapor-depositing the metal for the electrode and the drain electrode to form the above-mentioned source electrode and drain electrode, the step of removing the above-mentioned third resist in the unexposed portion. A step of applying a fourth resist of material on the source electrode, the drain electrode, the second resist and the first resist, and exposing the fourth resist with the second width. Steps to be carried out, developing the fourth resist and the first resist, removing the first resist and the fourth resist of the exposed portion, the side cross-sectional shape of the reverse step type A step of forming a punching pattern, a step of depositing a metal for a gate electrode in the punching pattern of the side cross-sectional shape of the reverse step type to form the gate electrode, and a portion which is not exposed. And a step of removing the above first, second and fourth resists.
【請求項8】 半導体基板上に設けられたソース電極及
びドレイン電極と、半導体基板上に設けられ、第一の幅
を有する支持部と、上記支持部上に設けられ、上記第一
の幅より広い第二の幅を有する上部と、上記支持部と上
記上部との間に設けられ、上記第一の幅より広く上記第
二の幅より狭い幅を有する中間部とから構成された逆ス
テップ型の側断面形状を有するゲート電極とを備えた半
導体装置の製造方法であって、 上記半導体基板上の全面に、第一のレジストを塗布する
工程と、 上記第一のレジストより低感度で、上記第一のレジスト
と現像液が異なる第二のレジストを上記第一のレジスト
上に塗布する工程と、 上記第二のレジストより高感度で、上記第二のレジスト
と現像液が異なる第三のレジストを上記第二のレジスト
上に塗布する工程と、 上記第三のレジスト及び上記第一のレジストが感光する
露光量で上記第一の幅より広く上記第二の幅よりも狭い
幅で上記ゲート電極の形成予定領域に露光を行う工程
と、 上記第二のレジストに対して、上記第三のレジストを介
して、上記第一の幅で、上記ゲート電極の形成予定領域
に対してオフセットをかけて露光を行う工程と、 上記第二のレジスト及び上記第一のレジストが感光する
露光量で上記第一のレジスト及び上記第二のレジストの
上記ソース電極及びドレイン電極の形成予定領域に対し
て露光を行う工程と、 上記第三のレジストのみを現像して、上記露光を行った
部分の上記第三のレジストを除去し、上記第二のレジス
ト上に上記第三のレジストの抜きパターンを形成する工
程と、 上記第二のレジストの現像液で現像が行える第四のレジ
ストを、上記第三のレジスト上及び上記抜きパターン内
の上記第二のレジスト上に塗布する工程と、 上記第四のレジストの上記ソース電極及びドレイン電極
の形成予定領域に対して露光を行う工程と、 上記第四のレジスト、上記第二のレジスト及び上記第一
のレジストを現像して、上記露光を行った部分の上記第
四のレジスト、上記第二のレジスト及び上記第一のレジ
ストを除去して、上記ソース電極及びドレイン電極の形
成予定領域に抜きパターンを形成する工程と、 上記ソース電極及びドレイン電極の形成予定領域の抜き
パターンに、ソース電極及びドレイン電極用の金属を蒸
着して、上記ソース電極及びドレイン電極を形成する工
程と、 上記露光を行っていない部分の上記第四のレジストを除
去する工程と、 上記第四のレジストと同じ材料の第五のレジストを、上
記ソース電極、上記ドレイン電極、上記第二のレジスト
及び上記第三のレジスト上に塗布する工程と、 上記第五のレジストに対して上記第二の幅で露光を行う
工程と、 上記第五のレジスト、上記第二のレジスト及び上記第一
のレジストを現像して、上記露光を行った部分の上記第
五のレジスト、上記第二のレジスト及び上記第一のレジ
ストを除去し、逆ステップ型の側断面形状の抜きパター
ンを形成する工程と、 上記逆ステップ型の側断面形状の抜きパターン内にゲー
ト電極用金属を蒸着して、上記ゲート電極を形成する工
程と、 上記露光を行っていない部分の上記第一、第二、第三及
び第五のレジストを除去する工程とを備えたことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
8. A source electrode and a drain electrode provided on a semiconductor substrate, a support portion provided on the semiconductor substrate and having a first width, and a support portion provided on the support portion and having a width greater than the first width. Inverse step type having an upper portion having a wider second width and an intermediate portion provided between the supporting portion and the upper portion and having a width wider than the first width and narrower than the second width. A method of manufacturing a semiconductor device having a gate electrode having a side cross-sectional shape, the method comprising: applying a first resist to the entire surface of the semiconductor substrate; A step of applying a second resist having a different developing solution from the first resist on the first resist, and a third resist having a higher sensitivity than the second resist and having a different developing solution from the second resist On the second resist above And a step of exposing the area where the gate electrode is to be formed with a width wider than the first width and narrower than the second width with an exposure amount that the third resist and the first resist are exposed. A step of exposing the second resist through the third resist with the first width to an area where the gate electrode is to be formed by offsetting the exposure; And exposing the first resist and the second resist to the regions where the source electrode and the drain electrode are to be formed with an exposure amount that the resist and the first resist are exposed, and the third resist Developing only the second resist to remove the third resist in the exposed portion, and forming a third resist relief pattern on the second resist; and developing the second resist. Present with liquid A step of applying a fourth resist on the third resist and on the second resist in the blank pattern, and for the regions where the source and drain electrodes of the fourth resist are to be formed And exposing, and developing the fourth resist, the second resist and the first resist, the exposed portion of the fourth resist, the second resist and the second resist. A step of removing one resist to form a blank pattern in the regions where the source electrode and the drain electrode are to be formed; and a metal for the source electrode and the drain electrode in the blank pattern in the regions where the source electrode and the drain electrode are to be formed. Vapor-depositing to form the source electrode and the drain electrode, and removing the fourth resist in the unexposed portion, Applying a fifth resist of the same material as the fourth resist on the source electrode, the drain electrode, the second resist and the third resist, and the fifth resist with respect to the fifth resist. A step of performing exposure with two widths, developing the fifth resist, the second resist and the first resist, and exposing the exposed portion of the fifth resist, the second resist And a step of removing the first resist to form a reverse step type side cross-section punching pattern, and depositing a metal for a gate electrode in the reverse step type side cross-section punching pattern to form the gate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an electrode; and a step of removing the first, second, third and fifth resists in a portion which is not exposed.
【請求項9】 上記第一のレジスト及び上記第二のレジ
ストを合わせた層厚が0.4μmになるように、上記第
一のレジスト及び上記第二のレジストを塗布することを
特徴とする請求項5または7に記載の半導体装置の製造
方法。
9. The first resist and the second resist are applied so that the total layer thickness of the first resist and the second resist is 0.4 μm. Item 8. A method of manufacturing a semiconductor device according to Item 5 or 7.
【請求項10】 上記第一のレジスト及び上記第二のレ
ジストが互いにミキシングを発生しない材料から構成さ
れていることを特徴とする請求項9に記載の半導体装置
の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein the first resist and the second resist are made of materials that do not mix with each other.
【請求項11】 上記第一のレジスト、上記第二のレジ
スト及び上記第三のレジストを合わせた層厚が0.4μ
mになるように、上記第一のレジスト、上記第二のレジ
スト及び上記第三のレジストを塗布することを特徴とす
る請求項6または8に記載の半導体装置の製造方法。
11. The combined layer thickness of the first resist, the second resist and the third resist is 0.4 μm.
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the first resist, the second resist, and the third resist are applied so that the thickness becomes m.
【請求項12】 上記第一のレジスト及び上記第二のレ
ジストが互いにミキシングを発生しない材料から構成さ
れて、上記第二のレジスト及び第三のレジストが互いに
ミキシングを発生しない材料から構成されていることを
特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
12. The first resist and the second resist are made of materials that do not mix with each other, and the second resist and the third resist are made of materials that do not mix with each other. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein
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CN108565210A (en) * 2018-06-05 2018-09-21 福建省福联集成电路有限公司 A kind of method, semi-conductor device manufacturing method and semiconductor devices
CN113594024A (en) * 2021-07-30 2021-11-02 中国电子科技集团公司第四十四研究所 Manufacturing method of metal electrode stripping adhesive film and manufacturing method of metal stripping electrode

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