JPH03120840A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH03120840A JPH03120840A JP1259099A JP25909989A JPH03120840A JP H03120840 A JPH03120840 A JP H03120840A JP 1259099 A JP1259099 A JP 1259099A JP 25909989 A JP25909989 A JP 25909989A JP H03120840 A JPH03120840 A JP H03120840A
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Landscapes
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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】
[)既望〕
本発明は、 InAlAs/InGaAs系へテロ接合
を用いて2次元電子ガスをチャネルとする半導体装置の
製造方法に関し。
を用いて2次元電子ガスをチャネルとする半導体装置の
製造方法に関し。
ゲート・リセスを光励起選択ドライエツチング出来るよ
うにし、またエンハンスメントモードトランジスタとデ
プレショントランジスタを同一基板上に容易に作り分け
ることを目的とし。
うにし、またエンハンスメントモードトランジスタとデ
プレショントランジスタを同一基板上に容易に作り分け
ることを目的とし。
基板にInGaAsからなるチャネル層及びInAlA
sからなる電子供給層及びInPからなるリセス形成層
順次積層して形成する工程と、その後、該リセス形成層
を開口して、該電子供給層を露出したゲートリセスを形
成する工程とを含むように構成する。
sからなる電子供給層及びInPからなるリセス形成層
順次積層して形成する工程と、その後、該リセス形成層
を開口して、該電子供給層を露出したゲートリセスを形
成する工程とを含むように構成する。
(産業上の利用分野〕
本発明は、 InGaAs/ InGaAs系へテロ接
合を用いて2次元電子ガスをチャネルとする半導体装置
の製造方法に関する。
合を用いて2次元電子ガスをチャネルとする半導体装置
の製造方法に関する。
近年、 InAlAs/InGaAs系の高電子移動度
トランジスタ(HEMT)は、以下に述べる利点のため
に研究開発が活発になっている。
トランジスタ(HEMT)は、以下に述べる利点のため
に研究開発が活発になっている。
即ち、 InGaAsチャネル層の電子飽和速度が大き
く、かつ電子移動度が大きいこと、n型1nAIAs電
子供給層は高濃度ドーピングが可能で、しかも。
く、かつ電子移動度が大きいこと、n型1nAIAs電
子供給層は高濃度ドーピングが可能で、しかも。
深いトラップ準位が少ないこと、 InAlAsとIn
GaAs間のバンド不連続値が大きく、電子面濃度を大
きく採れる等である。
GaAs間のバンド不連続値が大きく、電子面濃度を大
きく採れる等である。
最近のデータによれば、カットオフ周波数17が200
0H2を超え、伝達コンダクタンスg、は1s/l1l
Ilを達成するなど、この系のポテンシャルの高さを実
証してきている。
0H2を超え、伝達コンダクタンスg、は1s/l1l
Ilを達成するなど、この系のポテンシャルの高さを実
証してきている。
この材料系のデバイスを集積化していり際、デバイス特
性の均一性、デバイスの高歩留り化、とりわけゲート部
のリセスエッチング方法として。
性の均一性、デバイスの高歩留り化、とりわけゲート部
のリセスエッチング方法として。
光励起選択ドライリセスエッチング法が提供されている
が、 InGaAsに対する光励起エツチングの不安定
性、或いは、 InGaAsとゲートメタルの接触の問
題が生じてしまうことがあり、これらの歩留り低下要因
を極力なくしていく必要がある。
が、 InGaAsに対する光励起エツチングの不安定
性、或いは、 InGaAsとゲートメタルの接触の問
題が生じてしまうことがあり、これらの歩留り低下要因
を極力なくしていく必要がある。
第5図は従来構造のHEMTの模式断面図である。
図において、44は半絶縁性1nP基板、45はバッフ
ァ層としての1−1no、S! A l o1eAs+
46はチャネル層としての1−Ino、5zGao、
4Js+ 47は2次元電子ガス、48は電子供給層と
してのn−1n+、 32 A j20.411As、
49はリセス形成層としてのn−InGaAs層 5
0はソース、 51はドレイン、52はゲートである。
ァ層としての1−1no、S! A l o1eAs+
46はチャネル層としての1−Ino、5zGao、
4Js+ 47は2次元電子ガス、48は電子供給層と
してのn−1n+、 32 A j20.411As、
49はリセス形成層としてのn−InGaAs層 5
0はソース、 51はドレイン、52はゲートである。
従来のInAlAs/InGaAs系HEMTにおいて
は。
は。
光励起選択ドライエツチングにより、キャップ層のIn
GaAs層のみエツチングし、露出したInAlAs層
にゲートメタルを形成していた。
GaAs層のみエツチングし、露出したInAlAs層
にゲートメタルを形成していた。
ところが、 InGaAsにたいする光励起エツチング
は、エツチングガスの混合比ばらつきにより、エツチン
グレートにバラツキを生じたり、エツチング面に荒れを
生じることがある。
は、エツチングガスの混合比ばらつきにより、エツチン
グレートにバラツキを生じたり、エツチング面に荒れを
生じることがある。
また、このことから、 InGaAs層のサイドエツチ
ングの量が安定していないと、ソース・ゲート間の寄生
抵抗Rsにばらつきを生じ、デバイス特性そのものにも
影響を与える。
ングの量が安定していないと、ソース・ゲート間の寄生
抵抗Rsにばらつきを生じ、デバイス特性そのものにも
影響を与える。
極端な場合、ゲートメタルとInGaAsが接触すれば
ゲート電極はリーク電流が大幅に増大し、良好なゲート
電極とはならないことになる。
ゲート電極はリーク電流が大幅に増大し、良好なゲート
電極とはならないことになる。
従って、光励起選択ドライエツチングによって。
InGaAsとInAlAsの選択エツチングはできて
も、エツチングの不安定性及びそれに伴うリセス形状の
不安定性からデバイス特性を均一にし1歩留りを向上さ
せることが難しいといった問題を生じていた。
も、エツチングの不安定性及びそれに伴うリセス形状の
不安定性からデバイス特性を均一にし1歩留りを向上さ
せることが難しいといった問題を生じていた。
本発明は、集積化プロセスの要素技術である光励起選択
ドライリセスエッチングの特徴を最大限に活かして、安
定したエツチング及び素子特性の向上、均一性、高歩留
り化できる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
ドライリセスエッチングの特徴を最大限に活かして、安
定したエツチング及び素子特性の向上、均一性、高歩留
り化できる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
第1図は本発明の原理説明図である。
図において、lは基板、2はInGaAsからなるチャ
ネル層、3は2次元電子ガス、4はn−InAl!。
ネル層、3は2次元電子ガス、4はn−InAl!。
Asからなる電子供給層、5はn−InPからなるリセ
ス形成層、6はゲートリセス、7はゲート、8はソース
、9はドレインである。
ス形成層、6はゲートリセス、7はゲート、8はソース
、9はドレインである。
本発明は、基板にInGaAsからなるチャネルN2及
びInAlAsからなる電子供給N4及びTnPからな
るリセス形成層5を順次積層して形成する工程と。
びInAlAsからなる電子供給N4及びTnPからな
るリセス形成層5を順次積層して形成する工程と。
その後、該リセス形成層5を開口して、該電子供給層4
を露出したゲートリセス6を形成する工程とを含むこと
により達成される。
を露出したゲートリセス6を形成する工程とを含むこと
により達成される。
本発明では、第1図の如< InPで構成したリセス
形成層5をドライエツチングしてゲートリセス6を形成
することにより、特性の揃ったトランジスタからなる半
導体装置を再現性良く高歩留りで得ることが可能となり
HEMT等高速のトランジスタを集積したり、E/D−
HEMTを作成する際に実施して良好な結果が得られる
。
形成層5をドライエツチングしてゲートリセス6を形成
することにより、特性の揃ったトランジスタからなる半
導体装置を再現性良く高歩留りで得ることが可能となり
HEMT等高速のトランジスタを集積したり、E/D−
HEMTを作成する際に実施して良好な結果が得られる
。
第2図は1本発明の第1の実施例の説明図である。
図において、lOは半絶縁性1nP基板、11はi −
InAA八s、へ2はi −InGaAs層 13は2
次元電子ガス14はn −In Al2As、 15は
n −InP、 16はゲートリセス 17はAuG
e、 18はAu、 19はiである。
InAA八s、へ2はi −InGaAs層 13は2
次元電子ガス14はn −In Al2As、 15は
n −InP、 16はゲートリセス 17はAuG
e、 18はAu、 19はiである。
第2図(a)はInAlAs / InGaAs系HE
MTを示し、リセス形成層としてInP15を設けであ
る。膜厚は図中に示す。
MTを示し、リセス形成層としてInP15を設けであ
る。膜厚は図中に示す。
MOCVD法、 CBE法等の結晶成長法により、第2
図(b)の様に半絶縁性1nP基板10の上に、4層(
ICl3.14.15)のエビタギシャルウエハーを形
成する。n −in A (L As14にはlXl0
I8/cmのSiがドープされ、またn−1nPには2
xlOI8/cmのSiがドープされている。
図(b)の様に半絶縁性1nP基板10の上に、4層(
ICl3.14.15)のエビタギシャルウエハーを形
成する。n −in A (L As14にはlXl0
I8/cmのSiがドープされ、またn−1nPには2
xlOI8/cmのSiがドープされている。
続いて4メサエッチング或いはイオン注入法により1加
速電圧1.10keV、 ドーズ!1ltlX10”
/cm”及び、加速電圧50keV、 ドーズ1t5
X10”/cm”の酸素イオン(0゛)を注入すること
で、素子分離を行つ。
速電圧1.10keV、 ドーズ!1ltlX10”
/cm”及び、加速電圧50keV、 ドーズ1t5
X10”/cm”の酸素イオン(0゛)を注入すること
で、素子分離を行つ。
次に、 AuGe17を1 、000人、^u18を2
,000人の厚さにリフトオフ法で形成し、 350
”C,1分間のアロイ熱処理を行なって、ソース・ドレ
イン電極を形成する。
,000人の厚さにリフトオフ法で形成し、 350
”C,1分間のアロイ熱処理を行なって、ソース・ドレ
イン電極を形成する。
次に、第2図(C)に示すように、フォトレジスト20
を用いてパタニングを行い、ゲート形成領域部分を開口
したあと、臭化メチル(CH,Brガス)を導入し、低
圧水銀ランプ光照射により、光励起選択ドライエツチン
グを行なって、リセス形成層のrnP 15を選択的に
エツチングする。
を用いてパタニングを行い、ゲート形成領域部分を開口
したあと、臭化メチル(CH,Brガス)を導入し、低
圧水銀ランプ光照射により、光励起選択ドライエツチン
グを行なって、リセス形成層のrnP 15を選択的に
エツチングする。
この時、 InP15のみエツチングされ、その下層の
InAlAs14はエツチングされない。
InAlAs14はエツチングされない。
また、従来法のInGaAs層の時には、エツチングガ
スとして、 Cll3Brに微量の塩酸(MCI)を添
加する必要があったが、 InPではエツチングレート
は安定して30nm/minが得られ、エツチング面の
モホロジー(表面粗密度)も良好である。
スとして、 Cll3Brに微量の塩酸(MCI)を添
加する必要があったが、 InPではエツチングレート
は安定して30nm/minが得られ、エツチング面の
モホロジー(表面粗密度)も良好である。
最後に、第2図(d、)に示すように、 119等の
メタルを抵抗加熱等の適当な方法により蒸着し。
メタルを抵抗加熱等の適当な方法により蒸着し。
リフトオフによりゲート電極を形成する。
以上のように1光励起選択ドライエツチング用層として
InPを採用し1 これに対してCI、Brガスのみの
光励起エツチングにより、安定したゲートリセス16が
形成される。
InPを採用し1 これに対してCI、Brガスのみの
光励起エツチングにより、安定したゲートリセス16が
形成される。
また、もしへ2メタルとInP層が接することがあって
も、rnPのショットキー高さは0.5層以上あるので
1 この接触によってゲートリーク電流の増大を引き起
こすことはない。むしろ、ゲート端部でInAlAs層
が露出してRsを増大させ1デバイス特性を劣化させる
といったことがなく、好ましい。
も、rnPのショットキー高さは0.5層以上あるので
1 この接触によってゲートリーク電流の増大を引き起
こすことはない。むしろ、ゲート端部でInAlAs層
が露出してRsを増大させ1デバイス特性を劣化させる
といったことがなく、好ましい。
上述の例では、オーミック電極はInP層に直接形成し
ているが、第3図に第2の実施例として示すように、
n−InGaAs層(5xlO18/am’、20n
m)を設けて1オーミツク抵抗の低減化を図ることも可
能である。
ているが、第3図に第2の実施例として示すように、
n−InGaAs層(5xlO18/am’、20n
m)を設けて1オーミツク抵抗の低減化を図ることも可
能である。
以上、単体のデバイスの製造方法を例にとって説明した
が、言うまでもなく第4図に第3の実施例として示すよ
うに、 InAlAs38.或いは+ GaAsやAl
GaAs、 InGaP等のエツチングストップ層を設
けてEnhancement mode/Deplet
ion modeのHE M Tを同一基板上に同時に
作り分けることも可能である。
が、言うまでもなく第4図に第3の実施例として示すよ
うに、 InAlAs38.或いは+ GaAsやAl
GaAs、 InGaP等のエツチングストップ層を設
けてEnhancement mode/Deplet
ion modeのHE M Tを同一基板上に同時に
作り分けることも可能である。
これによりE/D構成りCFL回路のHEMTICが作
成できる。また、 Depletion mode
用のHEMTのキャリア供給層の一部をInPとしてそ
の上に上記ストッパ層を形成しても、同様にE/D
HEMT構成を作成できる。
成できる。また、 Depletion mode
用のHEMTのキャリア供給層の一部をInPとしてそ
の上に上記ストッパ層を形成しても、同様にE/D
HEMT構成を作成できる。
以上説明した様に1本発明によれば、リセス形成層のI
nPに対して、光励起選択ドライエツチングの用なリセ
ス形成に適したエツチング方法を採用することにより安
定したリセスを形成することができ、ゲートメタルとリ
セス形成層との間に隙間を設けないことにより、 Rs
の増大8更にデバイス特性の劣化を引き起こすことがな
く、再現性良く高歩留りで特性の揃ったデバイスを作成
することができ、HEMT等の超高速トランジスタを集
積化したりE/D DCFL HEMTICを作成
する際に実施して好結果が得られる。
nPに対して、光励起選択ドライエツチングの用なリセ
ス形成に適したエツチング方法を採用することにより安
定したリセスを形成することができ、ゲートメタルとリ
セス形成層との間に隙間を設けないことにより、 Rs
の増大8更にデバイス特性の劣化を引き起こすことがな
く、再現性良く高歩留りで特性の揃ったデバイスを作成
することができ、HEMT等の超高速トランジスタを集
積化したりE/D DCFL HEMTICを作成
する際に実施して好結果が得られる。
第1図は本発明の原理説明図。
第2図は本発明の第1の実施例の説明図。
第3図は本発明の第2の実施例の説明図。
第4図は本発明の第3の実施例の説明図。
第5図は従来構造のHEMTの模式断面図である。
図において。
■は基板1 2はチャネル層。
3は2次元電子ガス、4は電子供給層。
5はリセス形成層、 6はゲートリセス。
7はゲート、 8はソース。
9はドレイン、10は半絶縁性1nP基板。
11はi Ino、sz Affia、4a As。
12はi Ino、sz Gao、47 As+13
は2次元電子ガス。 14はn Ino、 sz A i、 0.411A
S115はn InP+ 16はゲートリセ
ス。 17はAuGe、 18はAu。 19は八l、 20はフォトレジスト。 21は1nP。 22はi Inn、 sz A l o、 4sAs
+23はi Ino、sz Ga 0.4?AS12
4は2次元電子ガス。 25はn Ino、sz Afo、4a As。 26はrl −1nP。 27はn Ino、s+ Gao、at As+28
はAu/AuGe。 29は八1. 30はInP。 31は1Ino、sz Afo、as As+32はt
In(1,si caL4? As+33は2次元
電子ガス、34はi −In IIi!、As。 35はi −1nP、 36はt InAj
2As。 37はInP、 38はInAj2As。 39はInP、 ’ 40はAu/AuG
e+41はゲートリセス、42はゲートリセス43はA
N 本発明の原理説明図 % 1 日 本発明の第1の実施伊Iの説明図 第2図(その1) 本発明の第1の実放脅1の説明図 第2図(その2)
は2次元電子ガス。 14はn Ino、 sz A i、 0.411A
S115はn InP+ 16はゲートリセ
ス。 17はAuGe、 18はAu。 19は八l、 20はフォトレジスト。 21は1nP。 22はi Inn、 sz A l o、 4sAs
+23はi Ino、sz Ga 0.4?AS12
4は2次元電子ガス。 25はn Ino、sz Afo、4a As。 26はrl −1nP。 27はn Ino、s+ Gao、at As+28
はAu/AuGe。 29は八1. 30はInP。 31は1Ino、sz Afo、as As+32はt
In(1,si caL4? As+33は2次元
電子ガス、34はi −In IIi!、As。 35はi −1nP、 36はt InAj
2As。 37はInP、 38はInAj2As。 39はInP、 ’ 40はAu/AuG
e+41はゲートリセス、42はゲートリセス43はA
N 本発明の原理説明図 % 1 日 本発明の第1の実施伊Iの説明図 第2図(その1) 本発明の第1の実放脅1の説明図 第2図(その2)
Claims (1)
- 基板(1)にInGaAsからなるチャネル層(2)及
びInAlAsからなる電子供給層(4)及びInPか
らなるリセス形成層(5)を順次積層して形成する工程
と、その後、該リセス形成層(5)を開口して、該電子
供給層(4)を露出したゲートリセス(6)を形成する
工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1259099A JP2867472B2 (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1259099A JP2867472B2 (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03120840A true JPH03120840A (ja) | 1991-05-23 |
JP2867472B2 JP2867472B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=17329309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1259099A Expired - Fee Related JP2867472B2 (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2867472B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012074722A (ja) * | 2004-05-26 | 2012-04-12 | Raytheon Co | 電界効果トランジスタ |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013030604A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Tokyo Institute Of Technology | 電界効果トランジスタ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01117069A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-09 | Toshiba Corp | 電界効果トランジスタの製造方法 |
JPH02273942A (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高電子移動度トランジスタおよびその製造方法 |
-
1989
- 1989-10-04 JP JP1259099A patent/JP2867472B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012074722A (ja) * | 2004-05-26 | 2012-04-12 | Raytheon Co | 電界効果トランジスタ |
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Publication number | Publication date |
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JP2867472B2 (ja) | 1999-03-08 |
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