JPH1187322A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPH1187322A JPH1187322A JP24832897A JP24832897A JPH1187322A JP H1187322 A JPH1187322 A JP H1187322A JP 24832897 A JP24832897 A JP 24832897A JP 24832897 A JP24832897 A JP 24832897A JP H1187322 A JPH1187322 A JP H1187322A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に係わり、特に、スリット状の微細加工ができる半
導体装置の製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device capable of performing slit-shaped fine processing.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8(a)〜(e)は、従来の半導体装
置の製造方法(接合型電界効果トランジスター(JFE
T)の製造工程の一部)を示す断面図である。2. Description of the Related Art FIGS. 8A to 8E show a conventional semiconductor device manufacturing method (junction field effect transistor (JFE).
It is sectional drawing which shows (a part of manufacturing process of T).
【0003】先ず、図8(a)に示すように、ガリウム
砒素基板(GaAs基板)51の表面上にはCVD(Che
mical Vapor Deposition)法により第1のプラズマSi
3 N4 膜53が成膜される。次に、このプラズマSi3
N4 膜53の上には細長いスリット状のゲートのパター
ンを有するホトレジスト膜55が設けられる。このスリ
ットの幅は例えば0.6μm である。[0003] First, as shown in FIG. 8 (a), a CVD (Cheine) is formed on the surface of a gallium arsenide substrate (GaAs substrate) 51.
First plasma Si by mical vapor deposition) method
3 N 4 film 53 is deposited. Next, the plasma Si 3
On the N 4 film 53, a photoresist film 55 having an elongated slit-like gate pattern is provided. The width of this slit is, for example, 0.6 μm.
【0004】この後、図8(b)に示すように、ホトレ
ジスト膜55をマスクとしてエッチングすることにより
Si3 N4 膜53が0.6μm に窓開けされる。この
際、GaAs基板51上にはSi3 N4 膜53が50nm
程度残される。これは、エッチングによるGaAs基板
51表面のダメージを抑えるためである。After that, as shown in FIG. 8B, the Si 3 N 4 film 53 is opened to 0.6 μm by etching using the photoresist film 55 as a mask. At this time, a Si 3 N 4 film 53 is formed on the GaAs substrate 51 by 50 nm.
Degree is left. This is to suppress damage to the surface of the GaAs substrate 51 due to etching.
【0005】次に、図8(c)に示すように、ホトレジ
スト膜55が剥離される。この後、図8(d)に示すよ
うに、第1のSi3 N4 膜53の上にはCVD法により
さらに第2のプラズマSi3 N4 膜57が成膜される。
これにより、第1のSi3 N4 膜53における凸状の部
分の側壁にも第2のSi3 N4 膜57が成膜されるた
め、0.6μm 幅のスリット状パターンを0.4μm 幅
のスリット状パターンとすることができる。Next, as shown in FIG. 8C, the photoresist film 55 is peeled off. Thereafter, as shown in FIG. 8D, a second plasma Si 3 N 4 film 57 is further formed on the first Si 3 N 4 film 53 by the CVD method.
As a result, the second Si 3 N 4 film 57 is also formed on the side wall of the convex portion of the first Si 3 N 4 film 53, so that the 0.6 μm wide slit-like pattern is formed to a 0.4 μm width. In a slit pattern.
【0006】この後、図8(e)に示すように、第1、
第2のSi3 N4 膜53、57は全面異方性ドライエッ
チャーによりエッチングされる。このとき、微細なスリ
ット状パターンの側壁はエッチングされにくいため、こ
のエッチングによりスリットの底部のSi3 N4 膜5
3、57が除去されることとなる。この結果、0.6μ
m のホトレジストパターンにより、GaAs基板51上
に0.4μm のSi3 N4 膜53のゲート窓開けを行う
ことができる。[0006] Thereafter, as shown in FIG.
The second Si 3 N 4 films 53 and 57 are etched by an anisotropic dry etcher over the entire surface. At this time, since the side wall of the fine slit pattern is hard to be etched, the Si 3 N 4 film 5 at the bottom of the slit is formed by this etching.
3, 57 will be removed. As a result, 0.6 μ
The gate window of the 0.4 μm Si 3 N 4 film 53 can be opened on the GaAs substrate 51 by the m photoresist pattern.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置の製造方法では、0.4μm のゲート窓開けを行っ
ているが、これ以上の微細化を行うとすると、図8
(d)の工程で第2のSi3N4 膜57をさらに厚く形
成しなければならない。こうすると図8(e)に示すS
i3 N4 膜が厚くなってしまい、その結果、ゲートが埋
もれてしまうこととなる。従って、従来の半導体装置の
製造方法では、0.4μm のゲート窓開けを行うのが限
界であった。In the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor device, a gate window of 0.4 .mu.m is opened.
In the step (d), the second Si 3 N 4 film 57 must be formed thicker. In this case, S shown in FIG.
The i 3 N 4 film becomes thick, and as a result, the gate is buried. Therefore, the conventional method of manufacturing a semiconductor device has been limited to opening a gate window of 0.4 μm.
【0008】また、図8(e)の工程では、直接ガリウ
ム砒素面を異方性エッチャーで開口するため、ガリウム
砒素面が基板上で不均一にエッチングされてしまう。こ
れにより、ゲート直下のチャネル幅が基板上でばらつく
ため、歩留が低下する原因となる。また、プラズマSi
3 N4 膜はエッチングレートが速いため、エッチング量
の制御が困難である。In the step shown in FIG. 8E, since the gallium arsenide surface is directly opened by the anisotropic etcher, the gallium arsenide surface is unevenly etched on the substrate. As a result, the channel width immediately below the gate varies on the substrate, which causes a reduction in yield. In addition, plasma Si
3 N 4 film can have higher etching rate, it is difficult to control the etching amount.
【0009】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、スリット状の微細加工が
できる半導体装置の製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of performing slit-shaped fine processing.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板の上に
絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜の上にマスク膜を
設ける工程と、このマスク膜をマスクとして該絶縁膜を
等方性オーバーエッチングする工程と、を具備すること
を特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of forming an insulating film on a substrate and providing a mask film on the insulating film. And a step of isotropically overetching the insulating film using the mask film as a mask.
【0011】また、上記等方性オーバーエッチングする
工程の後に、該マスク膜を除去する工程と、該絶縁膜及
び該基板の上に該絶縁膜とエッチングレートの異なる膜
を形成する工程と、この膜をエッチバックする工程と、
該絶縁膜を除去する工程をさらに含むことが好ましい。After the step of isotropic over-etching, a step of removing the mask film, a step of forming a film having a different etching rate from the insulating film on the insulating film and the substrate, Etching back the film;
It is preferable that the method further includes a step of removing the insulating film.
【0012】上記半導体装置の製造方法では、マスク膜
をマスクとして絶縁膜を等方性オーバーエッチングする
ことにより、該マスク膜の直下の絶縁膜はその側壁まで
エッチングされる。このため、マスク膜の幅より狭い幅
の絶縁膜を形成することができる。このため、絶縁膜の
等方性オーバーエッチングで線幅を制御できることとな
る。In the above method of manufacturing a semiconductor device, the insulating film immediately below the mask film is etched to the side wall by isotropically overetching the insulating film using the mask film as a mask. Therefore, an insulating film having a width smaller than the width of the mask film can be formed. Therefore, the line width can be controlled by the isotropic overetching of the insulating film.
【0013】尚、基板は、例えばガリウム砒素基板であ
っても良いが、他の基板を用いることも可能である。ま
た、絶縁膜にはSiO2 膜を用いることが好ましい。ま
た、マスク膜にはレジスト膜を用いることが好ましい。
また、該絶縁膜とエッチングレートの異なる膜にはSi
3 N4 膜を用いることが好ましい。The substrate may be, for example, a gallium arsenide substrate, but other substrates may be used. Further, it is preferable to use a SiO 2 film as the insulating film. Further, it is preferable to use a resist film as the mask film.
Further, a film having an etching rate different from that of the insulating film is Si
It is preferable to use 3 N 4 film.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。図1〜図7は、本発明の
実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 7 are sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【0015】先ず、図1に示すように、ガリウム砒素基
板(GaAs基板)1の表面上にはCVD法によりSi
O2 膜2が成膜される。次に、このSiO2 膜2の上に
は細長いスリット状のゲートのパターンを形成するため
のホトレジスト膜3が設けられる。このホトレジスト膜
3はパターンニングされ、ホトレジスト膜3の幅は例え
ば0.5μm となる。First, as shown in FIG. 1, a gallium arsenide substrate (GaAs substrate) 1 has
An O 2 film 2 is formed. Next, a photoresist film 3 for forming an elongated slit-like gate pattern is provided on the SiO 2 film 2. The photoresist film 3 is patterned, and the width of the photoresist film 3 is, for example, 0.5 μm.
【0016】この後、図2に示すように、ホトレジスト
膜3をマスクとしてSiO2 膜2が等方性ドライエッチ
ャーでエッチング時間をオーバーにしてエッチングされ
る。この際、ホトレジスト膜3の下のSiO2 膜2の線
幅が0.3μm のラインパターンになるまでエッチング
される。Thereafter, as shown in FIG. 2, using the photoresist film 3 as a mask, the SiO 2 film 2 is etched by an isotropic dry etcher with an etching time exceeding the etching time. At this time, etching is performed until the line width of the SiO 2 film 2 under the photoresist film 3 becomes a line pattern of 0.3 μm.
【0017】次に、図3に示すように、ホトレジスト膜
3が剥離され、GaAs基板1上にはエッチング後Si
O2 膜パターンが形成される。即ち、GaAs基板1上
には0.3μm 幅の凸状パターンからなるSiO2 膜2
が形成される。Next, as shown in FIG. 3, the photoresist film 3 is peeled off, and after etching the Si
An O 2 film pattern is formed. That is, a SiO 2 film 2 of a 0.3 μm width convex pattern is formed on a GaAs substrate 1.
Is formed.
【0018】この後、図4に示すように、この凸状のS
iO2 膜2及びGaAs基板1の上にはCVD法により
プラズマSi3 N4 膜5が成膜される。この際、凸状の
SiO2 膜2の上には凸部5aが形成される。Thereafter, as shown in FIG.
A plasma Si 3 N 4 film 5 is formed on the iO 2 film 2 and the GaAs substrate 1 by a CVD method. At this time, a convex portion 5a is formed on the convex SiO 2 film 2.
【0019】次に、図5に示すように、Si3 N4 膜5
の上にはエッチバック用のレジスト膜6が設けられる。
このレジスト膜6は、エッチバックに用いる反応性イオ
ンエッチングに対してプラズマSi3 N4 膜5と同じエ
ッチング速度(Si3 N4 膜5とレジスト膜6との選択
比が1:1)を持つものである。Next, as shown in FIG. 5, the Si 3 N 4 film 5
Is provided with a resist film 6 for etch back.
This resist film 6 has the same etching rate as the plasma Si 3 N 4 film 5 (the selectivity between the Si 3 N 4 film 5 and the resist film 6 is 1: 1) with respect to the reactive ion etching used for the etch back. Things.
【0020】この後、図6に示すように、レジスト膜6
及びSi3 N4 膜5は等方性ドライエッチャーにより凸
状のSiO2 膜2の上面まで全面エッチングされる。こ
の結果、レジスト膜6及びSi3 N4 膜5の凸部5aが
エッチングされ、SiO2 膜2の上面が露出するととも
にSi3 N4 膜5が平坦化される。従って、平坦なSi
3 N4 膜5にSiO2 膜2が埋め込まれたような状態と
なる。Thereafter, as shown in FIG.
Then, the entire surface of the Si 3 N 4 film 5 is etched to the upper surface of the convex SiO 2 film 2 by an isotropic dry etcher. As a result, the convex portions 5a of the resist film 6 and the Si 3 N 4 film 5 are etched, so that the upper surface of the SiO 2 film 2 is exposed and the Si 3 N 4 film 5 is planarized. Therefore, the flat Si
The state is such that the SiO 2 film 2 is embedded in the 3 N 4 film 5.
【0021】次に、図7に示すように、SiO2 膜2を
フッ酸などのウエットエッチング液でエッチングするこ
とにより、Si3 N4 膜5にはスリット状のパターンで
ある0.3μm 幅のゲート窓開け部(ゲート窓開けパタ
ーン)8が形成される。Next, as shown in FIG. 7, by etching the SiO 2 film 2 with a wet etching solution such as hydrofluoric acid, the Si 3 N 4 film 5 has a slit-shaped pattern having a width of 0.3 μm. A gate window opening portion (gate window opening pattern) 8 is formed.
【0022】上記実施の形態によれば、図2の工程でホ
トレジスト膜3をマスクとして等方性ドライエッチャー
でエッチング時間をオーバーにしてSiO2 膜2をエッ
チングすることにより、投影露光装置以上の微細パター
ンの形状加工が可能となり、0.5μm 幅のレジスト膜
3を用いてより細い0.3μm 幅のSiO2 膜2を形成
することができる。この0.3μm 幅のSiO2 膜2が
そのまま図7に示すゲート窓開け部8になるため、Si
O2 膜2のオーバーエッチングで線幅をコントロールで
きることとなる。したがって、従来の半導体装置の製造
方法によるゲート窓開けでは限界とされていた0.4μ
m 幅より微細な0.3μm 幅のゲート窓開けが可能とな
る。According to the above embodiment, the SiO 2 film 2 is etched by using the photoresist film 3 as a mask in the process of FIG. The pattern shape can be processed, and a thinner 0.3 μm wide SiO 2 film 2 can be formed using the 0.5 μm width resist film 3. Since this 0.3 μm-wide SiO 2 film 2 becomes the gate window opening 8 shown in FIG.
The line width can be controlled by over-etching the O 2 film 2. Therefore, 0.4 μm, which has been a limit in opening a gate window by a conventional method of manufacturing a semiconductor device, is used.
It is possible to open a gate window with a width of 0.3 μm finer than the width of m.
【0023】また、従来の半導体装置の製造方法の図8
(e)に示す工程のように直接ガリウム砒素面が異方性
ドライエッチャーでエッチングされることがない。この
ため、プラズマダメージを受けることなくゲートの加工
ができる。その結果、JFETの歩留を向上させること
ができ、JFETの特性であるVth(しきい値)を容易
にコントロールできる。また、ゲート部のガリウム砒素
面がエッチングされないため、基板面内でのチャネル幅
の均一性を向上させることができ、ゲート拡散の回数を
減らすことができる。これは、半導体装置の生産性の向
上につながる。FIG. 8 shows a conventional method of manufacturing a semiconductor device.
The gallium arsenide surface is not directly etched by the anisotropic dry etcher as in the step shown in FIG. Therefore, the gate can be processed without receiving plasma damage. As a result, the yield of the JFET can be improved, and Vth (threshold), which is a characteristic of the JFET, can be easily controlled. Further, since the gallium arsenide surface of the gate portion is not etched, the uniformity of the channel width in the substrate surface can be improved, and the number of times of gate diffusion can be reduced. This leads to an improvement in the productivity of the semiconductor device.
【0024】また、図2の工程でホトレジスト膜3をマ
スクとしてSiO2 膜2をエッチングするが、SiO2
のエッチングレートが安定しているため、SiO2 膜2
をオーバーエッチングする際のエッチング量の制御が容
易である。これは、半導体装置の生産性の向上につなが
る。Further, although etching the SiO 2 film 2 a photoresist film 3 in the step of FIG. 2 as a mask, SiO 2
Since the etching rate of the SiO 2 film 2 is stable,
It is easy to control the amount of etching when over-etching. This leads to an improvement in the productivity of the semiconductor device.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
スク膜をマスクとして絶縁膜を等方性オーバーエッチン
グしている。したがって、スリット状の微細加工ができ
る半導体装置の製造方法を提供することができる。As described above, according to the present invention, the insulating film is isotropically over-etched using the mask film as a mask. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of performing slit-shaped fine processing.
【図1】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図1の次の工程を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, showing a step subsequent to FIG. 1;
【図3】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図2の次の工程を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, showing a step subsequent to FIG. 2;
【図4】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図3の次の工程を示す断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, which shows the step subsequent to FIG. 3;
【図5】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図4の次の工程を示す断面図であ
る。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, which shows the step subsequent to FIG. 4;
【図6】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図5の次の工程を示す断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, which illustrates the next step of FIG. 5;
【図7】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図6の次の工程を示す断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 6, illustrating the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention;
【図8】図8(a)〜(e)は、従来の半導体装置の製
造方法を示す断面図である。FIGS. 8A to 8E are cross-sectional views illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
1…ガリウム砒素基板(GaAs基板)、2…SiO2
膜、3…ホトレジスト膜、5…プラズマSi3 N4 膜、
5a…凸部、6…レジスト膜、8…ゲート窓開け部(ゲ
ート窓開けパターン)、51…ガリウム砒素基板(Ga
As基板)、53…第1のプラズマSi3 N4 膜、55
…ホトレジスト膜、57…第2のプラズマSi3 N4
膜。1: Gallium arsenide substrate (GaAs substrate) 2: SiO 2
Film, 3 ... photoresist film, 5 ... plasma Si 3 N 4 film,
5a: convex portion, 6: resist film, 8: gate window opening portion (gate window opening pattern), 51: gallium arsenide substrate (Ga
As substrate), 53... First plasma Si 3 N 4 film, 55
... Photoresist film, 57 ... Second plasma Si 3 N 4
film.
Claims (2)
エッチングする工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。1. A step of forming an insulating film on a substrate, a step of providing a mask film on the insulating film, and a step of isotropically overetching the insulating film using the mask film as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
の後に、該マスク膜を除去する工程と、該絶縁膜及び該
基板の上に該絶縁膜とエッチングレートの異なる膜を形
成する工程と、この膜をエッチバックする工程と、該絶
縁膜を除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求
項1記載の半導体装置の製造方法。2. A step of removing the mask film after the step of isotropic over-etching, a step of forming a film having an etching rate different from that of the insulating film on the insulating film and the substrate, 2. The method according to claim 1, further comprising a step of etching back the film and a step of removing the insulating film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24832897A JPH1187322A (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24832897A JPH1187322A (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1187322A true JPH1187322A (en) | 1999-03-30 |
Family
ID=17176455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24832897A Pending JPH1187322A (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1187322A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100571629B1 (en) | 2004-08-31 | 2006-04-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for manufacturing in semiconductor device |
KR101167312B1 (en) * | 2005-06-30 | 2012-07-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | Method of forming fine pattern, liquid crystal display using the same, and fabricating method thereof |
-
1997
- 1997-09-12 JP JP24832897A patent/JPH1187322A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100571629B1 (en) | 2004-08-31 | 2006-04-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for manufacturing in semiconductor device |
US7338906B2 (en) | 2004-08-31 | 2008-03-04 | Hynix Semiconductor, Inc. | Method for fabricating semiconductor device |
KR101167312B1 (en) * | 2005-06-30 | 2012-07-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | Method of forming fine pattern, liquid crystal display using the same, and fabricating method thereof |
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