JPH04360543A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents

化合物半導体装置の製造方法

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JPH04360543A
JPH04360543A JP3163950A JP16395091A JPH04360543A JP H04360543 A JPH04360543 A JP H04360543A JP 3163950 A JP3163950 A JP 3163950A JP 16395091 A JP16395091 A JP 16395091A JP H04360543 A JPH04360543 A JP H04360543A
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JP
Japan
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resist
insulating film
mask
gate
silicon nitride
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Pending
Application number
JP3163950A
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English (en)
Inventor
Takayuki Fujii
隆行 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は化合物半導体装置の製
造方法に関し、特にゲート・ソース間容量が小さく、ゲ
ート長が0.4μm以下で低抵抗のリセス型ゲート電極
を有するマイクロ波素子を構成する化合物半導体装置の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のリフトオフ法によるリセス
型ゲート電極の製造方法を示す断面工程図であり、図に
おいて、1はGaAs基板、6はレジスト、10はリセ
ス、11はゲート金属、12はゲート電極である。
【0003】次に製造工程について説明する。まずGa
As基板1上にレジスト6を塗布し、電子ビーム描画法
等により図2(a) に示すように開口部のパターニン
グを行う。次にウエットエッチングによりGaAs基板
1上にリセス10を形成し、その後、図2(b) に示
すように、Ti,Pt,Au等のゲート金属11を連続
的に蒸着する。この後、レジスト6を除去することによ
り、図2(c) に示すように所望のゲート長のゲート
電極12を形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の化合物半導体装
置の製造方法は以上のように構成されているので、レジ
スト6上の開口部側面にもゲート金属11が蒸着して横
方向に成長してマスクとなり、ゲート電極11上層部が
細くなる。特に、ゲート長が0.4μm以下の微細ゲー
ト電極を形成する場合、図3に示すように、レジスト6
開口部の両側面に付着したゲート金属11同士が密着し
てマスクとなって開口部を塞ぐと、ゲート電極11の断
面が三角形になって断面積が小さくなるために、ゲート
電極11の抵抗は大きくなり、その結果ゲート電圧も増
大して高速化特性を損なうという問題があった。
【0005】この問題を防ぐために、従来図4に示す方
法がある。まずGaAs基板1にリセスを形成してから
、全面にプラズマCVD法等により絶縁膜3を堆積させ
てレジスト6を塗付し、電子ビーム描画法等により図4
(a) に示すようにリセス中央に幅0.4ミクロン以
下の開口部のパターニングを行う。
【0006】次に同図(b) に示すようにレジスト6
を除去して、全面に蒸着法或いはスパッタ法等によりゲ
ート金属11を成膜し、その上にレジスト9を塗布して
転写技術によって所望のゲート長より長い寸法になるよ
うパターニングを行う。
【0007】この後、レジスト9をマスクとしてイオン
ミリング法或いは反応性イオンエッチング(RIE)法
によりゲート金属11をエッチングし、続いてゲート金
属11をマスクに絶縁膜3をRIE法等によりエッチン
グして、これにより、0.4μm以下のゲート長で低抵
抗のT型ゲート電極11を形成することができる。
【0008】しかしながらこの方法では、GaAs基板
1のリセス側壁に絶縁膜3が存在するためにゲート・ソ
ース間の寄生容量が増大して、やはり化合物半導体装置
の高速化特性を損なうという問題があった。
【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ゲート・ソース間の容量を低減
し、かつ0.4μm以下のゲート長で低抵抗のT型ゲー
ト電極を実現できる化合物半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る化合物半
導体装置の製造方法は、基板にリセスを形成した後、該
基板上に第1の絶縁膜,耐熱性レジスト,第2の絶縁膜
の順に積層する工程と、上記第2の絶縁膜上に形成され
パターニングされたレジストをマスクにして、上記第2
の絶縁膜に開孔部を設ける工程と、上記第2の絶縁膜を
マスクにして、上記耐熱性レジスト及び上記第1の絶縁
膜をエッチングする工程と、上記基板全面を覆うように
2種類のゲート金属を成膜する工程と、該ゲート金属上
に塗布されパターニングされたレジストをマスクにして
、上記2種類のゲート金属をエッチングする工程と、上
記レジストと上記耐熱性レジストとを除去する工程とを
含むものである。
【0011】
【作用】この発明においては、基板上にリセスを開孔し
た後、第1の絶縁膜,耐熱性レジスト,第2の絶縁膜か
らなる3層構造を形成したので、ゲート・ソース間容量
が小さく、かつ0.4μm以下のゲート長で低抵抗のT
型ゲート電極を形成できる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例による半導体装置の
製造方法を工程順に示した断面工程図であり、図におい
て、1はGaAs基板、2はGaAs基板1上にリセス
10を形成するためのレジスト、3は絶縁膜、4は耐熱
性レジスト、5はシリコン窒化膜、6は電子ビーム描画
用のレジスト、7はWSix (x=0.15〜0.2
)、8はAu、9はレジストである。
【0013】まず同図(a) に示すように、GaAs
基板1上に転写技術によりリセス形成用のレジスト2の
パターニングを行い、このレジスト2をマスクにウエッ
トエッチング或いはドライエッチングによりリセス10
を形成する。
【0014】次に同図(b) に示すように、レジスト
2を除去した後、プラズマCVD法等によりシリコン窒
化膜等の絶縁膜3を500オングストローム程度に堆積
させ、耐熱性レジスト4を2000オングストローム程
度に塗付してから、重ねてECR−CVD法等により7
00オングストローム程度にシリコン窒化膜5を堆積さ
せる。ECR−CVD法はプラズマCVD法よりも低温
での熱処理による成膜が可能なため、耐熱性レジスト4
を損なうことはない。
【0015】次に同図(c) に示すように、電子ビー
ム描画用レジスト6を塗付してから、リセス中央部分で
電子ビーム描画法によりレジスト6をパターニングし、
図1(d)に示すようにレジスト6をマスクにシリコン
窒化膜5をSF6 ガス等を用いた反応性イオンエッチ
ング法等によりエッチングする。続いて、O2 ガスを
用いた反応性イオンエッチング法によって耐熱性レジス
ト4をエッチングすると同時にレジスト6を除去する。 この時シリコン窒化膜5がマスクとなるため、耐熱性レ
ジスト4は開口部のみしかエッチングされない。
【0016】次に同図(e) に示すように、シリコン
窒化膜5をマスクにしてSF6 ガス等を用いた反応性
イオンエッチングにより最下層の絶縁膜3をエッチング
してから、蒸着法或いはスパッタ法によりWSiX 7
,Au8の順にメタライズする。
【0017】次に同図(f) に示すように、その上に
塗布したレジスト9を転写技術によりシリコン窒化膜5
の開口寸法より長い寸法でパターニングする。このレジ
スト9をマスクに、イオンミリング法によりAu8を、
CF4 +O2 ガス等を用いた反応性イオンエッチン
グによりWSiX 7をエッチングし、SF6 ガス等
を用いた反応性イオンエッチングによりシリコン窒化膜
5もエッチングする。
【0018】最後に同図(g) に示すように、アセト
ンなどのウエットエッチングによりレジスト9及び耐熱
性レジスト4を除去して完成する。
【0019】本実施例においては上述のように、GaA
s基板1上にリセス10を開孔した後、絶縁膜3,耐熱
性レジスト4,シリコン窒化膜5の順に積層して3層構
造を形成し、レジスト6をマスクにシリコン窒化膜5を
、シリコン窒化膜5をマスクに耐熱性レジスト4と絶縁
膜3とをそれぞれエッチングして開孔部を設けたので、
該開孔部にメタライズしたWSiX 7とAu8をエッ
チングしてT型ゲート電極の頭頂部を形成した後、耐熱
性レジスト4を除去すればゲート電極とリセス10の側
壁の間に空間ができるため、ゲート・ソース間の容量が
低減された、0.4μm以下のゲート長で低抵抗のT型
ゲート電極を形成することができる。
【0020】なお上記実施例においては、絶縁膜3及び
5にシリコン窒化膜を用いた場合について説明したが、
シリコン酸化膜等他の絶縁膜を用いてもよく、また三層
構造のうち最上層のシリコン窒化膜5の代わりにAl或
いはTi,Mo等の高融点金属を用いてもよく、その場
合も同様の効果を奏する。
【0021】更にT型ゲート電極をWSiX 7とAu
8で構成しているが、WSiX 7は他の高融点金属シ
リサイド(例えばMoSi,TiSi等)や高融点金属
ナイトライド(例えばTiN等)でもよく、その他の部
分の材料も本実施例で言及したものに限定されるもので
はない。
【0022】また上記実施例ではT型ゲート電極のみに
ついて触れているが、ソース・ドレイン領域並びにソー
ス・ドレイン電極は、図1(a) に示すリセス10形
成以前或いは図1(g) のT型ゲート電極完成後のい
ずれに形成してもよい。またゲート電極の形成に電子ビ
ーム描画法を用いたものについて説明したが、FIB描
画法,光露光等で微細ゲート電極を形成する場合にも用
いることができる。
【0023】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、基板上
にリセスを開孔した後、第1の絶縁膜,耐熱性レジスト
,第2の絶縁膜からなる3層構造を形成したので、ゲー
ト・ソース間容量が小さい0.4μm以下のゲート長で
低抵抗のT型ゲート電極を有する化合物半導体装置を得
られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による化合物半導体装置の
製造方法を示す断面工程図である。
【図2】従来の化合物半導体装置の製造方法を示す断面
工程図である。
【図3】従来の化合物半導体装置の問題点を説明するた
めの断面図である。
【図4】従来の化合物半導体装置の問題点を解決するた
めの製造方法を示す断面工程図である。
【符号の説明】
1    GaAs基板 2    レジスト 3    絶縁膜 4    耐熱性レジスト 5    シリコン窒化膜 6    レジスト 7    WSix  8    Au 9    レジスト

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  リセス型微細ゲート電極を有する化合
    物半導体装置の製造方法において、基板にリセスを形成
    した後、該基板上に第1の絶縁膜,耐熱性レジスト,第
    2の絶縁膜の順に積層する工程と、上記第2の絶縁膜上
    に形成されパターニングされたレジストをマスクにして
    、上記第2の絶縁膜に開孔部を設ける工程と、上記第2
    の絶縁膜をマスクにして、上記耐熱性レジスト及び上記
    第1の絶縁膜をエッチングする工程と、上記基板全面を
    覆うように2種類のゲート金属を成膜する工程と、該ゲ
    ート金属上に塗布されパターニングされたレジストをマ
    スクにして、上記2種類のゲート金属をエッチングする
    工程と、上記レジストと上記耐熱性レジストとを除去す
    る工程とを含むことを特徴とする化合物半導体装置の製
    造方法。
JP3163950A 1991-06-06 1991-06-06 化合物半導体装置の製造方法 Pending JPH04360543A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07273128A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Nec Corp 電界効果型トランジスタ
EP0801418A3 (en) * 1996-04-10 1998-07-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for forming a T-shaped gate electrode in a semi-conductor device, and the T-shaped gate electrode
JP2007042779A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> T字型ゲート構造ナイトライド系電界効果トランジスタおよびその製造方法

Cited By (3)

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