JPH09115925A - 電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents

電界効果トランジスタの製造方法

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JPH09115925A
JPH09115925A JP26727295A JP26727295A JPH09115925A JP H09115925 A JPH09115925 A JP H09115925A JP 26727295 A JP26727295 A JP 26727295A JP 26727295 A JP26727295 A JP 26727295A JP H09115925 A JPH09115925 A JP H09115925A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電界効果トランジスタのゲート形成工程にお
いて、EBレジストをドライエッチングのマスクとして
用いる場合のレジストの縮退によるゲート長の増大およ
び制御性の悪化を完全になくした電界効果トランジスタ
の製法の提供。 【解決手段】 ヘテロ接合を有する半導体エピタキシャ
ル基板上に、絶縁膜を成長し、その上に電子線に感光す
るレジストを塗布したものにおいて、EB露光・現像
後、絶縁膜をHF系溶液でエッチングする工程と、クエ
ン酸系溶液(あるいはH2 SO4 系溶液)で所望の厚さ
の半導体結晶をエッチングする工程と、真空蒸着などで
ゲートのショットキー接合を形成する金属を蒸着する工
程、絶縁膜をSF6 のガスあるいはHF系溶液で所望の
時間追加エッチングする工程と、BCl3 +SF6 のガ
スで所望の時間、特定の半導体結晶のみを選択的にエッ
チングする工程と、真空蒸着などで残りのゲート金属を
形成する工程を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘテロ接合を有す
る電界効果トランジスタの製造方法に属する。
【0002】
【従来の技術】ヘテロ接合を有する電界効果トランジス
タの高周波化・高集積化にともない、そのゲート長の短
縮と特性の高均一化が求められている。微細ゲートの形
成には電子線(EB)による露光が用いられており、一
方、特性の高均一化の観点から結晶のドライエッチング
化が検討されており、その効果が報告されている。素子
の低コスト化の観点からも近年、上述した技術の併用が
求められている。しかし、単に両技術を組み合わせただ
けでは、EB露光・現像後に結晶ドライエッチングを施
す際に、EBレジストがエッチング・チャンバー内に発
生している高密度プラズマに曝され、プラズマの電子に
感光して縮退し、その後の真空蒸着で形成するゲート長
が長くなり、かつ制御性が悪くなるという問題点があっ
た。つまり、EB開口寸法が0.12μmに対し、でき
上りのゲート長が0.23μmとゲート長が大幅に増大
してしまう。ちなみにリセス形成をウェットエッチング
で行ったときは、開口寸法0.13μmに対し、でき上
がり0.15μmである。
【0003】従来技術では、上述したEBレジストの縮
退によるゲート長の増大および制御性の悪化を低減する
ため、図3に示したように、半絶縁性GaAs基板1上
にGaAs2/Al0.2 Ga0.8 As3/In0.15Ga
0.85As4なるヘテロ接合を形成したエピタキシャル基
板上に、SiO2 5を100nm成長し、PMMA7を
EB露光・現像後に光学露光用レジスト10を塗布し、
EBレジストと光学露光用レジストの混合層11を形成
(図3(a))、これをマスクにSiO2 5をHF系溶
液でエッチングし、結晶ドライエッチングを施す(図3
(b))。その後、Mo8の真空蒸着を行っていた(図
3(c))。この方法によると、EB開口寸法0.12
μmに対して、でき上がりのゲート長は0.17μmで
あった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上、EBレジストを
ドライエッチングのマスクとして用いる場合、エッチン
グ・チャンバー内に発生している高密度プラズマに曝さ
れ、プラズマの電子に感光してレジストが縮退し、その
結果ゲート長が増大かつ制御性が悪くなるという問題点
があった。上述した従来技術は、EBレジストと光学露
光用レジストの混合層を形成、これをマスクに結晶ドラ
イエッチングを行ったため、レジストの縮退によるゲー
ト長の増大および制御性の悪化は低減できたが、問題点
は完全に解決されていなかった。
【0005】それ故に、本発明の課題は、ゲート長の短
縮化及び制御性の向上を可能とし、しかも特性の高い均
一性を可能とする電界効果トランジスタの製造方法を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を完全に解決
するために、本発明の電界効果トランジスタの製造方法
は、GaAs/AlGaAsなどのヘテロ接合を有する
半導体エピタキシャル基板上に、SiO2 などの絶縁膜
を成長し、該絶縁膜上に電子線に感光するレジスト(例
えば、PMMA,PMAA)を塗布する工程を含む電界
効果トランジスタの製造方法において、EB露光・現像
後、前記絶縁膜をHF系溶液でエッチングする工程と、
クエン酸系溶液で特定の半導体結晶のみを選択的にエッ
チングする工程と、真空蒸着などでゲートのショットキ
ー接合を形成する金属を蒸着する工程と、前記絶縁膜を
SF6 のガスあるいはHF系溶液で所望の時間追加エッ
チングする工程と、BCl3 +SF6 のガスで所望の時
間、特定の半導体結晶のみを選択的にエッチングする工
程と、真空蒸着などで残りのゲート金属を形成する工程
とを有している。
【0007】また、上記問題点を完全に解決するため
に、本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、Ga
As/AlGaAsなどのヘテロ接合を有する半導体エ
ピタキシャル基板上に、SiO2 などの絶縁膜を成長
し、該絶縁膜上に電子線に感光するレジスト(例えば、
PMMA,PMAA)を塗布する工程を含む電界効果ト
ランジスタの製造方法において、EB露光・現像後、前
記絶縁膜をHF系溶液でエッチングする工程と、H2 S
O4 系溶液で所望の厚さの半導体結晶をエッチングする
工程と、真空蒸着などでゲートのショットキー接合を形
成する金属を蒸着する工程と、前記絶縁膜をSF6 のガ
スあるいはHF系溶液で所望の時間追加エッチングする
工程と、BCl3 +SF6 のガスで所望の時間、特定の
半導体結晶のみを選択的にエッチングする工程と、真空
蒸着で残りのゲート金属を形成する工程とを有してい
る。
【0008】
【作用】本発明では、ゲート近傍のリセス形成を先に完
成され、ドライエッチ工程の前にショットキー接合を形
成するゲート金属のみを蒸着している。ゲートはレジス
トをマスクに形成されるから、この後のドライエッチン
グ工程でレジストの縮退がなければ、ゲート長はEB露
光・現像で決まった長さに決定される。結晶のドライエ
ッチング工程では、レジストの表面に金属が被膜してい
るため、エッチング・チャンバー内の高密度プラズマに
曝されても、プラズマ内の電子はレジスト表面を覆う金
属を通ってエッチング装置外に逃がされ、その結果レジ
ストは電子の影響を受けずに、縮退もしない。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照して説明する。
【0010】図1は本発明の第1の実施形態による電界
効果トランジスタの製造方法の工程断面図である。図1
を参照して、半絶縁性GaAs基板1上にGaAs2/
Al0.2 Ga0.8 As3/In0.15Ga0.85As4なる
ヘテロ接合を形成したエピタキシャル基板上に、SiO
2 5を100nm成長し、PMAA6(ポリメタクリレ
ートアシッド)/PMMA(ポリメチルメタクリレー
ト)7を塗布、EB露光・現像し、0.13μmの開口
寸法を有するものについて(図1(a))、SiO2 5
をレジスト6,7をマスクにHF系溶液で30秒間エッ
チングする(図1(b))。その後、クエン酸系溶液で
エピタキシャル基板のGaAs2のみを選択的にエッチ
ングする(図1(c))。真空蒸着装置を用いて、ウェ
ーハ全面にゲートのショットキー接合を形成するための
Mo8を20nm蒸着する(図1(d))。さらにSF
6 ガス(HF溶液でも良い)でSiO2 5を所望の時
間、追加エッチングする(図1(e))。サイドエッチ
ングしたSiO2 5をマスクにBCl3 とSF6 の混合
ガスで所望の時間、GaAs2のみを選択的にエッチン
グする(図1(f))。このとき、レジスト6,7は金
属で覆われているため、プラズマの電子による縮退はな
い。真空蒸着で残りのゲート金属であるAu/Pt9を
蒸着する(図1(g))。リフトオフ法で不要な金属と
レジスト6,7を除去すると、一段リセス構造T型ゲー
トが完成する。でき上りのゲートは0.15μmであっ
た。これはウェットエッチングと同等の値である。
【0011】図2は本発明の第2の実施形態による電界
効果トランジスタの製造方法の工程断面図である。半絶
縁性GaAs基板1上にGaAs2/Al0.2 Ga0.8
As3/In0.15Ga0.85As4なるヘテロ接合を形成
したエピタキシャル基板上に、SiO2 5を100nm
成長し、PMAA6/PMMA7を塗布、EB露光・現
像し、0.13μmの開口寸法を有するものについて
(図2(a))、SiO2 5をレジスト6,7をマスク
にHF系溶液で30秒間エッチングする(図2
(b))。その後、H2 SO4 系溶液でエピタキシャル
基板のGaAs2並びにAl0.2 Ga0.8 As3を所望
の厚さエッチングする(図2(c))。真空蒸着装置を
用いて、ウェーハ全面にゲートのショットキー接合を形
成するためのMo8を20nm蒸着する(図2
(d))。さらにSF6 ガス(HF溶液でも良い)でS
iO2 5を所望の時間、追加エッチングする(図2
(e))。サイドエッチングしたSiO2 5をマスクに
BCl3 とSF6 の混合ガスで所望の時間、GaAs2
のみを選択的にエッチングする(図2(f))。このと
き、レジスト6,7は金属で覆われているため、プラズ
マの電子による縮退はない。真空蒸着で残りゲート金属
であるのAu/Pt9を蒸着する(図2(g))。リフ
トオフ法で不要な金属とレジスト6,7を除去すると、
二段リセス構造T型ゲートが完成する。でき上りのゲー
ト長は0.15μmであった。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
微細ゲート形成のおけるリセス形成工程にドライエッチ
ングを適用しても、レジストの縮退によるゲート長増大
および制御性の悪化が全く発生しなくなり、ウェットエ
ッチングでゲートを形成したのと同等のゲート長とその
制御性、そしてドライエッチングによる特性の高い均一
性を同時に実現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による電界効果トラン
ジスタの製造方法の工程断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態による電界効果トラン
ジスタの製造方法の工程断面図である。
【図3】従来技術の電界効果トランジスタの製造方法の
工程断面図である。
【符号の説明】
1 半絶縁性GaAs基板 2 GaAs 3 Al0.2 Ga0.8 As 4 In0.15Ga0.85As 5 SiO2 6 PMAA 7 PMMA 8 Mo 9 Au/Pt 10 光学露光用レジスト 11 混合層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GaAs/AlGaAsなどのヘテロ接
    合を有する半導体エピタキシャル基板上に、SiO2 な
    どの絶縁膜を成長し、該絶縁膜上に電子線に感光するレ
    ジストを塗布する工程を含む電界効果トランジスタの製
    造方法において、EB露光・現像後、前記絶縁膜をHF
    系溶液でエッチングする工程と、クエン酸系溶液で特定
    の半導体結晶のみを選択的にエッチングする工程と、真
    空蒸着などでゲートのショットキー接合を形成する金属
    を蒸着する工程と、前記絶縁膜をSF6 のガスあるいは
    HF系溶液で所望の時間追加エッチングする工程と、B
    Cl3 +SF6 のガスで所望の時間、特定の半導体結晶
    のみを選択的にエッチングする工程と、真空蒸着などで
    残りのゲート金属を形成する工程とを有することを特徴
    とする電界効果トランジスタの製造方法。
  2. 【請求項2】 GaAs/AlGaAsなどのヘテロ接
    合を有する半導体エピタキシャル基板上に、SiO2 な
    どの絶縁膜を成長し、該絶縁膜上に電子線に感光するレ
    ジストを塗布する工程を含む電界効果トランジスタの製
    造方法において、EB露光・現像後、前記絶縁膜をHF
    系溶液でエッチングする工程と、H2SO4 系溶液で所
    望の厚さの半導体結晶をエッチングする工程と、真空蒸
    着などでゲートのショットキー接合を形成する金属を蒸
    着する工程と、前記絶縁膜をSF6 のガスあるいはHF
    系溶液で所望の時間追加エッチングする工程と、BCl
    3 +SF6 のガスで所望の時間、特定の半導体結晶のみ
    を選択的にエッチングする工程と、真空蒸着で残りのゲ
    ート金属を形成する工程とを有することを特徴とする電
    界効果トランジスタの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記レジストがPMMAであることを特
    徴とする請求項1又は請求項2記載の電界効果トランジ
    スタの製造方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450597B1 (ko) * 2001-05-24 2004-09-30 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체장치의 제조방법
CN100368786C (zh) * 2005-07-21 2008-02-13 中国科学院微电子研究所 基于新牺牲层工艺的热剪切应力传感器器件的制作方法
CN100387509C (zh) * 2005-08-11 2008-05-14 中国科学院微电子研究所 用于提高非制冷红外焦平面阵列器件性能的制作方法
CN100396593C (zh) * 2005-06-23 2008-06-25 中国科学院微电子研究所 单层双材料微悬臂梁热隔离焦平面阵列的制作方法
CN100396594C (zh) * 2005-06-23 2008-06-25 中国科学院微电子研究所 采用基于硅衬底突点制作及释放牺牲层的方法
CN100417587C (zh) * 2005-03-14 2008-09-10 清华大学 一种微纳组合结构器件的制作方法
CN100420620C (zh) * 2005-03-29 2008-09-24 中国科学院微电子研究所 微电子机械系统电可调谐光学滤波器芯片制备方法

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