JP5162826B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
第1のIII−V族化合物半導体からなる導電性を有する基板と、
前記基板上に形成された、第2のIII−V族化合物半導体からなる第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に形成された、第3のIII−V族化合物半導体からなる絶縁性の第2の半導体層と、
前記第2の半導体層上に形成された、素子部分を画定するIII−V族化合物半導体積層膜と、
前記III−V族化合物半導体積層膜に形成されたトランジスタとを有する半導体装置において、
前記第1の半導体層の、少なくとも前記トランジスタの直下の領域に、前記III−V族化合物半導体積層膜の外側に延在する前記第2の半導体層に形成された開口部を介して前記第1の半導体層を選択的にエッチングすることにより形成された空洞を有することを特徴とする半導体装置、によって可能となる。
前記エッチング障壁膜の外側の領域に、前記トランジスタの表面側と前記基板とが導通可能なビアを有することを特徴とする。
第1のIII−V族化合物半導体からなる導電性の基板上に、第2のIII−V族化合物半導体からなる第1の半導体層を形成する工程と、
前記第1の半導体層上に、第3のIII−V族化合物半導体からなる絶縁性の第2の半導体層を形成する工程と、
前記第2の半導体層上に、素子部分を画定するIII−V族化合物半導体積層膜を形成する工程と、
前記III−V族化合物半導体積層膜にトランジスタを形成する工程と、
前記前記III−V族化合物半導体積層膜を囲む様に前記第2の半導体層および第1の半導体層に開口溝を形成する工程と、
少なくとも、前記開口溝の壁面に、耐エッチング性を有する第3の半導体層を形成する工程と、
前記前記III−V族化合物半導体積層膜と前記開口溝の間に、前記第3の半導体層の表面側から前記第1の半導体層の表面に達する開口部を形成する工程と、
前記開口部を介して、前記第1の半導体層の、少なくとも前記トランジスタの直下を含み前記第3の半導体層で画定される領域を、前記基板、前記第2の半導体層および前記第3の半導体層に対してエッチング作用の無いエッチャントを用いてエッチングして空洞化する工程とを、有することを特徴とする半導体装置の製造方法、によって可能となる。
図1〜図4に、本発明の第1の実施例の工程を説明する半導体装置の断面図および一部平面図を示す。本実施例では、InP HEMTに適用した例について述べる。
(第2の実施の形態)
図4は、本発明の第2の実施の形態を説明するための、半導体装置の断面図である。図4は、先に、図2(2)に示した空洞を有する半導体装置の空洞18に、低誘電率体材料19を埋め込んだ実施形態を有する。
上記の、第1および第2の実施の形態では、InP HEMTを用いた例を示したが、InP HBTでも同様に実施可能であって、また同様な効果を得ることができる。
第1のIII−V族化合物半導体からなる基板と、
前記基板上に形成された、第2のIII−V族化合物半導体からなる第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に形成された、第3のIII−V族化合物半導体からなる絶縁性の第2の半導体層と、
前記第2の半導体層上に形成された、III−V族化合物半導体積層膜からなるトランジスタとを有する半導体装置において、
前記第1の半導体層の、少なくとも前記トランジスタの直下の領域に、空洞を有することを特徴とする半導体装置。
前記空洞は、前記第2の半導体層に形成された開口部を介して前記第1の半導体層を選択的にエッチングすることにより形成されていることを特徴とする付記1記載の半導体装置。
前記トランジスタの形成領域および前記開口部を囲む、前記エッチングに耐性を有する第3の半導体層からなるエッチング障壁膜を、前記第1の半導体層に有することを特徴とする付記2記載の半導体装置。
前記基板は導電性であって、
前記エッチング障壁膜の外側の領域に、前記トランジスタの表面側と前記基板とが導通可能なビアを有することを特徴とする付記3記載の半導体装置。
前記空洞中に低誘電率体材料が埋め込まれていることを特徴とする付記1ないし4のいずれかに記載の半導体装置。
前記基板はInPであり、前記第1の半導体層はInAlAsであり、前記第2の半導体層はInPであり、前記トランジスタはHEMTまたはHBTであることを特徴とする付記1記載の半導体装置。
前記第3の半導体層はSiNであることを特徴とする付記3記載の半導体装置。
前記低誘電率体材料は、BCB(ベンゾシクロブテン、Benzocyclobuten)樹脂またはLow−kの有機SOG(Spin On Glass)材料であることを特徴とする付記6記載の半導体装置。
第1のIII−V族化合物半導体からなる基板上に、第2のIII−V族化合物半導体からなる第1の半導体層を形成する工程と、
前記第1の半導体層上に、第3のIII−V族化合物半導体からなる絶縁性の第2の半導体層を形成する工程と、
前記第2の半導体層上に、III−V族化合物半導体積層膜からなるトランジスタを形成する工程と、
前記トランジスタを囲む様に前記第2の半導体層および第1の半導体層に開口溝を形成する工程と、
少なくとも、前記開口溝内の壁面に、耐エッチング性を有する第3の半導体層を形成する工程と、
前記トランジスタと前記開口溝の間に、前記第3の半導体層の表面側から前記第1の半導体層の表面に達する開口部を形成する工程と、
前記開口部を介して、前記第1の半導体層の、少なくとも前記トランジスタの直下を含み前記第3の半導体層で画定される領域を、第3の半導体層に対してエッチング作用の無いエッチャントを用いてエッチングして空洞化する工程とを、有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記基板を導電性とし、
前記第3の半導体層を形成する工程の後に、さらに前記開口溝の外側に、前記第3の半導体層側から前記基板の表面に達するビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールに導電性材料を埋め込んでビアを形成する工程とを、有することを特徴とする付記9記載の半導体装置の製造方法。
されに、前記空洞中に低誘電率体材料を埋め込む工程を有することを特徴とする付記9または10に記載の半導体装置の製造方法。
前記基板はInPであり、前記第1の半導体層はInAlAsであり、前記第2の半導体層はInPであり、前記トランジスタはHEMTまたはHBTであり、前記第3の半導体層はSiNであることを特徴とする付記9記載の半導体装置の製造方法。
前記低誘電率体材料は、BCB(ベンゾシクロブテン、Benzocyclobuten)樹脂またはLow−kの有機SOG(Spin On Glass)材料であることを特徴とする付記11記載の半導体装置の製造方法。
2、102 バッファ層
3 エッチング停止層
4、103 素子形成層
5、105 ソース電極
6、106 ドレイン電極
7 開口溝
8、107 絶縁層
9、104 ゲート電極
10 トランジスタ素子領域
11 絶縁膜
12、111、114 ビアホール
13 コンタクトホール
14、112、115 ビア
15、108、109 配線
16 エッチングホール
17 サイドウォール
18 空洞
19 低誘電率体材料
110 金属層
Claims (4)
- 第1のIII−V族化合物半導体からなる導電性を有する基板と、
前記基板上に形成された、第2のIII−V族化合物半導体からなる第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に形成された、第3のIII−V族化合物半導体からなる絶縁性の第2の半導体層と、
前記第2の半導体層上に形成された、素子部分を画定するIII−V族化合物半導体積層膜と、
前記III−V族化合物半導体積層膜に形成されたトランジスタとを有する半導体装置において、
前記第1の半導体層の、少なくとも前記トランジスタの直下の領域に、前記III−V族化合物半導体積層膜の外側に延在する前記第2の半導体層に形成された開口部を介して前記第1の半導体層を選択的にエッチングすることにより形成された空洞を有することを特徴とする半導体装置。 - 前記空洞は、前記空洞の外周が前記III−V族化合物半導体積層膜を囲むように形成され、
前記空洞の外周壁面と前記第1の半導体層との間に挿入された、前記エッチングに耐性を有する第3の半導体層からなる第1のエッチング障壁膜と、
前記開口部の壁面に形成された、前記エッチングに耐性を有する第4の半導体層からなる第2のエッチング障壁膜と、を有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 前記第1のエッチング障壁膜の外側の領域に、前記トランジスタの表面側から前記基板上面に導通可能なビアを有することを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
- 第1のIII−V族化合物半導体からなる導電性の基板上に、第2のIII−V族化合物半導体からなる第1の半導体層を形成する工程と、
前記第1の半導体層上に、第3のIII−V族化合物半導体からなる絶縁性の第2の半導体層を形成する工程と、
前記第2の半導体層上に、素子部分を画定するIII−V族化合物半導体積層膜を形成する工程と、
前記III−V族化合物半導体積層膜にトランジスタを形成する工程と、
前記III−V族化合物半導体積層膜を囲む様に前記第2の半導体層および第1の半導体層に開口溝を形成する工程と、
少なくとも、前記開口溝の壁面に、耐エッチング性を有する第3の半導体層を形成する工程と、
前記III−V族化合物半導体積層膜と前記開口溝の間に、前記第3の半導体層の表面側から前記第1の半導体層の表面に達する開口部を形成する工程と、
前記開口部を介して、前記第1の半導体層の、少なくとも前記トランジスタの直下を含み前記第3の半導体層で画定される領域を、前記基板、前記第2の半導体層および前記第3の半導体層に対してエッチング作用の無いエッチャントを用いてエッチングして空洞化する工程とを、有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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