JPS5849018B2 - 電極パタ−ンの形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電極パターンの形成方法に関するものであって
、いわゆるリフトオフ法により半導体装置の電極パター
ンを形成する方法を提供するものである。

半導体装置、例えば高周波用の二重拡散プレーナ型トラ
ンジスタの表面にＡｕ電極を形成する方法としては、エ
ッチングによるものやリフトオフ？よるものが従来から
採用されているが、前者は電極の微細加工が難しく然も
メッキの必要もあって好ましくはなく、また後者は安定
に電極の微細加工が出来ないという欠点がある。

このリフトオフ法を第１図及び第２図に付き説明する。

第１図には、拡散処理の終了した半導体基板（図示せず
）の表面に存在しているＳｉ０２層１上に、拡散領域と
コンタクトをとった状態で櫛歯状の電極パターン２，３
が延在しているが、これら電極パターンは、約２μの極
めて狭い間隙４を置いて互いに対向している櫛歯部２ａ
，３ａと、ボンデイング用のパンド部２ｂ，３ｂとから
なっている。

そしてこのような電極パターン２，３を形成するには、
まずＳｉＯ層１上に、電極パターン２，３と逆パターン
のフォトレジスト層５を塗布形成し、この状態で第２図
に示す如く、電極金属６を直角方向から蒸着し、Ｓｉ０
２層１及びこのＳｉ０２層の開口（図示せず）下の半導
体基板表面と、フォトレジスト層５表面とに蒸着金属層
７，８を被着する。

しかる後に、粘着テープや、溶剤中で超音波をかげるこ
とによってフォトレジスト層５と共にこの上面の蒸着金
属層８のみを選択的に剥離出来、この結果第１図に示し
たような超微細構造の電極パターン２，３を残すことが
出来る。

なおこの場合、ＳｉＯ層１や半導体基板に直接被着して
いる蒸着金属層７、即ち電極パターン２，３は強固に接
着しているので、剥れずにそのまま残されている。

このようなリフトオフ法においては、特に高周波用トラ
ンジスタの如く超微細構造の電極や、Ａｕ電極のように
ＴｉＰｔ−Ａｕの３層構造の電極を形成する場合に困難
を伴なう。

電流密度を低くして信頼性を良くするためには電極はあ
る程度の厚みが必要であり、またＡｕ電極の場合は半導
体基板との反応防止のためにＴｉとＰｔ（又はＭ ｏ
ｓ Ｗ ）とを間に挾む必要があってやはり電極の厚み
が増してしまう。

この３層構造の場合は、３種類の金属間の熱膨張率の違
い等によって、熱をを受けると一種のバイメタル的な作
用をし、金属層層中にストレスが生じる。

このような点を考慮して、フォトレジスト層５の材料と
して要求される性能は、 （１）塗布後の膜厚を厚くしても十分な解像度を有する
こと。

（の 塗布後にエッジがシャープであって側面が直線的
であること。

（３）適当な接着強度を有しており、電極金属を蒸着し
終える迄は絶対に剥れることがなく、かつその後では容
易に剥れること。

であるが、特に第３番目の接着強度については問題があ
り、接着強度の弱いフォトレジストを用いると、蒸着中
にレジストが剥れてしまい、所定のパターンが出来ない
。

この現象を第２図に付き詳述すると、電極金属の蒸着時
に金属に発生するストレスにより、フォトレジスト層５
のひきつれ現象が生じ、この結果フォトレジスト層５の
端部がめくれ上って変形してしまう。

これは、フォトレジスト層５側が大面積であれば生じ易
く、間隙４（第１図参照）の部分ではすぐ近傍において
電極金属が下地基体と密着しているために全く生じない
が、特に部分９やバット部２ｂ，３ｂでは矢印のように
蒸着金属層がめくれ上る如くに縮んでしまう。

このようにしてフォトレジスト層５が蒸着金属層８のス
トレスにより変形して浮上ってしまうために、間隙１０
へどんどん蒸着電極金属６が入り込み、所望の電極幅Ｗ
が両側に広がって電極パターンがぼやけてしまうのであ
る。

この結果、第１図に示す電極パターンにおいて、特に部
分９ではかなりの変形がみられ、時によって櫛歯部２ａ
と３ａとが短絡することが認められ、またパッド部２ｂ
，３ｂの周辺部の輪郭がほやげてかなり変形することも
分った。

本発明は上述の如き欠陥を是正すべく発明されたもので
あって、半導体層上に絶縁層（例えばＳｉＯ＆）を設け
る工程と、この絶縁層上にマスク材料層（例えばフォト
レジスト層）を設ける工程と、このマスク材料層のうち
電極を形成すべき部分を除去して第１の欠除部（即ち電
極材料蒸着用の開口）を設ける工程と、この第１の欠除
部の近傍において前記マスク材料層を部分的に除去して
第２の欠除部を設ける工程と、前記絶縁層及び前記マス
ク材料層を含む表面全体に亘って電極材料層を蒸着形成
する工程と、前記マスク材料層及びこの上の前記電極材
料層を選択的に除去する工程とを夫々具備することを特
徴とする電極パターンの形成方法に係るものである。

この方法によって、蒸着電極材料のひきつれ現象による
電極パターンの変形を防止し、電極の微細加工を安定に
行なうことが出来る。

次に本発明を高周波トランジスタの電極パターンに適用
したー実施例を第３図及び第４図に付き述べる。

本実施例において、第１図に示すものと共通する部分に
は共通符号を付して説明を省略する。

本実施例によれば、第３図に示す如く、電極パターン２
，３のうち、特に変形の起こり易い部分９の近傍に、電
極の変形を防止するための補助パターン１１を設けてい
る。

この補助パターンは半導体素子の電気的性能には全く関
与しない（即ち悪影響を及ぼさない）もので、後述の電
極金属の蒸着後のフォトレジスト層の剥雛後にＳｉ０２
層上に残される島状の金属層である。

また半導体素子の周囲を囲む如くに、やはり電極金属か
らなりかつ電気的に完全に浮いている金属層１２をＳｉ
０２層上に形成する。

次に、電極パターン２，３を蒸着形成する時点での補助
パターン１１部分の状態を第４図に付き説明する。

この時点では、Ｎ型シリコン半導体基板１３には既にＰ
型の例えばベース領域１４を拡散し、基板１３０表面に
は拡散用の開口１５を有するＳｉ０２層１を形成してい
る。

そしてこのＳｉ０２層の表面にはフォトレジスト層５を
従来公知の方法で所定パターンに形成する。

このとき上述の部分９に対応する位置に存在しているフ
ォトレジスト層５のうち、電極パターン２，３に近接す
る部分を選択的に除去して開口１５をフォトエッチング
により形成する。

この状態で電極金属６を蒸着して表面全体に亘って蒸着
金属層７を形成する。

この金属層は、フォトレジスト層５に形成した電極パタ
ーン形成用の開口１６及び１５を含む表面全体に被着さ
れる。

ところがこの蒸着時に第２図に示したように金属層７の
ストレスによって、フォトレジスト層５がめくれ上ろう
としても、開口１５内には下地のＳｉ０２層１と強固に
密着した金属層１１が存在しているために、フォトレジ
スト層５の右端部５ａにおいてこの変形が防止される。

この結果フォトレジスト層５の右端部５ａはＳｉ０２層
１に密着し、金属層７によるひきつれの影響は第３図の
矢印１７万向に向けられ、右端部５ａに実質的にその影
響が現われることはない。

従って、フォトレジスト層５の開口１５内に被着した金
属層７の一部分、即ち金属層１１はフォトレジスト層５
の変形を防止する一種のクッションの役割を果すことに
なる。

このように、部分９においてフォトレジスト層５の変形
が防止されるために、蒸着金属に対するマスク作用が良
好となり、両電極パターン２，３が短絡することを防止
出来、約２μと極小の間隙４を有する微細な電極パター
ン２，３を精度良く形或することが出来る。

また金属層１２は、フォトレジスト層５に開口１５と同
様の開口（図示せず）を周囲に形成した状態で電極金属
６（第４図参照）を蒸着することにより、その開口内に
被着されて形成されるものである。

この金属層１２は半導体素子に出来るだけ近い位置に形
或されるのが望ましい。

即ち、電極パターン２，３のパッド部２ｂ，３ｂの面積
を金属層１２により規制して正確でかつ小さなものとす
ることが出来るからである。

この結果隣接する他の素子から本実施例による素子を金
属層１２内に分離収容出来、他の素子の部分における蒸
着金属のひきつれ現象の影響を金属層１２によりなくす
ことも出来る。

なお金属層１２の外側に関しては矢印１８方向に蒸着金
属のひきつれの影響は出るが、これは電極パターン２，
３には全＜影響はない。

なお蒸着金属層７は実際には、１５００〜２００ｏｉの
Ｔｉと２０００〜３０００Ｘのｐｔと７ｏｏｏｉ〜１μ
のＡｕとを連続蒸着して形成される３層構造からなって
いる。

そして第４図の状態から電極パターン２，３を形成する
には、表面に粘着テープを貼り付け、これを引き剥すこ
とにより、フォトレジスト層５と共にこの上面の蒸着金
属が同時に剥離することが出来、こうして電極パターン
２，３、金属層１１．１２のみを残すことが出来る。

なお蒸着金属のひきつれによる影響をなくすためには、
金属層１１の位置は電極パターン２，３に出来るだけ近
い方がよく、例えばその間の距離は２〜４μであるのが
望ましい。

以上本発明を一実施例に基いて説明したが、本発明はこ
の実施例に限定されるものではなく、その技術的思想に
基いて更に変形が可能であることが理解されよう。

例えば、フォトレジスト層の開口１５の数、形成位置及
び形状は変更してよく、またＳｉ０２層１を貫通して基
板１３に到達するようなものであってもよい。

本発明は上述の如く、電極パターン形成用のマスク材料
層の第１の欠除部に近接して第２の欠除部を設け、この
状態で蒸着するようにしているので、第２の欠除部が蒸
着材料に発生するストレスによるマスク材料層のひきつ
れ現象を効果的に防止し、従って電極パターンが変形す
ることなく所望のパターンとなり、特に電極の微細加工
を安定に行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例を示すものであって、第１図
は電極パターンの平面図、第２図は蒸着時に生じるひき
つれ現象を説明するための要部の断面図である。 第３図及び第４図は本発明を高周波トランジスタに適用
したー実施例を示すものであって、第３図は電極パター
ンの平面図、第４図は電極材料を蒸着したときの第３図
におげるＩＶ −ＩＶ線断面図である。 なお図面に用いられている符号において、１はＳｉ０２
層、２， ３は電極パターン、５はフォトレジスト層、
７は蒸着金属層、１１は補助パターンである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体層上に絶縁層を設ける工程と、この絶縁層上
   にマスク材料層を設ける工程と、このマスク材料層のう
   ち電極を形成すべき部分を除去して第１の欠除部を設け
   る工程と、この第１の欠除部の近傍において前記マスク
   材料層を部分的に除去して第２の欠除部を設ける工程と
   、前記絶縁層及び前記マスク材料層を含む表面全体に亘
   って電極材料層を蒸着形成する工程と、前記マスク材料
   層及びこの上の前記電極材料層を選択的に除去する工程
   とを夫々具備することを特徴とする電極パターンの形成
   方法。