JP2002184787A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same

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JP2002184787A
JP2002184787A JP2000382823A JP2000382823A JP2002184787A JP 2002184787 A JP2002184787 A JP 2002184787A JP 2000382823 A JP2000382823 A JP 2000382823A JP 2000382823 A JP2000382823 A JP 2000382823A JP 2002184787 A JP2002184787 A JP 2002184787A
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layer
etching
semiconductor
ohmic contact
semiconductor substrate
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JP2000382823A
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Hajime Onishi
一 大西
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having an InGaAs non-alloy ohmic contact layer formed on a GaAs substrate, which can prevent non-uniform device characteristics caused by deterioration of surface morphology resulting from a difference in lattice constant between the non-alloy ohmic contact layer and a layer located thereunder. SOLUTION: An interface between planarized layer 15 and a layer 6 adjacent thereto is flattened to an atomic layer level by forming the layer 15 made of e.g. InGaP that is different in etching characteristic from InGaAs under a non-alloy ohmic contact layer 8 of InGaAs, recess etching is carried out by selectively etching the contact layer 8 utilizing the difference in etching characteristic, the etching is stopped by the planarized layer 15, and thereafter the planarized layer 15 is etched to improve the surface morphology of a recess 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
びその製造方法に関するもので、特に、高周波・高効率
動作に適した半導体装置において好適に用いられるノン
・アロイ・オーミック・コンタクト構造を有する半導体
装置およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a non-alloy ohmic contact structure suitably used in a semiconductor device suitable for high frequency and high efficiency operation. And a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】HFET(ヘテロ接合電界効果トランジ
スタ)やHBT(ヘテロ接合バイポーラトランジスタ)
等のヘテロ接合を用いた半導体装置は、高速で高効率な
動作に適しているため、衛星放送や携帯電話などの様々
な分野で用いられている。
2. Description of the Related Art HFET (heterojunction field effect transistor) and HBT (heterojunction bipolar transistor)
Semiconductor devices using a heterojunction such as those described above are suitable for high-speed and high-efficiency operation, and are therefore used in various fields such as satellite broadcasting and mobile phones.

【0003】HFETやHBTの優れた特性を引き出す
ためには、オーミック・コンタクト抵抗を低減すること
が重要である。そのためには、InAsモル比の大きな
InGaAsコンタクト層を用いたノン・アロイ・オー
ミック・コンタクト構造が有望である。すなわち、In
Asモル比が0.5以上で、かつ、電子密度の高いIn
GaAsにSiを高濃度に添加すると、フェルミレベル
が伝導帯に入り込み、Ti/Pt/Auなどの金属から
なる電極と良好なオーミック接触を形成できることが知
られている。
In order to bring out the excellent characteristics of HFETs and HBTs, it is important to reduce ohmic contact resistance. For that purpose, a non-alloy ohmic contact structure using an InGaAs contact layer having a large InAs molar ratio is promising. That is, In
As mole ratio of 0.5 or more and high electron density of In
It is known that when Si is added to GaAs at a high concentration, the Fermi level enters the conduction band and a good ohmic contact with an electrode made of a metal such as Ti / Pt / Au can be formed.

【0004】上述の場合、InGaAsにおけるInA
sモル比が大きいほど、フェルミレベルがより伝導帯へ
入り込むため、接触抵抗が小さくなり、オーミック・コ
ンタクトとして好ましいが、他方、InAsモル比が大
きくなるほど、GaAsとの格子定数の差が大きくな
る。したがって、ノン・アロイ・オーミック・コンタク
トに用いられる、InAsモル比が0.5以上のInG
aAsでは、GaAs基板との格子定数の差が大きくな
り、臨界膜厚以上に積層すると、ミスフィット転位が発
生し、表面モホロジが劣化する。
In the above case, InA in InGaAs is used.
The higher the s mole ratio, the lower the Fermi level is in the conduction band, and the lower the contact resistance, which is preferable as an ohmic contact. On the other hand, the higher the InAs mole ratio, the larger the difference in lattice constant from GaAs. Therefore, InG used for non-alloy ohmic contact and having an InAs molar ratio of 0.5 or more is used.
In aAs, the difference between the lattice constant of the GaAs substrate and that of the GaAs substrate becomes large, and when the layers are stacked to a thickness greater than the critical thickness, misfit dislocations occur and the surface morphology deteriorates.

【0005】以下に、HFETの従来の製造方法を、図
8ないし図12を順次参照して説明する。
A conventional method of manufacturing an HFET will be described below with reference to FIGS.

【0006】まず、図8を参照して、半絶縁性GaAs
基板1上に、アンドープGaAsバッファ層2、アンド
ープInGaAsチャネル層3、n型Al0.25Ga0.75
Asキャリア供給層4、アンドープAl0.25Ga0.75
sショットキ障壁層5、n型GaAsキャップ層6、n
型Inx Ga1-x As組成傾斜層7(x=0→0.
5)、およびn型In0.5 Ga0.5 Asオーミック・コ
ンタクト層8を、MBE法、MOCVD法等により、順
次、エピタキシャル成長させる。
First, referring to FIG. 8, semi-insulating GaAs
On a substrate 1, an undoped GaAs buffer layer 2, an undoped InGaAs channel layer 3, an n-type Al 0.25 Ga 0.75
As carrier supply layer 4, undoped Al 0.25 Ga 0.75 A
s Schottky barrier layer 5, n-type GaAs cap layer 6, n
-Type In x Ga 1 -x As composition gradient layer 7 (x = 0 → 0.
5) and the n-type In 0.5 Ga 0.5 As ohmic contact layer 8 are sequentially grown epitaxially by MBE, MOCVD or the like.

【0007】上述のInGaAsチャネル層3は、ミス
フィット転位が発生しない臨界膜厚以下となるように、
その組成および膜厚が選ばれる(たとえば、InAsモ
ル比=0.2、膜厚=10nm)。したがって、バッフ
ァ層2からオーミック・コンタクト層8にまで至る半導
体層において、キャップ層6と組成傾斜層7との界面ま
では、GaAs基板1と格子整合しているため、転位は
発生せず、それゆえ、GaAs基板1から組成傾斜層7
までの積層構造における各層間の界面は平坦である。
The above-mentioned InGaAs channel layer 3 is formed so as to have a thickness less than a critical thickness at which misfit dislocation does not occur.
The composition and film thickness are selected (for example, InAs molar ratio = 0.2, film thickness = 10 nm). Therefore, in the semiconductor layer from the buffer layer 2 to the ohmic contact layer 8, up to the interface between the cap layer 6 and the composition gradient layer 7 is lattice-matched with the GaAs substrate 1, so that no dislocation occurs. Therefore, from the GaAs substrate 1 to the composition gradient layer 7
The interface between the layers in the laminated structure up to is flat.

【0008】他方、組成傾斜層7とオーミック・コンタ
クト8とは、コンタクト抵抗を十分に下げる必要がある
ため、前述したようにInAsモル比を大きくし、膜厚
も臨界膜厚以上とする必要があり、GaAs基板1と格
子整合しなくなり、その結果、転位が発生し、図13に
示すように、表面モホロジが劣化する。
On the other hand, since the composition gradient layer 7 and the ohmic contact 8 need to sufficiently reduce the contact resistance, it is necessary to increase the InAs molar ratio and make the film thickness more than the critical film thickness as described above. Yes, lattice matching with the GaAs substrate 1 is lost, and as a result, dislocations occur, and the surface morphology deteriorates as shown in FIG.

【0009】次に、図9に示すように、不要部分9が、
バッファ層2に届くまで除去され、それぞれの素子が互
いに電気的に分離される。
[0009] Next, as shown in FIG.
The elements are removed until they reach the buffer layer 2, and the respective elements are electrically separated from each other.

【0010】次に、図10に示すように、オーミック・
コンタクト層8上に、オーミック電極10が形成され
る。
Next, as shown in FIG.
An ohmic electrode 10 is formed on the contact layer 8.

【0011】次に、図11に示すように、所望のパター
ンを有するフォトレジスト11が形成され、その状態
で、所望のしきい値電圧が得られるように、所定の深さ
までリセスエッチングが行なわれ、リセス12が形成さ
れる。このリセスエッチングには、次の2つの方法があ
る。
Next, as shown in FIG. 11, a photoresist 11 having a desired pattern is formed, and in this state, recess etching is performed to a predetermined depth so as to obtain a desired threshold voltage. , A recess 12 is formed. The recess etching includes the following two methods.

【0012】第1の方法は、InGaAs、GaAsお
よびAlGaAsの各々に対するエッチング特性が大き
くは異ならないエッチング液(たとえば、リン酸と過酸
化水素水と水との混合液)を用いて、オーミック電極1
0間の電流値のモニターとエッチングとを交互に行な
い、所定の電流値になるまでエッチングを行なう方法で
ある。
The first method uses an etching solution (for example, a mixed solution of phosphoric acid, a hydrogen peroxide solution, and water) that does not greatly change the etching characteristics of each of InGaAs, GaAs, and AlGaAs.
This is a method in which monitoring of the current value between 0 and etching are performed alternately, and etching is performed until a predetermined current value is obtained.

【0013】第2の方法は、AlGaAsに対するエッ
チング速度が十分遅いエッチング液(たとえば、クエン
酸とアンモニア水と過酸化水素水と水との混合液)を用
いて、AlGaAsショットキ障壁層5の表面でエッチ
ングをストップさせる方法である。この方法では、エッ
チングをストップさせた時点で所望のしきい値が得られ
るように、エピタキシャル成長段階でAlGaAsショ
ットキ障壁層5の膜厚を制御しておく必要がある。
The second method is to use an etching solution (for example, a mixture of citric acid, ammonia water, hydrogen peroxide solution, and water) having a sufficiently low etching rate on AlGaAs to form a film on the surface of the AlGaAs Schottky barrier layer 5. This is a method of stopping etching. In this method, it is necessary to control the film thickness of the AlGaAs Schottky barrier layer 5 in the epitaxial growth stage so that a desired threshold value is obtained when the etching is stopped.

【0014】このようなリセスエッチング工程を終えた
後、フォトレジスト11が除去される。
After the completion of the recess etching step, the photoresist 11 is removed.

【0015】次に、図12に示すように、リセス12内
にゲート電極13が形成される。
Next, as shown in FIG. 12, a gate electrode 13 is formed in the recess 12.

【0016】このようにして、HFETの主要部が完成
される。
Thus, the main part of the HFET is completed.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、組成
傾斜層7およびオーミック・コンタクト層8において
は、コンタクト抵抗を十分に下げるための対策をとった
結果として、図13(1)に示すように、表面モホロジ
が劣化している。
As described above, in the composition gradient layer 7 and the ohmic contact layer 8, as a result of taking measures to sufficiently reduce the contact resistance, as shown in FIG. In addition, the surface morphology has deteriorated.

【0018】このような状態で、前述した第1の方法に
よるリセスエッチングを実施したとき、エッチングが、
オーミック・コンタクト層8の表面の比較的大きな凹
凸、すなわち悪い表面モホロジを引き継いだ形で進行す
るため、図13(2)に示すように、AlGaAsショ
ットキ障壁層5に対するエッチングにおいても、これが
反映され、AlGaAsショットキ障壁層5におけるリ
セス12の底部での表面モホロジを劣化させてしまう。
In such a state, when the recess etching by the first method described above is performed,
Since the process proceeds while taking on relatively large irregularities on the surface of the ohmic contact layer 8, that is, the bad surface morphology, this is reflected in the etching of the AlGaAs Schottky barrier layer 5 as shown in FIG. This degrades the surface morphology at the bottom of the recess 12 in the AlGaAs Schottky barrier layer 5.

【0019】また、そればかりでなく、リセス12の底
部での表面モホロジは、エッチングのばらつきによっ
て、オーミック・コンタクト層8の表面モホロジより
も、さらに劣化する傾向がある。
In addition, the surface morphology at the bottom of the recess 12 tends to be further deteriorated than the surface morphology of the ohmic contact layer 8 due to variations in etching.

【0020】このようなことから、AlGaAsショッ
トキ障壁層5の表面に形成されたゲート電極13の底面
とチャネル層3との間の距離もばらつき、そのため、し
きい値の均一性が低下し、得られたデバイス特性がばら
つき、その結果、歩留まりが悪くなるという問題に遭遇
する。
As a result, the distance between the bottom surface of the gate electrode 13 formed on the surface of the AlGaAs Schottky barrier layer 5 and the channel layer 3 also varies. In this case, a problem is encountered that the obtained device characteristics vary and, as a result, the yield is deteriorated.

【0021】また、以上は、HFETについて述べた
が、HBTの場合であっても、HFETの場合と同様、
表面モホロジの悪化した部分にベース電極やコレクタ電
極が形成されることになるため、同様の問題に遭遇す
る。
In the above description, the HFET has been described. However, even in the case of the HBT, similar to the case of the HFET,
A similar problem is encountered because a base electrode and a collector electrode are formed in a portion where the surface morphology is deteriorated.

【0022】他方、前述した第2の方法によるリセスエ
ッチングでは、AlGaAsショットキ障壁層5の表面
でのエッチング速度が遅くなるため、表面モホロジの改
善を期待できる。
On the other hand, in the recess etching by the above-mentioned second method, since the etching rate on the surface of the AlGaAs Schottky barrier layer 5 becomes slow, improvement of the surface morphology can be expected.

【0023】しかし、表面モホロジを十分に改善するた
めには、エッチングでの選択比が大きい方が望ましく、
そのためには、AlGaAsにおけるAlAsモル比を
大きくしなければならない。ところが、AlAsモル比
の大きなAlGaAsは酸化されやすく、また、DXセ
ンターと呼ばれるHFET特性の上からは好ましくない
エネルギー準位を形成するため、このようなAlAsモ
ル比の大きなAlGaAsをショットキ障壁層5に用い
ると、HFETの特性や信頼性が低下してしまう。
However, in order to sufficiently improve the surface morphology, it is desirable that the etching selectivity be large.
For that purpose, the AlAs molar ratio in AlGaAs must be increased. However, since AlGaAs having a large AlAs molar ratio is easily oxidized and forms an energy level called DX center which is not preferable from the viewpoint of HFET characteristics, AlGaAs having such a large AlAs molar ratio is added to the Schottky barrier layer 5. If used, the characteristics and reliability of the HFET deteriorate.

【0024】このようなことから、第2の方法によるリ
セスエッチングによれば、HFETの特性を最適化し得
るAlAsモル比と表面モホロジを最適化し得るAlA
sモル比とは一致しないため、最適な素子設計を行ない
にくいという問題に遭遇する。
Therefore, according to the recess etching by the second method, the AlAs molar ratio which can optimize the characteristics of the HFET and the AlA which can optimize the surface morphology can be obtained.
Since this does not match the s molar ratio, a problem is encountered that it is difficult to design an optimum device.

【0025】そこで、この発明の目的は、上述したよう
な問題を解決し得る、半導体装置およびその製造方法を
提供しようとすることである。
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which can solve the above-mentioned problems.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】この発明は、半導体基板
と、半導体基板の上に当該半導体基板とは格子整合しな
い半導体層を臨界膜厚以上に積層することによって形成
されたノン・アロイ・オーミック・コンタクト層とを備
える、半導体装置にまず向けられるものであって、上述
した技術的課題を解決するため、半導体基板と半導体層
との間に、半導体層とはエッチング特性が異なる平坦化
層が形成されることを特徴としている。この平坦化層
は、半導体基板と格子整合するか、または、格子整合し
ないが膜厚が臨界膜厚以下の半導体からなるものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a non-alloy ohmic device formed by laminating a semiconductor substrate and a semiconductor layer on the semiconductor substrate that is not lattice-matched to the semiconductor substrate to a thickness greater than a critical thickness. A contact layer, which is firstly directed to a semiconductor device, and in order to solve the above-mentioned technical problem, a flattening layer having an etching characteristic different from that of the semiconductor layer is provided between the semiconductor substrate and the semiconductor layer. It is characterized by being formed. The flattening layer is made of a semiconductor which is lattice-matched with the semiconductor substrate or which does not have a lattice-matching but has a thickness less than or equal to the critical thickness.

【0027】第1の好ましい実施態様では、半導体基板
は、GaAsからなり、ノン・アロイ・オーミック・コ
ンタクト層は、Inx Ga1-x As(x≧0.5)から
なり、平坦化層は、Iny Ga1-y P(0≦y≦1)か
らなる。
In a first preferred embodiment, the semiconductor substrate is made of GaAs, the non-alloy ohmic contact layer is made of In x Ga 1 -x As (x ≧ 0.5), and the planarizing layer is made of , In y Ga 1-y P (0 ≦ y ≦ 1).

【0028】第2の好ましい実施態様では、半導体基板
は、GaAsからなり、ノン・アロイ・オーミック・コ
ンタクト層は、Inx Ga1-x As(x≧0.5)から
なり、平坦化層は、Alz Ga1-z As(0<z≦1)
からなる。
In a second preferred embodiment, the semiconductor substrate is made of GaAs, the non-alloy ohmic contact layer is made of In x Ga 1 -x As (x ≧ 0.5), and the flattening layer is made of , Al z Ga 1 -z As (0 <z ≦ 1)
Consists of

【0029】第3の好ましい実施態様では、半導体基板
は、InPからなり、ノン・アロイ・オーミック・コン
タクト層は、Inx Ga1-x As(x>0.53)から
なり、平坦化層は、InPからなる。
In a third preferred embodiment, the semiconductor substrate is made of InP, the non-alloy ohmic contact layer is made of In x Ga 1 -x As (x> 0.53), and the flattening layer is , InP.

【0030】第4の好ましい実施態様では、半導体基板
は、InPからなり、ノン・アロイ・オーミック・コン
タクト層は、Inx Ga1-x As(x≧0.53)から
なり、平坦化層は、Inz Al1-z As(0≦z<1)
からなる。
In a fourth preferred embodiment, the semiconductor substrate is made of InP, the non-alloy ohmic contact layer is made of In x Ga 1 -x As (x ≧ 0.53), and the planarizing layer is , In z Al 1-z As (0 ≦ z <1)
Consists of

【0031】この発明は、また、半導体装置の製造方法
にも向けられる。
The present invention is also directed to a method for manufacturing a semiconductor device.

【0032】この半導体装置の製造方法は、半導体基板
を用意する工程と、半導体基板の上に、半導体基板と格
子整合するか、または、格子整合しないが膜厚が臨界膜
厚以下の半導体からなる、平坦化層を形成する工程と、
平坦化層上に、半導体基板と格子整合しない半導体層を
臨界膜厚以上に積層することによって、ノン・アロイ・
オーミック・コンタクト層を形成する工程と、ノン・ア
ロイ・オーミック・コンタクト層上に、オーミック電極
を形成する工程と、半導体層および平坦化層をリセスエ
ッチングする工程と、リセスエッチングによって形成さ
れたリセス内に電極を形成する工程とを備えるもので、
前述した技術的課題を解決するため、次のような構成を
備えることを特徴としている。
In this method of manufacturing a semiconductor device, a step of preparing a semiconductor substrate and a step of forming a semiconductor on the semiconductor substrate, which is lattice-matched with the semiconductor substrate or which does not have a lattice-matching but has a film thickness less than or equal to the critical film thickness. Forming a planarization layer,
By stacking a semiconductor layer that does not lattice-match with the semiconductor substrate on the planarization layer to a thickness greater than the critical thickness, non-alloyed
A step of forming an ohmic contact layer, a step of forming an ohmic electrode on the non-alloy ohmic contact layer, a step of recess etching the semiconductor layer and the planarizing layer, and a step of forming a recess in the recess formed by the recess etching. Forming an electrode on the
In order to solve the above technical problem, the present invention is characterized by having the following configuration.

【0033】すなわち、平坦化層は、半導体層とはエッ
チング特性が異なり、上述したリセスエッチングする工
程は、この平坦化層と半導体層との間のエッチング特性
の差異を利用して、半導体層を選択的にエッチングしな
がら、平坦化層で当該エッチングをストップさせる工程
と、次いで、平坦化層をエッチングする工程とを含むこ
とを特徴としている。
That is, the flattening layer has an etching characteristic different from that of the semiconductor layer. In the recess etching step, the semiconductor layer is formed by utilizing the difference in etching characteristics between the flattening layer and the semiconductor layer. The method is characterized by including a step of stopping the etching at the flattening layer while selectively etching, and then a step of etching the flattening layer.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】図1ないし図5には、この発明の
一実施形態による半導体装置の製造方法、より特定的に
は、HFETの製造方法に含まれる典型的な工程が順次
示されている。なお、図1ないし図5は、それぞれ、図
8ないし図12に対応するものであり、この対応関係を
より容易に理解できるようにするため、図1ないし図5
において、図8ないし図12に示した要素に相当する要
素には同様の参照符号を付している。
1 to 5 sequentially show typical steps involved in a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, more specifically, a method of manufacturing an HFET. I have. FIGS. 1 to 5 correspond to FIGS. 8 to 12, respectively, and FIGS. 1 to 5 correspond to FIGS.
, Elements corresponding to the elements shown in FIGS. 8 to 12 are denoted by the same reference numerals.

【0035】図1を参照して、まず、半絶縁性GaAs
基板1が用意される。
Referring to FIG. 1, first, semi-insulating GaAs
A substrate 1 is prepared.

【0036】次いで、GaAs基板1上に、アンドープ
GaAsバッファ層2、アンドープInGaAsチャネ
ル層3、n型Al0.25Ga0.75Asキャリア供給層4、
アンドープAl0.25Ga0.75Asショットキ障壁層5、
n型GaAsキャップ層6、n型In0.5 Ga0.5 P平
坦化層15、n型Inx Ga1-x As組成傾斜層7(x
=0→0.5)、およびn型In0.5 Ga0.5 Asオー
ミック・コンタクト層8が、順次、MBE法、MOCV
D法等によってエピタキシャル成長させることによって
形成される。
Next, on the GaAs substrate 1, an undoped GaAs buffer layer 2, an undoped InGaAs channel layer 3, an n-type Al 0.25 Ga 0.75 As carrier supply layer 4,
Undoped Al 0.25 Ga 0.75 As Schottky barrier layer 5,
n-type GaAs cap layer 6, n-type In 0.5 Ga 0.5 P planarization layer 15, n-type In x Ga 1-x As gradient composition layer 7 (x
= 0 → 0.5) and the n-type In 0.5 Ga 0.5 As ohmic contact layer 8 are sequentially formed by the MBE method and the MOCV
It is formed by epitaxial growth by the D method or the like.

【0037】従来の場合と同様、InGaAsチャネル
層3については、ミスフィット転位が発生しないように
するため、臨界膜厚以下となるように、その組成および
膜厚が選ばれる(たとえば、InAsモル比=0.2、
膜厚10nm)。
As in the conventional case, the composition and thickness of the InGaAs channel layer 3 are selected so as to be less than the critical thickness in order to prevent the occurrence of misfit dislocation (for example, the InAs mole ratio). = 0.2,
Film thickness 10 nm).

【0038】また、InGaP平坦化層15について
は、GaAs基板1と格子整合しなくても、その膜厚が
臨界膜厚以下であればよいが、GaAs基板1と格子整
合するIn0.5 Ga0.5 Pからなることがより好まし
い。また、平坦化層5の膜厚は、コンタクト抵抗の増加
を防ぐため、できるだけ薄い方が望ましい。
Further, InGaP for the planarization layer 15, even without the lattice-matched GaAs substrate 1, the thickness need only be critical thickness less but, an In 0.5 Ga 0.5 P is lattice matched with the GaAs substrate 1 More preferably, it consists of The thickness of the planarizing layer 5 is desirably as thin as possible to prevent an increase in contact resistance.

【0039】以上のような構成にすると、GaAs基板
1上に形成されるバッファ層2、チャネル層3、キャリ
ア供給層4、キャップ層6および平坦化層15について
は、GaAs基板1と格子整合しているため、転位は発
生せず、これら各層の界面を平坦にすることができる。
With the above structure, the buffer layer 2, channel layer 3, carrier supply layer 4, cap layer 6, and planarization layer 15 formed on the GaAs substrate 1 are lattice-matched with the GaAs substrate 1. Therefore, dislocation does not occur, and the interface between these layers can be made flat.

【0040】これに対して、組成傾斜層7およびオーミ
ックコンタクト層8は、コンタクト抵抗を十分に下げる
必要があるため、InAsモル比を大きくし、また、臨
界膜厚以上の膜厚にする必要があり、その結果、転位が
発生し、図6(1)に示すように、表面モホロジが劣化
している。
On the other hand, since the composition gradient layer 7 and the ohmic contact layer 8 need to have a sufficiently low contact resistance, it is necessary to increase the InAs molar ratio and to make the thickness more than the critical film thickness. Yes, as a result, dislocations are generated, and the surface morphology is deteriorated as shown in FIG.

【0041】次に、図2に示すように、不要部分9がバ
ッファ層2にまで届くように除去され、それによって、
それぞれの素子が互いに電気的に分離される。
Next, as shown in FIG. 2, the unnecessary portion 9 is removed so as to reach the buffer layer 2, whereby the unnecessary portion 9 is removed.
Each element is electrically isolated from each other.

【0042】次に、図3に示すように、オーミック・コ
ンタクト層8上に、オーミック電極10が形成される。
Next, an ohmic electrode 10 is formed on the ohmic contact layer 8 as shown in FIG.

【0043】次に、図4に示すように、所望のパターン
を有するフォトレジスト11が形成される。
Next, as shown in FIG. 4, a photoresist 11 having a desired pattern is formed.

【0044】次いで、所望のしきい値電圧が得られるよ
うに、所定の深さまでリセスエッチング工程が実施さ
れ、それによって、リセス12が形成される。このリセ
スエッチング工程の詳細について、図6を参照しながら
説明する。
Next, a recess etching step is performed to a predetermined depth so as to obtain a desired threshold voltage, whereby a recess 12 is formed. Details of the recess etching step will be described with reference to FIG.

【0045】図6(1)は、前述したように、組成傾斜
層7およびオーミック・コンタクト層8において転位が
発生し、表面モホロジが劣化している状態を示してい
る。
FIG. 6A shows a state in which dislocation occurs in the composition gradient layer 7 and the ohmic contact layer 8 and the surface morphology is deteriorated, as described above.

【0046】この図6(1)に示した構造物において、
平坦化層15を構成するInGaPは、組成傾斜層7お
よびオーミック・コンタクト層8を構成するInGaA
s、ショットキ障壁層5を構成するAlGaAsならび
にキャップ層6を構成するGaAsのいずれともエッチ
ング特性が異なっている。このエッチング特性の差異を
利用して、以下のように、エッチングが実施される。
In the structure shown in FIG.
InGaP forming the planarization layer 15 is composed of InGaAs forming the composition gradient layer 7 and the ohmic contact layer 8.
s, AlGaAs forming the Schottky barrier layer 5 and GaAs forming the cap layer 6 have different etching characteristics. Utilizing this difference in etching characteristics, etching is performed as follows.

【0047】すなわち、オーミック・コンタクト層8上
にフォトレジスト11を形成した後、まず、InGaA
sはエッチングし得るがInGaPはエッチングし得な
いエッチング液(たとえば、リン酸と過酸化水素水と水
との混合液、または硫酸と過酸化水素水と水との混合
液)に浸漬され、それによって、図6(2a)または図
6(2b)に示すように、オーミック・コンタクト層8
および組成傾斜層7が除去される。そして、InGaP
はエッチングされないため、このエッチングは、InG
aP平坦化層15でストップする。
That is, after forming the photoresist 11 on the ohmic contact layer 8, first, InGaAs
s can be etched but InGaP cannot be etched (for example, a mixture of phosphoric acid, hydrogen peroxide and water, or a mixture of sulfuric acid, hydrogen peroxide and water), and As a result, as shown in FIG. 6 (2a) or FIG. 6 (2b), the ohmic contact layer 8
And the composition gradient layer 7 is removed. And InGaP
Is not etched, so this etching
Stop at the aP planarization layer 15.

【0048】このとき、InGaP平坦化層15には転
位が発生しておらず、そのため、平坦化層15と組成傾
斜層7との界面は、原子層レベルで平坦であり、このモ
ホロジの良好な界面、すなわちInGaP平坦化層15
の表面が現れる。このように、オーミック・コンタクト
層8の悪い表面モホロジの影響が取り除かれ、また、エ
ッチングのばらつきも抑えられる結果、図6(2a)に
示すように、エッチング部の表面モホロジを良好なもの
とすることができる。
At this time, no dislocation is generated in the InGaP flattening layer 15, and therefore, the interface between the flattening layer 15 and the composition gradient layer 7 is flat at the atomic layer level, and the morphology is good. Interface, ie, InGaP planarization layer 15
Surface appears. As described above, the influence of the bad surface morphology of the ohmic contact layer 8 is removed, and the variation in etching is suppressed. As a result, as shown in FIG. 6 (2a), the surface morphology of the etched portion is improved. be able to.

【0049】なお、図6(2b)は、オーミック・コン
タクト層8の表面モホロジが非常に悪く、上述したエッ
チングでは、エッチング部の表面モホロジが十分に改善
しなかった場合を示している。この場合であっても、後
述するように、後のエッチング工程で表面モホロジを十
分に良好なレベルにまで改善することができる。
FIG. 6B shows a case where the surface morphology of the ohmic contact layer 8 is very poor, and the surface morphology of the etched portion is not sufficiently improved by the above-described etching. Even in this case, as will be described later, the surface morphology can be improved to a sufficiently good level in a later etching step.

【0050】次いで、InGaPはエッチングし得るが
GaAsはエッチングし得ないエッチング液(たとえ
ば、塩酸と過酸化水素水と水との混合液)に浸漬され、
それによって、図6(3)に示すように、InGaP平
坦化層15が除去される。
Next, the substrate is immersed in an etching solution (eg, a mixture of hydrochloric acid, hydrogen peroxide and water) that can etch InGaP but cannot etch GaAs,
Thereby, as shown in FIG. 6C, the InGaP flattening layer 15 is removed.

【0051】このとき、図6(2b)に示すように、前
のエッチング工程で、エッチング部の表面モホロジが十
分に改善されなかった場合であっても、このエッチング
工程で、InGaP平坦化層15のみを除去し、モホロ
ジの良好なGaAsキャップ層6の表面を露出させるこ
とによって、エッチング部の表面モホロジを十分に良好
なレベルにまで改善することができる。
At this time, as shown in FIG. 6B, even if the surface morphology of the etched portion is not sufficiently improved in the previous etching step, the InGaP flattening layer 15 is not removed in this etching step. By removing only the morphology and exposing the surface of the GaAs cap layer 6 having good morphology, the surface morphology of the etched portion can be improved to a sufficiently good level.

【0052】上述したオーミック・コンタクト層8およ
び組成傾斜層7を除去するために用いられたエッチング
液としてのリン酸と過酸化水素水と水との混合液による
InGaAs/InGaPの選択比は100以上であ
り、また、平坦化層15を除去するために用いたエッチ
ング液としての塩酸と過酸化水素水と水との混合液によ
るInGaP/GaAsの選択比は1000以上であ
る。したがって、十分大きな選択比を与えることがで
き、そのため、良好な表面モホロジを維持することがで
きる。
The selectivity of InGaAs / InGaP by the mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide solution and water as the etchant used for removing the above-mentioned ohmic contact layer 8 and composition gradient layer 7 is 100 or more. In addition, the selectivity of InGaP / GaAs by a mixture of hydrochloric acid, hydrogen peroxide solution and water as an etchant used for removing the planarization layer 15 is 1000 or more. Therefore, a sufficiently large selectivity can be given, and good surface morphology can be maintained.

【0053】図6(3)に示すように、平坦化層15が
除去された後、所望のしきい値電圧が得られるようにす
るため、さらにエッチングが施される。このエッチング
には、従来技術において示した2つの方法と同じ方法を
適用することができる。
As shown in FIG. 6C, after the planarizing layer 15 is removed, further etching is performed to obtain a desired threshold voltage. The same method as the two methods shown in the related art can be applied to this etching.

【0054】すなわち、第1の方法によれば、InGa
As、GaAsおよびAlGaAsの各々についてのエ
ッチング特性が大きくは異ならないエッチング液(たと
えば、リン酸と過酸化水素水と水との混合液)を用い
て、オーミック電極10間の電流値のモニターとエッチ
ングとを交互に行ない、所定の電流値になるまでエッチ
ングが実施される。
That is, according to the first method, InGa
Monitoring and etching of the current value between the ohmic electrodes 10 using an etching solution (for example, a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide solution, and water) in which the etching characteristics of As, GaAs, and AlGaAs are not significantly different from each other. Are performed alternately, and etching is performed until a predetermined current value is obtained.

【0055】上述の第1の方法によるエッチングを採用
すれば、形成されたリセス12の底部の表面モホロジが
改善された結果、後述する工程において、AlGaAs
ショットキ障壁層5の表面にゲート電極13が形成され
たとき、このゲート電極13の底面からチャネル層3ま
での距離が均一になり、しきい値の均一性を向上させる
ことができる。
If the etching by the above-described first method is employed, the surface morphology of the bottom of the formed recess 12 is improved.
When the gate electrode 13 is formed on the surface of the Schottky barrier layer 5, the distance from the bottom surface of the gate electrode 13 to the channel layer 3 becomes uniform, and the uniformity of the threshold can be improved.

【0056】他方、第2の方法によれば、AlGaAs
についてのエッチング速度が十分遅いエッチング液(た
とえば、クエン酸とアンモニア水と過酸化水素水と水と
の混合液)を用いて、エッチングを実施し、このエッチ
ングを、AlGaAsショットキ障壁層5の表面でスト
ップさせる。この方法では、エッチングがストップした
ときに所望のしきい値が得られるようにするため、エピ
タキシャル成長段階でAlGaAsショットキ障壁層5
の膜厚を制御しておく必要がある。
On the other hand, according to the second method, AlGaAs
Etching is performed using an etching solution (for example, a mixed solution of citric acid, ammonia water, hydrogen peroxide solution, and water) having a sufficiently low etching rate, and the etching is performed on the surface of the AlGaAs Schottky barrier layer 5. Stop. In this method, in order to obtain a desired threshold value when the etching is stopped, the AlGaAs Schottky barrier layer 5 is formed at the epitaxial growth stage.
Needs to be controlled in advance.

【0057】上述した第2の方法によるエッチングを採
用すれば、AlGaAsショットキ障壁層5におけるA
lAsモル比をHFETの特性上の最適な値にしても、
モホロジの良好なリセス12を形成することができ、H
FETの特性を犠牲にすることなく、しきい値の均一性
を向上させることができる。
If the etching by the above-described second method is adopted, the A in the AlGaAs Schottky barrier layer 5
Even if the lAs molar ratio is set to an optimum value on the characteristics of the HFET,
A good morphological recess 12 can be formed, and H
The uniformity of the threshold value can be improved without sacrificing the characteristics of the FET.

【0058】このようにして、リセスエッチングが完了
し、図4に示すようなリセス12が形成される。
Thus, the recess etching is completed, and a recess 12 as shown in FIG. 4 is formed.

【0059】図7には、このようなリセスエッチング前
後での表面粗さ(Ra)の変化が、この実施形態の場合
と前述した従来技術による場合とについて示されてい
る。従来技術の場合には、リセスエッチングによって、
表面粗さ(Ra)が約1.5倍になっているのに対し、
この実施形態によれば、表面粗さ(Ra)が約1/3倍
というように小さくなり、平坦性が改善されていること
がわかる。
FIG. 7 shows such a change in surface roughness (Ra) before and after the recess etching in the case of this embodiment and the case of the above-mentioned prior art. In the case of the prior art, by recess etching,
While the surface roughness (Ra) is about 1.5 times,
According to this embodiment, it can be seen that the surface roughness (Ra) is reduced to about 1/3 times and the flatness is improved.

【0060】このようなリセスエッチング工程を終えた
後、フォトレジスト11が除去される。
After finishing the recess etching process, the photoresist 11 is removed.

【0061】次に、図5に示すように、リセス12内に
ゲート電極13が形成される。
Next, as shown in FIG. 5, a gate electrode 13 is formed in the recess 12.

【0062】このようにして、HFETの主要部が完成
される。
Thus, the main part of the HFET is completed.

【0063】以上、この発明を、特定の実施形態に関連
して説明したが、この発明の範囲内において、以下に例
示するように、その他、種々の変形例が可能である。
Although the present invention has been described with reference to a specific embodiment, various modifications can be made within the scope of the present invention as exemplified below.

【0064】まず、上述の実施形態では、平坦化層15
の材料としてInGaPを用いたが、InGaAsとエ
ッチング特性が異なる材料であれば、どのような材料に
置き換えられてもよい。
First, in the above embodiment, the planarizing layer 15
Although InGaP is used as the material of the above, any material may be used as long as the material has etching characteristics different from those of InGaAs.

【0065】たとえば、平坦化層の材料としてAlx
1-x As(0<x≦1)を用い、エッチング液として
クエン酸とアンモニア水と過酸化水素水と水との混合液
を用いて、このAlGaAs平坦化層の表面でエッチン
グをストップさせるようにしてもよい。このとき、Al
GaAsのAlAsモル比が大きいほど、エッチング速
度は低くなり、InGaAsとの選択比が大きくなるた
め、平坦化層の組成としては、AlAsモル比が大きい
ほど好ましい。
For example, Al x G is used as a material for the planarizing layer.
Using a 1-x As (0 <x ≦ 1) and using a mixed solution of citric acid, ammonia water, hydrogen peroxide water and water as an etching solution, stop etching on the surface of the AlGaAs planarization layer. You may do so. At this time, Al
As the AlAs molar ratio of GaAs increases, the etching rate decreases, and the selectivity with InGaAs increases. Therefore, the composition of the planarizing layer is preferably as high as the AlAs molar ratio.

【0066】また、前述した実施形態では、GaAs基
板1を用いたが、たとえば、InP基板を用いてもよ
い。この場合には、平坦化層の材料として、InPを用
いても、あるいは、臨界膜厚以下の厚さのInz Al
1-z As(0≦z<1)を用いてもよい。
Although the GaAs substrate 1 is used in the above-described embodiment, for example, an InP substrate may be used. In this case, even if InP is used as the material of the flattening layer, or In z Al having a thickness equal to or less than the critical film thickness is used.
1-z As (0 ≦ z <1) may be used.

【0067】上述のように、InPを平坦化層の材料と
して用いた場合には、リン酸と過酸化水素水と水との混
合液によって、InGaAsオーミック・コンタクト層
およびInGaAs組成傾斜層を選択的にエッチングす
ればよく、また、InAlAsを平坦化層の材料として
用いた場合には、クエン酸と過酸化水素水と水との混合
液によってInGaAsオーミック・コンタクト層およ
びInGaAs組成傾斜層を選択的にエッチングすれば
よい。なお、これらの場合、オーミック・コンタクト層
は、Inx Ga1-x As(x>0.53)の組成を有し
ていることが好ましい。
As described above, when InP is used as the material for the planarizing layer, the InGaAs ohmic contact layer and the InGaAs composition gradient layer are selectively formed by a mixture of phosphoric acid, hydrogen peroxide and water. In the case where InAlAs is used as a material for the flattening layer, the InGaAs ohmic contact layer and the InGaAs composition gradient layer are selectively formed by a mixture of citric acid, hydrogen peroxide and water. It may be etched. In these cases, the ohmic contact layer preferably has a composition of In x Ga 1 -x As (x> 0.53).

【0068】また、前述した実施形態は、HFETに関
するものであったが、たとえば、HBT等の他の半導体
装置についても、この発明を適用することができる。
Although the above-described embodiment relates to an HFET, the present invention can be applied to other semiconductor devices such as an HBT.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体基板と、ノン・アロイ・オーミック・コンタクト層を
形成する半導体層との間に、半導体層とは異なるエッチ
ング特性を有する平坦化層を形成するようにしているの
で、このような構造を有する半導体装置にリセスを形成
するためのリセスエッチング工程において、平坦化層と
半導体層との間のエッチング特性の差異を利用して、半
導体層を選択的にエッチングしながら、平坦化層で当該
エッチングをストップさせ、次いで、平坦化層をエッチ
ングする、という方法を採用することができる。
As described above, according to the present invention, a flattening layer having an etching characteristic different from that of a semiconductor layer is provided between a semiconductor substrate and a semiconductor layer forming a non-alloy ohmic contact layer. In a recess etching step for forming a recess in a semiconductor device having such a structure, a difference in etching characteristics between the planarization layer and the semiconductor layer is used to form a semiconductor layer. While selectively etching is performed, the etching is stopped at the flattening layer, and then the flattening layer is etched.

【0070】また、平坦化層は、半導体基板と格子整合
するか、または、格子整合しないが膜厚が臨界膜厚以下
の半導体からなるものであるので、この平坦化層には転
位が発生せず、したがって、平坦化層に接する層との間
の界面を平坦な状態にすることができる。
Further, since the flattening layer is made of a semiconductor which is lattice-matched with the semiconductor substrate or which is not lattice-matched but whose thickness is equal to or less than the critical thickness, dislocations are generated in this flattening layer. Therefore, the interface between the planarizing layer and the layer in contact with the planarizing layer can be made flat.

【0071】これらのことから、半導体基板に関連して
当該半導体基板とは格子整合しない半導体層を臨界膜厚
以上に積層することによって形成されたノン・アロイ・
オーミック・コンタクト層とその下の層との間での格子
定数の差によって生じる表面モホロジの劣化による影響
は、平坦化層によって有利に遮断され、リセスエッチン
グによって形成されたリセスの底面での表面モホロジを
改善することができる。そのため、半導体装置の特性に
ついての均一性が向上し、半導体装置の製造の歩留まり
を向上させることができる。
Based on these facts, a non-alloy alloy formed by laminating a semiconductor layer that does not lattice match with the semiconductor substrate to a thickness greater than or equal to the critical thickness is related to the semiconductor substrate.
The effect of surface morphology degradation caused by the difference in lattice constant between the ohmic contact layer and the underlying layer is advantageously blocked by the planarization layer and the surface morphology at the bottom of the recess formed by recess etching. Can be improved. Therefore, the uniformity of the characteristics of the semiconductor device is improved, and the production yield of the semiconductor device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態による半導体装置として
のHFETの製造方法を説明するためのもので、第1の
工程によって得られた構造物を図解的に示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure obtained by a first step, for explaining a method of manufacturing an HFET as a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した第1の工程の後に実施される第2
の工程により得られた構造物を図解的に示す断面図であ
る。
FIG. 2 shows a second step performed after the first step shown in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a structure obtained by the step of FIG.

【図3】図2に示した第2の工程の後に実施される第3
の工程により得られた構造物を図解的に示す断面図であ
る。
FIG. 3 shows a third step performed after the second step shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a structure obtained by the step of FIG.

【図4】図3に示した第3の工程の後に実施される第4
の工程により得られた構造物を図解的に示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a view showing a fourth step performed after the third step shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a structure obtained by the step of FIG.

【図5】図4に示した第4の工程の後に実施される第5
の工程により得られた構造物を図解的に示す断面図であ
り、得られたHFETの主要部を示す。
FIG. 5 shows a fifth step performed after the fourth step shown in FIG. 4;
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a structure obtained by the step of FIG. 3, showing a main part of the obtained HFET.

【図6】図4に示した第4の工程としてのリセスエッチ
ング工程の詳細を説明するための図解的断面図である。
FIG. 6 is an illustrative cross-sectional view for explaining details of a recess etching step as a fourth step shown in FIG. 4;

【図7】リセスエッチングの前後での表面粗さの変化
を、この発明の実施形態による場合と従来技術による場
合とについて示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in surface roughness before and after recess etching in a case according to an embodiment of the present invention and a case according to a conventional technique.

【図8】この発明にとって興味ある従来のHFETの製
造方法に備える第1の工程により得られた構造物を図解
的に示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a structure obtained by a first step included in a conventional method for manufacturing an HFET that is interesting to the present invention.

【図9】図8に示した第1の工程の後に実施される第2
の工程により得られた構造物を図解的に示す断面図であ
る。
FIG. 9 shows a second step performed after the first step shown in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a structure obtained by the step of FIG.

【図10】図9に示した第2の工程の後に実施される第
3の工程により得られた構造物を図解的に示す断面図で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a structure obtained by a third step performed after the second step shown in FIG.

【図11】図10に示した第3の工程の後に実施される
第4の工程により得られた構造物を図解的に示す断面図
である。
11 is a cross-sectional view schematically showing a structure obtained by a fourth step performed after the third step shown in FIG.

【図12】図11に示した第4の工程の後に実施される
第5の工程により得られた構造物を図解的に示す断面図
であり、得られたHFETの主要部を示す。
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a structure obtained by a fifth step performed after the fourth step shown in FIG. 11, showing a main part of the obtained HFET.

【図13】図11に示した第4の工程の詳細を説明する
ための断面図であり、この発明が解決しようとする課題
を示す。
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining details of a fourth step shown in FIG. 11, and shows a problem to be solved by the present invention.

【符号の説明】 1 半絶縁性GaAs基板(半導体基板) 2 バッファ層 3 チャネル層 4 キャリア供給層 5 ショットキ障壁層 6 キャップ層 7 組成傾斜層 8 オーミック・コンタクト層 10 オーミック電極 11 フォトレジスト 12 リセス 13 ゲート電極 15 平坦化層[Description of Signs] 1 semi-insulating GaAs substrate (semiconductor substrate) 2 buffer layer 3 channel layer 4 carrier supply layer 5 Schottky barrier layer 6 cap layer 7 composition gradient layer 8 ohmic contact layer 10 ohmic electrode 11 photoresist 12 recess 13 Gate electrode 15 Flattening layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/331 29/73 Fターム(参考) 4M104 AA05 BB14 BB36 CC01 CC03 DD06 DD15 DD43 DD48 DD64 DD72 GG06 GG11 HH15 HH20 5F003 BF06 BH00 BH05 BH08 BH18 BM02 BM03 BP32 BP94 BP96 BZ03 5F045 AB17 AF04 BB02 CB10 DA52 HA14 5F102 FA03 GB01 GC01 GD01 GJ05 GJ06 GK05 GL04 GM06 GM08 GN04 GN05 GN06 GN08 GN10 GR04 GR09 GR10 HC01 HC15──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) H01L 21/331 29/73 F term (Reference) 4M104 AA05 BB14 BB36 CC01 CC03 DD06 DD15 DD43 DD48 DD64 DD72 GG06 GG11 HH15 HH20 5F003 BF06 BH00 BH05 BH08 BH18 BM02 BM03 BP32.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、前記半導体基板の上に当
該半導体基板とは格子整合しない半導体層を臨界膜厚以
上に積層することによって形成されたノン・アロイ・オ
ーミック・コンタクト層とを備える、半導体装置であっ
て、 前記半導体基板と前記半導体層との間に形成される、前
記半導体層とはエッチング特性が異なる平坦化層をさら
に備え、 前記平坦化層は、前記半導体基板と格子整合するか、ま
たは、格子整合しないが膜厚が臨界膜厚以下の半導体か
らなる、半導体装置。
1. A semiconductor substrate comprising: a semiconductor substrate; and a non-alloy ohmic contact layer formed on the semiconductor substrate by laminating a semiconductor layer that is not lattice-matched with the semiconductor substrate to a critical thickness or more. A semiconductor device, further comprising: a planarization layer formed between the semiconductor substrate and the semiconductor layer, the planarization layer having different etching characteristics from the semiconductor layer, wherein the planarization layer lattice-matches with the semiconductor substrate. Or a semiconductor device comprising a semiconductor which does not lattice match but has a thickness less than or equal to a critical thickness.
【請求項2】 前記半導体基板は、GaAsからなり、
前記ノン・アロイ・オーミック・コンタクト層は、In
x Ga1-x As(x≧0.5)からなり、前記平坦化層
は、Iny Ga1-y P(0≦y≦1)からなる、請求項
1に記載の半導体装置。
2. The method according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is made of GaAs,
The non-alloy ohmic contact layer is made of In
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the flattening layer is made of x Ga 1-x As (x ≧ 0.5), and the flattening layer is made of In y Ga 1-y P (0 ≦ y ≦ 1).
【請求項3】 前記半導体基板は、GaAsからなり、
前記ノン・アロイ・オーミック・コンタクト層は、In
x Ga1-x As(x≧0.5)からなり、前記平坦化層
は、Alz Ga1-z As(0<z≦1)からなる、請求
項1に記載の半導体装置。
3. The semiconductor substrate is made of GaAs,
The non-alloy ohmic contact layer is made of In
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is made of xGa 1 -xAs (x ≧ 0.5), and the flattening layer is made of Al z Ga 1 -zAs (0 <z ≦ 1).
【請求項4】 前記半導体基板は、InPからなり、前
記ノン・アロイ・オーミック・コンタクト層は、Inx
Ga1-x As(x>0.53)からなり、前記平坦化層
は、InPからなる、請求項1に記載の半導体装置。
4. The semiconductor substrate is made of InP, and the non-alloy ohmic contact layer is made of In x
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device is made of Ga 1-x As (x> 0.53), and said planarization layer is made of InP.
【請求項5】 前記半導体基板は、InPからなり、前
記ノン・アロイ・オーミック・コンタクト層は、Inx
Ga1-x As(x>0.53)からなり、前記平坦化層
は、Inz Al1-z As(0≦z<1)からなる、請求
項1に記載の半導体装置。
Wherein said semiconductor substrate is made of InP, the non-alloy ohmic contact layer, an In x
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is made of Ga 1-x As (x> 0.53), and the flattening layer is made of In z Al 1-z As (0 ≦ z <1).
【請求項6】 半導体基板を用意する工程と、 前記半導体基板の上に、前記半導体基板と格子整合する
か、または、格子整合しないが膜厚が臨界膜厚以下の半
導体からなる、平坦化層を形成する工程と、 前記平坦化層上に、前記半導体基板とは格子整合しない
半導体層を臨界膜厚以上に積層することによって、ノン
・アロイ・オーミック・コンタクト層を形成する工程
と、 前記ノン・アロイ・オーミック・コンタクト層上に、オ
ーミック電極を形成する工程と、 前記半導体層および前記平坦化層をリセスエッチングす
る工程と、 前記リセスエッチングによって形成されたリセス内に電
極を形成する工程とを備え、 前記平坦化層は、前記半導体層とはエッチング特性が異
なり、 前記リセスエッチングする工程は、前記平坦化層と前記
半導体層との間のエッチング特性の差異を利用して、前
記半導体層を選択的にエッチングしながら、前記平坦化
層で当該エッチングをストップさせる工程と、次いで、
前記平坦化層をエッチングする工程とを含む、半導体装
置の製造方法。
6. A step of preparing a semiconductor substrate, and a flattening layer on the semiconductor substrate, which is made of a semiconductor which is lattice-matched to the semiconductor substrate or which is not lattice-matched but whose thickness is equal to or less than a critical thickness. Forming a non-alloy ohmic contact layer on the planarization layer by laminating a semiconductor layer that is not lattice-matched to the semiconductor substrate to a critical thickness or more; Forming an ohmic electrode on the alloy ohmic contact layer, recess etching the semiconductor layer and the planarizing layer, and forming an electrode in the recess formed by the recess etching. The flattening layer has an etching characteristic different from that of the semiconductor layer, and the recess etching step includes the flattening layer and the semiconductor. By utilizing the difference in etching properties between, while selectively etching the semiconductor layer, a step of stopping the etching at the planarization layer, then,
Etching the flattening layer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005191449A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Field-effect transistor
US7659592B2 (en) 2005-07-15 2010-02-09 Seiko Epson Corporation Optical element, optical module and method for manufacturing the same
JP2012109444A (en) * 2010-11-18 2012-06-07 Renesas Electronics Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof

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