[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH01214067A - ゲート電極及び配線とその製造方法 - Google Patents

ゲート電極及び配線とその製造方法

Info

Publication number
JPH01214067A
JPH01214067A JP3986188A JP3986188A JPH01214067A JP H01214067 A JPH01214067 A JP H01214067A JP 3986188 A JP3986188 A JP 3986188A JP 3986188 A JP3986188 A JP 3986188A JP H01214067 A JPH01214067 A JP H01214067A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
film
metal film
wiring
insulating film
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.)
Pending
Application number
JP3986188A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaoki Ishikawa
石川 昌興
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP3986188A priority Critical patent/JPH01214067A/ja
Publication of JPH01214067A publication Critical patent/JPH01214067A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装ヱ、特にショットキー障壁型電界効果
トランジスタのゲート電極及びそれに連続して設けられ
る配線とその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
マイクロ波用ショットキー障壁型電界効果トランジスタ
(以下MESFETと呼ぶ)ではその駆動能力を高める
為にデバイスの微細化が進められている。特に、ゲート
長の短縮化は秀れた性能を得るために必要となる。
第4図(a)、(b)は従来のMESFETの−例の斜
視図及び断面図である。
Ga八へ基板1の上に設けられたソース電極8とドレイ
ン電極9との間にゲート電極6がオフセットで形成され
ており、ゲート長は0.3μmで、ゲート高さは0.5
μm、ゲート幅は10Jimである。
ゲート電極6にはそれに連なる配線7が一体化して設け
られている9配線7は抵抗を低減させるためにその断面
積を大きくしている。配線高さはグー1〜電極6と同一
高さである。ゲート電極の形成に高抵抗の金属を用いる
とゲート抵抗が高くなってしまう。そこで、ゲート抵抗
を低減させるために断面積を大きくしようとすると、ゲ
゛−ト電極の高さを更に大きくする必要がある。しかし
、ゲート電極の加工技術に問題が多くあり、一定態上高
く出来ないという問題がある。ゲート抵抗を低減するた
めにいくつかの手段が工夫されている。
第5図(a)〜(c)はゲート抵抗の低減を図った従来
のMESFETのゲート電極構造の例を示す断面図であ
る。
第5図(a)に示すMESFETは、ゲート電極6の上
に低抵抗の金属膜6aを重ねたものである。
第5図(b)に示すMESFETは、ゲート電極6の頂
部以外を絶縁膜11で覆い、ゲート電極の頂部に低抵抗
の金属膜6bを設けてT型構造にしたものである。絶縁
膜1はゲート電極6が変形したり、倒れたりするのを防
止するために設けられたものである。
第5図(c)に示すMESFETは、ゲート電極6の上
部に低抵抗の金属層、例えばAu層6Cをめっきにより
形成したものである。
次に、従来のMESFETの製造方法について説明する
第6図(a)〜(d)は従来のMESFETの製造方法
の一例を説明するための工程順に示した半導体チップの
断面図である。
まず、第6図(a)に示すように、能動層が設けられた
Ga入入幕基板1ホトリソグラフィにより得られたソー
スおよびドレイン電極領域が開口されたレジスト膜12
を設け、次に、電極金ff、10として例えばAuGe
合金を真空蒸着法により全面に被着する。
次に、第6図(b)に示すように、レジスト膜12を溶
剤で除去すれば、レジスト上の金属膜もレジスト膜と共
に除去され、ソースおよびドレイン領域のみに前記金属
膜が残される。次に、これを不活性ガス中で400℃で
熱処理してオーミック性のソース電極8およびドレイン
電極9が得られる。
次に、第6図(c)に示すように、ゲート金属膜5、例
えばタングステン・シリコン合金(WSi)を全面に0
.5μmの厚さに被着する。次に、金属膜上の所定のゲ
ート領域に実際のゲート長よりも大きい寸法のレジスト
膜13を設ける。
次に、第6図(d)に示すように、異方性ドライエツチ
ング法によりレジスト膜13をマスクとして露出部分を
エツチングして、ゲート電極6を得る。このとき、現状
の技術ではゲート長0.3μm以下のレジスト膜を得る
のは容易でないため、ドライエツチングとオーバーにし
てマスク寸法よりも微細なゲート電極を形成する。
このようにして得られたゲート電極は、微細なためとゲ
ート金属自体の比抵抗が高いなめゲート電極および配線
抵抗が高い欠点を有する。この改善方法として、例えば
第1の例として、第5図(a)に示す様に、ゲート電極
6の上部に低抵抗金属膜6aを設ける方法がある。この
場合は、金属による二層膜であるため異方性ドライエツ
チング法により微細に均一性良く形成することが極めて
難しい。次に、従来方法の第2の例として、第5図(b
)に示すように、ゲート電極6上に低抵抗金属膜6bを
設けたT型ゲートとする方法がある。この方法は、ゲー
ト電極6が形成された後、全面に絶縁膜11を設け、レ
ジストを用いた平坦化技術を用いて、ゲート電極6の上
部を露出し、全面に低抵抗金属膜6bを真空蒸着法ある
いはスパッター法により設け、レジスト膜で所定のマス
クを設けてドライエツチング法により所要の配線パター
ンを形成する方法である。この方法での問題点は、レジ
ストによる平坦化技術を用いるため絶縁膜8よりゲート
上部を露出または突出させる必要があるため、ゲートの
高さが必要なこと、従ってドライエッチによるゲート形
成が困難なことがある。また、金属膜6bはゲートに対
して装置精度から付随する位置決めが不安な問題などが
ある。更に、従来方法の第3の例として、第5図(c)
に示すように、ゲート電極6を完成した後、全面にレジ
ストを塗布したのち、これを加熱して流動化したのち、
レジストをエッチバックしてゲートの上部を露出し、め
っきによりAu膜を形成する方法がある。この方法は簡
便であるが、めっきによるAu膜表面は凹凸があり、膜
厚の均一性や制御性に欠ける問題がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
然しなから、上述したように、従来のM E S FE
Tのゲート電極とそれに連なる配線は、ゲート長の微細
な形成にドライエツチング方法によるため、ゲート長の
制御性と均一性が困難なこと、ゲートを形成したとき、
ゲートを保護するのがないためゲートの応力による反り
や剥離が発生すること、またゲートのみか突出している
ため損傷を受けやすく特性の劣化や製品歩留りの低下の
原因となっている。ゲート上部に金属膜を設ける方法は
、第1の例ではドライエツチング装置の制御性の点で微
細な寸法で充分と厚く設けることは困難であり、また金
属膜の影響でゲートを精度よく均一性なゲートを得るこ
とは困難である。次に、第2のT型ゲートの場合ではゲ
ートと上部に設けられる金属膜との位置合せの制御性に
問題があり、ゲートを中心にしてソース側あるいはドレ
イン側に片寄ることである。そして第3の例ではメツキ
Auの表面の荒れ膜厚制御の点において微細パターンに
は不向である。
本発明の目的は、低抵抗で且つ強固なゲートとそれに連
なる配線が容易に得られる方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のゲート電極及び配線は、基板上に設けられる電
界効果トランジスタのゲート電極とこれに連続して設け
られる配線において、前記基板上に絶縁膜が設けられ、
該絶縁膜上に金属膜が設けられ、前記ゲート電極及び配
線が前記絶縁膜と金属膜の側面に接して設けられたこと
を特徴とする。
本発明のゲート電極及び配線の製造方法は、基板上に絶
縁膜、金属膜を順次設ける工程と、所定の領域にレジス
ト膜を設け、これをマスクに異方性ドライエツチング法
!、こより前記金属膜及び絶縁膜をエツチングし、該金
属膜及び絶縁膜の断面および基板表面を露出させ、次に
前記マスクを除去した後全面にゲート金属膜を設ける工
程と、異方性ドライエツチング法により基板垂直方向よ
りイオンを照射して、前記金属膜及び絶縁膜の断面と基
板に密着して前記ゲート金属膜を残してゲート電極及び
配線を設ける工程と、該ゲート電極と配線の所定の領域
の金属膜表面をレジストでマスクし、異方性ドライエツ
チング法により前記マスク下を残して他の露出部分を基
板が露出するまでエツチングする工程とを含んで構成さ
れる。
電極及び配線の製造方法。
〔作用〕
基板上に始めに絶縁膜、その上に低抵抗金属膜を設け、
これをレジスト膜をマスクにして異方性ドライエツチン
グ法により、表面の金属膜さらに絶縁膜をエツチングし
てそれぞれ膜の断面を露出し、それに基板垂直方向より
ゲート金属膜をスパッタにより被着する。次に基板に対
し垂直方向より異方性ドライエツチングすれば、前記ゲ
ート金属膜は、前記金属膜および絶縁膜の断面にのみ密
着して微細なゲートが得られる。この微細なゲートおよ
びそれに連なる配線では配線抵抗が大きいため、これに
密着した前記低抵抗金属膜の一部をゲートおよびそれに
連なる配線と共に残せば、低抵抗なゲートおよびそれに
連なる配線が得られ、同時にゲートおよび配線−はこれ
により補強され強固となる。
〔実施例〕
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は本発明のゲート電極及び配線の第1の実施例の
断面図である。
GaAs基板1の上にソース電極8およびドレイン電極
りが設けられた間にゲート電極6が設けられている。例
えばゲート長GLは0.3μm以下の微細で、ゲート高
さGHは1μmである。このゲート電極6とこれに連な
る配線抵抗を低減させるために、ゲートアシスト金属膜
15が設けられている。例えば、低抵抗金属の金(Au
)等が適しており、ゲートアシスト金属層15のゲート
長方向に相当する長さALが1.5μm、その高さAH
2が0.6μmであり、ゲートを補強するためにゲート
アシスト絶縁膜14が設けられている。例えば、ゲート
長方向に相当する長さは、ゲートアシスト金属層15の
長さと等しく1.5μm、その高さAHIは0.4μm
である。ゲート電極6の高さGHはゲートアシスト金属
および絶縁膜の高さAH2とAHIとの高さに等しい。
第2図は本発明のゲート電極及び配線の第2の実施例の
断面図である。
第2の実施例は、ゲートアシストの配置も第1図(b)
に金属膜15をソース側に設けたものである。この場合
、ソース電極8をゲートアシスト絶縁膜14の下に潜ら
せ、ゲート電極とソース電極とを近づけることができる
次に、本発明のゲート電極及び配線の製造方法について
説明する。
第3図(a)〜(c)は本発明のゲート電極及び配線の
製造方法の一実施例を説明するための工程順に示した半
導体チップの断面図である。
まず、第2図(a)に示すように、GaAs基板1の上
面に気相成長法により絶縁膜としてシリコン酸化膜2を
0.4μmの厚さに堆積する。次に、酸化シリコン膜2
の上面に低抵抗金属である金膜3を蒸着法あるいはスパ
ッタリング法により0.6μmの厚さに堆積する。更に
その上面に、ゲートを形成する所定の領域にホトリソグ
ラフィによりレジスト膜4を形成し、マスクとする。
次に、第2図(b)に示すように、金膜3を異方性ドラ
イエツチング法、例えばイオンミリング法でエツチング
ガスにArを用い、ガス圧力2×10−’Torr、加
圧電圧500Vで基板平面に対して垂直方向からイオン
を照射すると約8分で露出部分の金膜がエツチング除去
されて酸化シリコン膜2の表面が露出される。次に、酸
化シリコン膜2が露出されたら、酸化シリコン膜をエツ
チング除去するために、異方性リアクティブイオンエツ
チング(RIE)法で、例えば、エツチングガスにCF
4を用い、ガス流量150SCCM、カス圧カフPa、
電力200Wでエツチングすれば、約5分でエツチング
除去されてGaAs基板1の表面が露出される。次に、
レジスト膜4を除去し、基板表面を洗浄したのち、基板
表面に向けて、スパッターにより、例えばタングステン
・シリコン合金のゲート金属膜5を0.3μmの厚さに
設ける。このとき、ゲート金属膜5は酸化シリコン膜2
と金膜3の垂直面にも被着される。本実施例では垂直面
に被着する金属膜厚は平面上の約1/2のため、この場
合0.15μmの膜厚で形成される。
次に、第3図(c)に示すように、異方性ドライエツチ
ング、例えばR’IE法により、基板表面の垂直方向か
ら、ゲート金属膜のみがエツチングされるエツチングガ
ス、例えばCF4ガスを用いて前記条件でエツチングす
れば、酸化シリコン膜2及び金膜3の側面のゲート金属
膜5aのみが残され、他はエツチング除去されてゲート
電極6が形成される。次に、ゲート電極6を含めて前記
金属膜の所定の領域、例えばゲート端から1.5μm長
のレジスト膜4aを設けて、イオンミリング法により金
属膜22をエツチング除去し、更にRIE法により酸化
シリコン膜2をエツチング除去すれば、ゲート長(GL
)0.15μm、ゲート高さ(GH)1μmのゲートで
、ゲートアシスト金属長(AL)1.5 μm、その高
さ(AH2)0.6μm、及びゲートアシスト絶縁膜長
1,5μm、高さ(AH1) 0.4 μmの、第1図
に示すような、微細で低抵抗、かつ強固なゲート電極6
及びそれに連なる配線7が得られる。
上記実施例では、ショットキー障壁型電界効果トランジ
スタのゲート電極とそれに連なる配線について説明した
が、本発明はMOS型、MIS型のFETにも適用でき
るものである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、アシスト絶縁膜とアシ
スト金属膜を用いなので、微細かつ低抵抗で、強固なゲ
ート電極とそれに連なる配線が得られるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ本発明のゲート電極及び配
線の第1及び第2の実施例の断面図、第3図(a)〜(
c)は本発明のゲート電極及び配線の製造方法の一実施
例を説明するための工程順に示した半導体チップの断面
図、第4図(a)。 (b)は従来のMESFETの一例の斜視図及び断面図
、第5図(a)〜(c)はゲート抵抗の低減を図った従
来のMESFETのゲート電極構造の例を示す断面図、
第6図(a)〜(d)は従来のMESFETの製造方法
の一例を説明するための工程順に示した半導体チップの
断面図である。 1・・・GaAs基板、2・・・酸化シリコン膜、3・
・・金膜、4・・・レジスト膜、5・・・ゲート金属膜
、6・・・ゲート電極、7・・・配線、8・・・ソース
電極、9・・・ドレイン電極、10・・・オーミック用
金属膜、11・・・絶縁膜、12.13・・・レジスト
膜、14・・・ゲートアシスト絶縁膜、15・・・ゲー
トアシスト金属M9代理人 弁理士  内 原  音 第 1 図 東 Z7 篇 j 区 月 卒 図 忽 57

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に設けられる電界効果トランジスタのゲー
    ト電極とこれに連続して設けられる配線において、前記
    基板上に絶縁膜が設けられ、該絶縁膜上に金属膜が設け
    られ、前記ゲート電極及び配線が前記絶縁膜と金属膜の
    側面に接して設けられたことを特徴とするゲート及び配
    線。
  2. (2)基板上に絶縁膜、金属膜を順次設ける工程と、所
    定の領域にレジスト膜を設け、これをマスクに異方性ド
    ライエッチング法により前記金属膜及び絶縁膜をエッチ
    ングし、該金属膜及び絶縁膜の断面および基板表面を露
    出させ、次に前記マスクを除去した後全面にゲート金属
    膜を設ける工程と、異方性ドライエッチング法により基
    板垂直方向よりイオンを照射して、前記金属膜及び絶縁
    膜の断面と基板に密着して前記ゲート金属膜を残してゲ
    ート電極及び配線を設ける工程と、該ゲート電極と配線
    の所定の領域の金属膜表面をレジストでマスクし、異方
    性ドライエッチング法により前記マスク下を残して他の
    露出部分を基板が露出するまでエッチングする工程とを
    含むことを特徴とするゲート電極及び配線の製造方法。
JP3986188A 1988-02-22 1988-02-22 ゲート電極及び配線とその製造方法 Pending JPH01214067A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3986188A JPH01214067A (ja) 1988-02-22 1988-02-22 ゲート電極及び配線とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3986188A JPH01214067A (ja) 1988-02-22 1988-02-22 ゲート電極及び配線とその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01214067A true JPH01214067A (ja) 1989-08-28

Family

ID=12564754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3986188A Pending JPH01214067A (ja) 1988-02-22 1988-02-22 ゲート電極及び配線とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01214067A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03232241A (ja) * 1989-08-31 1991-10-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
US5216282A (en) * 1991-10-29 1993-06-01 International Business Machines Corporation Self-aligned contact studs for semiconductor structures

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59124172A (ja) * 1982-12-30 1984-07-18 インタ−ナシヨナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−シヨン Fet製造方法
JPS63278278A (ja) * 1987-05-09 1988-11-15 Oki Electric Ind Co Ltd 化合物半導体素子の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59124172A (ja) * 1982-12-30 1984-07-18 インタ−ナシヨナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−シヨン Fet製造方法
JPS63278278A (ja) * 1987-05-09 1988-11-15 Oki Electric Ind Co Ltd 化合物半導体素子の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03232241A (ja) * 1989-08-31 1991-10-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
US5216282A (en) * 1991-10-29 1993-06-01 International Business Machines Corporation Self-aligned contact studs for semiconductor structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0354464B2 (ja)
US4843024A (en) Method of producing a Schottky gate field effect transistor
JPH01214067A (ja) ゲート電極及び配線とその製造方法
US6383853B2 (en) Method of fabricating semiconductor device
US6051484A (en) Semiconductor device and method of manufacturing thereof
JPS6155969A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2518402B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2712340B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2968146B2 (ja) 電極の製造方法
JP3106379B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS61240684A (ja) シヨツトキ−型電界効果トランジスタ及びその製造方法
JPH07107906B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2868771B2 (ja) 電子ビーム露光用位置合せマークの形成方法
JPH0252438A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JPH0228333A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS59114826A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6196735A (ja) 導体パタ−ン形成方法
JPH02220449A (ja) 電界効果トランジスタおよびその製造方法
JPH05275456A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS61220375A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS59181068A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6088444A (ja) 立体配線の形成方法
JPS6146074A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03289142A (ja) 化合物半導体装置の製造方法
JPH0410629A (ja) 半導体装置の製造方法