JPH04236423A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH04236423A JPH04236423A JP535791A JP535791A JPH04236423A JP H04236423 A JPH04236423 A JP H04236423A JP 535791 A JP535791 A JP 535791A JP 535791 A JP535791 A JP 535791A JP H04236423 A JPH04236423 A JP H04236423A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- etching
- semiconductor device
- substrate
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Weting (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特にリフトオフを利用した半導体素子の金属膜パ
ターンの形成工程の改良に関する。
関し、特にリフトオフを利用した半導体素子の金属膜パ
ターンの形成工程の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に第1の従来の技術による製造方法
を説明するための半導体装置の断面を示す。図3におい
て、ガリウム砒素(GaAs)基板30上にスペーサと
しての酸化シリコン(SiO2 )層31とフォトレジ
スト層32とを積層し、フォトレジストを選択露光して
開口部33を形成した後、この開口部33を利用してS
iO2 層31を等方性エッチングにより選択的に除去
して基板30を露出させ、上からAl層34を推積して
いる。その後フォトレジスト層32を除去すると、その
上のAl層34bはリフトオフされ、基板30上のAl
層34aのみが残る。等方性エッチングのため、酸化シ
リコン層31はサイドエッチングされる。
を説明するための半導体装置の断面を示す。図3におい
て、ガリウム砒素(GaAs)基板30上にスペーサと
しての酸化シリコン(SiO2 )層31とフォトレジ
スト層32とを積層し、フォトレジストを選択露光して
開口部33を形成した後、この開口部33を利用してS
iO2 層31を等方性エッチングにより選択的に除去
して基板30を露出させ、上からAl層34を推積して
いる。その後フォトレジスト層32を除去すると、その
上のAl層34bはリフトオフされ、基板30上のAl
層34aのみが残る。等方性エッチングのため、酸化シ
リコン層31はサイドエッチングされる。
【0003】図4に第2の従来技術による製造方法を説
明するための半導体装置の断面図を示す。図4において
は、GaAs基板40上にスペーサとしてSiO2 層
42とSi3 N4 層41を積層している。図示の構
成ではSi3 N4 層41を下に配置している。スペ
ーサの上にフォトレジスト層43を積層し、開口部44
を形成する。フォトレジストの開口部44を利用してS
iO2 層42を等方性エッチングによりエッチした後
、NF3 ないしSF6 をエッチャントとする異方性
のプラズマエッチングにより開口部44に合せてSi3
N4 層41を除去し、GaAs層40を露出させ、
その上からAl層46を推積する。その後、フォトレジ
スト層43を除去してその上のAl層46bをリフトオ
フする。基板40上にはSi3N4 層41で境界を画
定されたAl層46aが残る。異方性エッチングにより
、Si3 N4 層41はフォトレジストマスクの開口
形状通りにエッチすることができる。
明するための半導体装置の断面図を示す。図4において
は、GaAs基板40上にスペーサとしてSiO2 層
42とSi3 N4 層41を積層している。図示の構
成ではSi3 N4 層41を下に配置している。スペ
ーサの上にフォトレジスト層43を積層し、開口部44
を形成する。フォトレジストの開口部44を利用してS
iO2 層42を等方性エッチングによりエッチした後
、NF3 ないしSF6 をエッチャントとする異方性
のプラズマエッチングにより開口部44に合せてSi3
N4 層41を除去し、GaAs層40を露出させ、
その上からAl層46を推積する。その後、フォトレジ
スト層43を除去してその上のAl層46bをリフトオ
フする。基板40上にはSi3N4 層41で境界を画
定されたAl層46aが残る。異方性エッチングにより
、Si3 N4 層41はフォトレジストマスクの開口
形状通りにエッチすることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図3の第1の従来技術
の場合、等方性エッチングではどの方向にもエッチング
が進行するために、フォトレジスト層32のオーバーハ
ングで示されるように、フォトレジスト層32のマスク
で制御できない横方向のエッチングすなわちサイドエッ
チングが生じる。従って、SiO2 層31のエッチン
グされた部分の底部(GaAs露出面)は、フォトレジ
スト開口部33よりも幅が広くなってしまう。さらに、
この幅自体を精度良く制御することが難しい。
の場合、等方性エッチングではどの方向にもエッチング
が進行するために、フォトレジスト層32のオーバーハ
ングで示されるように、フォトレジスト層32のマスク
で制御できない横方向のエッチングすなわちサイドエッ
チングが生じる。従って、SiO2 層31のエッチン
グされた部分の底部(GaAs露出面)は、フォトレジ
スト開口部33よりも幅が広くなってしまう。さらに、
この幅自体を精度良く制御することが難しい。
【0005】また図4の第2の従来技術は、第1の従来
技術のサイドエッチングによるパターンの拡大の問題を
2層構造のスペーサにより解決して、GaAs基板40
の露出面をフォトレジスト開口部44と同一寸法にでき
るが、スペーサの下層(図示の場合、Si3 N4 層
41)をリアクティブイオンエッチング(RIE;Re
active Ion Etching)する際、
GaAs基板40の表面にダメージ45を与える。この
従来技術をたとえば、GaAsFET素子におけるゲー
ト形成工程に利用した場合、チャネルにトラップ等が形
成され、FET素子としての所望の性能が得られなくな
る可能性がある。
技術のサイドエッチングによるパターンの拡大の問題を
2層構造のスペーサにより解決して、GaAs基板40
の露出面をフォトレジスト開口部44と同一寸法にでき
るが、スペーサの下層(図示の場合、Si3 N4 層
41)をリアクティブイオンエッチング(RIE;Re
active Ion Etching)する際、
GaAs基板40の表面にダメージ45を与える。この
従来技術をたとえば、GaAsFET素子におけるゲー
ト形成工程に利用した場合、チャネルにトラップ等が形
成され、FET素子としての所望の性能が得られなくな
る可能性がある。
【0006】すなわち、ウェットエッチングのような等
方性エッチングを行なえば、サイドエッチングによるパ
ターン幅の拡大、パターン精度の低下の問題があり、R
IEプラズマRIEのような異方性エッチングを行えば
半導体基板へのダメージをもたらすという問題があった
。
方性エッチングを行なえば、サイドエッチングによるパ
ターン幅の拡大、パターン精度の低下の問題があり、R
IEプラズマRIEのような異方性エッチングを行えば
半導体基板へのダメージをもたらすという問題があった
。
【0007】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、パターン幅を拡大することなく、かつ基板半導
体にもエッチングによるダメージを与えることなく金属
パターンを基板上に精度良く形成する新規な半導体装置
の製造方法を提供することにある。
解決し、パターン幅を拡大することなく、かつ基板半導
体にもエッチングによるダメージを与えることなく金属
パターンを基板上に精度良く形成する新規な半導体装置
の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による半導体装置の製造方法においては、
半導体基板上のスペーサ層を3層構造とし、最初、異方
性エッチングで上側の2層と最下層の途中までを除去し
、次に、スペーサの中間層をエッチングしない非異方性
(等方性)エッチングにより最下層の残りを除去して半
導体基板を露出させ、そこに金属パターンを形成するも
のである。
めに、本発明による半導体装置の製造方法においては、
半導体基板上のスペーサ層を3層構造とし、最初、異方
性エッチングで上側の2層と最下層の途中までを除去し
、次に、スペーサの中間層をエッチングしない非異方性
(等方性)エッチングにより最下層の残りを除去して半
導体基板を露出させ、そこに金属パターンを形成するも
のである。
【0009】
【作用】最初の異方性エッチングでは、サイドエッチン
グが生じないためにフォトレジストの開口部と同じ寸法
のエッチングが3層のスペーサに対し行える。そしてス
ペーサの中間層をエッチングしない等方性エッチングに
より最下層を除去すれば、半導体基板表面にダメージを
与えることなく、開口部寸法と同じ寸法の開口部を形成
した中間層で規定された寸法の基板露出面がえられ、開
口部と等しい所定の金属パターンが基板上に形成できる
ことになる。
グが生じないためにフォトレジストの開口部と同じ寸法
のエッチングが3層のスペーサに対し行える。そしてス
ペーサの中間層をエッチングしない等方性エッチングに
より最下層を除去すれば、半導体基板表面にダメージを
与えることなく、開口部寸法と同じ寸法の開口部を形成
した中間層で規定された寸法の基板露出面がえられ、開
口部と等しい所定の金属パターンが基板上に形成できる
ことになる。
【0010】
【実施例】図1の(a)〜(d)を参照して、本発明の
実施例によるGaAsFETの製造方法を説明する。
実施例によるGaAsFETの製造方法を説明する。
【0011】まず、図1(a)において、GaAs基板
10上にn型GaAs層11(厚さ約200nm、不純
物濃度約2×1017cm−3)をエピタキシャル成長
させたウエハ上に、SiO2 層12(厚さ約100n
m)と、Si3 N4 層13(厚さ約50nm)と、
SiO2層14(厚さ約350nm)をプラズマCVD
法により下から順に形成し、3層構造のスペーサ層を作
る。さらにその上にフォトレジスト層15を形成してゲ
ート電極用のパターニングを行ない、パターン開口部1
6を形成する。ここで最下層12はエッチングのダメー
ジを基板に与えない範囲でなるべく薄く、第2層13は
後の工程に耐える範囲でなるべく薄くすることが好まし
い。
10上にn型GaAs層11(厚さ約200nm、不純
物濃度約2×1017cm−3)をエピタキシャル成長
させたウエハ上に、SiO2 層12(厚さ約100n
m)と、Si3 N4 層13(厚さ約50nm)と、
SiO2層14(厚さ約350nm)をプラズマCVD
法により下から順に形成し、3層構造のスペーサ層を作
る。さらにその上にフォトレジスト層15を形成してゲ
ート電極用のパターニングを行ない、パターン開口部1
6を形成する。ここで最下層12はエッチングのダメー
ジを基板に与えない範囲でなるべく薄く、第2層13は
後の工程に耐える範囲でなるべく薄くすることが好まし
い。
【0012】次に、図1(b)において、C2 F6
/CHF3 /Heをエッチャントとする異方性のRI
Eにより、フォトレジスト層15をマスクとして、下層
SiO2 層12の中間部までエッチングしてSiO2
層14、Si3 N4 層13およびSiO2 層1
2上部を選択的に除去する。このとき、エッチングは下
層SiO2 層12の中間部で停止し、残りのSiO2
層12をn型GaAs層11の上に残す。適当な厚さ
を残すことにより、エッチングによるダメージがGaA
s半導体層11に及ばない。
/CHF3 /Heをエッチャントとする異方性のRI
Eにより、フォトレジスト層15をマスクとして、下層
SiO2 層12の中間部までエッチングしてSiO2
層14、Si3 N4 層13およびSiO2 層1
2上部を選択的に除去する。このとき、エッチングは下
層SiO2 層12の中間部で停止し、残りのSiO2
層12をn型GaAs層11の上に残す。適当な厚さ
を残すことにより、エッチングによるダメージがGaA
s半導体層11に及ばない。
【0013】次に、図1(c)において、HF:H2
O=1:20のエッチング液により、SiO2 をウェ
ットエッチングする。残りのSiO2層12をエッチン
グして半導体層11表面を露出する。これはSiO2
用の等方性のウエットエッチングであるためSiO2
層12、14にサイドエッチングは生じるが、Si3
N4 層13はエッチングされず、しかもn型GaAs
層11にはダメージを与えない。この後必要に応じて、
所定深さのn型GaAs層11のリセスエッチングを行
う。
O=1:20のエッチング液により、SiO2 をウェ
ットエッチングする。残りのSiO2層12をエッチン
グして半導体層11表面を露出する。これはSiO2
用の等方性のウエットエッチングであるためSiO2
層12、14にサイドエッチングは生じるが、Si3
N4 層13はエッチングされず、しかもn型GaAs
層11にはダメージを与えない。この後必要に応じて、
所定深さのn型GaAs層11のリセスエッチングを行
う。
【0014】そして、図1(d)において、FETのゲ
ート電極としてAlを蒸着あるいはスパッタにより推積
し、リフトオフすることによりSi3 N4 層13の
開口形状で規定されたゲートパターン17をGaAs層
11上に形成する。
ート電極としてAlを蒸着あるいはスパッタにより推積
し、リフトオフすることによりSi3 N4 層13の
開口形状で規定されたゲートパターン17をGaAs層
11上に形成する。
【0015】上記実施例において、SiO2 とSi3
N4 を入れ換えて、層12、14をSi3 N4
に、層13をSiO2 にしても同様な効果が得られる
。この場合、図1(c)の工程で、希弗酸ウェットエッ
チングの代わりに、熱燐酸ウェットエッチングまたは、
NF3 ないしSF6 によるエッチングを行なえばよ
い。
N4 を入れ換えて、層12、14をSi3 N4
に、層13をSiO2 にしても同様な効果が得られる
。この場合、図1(c)の工程で、希弗酸ウェットエッ
チングの代わりに、熱燐酸ウェットエッチングまたは、
NF3 ないしSF6 によるエッチングを行なえばよ
い。
【0016】さらに図2に、上記実施例を適用して製造
されたGaAsのHEMT(電子高移動度トランジスタ
)の例を示す。図2において、20は真性GaAs基板
、21は電子走行層となるi型GaAs層(厚さ約10
00nm)、22は電子供給層となるn型AlGaAs
層(厚さ約40nm、不純物濃度約2.0×1018c
m−3)、23はコンタクト層となるn型GaAs層(
厚さ約100nm、不純物濃度約2.0×1018cm
−3)である。CCl2 F2 をエッチャントとする
RIEによりリセスエッチングが行われている。さらに
、層24、25、26は3層構造のスペーサであり、そ
れぞれ、SiO2 、Si3 N4 、SiO2 で形
成される。27はAl等のゲート電極であり、28、2
9はそれぞれ半導体層と合金化したソース電極とドレイ
ン電極、200はフォトレジスト層である。フォトレジ
スト層上のAl層は図示を省略している。Si3 N4
層25が精度良く半導体表面近傍に形成されるので、
電極27の寸法精度が高くなる。
されたGaAsのHEMT(電子高移動度トランジスタ
)の例を示す。図2において、20は真性GaAs基板
、21は電子走行層となるi型GaAs層(厚さ約10
00nm)、22は電子供給層となるn型AlGaAs
層(厚さ約40nm、不純物濃度約2.0×1018c
m−3)、23はコンタクト層となるn型GaAs層(
厚さ約100nm、不純物濃度約2.0×1018cm
−3)である。CCl2 F2 をエッチャントとする
RIEによりリセスエッチングが行われている。さらに
、層24、25、26は3層構造のスペーサであり、そ
れぞれ、SiO2 、Si3 N4 、SiO2 で形
成される。27はAl等のゲート電極であり、28、2
9はそれぞれ半導体層と合金化したソース電極とドレイ
ン電極、200はフォトレジスト層である。フォトレジ
スト層上のAl層は図示を省略している。Si3 N4
層25が精度良く半導体表面近傍に形成されるので、
電極27の寸法精度が高くなる。
【0017】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組合せ等が可能なことは当業者に自
明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組合せ等が可能なことは当業者に自
明であろう。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
、最初の異方性エッチングでは、サイドエッチングが生
じないためにフォトレジストの開口部と同じ寸法のエッ
チングが3層のスペーサに対して施され、そして次に、
スペーサの中間層をエッチングしない等方性エッチング
により最下層を除去するので、半導体基板表面にダメー
ジを与えることなく、開口部寸法と同じ寸法の開口部を
形成した中間層で規定された寸法の基板露出面がえられ
る。開口部と等しい所定の金属パターンが基板上に形成
でき、所望の性能の半導体装置が製造できる。
、最初の異方性エッチングでは、サイドエッチングが生
じないためにフォトレジストの開口部と同じ寸法のエッ
チングが3層のスペーサに対して施され、そして次に、
スペーサの中間層をエッチングしない等方性エッチング
により最下層を除去するので、半導体基板表面にダメー
ジを与えることなく、開口部寸法と同じ寸法の開口部を
形成した中間層で規定された寸法の基板露出面がえられ
る。開口部と等しい所定の金属パターンが基板上に形成
でき、所望の性能の半導体装置が製造できる。
【図1】本発明の実施例による半導体装置の製造方法を
説明する図である。図1(a)〜(b)は各工程におけ
る半導体装置の断面を示す。
説明する図である。図1(a)〜(b)は各工程におけ
る半導体装置の断面を示す。
【図2】本発明の実施例による半導体装置の製造方法を
適用して製造したHEMTの断面図である。
適用して製造したHEMTの断面図である。
【図3】従来の技術による製造方法を説明するための半
導体装置の断面図である。
導体装置の断面図である。
【図4】他の従来の技術による製造方法を説明するため
の半導体装置の断面図である。
の半導体装置の断面図である。
10、20 GaAs基板
11、13、24、26、31、42 SiO2 層
12、25、41 Si3 N4 層15、200、
32、43 フォトレジスト層17、27、34、4
5 金属電極
12、25、41 Si3 N4 層15、200、
32、43 フォトレジスト層17、27、34、4
5 金属電極
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板(10、11)上に第1の
物質で形成された第1層(12)と、第1の物質とエッ
チング速度の異なる第2の物質で形成された第2層(1
3)と、第3の物質で形成された第3層(14)とを順
次積層形成し、所定の開口部(16)を有するフォトレ
ジスト層(15)を前記第3層(14)上に形成し、前
記フォトレジスト(15)をマスクとして、前記開口部
(16)に対向する前記第3層(14)と第2層(13
)とさらに前記第1層(12)の中間部までを異方性エ
ッチングにより前記積層方向にエッチングして取り除き
、前記異方性エッチング工程でエッチングされずに残っ
た前記第1層(12)を、前記第2層(13)を実質的
にエッチングしない等方性エッチングにより選択的に除
去し、前記第1層(12)を取り除いた部分の前記半導
体基板(11)上に金属膜(17)を形成する各工程を
含む半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記第1、及び第3層(12、14)
がいずれも酸化シリコン(SiO2 )であり、前記第
2層(13)が窒化シリコン(Si3 N4 )である
請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記第1、及び第3層(12、14)
がいずれも窒化シリコン(Si3 N4 )であり、前
記第2層(13)が酸化シリコン(SiO2 )である
請求項1記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP535791A JPH04236423A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP535791A JPH04236423A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236423A true JPH04236423A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11608928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP535791A Withdrawn JPH04236423A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04236423A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009180504A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Hitachi Ltd | 熱式流体流量センサ |
| JP2010040616A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Opnext Japan Inc | 電極形成方法および半導体素子 |
| JP2012195302A (ja) * | 2006-07-25 | 2012-10-11 | Lg Chem Ltd | 有機発光素子の製造方法およびこれによって製造された有機発光素子 |
| JP2019047043A (ja) * | 2017-09-05 | 2019-03-22 | 日本放送協会 | 積層型半導体素子および半導体素子基板、ならびにこれらの製造方法 |
| US11038721B2 (en) | 2019-09-18 | 2021-06-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Digital isolator |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP535791A patent/JPH04236423A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012195302A (ja) * | 2006-07-25 | 2012-10-11 | Lg Chem Ltd | 有機発光素子の製造方法およびこれによって製造された有機発光素子 |
| JP2009180504A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Hitachi Ltd | 熱式流体流量センサ |
| JP2010040616A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Opnext Japan Inc | 電極形成方法および半導体素子 |
| JP2019047043A (ja) * | 2017-09-05 | 2019-03-22 | 日本放送協会 | 積層型半導体素子および半導体素子基板、ならびにこれらの製造方法 |
| US11038721B2 (en) | 2019-09-18 | 2021-06-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Digital isolator |
| US11405241B2 (en) | 2019-09-18 | 2022-08-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Digital isolator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0448307B1 (en) | Method of producing a conductive element | |
| US7445975B2 (en) | Method for the production of a semiconductor component having a metallic gate electrode disposed in a double-recess structure | |
| JP4415457B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH04236423A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH118256A (ja) | 電界効果トランジスタの製造方法 | |
| JPH06326091A (ja) | 半導体素子のフィールド酸化膜の形成方法 | |
| KR100214534B1 (ko) | 반도체소자의 소자격리구조 형성방법 | |
| JP3092370B2 (ja) | 微細ゲート電極の形成方法 | |
| JP3035994B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH05299440A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100304869B1 (ko) | 전계효과트랜지스터의제조방법 | |
| JPH0372634A (ja) | Mes fetの製造方法 | |
| JP2720813B2 (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体装置 | |
| JP2655497B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0240924A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2550495B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100266560B1 (ko) | 박막트랜지스터제조방법 | |
| JP3183251B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH02283029A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0230160A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS63291476A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH04274332A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH04137737A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH05283438A (ja) | 2段リセス型fetの製造方法 | |
| JPS63104485A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |