JPH04218053A - パターン形成方法、及び、半導体装置 - Google Patents
パターン形成方法、及び、半導体装置Info
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- JPH04218053A JPH04218053A JP8511191A JP8511191A JPH04218053A JP H04218053 A JPH04218053 A JP H04218053A JP 8511191 A JP8511191 A JP 8511191A JP 8511191 A JP8511191 A JP 8511191A JP H04218053 A JPH04218053 A JP H04218053A
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パターン形成方法、及
び半導体装置に関するものである。
び半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、化合物半導体を用いた高速素子の
開発が進められている。素子の特性を向上させるために
はゲート電極と基板の接触幅、つまり、ゲート長を狭く
する必要がある。しかし、ゲート長が狭くなるとゲート
部でのゲート電極抵抗が大きくなってしまい、逆に高速
化が図れないことが知られている。
開発が進められている。素子の特性を向上させるために
はゲート電極と基板の接触幅、つまり、ゲート長を狭く
する必要がある。しかし、ゲート長が狭くなるとゲート
部でのゲート電極抵抗が大きくなってしまい、逆に高速
化が図れないことが知られている。
【０００３】この問題を解決する方法としてゲート電極
にはＴ字型ゲートを用いることが行なわれている。この
方法はゲート電極をコンタクト接点部を狭く電極の上に
行くほど太くなるような構造を持つ。
にはＴ字型ゲートを用いることが行なわれている。この
方法はゲート電極をコンタクト接点部を狭く電極の上に
行くほど太くなるような構造を持つ。
【０００４】図４３から図４８に、電子ビーム露光、及
び、リフトオフ技術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲ
ートを形成する断面工程図を示す。
び、リフトオフ技術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲ
ートを形成する断面工程図を示す。
【０００５】半絶縁性ＧａＡｓ上に活性層として機能す
るＧａＡｓ、もしくはＧａＡｓとＡｌＧａＡｓからなる
エピタキシャル層を形成されたＧａＡｓ基板１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉからなるソース・ドレイン電極２を形成し
た後、ＳｉＯ２スペーサ３を形成する。次に、基板上に
平均分子量６０万のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレー
ト）レジスト膜４を塗布し、熱処理を行なう。引き続き
、平均分子量２０万のＰＭＭＡレジスト膜５を塗布して
熱処理を行なう。次に、５０ｋＶの電子ビーム６を用い
て所定部の露光を行う（図４３）。
るＧａＡｓ、もしくはＧａＡｓとＡｌＧａＡｓからなる
エピタキシャル層を形成されたＧａＡｓ基板１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉからなるソース・ドレイン電極２を形成し
た後、ＳｉＯ２スペーサ３を形成する。次に、基板上に
平均分子量６０万のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレー
ト）レジスト膜４を塗布し、熱処理を行なう。引き続き
、平均分子量２０万のＰＭＭＡレジスト膜５を塗布して
熱処理を行なう。次に、５０ｋＶの電子ビーム６を用い
て所定部の露光を行う（図４３）。
【０００６】次に、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン
）を用いてＰＭＭＡレジストの現像を行い、ＰＭＭＡレ
ジストパターン７を形成する（図４４）。
）を用いてＰＭＭＡレジストの現像を行い、ＰＭＭＡレ
ジストパターン７を形成する（図４４）。
【０００７】図４５において、ＰＭＭＡレジストパター
ン７をマスクとして、ＳｉＯ２スペーサ３を湿式エッチ
ングして、ＳｉＯ２スペーサパターン３ａを形成する。 図４６において、ＳｉＯ２スペーサパターン３ａを
マスクとして、酒石酸と過酸化水素水の混合溶液をエッ
チング液として用いてＧａＡｓ基板の湿式エッチングを
行い、リセス構造８を形成する。
ン７をマスクとして、ＳｉＯ２スペーサ３を湿式エッチ
ングして、ＳｉＯ２スペーサパターン３ａを形成する。 図４６において、ＳｉＯ２スペーサパターン３ａを
マスクとして、酒石酸と過酸化水素水の混合溶液をエッ
チング液として用いてＧａＡｓ基板の湿式エッチングを
行い、リセス構造８を形成する。
【０００８】次にＡｌ膜９の蒸着を行い、Ａｌゲート電
極１０を形成する（図４７）。 さらに、ＰＭＭＡレ
ジスト膜４、５を有機溶剤等で除去して、不要なＡｌ膜
９をリフトオフして、図４８の構造を得る。
極１０を形成する（図４７）。 さらに、ＰＭＭＡレ
ジスト膜４、５を有機溶剤等で除去して、不要なＡｌ膜
９をリフトオフして、図４８の構造を得る。
【０００９】図４９に、Ｔ字型ゲートを有するＧａＡｓ
ＭＥＳＦＥＴの断面図を示す。７１は半絶縁性のＧａＡ
ｓ基板で、７１ａに示す段差構造で素子分離領域を形成
している。段差上には７２で示す活性層が存在する。活
性層には、７２ａで示すリセス構造が形成されている。 ７３ａ、ｂはＡｕＧｅ／Ｎｉの電極であり、ソース、及
び、ドレイン電極として機能する。Ａｌゲート電極７４
は、７２ａのリセス構造内に設けられる。Ａｌゲート電
極の足７４ａは、活性層７２と接触し、その接触面にシ
ョットキー障壁を形成し、活性層７２内に空乏層を生じ
る。この空乏層の大きさをゲート電極に加える電気信号
により変化させることで、オーミック電極７３ａ、ｂ間
に流れる電流の大きさを制御する。Ａｌゲート電極の頭
７４ｂは、ゲート電極の電気抵抗を減少させ、それによ
り、ゲート電極内を伝わる電気信号の伝達速度を向上さ
せ、素子の高速性能を向上させる。Ａｌゲート電極の足
７４ａの底面の幅７４ｃは一般にゲート長と呼ばれ、７
４ｃが小さいほどゲート電極７４とオーミック電極７３
ａ、ｂの間の静電容量が小さくでき、又、相互コンダク
タンスが大きくなり、一般に素子の高速性能が向上する
。又、ゲート電極の頭と基板との距離７４ｅが大きいほ
どゲート電極７４とオーミック電極７３ａ、ｂ間の静電
容量が小さくなり、素子の高速性能が向上する。そのた
め、素子の高速性能を向上させるにはＴ字型ゲート電極
７４において、頭７４ｂの断面積を大きくし、ゲート長
７４ｃを小さくし、頭と基板の間隔７４ｅを大きくする
必要がある。頭と足は、７４ｄにおいて接続される。
ＭＥＳＦＥＴの断面図を示す。７１は半絶縁性のＧａＡ
ｓ基板で、７１ａに示す段差構造で素子分離領域を形成
している。段差上には７２で示す活性層が存在する。活
性層には、７２ａで示すリセス構造が形成されている。 ７３ａ、ｂはＡｕＧｅ／Ｎｉの電極であり、ソース、及
び、ドレイン電極として機能する。Ａｌゲート電極７４
は、７２ａのリセス構造内に設けられる。Ａｌゲート電
極の足７４ａは、活性層７２と接触し、その接触面にシ
ョットキー障壁を形成し、活性層７２内に空乏層を生じ
る。この空乏層の大きさをゲート電極に加える電気信号
により変化させることで、オーミック電極７３ａ、ｂ間
に流れる電流の大きさを制御する。Ａｌゲート電極の頭
７４ｂは、ゲート電極の電気抵抗を減少させ、それによ
り、ゲート電極内を伝わる電気信号の伝達速度を向上さ
せ、素子の高速性能を向上させる。Ａｌゲート電極の足
７４ａの底面の幅７４ｃは一般にゲート長と呼ばれ、７
４ｃが小さいほどゲート電極７４とオーミック電極７３
ａ、ｂの間の静電容量が小さくでき、又、相互コンダク
タンスが大きくなり、一般に素子の高速性能が向上する
。又、ゲート電極の頭と基板との距離７４ｅが大きいほ
どゲート電極７４とオーミック電極７３ａ、ｂ間の静電
容量が小さくなり、素子の高速性能が向上する。そのた
め、素子の高速性能を向上させるにはＴ字型ゲート電極
７４において、頭７４ｂの断面積を大きくし、ゲート長
７４ｃを小さくし、頭と基板の間隔７４ｅを大きくする
必要がある。頭と足は、７４ｄにおいて接続される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図４３から図４８に示
す工程においては、下層ＰＭＭＡ膜は、上層ＰＭＭＡ膜
を通して露光される。照射された電子ビームはレジスト
膜内で前方散乱され広がりを持つ。そのために下層レジ
ストに露光されたパターンのコントラストが低下する。 前方散乱の広がりは電子ビームの加速電圧が高いほど小
さくなる。しかし、一般的に電子ビーム露光においては
、電子ビームの加速電圧が大きいほど、レジストの感度
が低下し、露光量を大きくしなければならない。そのた
めに、加速電圧が高い程スループットが低下する。また
、加速電圧が高いほど、後方散乱電子の広がりが大きく
なり、Ｇａ、Ａｓ程度の原子番号の基板では、通常電子
ビーム露光装置で用いられる２０−６０ｋＶの加速電圧
の範囲で、加速電圧が高いほど、ゲート電極パッドなど
の大面積（約１μｍ幅以上）のパターンにおいて、パタ
ーン周辺部でのコントラストが悪くなるためにパターン
周辺部での膜減りが大きくなり、上層レジストの断面形
状をリフトオフに適したオーバーハング形状とすること
が難しい。また、図４３から図４８に示す工程において
は、上層と下層のＰＭＭＡの露光を同時に行なうために
上層と下層のパターン寸法を独立に制御することが難し
い。特に下層ＰＭＭＡの解像度を向上させるために、高
い加速電圧を用いると上層ＰＭＭＡ開口幅が小さくなり
、ゲート抵抗を十分小さくすることが困難である。以上
の問題点を解決するためには、パターンサイズによる加
速電圧の切り替え、パターンデータに補助パターンを追
加するなどの方法があるが、スループットの低下とパタ
ーンデータ及び露光制御プログラムの複雑化を生じるた
めに実用的ではない。
す工程においては、下層ＰＭＭＡ膜は、上層ＰＭＭＡ膜
を通して露光される。照射された電子ビームはレジスト
膜内で前方散乱され広がりを持つ。そのために下層レジ
ストに露光されたパターンのコントラストが低下する。 前方散乱の広がりは電子ビームの加速電圧が高いほど小
さくなる。しかし、一般的に電子ビーム露光においては
、電子ビームの加速電圧が大きいほど、レジストの感度
が低下し、露光量を大きくしなければならない。そのた
めに、加速電圧が高い程スループットが低下する。また
、加速電圧が高いほど、後方散乱電子の広がりが大きく
なり、Ｇａ、Ａｓ程度の原子番号の基板では、通常電子
ビーム露光装置で用いられる２０−６０ｋＶの加速電圧
の範囲で、加速電圧が高いほど、ゲート電極パッドなど
の大面積（約１μｍ幅以上）のパターンにおいて、パタ
ーン周辺部でのコントラストが悪くなるためにパターン
周辺部での膜減りが大きくなり、上層レジストの断面形
状をリフトオフに適したオーバーハング形状とすること
が難しい。また、図４３から図４８に示す工程において
は、上層と下層のＰＭＭＡの露光を同時に行なうために
上層と下層のパターン寸法を独立に制御することが難し
い。特に下層ＰＭＭＡの解像度を向上させるために、高
い加速電圧を用いると上層ＰＭＭＡ開口幅が小さくなり
、ゲート抵抗を十分小さくすることが困難である。以上
の問題点を解決するためには、パターンサイズによる加
速電圧の切り替え、パターンデータに補助パターンを追
加するなどの方法があるが、スループットの低下とパタ
ーンデータ及び露光制御プログラムの複雑化を生じるた
めに実用的ではない。
【００１１】図４３から図４８に示す工程においては、
上層の平均分子量２０万のＰＭＭＡレジスト膜５と、下
層の平均分子量６０万のＰＭＭＡレジスト膜４が同時に
現像されるために、上層レジストの開口幅と、下層のレ
ジストの開口幅を同時に制御し最適化する事が難しい。
上層の平均分子量２０万のＰＭＭＡレジスト膜５と、下
層の平均分子量６０万のＰＭＭＡレジスト膜４が同時に
現像されるために、上層レジストの開口幅と、下層のレ
ジストの開口幅を同時に制御し最適化する事が難しい。
【００１２】また、ＰＭＭＡレジスト膜４のＧａＡｓ基
板に対する密着性が悪いためにＳｉＯ２スペーサ３を設
けて用いられている。密着性が悪い場合には、図４４に
示すＰＭＭＡレジストパターン７のエッヂ部７ａのＳｉ
Ｏ２スペーサ３とＰＭＭＡレジスト４の底面が浮いてし
まうためＳｉＯ２スペーサのパターンを湿式エッチング
する際に、ＰＭＭＡレジストパターンエッヂ部７ａ底面
にまでエッチング液が回り込みＳｉＯ２スペーサパター
ン３ａが所望の幅より大きくなってしまう。ＳｉＯ２ス
ペーサ３は、湿式エッチングの際に、等方的にエッチン
グされるために、開口幅の制御性が悪く、開口幅がＰＭ
ＭＡレジストマスクの開口幅よりも大きくなり易い。こ
のため、リセス構造８の開口幅が大きくなる。また、下
層ＰＭＭＡレジスト膜４底面と、リセス構造８の底面の
距離がＳｉＯ２スペーサ３の厚さ分だけ、長くなり、蒸
着されたＡｌゲート１０が図４７のＡ部に示す個所で離
れ易くなる。すなわち蒸着されたＡｌゲート１０の幅は
下層ＰＭＭＡレジスト開口幅で規定されて堆積されるが
下層ＰＭＭＡレジストパターンの側壁にもＡｌが蒸着さ
れ蒸着時間とともに下層ＰＭＭＡレジストパターンの開
口幅が狭くなり蒸着した蒸着物は三角形状になっていく
。最後には下層ＰＭＭＡレジストパターンの両側壁に堆
積した蒸着物によって開口部がふさがれてしまい、これ
以後蒸着を続けてもゲート部分にはまったく蒸着されな
い。すなわち、下層ＰＭＭＡレジストパターンの開口幅
に比較して、蒸着物の堆積する基板表面から下層ＰＭＭ
Ａレジストパターン開口部までの距離が長くなった状態
でＡｌゲート１０を堆積すると三角形状の先端に近い部
分からマッシュルーム形状になるためマッシュルームの
傘の部分と棒の付け根の部分がリフト・オフ時に折れた
り剥がれたりし易くなる。このため細いゲート長のＴ字
ゲートを形成するのが困難である。ＳｉＯ２スペーサ３
を設けない場合は、ＧａＡｓを湿式エッチングする際に
、エッチング液がレジスト膜とＧａＡｓ界面に侵入して
、リセス構造の幅が更に大きくなる。また、マッシュル
ームの傘の部分と棒の付け根の部分の断面積が小さくな
り、この部分での電気抵抗が大きくなり素子の高速性能
を劣化させる。
板に対する密着性が悪いためにＳｉＯ２スペーサ３を設
けて用いられている。密着性が悪い場合には、図４４に
示すＰＭＭＡレジストパターン７のエッヂ部７ａのＳｉ
Ｏ２スペーサ３とＰＭＭＡレジスト４の底面が浮いてし
まうためＳｉＯ２スペーサのパターンを湿式エッチング
する際に、ＰＭＭＡレジストパターンエッヂ部７ａ底面
にまでエッチング液が回り込みＳｉＯ２スペーサパター
ン３ａが所望の幅より大きくなってしまう。ＳｉＯ２ス
ペーサ３は、湿式エッチングの際に、等方的にエッチン
グされるために、開口幅の制御性が悪く、開口幅がＰＭ
ＭＡレジストマスクの開口幅よりも大きくなり易い。こ
のため、リセス構造８の開口幅が大きくなる。また、下
層ＰＭＭＡレジスト膜４底面と、リセス構造８の底面の
距離がＳｉＯ２スペーサ３の厚さ分だけ、長くなり、蒸
着されたＡｌゲート１０が図４７のＡ部に示す個所で離
れ易くなる。すなわち蒸着されたＡｌゲート１０の幅は
下層ＰＭＭＡレジスト開口幅で規定されて堆積されるが
下層ＰＭＭＡレジストパターンの側壁にもＡｌが蒸着さ
れ蒸着時間とともに下層ＰＭＭＡレジストパターンの開
口幅が狭くなり蒸着した蒸着物は三角形状になっていく
。最後には下層ＰＭＭＡレジストパターンの両側壁に堆
積した蒸着物によって開口部がふさがれてしまい、これ
以後蒸着を続けてもゲート部分にはまったく蒸着されな
い。すなわち、下層ＰＭＭＡレジストパターンの開口幅
に比較して、蒸着物の堆積する基板表面から下層ＰＭＭ
Ａレジストパターン開口部までの距離が長くなった状態
でＡｌゲート１０を堆積すると三角形状の先端に近い部
分からマッシュルーム形状になるためマッシュルームの
傘の部分と棒の付け根の部分がリフト・オフ時に折れた
り剥がれたりし易くなる。このため細いゲート長のＴ字
ゲートを形成するのが困難である。ＳｉＯ２スペーサ３
を設けない場合は、ＧａＡｓを湿式エッチングする際に
、エッチング液がレジスト膜とＧａＡｓ界面に侵入して
、リセス構造の幅が更に大きくなる。また、マッシュル
ームの傘の部分と棒の付け根の部分の断面積が小さくな
り、この部分での電気抵抗が大きくなり素子の高速性能
を劣化させる。
【００１３】図４９に示す素子構造において、ゲート電
極７４とオーミック電極７３ａ、ｂ間の静電容量を小さ
くし、更に相互コンダクタンスを大きくするには、ゲー
ト長７４ｃを小さくし、頭と基板の間隔７４ｅを大きく
する必要がある。しかし、ゲート長７４ｃを小さくし、
頭と基板の間隔７４ｅを大きくした場合、７４ｄに示す
頭と足のつなぎ部分が、図４３から図４８に示す電極形
成工程の問題点で述べた理由で細くなり接触不良を起こ
したり、又、頭と足が分離してしまう。又、ゲート長が
細くなるにつれて頭７４ｂと活性層７２の間の電気抵抗
が大きくなる。これにより、素子の高速性能向上が妨げ
られる。特に、ゲート長が０．２５μｍ以下の場合、こ
れらの問題が顕著になる。
極７４とオーミック電極７３ａ、ｂ間の静電容量を小さ
くし、更に相互コンダクタンスを大きくするには、ゲー
ト長７４ｃを小さくし、頭と基板の間隔７４ｅを大きく
する必要がある。しかし、ゲート長７４ｃを小さくし、
頭と基板の間隔７４ｅを大きくした場合、７４ｄに示す
頭と足のつなぎ部分が、図４３から図４８に示す電極形
成工程の問題点で述べた理由で細くなり接触不良を起こ
したり、又、頭と足が分離してしまう。又、ゲート長が
細くなるにつれて頭７４ｂと活性層７２の間の電気抵抗
が大きくなる。これにより、素子の高速性能向上が妨げ
られる。特に、ゲート長が０．２５μｍ以下の場合、こ
れらの問題が顕著になる。
【００１４】従来の方法には、以上に述べたような問題
点がある。本発明は、これらの問題点を解決しようとす
るもので、リフトオフ法によるパターン転写に用いるこ
との可能な高性能で高信頼性の安定したパターン形成方
法と高速性能に優れた半導体素子を提供することを目的
とする。
点がある。本発明は、これらの問題点を解決しようとす
るもので、リフトオフ法によるパターン転写に用いるこ
との可能な高性能で高信頼性の安定したパターン形成方
法と高速性能に優れた半導体素子を提供することを目的
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】以上のような問題点を解
決するために本発明では、基板上にポリジメチルグルタ
ルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチ
ルグルタルイミド膜上にネガ型のレジスト膜を塗布・ベ
ークする工程と、前記ネガ型レジスト膜の所定部以外を
露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜を現像して、前
記ネガ型レジスト膜の前記所定部を除去する工程と、前
記ポリジメチルグルタルイミド膜の所定部を電子ビーム
、イオンビーム、遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光
する工程と、アルカリを含む溶液を用いて、前記ポリジ
メチルグルタルイミド膜の前記所定部を現像して除去す
る工程を有している。また、基板上にポリジメチルグル
タルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記ポリジメ
チルグルタルイミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビ
ーム、遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光する工程と
、アルカリを含む溶液を用いて、前記ポリジメチルグル
タルイミド膜の前記所定部を現像して除去する工程と、
前記ポリジメチルグルタルイミド膜上にネガ型のレジス
ト膜を塗布・ベークする工程と、前記ネガ型レジスト膜
の所定部以外を露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜
を現像して、前記ネガ型レジスト膜の前記所定部を除去
する工程を有している。また、基板上にポリジメチルグ
ルタルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記ポリジ
メチルグルタルイミド膜の所定部を電子ビーム、イオン
ビーム、遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光する工程
と、前記ポリジメチルグルタルイミド膜上にネガ型のレ
ジスト膜を塗布・ベークする工程と、前記ネガ型レジス
ト膜の所定部以外を露光する工程と、前記ネガ型レジス
ト膜を現像して、前記ネガ型レジスト膜の前記所定部を
除去する工程と、アルカリを含む溶液を用いて、前記ポ
リジメチルグルタルイミド膜の前記所定部を現像して除
去する工程を有している。また、基板上にポリジメチル
グルタルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記ポリ
ジメチルグルタルイミド膜上にアルカリ可溶性樹脂と溶
解阻止剤を含むポジ型のフォトレジスト膜を塗布・ベー
クする工程と、前記ポジ型フォトレジスト膜の所定部を
光露光する工程と、遠紫外光を全面照射する工程と、前
記ポジ型フォトレジスト膜をアルカリを含む溶液で現像
して、前記ポジ型フォトレジスト膜の前記所定部を除去
する工程と、前記ポリジメチルグルタルイミド膜の所定
部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光、もしくは、
Ｘ線により露光する工程と、アルカリを含む溶液を用い
て、前記ポリジメチルグルタルイミド膜の前記所定部の
現像を行う工程を有している。また、基板上にポリジメ
チルグルタルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記
ポリジメチルグルタルイミド膜の所定部を電子ビーム、
イオンビーム、遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光す
る工程と、前記ポリジメチルグルタルイミド膜上にアル
カリ可溶性樹脂と溶解阻止剤を含むポジ型のフォトレジ
スト膜を塗布・ベークする工程と、前記ポジ型フォトレ
ジスト膜の所定部を光露光する工程と、遠紫外光を全面
照射する工程と、前記ポジ型フォトレジスト膜の前記所
定部と前記ポリジメチルグルタルイミド膜の前記所定部
をアルカリを含む溶液で現像して除去する工程を有して
いる。また、半導体基板に取り付けられた電極の断面形
状が、二つ以上のクビレを有しており、かつ、基板との
接点から上方に向かって、各々のクビレの部分毎に断面
の幅が広がる構造を有する電極を備えている。
決するために本発明では、基板上にポリジメチルグルタ
ルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチ
ルグルタルイミド膜上にネガ型のレジスト膜を塗布・ベ
ークする工程と、前記ネガ型レジスト膜の所定部以外を
露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜を現像して、前
記ネガ型レジスト膜の前記所定部を除去する工程と、前
記ポリジメチルグルタルイミド膜の所定部を電子ビーム
、イオンビーム、遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光
する工程と、アルカリを含む溶液を用いて、前記ポリジ
メチルグルタルイミド膜の前記所定部を現像して除去す
る工程を有している。また、基板上にポリジメチルグル
タルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記ポリジメ
チルグルタルイミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビ
ーム、遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光する工程と
、アルカリを含む溶液を用いて、前記ポリジメチルグル
タルイミド膜の前記所定部を現像して除去する工程と、
前記ポリジメチルグルタルイミド膜上にネガ型のレジス
ト膜を塗布・ベークする工程と、前記ネガ型レジスト膜
の所定部以外を露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜
を現像して、前記ネガ型レジスト膜の前記所定部を除去
する工程を有している。また、基板上にポリジメチルグ
ルタルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記ポリジ
メチルグルタルイミド膜の所定部を電子ビーム、イオン
ビーム、遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光する工程
と、前記ポリジメチルグルタルイミド膜上にネガ型のレ
ジスト膜を塗布・ベークする工程と、前記ネガ型レジス
ト膜の所定部以外を露光する工程と、前記ネガ型レジス
ト膜を現像して、前記ネガ型レジスト膜の前記所定部を
除去する工程と、アルカリを含む溶液を用いて、前記ポ
リジメチルグルタルイミド膜の前記所定部を現像して除
去する工程を有している。また、基板上にポリジメチル
グルタルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記ポリ
ジメチルグルタルイミド膜上にアルカリ可溶性樹脂と溶
解阻止剤を含むポジ型のフォトレジスト膜を塗布・ベー
クする工程と、前記ポジ型フォトレジスト膜の所定部を
光露光する工程と、遠紫外光を全面照射する工程と、前
記ポジ型フォトレジスト膜をアルカリを含む溶液で現像
して、前記ポジ型フォトレジスト膜の前記所定部を除去
する工程と、前記ポリジメチルグルタルイミド膜の所定
部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光、もしくは、
Ｘ線により露光する工程と、アルカリを含む溶液を用い
て、前記ポリジメチルグルタルイミド膜の前記所定部の
現像を行う工程を有している。また、基板上にポリジメ
チルグルタルイミド膜を塗布・ベークする工程と、前記
ポリジメチルグルタルイミド膜の所定部を電子ビーム、
イオンビーム、遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光す
る工程と、前記ポリジメチルグルタルイミド膜上にアル
カリ可溶性樹脂と溶解阻止剤を含むポジ型のフォトレジ
スト膜を塗布・ベークする工程と、前記ポジ型フォトレ
ジスト膜の所定部を光露光する工程と、遠紫外光を全面
照射する工程と、前記ポジ型フォトレジスト膜の前記所
定部と前記ポリジメチルグルタルイミド膜の前記所定部
をアルカリを含む溶液で現像して除去する工程を有して
いる。また、半導体基板に取り付けられた電極の断面形
状が、二つ以上のクビレを有しており、かつ、基板との
接点から上方に向かって、各々のクビレの部分毎に断面
の幅が広がる構造を有する電極を備えている。
【００１６】
【作用】基板上にＰＭＧＩレジスト膜を下層に、ネガ型
レジスト膜を上層に用いた２層膜構造を形成し、上層ネ
ガ型レジスト膜の所定部以外を露光、前記所定部を現像
により除去し、下層ＰＭＧＩレジスト膜の所定部を露光
、前記所定部をアルカリを含む溶液で現像し除去する工
程においては、一般的にネガ型レジストの感度はＰＭＧ
Ｉの感度よりも１０倍以上高く、露光される部分はＰＭ
ＧＩに高精度パターンを形成する以外の部分である。 このために、上層と下層の露光がほぼ独立に制御できる
。特に上層レジストにアルカリ可溶性樹脂と架橋剤と酸
発生剤の３成分からなるレジストを用いた場合は、この
タイプのレジストは一般のネガ型レジストよりも感度が
高く、上層の露光を電子ビーム、遠紫外光で行なった場
合でも、下層ＰＭＧＩの露光量は極僅かである。特に遠
紫外光で露光した場合は、上層レジストが遠紫外光を吸
収するために、下層ＰＭＧＩは殆ど露光されない。また
、ネガ型レジストでは、一般にレジスト感度以上の露光
量で露光された部分は、分子が架橋しており、有機溶剤
、アルカリ溶液などに殆ど溶解しない。そのために、上
層ネガ型レジストパターンは下層レジスト現像時に溶解
しない。さらに、上層レジストを有機溶剤で現像する場
合は、下層ＰＭＧＩは上層の現像に用いる有機溶剤に全
く溶解しない。また、上層レジストをアルカリ溶液で現
像する場合でも、ＰＭＧＩの所定部は上層レジストの露
光時に露光されないので、ＰＭＧＩの未露光部が溶解し
ないようにアルカリ溶液の濃度を最適化することで、上
層現像時に下層ＰＭＧＩの膜減りを防ぐことが容易であ
る。このように、上層と下層の現像がほぼ独立に制御で
きる。これにより、任意の断面形状を持ったパターンが
容易に形成できる。また、上層レジストの露光を光で行
なう場合には、上層レジストが光を吸収するために、レ
ジスト上部の露光量がレジスト下部の露光量よりも大き
くなるために、リフトオフに適したオーバーハング形状
のレジストパターンを容易に形成できる。さらに上層レ
ジストにアルカリ可溶性樹脂と架橋剤と酸発生剤の３成
分からなるレジストを用いた場合は、一般のネガ型レジ
ストよりも膨潤が非常に少ないために、１μｍ程度の抜
きパターンを安定に形成できる。
レジスト膜を上層に用いた２層膜構造を形成し、上層ネ
ガ型レジスト膜の所定部以外を露光、前記所定部を現像
により除去し、下層ＰＭＧＩレジスト膜の所定部を露光
、前記所定部をアルカリを含む溶液で現像し除去する工
程においては、一般的にネガ型レジストの感度はＰＭＧ
Ｉの感度よりも１０倍以上高く、露光される部分はＰＭ
ＧＩに高精度パターンを形成する以外の部分である。 このために、上層と下層の露光がほぼ独立に制御できる
。特に上層レジストにアルカリ可溶性樹脂と架橋剤と酸
発生剤の３成分からなるレジストを用いた場合は、この
タイプのレジストは一般のネガ型レジストよりも感度が
高く、上層の露光を電子ビーム、遠紫外光で行なった場
合でも、下層ＰＭＧＩの露光量は極僅かである。特に遠
紫外光で露光した場合は、上層レジストが遠紫外光を吸
収するために、下層ＰＭＧＩは殆ど露光されない。また
、ネガ型レジストでは、一般にレジスト感度以上の露光
量で露光された部分は、分子が架橋しており、有機溶剤
、アルカリ溶液などに殆ど溶解しない。そのために、上
層ネガ型レジストパターンは下層レジスト現像時に溶解
しない。さらに、上層レジストを有機溶剤で現像する場
合は、下層ＰＭＧＩは上層の現像に用いる有機溶剤に全
く溶解しない。また、上層レジストをアルカリ溶液で現
像する場合でも、ＰＭＧＩの所定部は上層レジストの露
光時に露光されないので、ＰＭＧＩの未露光部が溶解し
ないようにアルカリ溶液の濃度を最適化することで、上
層現像時に下層ＰＭＧＩの膜減りを防ぐことが容易であ
る。このように、上層と下層の現像がほぼ独立に制御で
きる。これにより、任意の断面形状を持ったパターンが
容易に形成できる。また、上層レジストの露光を光で行
なう場合には、上層レジストが光を吸収するために、レ
ジスト上部の露光量がレジスト下部の露光量よりも大き
くなるために、リフトオフに適したオーバーハング形状
のレジストパターンを容易に形成できる。さらに上層レ
ジストにアルカリ可溶性樹脂と架橋剤と酸発生剤の３成
分からなるレジストを用いた場合は、一般のネガ型レジ
ストよりも膨潤が非常に少ないために、１μｍ程度の抜
きパターンを安定に形成できる。
【００１７】基板上にポリジメチルグルタルイミド膜を
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、アルカリを含
む溶液を用いて、前記ポリジメチルグルタルイミド膜の
前記所定部を現像して除去する工程と、前記ポリジメチ
ルグルタルイミド膜上にネガ型のレジスト膜を塗布・ベ
ークする工程と、前記ネガ型レジスト膜の所定部以外を
露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜を現像して、前
記ネガ型レジスト膜の前記所定部を除去する工程におい
ては、前記の作用の他に、前記の第１の工程に比較して
、上層と下層の露光が完全に独立しているため、上層と
下層の寸法制御がより精確になる。又、上層レジストは
Ｔ字型ゲートの頭の断面積を大きくするために一般に下
層レジストよりも膜厚を大きくする。一般に下層は、０
．２μｍ、上層は１．０μｍ程度の膜厚を用いる。電子
は、入射点から基板内で後方に散乱されて、数μｍに広
がり、レジスト内に蓄積されてレジストを帯電させる。 レジスト膜厚が大きいほど、蓄積される電子の量が多く
なり、帯電し易い。この工程においては下層を電子ビー
ムで露光する時に上層レジストが存在しないので、前記
第１の工程に比較して、帯電が小さく大きな面積を電子
ビームで露光した場合でも、帯電による電子ビームが曲
がりが小さく、下層レジストパターンの位置精度がよい
。
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、アルカリを含
む溶液を用いて、前記ポリジメチルグルタルイミド膜の
前記所定部を現像して除去する工程と、前記ポリジメチ
ルグルタルイミド膜上にネガ型のレジスト膜を塗布・ベ
ークする工程と、前記ネガ型レジスト膜の所定部以外を
露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜を現像して、前
記ネガ型レジスト膜の前記所定部を除去する工程におい
ては、前記の作用の他に、前記の第１の工程に比較して
、上層と下層の露光が完全に独立しているため、上層と
下層の寸法制御がより精確になる。又、上層レジストは
Ｔ字型ゲートの頭の断面積を大きくするために一般に下
層レジストよりも膜厚を大きくする。一般に下層は、０
．２μｍ、上層は１．０μｍ程度の膜厚を用いる。電子
は、入射点から基板内で後方に散乱されて、数μｍに広
がり、レジスト内に蓄積されてレジストを帯電させる。 レジスト膜厚が大きいほど、蓄積される電子の量が多く
なり、帯電し易い。この工程においては下層を電子ビー
ムで露光する時に上層レジストが存在しないので、前記
第１の工程に比較して、帯電が小さく大きな面積を電子
ビームで露光した場合でも、帯電による電子ビームが曲
がりが小さく、下層レジストパターンの位置精度がよい
。
【００１８】基板上にポリジメチルグルタルイミド膜を
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、前記ポリジメ
チルグルタルイミド膜上にネガ型のレジスト膜を塗布・
ベークする工程と、前記ネガ型レジスト膜の所定部以外
を露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜を現像して、
前記ネガ型レジスト膜の前記所定部を除去する工程と、
アルカリを含む溶液を用いて、前記ポリジメチルグルタ
ルイミド膜の前記所定部を現像して除去する工程におい
ては、アルカリ溶液の濃度を適当に選ぶことにより、上
層と下層を同時に現像することができる。この場合、現
像において上層と下層の寸法を独立に制御できないが、
上層と下層の露光は独立であり、露光条件を最適化する
ことにより良好な寸法制御を行える。これにより、前記
第１、第２の工程よりも現像工程が簡略化される。
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、前記ポリジメ
チルグルタルイミド膜上にネガ型のレジスト膜を塗布・
ベークする工程と、前記ネガ型レジスト膜の所定部以外
を露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜を現像して、
前記ネガ型レジスト膜の前記所定部を除去する工程と、
アルカリを含む溶液を用いて、前記ポリジメチルグルタ
ルイミド膜の前記所定部を現像して除去する工程におい
ては、アルカリ溶液の濃度を適当に選ぶことにより、上
層と下層を同時に現像することができる。この場合、現
像において上層と下層の寸法を独立に制御できないが、
上層と下層の露光は独立であり、露光条件を最適化する
ことにより良好な寸法制御を行える。これにより、前記
第１、第２の工程よりも現像工程が簡略化される。
【００１９】基板上にポリジメチルグルタルイミド膜を
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜上にアルカリ可溶性樹脂と溶解阻止剤を含むポジ
型のフォトレジスト膜を塗布・ベークする工程と、前記
ポジ型フォトレジスト膜の所定部を光露光する工程と、
遠紫外光を全面照射する工程と、前記ポジ型フォトレジ
スト膜を現像して、前記ポジ型フォトレジスト膜の前記
所定部を除去する工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、アルカリを含
む溶液を用いて、前記ポリジメチルグルタルイミド膜の
前記所定部の現像を行う工程においては、前記上層フォ
トレジストの露光に中紫外光を用いることにより、下層
ＰＭＧＩは中紫外光には全く感度を有しないので、上層
と下層の露光は独立に制御できる。更に、基板に遠紫外
光を全面照射することで、前記上層フォトレジストの上
部を難溶化して、リフトオフに適したオーバーハング形
状が得られる。この際に、一般的にフォトレジストの遠
紫外光に対する吸収係数が大きいので、前記下層ＰＭＧ
Ｉは、遠紫外光によって露光されない。前記上層フォト
レジストをアルカリ水溶液で現像する際に、濃度を最適
化することで、前記ＰＭＧＩの膜減りを十分小さくする
ことが出来る。更に、下層ＰＭＧＩの現像に先だって、
基板をクロロベンゼンに浸すことで、前記上層フォトレ
ジストパターンの表面を難溶化して、前記下層ＰＭＧＩ
をアルカリ溶液で現像する際に、前記上層フォトレジス
トパターンの溶解を防ぐことが出来る。これにより、上
層と下層の現像が独立に制御でき、任意の断面形状を容
易に得ることが出来る。
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜上にアルカリ可溶性樹脂と溶解阻止剤を含むポジ
型のフォトレジスト膜を塗布・ベークする工程と、前記
ポジ型フォトレジスト膜の所定部を光露光する工程と、
遠紫外光を全面照射する工程と、前記ポジ型フォトレジ
スト膜を現像して、前記ポジ型フォトレジスト膜の前記
所定部を除去する工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、アルカリを含
む溶液を用いて、前記ポリジメチルグルタルイミド膜の
前記所定部の現像を行う工程においては、前記上層フォ
トレジストの露光に中紫外光を用いることにより、下層
ＰＭＧＩは中紫外光には全く感度を有しないので、上層
と下層の露光は独立に制御できる。更に、基板に遠紫外
光を全面照射することで、前記上層フォトレジストの上
部を難溶化して、リフトオフに適したオーバーハング形
状が得られる。この際に、一般的にフォトレジストの遠
紫外光に対する吸収係数が大きいので、前記下層ＰＭＧ
Ｉは、遠紫外光によって露光されない。前記上層フォト
レジストをアルカリ水溶液で現像する際に、濃度を最適
化することで、前記ＰＭＧＩの膜減りを十分小さくする
ことが出来る。更に、下層ＰＭＧＩの現像に先だって、
基板をクロロベンゼンに浸すことで、前記上層フォトレ
ジストパターンの表面を難溶化して、前記下層ＰＭＧＩ
をアルカリ溶液で現像する際に、前記上層フォトレジス
トパターンの溶解を防ぐことが出来る。これにより、上
層と下層の現像が独立に制御でき、任意の断面形状を容
易に得ることが出来る。
【００２０】基板上にポリジメチルグルタルイミド膜を
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、前記ポリジメ
チルグルタルイミド膜上にアルカリ可溶性樹脂と溶解阻
止剤を含むポジ型のフォトレジスト膜を塗布・ベークす
る工程と、前記ポジ型フォトレジスト膜の所定部を光露
光する工程と、遠紫外光を全面照射する工程と、前記ポ
ジ型フォトレジスト膜の前記所定部と前記ポリジメチル
グルタルイミド膜の前記所定部をアルカリを含む溶液で
現像して除去する工程を有することを特徴とするパター
ン形成方法においては、下層を電子ビームで露光すると
きに上層レジストが存在しないのでレジストの帯電によ
る電子ビームの曲がりが小さく前記第４の工程に比較し
て、下層レジストパターンの位置精度が向上する。 又、上層と下層を同時に現像することにより、現像工程
が前記第４の工程よりも簡略化できる。この場合、現像
時には、上層と下層のパターンの寸法を独立に制御でき
ないが、上層と下層の露光は完全に独立であり、露光条
件の最適化によって良好な寸法制御が行える。
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、前記ポリジメ
チルグルタルイミド膜上にアルカリ可溶性樹脂と溶解阻
止剤を含むポジ型のフォトレジスト膜を塗布・ベークす
る工程と、前記ポジ型フォトレジスト膜の所定部を光露
光する工程と、遠紫外光を全面照射する工程と、前記ポ
ジ型フォトレジスト膜の前記所定部と前記ポリジメチル
グルタルイミド膜の前記所定部をアルカリを含む溶液で
現像して除去する工程を有することを特徴とするパター
ン形成方法においては、下層を電子ビームで露光すると
きに上層レジストが存在しないのでレジストの帯電によ
る電子ビームの曲がりが小さく前記第４の工程に比較し
て、下層レジストパターンの位置精度が向上する。 又、上層と下層を同時に現像することにより、現像工程
が前記第４の工程よりも簡略化できる。この場合、現像
時には、上層と下層のパターンの寸法を独立に制御でき
ないが、上層と下層の露光は完全に独立であり、露光条
件の最適化によって良好な寸法制御が行える。
【００２１】また、本発明では、下層レジストの所定部
を露光する時に、上層レジストによる電子の前方散乱が
無いので、低い加速電圧（２５ｋｅＶ程度）の電子ビー
ムで露光し、微細パターンを形成することが出来る。そ
のために、レジスト感度が比較的高くなり、スループッ
トが向上する。また、高い加速電圧（５０ｋｅＶ程度）
で露光した時に生じる、大面積（約１μｍ以上）のパタ
ーン周辺部でのコントラストの低下が無い。そのために
、加速電圧の切り替えの必要がなく、露光制御プログラ
ムを単純化でき、また、加速電圧切り替えにともなうス
ループット低下を防ぐことが出来る。上層レジストのパ
ターン幅は、光露光を行なう場合、マスク寸法のみで決
まるので、下層を電子ビームする場合、パターンデータ
は、下層レジストパターンのみで決定されるので、単純
化される。
を露光する時に、上層レジストによる電子の前方散乱が
無いので、低い加速電圧（２５ｋｅＶ程度）の電子ビー
ムで露光し、微細パターンを形成することが出来る。そ
のために、レジスト感度が比較的高くなり、スループッ
トが向上する。また、高い加速電圧（５０ｋｅＶ程度）
で露光した時に生じる、大面積（約１μｍ以上）のパタ
ーン周辺部でのコントラストの低下が無い。そのために
、加速電圧の切り替えの必要がなく、露光制御プログラ
ムを単純化でき、また、加速電圧切り替えにともなうス
ループット低下を防ぐことが出来る。上層レジストのパ
ターン幅は、光露光を行なう場合、マスク寸法のみで決
まるので、下層を電子ビームする場合、パターンデータ
は、下層レジストパターンのみで決定されるので、単純
化される。
【００２２】また、下層ＰＭＧＩの現像にエタノール、
アセトン、ＩＰＡの少なくとも一つと、アルカリ水溶液
の混合溶液を用いた場合には、従来より用いられている
アルカリ水溶液よりも高い解像度を得ることが出来、さ
らに、レジストに対する塗れ性が向上し、下層ＰＭＧＩ
の現像が安定する。
アセトン、ＩＰＡの少なくとも一つと、アルカリ水溶液
の混合溶液を用いた場合には、従来より用いられている
アルカリ水溶液よりも高い解像度を得ることが出来、さ
らに、レジストに対する塗れ性が向上し、下層ＰＭＧＩ
の現像が安定する。
【００２３】さらに、リフトオフに先立って、基板を湿
式エッチングする工程を有するときには、ＰＭＧＩレジ
ストの基板への密着性が良好であるので、横方向のエッ
チング幅が過大になることを防ぐことができる。これに
より、下層レジストと基板の間にＳｉＯ２などのスペー
サを設ける必要がなく、工程が簡略化されるとともに、
Ｔ字型ゲートを形成する場合、足と頭の間隔が必要以上
に大きくなることがなく、ゲートをリフトオフするとき
のプロセスの信頼性、及び、素子の性能が向上する。
式エッチングする工程を有するときには、ＰＭＧＩレジ
ストの基板への密着性が良好であるので、横方向のエッ
チング幅が過大になることを防ぐことができる。これに
より、下層レジストと基板の間にＳｉＯ２などのスペー
サを設ける必要がなく、工程が簡略化されるとともに、
Ｔ字型ゲートを形成する場合、足と頭の間隔が必要以上
に大きくなることがなく、ゲートをリフトオフするとき
のプロセスの信頼性、及び、素子の性能が向上する。
【００２４】半導体基板に取り付けられた電極の断面形
状が、二つ以上のクビレを有しており、かつ、基板との
接点から上方に向かって、各々のクビレの部分毎に断面
の幅が広がる構造を有する電極を備える半導体装置にお
いては、基板と電極の接点で電極断面の幅を狭くしなが
ら、基板と電極下部の間隔を大きくとり、かつ、電極の
断面の幅が大きくできる。このような形状の電極をＭＥ
ＳＦＥＴのゲート電極に用いた場合、ゲート電極の上部
と基板間の電気抵抗、ゲート電極の両端の電気抵抗、及
び、ゲート電極と基板間の静電容量を小さくでき、また
、相互コンダクタンスが大きくできる。これによって素
子の高速性能が向上する。
状が、二つ以上のクビレを有しており、かつ、基板との
接点から上方に向かって、各々のクビレの部分毎に断面
の幅が広がる構造を有する電極を備える半導体装置にお
いては、基板と電極の接点で電極断面の幅を狭くしなが
ら、基板と電極下部の間隔を大きくとり、かつ、電極の
断面の幅が大きくできる。このような形状の電極をＭＥ
ＳＦＥＴのゲート電極に用いた場合、ゲート電極の上部
と基板間の電気抵抗、ゲート電極の両端の電気抵抗、及
び、ゲート電極と基板間の静電容量を小さくでき、また
、相互コンダクタンスが大きくできる。これによって素
子の高速性能が向上する。
【００２５】
【実施例】図１から図８に、本発明の第１の実施例を詳
細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字型アル
ミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工程図を
示す。
細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字型アル
ミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工程図を
示す。
【００２６】図１において、半絶縁性ＧａＡｓ基板上に
活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓと
ＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板１１上に、Ａｕ
Ｇｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極１２を形成し
た後、この上に、ＰＭＧＩ膜１３を０．１−０．３μｍ
の膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２００−
２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩとし
ては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。基板を室温まで冷却した後、アル
カリ可溶性樹脂と架橋剤と酸発生剤からなるネガ型レジ
スト膜１４を０．８−１．２μｍの膜厚で塗布し、定温
乾燥炉の窒素雰囲気中で７０−８０゜Ｃ、１５−２５分
間熱処理を行なう。前記組成のネガ型レジストとしては
、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−６０１ Ｅ
Ｒ７」、ヘキスト株式会社製の商品名「ＡＺＰＮ」など
がある。ここでは、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡ
Ｌ−６０１ ＥＲ７」を用いた。このとき、上層と下
層の間に混合層は形成されない。これについては後述す
る。この後、入力電力５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプを光
源として、２５０ｎｍのコールドミラーを通した遠紫外
光１６により、密着露光方式で、上層ネガ型レジスト膜
を露光する。マスク遮光パターン１５ａ、１５ｂは、Ｔ
字型Ａｌ電極を設ける部分の遠紫外光を遮光し、Ｔ字型
電極の”頭”の部分を規定する。尚、以下の実施例で、
添え字ａはゲート部分、添え字ｂはゲートを外部回路に
接続するためのパッド部分を示すことにする。露光時間
は、１−２秒である。この後、空気中、ホットプレート
上で１００−１２０゜Ｃ、１−２分間熱処理を行ない、
架橋剤を作用させてアルカリ可溶性樹脂を架橋させる。
活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓと
ＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板１１上に、Ａｕ
Ｇｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極１２を形成し
た後、この上に、ＰＭＧＩ膜１３を０．１−０．３μｍ
の膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２００−
２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩとし
ては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。基板を室温まで冷却した後、アル
カリ可溶性樹脂と架橋剤と酸発生剤からなるネガ型レジ
スト膜１４を０．８−１．２μｍの膜厚で塗布し、定温
乾燥炉の窒素雰囲気中で７０−８０゜Ｃ、１５−２５分
間熱処理を行なう。前記組成のネガ型レジストとしては
、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−６０１ Ｅ
Ｒ７」、ヘキスト株式会社製の商品名「ＡＺＰＮ」など
がある。ここでは、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡ
Ｌ−６０１ ＥＲ７」を用いた。このとき、上層と下
層の間に混合層は形成されない。これについては後述す
る。この後、入力電力５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプを光
源として、２５０ｎｍのコールドミラーを通した遠紫外
光１６により、密着露光方式で、上層ネガ型レジスト膜
を露光する。マスク遮光パターン１５ａ、１５ｂは、Ｔ
字型Ａｌ電極を設ける部分の遠紫外光を遮光し、Ｔ字型
電極の”頭”の部分を規定する。尚、以下の実施例で、
添え字ａはゲート部分、添え字ｂはゲートを外部回路に
接続するためのパッド部分を示すことにする。露光時間
は、１−２秒である。この後、空気中、ホットプレート
上で１００−１２０゜Ｃ、１−２分間熱処理を行ない、
架橋剤を作用させてアルカリ可溶性樹脂を架橋させる。
【００２７】図２において、ＩＢＡ（イソブチルアルコ
ール）中で１−３分間ディップ現像を行ない、ネガ型レ
ジストパターン、１４ａ、１４ｂを形成する。この際に
、ＰＭＧＩ膜１３はまったく溶解しない。これについて
は、後述する。この後、基板を定温乾燥炉の窒素雰囲気
中で１１０−１３０゜Ｃ、２０−３０分間熱処理して乾
燥させる。通常、前記組成のネガ型レジストはアルカリ
水溶液で現像するが、ＩＢＡで現像することもできる。 これについては、後ほど述べる。
ール）中で１−３分間ディップ現像を行ない、ネガ型レ
ジストパターン、１４ａ、１４ｂを形成する。この際に
、ＰＭＧＩ膜１３はまったく溶解しない。これについて
は、後述する。この後、基板を定温乾燥炉の窒素雰囲気
中で１１０−１３０゜Ｃ、２０−３０分間熱処理して乾
燥させる。通常、前記組成のネガ型レジストはアルカリ
水溶液で現像するが、ＩＢＡで現像することもできる。 これについては、後ほど述べる。
【００２８】図３において、遠紫外光１６により、密着
露光方式でパッド部分のＰＭＧＩ膜１３を露光する。マ
スク遮光パターン１７は、パッド電極を設ける部分と電
子ビーム露光する部分に適当な重ねしろを持っている。 露光時間は、４ー８分間である。通常パッド部分の面積
は、ゲート部分の面積よりもはるかに大きい（５０μｍ
平方程度）。パッド部分を遠紫外光による密着露光する
ことで、ゲート部分、パッド部分両方を電子ビーム露光
するよりもスループットが大きく向上する。
露光方式でパッド部分のＰＭＧＩ膜１３を露光する。マ
スク遮光パターン１７は、パッド電極を設ける部分と電
子ビーム露光する部分に適当な重ねしろを持っている。 露光時間は、４ー８分間である。通常パッド部分の面積
は、ゲート部分の面積よりもはるかに大きい（５０μｍ
平方程度）。パッド部分を遠紫外光による密着露光する
ことで、ゲート部分、パッド部分両方を電子ビーム露光
するよりもスループットが大きく向上する。
【００２９】図４において、ゲート部分のＰＭＧＩ膜１
３を２５ｋＶの電子ビーム１８で露光する。ゲートパタ
ーン幅は０．１−０．３μｍで、露光量は、５０−１５
０μＣ／ｃｍ２である。
３を２５ｋＶの電子ビーム１８で露光する。ゲートパタ
ーン幅は０．１−０．３μｍで、露光量は、５０−１５
０μＣ／ｃｍ２である。
【００３０】図５において、下層ＰＭＧＩ膜１３をアル
カリを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン１３ａ、
１３ｂを得る。ここで、現像液としては、エタノールと
０．４０％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハイ
ドロオキサイド）水溶液を体積比で、４：６に混合した
溶液を用いた。この際に、上層のネガ型レジストは、架
橋剤によって架橋しているために、図１において、十分
に遠紫外光露光されていれば、全く溶解しない。また、
ＰＭＧＩは通常アルカリ水溶液で現像されるが、アルカ
リ水溶液に有機溶剤を混合することで解像度が向上する
。これについては、後程述べる。
カリを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン１３ａ、
１３ｂを得る。ここで、現像液としては、エタノールと
０．４０％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハイ
ドロオキサイド）水溶液を体積比で、４：６に混合した
溶液を用いた。この際に、上層のネガ型レジストは、架
橋剤によって架橋しているために、図１において、十分
に遠紫外光露光されていれば、全く溶解しない。また、
ＰＭＧＩは通常アルカリ水溶液で現像されるが、アルカ
リ水溶液に有機溶剤を混合することで解像度が向上する
。これについては、後程述べる。
【００３１】図６において、ＰＭＧＩパターン１３ａ、
１３ｂをマスクとし、酒石酸と過酸化水素水の混合水溶
液を用いてＧａＡｓ基板をリセスエッチングしてリセス
構造１９ａ、１９ｂを得る。ここで、ＰＭＧＩ膜１３の
ＧａＡｓ基板に対する密着性は良好でＰＭＧＩ膜１３と
ＧａＡｓ基板１１の界面にエッチング液が浸入せず、過
剰な横方向のエッチングが生じないために、精度良くリ
セス構造１９ａ、１９ｂを形成できる。
１３ｂをマスクとし、酒石酸と過酸化水素水の混合水溶
液を用いてＧａＡｓ基板をリセスエッチングしてリセス
構造１９ａ、１９ｂを得る。ここで、ＰＭＧＩ膜１３の
ＧａＡｓ基板に対する密着性は良好でＰＭＧＩ膜１３と
ＧａＡｓ基板１１の界面にエッチング液が浸入せず、過
剰な横方向のエッチングが生じないために、精度良くリ
セス構造１９ａ、１９ｂを形成できる。
【００３２】図７において、Ａｌ膜２０を基板全面に０
．５−１．０μｍ真空蒸着して、Ａｌ電極２０ａ、２０
ｂを形成する。続いて、ＰＭＧＩ膜１３、及び、ネガ型
レジスト膜１４を沸騰させたアセトンとレジスト剥離剤
を用いてリフトオフして除去し、図８に示すＴ字型のＡ
ｌ電極２０ａ、２０ｂを持ったＧａＡｓＭＥＳＦＥＴの
構造を得る。尚、レジスト剥離剤としては、長瀬産業株
式会社の商品名「Ｊ−１００」などがある。
．５−１．０μｍ真空蒸着して、Ａｌ電極２０ａ、２０
ｂを形成する。続いて、ＰＭＧＩ膜１３、及び、ネガ型
レジスト膜１４を沸騰させたアセトンとレジスト剥離剤
を用いてリフトオフして除去し、図８に示すＴ字型のＡ
ｌ電極２０ａ、２０ｂを持ったＧａＡｓＭＥＳＦＥＴの
構造を得る。尚、レジスト剥離剤としては、長瀬産業株
式会社の商品名「Ｊ−１００」などがある。
【００３３】図９から図１３に、本発明の第２の実施例
を詳細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字型
アルミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工程
図を示す。
を詳細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字型
アルミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工程
図を示す。
【００３４】図９において、半絶縁性ＧａＡｓ基板上に
活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓと
ＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板２１上に、Ａｕ
Ｇｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極２２を形成し
た後、この上に、ＰＭＧＩ膜２３を０．１−０．３μｍ
の膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２００−
２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩとし
ては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。ゲート部分のＰＭＧＩ膜２３を２
５ｋＶの電子ビーム２４で露光する。ゲートパターン幅
は０．１−０．３μｍで、露光量は、５０−１５０μＣ
／ｃｍ２である。
活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓと
ＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板２１上に、Ａｕ
Ｇｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極２２を形成し
た後、この上に、ＰＭＧＩ膜２３を０．１−０．３μｍ
の膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２００−
２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩとし
ては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。ゲート部分のＰＭＧＩ膜２３を２
５ｋＶの電子ビーム２４で露光する。ゲートパターン幅
は０．１−０．３μｍで、露光量は、５０−１５０μＣ
／ｃｍ２である。
【００３５】図１０において、遠紫外光２６により、密
着露光方式でパッド部分のＰＭＧＩ膜２３を露光する。 マスク遮光パターン２７は、パッド電極を設ける部分と
電子ビーム露光する部分に適当な重ねしろを持っている
。露光時間は、４ー８分間である。通常パッド部分の面
積は、ゲート部分の面積よりもはるかに大きい（５０μ
ｍ平方程度）。パッド部分を遠紫外光による密着露光す
ることで、ゲート部分、パッド部分両方を電子ビーム露
光するよりもスループットが大きく向上する。
着露光方式でパッド部分のＰＭＧＩ膜２３を露光する。 マスク遮光パターン２７は、パッド電極を設ける部分と
電子ビーム露光する部分に適当な重ねしろを持っている
。露光時間は、４ー８分間である。通常パッド部分の面
積は、ゲート部分の面積よりもはるかに大きい（５０μ
ｍ平方程度）。パッド部分を遠紫外光による密着露光す
ることで、ゲート部分、パッド部分両方を電子ビーム露
光するよりもスループットが大きく向上する。
【００３６】図１１において、下層ＰＭＧＩ膜２３をア
ルカリを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン２３ａ
、２３ｂを得る。ここで、現像液としては、エタノール
と０．４０％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハ
イドロオキサイド）水溶液を体積比で、４：６に混合し
た溶液を用いた。この後、基板を窒素雰囲気の定乾炉で
、１２０゜Ｃ、２０−３０分間ポストベークして乾燥す
る。
ルカリを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン２３ａ
、２３ｂを得る。ここで、現像液としては、エタノール
と０．４０％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハ
イドロオキサイド）水溶液を体積比で、４：６に混合し
た溶液を用いた。この後、基板を窒素雰囲気の定乾炉で
、１２０゜Ｃ、２０−３０分間ポストベークして乾燥す
る。
【００３７】図１２において、基板を室温まで冷却した
後、アルカリ可溶性樹脂と架橋剤と酸発生剤からなるネ
ガ型レジスト膜２７を０．８−１．２μｍの膜厚で塗布
し、定温乾燥炉の窒素雰囲気中で７０−８０゜Ｃ、１５
−２５分間熱処理を行なう。ネガ型レジストとしては、
シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ
７」を用いた。この時、ＰＭＧＩは上層レジストの溶剤
に溶解しない。これについては後程述べる。この後、入
力電力５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプを光源として、２５
０ｎｍのコールドミラーを通した遠紫外光２６により、
密着露光方式で、上層ネガ型レジスト膜を露光する。マ
スク遮光パターン２８ａ、２８ｂは、Ｔ字型Ａｌ電極を
設ける部分の遠紫外光を遮光し、Ｔ字型電極の”頭”の
部分を規定する。露光時間は、１−２秒である。この後
、空気中、ホットプレート上で１００−１２０゜Ｃ、１
−２分間熱処理を行ない、架橋剤を作用させてアルカリ
可溶性樹脂を架橋させる。
後、アルカリ可溶性樹脂と架橋剤と酸発生剤からなるネ
ガ型レジスト膜２７を０．８−１．２μｍの膜厚で塗布
し、定温乾燥炉の窒素雰囲気中で７０−８０゜Ｃ、１５
−２５分間熱処理を行なう。ネガ型レジストとしては、
シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ
７」を用いた。この時、ＰＭＧＩは上層レジストの溶剤
に溶解しない。これについては後程述べる。この後、入
力電力５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプを光源として、２５
０ｎｍのコールドミラーを通した遠紫外光２６により、
密着露光方式で、上層ネガ型レジスト膜を露光する。マ
スク遮光パターン２８ａ、２８ｂは、Ｔ字型Ａｌ電極を
設ける部分の遠紫外光を遮光し、Ｔ字型電極の”頭”の
部分を規定する。露光時間は、１−２秒である。この後
、空気中、ホットプレート上で１００−１２０゜Ｃ、１
−２分間熱処理を行ない、架橋剤を作用させてアルカリ
可溶性樹脂を架橋させる。
【００３８】図１３において、ＩＢＡ（イソブチルアル
コール）中で１−３分間ディップ現像を行ない、ネガ型
レジストパターン、２７ａ、２７ｂを形成する。この際
に、ＰＭＧＩ膜２３はまったく溶解しない。これについ
ては、後程述べる。この後、図６から図８と同様にして
電極を形成する。
コール）中で１−３分間ディップ現像を行ない、ネガ型
レジストパターン、２７ａ、２７ｂを形成する。この際
に、ＰＭＧＩ膜２３はまったく溶解しない。これについ
ては、後程述べる。この後、図６から図８と同様にして
電極を形成する。
【００３９】図１４から図１８に、本発明の第３の実施
例を詳細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字
型アルミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工
程図を示す。
例を詳細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字
型アルミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工
程図を示す。
【００４０】図１４において、半絶縁性ＧａＡｓ基板上
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板３１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極３２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜３３を０．１−０．３μ
ｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２００
−２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩと
しては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。 遠紫外光３５により、密着露光方式でパッド部分のＰＭ
ＧＩ膜３３を露光する。マスク遮光パターン３４は、パ
ッド電極を設ける部分と電子ビーム露光する部分に適当
な重ねしろを持っている。露光時間は、４ー８分間であ
る。
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板３１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極３２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜３３を０．１−０．３μ
ｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２００
−２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩと
しては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。 遠紫外光３５により、密着露光方式でパッド部分のＰＭ
ＧＩ膜３３を露光する。マスク遮光パターン３４は、パ
ッド電極を設ける部分と電子ビーム露光する部分に適当
な重ねしろを持っている。露光時間は、４ー８分間であ
る。
【００４１】図１５においてゲート部分のＰＭＧＩ膜３
３を２５ｋＶの電子ビーム３６で露光する。ゲートパタ
ーン幅は０．１−０．３μｍで、露光量は、５０−１５
０μＣ／ｃｍ２である。
３を２５ｋＶの電子ビーム３６で露光する。ゲートパタ
ーン幅は０．１−０．３μｍで、露光量は、５０−１５
０μＣ／ｃｍ２である。
【００４２】図１６において、アルカリ可溶性樹脂と架
橋剤と酸発生剤からなるネガ型レジスト膜３７を０．８
−１．２μｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気
中で７０−８０゜Ｃ、１５−２５分間熱処理を行なう。 ネガ型レジストとしては、シプレイ株式会社製の商品名
「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ７」を用いた。この時、ＰＭ
ＧＩは上層レジストの溶剤に溶解しない。これについて
は後程述べる。この後、入力電力５００ＷのＸｅ−Ｈｇ
ランプを光源として、２５０ｎｍのコールドミラーを通
した遠紫外光３９により、密着露光方式で、上層ネガ型
レジスト膜を露光する。マスク遮光パターン３８は、Ｔ
字型Ａｌ電極を設ける部分の遠紫外光を遮光し、Ｔ字型
電極の”頭”の部分を規定する。露光時間は、１−２秒
である。この後、空気中、ホットプレート上で１００−
１２０゜Ｃ、１−２分間熱処理を行ない、架橋剤を作用
させてアルカリ可溶性樹脂を架橋させる。
橋剤と酸発生剤からなるネガ型レジスト膜３７を０．８
−１．２μｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気
中で７０−８０゜Ｃ、１５−２５分間熱処理を行なう。 ネガ型レジストとしては、シプレイ株式会社製の商品名
「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ７」を用いた。この時、ＰＭ
ＧＩは上層レジストの溶剤に溶解しない。これについて
は後程述べる。この後、入力電力５００ＷのＸｅ−Ｈｇ
ランプを光源として、２５０ｎｍのコールドミラーを通
した遠紫外光３９により、密着露光方式で、上層ネガ型
レジスト膜を露光する。マスク遮光パターン３８は、Ｔ
字型Ａｌ電極を設ける部分の遠紫外光を遮光し、Ｔ字型
電極の”頭”の部分を規定する。露光時間は、１−２秒
である。この後、空気中、ホットプレート上で１００−
１２０゜Ｃ、１−２分間熱処理を行ない、架橋剤を作用
させてアルカリ可溶性樹脂を架橋させる。
【００４３】図１７において上層ネガ型レジスト膜３７
をＩＢＡ（イソブチルアルコール）中で１−３分間ディ
ップ現像を行ない、ネガ型レジストパターン、３７ａ、
３７ｂを形成する。この際に、ＰＭＧＩ膜３３はまった
く溶解しない。これについては、後程述べる。この後、
基板を定温乾燥炉の窒素雰囲気中で１１０−１３０゜Ｃ
、２０−３０分間熱処理して乾燥させる。
をＩＢＡ（イソブチルアルコール）中で１−３分間ディ
ップ現像を行ない、ネガ型レジストパターン、３７ａ、
３７ｂを形成する。この際に、ＰＭＧＩ膜３３はまった
く溶解しない。これについては、後程述べる。この後、
基板を定温乾燥炉の窒素雰囲気中で１１０−１３０゜Ｃ
、２０−３０分間熱処理して乾燥させる。
【００４４】図１８において、下層ＰＭＧＩ膜３３をア
ルカリを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン３３ａ
、３３ｂを得る。ここで、現像液としては、エタノール
と０．４０％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハ
イドロオキサイド）水溶液を体積比で、４：６に混合し
た溶液を用いた。この後、図６から図８と同様にして電
極を形成する。
ルカリを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン３３ａ
、３３ｂを得る。ここで、現像液としては、エタノール
と０．４０％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハ
イドロオキサイド）水溶液を体積比で、４：６に混合し
た溶液を用いた。この後、図６から図８と同様にして電
極を形成する。
【００４５】尚、上記第１から第３の実施例では、上層
のネガ型レジストを遠紫外光で密着露光したが、Ｔ字型
電極の”頭”と”足”の相対的な位置合わせ精度が必要
な場合は、”頭”の周囲を電子ビームで縁取り露光し、
その縁取り露光と重ねしろを持って、それ以外の部分を
遠紫外光露光してもよい。さらにこの場合、遠紫外光を
全面照射することで、上層レジストパターンをオーバー
ハング形状にすることができる。また、第３の実施例に
おいてアルカリ溶液を用いることで上層と下層を同時に
現像してもよい。この場合、工程が簡略化される。
のネガ型レジストを遠紫外光で密着露光したが、Ｔ字型
電極の”頭”と”足”の相対的な位置合わせ精度が必要
な場合は、”頭”の周囲を電子ビームで縁取り露光し、
その縁取り露光と重ねしろを持って、それ以外の部分を
遠紫外光露光してもよい。さらにこの場合、遠紫外光を
全面照射することで、上層レジストパターンをオーバー
ハング形状にすることができる。また、第３の実施例に
おいてアルカリ溶液を用いることで上層と下層を同時に
現像してもよい。この場合、工程が簡略化される。
【００４６】図１９から図２５に、本発明の第４の実施
例を詳細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字
型アルミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工
程図を示す。
例を詳細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字
型アルミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工
程図を示す。
【００４７】図１９において、半絶縁性ＧａＡｓ基板上
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板４１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極４２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜４３を０．１−０．３μ
ｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気中で２００
−２５０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩと
しては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。 基板を室温まで冷却した後、アルカリ可溶性樹脂として
ノボラック樹脂、溶解阻止剤としてＤＮＱ（ダイアゾナ
フトキノン）を含むポジ型フォトレジスト４４を０．８
−１．２μｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気
中で、７０−８０゜Ｃ、１５−２５分間熱処理を行なう
。ポジ型レジストとしては、東京応化工業株式会社製の
商品名「ＯＦＰＲ−８００」を用いた。次に、３５０−
４５０ｎｍ付近の波長域の中紫外４６を用いて、密着露
光方式で、上層のポジ型フォトレジストの露光を行なう
。ここで、マスク遮光パターン４５は、Ａｌ電極を設け
る部分に光を透過させる配置となっている。しかし、下
層ＰＭＧＩ膜４３は、前記波長域付近の中紫外光には全
く感光しないので、上層ポジ型フォトレジストの所定部
のみが露光される。
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板４１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極４２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜４３を０．１−０．３μ
ｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気中で２００
−２５０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩと
しては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。 基板を室温まで冷却した後、アルカリ可溶性樹脂として
ノボラック樹脂、溶解阻止剤としてＤＮＱ（ダイアゾナ
フトキノン）を含むポジ型フォトレジスト４４を０．８
−１．２μｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気
中で、７０−８０゜Ｃ、１５−２５分間熱処理を行なう
。ポジ型レジストとしては、東京応化工業株式会社製の
商品名「ＯＦＰＲ−８００」を用いた。次に、３５０−
４５０ｎｍ付近の波長域の中紫外４６を用いて、密着露
光方式で、上層のポジ型フォトレジストの露光を行なう
。ここで、マスク遮光パターン４５は、Ａｌ電極を設け
る部分に光を透過させる配置となっている。しかし、下
層ＰＭＧＩ膜４３は、前記波長域付近の中紫外光には全
く感光しないので、上層ポジ型フォトレジストの所定部
のみが露光される。
【００４８】図２０において、波長２５０ｎｍ程度の遠
紫外光４７を基板全面に照射する。ポジ型フォトレジス
ト４４は遠紫外光に対してはネガ型レジストとして作用
し、また、遠紫外光に対する吸収係数が大きいので表面
付近のみが遠紫外光４７に感光する。すなわち、遠紫外
光４７を全面に照射することで、続く現像工程でポジ型
フォトレジスト４４の表面付近の溶解速度を抑制するこ
とができる。尚、遠紫外光を照射する際に、基板を９０
−１２０゜Ｃに昇温するとより効果がある。また、遠紫
外光４７は、上層のポジ型レジスト４４によって吸収さ
れるので、ＰＭＧＩは露光されない。
紫外光４７を基板全面に照射する。ポジ型フォトレジス
ト４４は遠紫外光に対してはネガ型レジストとして作用
し、また、遠紫外光に対する吸収係数が大きいので表面
付近のみが遠紫外光４７に感光する。すなわち、遠紫外
光４７を全面に照射することで、続く現像工程でポジ型
フォトレジスト４４の表面付近の溶解速度を抑制するこ
とができる。尚、遠紫外光を照射する際に、基板を９０
−１２０゜Ｃに昇温するとより効果がある。また、遠紫
外光４７は、上層のポジ型レジスト４４によって吸収さ
れるので、ＰＭＧＩは露光されない。
【００４９】図２１において、上層ポジ型レジスト４４
を有機アルカリ水溶液で現像して、ポジ型フォトレジス
トパターン４４ａ、４４ｂを得る。ここで、前述のよう
に、上層フォトレジスト膜４４は、表面付近の溶解速度
を抑制されている。そこで、ポジ型フォトレジストパタ
ーン４４ａ、４４ｂはオーバーハング形状に形成される
。また、この工程までに、ＰＭＧＩ膜４３は全く感光し
ていない。そこで、有機アルカリ水溶液の濃度を最適化
することで、ＰＭＧＩの膜減りを抑制することができる
。
を有機アルカリ水溶液で現像して、ポジ型フォトレジス
トパターン４４ａ、４４ｂを得る。ここで、前述のよう
に、上層フォトレジスト膜４４は、表面付近の溶解速度
を抑制されている。そこで、ポジ型フォトレジストパタ
ーン４４ａ、４４ｂはオーバーハング形状に形成される
。また、この工程までに、ＰＭＧＩ膜４３は全く感光し
ていない。そこで、有機アルカリ水溶液の濃度を最適化
することで、ＰＭＧＩの膜減りを抑制することができる
。
【００５０】図２２において、基板をクロロベンゼン中
に浸し、ポジ型フォトレジスト表面に難溶層４４ｃを形
成する。
に浸し、ポジ型フォトレジスト表面に難溶層４４ｃを形
成する。
【００５１】図２３において、パッド部分のＰＭＧＩ膜
４３を遠紫外光４８によって露光する。露光は、密着露
光方式で行ない、光源には入力電力５００ＷのＸｅ−Ｈ
ｇランプに２５０ｎｍのコールドミラーを用いた。マス
クパターン４９はパッド電極を設ける部分と電子ビーム
露光する部分に適当な重ねしろを持っている。
４３を遠紫外光４８によって露光する。露光は、密着露
光方式で行ない、光源には入力電力５００ＷのＸｅ−Ｈ
ｇランプに２５０ｎｍのコールドミラーを用いた。マス
クパターン４９はパッド電極を設ける部分と電子ビーム
露光する部分に適当な重ねしろを持っている。
【００５２】図２４において、２５ｋＶの電子ビーム５
０によって、０．１−０．３μｍのゲートパターンを露
光する。遠紫外光と電子ビームのハイブリッド露光方式
により、高解像性と高スループットが両立する。
０によって、０．１−０．３μｍのゲートパターンを露
光する。遠紫外光と電子ビームのハイブリッド露光方式
により、高解像性と高スループットが両立する。
【００５３】図２５において、下層ＰＭＧＩ膜４３をア
ルカリ溶液で現像して、下層レジストパターン４４ａ、
４４ｂを得る。この際、上層のポジ型レジスト４４は、
難溶層４４ｃに覆われているため溶解しない。この後、
図６から図８と同様にして電極を形成する。
ルカリ溶液で現像して、下層レジストパターン４４ａ、
４４ｂを得る。この際、上層のポジ型レジスト４４は、
難溶層４４ｃに覆われているため溶解しない。この後、
図６から図８と同様にして電極を形成する。
【００５４】図２６から図３０に、本発明の第５の実施
例を詳細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字
型アルミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工
程図を示す。
例を詳細に説明するためのＧａＡｓＭＥＳＦＥＴのＴ字
型アルミニュウム（以下Ａｌ）ゲート電極形成の断面工
程図を示す。
【００５５】図２６において、半絶縁性ＧａＡｓ基板上
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板９１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極９２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜９３を０．１−０．３μ
ｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気中で２００
−２５０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩと
しては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。 パッド部分のＰＭＧＩ膜９３を遠紫外光９５によって露
光する。露光は、密着露光方式で行ない、光源には入力
電力５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプに２５０ｎｍのコール
ドミラーを用いた。マスクパターン９４はパッド電極を
設ける部分と電子ビーム露光する部分に適当な重ねしろ
を持っている。
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板９１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極９２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜９３を０．１−０．３μ
ｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気中で２００
−２５０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩと
しては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１０
ＰＬ１」を用いた。 パッド部分のＰＭＧＩ膜９３を遠紫外光９５によって露
光する。露光は、密着露光方式で行ない、光源には入力
電力５００ＷのＸｅ−Ｈｇランプに２５０ｎｍのコール
ドミラーを用いた。マスクパターン９４はパッド電極を
設ける部分と電子ビーム露光する部分に適当な重ねしろ
を持っている。
【００５６】図２７において、２５ｋＶの電子ビーム９
６によって、０．１−０．３μｍのゲートパターンをＰ
ＭＧＩ膜９３に露光する。遠紫外光と電子ビームのハイ
ブリッド露光方式により、高解像性と高スループットが
両立する。
６によって、０．１−０．３μｍのゲートパターンをＰ
ＭＧＩ膜９３に露光する。遠紫外光と電子ビームのハイ
ブリッド露光方式により、高解像性と高スループットが
両立する。
【００５７】図２８においてアルカリ可溶性樹脂として
ノボラック樹脂、溶解阻止剤としてＤＮＱ（ダイアゾナ
フトキノン）を含むポジ型フォトレジスト９７を０．８
−１．２μｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気
中で、７０−８０゜Ｃ、１５−２５分間熱処理を行なう
。ポジ型レジストとしては、東京応化工業株式会社製の
商品名「ＯＦＰＲ−８００」を用いた。次に、３５０−
４５０ｎｍ付近の波長域の中紫外９９を用いて、密着露
光方式で、上層のポジ型フォトレジスト９７の露光を行
なう。ここで、マスク遮光パターン９８は、Ａｌ電極を
設ける部分に光を透過させる配置となっている。しかし
、下層ＰＭＧＩ膜９３は、前記波長域付近の中紫外光に
は全く感光しないので、上層ポジ型フォトレジストの所
定部のみが露光される。
ノボラック樹脂、溶解阻止剤としてＤＮＱ（ダイアゾナ
フトキノン）を含むポジ型フォトレジスト９７を０．８
−１．２μｍの膜厚で塗布し、定温乾燥炉の窒素雰囲気
中で、７０−８０゜Ｃ、１５−２５分間熱処理を行なう
。ポジ型レジストとしては、東京応化工業株式会社製の
商品名「ＯＦＰＲ−８００」を用いた。次に、３５０−
４５０ｎｍ付近の波長域の中紫外９９を用いて、密着露
光方式で、上層のポジ型フォトレジスト９７の露光を行
なう。ここで、マスク遮光パターン９８は、Ａｌ電極を
設ける部分に光を透過させる配置となっている。しかし
、下層ＰＭＧＩ膜９３は、前記波長域付近の中紫外光に
は全く感光しないので、上層ポジ型フォトレジストの所
定部のみが露光される。
【００５８】図２９において、波長２５０ｎｍ程度の遠
紫外光１００を基板全面に照射する。ポジ型フォトレジ
スト９７は遠紫外光に対してはネガ型レジストとして作
用し、また、遠紫外光に対する吸収係数が大きいので表
面付近のみが遠紫外光１００に感光する。すなわち、遠
紫外光１００を全面に照射することで、続く現像工程で
ポジ型フォトレジスト１００の表面付近の溶解速度を抑
制することができる。尚、遠紫外光を照射する際に、基
板を９０−１２０゜Ｃに昇温するとより効果がある。ま
た、遠紫外光１００は、上層のポジ型レジスト９７によ
って吸収されるので、ＰＭＧＩは露光されない。
紫外光１００を基板全面に照射する。ポジ型フォトレジ
スト９７は遠紫外光に対してはネガ型レジストとして作
用し、また、遠紫外光に対する吸収係数が大きいので表
面付近のみが遠紫外光１００に感光する。すなわち、遠
紫外光１００を全面に照射することで、続く現像工程で
ポジ型フォトレジスト１００の表面付近の溶解速度を抑
制することができる。尚、遠紫外光を照射する際に、基
板を９０−１２０゜Ｃに昇温するとより効果がある。ま
た、遠紫外光１００は、上層のポジ型レジスト９７によ
って吸収されるので、ＰＭＧＩは露光されない。
【００５９】図３０において、上層ポジ型レジスト９７
と下層ＰＭＧＩ膜９３を有機アルカリ水溶液で現像して
、ポジ型フォトレジストパターン９７ａ、９７ｂ、下層
レジストパターン９３ａ、９３ｂを得る。この後、図６
から図８と同様にして電極を形成する。
と下層ＰＭＧＩ膜９３を有機アルカリ水溶液で現像して
、ポジ型フォトレジストパターン９７ａ、９７ｂ、下層
レジストパターン９３ａ、９３ｂを得る。この後、図６
から図８と同様にして電極を形成する。
【００６０】図３１に、Ｓｉ上の初期膜厚０．８５μｍ
のＰＭＧＩの２５ｋＶ電子ビームに対する感度曲線図を
示す。現像時間は３００秒である。図３１において、（
ａ）、（ｂ）は現像液としてエタノールと有機アルカリ
の混合溶液現像した感度曲線である。有機アルカリとし
てはＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド）を用いた。（ａ）は、エタノールと０．４３％
のＴＭＡＨ水溶液を４．５：５．５（体積比）で混合し
た。 （ｂ）はエタノールと０．４０％のＴＭＡＨ水溶液を４
：６（体積比）で混合した。（ｃ）、（ｄ）は、ＴＭＡ
Ｈ水溶液で現像した感度曲線である。（ｃ）、（ｄ）の
濃度は各々、１．９０％、１．４３％である。（ｅ）は
シプレイ株式会社製のＰＭＧＩ専用現像液、商品名「Ｓ
ＡＬ−１０１」で現像した場合である。「ＳＡＬ−１０
１」は、有機アルカリ水溶液に界面活性剤を加えた現像
液である。 エタノールを混合した方が、感度曲線が急峻でγ値が高
い。つまり、解像度が高い。解像度の向上は、ＩＰＡ（
イソプロピルアルコール）、アセトンを混合した場合に
も見られる。また、有機溶剤を混合することで、上層レ
ジストに対する塗れ性が向上し、上層レジストパターン
開口部に、現像液が容易に浸入し、下層ＰＭＧＩの現像
が安定する。
のＰＭＧＩの２５ｋＶ電子ビームに対する感度曲線図を
示す。現像時間は３００秒である。図３１において、（
ａ）、（ｂ）は現像液としてエタノールと有機アルカリ
の混合溶液現像した感度曲線である。有機アルカリとし
てはＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド）を用いた。（ａ）は、エタノールと０．４３％
のＴＭＡＨ水溶液を４．５：５．５（体積比）で混合し
た。 （ｂ）はエタノールと０．４０％のＴＭＡＨ水溶液を４
：６（体積比）で混合した。（ｃ）、（ｄ）は、ＴＭＡ
Ｈ水溶液で現像した感度曲線である。（ｃ）、（ｄ）の
濃度は各々、１．９０％、１．４３％である。（ｅ）は
シプレイ株式会社製のＰＭＧＩ専用現像液、商品名「Ｓ
ＡＬ−１０１」で現像した場合である。「ＳＡＬ−１０
１」は、有機アルカリ水溶液に界面活性剤を加えた現像
液である。 エタノールを混合した方が、感度曲線が急峻でγ値が高
い。つまり、解像度が高い。解像度の向上は、ＩＰＡ（
イソプロピルアルコール）、アセトンを混合した場合に
も見られる。また、有機溶剤を混合することで、上層レ
ジストに対する塗れ性が向上し、上層レジストパターン
開口部に、現像液が容易に浸入し、下層ＰＭＧＩの現像
が安定する。
【００６１】図３２にＳｉ上の初期膜厚０．８５μｍの
ＰＭＧＩを２５ｋＶ電子ビームで露光した場合の有機溶
剤に対する感度曲線図を示す。現像時間は３００秒であ
る。 （ａ）はＩＢＡに対する感度曲線、（ｂ）は「ＳＡＬ−
６０１ ＥＲ７」の溶剤に対する感度曲線である。図
３２からＰＭＧＩは１００μＣ／ｃｍ２以下の露光量で
は、これらの有機溶剤に対して全く溶解しない。感度曲
線を測定する場合パターンの大きさは通常５０μｍ平方
以上である。電子ビーム露光では同一露光量で露光して
もレジスト内に蓄積されるエネルギーが、近接効果のた
めにパターンの面積に応じて変化する。図１から図３０
に示す実施例でのゲート部分の電子ビームの露光量を感
度曲線測定パターンでの露光量に換算すると３０μＣ／
ｃｍ２以下となる。これより、予めＰＭＧＩを露光した
後ＰＭＧＩ上にレジストを塗布、現像した場合でもＰＭ
ＧＩの形状は変化しない。また、ＰＭＧＩと上層レジス
トの間に混合層は形成されない。図３２には「ＳＡＬ−
６０１ ＥＲ７」の溶剤に対するＰＭＧＩの感度曲線
を示した。「ＯＦＰＲ−８００」の溶剤に対しても同様
の感度曲線が得られる。
ＰＭＧＩを２５ｋＶ電子ビームで露光した場合の有機溶
剤に対する感度曲線図を示す。現像時間は３００秒であ
る。 （ａ）はＩＢＡに対する感度曲線、（ｂ）は「ＳＡＬ−
６０１ ＥＲ７」の溶剤に対する感度曲線である。図
３２からＰＭＧＩは１００μＣ／ｃｍ２以下の露光量で
は、これらの有機溶剤に対して全く溶解しない。感度曲
線を測定する場合パターンの大きさは通常５０μｍ平方
以上である。電子ビーム露光では同一露光量で露光して
もレジスト内に蓄積されるエネルギーが、近接効果のた
めにパターンの面積に応じて変化する。図１から図３０
に示す実施例でのゲート部分の電子ビームの露光量を感
度曲線測定パターンでの露光量に換算すると３０μＣ／
ｃｍ２以下となる。これより、予めＰＭＧＩを露光した
後ＰＭＧＩ上にレジストを塗布、現像した場合でもＰＭ
ＧＩの形状は変化しない。また、ＰＭＧＩと上層レジス
トの間に混合層は形成されない。図３２には「ＳＡＬ−
６０１ ＥＲ７」の溶剤に対するＰＭＧＩの感度曲線
を示した。「ＯＦＰＲ−８００」の溶剤に対しても同様
の感度曲線が得られる。
【００６２】図３３に「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ７」の
２５ｋＶ電子ビームに対する感度曲線図を示す。ＰＥＢ
（露光後ベーク）時間は全て１２０秒であり、空気雰囲
気のホットプレートを用いた。（ａ）から（ｃ）は現像
液としてＩＢＡを用いた場合である。ＰＥＢ温度は、（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれ、１１５゜Ｃ、１１０゜
Ｃ、１０５゜Ｃである。「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ７」
は化学増感型のレジストでありＰＥＢ温度が高いほど感
度は高くなる。 （ｄ）は、現像液としてシプレイ株式会社製の商品名「
ＸＰ６０４３」を用いた場合である。「ＸＰ６０４３」
は「ＳＡＬ−６０１ＥＲ７」専用の有機アルカリ現像液
であり、現像時間は６００秒である。ＰＥＢ温度は１１
０゜Ｃである。図３３から分かるように「ＳＡＬ−６０
１ ＥＲ７」はＩＢＡで現像しても専用アルカリ現像
液とほぼ同じ感度特性を得ることができる。また、ＩＢ
Ａで現像した方が現像時間を短くできる。ネガ型レジス
トを有機溶剤で現像した場合問題となる膨潤は殆ど認め
られなかった。尚、ＩＢＡを用いて現像した場合のリン
ス液として、ＩＰＡと水の３：７から５：５（体積比）
の混合溶液を用いることができる。つまり、ＩＢＡは水
と混合しないので、直接水洗することはできない。一方
、ＩＰＡはＩＢＡ、水の双方に溶解する。そこで現像後
、ＩＢＡをＩＰＡと水の混合溶液で置換したのち、水洗
することで、ＩＢＡに溶け込んでいたレジストを洗い流
すことができる。
２５ｋＶ電子ビームに対する感度曲線図を示す。ＰＥＢ
（露光後ベーク）時間は全て１２０秒であり、空気雰囲
気のホットプレートを用いた。（ａ）から（ｃ）は現像
液としてＩＢＡを用いた場合である。ＰＥＢ温度は、（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれ、１１５゜Ｃ、１１０゜
Ｃ、１０５゜Ｃである。「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ７」
は化学増感型のレジストでありＰＥＢ温度が高いほど感
度は高くなる。 （ｄ）は、現像液としてシプレイ株式会社製の商品名「
ＸＰ６０４３」を用いた場合である。「ＸＰ６０４３」
は「ＳＡＬ−６０１ＥＲ７」専用の有機アルカリ現像液
であり、現像時間は６００秒である。ＰＥＢ温度は１１
０゜Ｃである。図３３から分かるように「ＳＡＬ−６０
１ ＥＲ７」はＩＢＡで現像しても専用アルカリ現像
液とほぼ同じ感度特性を得ることができる。また、ＩＢ
Ａで現像した方が現像時間を短くできる。ネガ型レジス
トを有機溶剤で現像した場合問題となる膨潤は殆ど認め
られなかった。尚、ＩＢＡを用いて現像した場合のリン
ス液として、ＩＰＡと水の３：７から５：５（体積比）
の混合溶液を用いることができる。つまり、ＩＢＡは水
と混合しないので、直接水洗することはできない。一方
、ＩＰＡはＩＢＡ、水の双方に溶解する。そこで現像後
、ＩＢＡをＩＰＡと水の混合溶液で置換したのち、水洗
することで、ＩＢＡに溶け込んでいたレジストを洗い流
すことができる。
【００６３】図３４に本発明の一実施例によるＴ字型ゲ
ートを有するＧａＡｓＭＥＳＦＥＴの断面図を示す。８
１は半絶縁性のＧａＡｓ基板で、８１ａに示す段差構造
で素子分離領域を形成している。段差上には８２で示す
活性層が存在する。活性層には、８２ａで示すリセス構
造が形成されている。８３ａ、ｂはＡｕＧｅ／Ｎｉの電
極であり、ソース、及び、ドレイン電極として機能する
。Ａｌゲート電極８４は、８２ａのリセス構造内に設け
られる。Ａｌゲート電極の足８４ａは、活性層８２と接
触し、その接触面にショットキー障壁を形成する。Ａｌ
ゲート電極の頭８４ｂは、ゲート電極の電気抵抗を減少
させ、それにより、ゲート電極内を伝わる電気信号の伝
達速度を向上させ、素子の高速性能を向上させる。８４
ｃはゲート長である。距離８４ｅはゲート電極の頭の底
面と基板の間隔である。頭８４ｂと足８４ａは８４ｄの
部分を介して接続される。ゲート電極８４の足８４ａと
頭８４ｂの間に断面の幅が上方に向かって広がった８４
ｄを設けることにより、頭と足の接続状態が良好となり
、頭８４ａと基板８２間の電気抵抗を小さくする事がで
きる。これにより、頭８４ｂと基板８２の間隔８４ｅを
大きくすることができる。特に、ゲート長８４ｃが、０
．２５μｍ以下となっても、基板と頭底部の間隔８４ｅ
を０．３μｍ以上とすることができ、頭底部の幅８４ｆ
を大きくしてもゲート電極８４と基板８２の間の静電容
量を小さくすることができる。
ートを有するＧａＡｓＭＥＳＦＥＴの断面図を示す。８
１は半絶縁性のＧａＡｓ基板で、８１ａに示す段差構造
で素子分離領域を形成している。段差上には８２で示す
活性層が存在する。活性層には、８２ａで示すリセス構
造が形成されている。８３ａ、ｂはＡｕＧｅ／Ｎｉの電
極であり、ソース、及び、ドレイン電極として機能する
。Ａｌゲート電極８４は、８２ａのリセス構造内に設け
られる。Ａｌゲート電極の足８４ａは、活性層８２と接
触し、その接触面にショットキー障壁を形成する。Ａｌ
ゲート電極の頭８４ｂは、ゲート電極の電気抵抗を減少
させ、それにより、ゲート電極内を伝わる電気信号の伝
達速度を向上させ、素子の高速性能を向上させる。８４
ｃはゲート長である。距離８４ｅはゲート電極の頭の底
面と基板の間隔である。頭８４ｂと足８４ａは８４ｄの
部分を介して接続される。ゲート電極８４の足８４ａと
頭８４ｂの間に断面の幅が上方に向かって広がった８４
ｄを設けることにより、頭と足の接続状態が良好となり
、頭８４ａと基板８２間の電気抵抗を小さくする事がで
きる。これにより、頭８４ｂと基板８２の間隔８４ｅを
大きくすることができる。特に、ゲート長８４ｃが、０
．２５μｍ以下となっても、基板と頭底部の間隔８４ｅ
を０．３μｍ以上とすることができ、頭底部の幅８４ｆ
を大きくしてもゲート電極８４と基板８２の間の静電容
量を小さくすることができる。
【００６４】図３５から図３７に、図３４の実施例を実
現するためのゲート電極形成の一実施例の断面工程図を
示す。
現するためのゲート電極形成の一実施例の断面工程図を
示す。
【００６５】図３５において、半絶縁性ＧａＡｓ基板上
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板５１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極５２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜５３を０．１−０．１５
μｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２０
０−２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩ
としては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１
０ ＰＬ１」を用いた。 ＰＭＧＩ膜５３上にＰＭＧＩ膜５４を０．１−０．２０
μｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で１７
０−１９０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩ
のガラス転移温度は１７０ー１８０゜Ｃであり、この付
近の温度でベークした場合、これより高温でベークした
場合よりも感度が高く、コントラストが低くなる。また
、ＰＭＧＩ膜５３は充分高温でベークされており、ＰＭ
ＧＩ膜５４を塗布するときに溶解しない。遠紫外光５６
により、密着露光方式でパッド部分のＰＭＧＩ膜５３と
ＰＭＧＩ膜５４を同時に露光する。マスク遮光パターン
５５は、パッド電極を設ける部分と電子ビーム露光する
部分に適当な重ねしろを持っている。露光時間は、４ー
８分間である。
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板５１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極５２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜５３を０．１−０．１５
μｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２０
０−２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩ
としては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１
０ ＰＬ１」を用いた。 ＰＭＧＩ膜５３上にＰＭＧＩ膜５４を０．１−０．２０
μｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で１７
０−１９０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩ
のガラス転移温度は１７０ー１８０゜Ｃであり、この付
近の温度でベークした場合、これより高温でベークした
場合よりも感度が高く、コントラストが低くなる。また
、ＰＭＧＩ膜５３は充分高温でベークされており、ＰＭ
ＧＩ膜５４を塗布するときに溶解しない。遠紫外光５６
により、密着露光方式でパッド部分のＰＭＧＩ膜５３と
ＰＭＧＩ膜５４を同時に露光する。マスク遮光パターン
５５は、パッド電極を設ける部分と電子ビーム露光する
部分に適当な重ねしろを持っている。露光時間は、４ー
８分間である。
【００６６】図３６において、ゲート部分のＰＭＧＩ膜
５３とＰＭＧＩ膜５４を２５ｋＶの電子ビーム５７で露
光する。ゲートパターン幅は０．１−０．３μｍで、露
光量は、５０−１５０μＣ／ｃｍ２である。
５３とＰＭＧＩ膜５４を２５ｋＶの電子ビーム５７で露
光する。ゲートパターン幅は０．１−０．３μｍで、露
光量は、５０−１５０μＣ／ｃｍ２である。
【００６７】図３７において、下層ＰＭＧＩ膜２３をア
ルカリを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン５３ａ
、５３ｂとＰＭＧＩパターン５４ａ、５４ｂを得る。 ここで、現像液としては、エタノールと０．４０％ＴＭ
ＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハイドロオキサイド
）水溶液を体積比で、４：６に混合した溶液を用いた。 先ほど述べたように、ＰＭＧＩはガラス転移温度付近の
温度でベークすると、それより高温でベークした場合よ
りも感度が高く、コントラストが低くなる。これにより
、高温でベークされたＰＭＧＩパターン５３ａ、ｂはパ
ターンエッヂが急峻な高解像度のパターンとなり、低温
でベークされたＰＭＧＩパターン５４ａ、ｂはパターン
エッヂがなだらかでパターン幅が広がる。これにより、
ＰＭＧＩ膜５３、５４内に、上部が広くなだらかで、下
部が細く急峻なパターン形状が得られる。この後、基板
を窒素雰囲気の定乾炉で２０−３０分間ポストベークし
て乾燥する。
ルカリを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン５３ａ
、５３ｂとＰＭＧＩパターン５４ａ、５４ｂを得る。 ここで、現像液としては、エタノールと０．４０％ＴＭ
ＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハイドロオキサイド
）水溶液を体積比で、４：６に混合した溶液を用いた。 先ほど述べたように、ＰＭＧＩはガラス転移温度付近の
温度でベークすると、それより高温でベークした場合よ
りも感度が高く、コントラストが低くなる。これにより
、高温でベークされたＰＭＧＩパターン５３ａ、ｂはパ
ターンエッヂが急峻な高解像度のパターンとなり、低温
でベークされたＰＭＧＩパターン５４ａ、ｂはパターン
エッヂがなだらかでパターン幅が広がる。これにより、
ＰＭＧＩ膜５３、５４内に、上部が広くなだらかで、下
部が細く急峻なパターン形状が得られる。この後、基板
を窒素雰囲気の定乾炉で２０−３０分間ポストベークし
て乾燥する。
【００６８】この後、図１２から図１３、図６から図８
と同様にして図３４に示す形状の電極を形成する。
と同様にして図３４に示す形状の電極を形成する。
【００６９】図３８から図４２に、図３４の実施例を実
現するためのゲート電極形成の一実施例の断面工程図を
示す。
現するためのゲート電極形成の一実施例の断面工程図を
示す。
【００７０】図３８において、半絶縁性ＧａＡｓ基板上
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板６１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極６２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜６３を０．１−０．１５
μｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２０
０−２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩ
としては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１
０ ＰＬ１」を用いた。 ＰＭＧＩ膜６３上にＰＭＭＡ膜６４を０．１−０．２０
μｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で１７
０゜Ｃ、１５−２５分間熱処理する。
に活性層として作用するＧａＡｓ層、もしくはＧａＡｓ
とＡｌＧａＡｓ層を形成したＧａＡｓ基板６１上に、Ａ
ｕＧｅ／Ｎｉよりなるソース・ドレイン電極６２を形成
した後、この上に、ＰＭＧＩ膜６３を０．１−０．１５
μｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で２０
０−２７０゜Ｃ、２０−４０分間熱処理する。ＰＭＧＩ
としては、シプレイ株式会社製の商品名「ＳＡＬ−１１
０ ＰＬ１」を用いた。 ＰＭＧＩ膜６３上にＰＭＭＡ膜６４を０．１−０．２０
μｍの膜厚で塗布し、窒素雰囲気中の定温乾燥炉で１７
０゜Ｃ、１５−２５分間熱処理する。
【００７１】ＰＭＧＩ膜６３は充分高温でベークされて
おり、ＰＭＭＡ膜６４を塗布するときに溶解しない。遠
紫外光６６により、密着露光方式でパッド部分のＰＭＧ
Ｉ膜６３とＰＭＭＡ膜６４を同時に露光する。マスク遮
光パターン６５は、パッド電極を設ける部分と電子ビー
ム露光する部分に適当な重ねしろを持っている。露光時
間は、４ー８分間である。
おり、ＰＭＭＡ膜６４を塗布するときに溶解しない。遠
紫外光６６により、密着露光方式でパッド部分のＰＭＧ
Ｉ膜６３とＰＭＭＡ膜６４を同時に露光する。マスク遮
光パターン６５は、パッド電極を設ける部分と電子ビー
ム露光する部分に適当な重ねしろを持っている。露光時
間は、４ー８分間である。
【００７２】図３９において、ゲート部分のＰＭＧＩ膜
６３とＰＭＧＩ膜６４を２５ｋＶの電子ビーム６７で露
光する。ゲートパターン幅は０．１−０．３μｍで、露
光量は、５０−１５０μＣ／ｃｍ２である。
６３とＰＭＧＩ膜６４を２５ｋＶの電子ビーム６７で露
光する。ゲートパターン幅は０．１−０．３μｍで、露
光量は、５０−１５０μＣ／ｃｍ２である。
【００７３】図４０において、ＰＭＭＡ膜６４をＭＩＢ
Ｋ（メチルイソブチルケトン）を用いて現像して、ＰＭ
ＭＡパターン６４ａ、６４ｂを得る。この時、ＰＭＧＩ
膜６３はＭＩＢＫに溶解しない。
Ｋ（メチルイソブチルケトン）を用いて現像して、ＰＭ
ＭＡパターン６４ａ、６４ｂを得る。この時、ＰＭＧＩ
膜６３はＭＩＢＫに溶解しない。
【００７４】図４１において、ＰＭＧＩ膜６３をアルカ
リを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン６３ａ、６
３ｂを得る。ここで、現像液としては、エタノールと０
．４０％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハイド
ロオキサイド）水溶液を体積比で、４：６に混合した溶
液を用いた。この時、ＰＭＭＡ膜６４は、アルカリ溶液
に溶解しない。このため、ＰＭＭＡ膜６４とＰＭＧＩ膜
６３は互いに独立に現像できるので、ＰＭＭＡパターン
６４ａ、６４ｂとＰＭＧＩパターン６３ａ、６３ｂのパ
ターン幅は各々の現像時間によって最適化でき、ＰＭＭ
ＡパターンをＰＭＧＩパターンよりも広くできる。
リを含む溶液で現像して、ＰＭＧＩパターン６３ａ、６
３ｂを得る。ここで、現像液としては、エタノールと０
．４０％ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニュウムハイド
ロオキサイド）水溶液を体積比で、４：６に混合した溶
液を用いた。この時、ＰＭＭＡ膜６４は、アルカリ溶液
に溶解しない。このため、ＰＭＭＡ膜６４とＰＭＧＩ膜
６３は互いに独立に現像できるので、ＰＭＭＡパターン
６４ａ、６４ｂとＰＭＧＩパターン６３ａ、６３ｂのパ
ターン幅は各々の現像時間によって最適化でき、ＰＭＭ
ＡパターンをＰＭＧＩパターンよりも広くできる。
【００７５】図４２において、基板を１２０−１６０゜
Ｃでベークする。ＰＭＭＡのガラス転移温度は１１０ー
１３０゜Ｃであり、ＰＭＭＡパターンエッヂの形状をな
だらかにする事ができる。ＰＭＧＩはガラス転移温度が
１７０゜Ｃ程度で変形しないので、高解像度のパターン
形状を保つ。
Ｃでベークする。ＰＭＭＡのガラス転移温度は１１０ー
１３０゜Ｃであり、ＰＭＭＡパターンエッヂの形状をな
だらかにする事ができる。ＰＭＧＩはガラス転移温度が
１７０゜Ｃ程度で変形しないので、高解像度のパターン
形状を保つ。
【００７６】この後、図１２から図１３、図６から図８
と同様にして図３４に示す形状の電極を形成する。
と同様にして図３４に示す形状の電極を形成する。
【００７７】
【発明の効果】本発明によるパターン形成方法により、
従来よりも寸法制御性に優れ信頼性の高いリフトオフプ
ロセスを実現できる。また、ＧａＡｓ基板上で本発明の
２層レジストパターンをマスクとして湿式エッチングを
行なう工程で、基板下層のレジストの密着性がよいため
基板をエッチングした時のリセス幅を正確に安定して制
御できるので、高性能のデバイスを得ることができる。
従来よりも寸法制御性に優れ信頼性の高いリフトオフプ
ロセスを実現できる。また、ＧａＡｓ基板上で本発明の
２層レジストパターンをマスクとして湿式エッチングを
行なう工程で、基板下層のレジストの密着性がよいため
基板をエッチングした時のリセス幅を正確に安定して制
御できるので、高性能のデバイスを得ることができる。
【００７８】また、本発明による素子構造を用いること
で従来よりも高性能で高信頼性のデバイスを得ることが
できる。以上のような効果がある。
で従来よりも高性能で高信頼性のデバイスを得ることが
できる。以上のような効果がある。
【図１】本発明によるパターン形成方法の第１の実施例
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
【図２】本発明によるパターン形成方法の第１の実施例
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
【図３】本発明によるパターン形成方法の第１の実施例
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
【図４】本発明によるパターン形成方法の第１の実施例
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
【図５】本発明によるパターン形成方法の第１の実施例
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
【図６】本発明によるパターン形成方法の第１の実施例
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
【図７】本発明によるパターン形成方法の第１の実施例
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
【図８】本発明によるパターン形成方法の第１の実施例
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極形成の断面工
程図
【図９】本発明によるパターン形成方法の第２の実施例
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形成
の断面工程図
を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形成
の断面工程図
【図１０】本発明によるパターン形成方法の第２の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図１１】本発明によるパターン形成方法の第２の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図１２】本発明によるパターン形成方法の第２の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図１３】本発明によるパターン形成方法の第２の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図１４】本発明によるパターン形成方法の第３の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図１５】本発明によるパターン形成方法の第３の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図１６】本発明によるパターン形成方法の第３の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図１７】本発明によるパターン形成方法の第３の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図１８】本発明によるパターン形成方法の第３の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図１９】本発明によるパターン形成方法の第４の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２０】本発明によるパターン形成方法の第４の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２１】本発明によるパターン形成方法の第４の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２２】本発明によるパターン形成方法の第４の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２３】本発明によるパターン形成方法の第４の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２４】本発明によるパターン形成方法の第４の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２５】本発明によるパターン形成方法の第４の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２６】本発明によるパターン形成方法の第５の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２７】本発明によるパターン形成方法の第５の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２８】本発明によるパターン形成方法の第５の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図２９】本発明によるパターン形成方法の第５の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図３０】本発明によるパターン形成方法の第５の実施
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
例を詳細に説明するためのＴ字型ゲート電極パターン形
成の断面工程図
【図３１】エタノールとＴＭＡＨ水溶液の混合溶液、Ｔ
ＭＡＨ水溶液、及び、「ＳＡＬ１０１」に対すＰＭＧＩ
レジストの２５ｋＶの電子ビーム感度曲線を示す図
ＭＡＨ水溶液、及び、「ＳＡＬ１０１」に対すＰＭＧＩ
レジストの２５ｋＶの電子ビーム感度曲線を示す図
【図
３２】ＩＢＡと「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ７」の溶剤に
対するＰＭＧＩレジストの２５ｋＶの電子ビーム感度曲
線を示す図
３２】ＩＢＡと「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ７」の溶剤に
対するＰＭＧＩレジストの２５ｋＶの電子ビーム感度曲
線を示す図
【図３３】ＩＢＡと「ＳＡＬ−６０１ ＥＲ７」専用
現像液に対する「ＳＡＬ−６０１ＥＲ７」の２５ｋＶの
電子ビーム感度曲線を示す図
現像液に対する「ＳＡＬ−６０１ＥＲ７」の２５ｋＶの
電子ビーム感度曲線を示す図
【図３４】本発明による半導体装置の一実施例を詳細に
説明するための断面図
説明するための断面図
【図３５】本発明による半導体装置を製造するためのパ
ターン形成方法の第１の実施例を詳細に説明するための
断面図
ターン形成方法の第１の実施例を詳細に説明するための
断面図
【図３６】本発明による半導体装置を製造するためのパ
ターン形成方法の第１の実施例を詳細に説明するための
断面図
ターン形成方法の第１の実施例を詳細に説明するための
断面図
【図３７】本発明による半導体装置を製造するためのパ
ターン形成方法の第１の実施例を詳細に説明するための
断面図
ターン形成方法の第１の実施例を詳細に説明するための
断面図
【図３８】本発明による半導体装置を製造するためのパ
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
【図３９】本発明による半導体装置を製造するためのパ
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
【図４０】本発明による半導体装置を製造するためのパ
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
【図４１】本発明による半導体装置を製造するためのパ
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
【図４２】本発明による半導体装置を製造するためのパ
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
ターン形成方法の第２の実施例を詳細に説明するための
断面図
【図４３】従来の電子ビーム露光、及び、リフトオフ技
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
【図４４】従来の電子ビーム露光、及び、リフトオフ技
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
【図４５】従来の電子ビーム露光、及び、リフトオフ技
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
【図４６】従来の電子ビーム露光、及び、リフトオフ技
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
【図４７】従来の電子ビーム露光、及び、リフトオフ技
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
【図４８】従来の電子ビーム露光、及び、リフトオフ技
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
術を用いたＧａＡｓＦＥＴのＴ字型ゲートを形成する断
面工程図
【図４９】従来用いられてきたＴ字型ゲートを有するＧ
ａＡｓＦＥＴの断面図
ａＡｓＦＥＴの断面図
１ ＧａＡｓ基板
２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極３ Ｓｉ
Ｏ２スペーサ ３ａ ＳｉＯ２スペーサパターン ４ 平均分子量６０万ＰＭＭＡ膜 ５ 平均分子量２０万ＰＭＭＡ膜 ６ ５０ｋＶ電子ビーム ７ ＰＭＭＡパターン ７ａ ＰＭＭＡパターンエッヂ ８ リセス構造 ９ Ａｌ膜 １０ Ａｌゲート電極 Ａ 分離し易い箇所 １１ ＧａＡｓ基板 １２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極１３
ＰＭＧＩ膜 １３ａ，１３ｂ ＰＭＧＩパターン １４ ネガ型レジスト膜 １４ａ，１４ｂ ネガ型レジストパターン１５ａ，１
５ｂ マスク遮光パターン１６ 遠紫外光 １７ マスク遮光パターン １８ ２５ｋＶ電子ビーム １９ａ，１９ｂ リセス構造 ２０ Ａｌ膜 ２０ａ，２０ｂ Ａｌ電極 ２１ ＧａＡｓ基板 ２２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極２３
ＰＭＧＩ膜 ２３ａ，２３ｂ ＰＭＧＩパターン ２４ ２５ｋＶ電子ビーム ２５ マスク遮光パターン ２６ 遠紫外光 ２７ ネガ型レジスト膜 ２７ａ，２７ｂ ネガ型レジストパターン２８ａ，２
８ｂ マスク遮光パターン３１ ＧａＡｓ基板 ３２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極３３
ＰＭＧＩ膜 ３３ａ，３３ｂ ＰＭＧＩパターン ３４ マスク遮光パターン ３５ 遠紫外光 ３６ ２５ｋＶ電子ビーム ３７ ネガ型レジスト膜 ３７ａ，３７ｂ ネガ型レジストパターン３８ マ
スク遮光パターン ３９ 遠紫外光 ４１ ＧａＡｓ基板 ４２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極４３
ＰＭＧＩ膜 ４３ａ，４３ｂ ＰＭＧＩパターン ４４ ポジ型フォトレジスト膜 ４４ａ，４４ｂ ポジ型レジストパターン４４ｃ
ポジ型レジストの難溶化層 ４５ マスク遮光パターン ４６ 中紫外光 ４７ 遠紫外光 ４８ 遠紫外光 ４９ マスク遮光パターン ５０ ２５ｋＶ電子ビーム ５１ ＧａＡｓ基板 ５２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極５３
ＰＭＧＩ膜（高温ベーク層） ５３ａ，５３ｂ ＰＭＧＩパターン（高温ベーク層）
５４ ＰＭＧＩ膜（低温ベーク層） ５４ａ，５４ｂ ＰＭＧＩパターン（低温ベーク層）
５５ マスク遮光パターン ５６ 遠紫外光 ５７ ２５ｋＶ電子ビーム ６１ ＧａＡｓ基板 ６２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極６３
ＰＭＧＩ膜 ６３ａ，６３ｂ ＰＭＧＩパターン ６４ ＰＭＭＡ膜 ６４ａ，６４ｂ ＰＭＭＡパターン ６５ マスク遮光パターン ６６ 遠紫外光 ６７ ２５ｋＶ電子ビーム ７１ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ７１ａ 段差構造 ７２ 活性層 ７２ａ リセス構造 ７３ａ，７３ｂ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電
極７４ Ｔ字型Ａｌゲート電極 ７４ａ ゲート電極足 ７４ｂ ゲート電極頭 ７４ｃ ゲート長 ７４ｄ 頭と足の接続部 ７４ｅ Ｔ字型ゲート頭と基板の間隔８１ 半絶縁
性ＧａＡｓ基板 ８１ａ 段差構造 ８２ 活性層 ８２ａ リセス構造 ８３ａ，８３ｂ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電
極８４ Ｔ字型Ａｌゲート電極 ８４ａ ゲート電極足 ８４ｂ ゲート電極頭 ８４ｃ ゲート長 ８４ｄ 頭と足の接続部 ８４ｅ Ｔ字型ゲート頭と基板の間隔８４ｆ Ｔ字
型ゲート頭底部の幅 ９１ ＧａＡｓ基板 ９２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極９３
ＰＭＧＩ膜 ９３ａ，９３ｂ ＰＭＧＩパターン ９４ マスク遮光パターン ９５ 遠紫外光 ９６ ２５ｋＶ電子ビーム ９７ ポジ型レジスト膜 ９７ａ，９７ｂ ポジ型レジストパターン９８ マ
スク遮光パターン ９９ 中紫外光 １００ 遠紫外光
Ｏ２スペーサ ３ａ ＳｉＯ２スペーサパターン ４ 平均分子量６０万ＰＭＭＡ膜 ５ 平均分子量２０万ＰＭＭＡ膜 ６ ５０ｋＶ電子ビーム ７ ＰＭＭＡパターン ７ａ ＰＭＭＡパターンエッヂ ８ リセス構造 ９ Ａｌ膜 １０ Ａｌゲート電極 Ａ 分離し易い箇所 １１ ＧａＡｓ基板 １２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極１３
ＰＭＧＩ膜 １３ａ，１３ｂ ＰＭＧＩパターン １４ ネガ型レジスト膜 １４ａ，１４ｂ ネガ型レジストパターン１５ａ，１
５ｂ マスク遮光パターン１６ 遠紫外光 １７ マスク遮光パターン １８ ２５ｋＶ電子ビーム １９ａ，１９ｂ リセス構造 ２０ Ａｌ膜 ２０ａ，２０ｂ Ａｌ電極 ２１ ＧａＡｓ基板 ２２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極２３
ＰＭＧＩ膜 ２３ａ，２３ｂ ＰＭＧＩパターン ２４ ２５ｋＶ電子ビーム ２５ マスク遮光パターン ２６ 遠紫外光 ２７ ネガ型レジスト膜 ２７ａ，２７ｂ ネガ型レジストパターン２８ａ，２
８ｂ マスク遮光パターン３１ ＧａＡｓ基板 ３２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極３３
ＰＭＧＩ膜 ３３ａ，３３ｂ ＰＭＧＩパターン ３４ マスク遮光パターン ３５ 遠紫外光 ３６ ２５ｋＶ電子ビーム ３７ ネガ型レジスト膜 ３７ａ，３７ｂ ネガ型レジストパターン３８ マ
スク遮光パターン ３９ 遠紫外光 ４１ ＧａＡｓ基板 ４２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極４３
ＰＭＧＩ膜 ４３ａ，４３ｂ ＰＭＧＩパターン ４４ ポジ型フォトレジスト膜 ４４ａ，４４ｂ ポジ型レジストパターン４４ｃ
ポジ型レジストの難溶化層 ４５ マスク遮光パターン ４６ 中紫外光 ４７ 遠紫外光 ４８ 遠紫外光 ４９ マスク遮光パターン ５０ ２５ｋＶ電子ビーム ５１ ＧａＡｓ基板 ５２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極５３
ＰＭＧＩ膜（高温ベーク層） ５３ａ，５３ｂ ＰＭＧＩパターン（高温ベーク層）
５４ ＰＭＧＩ膜（低温ベーク層） ５４ａ，５４ｂ ＰＭＧＩパターン（低温ベーク層）
５５ マスク遮光パターン ５６ 遠紫外光 ５７ ２５ｋＶ電子ビーム ６１ ＧａＡｓ基板 ６２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極６３
ＰＭＧＩ膜 ６３ａ，６３ｂ ＰＭＧＩパターン ６４ ＰＭＭＡ膜 ６４ａ，６４ｂ ＰＭＭＡパターン ６５ マスク遮光パターン ６６ 遠紫外光 ６７ ２５ｋＶ電子ビーム ７１ 半絶縁性ＧａＡｓ基板 ７１ａ 段差構造 ７２ 活性層 ７２ａ リセス構造 ７３ａ，７３ｂ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電
極７４ Ｔ字型Ａｌゲート電極 ７４ａ ゲート電極足 ７４ｂ ゲート電極頭 ７４ｃ ゲート長 ７４ｄ 頭と足の接続部 ７４ｅ Ｔ字型ゲート頭と基板の間隔８１ 半絶縁
性ＧａＡｓ基板 ８１ａ 段差構造 ８２ 活性層 ８２ａ リセス構造 ８３ａ，８３ｂ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電
極８４ Ｔ字型Ａｌゲート電極 ８４ａ ゲート電極足 ８４ｂ ゲート電極頭 ８４ｃ ゲート長 ８４ｄ 頭と足の接続部 ８４ｅ Ｔ字型ゲート頭と基板の間隔８４ｆ Ｔ字
型ゲート頭底部の幅 ９１ ＧａＡｓ基板 ９２ ＡｕＧｅ／Ｎｉソース・ドレイン電極９３
ＰＭＧＩ膜 ９３ａ，９３ｂ ＰＭＧＩパターン ９４ マスク遮光パターン ９５ 遠紫外光 ９６ ２５ｋＶ電子ビーム ９７ ポジ型レジスト膜 ９７ａ，９７ｂ ポジ型レジストパターン９８ マ
スク遮光パターン ９９ 中紫外光 １００ 遠紫外光
Claims (17)
- 【請求項１】基板上に少なくとも第１と第２の被膜とか
らなる積層被膜のパターンを形成する工程が、前記第１
及び第２の被膜に潜像を形成する第１及び第２工程とか
らなると共に、前記潜像形成工程の一方が、他方の工程
で形成される潜像形成域とは異なる部分に潜像を形成す
る工程であることを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】請求項１において、多層膜を構成するすべ
ての層が、潜像の形成によって選択除去することが可能
であることを特長とするパターン形成方法。 - 【請求項３】基板上にポリジメチルグルタルイミド膜を
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜上にネガ型のレジスト膜を塗布・ベークする工程
と、前記ネガ型レジスト膜の所定部以外を露光する工程
と、前記ネガ型レジスト膜を現像して、前記ネガ型レジ
スト膜の所定部を除去する工程と、前記ポリジメチルグ
ルタルイミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、
遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、アル
カリを含む溶液を用いて、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の前記所定部を現像して除去する工程を有するこ
とを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項４】基板上にポリジメチルグルタルイミド膜を
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、アルカリを含
む溶液を用いて、前記ポリジメチルグルタルイミド膜の
前記所定部を現像して除去する工程と、前記ポリジメチ
ルグルタルイミド膜上にネガ型のレジスト膜を塗布・ベ
ークする工程と、前記ネガ型レジスト膜の所定部以外を
露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜を現像して、前
記ネガ型レジスト膜の所定部を除去する工程を有するこ
とを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項５】基板上にポリジメチルグルタルイミド膜を
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、前記ポリジメ
チルグルタルイミド膜上にネガ型のレジスト膜を塗布・
ベークする工程と、前記ネガ型レジスト膜の所定部以外
を露光する工程と、前記ネガ型レジスト膜を現像して、
前記ネガ型レジスト膜の所定部を除去する工程と、アル
カリを含む溶液を用いて、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の前記所定部を現像して除去する工程を有するこ
とを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項６】基板上にポリジメチルグルタルイミド膜を
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜上にアルカリ可溶性樹脂と溶解阻止剤を含むポジ
型のフォトレジスト膜を塗布・ベークする工程と、前記
ポジ型フォトレジスト膜の所定部を光露光する工程と、
遠紫外光を全面照射する工程と、前記ポジ型フォトレジ
スト膜をアルカリを含む溶液で現像して、前記ポジ型フ
ォトレジスト膜の所定部を除去する工程と、前記ポリジ
メチルグルタルイミド膜の所定部を電子ビーム、イオン
ビーム、遠紫外光、もしくは、Ｘ線により露光する工程
と、アルカリを含む溶液を用いて、前記ポリジメチルグ
ルタルイミド膜の前記所定部の現像を行う工程を有する
ことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項７】基板上にポリジメチルグルタルイミド膜を
塗布・ベークする工程と、前記ポリジメチルグルタルイ
ミド膜の所定部を電子ビーム、イオンビーム、遠紫外光
、もしくは、Ｘ線により露光する工程と、前記ポリジメ
チルグルタルイミド膜上にアルカリ可溶性樹脂と溶解阻
止剤を含むポジ型のフォトレジスト膜を塗布・ベークす
る工程と、前記ポジ型フォトレジスト膜の所定部を光露
光する工程と、遠紫外光を全面照射する工程と、前記ポ
ジ型フォトレジスト膜の前記所定部と前記ポリジメチル
グルタルイミド膜の前記所定部をアルカリを含む溶液で
現像して除去する工程を有することを特徴とするパター
ン形成方法。 - 【請求項８】請求項１において、第１及び第２の被膜の
いずれか一方の被膜が、ポリジメチルグルタルイミド膜
を塗布・ベークして成膜した上にさらに、アルカリを含
む溶液で現像されるレジスト膜を塗布・ベークした２層
膜であることを特長とするパターン形成方法。 - 【請求項９】請求項８において、アルカリを含む溶液で
現像されるレジスト膜が、１回目に塗布したポリジメチ
ルグルタルイミド膜よりも低温でベークして成膜したポ
リジメチルグルタルイミド膜である事を特徴とするパタ
ーン形成方法。 - 【請求項１０】請求項８において、アルカリを含む溶液
で現像されるレジスト膜が、１回目に塗布したポリジメ
チルグルタルイミド膜よりも短い時間でベークして成膜
したポリジメチルグルタルイミド膜である事を特徴とす
るパターン形成方法。 - 【請求項１１】請求項８において、アルカリを含む溶液
で現像されるレジスト膜が、１回目に塗布したポリジメ
チルグルタルイミド膜よりも平均分子量の小さいポリジ
メチルグルタルイミド膜である事を特徴とするパターン
形成方法。 - 【請求項１２】請求項８において、ポリジメチルグルタ
ルイミド膜が、イミド基を持つ基本単位と、イミド基の
Ｈ原子がアルキル基で置き換えられた基本単位の共重合
体であるポリジメチルグルタルイミド膜であり、アルカ
リを含む溶液で現像されるレジスト膜が、前記ポリジメ
チルグルタルイミド膜よりもイミド基を持つ基本単位の
割合が大きいポリジメチルグルタルイミド膜である事を
特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項１３】請求項１において、第１及び第２の被膜
のいずれか一方の被膜が、ポリジメチルグルタルイミド
膜を塗布・ベークして成膜した上に有機溶剤で現像され
るレジスト膜を塗布した２層膜である事を特徴とするパ
ターン形成方法。 - 【請求項１４】請求項１３において、有機溶剤で現像さ
れるレジスト膜がアルカリを含む溶液に不溶であること
を特長とするパターン形成方法。 - 【請求項１５】請求項１３において、有機溶剤で現像さ
れるレジスト膜がアルカリを含む溶液で現像可能である
ことを特長とするパターン形成方法。 - 【請求項１６】半導体基板に取り付けられた電極が、半
導体基板に接続され、所定の高さを有する第１部分と、
同第１部分につながり、上方に向かって断面の幅が順次
増大する第２部分と、同第２部分につながり、同第２部
分よりも水平方向に突出する幅広の断面形状を具備する
ことを特長とする半導体装置。 - 【請求項１７】請求項１６において、半導体基板と電極
の接続部分にショットキー障壁が形成されることを特長
とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8511191A JP2910792B2 (ja) | 1990-04-17 | 1991-04-17 | パターン形成方法、及び、半導体装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-101385 | 1990-04-17 | ||
| JP10138590 | 1990-04-17 | ||
| JP8511191A JP2910792B2 (ja) | 1990-04-17 | 1991-04-17 | パターン形成方法、及び、半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218053A true JPH04218053A (ja) | 1992-08-07 |
| JP2910792B2 JP2910792B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=26426138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8511191A Expired - Fee Related JP2910792B2 (ja) | 1990-04-17 | 1991-04-17 | パターン形成方法、及び、半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910792B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6495311B1 (en) | 2000-03-17 | 2002-12-17 | International Business Machines Corporation | Bilayer liftoff process for high moment laminate |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP8511191A patent/JP2910792B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6495311B1 (en) | 2000-03-17 | 2002-12-17 | International Business Machines Corporation | Bilayer liftoff process for high moment laminate |
| US6667850B2 (en) | 2000-03-17 | 2003-12-23 | International Business Machines Corporation | Bilayer liftoff process for high moment laminate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2910792B2 (ja) | 1999-06-23 |
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