JPH0955389A - 電界効果型トランジスタの製造方法 - Google Patents

電界効果型トランジスタの製造方法

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JPH0955389A
JPH0955389A JP22725595A JP22725595A JPH0955389A JP H0955389 A JPH0955389 A JP H0955389A JP 22725595 A JP22725595 A JP 22725595A JP 22725595 A JP22725595 A JP 22725595A JP H0955389 A JPH0955389 A JP H0955389A
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electrode
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浩一 星野
Hitoshi Yamada
仁 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】T字型ゲート電極を有する電界効果トランジス
タの特性を均一化させるために、T字型ゲートの実質上
のゲート長を均一化すること。 【解決手段】半導体基板6上に、順に、低感度の第1層
目のレジスト2、高感度の第2層目のレジスト1を塗布
し、第2層目のレジスト上から第1回目の露光と現像を
行い、第2層目のレジストのみを除去し、T字ゲート電
極の上部の電極形状となる第1のレジスト溝を形成す
る。この時、第1のレジスト溝の深さを、第2層目のレ
ジスト膜厚よりも深くして、第1層目のレジストと第2
層目のレジストの界面に存在する混濁層を除去する。次
に、第1のレジスト溝中に第2回目の露光と現像を行
い、T字ゲート電極の下部の電極形状となる基板表面ま
で貫通した第2のレジスト溝を形成する。そして、電極
材料を被着し、リフトオフして、T字ゲート電極を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波で用いられ
るHEMT(高電子移動度トランジスタ)やMESFE
T(金属/半導体電界効果型トランジスタ)等の製造工
程において、T字ゲートを作製するための多層レジスト
工程等に利用される。
【0002】
【従来の技術】MMIC(モノリシック・マイクロ波・
IC)の雑音指数や利得等の高周波性能を向上させるた
めには、MMICを構成するHEMT等の高周波デバイ
スの特性の再現性を向上させて良好なインピーダンス整
合状態を得ることが必要である。
【0003】特に、高周波特性を向上させるために、ゲ
ート長短縮によるゲート容量の低減とゲート断面積拡大
によるゲート抵抗低減とが同時に図れるものとしてT字
形状のゲートが採用されている。
【0004】しかし、ゲート長が極端に短くなった場
合、T字ゲートの形状を再現性良く作製することは非常
に困難であり、全ての素子で、その形状を均一とするこ
とが困難である。このことが、HEMT等の高周波デバ
イスの特性の再現性を低下させる原因となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ゲート長短縮によるゲ
ート容量の低減とゲート断面積拡大によるゲート抵抗低
減を同時に図るT字ゲートを作製する方法として、感度
の異なる2種類のレジストを積層した2層レジストを、
強度分布がT字形状となるように露光することで、T字
形状の溝を形成し、その溝に金属を蒸着した後、リフト
オフ法によりレジスト上の金属を除去することにより形
成する方法が知られている(特開昭61-77370) 。
【0006】しかし、この2層レジストを利用したT字
ゲートプロセスにおいては、異なるレジスト層の界面に
発生する混濁層の露光感度の制御が困難なため、T字ゲ
ートの下部形状、即ち、実際のゲート長に相当する部分
を形成するためのレジストパターンの形状が不均一にな
るという問題がある。この不均一性は、T字ゲートのゲ
ート長の不均一性の原因となり、T字ゲートを有するH
EMTやMESFETの特性を不均一とする。
【0007】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、T字型ゲート電極を有す
る電界効果トランジスタの特性を均一化させるために、
T字型ゲートの実質上のゲート長を均一化することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項1の発明は、半導体基板上に低感度の第1層目
のレジストを塗布する工程と、さらに第1層目のレジス
ト上に高感度の第2層目のレジストを塗布する工程と、
第2層目のレジスト上から第1回目の露光と現像を行
い、第2層目のレジストのみを除去し、T字ゲート電極
の上部の電極形状となる第1のレジスト溝を形成する工
程と、第1のレジスト溝中に第2回目の露光と現像を行
い、T字ゲート電極の下部の電極形状となる基板表面ま
で貫通した第2のレジスト溝を形成する工程と、そのレ
ジストパターン上からT字ゲート電極の電極材料を被着
する工程と、レジスト上に乗った余分な電極材料をリフ
トオフにより除去する工程とから成り、第1のレジスト
溝の深さを、第2層目のレジスト膜厚よりも深くして、
第1層目のレジストと第2層目のレジストの界面に存在
する混濁層を除去することを特徴とする。
【0009】又、請求項2の発明は、3層レジストを用
いたものである。即ち、半導体基板上に低感度の第1層
目のレジストを塗布し、その上に高感度の第2層目のレ
ジストを塗布し、その上に低感度の第3層目のレジスト
を塗布する。そして、第3層目のレジスト上から第1回
目の露光と現像を行い、第3層目と第2層目のレジスト
のみを除去し、T字ゲートの上部の電極形状となる第1
のレジスト溝を形成する。その後、第1のレジスト溝中
に第2回目の露光と現像を行い、T字ゲートの下部の電
極形状となる基板表面まで貫通した第2のレジスト溝を
形成する。そして、そのレジストパターン上からT字ゲ
ート電極の電極材料を被着し、レジスト上に乗った余分
な電極材料をリフトオフにより除去する。溝の形成工程
において、第1のレジスト溝の深さを、第3層目のレジ
ストと第2層目のレジストを加えた膜厚よりも深くし
て、第1層目のレジストと第2層目のレジストの界面に
存在する混濁層を除去する。
【0010】
【作用及び発明の効果】第1層目のレジストの感度に対
して第2層目のレジストの感度が高く設定されている。
第2層目のレジスト上からT字ゲート電極の上部の電極
形状のパターンで第1回目の露光と現像を行う。この
時、第2層目のレジストの感度が第1層目のレジストの
感度よりも高いので、第2層目のレジストのみを除去
し、第1のレジスト溝が形成される。この時、この溝は
第2層目のレジストの厚さよりも厚くなるように形成さ
れるので、第1層目のレジストと第2層目のレジストと
の界面における混濁層を除去することができる。
【0011】次に、第1のレジスト溝の中の第1層目の
レジストに対して、T字ゲート電極の下部の電極形状の
パターンで第2回目の露光と現像を行い、第2のレジス
ト溝を形成する。この時、第1層目のレジストと第2層
目のレジストとの界面における混濁層が完全に除去され
ているので、第1のレジストの露光、現像が精度良く行
われる。この結果、第2のレジスト溝の形状の精度が向
上し、多数の素子において均一化する。よって、多数の
トランジスタの特性を均一化することができる。
【0012】請求項2の発明では、上記の第2層目のレ
ジストの上に、さらに、低感度の第3のレジストが塗布
されており、第1のレジスト溝を形成する時に、第3の
レジストと第2のレジストとを除去する。この請求項2
の発明によると、第2層目のレジストに比べて、第3層
目のレジストの感度が低いため、第1のレジスト溝にお
いて、第3層目のレジストによるひさしができる。これ
により、電極材料被着後のメタルリフトオフを容易に行
うことができる。
【0013】
【実施例】
(第1実施例)図1(a) 〜(e) は本発明による電界効果
トランジスタのT字ゲート電極の製造工程を示した、断
面模式図である。図1(a) に示すように、半導体基板6
の上に、低感度の第1層目のレジスト2を塗布し、さら
にその上に、第1層目のレジスト2よりも感度の高い第
2層目のレジスト1を塗布した。
【0014】次に、第2層目のレジスト1の上から、T
字ゲート電極9の上部91に対応したパターンで第1回
目の露光と現像を行い、図1(b) に示すように、第1の
レジスト溝3を形成した。この時、第1のレジスト溝3
の深さhは、第2層目のレジストの厚さsよりも深くな
るように露光量を調整した。このように、第1のレジス
ト溝3は第1層目のレジスト2の上面を僅かに除去する
まで、即ち、第1層目のレジスト2と第2層目のレジス
ト1との界面に存在する混濁層が除去されるまで形成し
た。
【0015】次に、第1のレジスト溝3において、第1
層目のレジスト2に対して、T字ゲート電極9の足部9
2に対応するパターンで、第2回目の露光と現像を行っ
た。これにより、図1の(c) に示すように、半導体基板
6まで貫通した第2のレジスト溝4が形成された。この
時、露光を制御できない混濁層が完全に除去されている
ので、第2のレジスト溝4の形状精度が向上し、均一化
された。
【0016】次に、図1の(c) に構造において、図1の
(d) に示すように、TiやAl等のT字ゲート電極9を
形成する電極材料5を真空蒸着により一様に形成した。
その後、第1層目のレジスト2と第2層目のレジスト1
とを溶解する有機溶剤に浸漬する等の方法により、第2
層目のレジスト1の上の電極材料5をリフトオフにより
除去した。これにより、図1の(e) に示す構造のT字ゲ
ート電極9が得られた。
【0017】本実施例おいて、第1のレジスト溝3の深
さhを第2層目のレジスト1の厚さsよりも大きくした
ので、第2層目のレジスト1の残渣や、第1層目のレジ
スト2と第2層目のレジスト1との界面の混濁層を完全
に除去することができた。よって、第2のレジスト溝4
の形状の不均一性を抑制することができ、T字ゲート電
極9の形状やゲート長の不均一性を低減することができ
る。
【0018】(第2実施例)図2(a) 〜(e) は本発明に
よる電界効果トランジスタのT字ゲート電極の製造工程
を示した、断面模式図である。図2(a) に示すように、
半導体基板26の上に、低感度の第1層目のレジスト2
2を塗布し、さらにその上に、第1層目のレジスト22
よりも感度の高い第2層目のレジスト21を塗布し、さ
らにその上に第1層目のレジスト22と感度が同じの低
感度の第3層目のレジスト29を塗布した。
【0019】次に、第3層目のレジスト29の上から、
T字ゲート電極9の上部91に対応したパターンで第1
回目の露光と現像を行い、図2(b) に示すように、第1
のレジスト溝23を形成した。この時、第1のレジスト
溝23の深さhは、第2層目のレジスト21と第3層目
のレジスト29の総和の厚さsよりも深くなるように露
光量を調整した。このように、第1のレジスト溝23は
第1層目のレジスト22の上面を僅かに除去するまで、
即ち、第1層目のレジスト22と第2層目のレジスト2
1との界面に存在する混濁層が除去されるまで形成し
た。
【0020】次に、第1のレジスト溝23において、第
1層目のレジスト22に対して、T字ゲート電極9の足
部92に対応するパターンで、第2回目の露光と現像を
行った。これにより、図2の(c) に示すように、半導体
基板26まで貫通した第2のレジスト溝24が形成され
た。この時、露光を制御できない混濁層が完全に除去さ
れているので、第2のレジスト溝24の形状精度が向上
し、均一化された。
【0021】次に、図2の(c) に構造において、図2の
(d) に示すように、TiやAl等のT字ゲート電極9を
形成する電極材料25を真空蒸着により一様に形成し
た。その後、第1層目のレジスト22と第2層目のレジ
スト21と第3層目のレジスト29とを溶解する有機溶
剤に浸漬する等の方法により、第3層目のレジスト29
の上の電極材料5をリフトオフにより除去した。これに
より、図2の(e) に示す構造のT字ゲート電極9が得ら
れた。
【0022】本実施例おいて、第1のレジスト溝23の
深さhを第2層目のレジスト21の厚さと第3層目のレ
ジスト29の厚さの総和sよりも大きくしたので、第2
層目のレジスト21の残渣や、第1層目のレジスト22
と第2層目のレジスト21との界面の混濁層を完全に除
去することができた。よって、第2のレジスト溝24の
形状の不均一性を抑制することができ、T字ゲート電極
9の形状やゲート長の不均一性を低減することができ
る。この結果、電界効果トランジスタの特性を均一化す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の具体的な実施例に係る製造方法の各工
程におけるトランジスタの構成図。
【図2】本発明の具体的な他の実施例に係る製造方法の
各工程におけるトランジスタの構成図。
【符号の説明】
6,26…半導体基板 1,21…第1層目のレジスト 2,22…第2層目のレジスト 29…第3層目のレジスト 3,23…第1のレジスト溝 4,24…第2のレジスト溝 5,25…電極材料 9…T字ゲート電極 91…上部 92…足部 h…第2のレジスト溝の深さ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に低感度の第1層目のレジス
    トを塗布する工程と、 さらに前記第1層目のレジスト上に高感度の第2層目の
    レジストを塗布する工程と、 第2層目のレジスト上から第1回目の露光と現像を行
    い、第2層目のレジストのみを除去し、T字ゲート電極
    の上部の電極形状となる第1のレジスト溝を形成する工
    程と、 前記第1のレジスト溝中に第2回目の露光と現像を行
    い、前記T字ゲート電極の下部の電極形状となる基板表
    面まで貫通した第2のレジスト溝を形成する工程と、 そのレジストパターン上から前記T字ゲート電極の電極
    材料を被着する工程と、 レジスト上に乗った余分な電極材料をリフトオフにより
    除去する工程とから成り、 前記第1のレジスト溝の深さを、第2層目のレジスト膜
    厚よりも深くして、第1層目のレジストと第2層目のレ
    ジストの界面に存在する混濁層を除去することを特徴と
    する電界効果型トランジスタの製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に低感度の第1層目のレジ
    ストを塗布する工程と、 さらに前記第1層目のレジスト上に高感度の第2層目の
    レジストを塗布する工程と、 さらに前記第2層目のレジスト上に低感度の第3層目の
    レジストを塗布する工程と、 第3層目のレジスト上から第1回目の露光と現像を行
    い、第3層目と第2層目のレジストのみを除去し、T字
    ゲートの上部の電極形状となる第1のレジスト溝を形成
    する工程と、 前記第1のレジスト溝中に第2回目の露光と現像を行
    い、T字ゲートの下部の電極形状となる基板表面まで貫
    通した第2のレジスト溝を形成する工程と、 そのレジストパターン上から前記T字ゲート電極の電極
    材料を被着する工程と、 レジスト上に乗った余分な電極材料をリフトオフにより
    除去する工程とから成り、 前記第1のレジスト溝の深さを、前記第3層目のレジス
    トと前記第2層目のレジストを加えた膜厚よりも深くす
    ることにより、前記第1層目のレジストと第2層目のレ
    ジストの界面に存在する混濁層を除去することを特徴と
    する電界効果型トランジスタの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100323694B1 (ko) * 1999-05-28 2002-02-07 구자홍 티형 게이트 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100323694B1 (ko) * 1999-05-28 2002-02-07 구자홍 티형 게이트 제조방법

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