201628. lajstromszámú szabadalom • Eljárás egymástól kis távolságban lévő fém alakzatok hordozón, különösen félvezető hordozón történő kialakítására
1 HU 201628 B 2 A találmány tárgya eljárás egymástól kis távohiágh/wi lévő fém /ihil'.zotok hordozón, kuk* nősen félvezető hordozón történő kialakítására. A korszerű, nagy elemsürüségű és az igen nagyfrekvenciákon működő félvezető eszközök megkövetelik, hogy a különböző funkciókat ellátó fém alakzatok méretei és egymástól való távolságai biztonsággal az 1 um vagy ennél kisebb értéket érjék el. Így pl. a nagyfrekvenciás GaAs MESFET félvezető eszközöknél az ohmos kontaktusok közé helyezett Schottky fémezés legkisebb mérete 1 um vagy ez alatti, és a kétfajta kontaktusnak egymástól szintén 1 um vagy ez alatti távolságban kell lennie. Ez feltétele az eszköz nagyfrekvenciás működésének. A nagyfrekvenciás tulajdonságoknál meghatározó tényező a gate-elektróda mérete, igy a fejlesztések célkitűzése egyrészt az egyre kisebb gate-.hosszal' biró struktúrák kifejlesztése és a lecsökkent méretekből adódó gate-ellenállás megfelelő határok közé szorítása, másrészről a gate és ohmos kontaktusok közel történő elhelyezése. Ilyen célokra általában nagyfelbontású elektron-, röntgen-sugaras, vagy kb. 200 nm hullámhosszon dolgozó litográfiát alkalmaznak, hogy biztosítani lehessen a gate kicsi, mikrométer alatti méretét. Ezek a készülékek csak korlátozott módon, a kialakított szeletmozgató mechanika pontosságának függvényében tudják biztosítani az egymás után következő rétegek, pl. kontaktusok közeli kialakítását. Ez általában 1,5-2 um a legjobb esetekben is, ami pl. 10-100 GHz-es nagyfrekvenciás tranzisztorok kialakítására alkalmatlan. A különböző anyagok, alakzatok egymáshoz közeli elhelyezésére és kialakítására ismeretes már az ún. önillesztéses eljárás, amelynél egy első alakzat kialakításával, pl. akár a gate, akár az ohmos kontaktusok először re történő kialakításával meg lehet határozni a következő rétegből készülő másik alakzat távolságát. Ilyen önillesztéses eljárást ismertetnek K. Ismail és H. Beneking az Electronics Letters, 1984. okt. 25-i számában (20 kötet, 22. szám) a 942-943. oldalakon. Egy félszigetelö hordozón lévő epitaxiás réteg teljes felületére vékony Cr és Au fémet választanak le. Majd fotolitográfiás úton a lakkrétegben kijelölik a gate helyét. Elektrokémiai úton aranyat választva le, kialakítanak egy keresztmetszetben .gomba" alakú alakzatot. A fotoreziszt réteg eltávolítása utón ionmarással úgy távolítják el a vékony, az első lépésben kialakított összefüggő Cr-Au réteget, hogy csak a gomba alsó részének folytatása maradjon meg a GaAs hordozó felületén. Ezután merőleges fémsugárral kialakítják az ohmos kontaktusokat. Itt a gate és az ohmos kontaktus távolságát a gomba alakzatú gate méretei határozzák meg. Tekintve, hogy az ion-marósra is árnyékolólag hat a gomba alakzat, és a gomba alakzat árnyékából in l/*k élet »•«»•rí cl kell távolítani a Cr-Au réteget, egyébként a tranzisztor zárlatos lesz, jelentős túl maróst szükséges elvégezni anizotróp módon úgy, hogy a vékony gate megmaradjon és ne váljon le. Figyelembe véve ezt a szükséges túlmarást, valamint azt, hogy a nagyfrekvenciás tranzisztorokhoz szükséges epitaxiás réteg vastagsága 0,1- -0,3 um körül van, és hogy nem lehet abszolút szelektívnek tekinteni az ionmarást az Au és Cr rétegre, az epitaxiás réteg is könnyen elmaródhat, valamint a túlmarós elviheti magát a gate-fémezést is. Ugyanakkor ez az eljárás nem ad lehetőséget az ún. .recess' marásra, amivel a gate kialakítása előtt az epitaxiás réteg szándékolt, kismértékű maratásával az előállítani kívánt eszköz paramétereit pontosítani lehet. A találmány megalkotásakor olyan eljárást kívántunk létrehozni, amely valamely hordozón igen kis méretű és kis távolságú alakzatok nagy megbízhatóságú gyártását teszi lehetővé. A találmány tehát eljárás egymástól kis távolságban lévő fém alakzatok hordozón, különösen félvezető hordozón történő kialakítására, amelynek során a hordozóra első fém alakzatot viszünk fel, amely első fém alakzatnak egy második fém alakzattal szomszédos oldalait kinyúló peremmel alakítjuk ki, majd a második fém alakzatot úgy hozzuk létre, hogy az első fém alakzattal ellátott hordozóra fémréteget viszünk fel. Az eljárást a találmány szerint az jellemzi, hogy a hordozóra legalább egy szigetelőréteget viszünk fel, a legalább egy szigetelőréteget fotoreziszt réteg alkalmazásával az első fém alakzatnak megfelelő helyeken eltávolítjuk és eközben önmagéban ismert módon a megmaradó legalább egy szigetelőréteg és/vagy az ezen lévő megmaradó fotoreziszt réteg ferde oldalfelületét hozzuk létre, az így kialakított struktúrára első fémréteget viszünk fel, majd a fotoreziszt réteget a felette lévő első fémréteggel együtt eltávolítjuk, ezután a legalább egy szigetelőréteget a második fém alakzatnak megfelelő helyeken eltávolítjuk, és az így kialakított struktúrára második fémréteget viszünk fel. A találmány szerinti eljárással az önillesztéses alakzatkialakitás nagy megbízhatósággal és pontossággal végezhető el. Az alkalmazott fotoreziszt réteg és/vagy szigetelőréteg szelektív eltávolitásának beállításával előre meghatározható azok kialakuló ferde oldalfelülete, amely megszabja az elsőként felvitt fém alakzat kinyúló peremét. A kinyúló perem a második fém alakzat felvitelekor mintegy maszkként szolgál, és lehetővé teszi a két fém alakzat szomszédos elemeinek tervezhető igen kis távolságát. Az eljárás egyben csökkenti a második fém alakzat elemeinek szélességi méretét ahhoz a mérethez képest, amit a litográfia egyébként biztosítana. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
