JPH03256335A - Manufacture of gate electrode of transistor - Google Patents
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- JPH03256335A JPH03256335A JP5271390A JP5271390A JPH03256335A JP H03256335 A JPH03256335 A JP H03256335A JP 5271390 A JP5271390 A JP 5271390A JP 5271390 A JP5271390 A JP 5271390A JP H03256335 A JPH03256335 A JP H03256335A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、トランジスタのゲート電極の製造方法に係り
、特に化合物半導体等を用いたマイクロ波帯トランジス
タ、超高速論理ICを構成するトランジスタ等の極短ゲ
ート電極の製造方法に関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method of manufacturing a gate electrode of a transistor, and particularly to a method of manufacturing a gate electrode of a transistor, and in particular, a method of manufacturing a gate electrode of a transistor, etc. The present invention relates to a method of manufacturing an extremely short gate electrode.
(従来の技術)
従来、このような分野の技術としては、例えば以下に示
すようなものがあった。(Prior Art) Conventionally, as technologies in this field, there have been the following, for example.
第2図はかかる従来のトランジスタのゲートを極の製造
工程断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process of the gate pole of such a conventional transistor.
まず、第2図(a)に示すように、下地10上に下層の
レジスト層12を形成する。なお、14はチャネル領域
である。First, as shown in FIG. 2(a), a lower resist layer 12 is formed on a base 10. As shown in FIG. Note that 14 is a channel region.
次に、第2図(b)に示すように、フォトリソエツチン
グ技術を用いて、下地10のチャネル領域14上に下層
レジストパターン16を形成する。Next, as shown in FIG. 2(b), a lower resist pattern 16 is formed on the channel region 14 of the base 10 using photolithography.
次に、第2図(c)に示すように、上層レジストパター
ン18を形成する。そのため、まず、上層のレジスト層
を塗布形成し、続いて、下層レジストパターン16上に
、その表面の一部分が露出する第1開口部20と、ゲー
トパッド部又は配線接続用のパッド部の形成のための第
2開口部22とをエツチングにより形成する。Next, as shown in FIG. 2(c), an upper resist pattern 18 is formed. Therefore, first, an upper resist layer is coated and formed, and then a first opening 20 is formed on the lower resist pattern 16 through which a part of the surface thereof is exposed, and a gate pad part or a pad part for wiring connection is formed. A second opening 22 is formed by etching.
次いで、第2図(d)に示すように、上層にレジストパ
ターン18の表面側から適当な金属、例えばAn (ア
ルミニウム)を下地面の法線に対してθの傾きをもって
方向性蒸着を行い、金属蒸着層24(24a、24b、
24c)を形成する。この場合の蒸着方向θは、後工程
で形成するゲート電極のゲート長をどのように決めるか
によって設計に応じて定められている。この方向性を有
する蒸着によって、上層レジストパターン18の上面、
第1開口部20内の下層レジストパターン16の露出面
、及び第2開口部22内の下地10の露出面にそれぞれ
金属蒸着層24a、24b及び24cが被着形成される
。この場合、周知の通り、金属蒸着層24bのチャネル
方向の幅は、上述した蒸着方向θと、蒸着面及び上層レ
ジストパターン18の第1開口部20例の上面エツジ部
の位置とによって決まる。Next, as shown in FIG. 2(d), a suitable metal such as An (aluminum) is directionally deposited on the upper layer from the surface side of the resist pattern 18 at an angle of θ with respect to the normal to the underlying surface. Metal vapor deposition layer 24 (24a, 24b,
24c). The vapor deposition direction θ in this case is determined depending on the design depending on how the gate length of the gate electrode to be formed in a subsequent process is determined. By this directional vapor deposition, the upper surface of the upper resist pattern 18,
Metal vapor deposition layers 24a, 24b, and 24c are formed on the exposed surface of the lower resist pattern 16 in the first opening 20 and the exposed surface of the base 10 in the second opening 22, respectively. In this case, as is well known, the width of the metal vapor deposition layer 24b in the channel direction is determined by the above-mentioned vapor deposition direction θ and the position of the vapor deposition surface and the upper surface edge portion of the first opening 20 examples of the upper resist pattern 18.
次に、第2図(e)に示すように、下層レジストパター
ン16に第3開口部26を形成する。この場合、金属蒸
着層24をマスクとして用いて適当なイオン種によるド
ライエツチング、例えば02を用いたR I E (R
eactive Ion Etching)を行って、
第3開口部26を形成し、下地10の表面を部分的に露
出させる。このエツチングによって、金属蒸着層24b
及び上側レジストパターン18のエツジ部の下側の部分
もアンダーエツチングされる。Next, as shown in FIG. 2(e), a third opening 26 is formed in the lower resist pattern 16. In this case, using the metal vapor deposited layer 24 as a mask, dry etching is performed using an appropriate ion species, for example, R I E (R
active Ion Etching).
A third opening 26 is formed to partially expose the surface of the base 10. By this etching, the metal vapor deposited layer 24b
The lower portion of the edge portion of the upper resist pattern 18 is also underetched.
次に、第2図(f)に示すように、下地10の露出面に
対してエツチングを行って、ゲート電極形成用の第1溝
(リセス)28及びパッド部形成用の第2溝(リセス)
30を同時に又は順次設ける。そのため、まず、第1開
口部20に一時的に設けた金属蒸着層24b及び第2開
口部22内の金属蒸着層24cを除去した後、このエツ
チングをドライエツチング及びウェットエツチングのい
ずれか一方又は両者の組合せで行う。Next, as shown in FIG. 2(f), the exposed surface of the base 10 is etched to form a first groove (recess) 28 for forming a gate electrode and a second groove (recess) for forming a pad portion. )
30 simultaneously or sequentially. Therefore, first, the metal vapor deposited layer 24b temporarily provided in the first opening 20 and the metal vapor deposited layer 24c in the second opening 22 are removed, and then this etching is performed by one or both of dry etching and wet etching. This is done using a combination of
続いて、第2図(g)に示すように、適当なゲート電極
材料を蒸着して、第1溝28にゲート電極32及び第2
溝30にパッド部34をそれぞれ同時に形成する。周知
の通り、この場合のゲート電極32のチャネル方向の幅
(ゲート長)W、は、下層レジストパターン16の下地
10に接しているエツジ部と、第1開口部20の壁を形
成する上層レジストパターン18の上面のエツジ部との
間の幅によって決まり、パッド部34のチャネル方向の
幅W2は、第2開口部22の壁を形成する上層レジスト
パターン18の両側の上面のエツジ部間の幅で決まる。Subsequently, as shown in FIG. 2(g), a suitable gate electrode material is deposited to form the gate electrode 32 and the second gate electrode in the first groove 28.
Pad portions 34 are formed in each groove 30 at the same time. As is well known, the width (gate length) W of the gate electrode 32 in the channel direction in this case is the width of the edge portion of the lower resist pattern 16 in contact with the base 10 and the upper resist pattern forming the wall of the first opening 20. The width W2 of the pad portion 34 in the channel direction is determined by the width between the edge portions of the upper surface of the pattern 18, and the width W2 of the pad portion 34 in the channel direction is determined by the width between the edge portions of the upper surface on both sides of the upper resist pattern 18 forming the wall of the second opening 22. It is determined by
この蒸着により形成される他の蒸着層36(下層レジス
トパターン16上に形成される〉及び蒸着層38(上層
レジストパターン18上に形成される)は、ゲート電極
32及びパッド部34とは、通常は連続しないで離間し
て形成される。The other vapor deposition layer 36 (formed on the lower resist pattern 16) and the vapor deposition layer 38 (formed on the upper resist pattern 18) formed by this vapor deposition are usually separated from the gate electrode 32 and pad portion 34. are not continuous but are formed at intervals.
次に、第2図(h)に示すように、下地10上の下層レ
ジストパターン16及び上層レジストパターン18をい
わゆるリフトオフで除去すると、下地10の第1溝28
には、チャネル方向の幅の狭いゲート電極32が形成さ
れ、第2溝30には、チャネル方向の幅がゲート電極3
2よりも広いパッド部34が残存形成される。Next, as shown in FIG. 2(h), when the lower resist pattern 16 and the upper resist pattern 18 on the base 10 are removed by so-called lift-off, the first groove 28 of the base 10 is removed.
A gate electrode 32 having a narrow width in the channel direction is formed in the second trench 30, and a gate electrode 32 having a narrow width in the channel direction is formed in the second trench 30.
A pad portion 34 wider than 2 is left behind.
このように、上述した従来技術によれば、レジストの解
像度を越えた、ある程度まで幅の狭いトランジスタのゲ
ート電極を形成することができる。In this way, according to the above-described conventional technology, it is possible to form a gate electrode of a transistor whose width is narrow to a certain extent, exceeding the resolution of the resist.
(発明が解決しようとする課B)
しかしながら、上記した従来のトランジスタのゲート電
極の形成方法の場合、第2図(g)に示すように、第3
開口部26の壁を形成する下層レジストパターン16は
、通常テーパ状にエツチングされるため、ゲート電極材
料を蒸着した場合、下層レジストパターン16上に形成
される蒸着層36と、ゲート電極32とを連続しないで
分離形成することが困雛であった。そのため、下層レジ
ストパターン16及び上層レジストパターン18をリフ
トオフ法で除去しても、蒸着層36がゲート電極32と
分離せずに残留し、半導体素子を作り上げるための後工
程に支障を生じるといった問題があった。(Problem B to be Solved by the Invention) However, in the case of the above-described conventional method for forming the gate electrode of a transistor, as shown in FIG.
The lower resist pattern 16 forming the wall of the opening 26 is normally etched into a tapered shape, so when a gate electrode material is deposited, the deposited layer 36 formed on the lower resist pattern 16 and the gate electrode 32 are separated. It was difficult for them to form separately without being continuous. Therefore, even if the lower resist pattern 16 and the upper resist pattern 18 are removed by the lift-off method, the vapor deposited layer 36 remains without being separated from the gate electrode 32, which causes problems in the post-process for fabricating the semiconductor device. there were.
本発明は、上記問題点を除去し、ゲート電極が下層レジ
スト上の蒸着層と容易に分離可能な、信頼性の高いトラ
ンジスタのゲート電極の製造方法を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems and provide a highly reliable method for manufacturing a gate electrode of a transistor, in which the gate electrode can be easily separated from a deposited layer on a lower resist.
(課題を解決するための手段)
本発明は、上記目的を達成するために、トランジスタの
ゲート電極の製造方法において、下地上に順に第1下層
及び第2下層の2層から成る下層を形成し、更にチャネ
ル領域上に前記第2下層パターンを形成する工程と、該
第2下層パターンの部分的な露出面を与える第1開口部
と前記第1下層の部分的な露出面を与える第2開口部と
を有する上層レジストパターンを形成する工程と、前記
第2開口部で露出している第1下層を選択的にエツチン
グして下地を露出させた後に第2下層パターンの露出面
と下地の露出面と上層レジストパターンの上面に方向性
蒸着技術を用いて金属蒸着層を形成する工程と、該金属
蒸着層をマスクとして第2下層、第1下層を順に選択的
にエツチングし、第1下層の開口部のエツジ部を第2下
層のエツジ部より後退した位置になるように形成して下
地面が露出した第3開口部を形成する工程と、前記第2
開口部及び第3開口部に露出した露出面に対しエツチン
グを行なって下地にゲート電極形成用の第1溝と、パッ
ド部形成用の第2溝とを形成する工程と、該第1溝及び
第2溝にゲート金属を蒸着してゲート電極とパッド金属
層とを同時に形成する工程と、前記第2下層パターン及
び前記上層レジストパターンを除去する工程とを施すよ
うにしたものである。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a gate electrode of a transistor, in which a lower layer consisting of two layers, a first lower layer and a second lower layer, is sequentially formed on a base. further forming the second lower layer pattern on the channel region; a first opening providing a partially exposed surface of the second lower layer pattern; and a second opening providing a partially exposed surface of the first lower layer. selectively etching the first lower layer exposed at the second opening to expose the underlayer, and then exposing the exposed surface of the second lower layer pattern and the underlayer; A step of forming a metal vapor deposition layer on the surface and the upper surface of the upper resist pattern using a directional vapor deposition technique, and using the metal vapor deposition layer as a mask, selectively etching the second lower layer and the first lower layer in order, and etching the first lower layer. forming a third opening in which the underlying surface is exposed by forming an edge of the opening at a position set back from an edge of the second lower layer;
etching the exposed surfaces exposed in the opening and the third opening to form a first groove for forming a gate electrode and a second groove for forming a pad portion in the base; A step of simultaneously forming a gate electrode and a pad metal layer by depositing a gate metal in the second groove, and a step of removing the second lower layer pattern and the upper resist pattern are performed.
また、下地上に順に第1下層及び第2下層の2層から威
る下層を形成し、更にチャネル領域上に前記第2下層パ
ターンを形成する工程と、該第2下層パターンをマスク
として前記第1下層をエツチング除去し、第1下層及び
第2下層を共にチャネル領域上のみに形成する工程と、
上層レジストパターンを形成し、前記第2下層パターン
の表面が一部露出する第1開口部と、下地の表面が一部
露出する第2開口部を形成する工程とを設けるようにし
てもよい。Further, the step of sequentially forming two lower layers, a first lower layer and a second lower layer, on the underlayer, and further forming the second lower layer pattern on the channel region, and using the second lower layer pattern as a mask, etching away the first lower layer and forming both the first lower layer and the second lower layer only on the channel region;
The method may include a step of forming an upper resist pattern, and forming a first opening in which the surface of the second lower pattern is partially exposed, and a second opening in which the surface of the base is partially exposed.
(作用)
本発明は、上記したように、下層レジストを2層構造と
して、ゲート電極とパッド部を形成するための開口部を
形成する際に、下地に近い第1下層のエツジ部を、第1
下層上の第2下層のエツジ部より後退した位置になるよ
うに形成したので、ゲート電極及びパッド部が下層上の
蒸着層と容易に分離形成できる。しかも、ゲート電極の
幅は第1下層のエツジ部に依存することなく、再現性良
く、レジスト解像度の限界を越えて狭く形成することが
できる。(Function) As described above, in the present invention, the lower resist has a two-layer structure, and when forming an opening for forming a gate electrode and a pad portion, the edge portion of the first lower layer near the base is 1
Since the gate electrode and the pad portion are formed at a position recessed from the edge portion of the second lower layer on the lower layer, the gate electrode and the pad portion can be easily separated from the vapor deposited layer on the lower layer. Furthermore, the width of the gate electrode does not depend on the edge portion of the first lower layer, and can be formed narrower than the limit of resist resolution with good reproducibility.
(実施例)
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施例を示すトランジスタのゲート電
極の製造工程断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of the manufacturing process of a gate electrode of a transistor showing an embodiment of the present invention.
まず、第1図(a)に示すように、下地10上に下層1
2、即ち第1下層12aと第2下層12bを形成する。First, as shown in FIG. 1(a), a lower layer 1 is placed on a base 10.
2, that is, a first lower layer 12a and a second lower layer 12b are formed.
下地10としては、GaAsのような化合物半導体、S
i或いはその他の通常基板として用いられる材料で形成
されている。また、下地10には、半導体素子に必要な
領域が予め作り込まれていても、作り込まれていなくて
もよい。更に、下層12(12a。As the base 10, a compound semiconductor such as GaAs, S
i or other materials commonly used as substrates. Furthermore, the base 10 may or may not have a region necessary for the semiconductor element formed therein in advance. Furthermore, the lower layer 12 (12a).
12b)を構成する一例として、第1下層12aをPC
VD (プラズマ気相成長: Plasma Chem
ical VaporDeposition)法で堆積
されたSiN膜、第2下層12bを東京応化製の0DU
I? (商品名)としたが、これら両材料は、後工程の
第3開口部を形成する際に、適当なイオン種を選ぶこと
により、選択的にエツチング除去できれば、他の材料も
使用することができる。また、第1下層12aと第2下
層12bの層厚は、後述するように、ゲート電極32と
、第2下層12b上に形成される蒸着層36が容易に分
離形成できるように設定する。12b), the first lower layer 12a is a PC.
VD (Plasma Chem)
The SiN film deposited by the ical vapor deposition method, the second lower layer 12b, is made of 0DU manufactured by Tokyo Ohka.
I? (product name), but other materials can also be used if these materials can be selectively etched away by selecting an appropriate ion species when forming the third opening in the post-process. can. Further, the layer thicknesses of the first lower layer 12a and the second lower layer 12b are set so that the gate electrode 32 and the vapor deposition layer 36 formed on the second lower layer 12b can be easily separated from each other, as described later.
次に、第1図(b)に示すように、下地10のチャネル
領域14上に第2下層パターン40を形成する。Next, as shown in FIG. 1(b), a second lower layer pattern 40 is formed on the channel region 14 of the base 10.
次に、第1図(c)に示すように、上層レジストパター
ン18を形成し、第2下層パターン40の表面が一部露
出する第1開口部20と、第1下層12aの表面が一部
露出する第2開口部22を形成する。上層レジストパタ
ーン18を一例として、富士薬品製のLMRF22 (
商品番号)としたが、他の適当なレジストでもよい。た
だし、下地10側に向かうに従って、開口部が広がる形
状が得られることが望ましい。Next, as shown in FIG. 1(c), an upper resist pattern 18 is formed, and a first opening 20 is formed in which a portion of the surface of the second lower layer pattern 40 is exposed and a portion of the surface of the first lower layer 12a is exposed. An exposed second opening 22 is formed. As an example of the upper resist pattern 18, LMRF22 (manufactured by Fuji Yakuhin) is used.
(product number), but other suitable resists may be used. However, it is desirable to obtain a shape in which the opening widens toward the base 10 side.
次いで、第2開口部22で露出している第1下層12a
を、第1図(d)に示すように、選択的にエツチング除
去する。Next, the first lower layer 12a exposed through the second opening 22
are selectively etched away as shown in FIG. 1(d).
次に、第1図(e)に示すように、金属蒸着層24(2
4a、24b、24c)を形成する。金属蒸着層24は
、−例としてAj2としたが、後工程の種々のエツチン
グのマスクとして利用できる材料であればこれに限定し
なくてもよい、また、その層厚も適当に設定すればよい
、更に、第1開口部20内における金属蒸着層24bの
チャネル方向の幅はこの金属材料の蒸着方向θで決まる
が、この蒸着方向θは形成しようとするゲート電極のチ
ャネル方向に沿った幅に応じて適当に設定すれば良い、
第1下層12aのエツチングは、例えばSF、を用いR
IE法により行えばよく、これにより選択的に第1下層
12aが除去され、第2開口部22中に下地10の表面
が部分的に露出する。Next, as shown in FIG. 1(e), the metal vapor deposition layer 24 (2
4a, 24b, 24c). The metal vapor deposited layer 24 is made of Aj2 as an example, but the material is not limited to this as long as it can be used as a mask for various etchings in subsequent steps, and the layer thickness may be set appropriately. Furthermore, the width of the metal vapor deposited layer 24b in the channel direction within the first opening 20 is determined by the vapor deposition direction θ of this metal material, and this vapor deposition direction θ is determined by the width of the gate electrode to be formed along the channel direction. You can set it appropriately according to
The first lower layer 12a is etched using SF, for example.
This may be carried out by the IE method, whereby the first lower layer 12a is selectively removed and the surface of the base 10 is partially exposed in the second opening 22.
次いで、第1図(f)に示すように、第2下層パターン
40及び第1下層12aに第3開口部26(26a26
b)を形成する。この場合、例えば02を用いたRIE
法によって、第2下層パターン40を選択的に垂直にエ
ツチングし、開口部26bを形成した後、例えば、SF
4を用いたRIE法により1、第1下層12aを選択的
にエツチングして開口部26aを形成し、下地10の表
面を部分的に露出させる。開口部26bのエツジ部は、
金属蒸着層の開口部側のエツジ部と一致するように形成
し、開口部26aのエツジ部は開口部26bのエツジ部
よりも僅かに後退する位置になるように構成する。Next, as shown in FIG. 1(f), a third opening 26 (26a26) is formed in the second lower layer pattern 40 and the first lower layer 12a.
b) form. In this case, for example, RIE using 02
After selectively vertically etching the second lower pattern 40 to form the opening 26b by etching, for example, SF etching is performed.
1, the first lower layer 12a is selectively etched by the RIE method using 4 to form an opening 26a and partially expose the surface of the base 10. The edge portion of the opening 26b is
The opening 26a is formed so as to coincide with the edge of the metal vapor deposition layer on the opening side, and the edge of the opening 26a is slightly set back from the edge of the opening 26b.
続いて、第1図(g)に示すように、金属蒸着層24
(24a、 24b、 24c)を除去した後、残存し
た第1下層12aをマスクとして、ウェットエツチング
及びドライエツチングのいずれか一方、又は両者の組合
せエツチングによって、下地10に第1溝28及び第2
溝30を、それぞれ同時、又は順次に形成する。Subsequently, as shown in FIG. 1(g), a metal vapor deposition layer 24 is formed.
After removing (24a, 24b, 24c), using the remaining first lower layer 12a as a mask, first grooves 28 and second grooves are formed in the base 10 by wet etching, dry etching, or a combination of both.
The grooves 30 are formed simultaneously or sequentially.
次いで、第1図(h)に示すように、ゲート電極材料の
蒸着を行い、ゲート電極32及びパッド部34とを形成
する。このゲート電極材料として、例えばA2を用いる
が、これに限定されるものではない。Next, as shown in FIG. 1(h), a gate electrode material is deposited to form a gate electrode 32 and a pad portion 34. For example, A2 is used as the gate electrode material, but the material is not limited thereto.
この蒸着により、Af蒸着材料は上層レジストパターン
18の上側に蒸着層38、第2下層パターン40上に蒸
着層36、第1溝28中にゲート電極32、及び第2溝
30中にパッド部34が形成される。第1下層12aの
開口部26aのエツジ部は、第2下層パターン40の開
口部26bのエツジ部よりも後退した位置に形成される
ため、第1下層12a、第2下層12bの各層厚、第1
溝28及び第2溝30の深さ、ゲート電極材料の蒸着厚
を適当に選択することにより、ゲート電極32及びパッ
ド部34は、第2下層パターン40上の蒸着層36と容
易に分離して形成することができる。Through this vapor deposition, the Af vapor deposition material forms a vapor deposition layer 38 above the upper resist pattern 18, a vapor deposition layer 36 above the second lower pattern 40, a gate electrode 32 in the first groove 28, and a pad portion 34 in the second groove 30. is formed. Since the edge of the opening 26a of the first lower layer 12a is formed at a position set back from the edge of the opening 26b of the second lower layer pattern 40, the thickness of each layer of the first lower layer 12a and the second lower layer 12b is 1
By appropriately selecting the depths of the groove 28 and the second groove 30 and the vapor deposition thickness of the gate electrode material, the gate electrode 32 and the pad portion 34 can be easily separated from the vapor deposition layer 36 on the second lower pattern 40. can be formed.
次に、従来の方法と同様に、第1図(i)に示すように
、リフトオフで上層レジストパターン18及び第2下層
パターン40を除去することにより、ゲート電極32及
びパッド部34が残存形成される。Next, as in the conventional method, as shown in FIG. 1(i), the upper resist pattern 18 and the second lower layer pattern 40 are removed by lift-off, so that the gate electrode 32 and the pad portion 34 remain. Ru.
第3図は本発明の他の実施例を示すトランジスタのゲー
ト電極の製造工程断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the manufacturing process of a gate electrode of a transistor showing another embodiment of the present invention.
まず、第3図(a)に示すように、下地10上に下層1
2(第1下層12aと第2下層12b)を形成する。First, as shown in FIG. 3(a), the lower layer 1 is placed on the base 10.
2 (first lower layer 12a and second lower layer 12b).
この工程は、前記した第1図(a)に示す工程と同様で
ある。This step is similar to the step shown in FIG. 1(a) described above.
次に、第3図(b)に示すように、下地10のチャネル
領域14上に第2下層パターン40を形成する。Next, as shown in FIG. 3(b), a second lower layer pattern 40 is formed on the channel region 14 of the base 10.
この工程は、第1図(b)に示す工程と同様である。This step is similar to the step shown in FIG. 1(b).
次いで、第3図(c)に示すように、第2下層パターン
40をマスクとして第1下層12aをエツチング除去し
、第1下層、第2下層を共にチャネル領域上のみに形成
する。Next, as shown in FIG. 3(c), the first lower layer 12a is etched away using the second lower layer pattern 40 as a mask, and both the first and second lower layers are formed only on the channel region.
次に、第3図(d)に示すように、上層レジストパター
ン18を形成し、第2下層パターン40の表面が一部露
出する第1開口部20と、下地10の表面が一部露出す
る第2開口部22を形成する。Next, as shown in FIG. 3(d), an upper resist pattern 18 is formed, and a first opening 20 is formed in which the surface of the second lower pattern 40 is partially exposed, and the surface of the base 10 is partially exposed. A second opening 22 is formed.
次に、第3図(e)に示すように、金属蒸着層24(2
4a、24b、24c)を形成する。Next, as shown in FIG. 3(e), the metal vapor deposition layer 24 (2
4a, 24b, 24c).
次いで、第3図(f)に示すように、第2下層パターン
40及び第1下層12aに第3開口部26(26a。Next, as shown in FIG. 3(f), a third opening 26 (26a) is formed in the second lower layer pattern 40 and the first lower layer 12a.
26b)を形成する。この場合、例えば02を用いたR
IE法によって、第2下層パターン40を選択的に垂直
にエツチングし、開口部26bを形成した後、例えば、
SF、を用いたRIE法により、第1下層12aを選択
的にエツチングして開口部26aを形成し、下地10の
表面を部分的に露出させる。開口部26bのエツジ部は
、金属蒸着層の開口部側のエツジ部と一致するように形
成し、開口部26aのエツジ部は開口部26bのエツジ
部よりも僅かに内側になるように形成する。26b). In this case, for example, R using 02
After selectively etching the second lower layer pattern 40 vertically by the IE method to form the opening 26b, for example,
By RIE using SF, the first lower layer 12a is selectively etched to form an opening 26a, and the surface of the base 10 is partially exposed. The edge portion of the opening 26b is formed to match the edge portion of the metal vapor deposition layer on the opening side, and the edge portion of the opening 26a is formed to be slightly inside than the edge portion of the opening 26b. .
続いて、第3図(g)に示すように、金属蒸着層24
(24a、 24b、 24c)を除去した後、残存し
た第1下層12aをマスクとして、ウェットエツチング
及びドライエツチングのいずれか一方、又は両者の組合
せエツチングによって、下地10に第1溝28及び第2
溝30を、それぞれ同時、又は順次に形成する。Subsequently, as shown in FIG. 3(g), a metal vapor deposition layer 24 is formed.
After removing (24a, 24b, 24c), using the remaining first lower layer 12a as a mask, first grooves 28 and second grooves are formed in the base 10 by wet etching, dry etching, or a combination of both.
The grooves 30 are formed simultaneously or sequentially.
次に、第3図(h)に示すように、ゲート電極材料の蒸
着を行い、ゲート電極及びパッド部とを形成する。Next, as shown in FIG. 3(h), a gate electrode material is deposited to form a gate electrode and a pad portion.
この蒸着により、An蒸着材料は上層レジストパターン
18の上側に蒸着層38、第2下層パターン40上に蒸
着層36、第1溝28中にゲート電極32、及び第2溝
30中にパッド部34が形成される。第1下層12aの
開口部26aのエツジ部は、第2下層パターン40の開
口部26bのエツジ部より後退した位lになるように形
成されるため、第1下層12a2第2下層12bの各層
厚、第1溝28及び第2溝30の深さ、ゲート電極材料
の蒸着厚を適当に選択することにより、ゲート電極32
及びパッド部34は、第2下層パターン40上の蒸着層
36と容易に分離形成することができる。Through this vapor deposition, the An vapor deposition material forms a vapor deposition layer 38 above the upper resist pattern 18, a vapor deposition layer 36 above the second lower pattern 40, a gate electrode 32 in the first groove 28, and a pad portion 34 in the second groove 30. is formed. Since the edge of the opening 26a of the first lower layer 12a is formed to be recessed from the edge of the opening 26b of the second lower layer pattern 40, the thickness of each layer of the first lower layer 12a2 and the second lower layer 12b is , by appropriately selecting the depths of the first groove 28 and the second groove 30, and the vapor deposition thickness of the gate electrode material.
The pad portion 34 can be easily formed separately from the deposited layer 36 on the second lower pattern 40.
次に、第3図(i)に示すように、従来の方法と同様に
、リフトオフで上層レジストパターン18及び第2下層
パターン40を除去することにより、ゲート電極32及
びパッド部34、第1下層12aが残存形成される。Next, as shown in FIG. 3(i), similar to the conventional method, by removing the upper resist pattern 18 and the second lower layer pattern 40 by lift-off, the gate electrode 32, the pad portion 34, and the first lower layer pattern are removed. 12a remains formed.
第4図はこれら各層厚、蒸着厚等のパラメータと分離形
成された割合の実験結果を示している。FIG. 4 shows the experimental results of parameters such as the thickness of each of these layers, vapor deposition thickness, etc., and the ratio of separated formation.
即ち、ゲート電極材料の蒸着厚、つまりゲート電極32
の厚さが、第1下層12aと第1溝28の深さの和より
も薄い場合に、ゲート電極32と蒸着層36との分離形
成が行われ、そうでない厚い場合に分離形成が困難にな
ることがわかる。従って、必要とされるゲート電極32
の厚さ及び第1溝28の深さから、分離形成が容易に可
能となる第1下層12aの層厚が設定できる。That is, the deposition thickness of the gate electrode material, that is, the gate electrode 32
When the thickness of the gate electrode 32 is thinner than the sum of the depths of the first lower layer 12a and the first groove 28, the gate electrode 32 and the vapor deposited layer 36 are formed separately, and when the thickness is thicker, it becomes difficult to form the separation. I know what will happen. Therefore, the required gate electrode 32
From the thickness of the first lower layer 12a and the depth of the first groove 28, the layer thickness of the first lower layer 12a that allows easy separation can be set.
ゲート電極32のチャネル方向の幅は、第2下層パター
ン40の開口部26bのエツジ部と、第1開口部20の
壁を形成する上層レジストパターン18の上面のエツジ
部との幅W、で決まり、第1下層12aの開口部26b
のエツジ部に依らず、再現性良く、幅の狭いゲート電極
を形成することができる。The width of the gate electrode 32 in the channel direction is determined by the width W between the edge of the opening 26b of the second lower pattern 40 and the edge of the upper surface of the upper resist pattern 18 forming the wall of the first opening 20. , opening 26b of first lower layer 12a
A narrow gate electrode can be formed with good reproducibility regardless of the edge portion of the gate electrode.
同様に、パッド部34のチャネル方向の幅は、第2開口
部22の壁を形成する上層レジストパターン18の両側
の上面のエツジ部間の幅W2で決まる。Similarly, the width of the pad portion 34 in the channel direction is determined by the width W2 between the edge portions of the upper surface on both sides of the upper resist pattern 18 forming the wall of the second opening 22.
次に、従来の方法と同様に、第1図(i)に示すように
、リフトオフで上層レジストパターン18及び第2下層
パターン40を除去することにより、ゲート電極32及
びバンド部34が残存形成される。Next, as in the conventional method, as shown in FIG. 1(i), the upper resist pattern 18 and the second lower layer pattern 40 are removed by lift-off, so that the gate electrode 32 and the band portion 34 remain. Ru.
この実施例の場合には、第2開口部22中の第1下層1
2aのエツチング中に起こる可能性のある上層レジスト
パターン18の膜減りを防ぐことができ、精度良く所望
の幅狭のゲート電極を得ることができる。In this embodiment, the first lower layer 1 in the second opening 22
It is possible to prevent thinning of the upper resist pattern 18 that may occur during etching of the etching pattern 2a, and to obtain a gate electrode with a desired narrow width with high precision.
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments,
Various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
(発明の効果)
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、下層レ
ジストを2層構造として、ゲート電極とパッド部を形成
するための開口部を形成する際に、下地に近い第1下層
のエツジ部を、第1下層上の第2下層のエツジ部より後
退した位置になるように形成したので、ゲート電極及び
パッド部が下層上の蒸着層と容易に分離形成できる。し
かも、ゲート電極の幅は第1下層のエツジ部に依存する
ことなく、再現性良く、レジスト解像度の限界を越えて
狭く形成することができる。(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, when the lower resist has a two-layer structure and an opening for forming a gate electrode and a pad portion is formed, Since the edge portion of the first lower layer is formed at a position recessed from the edge portion of the second lower layer on the first lower layer, the gate electrode and the pad portion can be easily separated from the deposited layer on the lower layer. Furthermore, the width of the gate electrode does not depend on the edge portion of the first lower layer, and can be formed narrower than the limit of resist resolution with good reproducibility.
また、上層レジストパターンの膜減りを防ぐことができ
、精度良く所望の幅狭のゲート電極を得ることができる
。Furthermore, thinning of the upper resist pattern can be prevented, and a gate electrode with a desired narrow width can be obtained with high precision.
第1図は本発明の実施例を示すトランジスタのゲート電
極の製造工程断面図、第2図は従来のトランジスタのゲ
ート電極の製造工程断面図、第3図は本発明の他の実施
例を示すトランジスタのゲート電極の製造工程断面図、
第4図は第1下層の厚さ、下地の溝の厚さ及びゲート電
極のeさをパラメータとするゲート電極と第2下層パタ
ーン上の蒸着金属とが分離形成される割合の実験結果を
示す図である。
10・・・下地、12a・・・第1下層、12b・・・
第2下層、14・・・チャネル領域、18・・・上層レ
ジストパターン、20・・・第1開口部、22・・・第
2開口部、24 (24a 、 24b、 24c )
−金属蒸着層、26 (26a 、 26b ) ・=
第3開口部、28・・・第1溝、30・・・第2溝、3
2・・・ゲート電極、34・・・パッド部、36.38
・・・蒸着層、40・・・第2下層パターン。FIG. 1 is a sectional view of the manufacturing process of a gate electrode of a transistor showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the manufacturing process of a gate electrode of a conventional transistor, and FIG. 3 is a sectional view of another embodiment of the invention. Cross-sectional view of the manufacturing process of transistor gate electrodes,
FIG. 4 shows the experimental results of the rate at which the gate electrode and the vapor deposited metal on the second lower layer pattern are formed separately, using the thickness of the first lower layer, the thickness of the underlying groove, and the elegance of the gate electrode as parameters. It is a diagram. 10... Base layer, 12a... First lower layer, 12b...
Second lower layer, 14... Channel region, 18... Upper layer resist pattern, 20... First opening, 22... Second opening, 24 (24a, 24b, 24c)
-Metal deposited layer, 26 (26a, 26b) ・=
Third opening, 28...first groove, 30...second groove, 3
2... Gate electrode, 34... Pad portion, 36.38
... Vapor deposition layer, 40... Second lower layer pattern.
Claims (2)
る下層を形成し、更にチャネル領域上に前記第2下層パ
ターンを形成する工程と、 (b)該第2下層パターンの部分的な露出面を与える第
1開口部と前記第1下層の部分的な露出面を与える第2
開口部とを有する上層レジストパターンを形成する工程
と、 (c)前記第2開口部で露出している第1下層を選択的
にエッチングして下地を露出させた後に第2下層パター
ンの露出面と下地の露出面と上層レジストパターンの上
面に方向性蒸着技術を用いて金属蒸着層を形成する工程
と、 (d)該金属蒸着層をマスクとして第2下層、第1下層
を順に選択的にエッチングし、第1下層の開口部のエッ
ジ部を第2下層のエッジ部より後退した位置になるよう
に形成して下地面が露出した第3開口部を形成する工程
と、 (e)前記第2開口部及び第3開口部に露出した露出面
に対しエッチングを行なって下地にゲート電極形成用の
第1溝と、パッド部形成用の第2溝とを形成する工程と
、 (f)該第1溝及び第2溝にゲート金属を蒸着してゲー
ト電極とパッド金属層とを同時に形成する工程と、 (g)前記第2下層パターン及び前記上層レジストパタ
ーンを除去する工程を順に施すことを特徴とするトラン
ジスタのゲート電極の製造方法。(1) (a) Forming a lower layer consisting of two layers, a first lower layer and a second lower layer, on the base in order, and further forming the second lower layer pattern on the channel region, (b) The second lower layer a first opening providing a partially exposed surface of the pattern; and a second opening providing a partially exposed surface of the first underlying layer.
(c) selectively etching the first lower layer exposed at the second opening to expose the base, and then forming an exposed surface of the second lower resist pattern; (d) using the metal vapor deposition layer as a mask, selectively forming a second lower layer and then the first lower layer in order; (e) forming a third opening in which the underlying surface is exposed by etching so that the edge of the opening in the first lower layer is set back from the edge in the second lower layer; (f) etching the exposed surfaces exposed in the second opening and the third opening to form a first groove for forming a gate electrode and a second groove for forming a pad portion in the base; a step of simultaneously forming a gate electrode and a pad metal layer by depositing a gate metal in the first groove and the second groove; and (g) a step of removing the second lower layer pattern and the upper resist pattern. A method for manufacturing a gate electrode of a transistor.
る下層を形成し、更にチャネル領域上に前記第2下層パ
ターンを形成する工程と、 (b)該第2下層パターンをマスクとして前記第1下層
をエッチング除去し、第1下層及び第2下層を共にチャ
ネル領域上のみに形成する工程と、(c)上層レジスト
パターンを形成し、前記第2下層パターンの表面が一部
露出する第1開口部と、下地の表面が一部露出する第2
開口部を形成する工程と、 (d)前記第2下層パターンの露出面と下地の露出面と
上層レジストパターンの上面に方向性蒸着技術を用いて
金属蒸着層を形成し、該金属蒸着層をマスクとして第2
下層、第1下層を順に選択的にエッチングし、第1下層
の開口部のエッジ部を第2下層のエッジ部より後退した
位置になるように形成して下地面が露出した第3開口部
を形成する工程と、 (e)前記第2開口部及び第3開口部に露出した露出面
に対しエッチングを行なって下地にゲート電極形成用の
第1溝と、パッド部形成用の第2溝とを形成する工程と
、 (f)該第1溝及び第2溝にゲート金属を蒸着してゲー
ト電極とパッド金属層とを同時に形成する工程と、 (g)前記第2下層パターン及び前記上層レジストパタ
ーンを除去する工程を順に施すことを特徴とするトラン
ジスタのゲート電極の製造方法。(2) (a) forming a lower layer consisting of two layers, a first lower layer and a second lower layer, on the base in order, and further forming the second lower layer pattern on the channel region; (b) the second lower layer; etching away the first lower layer using the pattern as a mask and forming both the first lower layer and the second lower layer only on the channel region; and (c) forming an upper resist pattern so that the surface of the second lower layer pattern is A first opening that partially exposes the opening, and a second opening that partially exposes the surface of the base.
(d) forming a metal vapor deposition layer on the exposed surface of the second lower layer pattern, the exposed surface of the underlayer, and the upper surface of the upper resist pattern using a directional vapor deposition technique; Second as a mask
The lower layer and the first lower layer are selectively etched in this order so that the edge of the opening in the first lower layer is set back from the edge of the second lower layer to form a third opening in which the underlying surface is exposed. (e) etching the exposed surfaces exposed in the second and third openings to form a first groove for forming a gate electrode and a second groove for forming a pad portion in the base; (f) forming a gate electrode and a pad metal layer simultaneously by depositing a gate metal in the first groove and the second groove; (g) the second lower layer pattern and the upper resist layer; 1. A method of manufacturing a gate electrode of a transistor, comprising sequentially performing steps of removing a pattern.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5271390A JPH03256335A (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Manufacture of gate electrode of transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5271390A JPH03256335A (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Manufacture of gate electrode of transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03256335A true JPH03256335A (en) | 1991-11-15 |
Family
ID=12922547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5271390A Pending JPH03256335A (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Manufacture of gate electrode of transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03256335A (en) |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP5271390A patent/JPH03256335A/en active Pending
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