JPS58170035A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS58170035A
JPS58170035A JP5312182A JP5312182A JPS58170035A JP S58170035 A JPS58170035 A JP S58170035A JP 5312182 A JP5312182 A JP 5312182A JP 5312182 A JP5312182 A JP 5312182A JP S58170035 A JPS58170035 A JP S58170035A
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Masanori Ishii
正典 石井
Minoru Matsumoto
稔 松本
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発吻は半導体装置の製造方法に関する。特に、絶縁物
層を介して互に重なり合っている複数の金属電極拳配線
を有する半導体装置の製造方法の改良に関する。
(2)技術の背景 複数の素子より構成される回路を1個の半導体チップ上
に実現する半導体装置や大きな電流容量を必要とする半
導体装置においては素子の集積度を高める必要がある。
そのため、絶縁物層を介して互に重なり合っている複数
の金属電極・配線、すなわち多層配線が用いられること
が多い。
かかる複数の金属電極・配線には大きな電流が流れるた
め、その電気抵抗はできるだけ低いことが望ましい。
したがつて、金属電極・配線の膜厚はできるだけ厚くす
る必要がある。しかしながら、多層配線の場合には、下
層金属電極・配線の金属層の厚みが厚くなると、絶縁膜
層を介して形成された上層金属電極・配線の前記下層金
属配線の縁部に沿う領域において大きな段差が生じ、こ
のいわゆるステップ部において前記上部金属電極・配線
の厚さが極度に薄くなり、その部分にマイクロクラック
と呼ばれる亀裂が発生したり、また、その上部電極配線
にエレクトロマイグレーション現象による断線を発生し
たりする欠点が認められる。
(3)従来技術と間龜点 絶縁物層を介して互に重なり合っている複数の金属電極
・配線の場合は、上記の欠点を解消するため、従来技術
においては、下層金属配線の縁部をなだらかにする手法
が使用される。すなわち、基板に対しある角度をもって
イオンミリング法を使用する方法、エツチングマスク層
と金属層との密着性の不完全さによるエツチング液の浸
み込みを利用して下層金属配線の縁部をなだらかにする
方法、又は、入射角の広い自公転治具を用いてなす蒸着
法を使用して上層金属電極・配線の形成をなす方法等で
ある。
しかし、第1の方法にあっては、金属電極・配線の双方
の縁部に適用することは困難であり、第2の方法にあっ
ては、制御性が乏しく、実用性がなく、また第3の方法
にあっては、金属電極・配線の膜厚が大きい場合、すな
わち、段差が大きい場合には効果が十分でないことが認
められている。
いずれにせ′よ、従来技術においては、満足すべき性能
を有する金属配線の縁部をなだらかにする手法は、存在
しない。
(4)発明の目的 本発明の目的は、絶縁物層を介して互に重なり合ってい
る複数の金属電極壷配線を有する半導体装置の製造方法
番ζおいて、その直下に設けられている金属の電極・配
線の縁部に沿って、絶縁物層を介した上層の金属電極・
配線の厚さが薄くなることな(、かかる段差部において
も上層の金属電極・配線の厚さを均一になしうる半導体
装置の製造方法を提供することにある。
(5)発明の構成 本発明の構成は、複数の電極・配線のうちの最下層の導
電層を構成する導体層が被着される半導体基体上に第1
のマスク層を形成し、次いで該第1のマスク層上に前記
第1のマスク層とは異なる材料よりなる第2のマスク層
を形成し、次いで前記複数の電極・配線のうちの最下層
となるものが形成される予定の領域において、前記第2
のマスク層に第1の開口を形成し、次いで該第1の開口
を介して前記第1のマスク層に第2の開口を形成し、該
第2の開口の面積を前記第1の開口の面積より大きくし
、次いで前記半導体基体の前記予定領域とに、側面に傾
斜面を有する導体層を形成し、次いで前記第1及び第2
のマスク層とその上に形成された金属層とを除去し、し
かる後前記半導体装置基板全面上に絶縁物層を形成する
工程を含むことを特徴とする。
(6)発明の実施例 以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例にかかる半導
体装置の製造方法につき説明し、本発明の構成と特有の
効果とを明らかにする。
−例として、第1図にその概念的平面図を示す、砒化ガ
リュウムよりなり複数のソース・ドレイン−極・配線を
有するいわゆる「櫛型構造」のシ日ット牛ゲート電界効
果型トランジスタを製造する方法を挙げる。
第1図参照 図化おいて、1はメサ状のn型砒化ガリュウム(GaA
s) J:りなる動作領域であり、2と3とは金ゲルマ
ニュウム/白金/金(Au @Ge / Pi / A
u )の三重層よりなるソース電極・配線とドレイン電
極・配線とであり、4はアルミニュウム(A1)よりな
るゲート電極・配線である。5は半絶縁性砒化ガリエウ
ム基板である。
図から明らかなよう番こ、ゲー)%極・配線4とソース
電極・配線2とが絶縁物層を介して互に重なり合ってい
る領域24がある。
第2図参照 以下、第1図にその概念的平面図を示す砒化ガリエウA
 (GaAs) Ik界効果トランジスタの製造方法に
おける主要工程を説明する。図において、8はクローム
(er)等を含有した半絶縁性の砒化ガリュウム((j
aAs)よりなる基板であり、この基板8上に、気相エ
ビタ牛シャル成長法を使用して半絶縁性砒化ガリュウム
(GaAs)よりなるバッファ層7とn型砒化ガリュウ
ム(GaAs)よりなる動作層6とをつづけて形成する
。ここで、バッファ層7の厚さは2〜3 〔μ+n)程
度が、動作層6の厚さは0.5〔μ+n)程度が適当で
ある。つづいて、動作層6とバッファ層7の上層0.7
(a+n)程度を除去して素子分離を行なう。この除去
工程は、弗酸()(F)と過酸化水@ (H2t’s)
との水溶液と接触させることにより実行しうる。次に、
二酸化シリコン(8i0 )層9を厚さ0.5(μ+n
)程度に形成する。この工程は例えばモノシラン(8i
H4)と酸素(02)との混合ガスを反応性ガスとし、
温[380(t)圧力1  (kg / c+n” )
の下におイテナス化学気相成長法をもって実行しうる。
第3図参照 ソース・ドレイン−極・配線形成領域以外を覆1 うフ
ォトレジストマス月0を晶する。この工程は通常のフォ
トリソグラフィー法をもって実行しつる。このフォトレ
ジストマスク10を使用して二酸化シリコン(Sj(J
z)層9の一部を除去する。この工程は、弗酸(HF)
と弗化アンモニュウム(NH4F)との混合液と接触さ
せることにより実行しつる。この工程において重要なこ
とはフォトレジストマスク10の下部領域を1 〔μ+
n)程度オーバーエッチして、フォトレジストマスク1
0を図示の如(ひさし状になすことである。そのために
は、この工程を2工程に分割して、一旦二酸化シリコン
(SiOg)層9を除去した後、同じエツチング液によ
って再−びエツチング工程を続行してアンダーカットを
実行することが好適である。
第4図参照 ゛自公転治具を備えた蒸着装置を使用して、それぞれs
oo〔Xr / 1.500 rX〕/2.500 [
X]の厚さを有する金ゲルマニエウム層11/白金層1
2/金層13よりなる三重層を、1板金面に蒸着形成す
る。このとき、自公転治具の最大傾斜角は約45 とす
る。そして、上記三重層11.12.13の側面は基板
表面に対しておおよそ45°程度の傾斜角を有するなだ
らかな斜面とする。
第5図参照 フォトレジストマスク10を溶解除去するとともに、そ
の上に付着している上記の金属三重層11.12.13
を除去し、つづいて、弗酸(HF)と弗化アンモニニウ
ム(NH’4F)との混合液を使用して、残留している
二酸化シリコン(SiOi) 層9を溶解除去する。つ
づいて、450 (t3程度の温度において熱処理を実
行して上記の金属三重層11.12.13を動作層6と
オーミックコンタクトさせる。
第6図参照 モノシラン(SiH4)と酸素(02)との混合ガスを
反応性ガスとし、温度380℃圧力1 [kg/crn
”)の下においてなす化学気相成長法を使用して、基板
表面全面に厚さ0.4 〔μ+n)程度を有する二酸化
シリコン(Si(J2)膜14を形成する。つづいて、
フォ) IJソゲラフイー法を使用して、上記の金職三
血層11.12.13を隔てる領域のほぼ中央に輻1.
O〔μ+n)程度の溝を有するフォトレジストよりなる
エツチングマスク15を形成する。このエツチングマス
ク15を使用して、二酸化シリコン(SiUz)lIi
14にゲート−極用窓16を形成する。このエツチング
工程は、四弗化炭素(CFa )と水素(Hリガスとを
反応性ガスとしてなすドライエツチング法を使用してな
す。
第7図参照 フォトレジスト膜よりなるエツチングマスク15を溶解
除去した後、基板全面にアルミニエラ ム(AI )膜
を約0.6〔μ+n )の厚さに形成し、再びフォトリ
ソグラフィー法を使用してゲート電極・配線形成予定領
域上ICフォトレジスト膜よりなるエツチングマスク1
7を形成し、四塩化炭素(CC14)を使用してなすド
ライエツチング法をもってゲート電極−配線18を完成
した後、エツチングマスク17を溶解除去する。
第8図参照 以上の一連の工程をもって製造された半導体装置の、第
1図に示すA−A断面図すなわち、第1図におけるソー
ス電極・配線2とゲート電極・配線4との交叉部分にお
ける断面図は第8図に示す如く、側面の傾斜角がおよそ
45°程度のなだらかな斜面を有する金属電極・配線と
絶縁物との積層体となり、それらの縁部(段差部)にお
いて金属−極・配線の厚さも絶縁物!m14の厚さも均
一になる。すなわち、積層体よりなるソース電極・配線
11.12.13は上記の如く側面の傾斜角がおよそ4
5゜程度のなだらかな斜面を有することになり、その上
階にはやはり同一の形状を有する二酸化シリコン(Si
(J2)層14が形成されており、更にその上層にはや
はり同一の形状を有するアルミニュ ラム(AI)層よ
りなるゲート電極・配線18か形成されることになり、
その縁部において各層の厚さが不均一になることはない
なお、以上の説明にあっては、−例として、砒化カリニ
ウム(GaAs)よりなるショットキゲート型m界効果
トランジスタについて述べであるか、シリコン(8i)
よりなる集積回路等であっても、絶縁物を介して互に重
なり合っている複数の金属電極・配線を有する半導体−
一の製造方法にも本発明を適用することができる。
又、第2のマスク層はフォトレジスト膜が適当であるか
、第1のマスク層は二酸化シリコン(SiOz )層の
みならず、−酸化シリコン(5i(J )層、窒化シリ
コン(811N4 ) 層、酸化アルミニニウム(Al
zUs)層、窒化アルミニュウム(AIN)層、ポリイ
ミド樹脂層、アルミニュウム(AI ) Jli、等か
ら選択することができる。
第1層の金属材料としては、上記の三重層の他に、金ゲ
ルマニニウム/金(Au Ge / Au )の二重層
、チタン(Ti)、ニッケ゛ル(Ni)、クローム(C
r )、タングステン(W)等が使用できる。
(7)発明の詳細 な説明せるとおり、本発明によれば、絶縁物層を介して
互に重なり合う複数の金属電極・配線を有する半導体装
置の製造方法において、その直下に設けられている金属
の電極・配線の縁部に沿って、絶縁物層を介して形成さ
れた上層の金属電極・配線の厚さが薄くなることなく、
かかる段差部においても上層金属゛電極・配線の厚さを
均一に:い  、・ なしつる半導体装置の製造方法を提供することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
をもって製造しうる、砒化ガリュム(GaAs)よりな
り複数のソース・ドレイン電極・配線を有するいわゆる
「櫛型構造」のショットキゲート電界効果型トランジス
タの概念的平面図である。 第2図乃至第7図は、本発明の一実施例に係る半導体装
置の製造方法の主要各工程完了後の基板断面図である。 第8図は第1図におけるA−A断面図であり、ソース電
極・配線とゲート電極・配線との交叉部分を示す断面図
である。 1・・・・・・動作領域、2・・・・・・ソース電極・
配線、3・・・・・・ドレイン電極・配線、4・・・・
・・ゲート電極・配線、5・・・・・・基板、6・・・
・・・動作層、7・・・・・・バッファ層、8・・・・
・・基板、9・・・・・・二酸化シリコン層、10・・
・・・・フォトレジストマスク、11.12.13・・
・・・・金ゲルマニュウム/白金/金よりなる三重層、
14・・・・・・二酸化シリコン膜、15・・・・・・
エツチングマスク、16・・・・・・ゲート電極用窓、
17・・・・・・エツチングマスク、18・・・・・・
ゲート電極・配線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の電極・配線のうちの最下層の導電層を構成する導
    体層が被着される半導体基体上に第1のマスク層を形成
    し、次いで該第1のマスク層上に前記第1のマスク層と
    は異なる材料よりなる第2のマスク層を形成し、次いで
    前記複数の電極・配線のうちの最下層となるものが形成
    される予定の領域において、前記第2のマスク層に第1
    の開口を形成し、次いで該第1の開口を介して前記第1
    のマスク層に第2の開口を形成し、該第2の開口の面積
    を前記第1の開口の面積より大きくし、次いで前記半導
    体基体の前記予定領域に、側面に傾斜面を有する導体層
    を形成し、次いで前記第1及び第2のマスク層とその上
    に形成された金属層とを除去し、しかる後前記半導体装
    置基板全面上に絶縁物層を形成する工程を含むことを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
JP5312182A 1982-03-31 1982-03-31 半導体装置の製造方法 Granted JPS58170035A (ja)

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JPS4845868A (ja) * 1971-10-15 1973-06-30

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