JPH0245938A - 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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JPH0245938A
JPH0245938A JP19687588A JP19687588A JPH0245938A JP H0245938 A JPH0245938 A JP H0245938A JP 19687588 A JP19687588 A JP 19687588A JP 19687588 A JP19687588 A JP 19687588A JP H0245938 A JPH0245938 A JP H0245938A
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JP
Japan
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gate electrode
resist pattern
resist
forming
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP19687588A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Sakamoto
晋一 坂本
Kazuaki Segawa
和明 瀬川
Takuji Sonoda
琢二 園田
Manabu Watase
渡瀬 学
Shigeo Iki
伊木 茂男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造方法に係り、特にGaA
sFET等のゲート電極の配線抵抗を低減できるゲート
電極の形成方法に関するものである。
〔従来の技術〕
高周波用電界効果トランジスタ、とりわけGaAsを用
いたショットキバリア型電界効果トランジスタ(GaA
sMESFET)は、SLバイポーラトランジスタの特
性限界を打破するマイクロ波トランジスタとしてすでに
実用化され、多くの実績をあげている。マイクロ波領域
における性能指数として、下式に示すFETの小信号特
性を表すMAG(maximum available
 gain)がよく用いられる。
ここで、 fT:カットオフ周波数 f :動作周波数 gds  ニドレインコンダクタンス Rヨ:ゲート電極の配線抵抗 RI:ソース・ドレイン間チャンネル抵抗R1:ソース
電極の配線抵抗 Ll:共通電源リードインダクタンス Cdg ニドレイン・ゲート間容量 である。
これより、高周波化、高利得化を図るためにはゲート長
の短縮によりfTの増大、L+L+Rdl+Cdf等の
寄生因子の低減を計ることが重要である。
高周波化、高利得化のため電極パターンの微細化が進む
につれ電極の配線抵抗、とりわけゲート電極の配線抵抗
R,の増大が素子性能を劣化させる大きな要因となって
きている。
配線抵抗R5を低減する方法としては、一般的にはゲー
ト電極の断面積を増大させる方法が採用される。従来例
としては、周知の写真製版技術およびリフトオフ技術を
駆使し、レジスト厚を増加することにより単にゲート電
極の厚みを増加させる方法が主流である。
この種の電解効果トランジスタ等のゲート電極は、第4
図(a)〜(d)のようにして形成される。すなわち、
まず、第4図(a)に示すように、基板1の主面上にレ
ジストを塗布した後、ホトリソグラフィーによりゲート
パターニングを行い、レジストパターン2を形成する。
次に、第4図(b)に示すように、ゲート電極部をリセ
スエッチングしてリセス溝3を形成する。次いで、第4
図(C)に示すよう、に、全面にゲート電極材料5を蒸
着する。さらに、第4図(d)に示すように、リフトオ
フ法等により不要のゲート電極材料5およびレジストパ
ターン2を除去することによりゲート電極4が形成され
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
高周波用電解効果トランジスタの性能向上のために、ゲ
ート長Lgの短縮化およびゲート抵抗Rgの低減が求め
られている。従来技術では、ゲート長Lgの短縮化のた
めゲートパターンを細くしてゲート金属5を蒸着により
形成しているが、ゲート電極4の断面は台形もしくは三
角形状になり、電極部の増加に対する電極断面積の増加
率が小さくゲート抵抗Rgの増加を招く。したがって、
従来例ではゲート抵抗Rgの増加を抑制してゲート長L
gを短縮化することができないという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、ゲート抵抗Rgの増加を抑制してゲート長
Lgを短縮化できる半導体装置の製造方法を得ることを
目的とする。
(課題を解決するための手段〕 この発明に係る請求項 (1)に記載の発明は、半導体
基板上に第1のレジストパターンをマスクにしてリセス
領域を形成した後、下部ゲート電極を形成し、その後、
前記下部ゲート電極上に第2のレジストパターンをマス
クにして蒸着またはメッキにより断面丁字形のゲート電
極を形成するものである。
また、この発明に係る請求項 (2)に記載の発明は、
半導体基板上にゲート電極長に相当する開孔部を有する
第1のレジストパターンを形成した後、被覆層を全面に
形成し、その後、前記被覆層上にオーバハング状の第2
のレジストパターンを形成し、次いで、前記第1のレジ
ストパターンをマスクにしてリセス領域を形成した後、
全面にゲート電極材料を被覆させ、次に、前記第1.第
2のレジストパターンおよび不要なゲート電極材料を除
去し断面丁字形のゲート電極を形成するものである。
〔作用〕
この発明の請求項 (1)に記載の発明においては、細
いゲートパターンにてゲート長を短縮化した下部ゲート
電極の上部に幅広の上部ゲート電極を形成して断面丁字
形のゲート電極を形成するものであり、ゲート長の短縮
化とともに、ゲート断面積を増加させたことからゲート
抵抗の増加が抑制され、高周波特性も向上する。
また、この発明の請求項 (2)に記載の発明において
は、被覆層に形成したオーバハング状のレジストパター
ンを用いて断面丁字形のゲート電極を形成することから
、ゲート電極の配線抵抗が低減される。
(実施例) 以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第1図(a)〜(h)はこの発明の請求項(1)に記載
の発明の一実施例を示す工程断面図である。まず、第1
図(a)に示すように、半導体基板1の主面上にレジス
トを塗布した後、ホトリソグラフィーにより細いゲート
パターンニングを行い、第1のレジストパターン2を形
成する。次に、第1図(b)に示すように、ゲート電極
部をリセスエッチングしてリセス領域3を形成する。
次いで、第1図(C)に示すように、ゲート電極材料5
を蒸着する。次に、第1図(d)に示すように、リフト
オフ法等により不要のゲート電極材料5および第1のレ
ジストパターン2を除、去して下部ゲート電極4aを形
成した後、下部ゲート電極4aが埋め込まれるように新
たなレジスト2′を全面に塗布する。その後、第1図(
e)に示すように、反応性イオンエツチング(以下RI
Eと略す)等によりレジスト2′の薄層化を行い、下部
ゲート電極4aの頂部がレジスト2′の表面に露出する
まで除去する。さらに、第1図(f)に示すように、全
面にレジストを塗布しホトリソグラフィーにてパターニ
ングを行い、ゲート電極4aの上部に開口部を有する第
2のレジストパターン6を形成する。次に、第1図(g
)に示すように、下部ゲート電極4aの露出部表面を軽
くエツチングして、下部ゲート電極4aの上部と同様な
ゲート電極材料7を蒸着する。次いで、第1図(h)に
示すように、リフトオフ法等によりレジスト2′、第2
のレジストパターン6および不要なゲート電極材料7を
除去し、下部ゲート電極4a上に幅広の上部ゲート電極
4bを得る。その後、熱処理を行うことにより下部ゲー
ト電極4aと上部ゲート電極4bを一体化させ、断面丁
字形のゲート電極4を形成する。
第2図(a)〜(d)はこの発明の請求項(1)に記載
の発明の他の実施例を示す工程断面図である。この実施
例では第1図(a)〜(e)までと同様の工程を経た後
、第2図(a)に示すように、メッキ下地金属8を蒸着
等により形成する。
次に、第2図(b)に示すように、第1図(f)と同様
に第2のレジストパターン6を形成する。
次いで、第2図(C)に示すように、金メッキにより上
部ゲート電極4cを形成する。さらに、第2図(d)に
示すように、第2のレジストパターン6を除去し、余分
なメッキ下地金属8およびレジスト2′を除去する。こ
の場合、メッキ下地金属8の除去のため第2のレジスト
パターン6の除去後、メッキ下地金属8を除去し、その
後レジスト2′を除去するので、第2のレジストパター
ン6はポジ型、レジスト2′はネガ型が良い。上記プロ
セスを行い、下部ゲート電極4aの上にメッキにて幅広
の上部ゲート電極4cを得て断面丁字形のゲート電極4
を形成する。
第3図(a)〜(h)はこの発明の請求項(2)に記載
の発明の半導体装置の製造方法の一実施例を示すもので
、GaAsMESFETの主要工程を示す断面図である
まず、第3図(a)に示すように、半絶縁性GaAs基
板11上に周知の気相エピタキシャル成長法などにより
生成されたn型GaAs半導体層12の表面に、例えば
AuGe (合金)、NiおよびAuの3層からなるソ
ース電極13およびドレイン電極14が所定間隔で形成
された試料を用意する。この後、第3図(b)に示すよ
うに、ソース電極13とドレイン電極14の間の所望の
位置にゲート長に相当する開孔部を有し、他を被覆する
第1のレジストパターン15を形成する。
続いて、第3図(e)に示すように、第1のレジストパ
ターン15上および開孔部の全域にわたり被覆層16を
周知の蒸着法等により形成する。この場合、被覆層16
は後述するエツチングにより容易に除去でき、かつ被着
時に第1のレジストパターン15を変質させないような
もので、さらに、第1のレジストパターン15に対する
第2のレジストパターン17の影響を防止できるもので
あれば金属膜でも絶縁膜であってもよい。次いで、第3
図(d)に示すように、被覆層16上の第1のレジスト
パターン150開孔部に相応する位置に第1のレジスト
パターン15の開孔部形状と同等もしくはそれ以上の大
きさの開孔部を有する第2のレジストパターン17を形
成する。この場合、第2のレジストパターン17は後述
するゲートリフトオフ時のリフトオフ性を良くするため
、周知の溶媒浸漬法等によりオーバハング状の断面形状
を有するようにする。しかる後、第3図(e)に示すよ
うに、第2のレジストパターン17をマスクとして、第
1のレジストパターン15上および第1のレジストパタ
ーン15の開孔部の露出した被覆層16をエツチングに
より除去する。次いで、第3図(f)に示すように、第
1のレジストパターン15をマスクとしてその開孔部か
ら所定のピンチオフ電圧あるいは所定のドレイン電流と
なるようにn型GaAs半導体層12に対しエツチング
を行い、リセス領域18を形成する。続いて、第3図(
g)に示すように、所定のゲート電極材料19′、例え
ばAJlをリセス領域18の表面から第1のレジストパ
ターン15の表面までの厚さと同等かそれ以上の厚さで
形成する。すなわち、リセス領域18から成長してきた
Aflと第1のレジストパターン15上に形成されたA
λが連結できる厚さに形成する。その後、不要な第1の
レジストパターン15.被覆層16゜第2のレジストパ
ターン17および第2のレジストパターン17上のゲー
ト電極材料19′をリフトオフ等により除去することに
より、第3図(h)に示すように、リセス領域18に断
面T字形のゲート電極19を得る。
このように、上記実施例では中間に被覆層16を有し、
開孔部形状の異なる第1のレジストパターン15および
第2のレジストパターン17の2層レジスト構造を適用
することによりゲート電極19が丁字形の断面形状を有
するように形成され、ゲート電極19の断面積が増大し
ゲート電極19の配線抵抗が容易に低減でき、素子高性
能化が達成できる。
なお、上記実施例ではGaAsMESFETの場合につ
いて述べたが、他の材料からなる電界効果トランジスタ
に対しても広く適用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明の請求項(1)に記載の
発明は、ゲート長の短いゲート下部電極上に幅広のゲー
ト上部電極を形成した後、これら上下部ゲート電極を一
体化処理して断面丁字形のゲート電極を形成するので、
ゲート長の短縮化と共に、ゲート断面積が増大し、ゲー
ト抵抗の低減が実現できる。
また、この発明の請求項 (2)に記載の発明は、下層
にゲート電極に相応する開孔部を有するレジストパター
ンおよび被覆層を経て、その上部に下層のレジストパタ
ーンと同等以上の開孔部を有するレジストパターンから
なる2層レジスト構造を採用することにより、ゲート電
極を丁字形状に形成するようにしたので、ゲート長の短
縮化とともに、ゲート電極の断面積が増大できることか
らゲート電極の配線抵抗が低減でき、素子高性能化が容
易に達成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すゲート電極の形成方
法の工程断面図、第2図はこの発明の他の実施例を示す
工程断面図、第3図はこの発明のさらに他の実施例を示
す工程断面図、第4図は従来のゲート電極の形成方法を
示す工程断面図である。 図において、1は半導体基板、2は第1のレジストパタ
ーン、3はリセス溝、4はゲート電極、5はゲート電極
材料、6は第2のレジストパター。 ン、7はゲート電極材料、8はメッキ下地金属、11は
半絶縁性GaAs基板、12はn型GaAs半導体層、
13はソース電極、14はドレイン電極、15は第1の
レジストパターン、16は被覆層、17は第2のレジス
トパターン、18はリセス領域、19はゲート電極であ
る。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄    (外2名)第1 Lコ r−(’JF)Ln 第 図 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に第1のレジストパターンを形成す
    る工程、この第1のレジストパターンをマスクにしてリ
    セスエッチングを行いリセス領域を形成する工程、前面
    にゲート金属を蒸着し、前記リセス領域に下部ゲート電
    極を形成する工程、前記第1のレジストパターンおよび
    不要なゲート電極材料を除去した後、全面に前記下部ゲ
    ート電極が埋め込まれるようにレジストを塗布し、その
    後、前記下部ゲート電極が突出するように前記レジスト
    をエッチングする工程、前記レジスト上に直接またはメ
    ッキ下地金属を介して第2のレジストパターンを形成す
    る工程、全面に上部ゲート電極材料を蒸着またはメッキ
    により被覆させる工程、前記レジスト、第2のレジスト
    パターンおよび不要な上部ゲート電極材料を除去して断
    面T字形のゲート電極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。
  2. (2)半導体基板上に第1のレジストパターンを形成す
    る工程、全面にわたり所定厚みの被覆層を形成する工程
    、前記被覆層上の所定位置にオーバハング状の断面形状
    を有する第2のレジストパターンを形成する工程、前記
    第2のレジストパターンの形成により露出した被覆層を
    除去する工程、前記第1のレジストパターンをマスクと
    してリセスエッチングを施しリセス領域を形成する工程
    、全面に所定厚さにゲート電極材料を被着させる工程、
    前記第1、第2のレジストパターンおよび不要なゲート
    電極材料を除去し、断面T字形のゲート電極を形成する
    工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP19687588A 1988-08-06 1988-08-06 半導体装置の製造方法 Pending JPH0245938A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006334381A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Ohinata:Kk 液体収納容器用ホルダー

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006334381A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Ohinata:Kk 液体収納容器用ホルダー

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