KR100262941B1 - Method for forming t-type gate of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 기술분야에 관한 것으로, 특히 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법에 관한 것이며, 미세한 T형 게이트를 안정적인 구조로 용이하게 형성할 수 있는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명은 T형 게이트 형성을 위한 희생막(예를 들어, 실리콘 질화막) 증착시 증착 온도를 점진적으로 변화시켜 다층의 박막을 증착하고, 이후 습식식각시 증착 온도에 따른 층간의 식각속도차를 이용하며, 또 전자빔 레지스트 패턴이 높은 온도에서 흘러내리는 플로우(flow) 특성을 이용하여 안정적인 구조를 가지는 계단형 미세 T형 게이트를 형성한다. 즉, 본 발명은 게이트 다리와 머리부위가 만나는 부분을 계단형 구조로 형성하여 게이트 다리와 머리의 끊어짐을 방지하고, 절연막이 게이트 다리를 양쪽에서 지지하고 있기 때문에 미세한 게이트 다리와 면적이 큰 T형 게이트 전극을 들뜸 없이 제작할 수 있다.The present invention relates to the field of semiconductor technology, and more particularly, to a method of forming a fine T-type gate of a compound semiconductor device, and to a method of forming a fine T-type gate of a compound semiconductor device capable of easily forming a fine T-type gate in a stable structure. The purpose is to provide. To this end, in the present invention, the deposition temperature is gradually changed during deposition of a sacrificial film (eg, silicon nitride film) for forming a T-type gate to deposit a multilayer thin film, and thereafter, the etching rate difference between layers according to the deposition temperature during wet etching. In addition, a stepped fine T-type gate having a stable structure is formed by using a flow characteristic in which the electron beam resist pattern flows down at a high temperature. That is, the present invention forms a stepped structure where the gate bridge and the head meet each other to prevent the gate bridge and the head from breaking, and because the insulating film supports the gate bridge from both sides, the fine gate bridge and the large T-type are large. The gate electrode can be manufactured without lifting.

Description

화합물 반도체 소자의 미세 티형 게이트 형성방법Method of forming fine tee gate of compound semiconductor device

본 발명은 반도체 기술분야에 관한 것으로, 특히 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of semiconductor technology, and more particularly, to a method of forming a fine T-type gate of a compound semiconductor device.

일반적으로, 고성능 트랜지스터의 제작을 위해서는 게이트 길이(gate length)를 줄이는 것이 가장 효과적이다. 즉, 게이트 길이가 줄어들면 트랜지스터의 차단 주파수를 높게 할 뿐 아니라 관련된 여러 가지 특성들을 개선하는 효과를 가져온다.In general, reducing the gate length is most effective for fabricating high performance transistors. In other words, reducing the gate length not only increases the blocking frequency of the transistor, but also improves various related characteristics.

그러나, 게이트 길이가 감소함에 따라 금속의 단면적이 작아져 저항특성 및 잡음특성을 열화시키기 때문에 게이트를 T형으로 제작하고 있다. 이러한 T형 게이트는 다양한 방법들에 의해서 제작이 가능하며 지금까지 보고된 예가 매우 많다. 이들 모두 주로 해상력이 우수한 전자빔(E-beam) 리소그라피를 이용하여 2층 또는 3층의 레지스트를 사용하고 있다. 즉, 전자빔 리소그라피 공정으로 역삼각형의 T형 레지스트 형상을 만들어 여기에 금속을 증착하고 리프트-오프(lift-off)하여 만들거나 또는 임시 게이트를 만들어 미세한 게이트 형상의 홈을 만들고 여기에 다시 넓은 폭을 갖는 상층의 레지스트 패턴을 형성하여 금속을 증착하고, 리프트-오프 하여 T형 게이트 전극을 제작할 수 있다. 그러나, 이들 방법은 모두 T형 게이트를 만드는데 효과적이지만 미세한 게이트를 제작하는 것이 용이하지 않다.However, as the gate length decreases, the gate has a T-shape because the cross-sectional area of the metal decreases and the resistance and noise characteristics deteriorate. Such T-gates can be manufactured by various methods, and many examples have been reported so far. All of them mainly use two- or three-layer resists using electron beam (E-beam) lithography with excellent resolution. In other words, an electron beam lithography process creates an inverted triangular T-shaped resist shape and deposits metal thereon and lifts it off, or creates a temporary gate to create a fine gate-shaped groove, and then widens it again. An upper resist pattern is formed to deposit a metal and lift-off to fabricate a T-type gate electrode. However, both of these methods are effective for making T-type gates, but making fine gates is not easy.

근래에는 미세한 게이트 패턴을 형성하기 위하여 가속전압을 100kV로 높여 사용하고 있다. 가속전압을 높여 사용하면 미세한 게이트 패턴의 형성은 가능하나, 게이트 메탈 증착시에 게이트 길이 대 게이트 다리 부위의 높이의 비가 상대적으로 높아지므로 금속 증착시 게이트 다리와 머리가 끊어지는 문제점이 있다.Recently, in order to form a fine gate pattern, an acceleration voltage is increased to 100 kV. If the acceleration voltage is increased, a fine gate pattern can be formed. However, since the ratio of the gate length to the height of the gate bridge portion is relatively increased during the deposition of the gate metal, the gate bridge and the head are broken when the metal is deposited.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 대표적인 T형 게이트 제작 기술을 고찰한다.Hereinafter, a typical representative T-type gate fabrication technique will be considered with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면 도 1a 내지 도 1e는 종래기술에 따른 전계효과형 화합물 반도체 소자(예를 들어, 갈륨비소 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT), 금속-반도체 전계효과 트랜지스터(MESFET))의 제조 공정을 도시한 것으로, 이하 그 제작 공정을 간단히 살펴본다.1A to 1E illustrate a manufacturing process of a field effect compound semiconductor device (eg, a gallium arsenide high electron mobility transistor (HEMT) and a metal-semiconductor field effect transistor (MESFET)) according to the prior art. The production process is briefly described below.

우선, 도 1a를 참조하면, 도면 부호 '10'은 반절연 갈륨비소 기판, '11은 버퍼층, '12'는 AlGaAs/GaAa 초격자버퍼층, '13'은 채널층, '14'는 스페이서층, '15'는 쇼트키층, '16'은 N형 GaAs 오믹층을 각각 나타낸 것이며, '17'은 소오스 전극 및 드레인 전극의 오믹전극을 형성하기 위한 감광막 패턴을 나타낸 것이다.First, referring to FIG. 1A, reference numeral 10 denotes a semi-insulating gallium arsenide substrate, 11 denotes a buffer layer, 12 denotes an AlGaAs / GaAa superlattice buffer layer, 13 denotes a channel layer, and 14 denotes a spacer layer. '15' represents a Schottky layer, '16' represents an N-type GaAs ohmic layer, and '17' represents a photoresist pattern for forming ohmic electrodes of a source electrode and a drain electrode.

다음으로, 도 1b를 참조하면, 상기와 같이 감광막 패턴(17)을 형성한 다음, 열저항 가열진공 증착기로 합금형태로 된 AuGe를 1000∼2000Å 두께로, 그리고 Ni를 400∼1000Å 두께로 비교적 두껍게 증착한 다음, Au를 차례로 증착하여 AuGe/Ni/Au로 구성된 오믹금속층(18)을 형성한다.Next, referring to FIG. 1B, the photoresist layer pattern 17 is formed as described above, and then AuGe in an alloy form is formed to a thickness of 1000 to 2000 kPa and Ni to 400 to 1000 kPa in a heat resistant heating vacuum evaporator. After deposition, Au is sequentially deposited to form an ohmic metal layer 18 composed of AuGe / Ni / Au.

이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이 오믹금속층(18)을 증착한 다음, 리프트-오프 방법으로 감광막 패턴(17)을 제거하여 소오스 전극과 드레인 전극(19)을 형성한 후, 430℃ 정도의 온도에서 20초 정도 열처리를 수행한다.Subsequently, the ohmic metal layer 18 is deposited as shown in FIG. 1C, and then the photoresist pattern 17 is removed by a lift-off method to form the source electrode and the drain electrode 19, and then the temperature is about 430 ° C. Heat treatment is performed for about 20 seconds at.

계속하여, 도 1d에 도시된 바와 같이 전계효과형 화합물 반도체 소자의 T형 게이트를 만들기 위한 PMMA(PolyMethyl MethAcrylate)/P(MMA-MAA) 감광막 패턴(20)을 형성하고 건식식각법으로 게이트 리쎄스(recess)를 실시한다.Subsequently, as shown in FIG. 1D, a polymethyl methacrylate (PMMA) / P (MMA-MAA) photosensitive film pattern 20 for forming a T-type gate of the field-effect compound semiconductor device is formed, and the gate recess is formed by dry etching. (recess)

다음으로, 도 1e에 도시된 바와 같이 Ti/Pt/Au로 구성된 금속층을 증착하고 리프트-오프 방법으로 감광막 패턴(20)을 제거하면 미세한 T형 게이트(21)를 갖는 HEMT, MESFET 등의 전계효과형 화합물 반도체 소자가 제작된다.Next, as shown in FIG. 1E, when the metal layer composed of Ti / Pt / Au is deposited and the photoresist pattern 20 is removed by a lift-off method, an electric field effect of HEMT, MESFET, etc. having a fine T-type gate 21 is formed. A type compound semiconductor device is manufactured.

그러나, 상기 방법으로 제작한 전계효과형 화합물 반도체 소자는 단일층으로 구성된 에피택셜(epytaxial)층 구조를 채택하기 때문에 오믹저항이 비교적 높고 식각정지(etch-stop)층이 없어 게이트 리쎄스시 식각 깊이를 조절하기 어려운 문제가 있다. 또한 일 단계의 게이트 리쎄스 방법을 채택함으로써 게이트 리쎄스 구조가 대칭형으로 되고 드레인 부근의 오믹층이 남게 된다. 그 결과 게이트와 드레인간의 절연파괴(breakdown) 전압이 감소하고, 게이트와 드레인간의 기생 캐패시턴스(Cgd)가 증가하여 화합물 반도체 소자의 고주파 특성이 열화되는 문제점이 있었다.However, the field effect compound semiconductor device fabricated by the above method adopts an epitaxial layer structure composed of a single layer, so that the ohmic resistance is relatively high and there is no etch-stop layer. There is a problem that is difficult to control. The one-step gate recess method also makes the gate recess structure symmetrical and leaves an ohmic layer near the drain. As a result, the breakdown voltage between the gate and the drain is decreased, and the parasitic capacitance C gd between the gate and the drain is increased, thereby deteriorating the high frequency characteristics of the compound semiconductor device.

첨부된 도면 도 2a 내지 도 2h는 다른 종래기술에 따른 전계효과형 화합물 반도체 소자의 제조 공정을 도시한 것으로, 이하 그 제작 공정을 간단히 살펴본다.2A through 2H illustrate a manufacturing process of another field effect compound semiconductor device according to the related art, and a brief description thereof will be given below.

우선, 도 2a에 도시된 바와 같이 기판(30)상에 오믹층(31) 및 1차 금속층(32)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, an ohmic layer 31 and a primary metal layer 32 are formed on a substrate 30.

이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이 전체구조 상부에 PMMA 레지스트(33)를 도포하고 연화건조 시킨 다음, 도 2c에 도시된 바와 같이 PMMA 레지스트(33) 상부에 그에 비해 전자빔에 대한 감도가 상대적으로 높은 MMA-MAA 공중합체(co-polymer)(34)를 도포한 후 역시 연화건조 시킨다. 계속하여, 도 2d에 도시된 바와 같이 전체구조 상부에 다시 한번 PMMA 레지스트(35)를 도포하여 3층 레지스트 구조를 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, the PMMA resist 33 is applied to the entire structure and soft-dried. Then, as shown in FIG. 2C, the sensitivity to the electron beam is relatively higher than that on the PMMA resist 33. After applying the MMA-MAA copolymer (34) (34) is also softened and dried. Subsequently, as shown in FIG. 2D, the PMMA resist 35 is once again applied over the entire structure to form a three-layer resist structure.

이어서, 도 2e에 도시된 바와 같이 전자빔 노광을 수행한 후, 레지스트(35, 34, 33)를 현상하고 세척하여 도 2f에 도시된 바와 같은 T형 레지스트 프로파일을 형성한다.Then, after performing electron beam exposure as shown in FIG. 2E, the resists 35, 34, 33 are developed and washed to form a T-type resist profile as shown in FIG. 2F.

다음으로, 도 2g에 도시된 바와 같이 기판(30) 리세스를 실시하고, 게이트 금속(36)을 증착한다.Next, as shown in FIG. 2G, the substrate 30 is recessed and the gate metal 36 is deposited.

끝으로, 도 2h에 도시된 바와 같이 잔류 레지스트(35, 34, 33)를 제거하여 T형 게이트 금속(36a)을 가진 화합물 반도체 소자를 제작한다.Finally, as shown in FIG. 2H, the remaining resists 35, 34, 33 are removed to fabricate the compound semiconductor device having the T-type gate metal 36a.

그러나, 상기 기술은 3층의 레지스트를 사용함으로서, 전자빔 노광시 근접효과가 발생하여 미세한 T형 게이트 형성이 어렵다는 문제점을 안고 있다.However, the above technique has a problem in that it is difficult to form a fine T-type gate due to the proximity effect during electron beam exposure by using three layers of resists.

본 발명은 미세한 T형 게이트를 안정적인 구조로 용이하게 형성할 수 있는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method for forming a fine T-type gate of a compound semiconductor device capable of easily forming a fine T-type gate in a stable structure.

도 1a 내지 도 1e는 종래기술에 따른 전계효과형 화합물 반도체 소자 제조 공정도.1a to 1e is a process diagram of a field effect compound semiconductor device manufacturing according to the prior art.

도 2a 내지 도 2h는 다른 종래기술에 따른 전계효과형 화합물 반도체 소자 제조 공정도.Figure 2a to 2h is a field effect type compound semiconductor device manufacturing process diagram according to another prior art.

도 3a 내지 도 3n은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계효과형 화합물 반도체 소자 제조 공정도.3a to 3n is a process diagram of manufacturing a field effect compound semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

40 : GaAs 기판 41 : 오믹금속층(ohmic metal layer)40: GaAs substrate 41: ohmic metal layer

42 : 1차 금속층 43 : 실리콘 산화막(silicon dioxde layer)42: primary metal layer 43: silicon oxide layer (silicon dioxde layer)

44, 45, 46 : 실리콘 질화막 47 : 알루미늄막44, 45, 46 silicon nitride film 47 aluminum film

48 : PMMA 레지스트 (패턴) 49 : Ti/Pt/Au 금속층48: PMMA resist (pattern) 49: Ti / Pt / Au metal layer

49a : T형 게이트49a: T-type gate

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정의 하부층이 형성된 화합물 반도체 기판상에 제1 절연막을 형성하는 제1 단계; 상기 제1 절연막상에 다수층의 제2 절연막을 형성하되, 습식식각률이 최상부층으로 갈수록 증가되도록 형성하는 제2 단계; 상기 제2 절연막상에 게이트 다리 패턴 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성하는 제3 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 다수층의 제2 절연막 및 상기 제1 절연막을 건식식각하는 제4 단계; 상기 다수층의 제2 절연막을 습식식각하여 계단형 프로파일을 이루는 제5 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 플로우시켜 게이트 형성 영역을 오픈시키는 제6 단계; 전체구조 상부에 상기 게이트 전도층을 형성하는 제7 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 리프트-오프하여 게이트를 형성하는 제8 단계를 포함한다.The present invention to achieve the above object, the first step of forming a first insulating film on a compound semiconductor substrate having a predetermined lower layer; A second step of forming a plurality of second insulating films on the first insulating film, wherein the wet etch rate is increased toward the uppermost layer; Forming a photoresist pattern for forming a gate bridge pattern on the second insulating film; A fourth step of dry etching the plurality of second insulating layers and the first insulating layer using the photoresist pattern as an etching mask; A fifth step of forming a stepped profile by wet etching the plurality of second insulating layers; A sixth step of opening the gate formation region by flowing the photoresist pattern; Forming a gate conductive layer on the entire structure; And an eighth step of lifting-off the photoresist pattern to form a gate.

즉, 본 발명은 T형 게이트 형성을 위한 희생막(예를 들어, 실리콘 질화막) 증착시 증착 온도를 점진적으로 변화시켜 다층의 박막을 증착하고, 이후 습식식각시 증착 온도에 따른 층간의 식각속도차를 이용하며, 또 전자빔 레지스트 패턴이 높은 온도에서 흘러내리는 플로우(flow) 특성을 이용하여 안정적인 구조를 가지는 계단형 미세 T형 게이트를 형성한다. 즉, 본 발명은 게이트 다리와 머리부위가 만나는 부분을 계단형 구조로 형성하여 게이트 다리와 머리의 끊어짐을 방지하고, 절연막이 게이트 다리를 양쪽에서 지지하고 있기 때문에 미세한 게이트 다리와 면적이 큰 T형 게이트 전극을 들뜸 없이 제작할 수 있다.That is, according to the present invention, the deposition temperature of the sacrificial layer (eg, silicon nitride layer) for forming the T-type gate is gradually changed to deposit a multilayer thin film, and then the etching rate difference between layers according to the deposition temperature during wet etching. And a stepped fine T-type gate having a stable structure by using a flow characteristic in which the electron beam resist pattern flows down at a high temperature. That is, the present invention forms a stepped structure where the gate bridge and the head meet each other to prevent the gate bridge and the head from breaking, and because the insulating film supports the gate bridge from both sides, the fine gate bridge and the large T-type are large. The gate electrode can be manufactured without lifting.

이하, 본 발명의 바람직하고 용이한 실시를 위하여 그 실시예를 소개한다.Hereinafter, the embodiments of the present invention will be introduced for preferred and easy implementation.

첨부된 도면 도 3a 내지 도 3n은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계효과형 화합물 반도체 소자 제조 공정을 도시한 것으로, 이하 이를 참조하여 그 공정을 살펴본다.3A to 3N illustrate a process for manufacturing a field effect compound semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, the process will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이 채널층이 형성된 GaAs 기판(40)상에 오믹금속층(41)과 1차 금속층(42)을 형성하고 세척을 실시한다.First, as shown in FIG. 3A, an ohmic metal layer 41 and a primary metal layer 42 are formed on a GaAs substrate 40 on which a channel layer is formed and washed.

다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이 300∼350℃의 고온에서 실리콘 산화막(43)을 2000Å 두께로 전체구조 상부에 증착하고, 계속하여 도 3c에 도시된 바와 같이 실리콘 산화막(43) 상부에 250℃ 정도의 고온에서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법으로 실리콘 질화막(44)을 1500Å 두께로 증착한다.Next, as shown in FIG. 3B, the silicon oxide film 43 is deposited on the entire structure at a temperature of 300 to 350 ° C. at a thickness of 2000 microseconds, and then 250 on the silicon oxide film 43 as shown in FIG. 3C. The silicon nitride film 44 is deposited to a thickness of 1500 Å by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) at a high temperature of about ℃.

이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이 200℃ 정도의 온도에서 PECVD법으로 실리콘 질화막(45)을 1500Å 두께로 증착하고, 도 3e에 도시된 바와 같이 100℃ 정도의 온도에서 PECVD법으로 실리콘 질화막(46)을 5000Å 두께로 증착한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3D, the silicon nitride film 45 is deposited to a thickness of 1500 占 폚 by PECVD at a temperature of about 200 ° C., and the silicon nitride film 46 by PECVD at a temperature of about 100 ° C. as shown in FIG. 3E. ) Is deposited to 5000 mm thick.

계속하여, 도 3f에 도시된 바와 같이 전체구조 상부에 실온에서 알루미늄막(47)을 50∼100Å 두께로 증착한다. 이때, 알루미늄막(47)은 전자빔 리소그라피 공정시 해상도를 높이기 위한 보조층으로 리소그라피 공정 이후 제거된다.Subsequently, as shown in FIG. 3F, an aluminum film 47 is deposited to a thickness of 50 to 100 Å on the whole structure at room temperature. At this time, the aluminum film 47 is removed after the lithography process as an auxiliary layer for increasing the resolution during the electron beam lithography process.

다음으로, 도 3g에 도시된 바와 같이 기판을 HMDS(HexaMethyl DiSilazane)로 전처리한 후 PMMA 레지스트(48)를 0.25㎛ 두께로 도포하고 베이킹 공정을 수행한다.Next, as shown in FIG. 3g, the substrate is pretreated with HMDS (HexaMethyl DiSilazane), and then the PMMA resist 48 is applied to a thickness of 0.25 μm, and a baking process is performed.

이어서, 도 3h에 도시된 바와 같이 게이트 다리 형성을 위한 마스크를 이용하여 노광을 수행한 후, MIBK(MethylIsoButylKetone) : IPA(IsoPropylAlcohol) 혼합용액을 사용하여 현상함으로써 레지스트 패턴(48)을 형성한다. 계속하여 베이킹 수행후 O2프라즈마를 이용하여 잔유물 처리를 실시한다.Subsequently, after the exposure is performed using a mask for forming a gate bridge as shown in FIG. 3H, a resist pattern 48 is formed by developing using a mixed solution of Methyl Iso Butyl Ketone (MIBK): IsoPropylAlcohol (IPA). After the baking is carried out, the residue is treated with O 2 plasma.

계속하여, 도 3i에 도시된 바와 같이 C2F6+ CHF3혼합가스를 사용한 건식식각법으로 수직의 패턴을 실리콘 산화막(43)에 전사한다. 이때, GaAs 기판(40)과 실리콘 산화막(43)의 건식식각 선택비는 통상적으로 1 : 30 비율이므로 GaAs 기판(40)의 손상 없이 패턴 전사가 가능하다.Subsequently, as shown in FIG. 3I, the vertical pattern is transferred to the silicon oxide film 43 by a dry etching method using a C 2 F 6 + CHF 3 mixed gas. At this time, the dry etching selectivity of the GaAs substrate 40 and the silicon oxide film 43 is typically 1:30, so that pattern transfer is possible without damaging the GaAs substrate 40.

그 후, 도 3j에 도시된 바와 같이 30 : 1 BOE(Buffered Oxide Etchant) 용액을 사용하여 알루미늄막(47) 및 실리콘 질화막(46, 45, 44)을 식각한다. 이때 알루미늄막(47)은 그 하부의 실리콘 질화막(46)과 비슷한 식각 선택비를 가지며, 실리콘 질화막(46, 45, 44)은 그 증착 온도에 따라 각각 식각속도가 현저하게 다르므로 도시된 바와 같은 계단형 식각 단면을 용이하게 얻을 수 있으며, 고온의 실리콘 산화막(43)에 전사된 게이트 다리 패턴은 습식식각시 거의 손상 받지 않는다. 이러한 실리콘 질화막의 증착 온도에 따른 습식식각 속도(30 :1 BOE 사용시)를 도 4에 도시하였다. 도시된 바와 같이 수십 또는 수백의 식각 선택비를 얻을 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 3J, the aluminum film 47 and the silicon nitride films 46, 45, and 44 are etched using a 30: 1 BOE (Buffered Oxide Etchant) solution. At this time, the aluminum film 47 has an etching selectivity similar to that of the silicon nitride film 46 below, and the silicon nitride films 46, 45, and 44 have different etching rates depending on their deposition temperatures. A stepped etching cross section can be easily obtained, and the gate bridge pattern transferred to the high temperature silicon oxide film 43 is hardly damaged during wet etching. The wet etch rate (when using 30: 1 BOE) according to the deposition temperature of the silicon nitride film is shown in FIG. 4. As shown, an etching selectivity of tens or hundreds can be obtained.

이어서, 게이트 메탈 증착이 용이하도록 고온에서 열처리하여 레지스트 패턴(48)이 흘러 내려서 도 3k에 도시된 바와 같은 형태를 얻는다. 이때, 열처리의 적정온도는 160℃ 이상이다.Subsequently, heat treatment is carried out at high temperature to facilitate gate metal deposition, and the resist pattern 48 flows down to obtain a shape as shown in FIG. 3K. At this time, the proper temperature of heat treatment is 160 degreeC or more.

계속하여, 도 3l에 도시된 바와 같이 게이트 전극을 만들기 위하여 GaAs 기판(40)의 일부를 식각하여 게이트 리세스를 행한 다음, 도 3m에 도시된 바와 같이 전체구조 상부에 Ti/PT/Au 금속층(49)을 증착하고, 도 3n에 도시된 바와 같이 레지스트 패턴(48)을 리프트-오프하여 T형 게이트(49a)의 제작을 완료한다.Subsequently, a portion of the GaAs substrate 40 is etched to form a gate electrode as shown in FIG. 3L, and then gate recessed. Then, as shown in FIG. 3M, a Ti / PT / Au metal layer ( 49) is deposited and the resist pattern 48 is lifted off as shown in FIG. 3N to complete the fabrication of the T-type gate 49a.

전술한 일 실시예에서 사용된 실리콘 산화막(43), 실리콘 질화막(44, 45, 46), 알루미늄막(47) 등은 각각의 역할에 따라 다른 물질막으로 대체가 가능하다.The silicon oxide film 43, the silicon nitride films 44, 45, 46, and the aluminum film 47 used in the above-described embodiment may be replaced with other material films according to their respective roles.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

이상에서와 살펴 본 바와 같이 본 발명은 종래의 T형 게이트 형성 공정에 비하여 다음과 같은 장점을 지닌다.As described above, the present invention has the following advantages over the conventional T-type gate forming process.

첫째로, 전자빔 레지스트 게이트 형성 공정에 단층의 PMMA 레지스트만을 사용하므로 근접효과에 의한 영향이 없어 미세한 게이트 패턴 형성이 가능하며, 둘째로, 절연막이 게이트 좌우에서 T형 게이트를 지지하므로 미세한 게이트로 인한 메탈의 들뜸 현상을 배제할 수 있고, 셋째로, 게이트 다리와 머리 부위의 만나는 부위가 자동적으로 계단형 구조로 형성되므로 게이트 선폭 대 높이의 비가 개선되어 미세한 게이트 증착이 가능하며, 넷째로, 절연막의 증착 두께에 의해 게이트 메탈 증착 두께 조절이 용이하다.First, since only a single layer of PMMA resist is used in the electron beam resist gate forming process, there is no influence due to the proximity effect, so that a fine gate pattern can be formed. Second, since the insulating film supports the T-type gates at the left and right of the gate, the metal due to the fine gate is used. Third, the gate bridge and the head meets automatically formed a stepped structure, so the ratio of gate line width to height is improved, and fine gate deposition is possible. The thickness makes it easy to adjust the gate metal deposition thickness.

Claims (11)

소정의 하부층이 형성된 화합물 반도체 기판상에 제1 절연막을 형성하는 제1 단계;A first step of forming a first insulating film on the compound semiconductor substrate on which a predetermined lower layer is formed; 상기 제1 절연막상에 다수층의 제2 절연막을 형성하되, 습식식각률이 최상부층으로 갈수록 증가되도록 형성하는 제2 단계;A second step of forming a plurality of second insulating films on the first insulating film, wherein the wet etch rate is increased toward the uppermost layer; 상기 제2 절연막상에 게이트 다리 패턴 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성하는 제3 단계;Forming a photoresist pattern for forming a gate bridge pattern on the second insulating film; 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 다수층의 제2 절연막 및 상기 제1 절연막을 건식식각하는 제4 단계;A fourth step of dry etching the plurality of second insulating layers and the first insulating layer using the photoresist pattern as an etching mask; 상기 다수층의 제2 절연막을 습식식각하여 계단형 프로파일을 이루는 제5 단계;A fifth step of forming a stepped profile by wet etching the plurality of second insulating layers; 상기 포토레지스트 패턴을 플로우시켜 게이트 형성 영역을 오픈시키는 제6 단계;A sixth step of opening the gate formation region by flowing the photoresist pattern; 전체구조 상부에 상기 게이트 전도층을 형성하는 제7 단계; 및Forming a gate conductive layer on the entire structure; And 상기 포토레지스트 패턴을 리프트-오프하여 게이트를 형성하는 제8 단계An eighth step of forming a gate by lifting the photoresist pattern off; 를 포함하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.Fine T-type gate forming method of a compound semiconductor device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포토레지스트 패턴이 전자빔 포토레지스트 패턴인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.The method of forming a fine T-type gate of a compound semiconductor device, characterized in that the photoresist pattern is an electron beam photoresist pattern. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제6 단계 수행후, 상기 화합물 반도체 기판에 게이트 리세스를 형성하는 제9 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.And performing a ninth step of forming a gate recess in the compound semiconductor substrate after performing the sixth step. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 단계 수행후, 전체구조 상부에 리소그라피 보조막을 형성하는 제10 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.And a tenth step of forming a lithography auxiliary layer on the entire structure after performing the second step. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 제1 절연막이 실리콘 산화막인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.The method of forming a fine T-type gate of a compound semiconductor device, wherein the first insulating film is a silicon oxide film. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 제2 절연막이 실리콘 질화막인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.The method of forming a fine T-type gate of a compound semiconductor device, wherein the second insulating film is a silicon nitride film. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제2 단계에서, 상기 다수층의 제2 절연막 각각의 증착 온도를 최상부로 갈수록 저감시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.In the second step, the method of forming a fine T-type gate of the compound semiconductor device, characterized in that the deposition temperature of each of the plurality of second insulating film is reduced to the uppermost. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 리소그라피 보조막이 알루미늄막인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.The method of forming a fine T-type gate of a compound semiconductor device, characterized in that the lithography auxiliary film is an aluminum film. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,The method according to claim 2 or 4, 상기 전자빔 포토레지스트 패턴이 폴리메틸 메타킬레이트(PMMA) 포토레지스트 패턴인 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.The electron beam photoresist pattern is a polymethyl methacrylate (PMMA) photoresist pattern, characterized in that the fine T-type gate forming method of a compound semiconductor device. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제6 단계에서, 상기 포토레지스트 패턴의 플로우는 적어도 160℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.In the sixth step, the flow of the photoresist pattern is a fine T-type gate forming method of the compound semiconductor device, characterized in that at least 160 ℃. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제5 단계에서, 버퍼드 옥사이드 에천트(BOE) 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 소자의 미세 T형 게이트 형성방법.In the fifth step, a method of forming a fine T-type gate of the compound semiconductor device, characterized in that using a buffered oxide etchant (BOE) solution.
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