JPH0269936A - 半導体材料上の樹脂構造の形成方法 - Google Patents

半導体材料上の樹脂構造の形成方法

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JPH0269936A
JPH0269936A JP1191215A JP19121589A JPH0269936A JP H0269936 A JPH0269936 A JP H0269936A JP 1191215 A JP1191215 A JP 1191215A JP 19121589 A JP19121589 A JP 19121589A JP H0269936 A JPH0269936 A JP H0269936A
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semiconductor material
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Holger Huebner
ホルガー、ヒユープナー
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
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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〕 この発明は半導体材料上にこの半導体に向かって縮小す
る通孔をもつ樹脂構造の形成方法に関す〔従来の技術〕 半導体デバイスでは半導体層構造の表面に金属部分を設
ける要求が次第に増して来た。この場合半導体材料と金
属の間の抵抗ができるだけ低いと同時に、配線抵抗の低
下のためできるだけ多量の金属がとりつけられなければ
ならない。この種の金属部分は例えば最高周波数領域で
動作させる電界効果トランジスタの製作に際して必要と
なる。
極小ゲート長、特にサフIm ftff域のゲート長に
おいてできるだけ大きな断面積の金属部分を備えること
ができるようにするため、マツシュルームゲート又はT
ゲートと呼ばれているものが作られた。これらはマツシ
ュルーム形の樹脂構造に金属を蒸着して作られる。従っ
て樹脂層を要求される断面形状に構造化することが問題
となる。
半導体材料上にとりつけられた樹脂の慣行の構造化法で
は一連の樹脂層を順次にとりつり、その際各層を別々に
光照射して現像する。この方法の欠点は互いに調整され
た技術的に困雑な一連の照射工程段を必要とすることで
ある。相互調整の難点は、一連の感度を異にする樹脂層
を設けた後これらを同時に照射し現像することによって
避けることができる。この場合上方のより高感度の層を
次第に大きく過照射することによってマツシュルーム形
の孔が得られる。しかしこの方法では所望の短い(0,
5μm以下)接触面は樹脂層構造の大きな厚さのため達
成されない。半導体層構造の表面が平坦でないと最初に
設ける樹脂膜を充分薄くすることは不可能である。最初
に述べた方法はこの場合採用できない。
(発明が解決しようとする課題〕 この発明の課題は、半導体材料の上にこの半導体に向か
って縮小する通孔をもつ樹脂構造の形成方法として手の
かかる調節作業を必要とせず、又非平面地形においても
利用可能であるものを提供することである。この発明の
方法は半導体層構造表面のサブミクロン領域の大きさの
面部分を露出させる通孔を樹脂層にあけることを可能に
するものである。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は特許請求の範囲の請求項1に特徴として挙げ
た工程段を含む方法によって解決される。
〔実施例〕
第1図ないし第6図についてこの発明の詳細な説明する
この発明の方法は樹脂層の所望の断面形状を単一の厚い
樹脂層の反応性イオン・エッチングだけによって形成す
るごとによりその課題を解決する。
第1工程段において半導体材料の表面にレジスト2がと
りつけられる。この層の厚さは600ないし10001
000n域にするのが有利である。第2工程段ではその
上に例えば窒化シリコン(Si。
N、)から成り選択エッチング可能のストップ層3を約
30nmの厚さに設ける。第3工程段では例えばポリメ
チル・メタクリレートの上部樹脂層4が設けられる。こ
の上部樹脂層4もストップ層3に対して選択エッチング
可能である。上部樹脂層4は第4工程段において予備構
造化されるが、これは例えば電子ビーム・リソグラフィ
によることができる。この構造はその寸法において樹脂
層が除かれて露出する半導体表面部分に対応する。
電界効果トランジスタの場合この構造の寸法はゲト区域
とゲート金属化部分の間の接触面に応じて選定される。
レジスト2、ストップ層3、上部樹脂N4および第4工
程段において上部樹脂層4に作られた窓5を備える半導
体物体1を第1図に示す。
第5工程段では例えばCF、プラズマを使用する異方性
乾式エッチングにより窓5がストップ層3内に更に深く
進められる。このエッチングの異方性の結果として窓5
の構造はそのままストップ層に移される。この第5工程
段の結果を第2図に示す。
第6工程段においては異方性乾式エッチングにより窓を
通して形成された構造がレジスl−2の深いところに移
されると同時に上部樹脂層4が除去される。これによっ
て第3図に示した半導体物体1、その上のエッチングさ
れたレジスト2および窓5をもって構造化されたストッ
プ層3から成る構成が得られる。この第6工程段はCF
4プラズマと完全に両立性のあるプラズマ、例えば02
プラズマを使用して実施することができるから、ガス導
管の単純な切り換えによって第5工程段から第6工程段
に移ることができる。
第7工程段ではレジスト2内にエッチングにより形成さ
れた空領域が等方性乾式エッチングにより第4図に示す
ように拡げられる。第4図には始めに作られたエッチ溝
の壁50が破線で示されている。レジスト2内の孔の拡
大はひきはがし法に適した上縁端がこのレジストに形成
されるように行われる。
第8工程段においては更に異方性乾式エッチングによっ
てレジスト2がより深くエッチングされ、第5図に示す
ように窓の投影6がレジスト2の半導体物体1に向かっ
た層部分に作られる。これによって半導体材料の表面が
露出し、この露出区域の寸法は第4工程段において確定
された構造の寸法に一致する。第9工程段においてスト
ップ層3が除去されて第5図の構造となる。
このようにして構造化された樹脂層には第6図に示すよ
うに金属を蒸着することができる。金属化層の第1の部
分7は半導体物体1上に残されるのに対して、レジスト
2上の第2の部分8と第3の部分9は引きはがし法によ
って除去される。このようにしてマツシュルーム形の断
面と充分短いゲート長を示すゲート金属化部分が得られ
る。
上記の製法の拡張として第1工程段の前に半導体材料上
に窒化シリコンのベース層20を設けることができる。
このベース層20は半導体物体lの半導体層構造の製作
過程例えばイオン注入の回復過程に必要となり得るもの
であって、厚さは約50nmである。この場合第9工程
段ではベース層20への窓の投影6が異方性エッチング
によって半導体材料の表面に達するまで拡げられる。こ
のエッチング処理は湿化学式でも行われ、この場合レジ
スト2の下層部分の構造がエッチング・マスクとして使
用される。別の変更としては第6工程段において等方性
エッチングを実施する。この場合第6工程段で上の樹脂
層4が除去され、ずでに第7工程段がこの段階で同時に
実施される。
〔発明の効果〕
この発明の方法の1つの利点は、三層構造の工作に対す
る技術的可能性が充分良く知られていることである。
次に重要な利点は、深く構造化され従って平坦ではない
半導体表面も使用されたレジスl−2が厚いためその形
状を平面化することができるから、薄い上部樹脂N4を
平面形にとりつけ、例えば電子線リソグラフィにより簡
便に構造化することができる点に見られる。この場合2
00 nm以下の構造幅が達成されるが、これは非平面
半導体表面の深部区域に置かれた一定しない厚さの樹脂
層の構造化に際しては不可能であった。
この発明の第3の利点は、上部樹脂層の構造が異方性エ
ッチングによって自己調整形に半導体材料の表面にまで
移されることである。
第4の利点は、酸素プラズマのストップN3に使用され
た窒化シリコンとレジスト2に対する高度の選択性に基
づき構造が測定可能な寸法差を伴うことなく移される点
に見られる。レジスト2にあけられた孔の断面の拡大は
エッチングパラメータ(圧力、プラグ流、バイアス電圧
)の変化だけによって達成される。
第5の利点は、単一の照射ならびに現像過程だけが予定
されていることである。
第6の利点としては、上部樹脂層4の構造化の後に続く
工程は1つの反応室内で中断無しに実施できることが挙
げられる。このことはCF、プラズマと02プラズマが
完全で両立性であって、ストップ層3とレジスト2が中
断無くエッチング可能であることに基づく。場合によっ
てはガス導管を切り換えるだけでよい。
第7の利点は、例えばイオン注入の回復過程に対して必
要な窒化シリコンのベースN20を設けることができ、
又このベース層20がレジスト2の構造化と同じ工程段
においてエッチング除去されることである。
第8の利点としては、レジスト2に作られる孔の断面形
状が広い範囲で選択可能であることである。これはこの
発明による等方性エッチング工程段列の継続時間と順序
が可変であることに基づく。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は半導体物体上の樹脂層に窓をあけ
る際の3つの工程段における断面形状を示し、第4図と
第5図はエッチングされた孔をマツシュルーム形に拡大
する際の2つの工程段における断面形状を示し、第6図
はこの発明の方法によって作られた樹脂層を備える半導
体物体の金属蒸着後の断面形状を示す。 1・・・半導体物体 2・・・レジスト 3・・・ストップ層 4・・・上部樹脂層 5・・・窓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)半導体材料上にこの半導体に向かって縮小する通孔
    をもつ樹脂構造を形成するため、 第1工程段においてレジスト(2)が設け られること、 第2工程段においてストップ層(3)が設 けられること、 第3工程段において上方の樹脂層(4)が 設けられること、 第4工程段において目的とする通孔の足部 に等しい寸法の窓(5)があけられること、第5工程段
    において異方性乾式エッチング により窓(5)がストップ層(3)に移されること、 第6工程段においてこのストップ層に作ら れた窓が異方性エッチングによりレジスト(2)に移さ
    れ、その際レジスト(2)にエッチング除去された区域
    が形成され又上部の樹脂層(4)が除去されること、 第7工程段においてレジスト(2)からエ ッチング除去された区域が等方性乾式エッチングにより
    所定の深さまで拡げられること、第8工程段において異
    方性乾式エッチング によりレジスト(2)の半導体材料に向かった層部分へ
    の窓の投影(6)がその境界面に至るまで作られるごと
    、 第9工程段においてストップ層(3)が除 去されること を特徴とする半導体材料上の樹脂構造の形成方法。 2)レジスト層が600ないし1000nmの厚さに設
    けられること、 ストップ層(3)が20ないし40nmの 厚さに設けられること、 上方の樹脂層(4)が200ないし400 nmの厚さに設けられること を特徴とする請求項1記載の方法。 3)半導体材料が主としてGaAsであること、レジス
    ト(2)がOlin HuntのHPR204であるこ
    と、 上方の樹脂層(4)がポリメチルメタクリ レートであること を特徴とする請求項1又は2記載の方法。 4)第1工程段の前に窒化シリコンのベース層(20)
    が設けられること、 第9工程段において付加的に異方性エッチ ングにより窓の投影(6)が半導体材料の表面まで延長
    されること を特徴とする請求項1ないし3の1つに記載の方法。 5)ストップ層(3)が窒化シリコンであることを特徴
    とする請求項1ないし4の1つに記載の方法。
JP1191215A 1988-07-28 1989-07-24 半導体材料上の樹脂構造の形成方法 Pending JPH0269936A (ja)

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