JPH1167719A - 半導体製造におけるエッチング方法及びエッチング装置 - Google Patents

半導体製造におけるエッチング方法及びエッチング装置

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JPH1167719A
JPH1167719A JP22358697A JP22358697A JPH1167719A JP H1167719 A JPH1167719 A JP H1167719A JP 22358697 A JP22358697 A JP 22358697A JP 22358697 A JP22358697 A JP 22358697A JP H1167719 A JPH1167719 A JP H1167719A
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JP
Japan
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etching
diffusion layer
semiconductor substrate
gate
electrode
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JP22358697A
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進 ▲とね▼川
Susumu Tonegawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成により、より短時間で且つ少ない
工数で、寄生的ゲート容量を除去することができる半導
体製造におけるエッチング方法及びエッチング装置を提
供すること。 【解決手段】 表面に電界効果トランジスタのチャネル
導電層、ゲート拡散層13及びゲート電極18となる高
融点金属膜が形成され、さらに周辺部に測定用電極19
となる前記高融点金属膜が形成されている半導体基板1
0をエッチングする際、前記測定用電極に測定端子を接
触させ、前記測定端子を介して前記ゲート拡散層の抵抗
値を測定し、前記抵抗値が所定値に達するまで、前記ゲ
ート拡散層をエッチング除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造にお
けるエッチング方法及びエッチング装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来より、PN接合型電界効果トランジ
スタは、電界効果トランジスタの一形態として広く使用
されている。特に化合物半導体を基板としたトランジス
タとしては、電子移動度とゲート障壁電位が高いという
利点を活用して、MMIC用の能動素子に利用されてい
る。
【0003】ところが、より高い周波数帯域へ利用しよ
うとした場合、ゲートPN接合の側面とチャネル導電層
との間に形成される、いわゆる寄生的ゲート容量が原因
となって、利得や雑音指数の劣化等が引き起こされてし
まうと考えられている。
【0004】そこで、上述した寄生的ゲート容量を低減
するために、例えばゲート電極からのはみ出し部分のゲ
ート拡散層をエッチング処理によって除去する方法があ
る。この方法においては、エッチング処理の終了時期を
高精度で制御するために、残ったゲート拡散層の抵抗値
の測定とエッチング処理とを交互に繰り返す手順が採ら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た抵抗値の測定とエッチング処理を交互に繰り返す手順
では、抵抗値の測定のためにエッチング処理を中断する
必要がある。従って、この中断時間及び抵抗値の測定に
要する時間により、エッチング工程全体にかかる時間
が、本来のエッチング処理に要する時間に比較して大幅
に長くなってしまうと共に、抵抗値の測定のための作業
工数が別途必要になる。
【0006】この発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成
により、より短時間でかつ少ない工数で、寄生的ゲート
容量を除去することができる半導体製造におけるエッチ
ング方法及びエッチング装置を提供することを目的とし
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
よれば、表面に電界効果トランジスタのチャネル導電
層、ゲート拡散層及びゲート電極となる高融点金属膜が
形成され、さらに周辺部に測定用電極となる前記高融点
金属膜が形成されている半導体基板をエッチングする
際、前記測定用電極に測定端子を接触させ、前記測定端
子を介して前記ゲート拡散層の抵抗値を測定し、前記抵
抗値が所定値に達するまで、前記ゲート拡散層をエッチ
ング除去することにより達成される。
【0008】また、上記目的は、この発明によれば、表
面に電界効果トランジスタのチャネル導電層、ゲート拡
散層及びゲート電極となる高融点金属膜が形成され、さ
らに周辺部に測定用電極となる前記高融点金属膜が形成
されている半導体基板をエッチングする装置であって、
前記測定用電極に接触して前記ゲート拡散層の抵抗値を
測定するための測定端子を備え、前記抵抗値が所定値に
達するまで、前記ゲート拡散層をエッチング除去するこ
とにより達成される。
【0009】上記構成によれば、半導体基板のゲート拡
散層のゲート電極からのはみ出し部分のエッチングを行
なう場合に、半導体基板の周辺部に測定端子を接触させ
ることにより、半導体基板のゲート拡散層の抵抗値を測
定することができる。従って、ゲート拡散層の抵抗値を
測定しながら、ゲート電極をマスクとして、ゲート拡散
層のエッチング除去を行なうことにより、ゲート拡散層
のゲート電極からのはみ出し部分を確実に除去すること
ができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に述
べる実施形態は、この発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発
明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。
【0011】図1(A)及び(B)〜図4(A)及び
(B)は、この発明による半導体製造におけるエッチン
グ方法の実施形態を適用した接合型電界効果トランジス
タ(以下、JFETという)の製造工程を順次に示す断
面側面図及び平面図である。図1において、先づ半導体
基板(例えばGaAs基板)10上のJFET部の領域
Aの表面に、チャネル導電層としてのn領域11が形成
される。
【0012】その後、半導体基板10の表面に、レジス
ト12が塗布されてパターンニングがPR工程により行
なわれる。そして、JFET部の領域Aの表面、XY方
向に延びるスクライブラインの領域Bの表面及び半導体
基板10の周辺部Cの表面に、それぞれp+領域13、
14、15が拡散によって形成される。このp+領域1
3〜15の形成後にレジスト12は除去される。ここ
で、上記p+領域13は、ゲート拡散層と呼ばれる。
【0013】続いて、図2において、半導体基板10の
表面に、高融点金属から成る金属膜16が成膜され、そ
の金属膜16の表面に、レジスト17が塗布されてゲー
ト電極及び半導体基板10の周辺部Cに対応するパター
ンニングが行なわれる。そして、図3において、金属膜
16がRIE(反応型イオンエッチング)工程によりエ
ッチングされる。これにより、JFET部の領域Aの金
属膜16残留部分にはゲート電極18が、また半導体基
板10の周辺部Cの金属膜16残留部分には測定用電極
19が、それぞれ形成されることになる。
【0014】最後に、図4において、半導体基板10の
表面全体が、リン酸過水によりエッチングされる。この
エッチング中は、電源21からの所定の電圧が測定用電
極19の両端に印加されており、電流がp+領域13〜
15及びリン酸過水を通過しているので、電流計20に
よって電流値を検出して抵抗値を測定することにより、
エッチング状態をモニタしている。
【0015】図5は、この発明のエッチング装置の実施
形態を示す構成図であり、上述したリン酸過水によるエ
ッチング処理を行なう装置である。このエッチング装置
30は、下方が開放したエッチング槽31が備えられて
おり、このエッチング槽31内の下方には2つの測定端
子32、33が取り付けられ、エッチング槽31内の上
方には回転駆動可能なシャワー部34が取り付けられて
いる。さらに、測定端子32、33間には、電流計34
を介して電源35が接続されている。
【0016】このような構成において、図示しない支持
部に半導体基板10を載置し、その上にエッチング槽3
1を被せて測定端子32、33を半導体基板10の測定
用電極19の両端に接触させる。そして、エッチング槽
31内のシャワー部34を図示矢印P方向に回転させな
がら、リン酸過水を図示矢印Q方向、即ち下方に向かっ
て噴射させる。
【0017】これにより、半導体基板10上には上方か
らリン酸過水のシャワーが降りかかることになり、半導
体基板10の表面全体が実質的に均一にエッチングされ
ることになる。同時に、電源35により所定の電圧を測
定端子32、33を介して半導体基板10の測定用電極
19の両端に印加し、電流計34によって電流値を検出
して抵抗値を測定する。
【0018】ここで、リン酸過水によるエッチングが進
行して、ゲート電極18及び測定用電極19を除いた部
分のp+領域13〜15がエッチング除去されると、こ
れに伴って上記抵抗値は、図6のグラフに示すように、
徐々に高くなり、エッチング除去が完了した時点T0で
は上限値R0となる。これは、リン酸過水及び残留P+
領域13〜15の抵抗値である。
【0019】従って、上記抵抗値がR0となった時点T
0で、リン酸過水によるエッチングを停止させることに
より、ゲート拡散層であるp+領域13のゲート電極1
8からはみだした部分を完全に除去することができる。
【0020】図7は、この発明のエッチング装置の別の
実施形態を示す構成図である。このエッチング装置40
は、エッチング液41aを収容するためのエッチング槽
41が備えられており、このエッチング槽41内にて、
下方から半導体基板10を支持すると共に、半導体基板
10の測定用電極19に接触する支持・接触棒42、4
3及び半導体基板10を支持・接触棒42、43に押圧
する押さえ棒44、45が備えられている。
【0021】支持・接触棒42、43は、測定端子であ
る探針42a、43aが保護部材42b、43bにより
それぞれ包囲された構成となっている。保護部材42
b、43bは、リン酸過水等のエッチング液41aに対
して耐性を有するシリコンゴム等の弾性材料から成る。
尚、支持・接触棒42、43は、半導体基板10を支持
するようになっているが、これらとは別に、半導体基板
10を支持するための支持部材が備えられてもよい。
【0022】このような構成において、支持・接触棒4
2、43が半導体基板10を支持していないときは、探
針42a、43aの先端は、図8に示すように、保護部
材42b、43bにより覆われており、エッチング液4
1aに対して保護されている。一方、支持・接触棒4
2、43が半導体基板10に当接すると、図7に示すよ
うに、それらの先端の保護部材42b、43bが弾性変
形し、探針42a、43aの先端が露出して半導体基板
10の測定用電極19に対して接触する。
【0023】この際、変形した保護部材42b、43b
は半導体基板10の下面に密着することになるので、探
針42a、43aの先端はエッチング液41aから遮断
されることになる。これにより、半導体基板10の測定
用電極19に流される電流がエッチング液41aに洩れ
ることを防止することができる。従って、図5に示した
エッチング装置30に比較して、測定される抵抗値は、
p+領域13〜15のみの抵抗値となり、上述したp+
領域13〜15のエッチングの進行に伴う抵抗値変化を
より高精度で測定することが可能となる。
【0024】上述した各実施形態によれば、ゲート拡散
層の抵抗値を測定しながら、ゲート拡散層のエッチング
除去を行なうことにより、ゲート拡散層のゲート電極か
らのはみ出し部分を確実に除去することができるので、
従来のようにゲート拡散層の抵抗値の測定とエッチング
処理を交互に行なう必要がなくなり、エッチング除去に
要する処理時間を大幅に短縮させることができる。
【0025】また、後者の実施形態によれば、半導体基
板はエッチング槽内にて支持手段によって支持された状
態で、その周辺部が自動的に電気接点に接触することに
なるので、ゲート拡散層の抵抗値の測定のための工数を
低減させることができる。その際、電気接点は保護手段
によってエッチング液に接触しないように保護されてい
るので、電気接点がエッチング液によってエッチングさ
れたり、外部測定手段が電気接点からエッチング液を介
して短絡されてしまうようなことはなく、ゲート拡散層
の抵抗値の測定を正確に行なうことができる。
【0026】尚、上述した実施形態においては、エッチ
ング液としてリン酸過水が使用されているが、これに限
らず、他のエッチング液を使用するエッチング方法及び
エッチング装置にも適用することができる。さらに、上
述した実施形態においては、JFETを製造する場合の
ゲート拡散層のエッチング除去に関して説明したが、こ
れに限らず、他のゲート電極及びゲート拡散層を有する
半導体装置の製造におけるゲート拡散層のエッチング除
去に対しても適用することができる。
【0027】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
簡単な構成により、より短時間でかつ少ない工数で、寄
生的ゲート容量を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による半導体製造におけるエッチング
方法の実施形態を適用したJFETの製造工程を示す第
1の断面側面図及び平面図。
【図2】この発明による半導体製造におけるエッチング
方法の実施形態を適用したJFETの製造工程を示す第
2の断面側面図及び平面図。
【図3】この発明による半導体製造におけるエッチング
方法の実施形態を適用したJFETの製造工程を示す第
3の断面側面図及び平面図。
【図4】この発明による半導体製造におけるエッチング
方法の実施形態を適用したJFETの製造工程を示す第
4の断面側面図及び平面図。
【図5】この発明のエッチング装置の実施形態を示す構
成図。
【図6】図4のエッチング装置によるエッチング除去工
程におけるゲート拡散層の抵抗値の変化を示すグラフ。
【図7】この発明のエッチング装置の別の実施形態を示
す構成図。
【図8】図7のエッチング装置の電気接点の先端付近を
示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
10・・・半導体基板、11・・・n領域(チャネル導
電層)、12、17・・・レジスト、13・・・p+領
域(ゲート拡散層)、14・・・p+領域(スクライブ
ライン)、15・・・p+領域(周辺部)、16・・・
金属膜、18・・・ゲート電極、19・・・測定用電
極、20、34・・・電流計、21、35・・・電源、
30、40・・・エッチング装置、31、41・・・エ
ッチング槽、32、33・・・測定端子、42、43・
・・支持・接触棒、42a、43a・・・探針、42
b、43b・・・保護部材、44、45・・・押さえ棒

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に電界効果トランジスタのチャネル
    導電層、ゲート拡散層及びゲート電極となる高融点金属
    膜が形成され、さらに周辺部に測定用電極となる前記高
    融点金属膜が形成されている半導体基板をエッチングす
    る際、 前記測定用電極に測定端子を接触させ、 前記測定端子を介して前記ゲート拡散層の抵抗値を測定
    し、 前記抵抗値が所定値に達するまで、前記ゲート拡散層を
    エッチング除去することを特徴とする半導体製造におけ
    るエッチング方法。
  2. 【請求項2】 前記半導体基板をエッチングする際のエ
    ッチング液としてリン酸過水を使用する請求項1に記載
    の半導体製造におけるエッチング方法。
  3. 【請求項3】 表面に電界効果トランジスタのチャネル
    導電層、ゲート拡散層及びゲート電極となる高融点金属
    膜が形成され、さらに周辺部に測定用電極となる前記高
    融点金属膜が形成されている半導体基板をエッチングす
    る装置であって、 前記測定用電極に接触して前記ゲート拡散層の抵抗値を
    測定するための測定端子を備え、 前記抵抗値が所定値に達するまで、前記ゲート拡散層を
    エッチング除去することを特徴とする半導体製造におけ
    るエッチング装置。
  4. 【請求項4】 前記測定端子が、エッチング液に対して
    耐性を有する保護部材により包囲されており、前記半導
    体基板を支持するように構成されている請求項3に記載
    の半導体製造におけるエッチング装置。
  5. 【請求項5】 前記保護部材が、前記エッチング液に対
    して耐性を有する弾性材料で成り、前記半導体基板を支
    持していないときは、前記測定端子の先端を包囲してお
    り、前記半導体基板を支持するときは、弾性に基づいて
    変形して前記測定端子の先端を前記測定用電極に接触さ
    せる請求項4に記載の半導体製造におけるエッチング装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100387011B1 (ko) * 2001-04-23 2003-06-18 일동화학 주식회사 평면표시장치 상에 적층된 도전성 산화막에 대한 에칭종점 측정방법 및 측정장치
CN106158681A (zh) * 2015-04-10 2016-11-23 中国科学院微电子研究所 一种用于制作肖特基二极管空气桥的腐蚀监控方法

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