(57)【要約】【課題】  段差に近い部分のメタルバリの発生を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  半導体基板上に形成した段差の上部及び下部を含む領域を開口するフォトレジストパターンを形成し、リフトオフ法により段差の上部及び下部の半導体基板上に、自己整合的に金属パターンを形成する半導体装置の製造方法において、段差下部で段差上部より、段差が延出する方向とほぼ平行な方向に延出する開口部を備えたフォトレジストパターンを形成し、リフトオフ法により金属パターンを形成する。【選択図】  図１
2005327955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成した段差の上部及び下部を含む領域を開口するフォトレジストパターンを形成し、リフトオフ法により前記段差の上部及び下部の半導体基板上に、自己整合的に金属パターンを形成する半導体装置の製造方法において、
前記段差下部で前記段差上部より、前記段差が延出する方向と略平行な方向に延出する開口部を備えた前記フォトレジストパターンを形成し、リフトオフ法により前記金属パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記段差が延出する方向と略平行な方向に延出する開口部は、前記段差下部の前記フォトレジストが略均一な厚さとなる領域まで延出した開口であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にいわゆる逆メサ形状を利用して自己整合的に電極を形成する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＡｓ半導体基板等を用いて半導体装置を形成する際、半導体基板を湿式エッチングすると半導体基板の結晶方位により、断面形状がなだらかな傾斜の順テーパー形状となる方位と逆テーパ形状となる方位が存在する（例えば特許文献１、図１）。この順テーパー形状を順メサ形状、逆テーパ形状を逆メサ形状と呼んでいる。
【０００３】
逆メサ形状の段差を利用して、段差の上部と下部に自己整合的に電極を形成することができる。例えば図２（ａ）にメサ形状を利用して形成した金属パターンの平面図を、図２（ｂ）に図２（ａ）のＤ−Ｄ面の断面図をそれぞれ示す。図２では、半導体基板上に長方形に示す凸状に残る半導体領域１が形成され、半導体領域１の長辺方向（図中縦方向）の断面が逆メサ形状となり、短辺方向（図中横方向）の断面（Ｄ−Ｄ断面に垂直な方向の断面）は、順メサ形状となるものとする。図２（ｂ）に示すように、逆メサ形状の段差を利用して自己整合的に第１の金属パターン２と第２の金属パターン３を形成することができる。
【０００４】
このような金属パターンの形成は、通常のフォトリソグラフ法により、所望の領域が開口するようにフォトレジストをパターニングし、金属膜を蒸着した後、フォトレジストを溶解除去して所望の金属パターンを形成する、いわゆるリフトオフ法により形成することができる。通常リフトオフ法でポジ型レジストを用いる場合、フォトレジストをモノクロロベンゼンに浸漬した後、露光、現像することにより、フォトレジストにひさし形状が形成し、リフトオフ法に好適な断面形状となる。
【特許文献１】特開２００１−６８４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２（ａ）に示す金属パターンを形成する場合、図２（ａ）に斜線で示す金属パターン形成予定領域を開口するようにフォトレジストをパターニングし、通常のリフトオフ法に従い、金属パターンを形成することになる。すなわち、段差の下部と上部の開口部は、段差が延出する方向とほぼ垂直な方向（図中横方向）に延出する開口部からなるフォトレジストパターンを形成し、金属パターンを形成していた。ところが、従来のリフトオフ法では、段差の近く（図２（ａ）Ｂ点）に、いわゆるメタルバリが発生してしまう。段差から離れた図２（ａ）Ａ点にはメタルバリは発生しない。
【０００６】
図３は、メタルバリが発生しないとＡ点と、メタルバリが発生するＢ点のフォトレジストの断面形状を比較した図である。両者を比較すると、図３（ｂ）に示すフォトレジスト４の断面形状は、ひさし部５が小さく、フォトレジスト４の裾部に第２の金属パターン３が乗り上げてしまい、メタルバリが発生していることがわかった。これは、段差に近い部分と離れた部分では、フォトレジストの厚さが違い（段差近傍のフォトレジストの厚さは、段差下部のフォトレジストの厚さに較べて薄い）、パターニング後のフォトレジスト収縮の割合が異なるため、段差近傍のひさし部５が後退してしまうためと考えられる。発生したメタルバリは、段差上部に形成した電極との短絡やリーク電流発生の原因となってしまう。そこで本発明は、段差に近い部分のメタルバリの発生を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、半導体基板上に形成した段差の上部及び下部を含む領域を開口するフォトレジストパターンを形成し、リフトオフ法により前記段差の上部及び下部の半導体基板上に、自己整合的に金属パターンを形成する半導体装置の製造方法において、前記段差下部で前記段差上部より、前記段差が延出する方向と略平行な方向に延出する開口部を備えた前記フォトレジストパターンを形成し、リフトオフ法により前記金属パターンを形成することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記段差が延出する方向と略平行な方向に延出する開口部は、前記段差下部の前記フォトレジストが略均一な厚さとなる領域まで延出した開口であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
段差下部に形成する電極パターンを形成するためのフォトレジストパターンを、段差下部で、段差に沿って延出するように開口させることにより、段差近くのフォトレジストの面積を小さくし、段差近くのフォトレジストに加わる応力を小さくすることにより、フォトレジストのひさしの後退を抑え、メタルバリの発生を抑制することができた。それに伴い段差上部に形成した電極との短絡や、リーク電流の発生がなくなり、歩留まり良く半導体装置を形成することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
まず、従来例同様、例えばＧａＡｓ半導体からなる半導体基板上に、段差を形成するため、フォトレジストをパターニングし、クエン酸、過酸化水素、水の混合液からなるエッチング液を用いて半導体基板上に凸状に残る半導体領域１を形成する。半導体基板表面の結晶方位が（１ ０ ０）の半導体基板を用いた場合、［０ −１ １］方向に逆メサ形状が現れ、それに垂直な方向に順メサ形状が現れる。図１に示す半導体領域１では、長辺方向に逆メサ形状、短辺方向に順メサ形状が現れるものとする。
【００１２】
金属パターンを形成するため、逆メサ形状の現れる長辺方向を横断するように、換言すれば、段差上部及び段差下部近傍では、段差の延出方向に垂直方向に開口するフォトレジストパターンを形成する。またフォトレジストパターンは、図１に示す第１の金属パターン２及び第２の金属パターン３が形成するように、段差下部近傍から離れた段差下部で、半導体領域１の長辺方向に延出する、すなわち段差の延出方向にほぼ平行な方向に延出する開口部を形成する。図１に示す例では、半導体領域１の長辺方向に沿って、半導体領域１が形成される領域より外側に延出する開口部（図１の第２の金属パターン３のＣ部を形成するための開口部）を形成している。半導体領域１が形成される領域より外側に延出する寸法は、少なくとも段差の高さとほぼ同じ寸法とする必要がある。それは、段差の高さとほぼ同じ寸法だけ離れると、フォトレジストの厚さがほぼ均一となるからである。延出部分の上限は、許容される電極の専有面積に応じて決めることができる。一例として、メサ段差が０．４μｍの場合、延出部分の寸法を０．４μｍ〜２．０μｍに設定することで、メタルバリの発生がないことを確認した。なお、本発明の開口を形成する段差近傍からの距離は、フォトリソグラフ条件で決まるものであるが、メタルバリが発生しない範囲に設定する必要がある。
【００１３】
このように段差近傍にフォトレジストの開口パターンを付加することで、段差近傍のフォトレジストに加わる応力が少なくなり、換言すればフォトレジストのひさし部５の後退が少なくなり、メタルバリの発生を防止することができる。付加した開口部では、フォトレジストの厚さは均一な領域となるため、フォトレジストの収縮は均一となり、メタルバリの発生はない。  
【００１４】
本発明をヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法に適用し、メサ段差の上部にエミッタ電極、メサ段差の下部にベース電極を形成する場合、自己整合的に形成するため、エミッタ・ベース間距離で決まるベース抵抗を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例を説明する図である。
【図２】従来の金属パターンを形成方法を説明する図である。
【図３】従来の金属パターンを形成する際の、フォトレジストの断面形状を説明する図である。
【符号の説明】
【００１６】
１：半導体領域、２：第１の金属パターン、３：第２の金属パターン、４：フォトレジスト、５：ひさし部
【図１】
2005327955.tif 000003
【図２】
2005327955.tif 000004
【図３】
2005327955.tif 000005