JPS6271256A - 化合物半導体集積回路 - Google Patents
化合物半導体集積回路Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
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- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/0605—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits made of compound material, e.g. AIIIBV
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は化合物半導体によるモノリシックマイクロ波
集積回路(MM I Cと略称する)の構造の改良に関
する。
集積回路(MM I Cと略称する)の構造の改良に関
する。
砒化ガリウム(GaAs)を用いたMMICl特に能動
素子に電界効果トランジスタ(FETと略称する)を使
用した電力増幅用MMICについて以下に説明する。こ
の電力増幅用MMICは、FETとインピーダンス整合
をとるための整合回路部および電源回路部より成り、チ
ップサイズは大きなものとなる。チップサイズが大きく
なるにつれて、ウェーハ当りのチップ総数は減少するた
め、 MMICの歩留りを向上させることは重要である
。上記MMICの歩留りを向上させる要因として、能動
素子のFETの歩留りの向上が必要なのは言うまでもな
い。
素子に電界効果トランジスタ(FETと略称する)を使
用した電力増幅用MMICについて以下に説明する。こ
の電力増幅用MMICは、FETとインピーダンス整合
をとるための整合回路部および電源回路部より成り、チ
ップサイズは大きなものとなる。チップサイズが大きく
なるにつれて、ウェーハ当りのチップ総数は減少するた
め、 MMICの歩留りを向上させることは重要である
。上記MMICの歩留りを向上させる要因として、能動
素子のFETの歩留りの向上が必要なのは言うまでもな
い。
第3図に示す従来の一例のFETは複数のソース電極の
接地にバイアホールを用いたものの断面図である。図中
、100はGaAs半絶縁性基板、101は動作層(N
M)、102はオーム性接触層(N+層)、103sは
ソース電極、103gはゲート電極、103dはドレイ
ン電極、104はバイアホールである。このようなFE
Tは各電極が密に配列されているため、複数のソース電
極103s、 103g・・・を接地するバイアホール
加工が非常に困難であり、歩留りが著しく低下する。ま
た、バイアホール加工を容易にするために動作層領域内
の複数のソース電極の幅を広くすることも考えられるが
、チップ面積が大きくなり集積密度の向上に障害となる
。
接地にバイアホールを用いたものの断面図である。図中
、100はGaAs半絶縁性基板、101は動作層(N
M)、102はオーム性接触層(N+層)、103sは
ソース電極、103gはゲート電極、103dはドレイ
ン電極、104はバイアホールである。このようなFE
Tは各電極が密に配列されているため、複数のソース電
極103s、 103g・・・を接地するバイアホール
加工が非常に困難であり、歩留りが著しく低下する。ま
た、バイアホール加工を容易にするために動作層領域内
の複数のソース電極の幅を広くすることも考えられるが
、チップ面積が大きくなり集積密度の向上に障害となる
。
次に、第4図に示すMMICは集積密度を向上させるの
に有利な空間配線(エヤブリッジ)方式で複数のソース
電極間を金属層で架橋した特徴を有する。第4図におい
て、110はGaAs半絶縁性基板、111は動作層(
N層)、112はオーム性接触層(N層層)、113s
はソース電極、113gはゲート電極、113dはドレ
イン電極、114は絶縁膜で例えばSiO□。
に有利な空間配線(エヤブリッジ)方式で複数のソース
電極間を金属層で架橋した特徴を有する。第4図におい
て、110はGaAs半絶縁性基板、111は動作層(
N層)、112はオーム性接触層(N層層)、113s
はソース電極、113gはゲート電極、113dはドレ
イン電極、114は絶縁膜で例えばSiO□。
5L3N4.123sはソース電極間を架橋接続する空
間電極(エヤブリッジ電@)、115aはキャパシタ下
地電極、115bは上記キャパシタ下地電極と絶縁層を
介して対向するキャパシタ上面電極である。このように
形成された各電極は周辺に設けられたパッド電極に金属
層で形成された配線パターン(いずれも図示されない)
によって導出されて成る。
間電極(エヤブリッジ電@)、115aはキャパシタ下
地電極、115bは上記キャパシタ下地電極と絶縁層を
介して対向するキャパシタ上面電極である。このように
形成された各電極は周辺に設けられたパッド電極に金属
層で形成された配線パターン(いずれも図示されない)
によって導出されて成る。
取上のFET部は次のように形成される。まず、ゲート
電極113gを形成したのちウェーハ全面に絶縁膜11
4を被着し、この絶縁膜の所定領域に写真蝕刻で開孔部
を設ける。次に、電極用金属を蒸着し、開孔部において
夫々オーミック接続したソース電極113s、ドレイン
電極113dを形成する。また、上記金属蒸着にあたり
、絶縁膜に上記開孔部形成のため設けた図示のないホト
レジスト膜を介して蒸着された金属層は、ホトレジスト
膜溶除により同時に除去(いわゆるリフトオフ)される
、なお、ドレイン電極113dはくし型に、ソース電極
113sは島型に夫々形成する。さらに、ソース電極1
13g。
電極113gを形成したのちウェーハ全面に絶縁膜11
4を被着し、この絶縁膜の所定領域に写真蝕刻で開孔部
を設ける。次に、電極用金属を蒸着し、開孔部において
夫々オーミック接続したソース電極113s、ドレイン
電極113dを形成する。また、上記金属蒸着にあたり
、絶縁膜に上記開孔部形成のため設けた図示のないホト
レジスト膜を介して蒸着された金属層は、ホトレジスト
膜溶除により同時に除去(いわゆるリフトオフ)される
、なお、ドレイン電極113dはくし型に、ソース電極
113sは島型に夫々形成する。さらに、ソース電極1
13g。
113s・・・に接続し夫々の間を飛躍して架橋するエ
ヤブリッジ電極123sをパターンめっき形成するもの
である。
ヤブリッジ電極123sをパターンめっき形成するもの
である。
取上によれば、ドレイン電極113d上には絶縁膜がな
いので、製造工程においてエヤブリッジ電極123sが
何かのチャンスで変形し第5図に示すようにソース、ド
レイン電極間に短絡を生ずるという重大な事故につなが
る。これに対する対策として第6図に示すように全面に
新たに第2の絶縁保護5124を積層被着させ、ソース
電極113s上のみ開孔部を設ける工程を設ければよい
が、工程が複雑であり、開孔内の保護膜の完全除去は困
難であり、これが不十分であるとエヤブリッジ電極の接
続が不良になるなどの問題もある。
いので、製造工程においてエヤブリッジ電極123sが
何かのチャンスで変形し第5図に示すようにソース、ド
レイン電極間に短絡を生ずるという重大な事故につなが
る。これに対する対策として第6図に示すように全面に
新たに第2の絶縁保護5124を積層被着させ、ソース
電極113s上のみ開孔部を設ける工程を設ければよい
が、工程が複雑であり、開孔内の保護膜の完全除去は困
難であり、これが不十分であるとエヤブリッジ電極の接
続が不良になるなどの問題もある。
この発明は上記従来の問題点を改良し、MMICのエヤ
ブリッジ電極に設けたFETの集積密度向上と歩留り向
上を目的とする。
ブリッジ電極に設けたFETの集積密度向上と歩留り向
上を目的とする。
この発明にかかる化合物半導体集積回路は、FETの各
電極が複数組設けられソース電極(103g。
電極が複数組設けられソース電極(103g。
103s・・・)間にエヤブリッジ電極(123s、
123s・・・)による接続が施されたFET部とこれ
と同一基板にキャパシタを構成する絶縁膜を有する受動
素子を備えたものにおいて、受動素子のキャパシタを構
成する絶縁膜(11)の一部がエヤブリッジ電極下のゲ
ート電極(113g、 113g・・・)、ドレイン電
極(113d。
123s・・・)による接続が施されたFET部とこれ
と同一基板にキャパシタを構成する絶縁膜を有する受動
素子を備えたものにおいて、受動素子のキャパシタを構
成する絶縁膜(11)の一部がエヤブリッジ電極下のゲ
ート電極(113g、 113g・・・)、ドレイン電
極(113d。
113d・・・)上に延在されていることを特徴とする
。
。
この発明によれば、エヤブリッジ電極に変形を生じても
他の電極との短絡を生ずることなく、高い歩留りで再現
性良く製造を達成できる上に製造工程を複雑化しないな
どの利点がある。
他の電極との短絡を生ずることなく、高い歩留りで再現
性良く製造を達成できる上に製造工程を複雑化しないな
どの利点がある。
以下、この発明の一実施例につき第1図を参照し、さら
にその製造工程の要部を示す第2図によって説明する。
にその製造工程の要部を示す第2図によって説明する。
なお、説明において従来と変わらない部分については図
面に同じ符号を付けて示し。
面に同じ符号を付けて示し。
説明を省略する。
第1図に示されるように、この発明にかかるMMICは
受動素子の一つのキャパシタにおける下地電極115a
と上面電極115bとの間の絶縁膜11が、抵抗層の電
極116a、 116b等の上を経てFETの空間配線
123sの下方に設けられているゲート電極113gt
ドレイン電極113d上に延在されている構造上の
特徴を備えている。かかる構造により、エヤブリッジ電
極がその下方のドレイン電極に接触する事故は完全に防
止できる。
受動素子の一つのキャパシタにおける下地電極115a
と上面電極115bとの間の絶縁膜11が、抵抗層の電
極116a、 116b等の上を経てFETの空間配線
123sの下方に設けられているゲート電極113gt
ドレイン電極113d上に延在されている構造上の
特徴を備えている。かかる構造により、エヤブリッジ電
極がその下方のドレイン電極に接触する事故は完全に防
止できる。
次に、上記構造の製造方法を第2図を参照して説明する
。
。
まず、 GaAs半絶縁性基板110の一方の主面に動
作層(N層)111および抵抗層121の形成予定域に
加速エネルギ140keV、 ドーズ量3XIO”c
m″″!のSiイオンを選択的に注入する6次に、オー
ム性接触層(N十層)112形成予定域に加速エネルギ
120keVと250keV、 ドーズ量2XIOi
3cm−”の81イオンを選択的に注入する。続いて8
50℃でアニールを施してSiイオンを活性化させて動
作層111.抵抗層121゜およびオーム性接触層11
2を形成する(図a)。
作層(N層)111および抵抗層121の形成予定域に
加速エネルギ140keV、 ドーズ量3XIO”c
m″″!のSiイオンを選択的に注入する6次に、オー
ム性接触層(N十層)112形成予定域に加速エネルギ
120keVと250keV、 ドーズ量2XIOi
3cm−”の81イオンを選択的に注入する。続いて8
50℃でアニールを施してSiイオンを活性化させて動
作層111.抵抗層121゜およびオーム性接触層11
2を形成する(図a)。
次に、上記オーム性接触層112上および抵抗層121
上に写真蝕刻法でソース、ドレイン、抵抗層の各電極用
のパターニングを行ないAuGa層を蒸着する。続いて
リフトオフを施して各電極パターンに形成したのち、4
50℃に加熱し合金化する。さらに再度リフトオフ法に
よってTi/Pt/Auを夫々1000人/1000人
/7000人に形成してソース電極113g。
上に写真蝕刻法でソース、ドレイン、抵抗層の各電極用
のパターニングを行ないAuGa層を蒸着する。続いて
リフトオフを施して各電極パターンに形成したのち、4
50℃に加熱し合金化する。さらに再度リフトオフ法に
よってTi/Pt/Auを夫々1000人/1000人
/7000人に形成してソース電極113g。
ドレイン電極L13d、抵抗層電極116a、 116
bを形成する6次に写真蝕刻法によりゲート電極および
キャパシタ下地電極のパターニングを行ないAQを蒸着
し、リフトオフによってゲート電極113g、キャパシ
タ下地電極115aを形成する(図b)。
bを形成する6次に写真蝕刻法によりゲート電極および
キャパシタ下地電極のパターニングを行ないAQを蒸着
し、リフトオフによってゲート電極113g、キャパシ
タ下地電極115aを形成する(図b)。
次に、ゲート、ドレイン、抵抗層の電極保護およびキャ
パシタ用として絶縁膜(S13N4)” をプラズマC
VD法により厚さ2000人堆積したのち、写真蝕刻法
およびフレオンガス(CF、 )を用いたプラズマエツ
チング法によってソース電極113s上の絶縁l111
1に開孔する(図c)。
パシタ用として絶縁膜(S13N4)” をプラズマC
VD法により厚さ2000人堆積したのち、写真蝕刻法
およびフレオンガス(CF、 )を用いたプラズマエツ
チング法によってソース電極113s上の絶縁l111
1に開孔する(図c)。
次に、写真蝕刻法によりソース電極接続用のエヤブリッ
ジ電極およびキャパシタ上面電極のパターニングを施し
、蒸着によりTiを厚さ2000人、さらにめっきによ
りAuを3μ−厚に形成してソース電極113g、 I
L3s・・・間接続用のエヤブリッジ電極123gとキ
ャパシタ上面電極115bが設けられて第1図に示され
るMMICとなる。
ジ電極およびキャパシタ上面電極のパターニングを施し
、蒸着によりTiを厚さ2000人、さらにめっきによ
りAuを3μ−厚に形成してソース電極113g、 I
L3s・・・間接続用のエヤブリッジ電極123gとキ
ャパシタ上面電極115bが設けられて第1図に示され
るMMICとなる。
取上の如くして絶縁膜11がドレイン電極113d上を
被覆しているので、エヤブリッジ電極が変形してもソー
ス、ドレイン電極間に短絡を生ずることがない、また、
1回の絶縁膜堆積でゲート電極。
被覆しているので、エヤブリッジ電極が変形してもソー
ス、ドレイン電極間に短絡を生ずることがない、また、
1回の絶縁膜堆積でゲート電極。
ドレイン電極の保護膜、キャパシタの絶縁膜の形成が達
成されるので、工程が複雑にならない利点もある。
成されるので、工程が複雑にならない利点もある。
なお、上記実施例で述べた絶縁膜の厚さ2000人はこ
れに限られるものでなく、短絡を生じない程度、または
キャパシタの歩留りが低下しない程度堆積されていれば
よい。また、絶縁膜にはSi、 N層 を例示したがこ
れに限られずシリコン酸化膜(SiOz ) e リン
ドープ酸化膜(PSG)等を用いてもよい。
れに限られるものでなく、短絡を生じない程度、または
キャパシタの歩留りが低下しない程度堆積されていれば
よい。また、絶縁膜にはSi、 N層 を例示したがこ
れに限られずシリコン酸化膜(SiOz ) e リン
ドープ酸化膜(PSG)等を用いてもよい。
この発明によれば、上に述べたようにドレイン電極が絶
縁膜によって被覆されてなるのでソース電極間接続用の
エヤブリッジ電極が組立工程にて変形しても両電極間が
短絡することなく、MMICを高歩留りで再現性良く製
造することができる。
縁膜によって被覆されてなるのでソース電極間接続用の
エヤブリッジ電極が組立工程にて変形しても両電極間が
短絡することなく、MMICを高歩留りで再現性良く製
造することができる。
また、ドレイン電極の絶縁膜はキャパシタの絶縁膜、ゲ
ート電極の絶縁膜と同時に形成するので製造工程を複雑
にすることがないなどの顕著な利点がある。
ート電極の絶縁膜と同時に形成するので製造工程を複雑
にすることがないなどの顕著な利点がある。
第1図および第2図はいずれもこの発明にがかる一実施
例のMMTCにかかり、第1図は断面図、第2図a−c
は製造工程の要部を示す断面図、第3図ないし第6図は
従来例のMMICの要部を説明するためのいずれも断面
図である。 11−−−−−−一絶縁膜 110−−−−−− GaAs半絶縁性基板111−−
−−−一動作層(N層) 112−−−−−−オーム性接触層(N層層)113g
−−−−−−ソース電極 113d−−−−−−ドレイン電極 L13g−−−−−−ゲート電極 115a、 115b−−−−−−キャパシタ(下地、
上面)電極116a、 116b−−−−−一抵抗層の
電極121−−−−−一抵抗層
例のMMTCにかかり、第1図は断面図、第2図a−c
は製造工程の要部を示す断面図、第3図ないし第6図は
従来例のMMICの要部を説明するためのいずれも断面
図である。 11−−−−−−一絶縁膜 110−−−−−− GaAs半絶縁性基板111−−
−−−一動作層(N層) 112−−−−−−オーム性接触層(N層層)113g
−−−−−−ソース電極 113d−−−−−−ドレイン電極 L13g−−−−−−ゲート電極 115a、 115b−−−−−−キャパシタ(下地、
上面)電極116a、 116b−−−−−一抵抗層の
電極121−−−−−一抵抗層
Claims (1)
- 電界効果トランジスタの各電極が複数組設けられ、ソー
ス電極に空間配線による接続が施された電界効果トラン
ジスタ部とこれと同一基板にキャパシタを構成する絶縁
膜を有する受動素子を備えて形成された化合物半導体集
積回路において、受動素子のキャパシタを構成する絶縁
膜の一部が空間配線下方のゲート、ドレイン電極上に延
在されていることを特徴とする化合物半導体集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21016785A JPS6271256A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 化合物半導体集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21016785A JPS6271256A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 化合物半導体集積回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6271256A true JPS6271256A (ja) | 1987-04-01 |
Family
ID=16584877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21016785A Pending JPS6271256A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 化合物半導体集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6271256A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5070376A (en) * | 1990-01-05 | 1991-12-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor device |
US5126812A (en) * | 1990-02-14 | 1992-06-30 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Monolithic micromechanical accelerometer |
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- 1985-09-25 JP JP21016785A patent/JPS6271256A/ja active Pending
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