JPH0218943A - 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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JPH0218943A
JPH0218943A JP16930388A JP16930388A JPH0218943A JP H0218943 A JPH0218943 A JP H0218943A JP 16930388 A JP16930388 A JP 16930388A JP 16930388 A JP16930388 A JP 16930388A JP H0218943 A JPH0218943 A JP H0218943A
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JP
Japan
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film
insulating film
substrate
photoresist film
implanted region
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JP16930388A
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English (en)
Inventor
Daijiro Inoue
大二朗 井上
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に微細な線
幅の電極や配線の形成方法に関する。
仲) 従来の技術 半導体装置の電極や配線を選択的に形成する方法として
、リフトオフがある。これは基板上にフォトレジスト膜
を塗布し、該フォトレジスト膜を選択的に露光し、現像
してフォトレジスト膜を開孔し、その上から電極材料を
蒸着させ、フォトレジスト膜とフォトレジスト膜上の電
極材料を除去することで、フォトレジスト膜の開孔部分
のみで基板上に¥!を極を形成するものである。
一般にフォトレジスト膜の選択的な露光は、マスクを用
いて行われる。紫外線あるいは遠紫外線(Deep U
V−250nm )Kよる露光で開孔されたフォトレジ
スト膜をマスクとして用いて形成した電極の実現可能な
最小線幅は光の回折によシ制限され(L5μm程度とな
る。これ以下の線幅を得る手段としては、X線による露
光や、マスクを用いずにフォトレジスト膜を電子ビーム
やイオンビームで直接描画するもの、あるいは選択的に
開孔されたフォトレジスト膜の斜め方向から電極材片を
蒸着する方法がある。しかしX線露光の場合、XIa露
光用マスクの裏作が難しく、多くの工程を必要とし製作
コストが高く、また電子ビームやイオンビームで直接描
画する場合は、描画時間が非常に長くなるので、!II
造能本能率端に悪く量産には不向きであるといった欠点
を有している。また、斜め蒸着法はフォトレジスト膜側
面に金属材料が蒸着され、リフトオフが困難になるとい
う欠点を有している。
電界効果型トランジスタ(以下PETという)、特にG
aAsを用いたショットキ障壁によるFBTやヘテロ接
合外0iliVc蓄積する高移動電子を利用したHEM
T、特にGaAa/GaAl!Asヘテロ接合を有する
HEMTは、高電子移動度を有するので超高周波素子と
して使用され、ゲート長を短縮することが要求されてい
る。
そこで、本願出願人は特開昭62−181445号公報
に示される如く遠紫外線等を用いたフォトエツチングで
短ゲート長を実現できる技術を提案した。この方法を第
5図A乃至H&参照しつつ説明する。
半絶縁性GaAs基板(211上にn−型バッファ層の
、n型動作層の及びn 型高導伝層CIJを気相成長法
により連続してエピタキシャル成長する(第3図A)。
高導伝層c!41上にオーミック接触する金属(例えば
AuGe−NI−Au)を選択的に蒸着して、ソース電
衡囚及びドレイン電極■を形成する(同図B]。次にこ
の基板上全面に電子サイクロトロン共鳴(ECRjや、
減圧CVD法等によ)、絶縁膜である5102膜■を1
000〜.aoooX程度の膜厚で堆積させる。この8
102膜罰上にフォトレジスト換器をs o o o!
程度の厚さに塗布し、所定のマスクを用いて露光、現像
して、所定のパターンに開孔する(同図C)。この開孔
部(2851)はゲート電極形成部位であり、その幅は
0.5μmに開孔されている。フォトレジスト膜■をマ
スクとしてその開孔fi(28a)から前記51021
1i罰を反応性イオンビームでエツチングして開孔する
。この時、イオシビームr/i省板表面に対して50′
の方向からあててエツチングを行う。
すると、SlO*MC2?lの開孔部(27a)は基板
表面に対して斜めに形成される(同図D)。そしてフォ
トレジスト膜□□□を除去し九後(同図E)、祈念に7
オトレジスト膜田を塗布し、前記5i02膜(71の開
孔部(27a)よりも広い@(例えば1μm]の開孔パ
ターンをもつように選択的に露光し、現像する(同図F
]。そして、開孔部(27a)から基板を動作層(23
1K適するまで、リン酸:過酸化水素水:水の割合が1
:2:40のエツチング液でエツチングして、リセス部
(至)を形成する。
このリセス部ωに前記レジスト膜■及び8iQ2膜(支
)をマスクとして、ショットキ金属、例えばAI!を基
板表面に対してほぼ垂直方向から真空yXMしてゲート
電極C!υを形成する(同図G]。ゲート電極の厚さは
7oooi程度である。最後にレジスト膜(至)をこの
レジスト膜上のショットキ金属とともに有機溶剤にて除
去し、FETを完成する(同図H〕。
(ハ)発明が解決しようとするl[!1上述の従来技術
では基板表面に対して斜めに絶縁膜をエツチングする場
合、反応性イオンビームエツチング法を用いている。
反応性イオンビームエツチング法は半導体基板表面に物
理的イオン衝撃を加九、該基板表面近傍に損傷を受けた
層を形成する虞がある。
本発明は上述の事情に鑑み為されたものであり、前記損
傷を受けた層を形成することなく、従来の紫外線あるい
は遠紫外線等を用いた露光によるマスクパターンの7オ
トレジスト膜への転4によって得られる線幅よシ狭い幅
の電極を形成することができる半導体装置の製造方法を
提供しようとするものである。
に)!!題を解決するための手段 本発明は、基板上に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜
上にフォトレジスト膜を選択的に開孔して形成する工程
と、該フォトレジスト#!It−マスクとして基板表面
に対して斜め方向から前記絶縁膜にイオン注入し、イオ
ン注入領域を形成する工程と、該イオン注入領域をウェ
ットエツチングによシ除去する工程と、前記絶縁膜をマ
スクとして基板表面に対して略垂直方向から金II4膜
を形成する工程とを含むことを%徴とする半導体装置の
製造方法である。
(ホ)作 用 フォトレジスト膜をマスクとして基板表面に対して斜め
方向から絶縁膜にイオン注入することによ〕、イオン注
入した部分(イオン注入領域]の原子量子の結合力を弱
めた〕、該イオン注入した部分に該絶縁膜とは異なる構
造の部分を生成することができ、前記イオン注入した部
分のエツチング速度を増大させることができる。
従って、イオン注入領域が形成された絶縁膜をクエット
エッチングした場合、エツチング速度が大なるイオン注
入領域が該絶縁膜の他の領域に比べ速くエツチングされ
、該絶縁膜に斜めの開孔部が形成される。
(へ)実施例 本発明の第1の実施例をノンリセス構造のMES FB
Tに適用した場合について、以下に第1図人乃至Hを参
照しつつ説明する。
半絶縁性QaAs基板(11にSN+イオンをイオン注
入し、動作層(2)を形成する(第1図人)。基板11
1上にオーζツク接触する金属(例えばAuGe−N1
−Au)を選択的に蒸着して、ソース電極(31及びド
レイン電極(41を形成する(同図B)。
次に、この基板上全面にEICRプラズマや減圧CVD
法等によシ、絶縁膜である81N膜(5:を3000X
堆積させる(同図C)。例えば、ECRCVD法を用い
た場合の作製条件は、81H4ガス流量15 sccm
、pi tガス流量50 sccm%−vイクロ波放電
電力6oow、基板温度500℃である。また、この作
製条件によ)作製された81N膜の緩衝7ツ酸溶液(以
下BHF溶液と称す。
組成及び液温は40%NH4F:50%HF=6=1(
容量比)、20°Cである。)K対するエツチング速度
は50 A/’m l nであシ、膜応力は5×10@
dyh/−以下である。
この81N膜(5)上に7オトレジスト膜(6)(例え
ばPMMA)を1μm81度の厚さに塗布し、所定のマ
スクを用いて露光、現像して所定のパターンに開孔する
(同図D)。この開孔部(71はゲート電極形成部位で
あシ、その幅は(172mに開孔されている。
その後、フォトレジスト膜(6)をマスクとして開孔部
(7)から前記81N膜(5)K基板表面に対して70
の方向から0 イオンをイオン注入し、イオン注入領域
(8)を形成する(同図E]。基板表面にイオンが到達
しない注入条件とする必要ある。本実施例の注入条件は
、注入エネルギー90KeV、ドーズ、115X10 
 cm  とした。
そして、BHF溶液を用いて8iN膜(5)をエツチン
グし、開孔部(9)を形成する(同図F)。この時、S
iN膜(5)のイオン注入領域(8)は結合が切れたり
、あるいは、8iONIIi構造の部分が生成されたシ
して耐酸性が低下し、BHF溶液に対するエツチング速
度が大幅に増大する(本実施例ではエツチング速度が約
5倍となった。)。従って、BHF溶液を用いたエツチ
ングによ)、イオン注入領域(8)が該領域(8)以外
のSiN膜(5)に比し速くエツチングされ、レジスト
パターン(g孔部(7))よりも細い開口部(9)が形
成される。
次に、フォトレジスト膜(6)及びSiN膜(5)をマ
スクとしてショットキ金属、例えばAI!を基板表面に
対してほぼ垂直方向から真空蒸着し、フォトレジスト膜
(6)をこのフォトレジスト膜上のショットキ金属とと
もに有機溶剤にて除去してゲート電極aαを形成する(
同図G)。ゲート電極の厚さは7000人程度産生〕、
tfF、、ゲート長は約15μmである。尚、イオン注
入領域(8)のみがエツチングされた場合、ゲート長は
約α2μmとなるが、実際には#X頒域(81以井のS
°IN膜(51もエツチングされるために約13μm゛
となる。
最後に1基板止金面KgCRプラズマや減圧CVD法等
Kl、fiffi保護膜テる。68 i Nlj!11
1)t−2000!堆積させる(同図H)。
次に1本発明の第2の実施例t−T′!Jiゲート構造
のMES FET に適用した場合について、以下に第
2図人乃至Eを参照しつつ説明する。
第1の実施例と同様に動作層(2)、ソース電[(3)
、ドレイン電極14)、 S i N膜(5)及び開孔
部(7)を形成する。
その後、フォトレジスト膜(6)をマスクとして開孔部
(7)から前記81 N11l(5)K基板表面に対し
て60の方向からOイオνをイオン注入し、イオン注入
領域(81を形成する(第2図人)6本実施例の注入条
件は、注入エネルギー95 KeV1ドーズ量5X10
  m  とした。
そして、BHF溶液を用いて8iNM(5)をエツチン
グし、開孔部(9)を形成する(同図B)。この場合も
、第1の実施例と同様、イオン注入領域(8)のエツチ
ング速度は約5倍となった。
次に、フォトレジスト膜(6)を有機溶剤によシ除去し
、フォトレジスト膜(121(例えばPMMA)を1μ
m程度の厚さに塗布し、所定のマスクを用いて露光、現
像して所定のパターンに開孔する(同図C)。この開孔
部C13の幅は約15μmである。
続いて、フォトレジスト膜1z及びSiN膜(5)をマ
スクとしてショットキ金属、例えば人lを基板、表面に
対してほぼ垂直方向から真空蒸着し、フォトレジスト膜
712をこのフォトレジスト膜上のショットキ金属とと
もに有機溶剤にて除去してT型のゲート電極α4を形成
する(同図D)。ゲート電極の厚さは7000X程度で
あシ、また、ゲート長は約α5μmである。
最後に、基板上全面にECRデラズiや減圧CVD法等
によシ、表面保護膜であるSiN膜(illを2000
X堆積させる(同図E)。
尚、基板としてはQaAs以外に8i、GaP等を、絶
縁膜としてはSIN以外に8i02、λJN、AJ!O
1等を、イオン注入領域を形成するための注入イオンと
しては0以外にAs、Se、81等を用いることができ
る。
(ト)  発明の効果 本発明は以上の説明から明らかな如く、絶縁膜に斜めの
開孔部を形成するに際し反力性イオンビームエツチング
法を用いる必要がない。よって、基板表面近傍に損it
−受けた層を形成することなく、従来のフォトエツチン
グで実現可能な線幅よシも短いゲート長のゲート電極を
形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図人乃至Hは本発明の第1の実施例の工程説明図、
第2図人乃至Eは本発明の第2の実施例の工程説明図、
第5図人乃至Hは従来技術の工程説明図である。 は)・・・半絶縁性GaAs基板、 (2)・・・動作
層、(5)・・・絶縁膜<81N膜) 、f61c13
・・・フォトレジスト膜、  171(91(13・・
・開孔部、 (訃・・イオン注入領域、αG(14・・
・ゲート電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、基板上に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜上にフ
    ォトレジスト膜を選択的に開孔して形成する工程と、該
    フォトレジスト膜をマスクとして基板表面に対して斜め
    方向から前記絶縁膜にイオン注入し、イオン注入領域を
    形成する工程と、該イオン注入領域をウェットエッチン
    グにより除去する工程と、前記絶縁膜をマスクとして基
    板表面に対して略垂直方向から金属膜を形成する工程と
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP16930388A 1988-07-07 1988-07-07 半導体装置の製造方法 Pending JPH0218943A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7172973B1 (en) * 2004-11-02 2007-02-06 National Semiconductor Corporation System and method for selectively modifying a wet etch rate in a large area
EP1895578A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-05 STMicroelectronics S.r.l. Manufacturing method of an integrated circuit formed on a semiconductor substrate

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7172973B1 (en) * 2004-11-02 2007-02-06 National Semiconductor Corporation System and method for selectively modifying a wet etch rate in a large area
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