JPH0661269A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number
JPH0661269A
JPH0661269A JP4236556A JP23655692A JPH0661269A JP H0661269 A JPH0661269 A JP H0661269A JP 4236556 A JP4236556 A JP 4236556A JP 23655692 A JP23655692 A JP 23655692A JP H0661269 A JPH0661269 A JP H0661269A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor device
region
compound semiconductor
semiconductor
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
JP4236556A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Terazono
信一 寺薗
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP4236556A priority Critical patent/JPH0661269A/ja
Priority to US08/022,309 priority patent/US5483089A/en
Priority to EP93104466A priority patent/EP0591607A3/en
Publication of JPH0661269A publication Critical patent/JPH0661269A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66446Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET]
    • H01L29/66462Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET] with a heterojunction interface channel or gate, e.g. HFET, HIGFET, SISFET, HJFET, HEMT
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/7605Making of isolation regions between components between components manufactured in an active substrate comprising AIII BV compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/778Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
    • H01L29/7782Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
    • H01L29/7783Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導基板上における段差が小さくなり、しか
も、半導体基板上のデバイスが他の領域から完全に分離
された半導体装置とその製造方法を得る。 【構成】 InP基板1上の化合物半導体結晶層の最上
層にあるオーミック接合用のn−InGaAs層8上の
所定領域にレジストパターン12を配設し、該レジスト
パターン12をマスクにして該n−InGaAs層8を
選択的にメサエッチングし、続いて、上記化合物半導体
結晶層に対してイオン注入を行って絶縁化領域13を形
成する。次に、n−InGaAs層8の上面にソース,
ドレイン電極9a,9bを形成し、ソース電極9a−ド
レイン電極9b間の電流を測定しながらリセス11を形
成し、リフトオフ技術を用いてこのリセス11の底面か
ら上記絶縁化領域13の上面に延びる微細ゲート電極1
0bを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置とその製
造方法に関し、特に、半導体基板上に形成された化合物
半導体結晶層上の所定領域にデバイスを形成してなる半
導体装置の素子分離技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の半導体装置におけるIn
P基板上に形成されたInP系HEMT(High E
lectron Mobility Transist
or)の素子構造を示す図であり、図5(a) はその上面
図、図5(b) は図5(a) のVb−Vb線における断面図、図
5(c) は図5(a) のVc−Vc線における断面図である。図
において、500はHEMTであり、該HEMT500
は、InP基板1上に配設されたi−InAlAsバッ
ファ層2,i−InGaAsチャネル層3,i−InA
lAsスペーサ層4,n−InAlAs電子供給層5,
i−InAlAsショットキー形成層6,n−InAl
As層7及びキャリア濃度が2×1019個/cm3 の低抵
抗化されたn−InGaAsコンタクト層8からなるメ
サ型の化合物半導体結晶層と、該メサ型の化合物半導体
結晶層の上面から基板1上に向けて敷設されたソース電
極9a及びドレイン電極9bと、メサ型の化合物半導体
結晶層の最上層からi−InAlAsショットキー形成
層6に達するまで彫り込まれたリセス11の底面から基
板1上に向けて敷設されたゲート電極10とから構成さ
れている。尚、上記各層の層厚は、通常、i−InAl
Asバッファ層2の層厚が1000〜1500オングス
トローム程度であり、該i−InAlAsバッファ層2
の上部の各層の層厚は100〜400オングストローム
程度に調整されている。また、上記n−InAlAs層
7にソース,ドレイン領域が形成される。また、図中符
号10aはゲート電極10の一端の幅広に形成されたボ
ンディング用の引き出し部であり、ここでは図示してい
ないが、通常、この引き出し部10aに外部装置或いは
このInP基板1上の他の領域に形成された図示しない
素子から延びる配線がボンディングされる。
【0003】一方、図6は上記HEMTの製造工程を示
す工程別断面図であり、図において、図5と同一符号は
同一または相当する部分を示し、12はレジストパター
ンである。
【0004】以下、製造工程を説明する。InP基板1
上にCVD法等により、上記i−InAlAsバッファ
層2,i−InGaAsチャネル層3,i−InAlA
sスペーサ層4,n−InAlAs電子供給層5,i−
InAlAsショットキー形成層6,n−InAlAs
層7,n−InGaAsコンタクト層8を順次結晶成長
し、次いで、n−InGaAsコンタクト層8の上面に
通常の写真製版技術を用いてレジストパターン12を形
成し、該レジストパターン12をマスクにして酒石酸系
のエッチング液を用いたウエットエッチングにより、図
6(a) に示すように、上記得られた半導体結晶層をエッ
チングし、該半導体結晶層をメサ状に成形し、このメサ
状の半導体結晶層をInP基板1上の他の領域から分離
する。次に、リフトオフ技術を用いて、図6(b) に示す
ように、ソース電極9a,ドレイン電極9bを、n−I
nGaAsコンタクト層8上の所定領域からInP基板
1の上面に延びるように敷設する。次に、図6(c) に示
すように、これらソース電極9aとドレイン電極9b間
に流れる電流を測定しながらリセスエッチングを行っ
て、ゲート領域の結晶層の厚さ、即ち、i−InAlA
sショットキー形成層6の厚さを所望の厚さに調整して
リセス11を形成し、この後、この所望の厚さに調整さ
れたi−InAlAsショットキー形成層6にリフトオ
フ技術を用いてゲート電極10を形成する。
【0005】次に、上記HEMTの動作について説明す
る。ソース及びドレイン電極9a,9b間に、バイアス
をかけると、i−InGaAsチャネル層3内のi−I
nAlAsスペーサ層4との近傍付近に2次元ガスが形
成され、これがチャネルとなって電流が流れる。そし
て、この電流を上ゲート電極10に印加する電圧を制御
することにより、ソース・ドレイン間の電流(Ids)
が制御されてトランジスタ動作が行なわれる。
【0006】ところで、上記のHEMTがInP基板上
に形成された半導体装置のように、半導体基板上に化合
物半導体層を結晶成長し、この化合物半導体結晶層の所
定領域にデバイス(構造)を形成してなる半導体装置で
は、デバイスの種類によっても相違するが、通常、半導
体基板上に形成される化合物半導体結晶層の厚みは、少
なくとも0.2μm以上必要であり、また、リセスゲー
ト構造を備えた電界効果トランジスタでは、そのゲート
電極が形成されるリセスの底部と半導体基板との間の半
導体層の厚みが少なくとも0.2μm以上必要である。
このため、上記図5に示した半導体装置のように、半導
体基板上の化合物半導体結晶層をメサエッチングするこ
とにより、デバイスを他の半導体基板上の領域から分離
する構造の半導体装置では、半導体基板の上面とメサ部
との間(または半導体基板の上面と電極の形成位置との
間)に0.2μm以上の段差が形成されることになる。
また、このような半導体装置において、メサ部の上面
(電極の形成位置)から半導体基板の上面に向けて電極
を引き延ばして形成する場合、上記InP系HEMTの
製造工程で説明したように、通常、リフトオフ技術が用
いられる。即ち、上記段差部にも良好に膜形成が行える
レジスト膜をメサ部とその周囲部とに形成し、写真製版
技術によりこのレジスト膜の所定部分に開孔を空けてマ
スクパターンを得、該マスクパターンをマスクとして電
極形成用金属の蒸着を行い、上記レジスト膜からなるマ
スクパターンを除去することにより電極を形成する。
【0007】一方、上記写真製版技術によりレジストパ
ターンを形成する際、その露光工程では一般に縮小投影
露光装置が用いられ、縮小投影露光装置の解像限界
(R)は、一般に下記式(1) で表され(式中、NAは投
影レンズの開口数、λは露光光の波長、k1 はレンズ性
能を示す定数で、レーリーの理論より球面投影レンズで
は0.612とされている。)、微細な露光パターンを
形成するためには、この式(1) から、投影レンズの開口
数(NA)を大きくすればよいことが知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、0.2
μm以上の段差を有する領域にレジストパターンを形成
する場合、投影レンズの開口数(NA)を大きくする
と、それに伴って焦点深度が小さくなって露光強度が充
分に得られなくなり、0.2μm以上の段差を有する部
分に微細且つ一定の光強度を有する露光パターンを照射
することは非常に困難であり、その幅がクォーターミク
ロン以下(0.25μm以下)の開口パターンを有する
レジストパターンを形成する場合には、その開口パター
ンの幅は均一にならず、開口の深さ方向へもその幅が変
化してしまうため、上記のようなHEMTのメサ部のリ
セス11の底面からInP基板1の上面に向けてリフト
オフによりゲート電極10を形成する際、そのゲート電
極10の幅を微細化する(0.25μm以下にする)
と、得られるゲート電極の膜厚と幅が均一にならず、ま
た、時には段差による折り曲がり部で電極が途切れてし
まい、得られるデバイスの信頼性を低下させてしまうと
いう問題点があった。
【0009】 R=k1 λ/NA …(1)
【0010】尚、このような問題点は、化合物半導体結
晶層のデバイスの形成領域外に基板に達するまでイオン
注入を施して素子分離を行えば解決できるように考えら
れるが、例えば、上記InP系HEMTのような最上層
に電極のコンタクト用のn−InGaAs層が配設され
るデバイスでは、このn−InGaAs層をイオン注入
によって絶縁化することができないため、素子分離が十
分に行えなくなってしまう。また、イオン注入のみで絶
縁化ができるように化合物半導体結晶層の各層の組成を
決定すると、形成すべきデバイスの特性面からは各層を
好ましい組成に形成することができなくなり、得られる
デバイスの特性を低下させてしまうことになる。
【0011】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、基板上に形成される段差部が基
板上に形成されるデバイス構造に応じてできるだけ小さ
くなり、しかも、該デバイスが基板上の他の領域とは完
全に素子分離された半導体装置とこれを得る製造方法を
提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
装置及びその製造方法は、半導体基板上に形成されたイ
オン注入によって絶縁化できない低抵抗層を有する化合
物半導体結晶層の所定領域にデバイスを形成する際、少
なくとも上記低抵抗層を含む化合物半導体結晶の上層部
分にメサエッチングを施し、上記メサエッチングによっ
て得られたメサ部の下部領域外の上記化合物半導体結晶
層にはイオン注入を施して、上記デバイスを半導体基板
上の他の領域から完全に素子分離するようにしたもので
ある。
【0013】
【作用】この発明においては、メサエッチングとイオン
注入の両者を用いて基板上に形成される化合物化合物半
導体結晶層からなるデバイスを分離するようにしたか
ら、基板上における段差が、その後のデバイスの所定要
素の形成工程、例えば、電極の形成工程に支障をきたさ
ない範囲となるように、デバイスを半導体基板上の他の
領域から分離することができ、しかも、上記メサエッチ
ングによって分離される領域の結晶層の組成は、注入に
よる絶縁化を考慮することなく形成すべきデバイスの特
性に好適な組成の材料で構成することができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 (実施例1)図1は、この発明の第1の実施例による半
導体装置のInP基板上に形成されたHEMTの素子構
造を示す図であり、図1(a) はその上面図、図1(b) は
図1(a) のIb−Ib線における断面図、図1(c) は図1
(a) のIc−Ic線における断面図である。図において、1
00はHEMTであり、該HEMT100は、該InP
基板1上に順次結晶成長して得られたi−InAlAs
バッファ層2,i−InGaAsチャネル層3,i−I
nAlAsスペーサ層4,n−InAlAs電子供給層
5,i−InAlAsショットキー形成層6,n−In
AlAs層7及びn−InGaAsコンタクト層8a
と、n−InGaAsコンタクト層8aの上面に形成さ
れた該n−InGaAsコンタクト層8とオーミック接
合するソース,トレイン電極9a,9bと、n−InG
aAsコンタクト層8aからi−InAlAsショット
キー形成層6に達するまで彫り込まれて形成されたリセ
ス11の底面上に形成されたゲート幅が0.25μm以
下のゲート電極10bとから構成されている。尚、図
中、符号13はイオン注入によって形成された素子分離
領域としての絶縁化領域であり、n−InAlAs層7
にソース領域、ドレイン領域が形成される。また、上記
各結晶層は、従来と同様に、i−InAlAs(バッフ
ァ)層2が1000〜1500オングストローム程度の
層厚に形成され、他の層が100〜400オングストス
ーム程度の層厚に形成されている。また、n−InGa
Asコンタクト層8aはソース,ドレイン電極9a,9
bが良好にオーミック接合するように、そのキャリア濃
度を1×1020個/cm3 オーダーまで高めてより低抵抗
化されており、その端部が絶縁化領域12の端部と同じ
位置になるようパターニングされている。
【0015】図2は上記InP系HEMTの製造工程を
示す工程別断面図であり、図1と同一符号は同一または
相当する部分を示している
【0016】以下、図2に基づいて上記InP系HEM
Tの製造工程を説明する。先ず、図2(a) に示すよう
に、InP基板1上にCVD法等により、i−InAl
Asバッファ層2,i−InGaAsチャネル層3,i
−InAlAsスペーサ層4,n−InAlAs電子供
給層5,i−InAlAsショットキー形成層6,n−
InAlAs層7,n−InGaAsコンタクト層8a
を順次結晶成長し、次いで、n−InGaAsコンタク
ト層8aの上面に通常の写真製版技術を用いてレジスト
パターン12を形成する。次に、レジストパターン12
をマスクにしてクエン酸をエッチャントとするウエット
エッチングにより、n−InGaAsコンタクト層8a
を選択的にエッチングし、この後、該レジストパターン
12をマスクにし、水素(H),ホウ素(B),鉄(F
e)の内の何れか1種或いは2種以上を注入イオンとし
たイオン注入により、図2(b) に示すように、半導体結
晶層を貫通してInP基板1内に達するように絶縁化領
域13を形成する。次に、上記レジストパターン12を
除去した後、リフトオフ技術を用いて、上記n−InG
aAsコンタクト層8aの上面から上記絶縁化領域13
に向けて、n−InGaAsコンタクト層8aにオーミ
ック接合するAu合金またはAg合金からなるソース,
ドレイン電極9a,9bを形成する。次に、図2(d) に
示すように、これらソース電極9aとドレイン電極9b
間に流れる電流を測定しながらリセスエッチングを行
い、ゲート領域の結晶層の厚さ、即ち、i−InAlA
sショットキー形成層6の厚さを所望の厚さに調整して
リセス11を形成し、この後、図2(e) に示すように、
このリセス11に対して、リフトオフ技術を用いてゲー
ト幅が0.25μm以下のゲート電極10bを形成す
る。ここで、このゲート電極形成時、電極形成用金属を
リセスの底部に選択的に蒸着(堆積)させるために用い
るレジストパターンの開口幅は0.25μm以下に形成
されるが、該レジストパターンを形成する際のパターン
露光時、図1(c) に示されるように、半導体結晶層内に
形成された絶縁化領域13の上面部と、リセスの底部、
即ち、リセスエッチングされたi−InAlAsショッ
トキー形成層6の上面との間で生ずる段差は200〜8
00オングストロームの範囲内にあるため、解像度と露
光強度を低下させることなくパターン露光を行うことが
でき、得られるレジストパターンの開口幅が均一にな
り、ゲート電極10bは全体において太さ(幅と膜厚)
が均一でしかも、段差部において途切れを生ずることな
く形成される。また、この時、ゲート電極10bの一端
に同時に電極引き出し部10aが形成される。そして、
このようにしてHEMTがInP基板1上の所定領域に
形成された後、上記電極引き出し部10aに、InP基
板1上の他の領域に形成された素子或いは外部から延び
るワイヤがボンディングされる。
【0017】このような本実施例の半導体装置では、I
nP基板1上のHEMT100が、その最上層、即ち、
低抵抗化されたn−InGaAsコンタクト層8aのみ
がエッチングによって化合物半導体結晶層の他の領域か
ら分離され(素子分離され)、該n−InGaAsコン
タクト層8aより下の各層はイオン注入によって化合物
半導体結晶層の他の領域から分離されているので、In
P基板1上において、このHEMT100は完全に素子
分離される。また、リフトオフにより、リセス11の底
面、即ち、リセスエッチングによって露出したi−In
AlAsショットキー形成層6の上面から、素子分離領
域13の上面に延びるように形成されたその幅が0.2
5μm以下のゲート電極10bは、その形成時、リセス
11の底部と、素子分離領域13の上面との段差が0.
2μm以下にあることから(200〜800オングスト
ロームの範囲内にあることから)、電極形成用のレジス
トパターンの開口部の寸法精度が高くなり、均一な幅と
膜厚を有する電極となり、HEMT100自体の特性が
向上する。
【0018】尚、上記工程では、従来と同様にi−In
AlAsバッファ層2を1000〜1500オングスト
ローム程度の層厚にしているが、このHEMT100の
素子構造では、このi−InAlAsバッファ層2の層
厚を変えても、リセス11の底部と素子分離領域13の
上面との段差は変わらないため、このi−InAlAs
バッファ層2を1500オングストロームより大きい層
厚に形成してもよく、この場合は、該i−InAlAs
バッファ層2上に成長する他の結晶層(3,4,5,
6,7,8)の結晶性がより良好になり、HEMTの素
子特性が一層向上する。
【0019】(実施例2)図3は、この発明の第2の実
施例による半導体装置のInP基板上に形成されたIn
P系HEMTの素子構造を示す断面図であり、図におい
て、図1,2と同一符号は同一または相当する部分を示
し、300はHEMTであり、該HEMT300は、n
−InGaAsコンタクト層8bの幅が上記第1の実施
例のHEMTのn−InGaAsコンタクト層8aのそ
れに比べて小さくなるようパターニングされ、該n−I
nGaAsコンタクト層8bの上面を覆うようにソー
ス,ドレイン電極9c,9dが形成され、上記第1の実
施例のHEMT100に比べてゲート電極10bとソー
ス,ドレイン電極9a,9bとの間隔が大きくなるよう
形成されている。
【0020】尚、このHEMT300の製造工程は、上
記第1の実施例のHEMT100の製造工程と基本的に
同じであり、n−InGaAsコンタクト層8bの幅を
小さくするための写真製版工程及びエッチング工程が、
ソース電極9aとドレイン電極9bの形成工程前に行わ
れる。
【0021】このような本実施例の半導体装置では、上
記第1と同様の作用効果が得られるとともに、HEMT
300のn−InGaAsコンタクト層8bの幅が小さ
く、ゲート電極10bとソース電極9b,ドレイン電極
9cとの間隔が上記第1の実施例のHEMT100のそ
れより大きくなるので、ゲート耐圧が小さくなり、素子
特性が更に向上する。
【0022】(実施例3)図4は、この発明の第3の実
施例による半導体装置のInP基板上に形成されたHE
MTの素子構造を示す図で、図4(a) はその断面図であ
り、図4(b) は図4(a) のIVb −IVb 線における断面図
である。図において、図1,2と同一符号は同一または
相当する部分を示し、400はHEMT、10cはゲー
ト電極、13aはイオン注入による絶縁化領域である。
【0023】上記HEMT400は、i−InAlAs
バッファ層2の上部の結晶層がメサエッチングされ、i
−InAlAsバッファ層2とInP基板1の所定領域
13aとがイオン注入によって絶縁化されて、InP板
1上で素子分離されており、その幅が0.25μm以下
のゲート電極10cがi−InAlAs(バッファ)層
2にイオン注入して形成された絶縁化領域13bの上面
に引き出されて形成されている。
【0024】尚、このHEMT400の製造工程は、従
来のHEMT500の製造工程において、化合物半導体
結晶層をメサエッチングする際のエッチング時間を調整
し、エッチングをi−InAlAsバッファ層2の上面
で止め、更に、イオン注入によって絶縁化領域13aを
形成した後、ソース,ドレイン電極9a,9b及びゲー
ト電極10cを形成したものである。
【0025】このような本実施例のHEMTの製造工程
では、メサエッチング工程が、上記第1,第2の実施例
のようなn−InGaAs層を選択的にエッチングする
のではなく、従来と同様のメサエッチング工程において
基板上での段差が0.2μmより大きくならない範囲に
エッチングを止めるだけなので、簡単な工程で、基板上
に完全に他の領域と素子分離されたHEMT400を形
成することができ、しかも、得られるHEMT400の
微細ゲート電極10cは、絶縁化領域13aの上面とi
−InAlAsショットキー形成層6のリセス11の底
面間の段差は0.2μm以下(400〜1600オング
ストロームの範囲内)にあることから、均一幅で途切れ
のないものになる。
【0026】尚、上記実施例では、何れも化合物半導体
結晶層のメサエッチングを行った後イオン注入を行って
いるが、これらの順序を逆にしてもよく、この場合も上
記実施例と同様の効果を得ることができる。
【0027】また、上記何れの実施例におていも、In
P基板上にHEMTを形成した半導体装置について説明
したが、他の材料からなる半導体基板上に他の電界効果
トランジタや他のデバイスを形成する場合におていも本
発明が適用できることは言うまでもない。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、半導体
基板上に形成されたイオン注入によって絶縁化できない
低抵抗層を有する化合物半導体結晶層の所定領域にデバ
イスを形成する際、少なくとも上記低抵抗層を含む化合
物半導体結晶の上層部分にメサエッチングを施し、上記
メサエチングによって得られたメサ部の下部領域外の上
記化合物半導体結晶層にはイオン注入を施して、上記デ
バイスを半導体基板上の他の領域から完全に素子分離す
るようにしたから、段差の小さい(例えば0.2μm以
下)デバイス構造を得ることができ、デバイスの高性能
化を容易に行える効果がある。
【0029】更に、本発明によれば、上記メサエッチン
グによって分離される領域の結晶層の組成は、注入によ
る絶縁化を考慮することなく形成すべきデバイスの特性
に好適な組成の材料で構成することができるため、半導
体基板上に形成される化合物半導体結晶層結晶層の組成
の選択の幅を広げることができ、デバイスの高性能化を
容易に行なえる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例による半導体装置のI
nP基板上に形成されたInP系HEMTの素子構造を
示す図であり、図1(a) はその上面図、図1(b) は図1
(a) のIb−Ib線における断面図、図1(c) は図1(a) の
Ic−Ic線における断面図である。
【図2】図1に示すInP系HEMTの製造工程を示す
工程別断面図である。
【図3】この発明の第2の実施例による半導体装置のI
nP基板上に形成されたInP系HEMTの素子構造を
示す断面図である。
【図4】この発明の第3の実施例による半導体装置のI
nP基板上に形成されたInP系HEMTの素子構造を
示す図で、図4(a) はその断面図であり、図4(b) は図
4(a) のIVb −IVb 線における断面図である。
【図5】従来の半導体装置のInP基板上に形成された
InP系HEMTの素子構造を示す図であり、図5(a)
はその上面図、図5(b) は図1(a) のVb−Vb線における
断面図、図1(c) は図1(a) のVc−Vc線における断面図
である。
【図6】図5に示すInP系HEMTの製造工程を示す
工程別断面図である。
【符号の説明】
1 InP基板 2 i−InAlAs(バッファ)層 3 i−InGaAs(チャネル)層 4 i−InAlAs(スペーサ)層 5 n−InAlAs(電子供給)層 6 i−InAlAs(ショットキー形成)層 7 n−InAlAs層 8,8a,8b n−InGaAs(コンタクト)層 9a ソース電極 9b ドレイン電極 10,10b,10c ゲート電極 10a ゲート電極の引き出し部(ボンディングパッド
部) 11 リセス 12 レジストパターン 13,13a, イオン注入による絶縁化領域 100,300,400,500 InP系HEMT
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年1月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】以下、製造工程を説明する。InP基板1
上にMBE法等により、上記i−InAlAsバッファ
層2,i−InGaAsチャネル層3,i−InAlA
sスペーサ層4,n−InAlAs電子供給層5,i−
InAlAsショットキー形成層6,n−InAlAs
層7,n−InGaAsコンタクト層8を順次結晶成長
し、次いで、n−InGaAsコンタクト層8の上面に
通常の写真製版技術を用いてレジストパターン12を形
成し、該レジストパターン12をマスクにして酒石酸系
のエッチング液を用いたウエットエッチングにより、図
6(a) に示すように、上記得られた半導体結晶層をエッ
チングし、該半導体結晶層をメサ状に成形し、このメサ
状の半導体結晶層をInP基板1上の他の領域から分離
する。次に、リフトオフ技術を用いて、図6(b) に示す
ように、ソース電極9a,ドレイン電極9bを、n−I
nGaAsコンタクト層8上の所定領域からInP基板
1の上面に延びるように敷設する。次に、図6(c) に示
すように、これらソース電極9aとドレイン電極9b間
に流れる電流を測定しながらリセスエッチングを行っ
て、ゲート領域の結晶層の厚さ、即ち、i−InAlA
sショットキー形成層6の厚さを所望の厚さに調整して
リセス11を形成し、この後、この所望の厚さに調整さ
れたi−InAlAsショットキー形成層6にリフトオ
フ技術を用いてゲート電極10を形成する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】このような本実施例の半導体装置では、上
記第1と同様の作用効果が得られるとともに、HEMT
300のn−InGaAsコンタクト層8bの幅が小さ
く、ゲート電極10bとソース電極9b,ドレイン電極
9cとの間隔が上記第1の実施例のHEMT100のそ
れより大きくなるので、ゲート耐圧を安定に形成でき、
信頼性が向上する。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成された化合物半導体
    結晶層の所定領域に所定のデバイスを形成してなる半導
    体装置において、 上記デバイスは、その上層部分がメサエッチングによっ
    て基板上の他の領域から分離された上記化合物半導体結
    晶層の上層部分からなり、その下層部分がその周囲のイ
    オン注入による絶縁化領域によって基板上の他の領域か
    ら分離された上記化合物半導体結晶層の下層部分からな
    ることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置において、 上記化合物半導体結晶層の上層部分が、イオン注入によ
    って絶縁化することができない低抵抗層を含んでいるこ
    とを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の半導体装置において、 上記化合物半導体結晶層の最上層にイオン注入によって
    絶縁化することができないオーミック接合用の低抵抗層
    を有していることを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の半導体装置において、 上記オーミック接合用の低抵抗層がn型InGaAs層
    であることを特徴とする半導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4の何れかに記載の半導体装
    置において、 上記デハイスの電極形成面と、該電極の一部が引き出さ
    れる上記イオン注入による絶縁化領域の上面との段差が
    0.2μm以下であることを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の半導体装置において、 上記デバイスが電界効果トランジスタであり、上記電極
    がゲート電極であることを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】 半導体基板上に形成された化合物半導体
    結晶層の所定領域に所定のデバイスを形成してなる半導
    体装置の製造方法において、 上記半導体基板上に、その上層部分にイオン注入によっ
    て絶縁化されない低抵抗層を有する化合物半導体層を結
    晶成長させる工程と、 上記工程によって得られた化合物半導体結晶層のデバイ
    スが形成されるべき領域に、所定幅のマスクパターンを
    形成する工程と、 上記マスクパターンをマスクとして上記化合物半導体結
    晶層の上層部分をメサエッチングするとともに、上記化
    合物半導体結晶層の所定領域にイオン注入を行って、該
    所定領域を絶縁化し、上記デバイスが形成されるべき領
    域を上記半導体基板上の他の領域から分離する工程とを
    含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の半導体装置の製造方法
    において、 上記分離する工程で用いるイオンとして、水素,ホウ
    素,鉄の内の何れか1種或いは2種以上の共注入を用い
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項7に記載の半導体装置の製造方法
    において、 上記化合物半導体層の上層部分に設けられるイオン注入
    によって絶縁化されない低抵抗層が、その最上層に設け
    られるオーミック接合用の低抵抗層であることを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の半導体装置の製造方
    法において、 上記オーミック接合用の低抵抗結晶層が、n型InGa
    As層であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項7〜10の何れかに記載の半導
    体装置の製造方法において、 上記デバイスの電極形成面と、上記イオン注入によって
    絶縁化される領域の上面との段差が0.2μm以下にな
    るように、上記化合物半導体結晶層をメサエッチングす
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載の半導体装置の製造
    方法において、 上記デバイスが電界効果トランジタであり、上記電極が
    ゲート電極であることを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
JP4236556A 1992-08-11 1992-08-11 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH0661269A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4236556A JPH0661269A (ja) 1992-08-11 1992-08-11 半導体装置及びその製造方法
US08/022,309 US5483089A (en) 1992-08-11 1993-02-25 Electrically isolated MESFET
EP93104466A EP0591607A3 (en) 1992-08-11 1993-03-18 Isolated semiconductor device and production method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4236556A JPH0661269A (ja) 1992-08-11 1992-08-11 半導体装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0661269A true JPH0661269A (ja) 1994-03-04

Family

ID=17002400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4236556A Pending JPH0661269A (ja) 1992-08-11 1992-08-11 半導体装置及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5483089A (ja)
EP (1) EP0591607A3 (ja)
JP (1) JPH0661269A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005209969A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子及びその製造方法
JP2014007296A (ja) * 2012-06-25 2014-01-16 Advanced Power Device Research Association 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2891244B2 (ja) * 1997-06-16 1999-05-17 日本電気株式会社 電界効果トランジスタ
FR2783634A1 (fr) * 1998-09-22 2000-03-24 Koninkl Philips Electronics Nv Procede de realisation d'un dispositif semiconducteur incluant des etapes de gravure d'un empilement de couches par photolithographie
ATE488614T1 (de) 2002-08-28 2010-12-15 Moxtronics Inc Hybridstrahl-beschichtungssystem und verfahren zur herstellung von zno-schichten
US10134839B2 (en) * 2015-05-08 2018-11-20 Raytheon Company Field effect transistor structure having notched mesa

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61131526A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
US4843033A (en) * 1985-09-27 1989-06-27 Texas Instruments Incorporated Method for outdiffusion of zinc into III-V substrates using zinc tungsten silicide as dopant source
JPS63104485A (ja) * 1986-10-22 1988-05-09 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
US5162877A (en) * 1987-01-27 1992-11-10 Fujitsu Limited Semiconductor integrated circuit device and method of producing same
DE3881922T2 (de) * 1987-03-18 1993-10-07 Fujitsu Ltd Zusammengesetzte Halbleiteranordnung mit nicht-legierten ohmschen Kontakten.
JPH01283943A (ja) * 1988-05-11 1989-11-15 Hitachi Ltd 化合物半導体集積回路およびその製造方法
JPH01302742A (ja) * 1988-05-30 1989-12-06 Fujitsu Ltd 化合物半導体装置およびその製造方法
US5012318A (en) * 1988-09-05 1991-04-30 Nec Corporation Hybrid semiconductor device implemented by combination of heterojunction bipolar transistor and field effect transistor
US4935797A (en) * 1988-10-31 1990-06-19 International Business Machines Corporation Heterojunction bipolar transistors
JPH0366135A (ja) * 1989-08-04 1991-03-20 Fujitsu Ltd 化合物半導体装置
EP0437702B1 (en) * 1989-11-21 1998-08-12 Fujitsu Limited Semiconductor integrated circuit of compound semiconductor devices comprising isolation regions and method of making the same
JPH03270155A (ja) * 1990-03-20 1991-12-02 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
US5014108A (en) * 1990-05-15 1991-05-07 Harris Corporation MESFET for dielectrically isolated integrated circuits
JP2626220B2 (ja) * 1990-09-17 1997-07-02 日本電気株式会社 電界効果トランジスタ及びその製造方法
EP0482726B1 (en) * 1990-10-26 1996-03-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Heterojunction field-effect transistor
US5243207A (en) * 1991-03-15 1993-09-07 Texas Instruments Incorporated Method to integrate HBTs and FETs
US5166083A (en) * 1991-03-28 1992-11-24 Texas Instruments Incorporated Method of integrating heterojunction bipolar transistors with heterojunction FETs and PIN diodes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005209969A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子及びその製造方法
JP2014007296A (ja) * 2012-06-25 2014-01-16 Advanced Power Device Research Association 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0591607A2 (en) 1994-04-13
US5483089A (en) 1996-01-09
EP0591607A3 (en) 1997-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7244973B2 (en) Field-effect semiconductor device and method for making the same
US7015518B2 (en) HEMT device with a mesa isolating multilayer film
US4377899A (en) Method of manufacturing Schottky field-effect transistors utilizing shadow masking
US5610410A (en) III-V compound semiconductor device with Schottky electrode of increased barrier height
JP3210657B2 (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
JPH11103046A (ja) 電界効果トランジスタおよびその製造方法
JPH0661269A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0864775A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH1140578A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US4784967A (en) Method for fabricating a field-effect transistor with a self-aligned gate
JP2936586B2 (ja) 高電子移動度電界効果トランジスタの製造方法
US5652451A (en) Recessed gate field effect transistor
JP2664527B2 (ja) 半導体装置
JPH05182991A (ja) ヘテロ接合fet及びその製造方法
JPS60251671A (ja) 電界効果形トランジスタおよびその製造方法
JPS6323669B2 (ja)
JPS62204576A (ja) 縦型トランジスタの製造方法
GB2064868A (en) Schottky barrier gate field-effect transistor
JP3256941B2 (ja) 化合物半導体の表面処理方法
JPH06196504A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP4819338B2 (ja) 半導体結合超伝導三端子素子及びその製造方法
EP0146212A1 (en) Schottky barrier diode and method of manufacturing it
JP2002009275A (ja) 電界効果型化合物半導体装置
JPH0797634B2 (ja) 電界効果トランジスタとその製造方法
JPH04199643A (ja) 化合物半導体装置及びその製造方法