JPH0329303B2 - - Google Patents

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JPH0329303B2
JPH0329303B2 JP59188442A JP18844284A JPH0329303B2 JP H0329303 B2 JPH0329303 B2 JP H0329303B2 JP 59188442 A JP59188442 A JP 59188442A JP 18844284 A JP18844284 A JP 18844284A JP H0329303 B2 JPH0329303 B2 JP H0329303B2
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JP
Japan
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layer
gallium arsenide
gate electrode
compound layer
arsenide compound
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JP59188442A
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Shigeru Kuroda
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • 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
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に高
周波、超高速IC用の化合物半導体装置の製造方
法に関するものである。
近時においては、優れた高周波特性を有する化
合物半導体装置の進歩は著しく、高電子移動度半
導体装置(HEMT)などが実用化されている。
本発明はこのような化合物半導体装置における
ゲート電極を高耐圧で、かつソース電極との抵抗
を高めないように形成する製造方法である。
〔従来の技術〕
第4図a〜第4図eは、従来の半導体装置の製
造方法を工程順に説明するための要部断面図であ
り、例えばHEMTの製造工程の例について説明
する。
先ず第4図aに示すように半絶縁性ガリウム砒
素(GaAs)からなる基板1の表面に、6000Å程
度の膜厚のアンドープのガリウム砒素(GaAs)
層2と、電子供給層としてドーピング濃度が2×
1018cm-3程度で、かつ300Åの膜厚のn導電型ア
ルミニウムガリウム砒素(n−AlGaAs)層3
と、キヤツプ層としてドーピング濃度が2×1018
cm-3程度で、かつ500Åの膜厚のn導電型ガリウ
ム砒素(n−GaAs)層4とをエピタキシヤル成
長法により順次積層形成する。破線aは二次元電
子ガス領域を示す。
次に前記積層体を第4図bに示すようにメサエ
ツチングを行つた後、その表面に二酸化シリコン
(SiO2)膜5をCVD法により3000Å程度の膜厚に
被着形成する。
次に該SiO2膜5の所定領域を選択的にエツチ
ング除去し、その領域に金ゲルマニウム/金
(AuGe/Au)からなるオーミツク電極材料を被
着した後、450℃で1分間の熱処理を行つてソー
ス電極6とドレイン電極7を形成する。
次に第4図cに示すように前記積層体上の
SiO2膜5の所定領域を選択的にエツチング除去
し、その開口部8に露出する前記n−GaAs層4
を、その表面の酸化物を除去するために約100Å
の厚さ分だけウエツトエツチングにより除去し、
引き続き露出するn−GaAs層4をドライエツチ
ングによりその直下のn−AlGaAs層3に達する
ように選択的にエツチング除去して接続穴9を形
成する。
なお、このドライエツチング時のAl0.3Ge0.7As
に対するn−GaAsのエツチングの選択比は約
200倍程度である。
その後、第4図eで示すように前記開口部8を
通してアルミニウム(Al)等からなるゲート電
極材料を被着して、前記接続穴9内にn−
AlGaAs層3と接続するゲート電極10を形成し
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで上記のような製造工程によつて形成さ
れた従来の化合物半導体装置では、ゲート電極1
0を設けるためにキヤツプ層であるn−GaAs層
4に形成した接続穴9は、その殆がドライエツチ
ングによつて行われているので、その接続穴9の
側壁が異方性エツチにより垂直な面となり、この
ような接続穴9内に設けたゲート電極10が該n
−GaAs層4と接触状態となることから、該ゲー
ト電極10とn−GaAs層4からなるキヤツプ層
間に電流が漏洩し、ゲート電極10の逆方向耐圧
が1.5V程度に劣化するという欠点があつた。
また順方向についても前記ゲート電極10は、
本来のn−AlGaAs層3とのシヨツトキー接触に
比べ、キヤツプ層であるn−GaAs層4とのシヨ
ツトキー接触が大部分を占めているので、良好な
シヨツトキー電極とはならず、立ち上がり特性も
低くなるという問題があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解消した半導体層の製
造方法を提供するもので、その手段は、半導体基
板上にガリウム砒素化合物層と、n導電性のアル
ミニウムガリウム砒素化合物層及びn導電性のガ
リウム砒素化合物層を順次積層し、その積層体の
所定領域をメサエツチングする工程と、その所定
領域にオーミツク電極材料を被着してソース電極
とドレイン電極を形成する工程と、ソース・ドレ
イン電極間に絶縁層を被着し、そのゲート電極形
成予定領域を開口する工程と、該開口部から上記
n導電性のガリウム砒素化合物層の大部分の厚み
をウエツトエツチングした後、残りの厚み部分を
ドライエツチングして、直下のn導電性のアルミ
ニウムガリウム砒素化合物層に達する接続穴を形
成した後、前記開口部から接続穴内の露出する領
域にゲート電極材料を被着してゲート電極を形成
する工程を含んでなることを基本として、これを
E(エンハンスメントモード)型の半導体素子と
D(デプレツシヨンモード)型の半導体素子とを、
同一半導体基板上に一体的に構成した半導体装置
の製造方法に適用したことを特徴とするものであ
る。
〔作用〕
本発明では、キヤツプ層であるn導電性のガリ
ウム砒素化合物層のゲート電極形成予定領域を、
先ず該キヤツプ層の厚さの約90%を等方性のウエ
ツトエツチングよより除去し、しかる後、その直
下の電子供給層であるn導電性のアルミニウムガ
リウム砒素化合物層に達する迄の、残存するキヤ
ツプ層の厚さの約10%を異方性のドライエツチン
グにより除去し、かかる接続穴内の露出する領域
にゲート電極を形成することにより、該キヤツプ
層とは抵抗値を高めない程度の僅かな接触とな
り、電子供給層とは完全なシヨツトキー接触が得
られるので、該ゲート電極の逆方向耐圧が向上す
る。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例について詳
細に説明する。
第1図a〜第1図eは本発明に係る半導体装置
の製造方法の基本原理を説明するための要部断面
図である。
先ず第1図aに示すように半絶縁性GaAs基板
1上に、6000Å程度の膜厚のアンドープのガリウ
ム砒素(GaAs)層2と、電子供給層として300
Åの膜厚のn導電型アルミニウムガリウム砒素
(n−AlGaAs)層3と、キヤツプ層として少な
くとも450Å以上の膜厚のn導電型ガリウム砒素
(n−GaAs)層4とをエピタキシヤル成長法に
より順次積層形成する。破線aは二次元電子ガス
領域を示す。
次に前記積層体を第1図bに示すようにメサエ
ツチングを行つた後、その表面に二酸化シリコン
(SiO2)膜5をCVD法により3000Å程度の膜厚に
被着形成する。
次に第1図cに示すように該SiO2膜5の所定
領域を選択的にエツチング除去し、その領域に金
ゲルマニウム/金(AuGe/Au)からなるオー
ミツク電極材料を被着した後、450℃で1分間の
熱処理を施してソース電極6とドレイン電極7を
形成する。
次に第1図dに示すように前記積層体上の
SiO2膜5の所定領域を、ゲート電極を形成する
ために選択的にエツチング除去し、その開口部1
1から露出する前記n−GaAs層4に等方性のウ
エツトエツチングを行う。この際のエツチング深
さd1は全体の膜厚を500Åとすると、その90%に
当たる約450Å程度をウエツトエツチングにより
除去し、引き続き残りの10%に当たる約50Å程度
をその直下のn−AlGaAs層3に達する深さd2
選択的に異方性のドライエツチングを行つて接続
穴12を形成する。
次に第1図eに示すように前記SiO2膜5の開
口部11から例えばアルミニウム(Al)等のゲ
ート電極材料を蒸着法等により被着してゲート電
極13を形成する。
かくすれば、キヤツプ層であるn−GaAs層4
に設けた接続穴12の深さ方向の略90%が等方性
のエツチングによりゲート電極13の幅よりも広
いため、該n−GaAs層4とゲート電極13との
接触が僅かな一部分を除いて解消し、ゲート電極
13の逆方向耐圧が6V程度と従来の3〜4倍と
著しく改善され、またゲート電極13とn−
GaAs層4との抵抗値も従来例と同様に低いこと
が確認された。
第2図及び第3図a〜第3図eは本発明に係る
半導体装置の製造方法を、E(エンハンスメント
モード)型−HEMTとD(デプレツシヨンモー
ド)型−HEMTとを同一半導体基板上に一体的
に構成する半導体装置の製造方法に適用した一実
施例を示す要部断面図である。
先ず、第2図に示すように半絶縁性GaAs基板
21上に、6000Å程度の膜厚のアンドープの第
1GaAs層22と、300Åの膜厚のn導電型の第
1AlGaAs層23と、キヤツプ層として、100Åの
膜厚のアンドープの第2GaAs層24と、ストツ
プ層として50Åの膜厚のn導電型の第2AlGaAs
層25と、更に最上層として600Åの膜厚のn導
電型の第3GaAs層26とをエピタキシヤル成長
法により順次積層形成する。破線aは二次元電子
ガス領域を示す。
次に第3図aに示すようにかかる積層体のn導
電型の第3GaAs層26上に第3図aに示すよう
に二酸化シリコンSiO2膜27をCVD法により
3000Å程度の膜厚に被着形成した後、該SiO2
27の所定領域を選択的にエツチング除去し、そ
の領域に金ゲルマニウム/金(AuGe/Au)か
らなるオーミツク電極材料を被着した後、450℃
で1分間の熱処理を施してソース電極28とドレ
イン電極29を形成する。
次にその全面にレジスト膜30を塗着し、該レ
ジスト膜30の第1のゲート電極形成予定領域と
対応する部分を開口した後、その直下のSiO2
27の部分も開口し、その第1の開口部31に露
出する第3GaAs層26に予め所定深さ、例えば
150Åの深さの第1の接続穴32を等方性エツチ
ングにより形成する。
次に第3図bに示すように第2のゲート電極形
成予定領域と対応するレジスト膜30及びその直
下のSiO2膜27の部分を開口し、その第2の開
口部33と前記第1の接続穴32とに引き続いて
等方性エツチング(ウエツトエツチング等)を同
時に施して、それぞれ前記第2GaAs層24及び
第3GaAs層26の略90%を除去した第1及び第
2の接続穴32,34を形成し、しかる後、第3
図cに示すように共通の異方性エツチング(ドラ
イエツチング等)により前記第1及び第2の接続
穴32,34を第1AlGaAs層23及び第
2AlGaAs層25に達するまで掘り下げる。
引き続き、該第1及び第2の接続穴32,34
内の各露出面にそれぞれアルミニウム(Al)等
のゲート電極材料を蒸着法等により被着して第1
及び第2のゲート電極35,36を形成する。
かくすれば、前記第1及び第2の接続穴32,
34内の等方性エツチングされた領域は第1及び
第2の開口部31,33よりも横方向に広がり、
異方性エツチングされた領域は開口部31,33
と略同程度となる。
従つて、第1及び第2のゲート電極35,36
と、第2GaAs層24、第3GaAs層26間の漏洩
電流が著しく低減し、第1AlGaAs層23及び第
2AlGaAs層25と完全なシヨツトキー接触とな
るので、該ゲート電極の逆方向耐圧が向上すると
共に、所望のしきい値電圧が得られる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明に係る
半導体装置の製造方法によれば、第1AlGaAs層
及び第2AlGaAs層とシヨツトキー接触がなされ
た各ゲート電極と第2GaAs層、或いは第3GaAs
層との接触が極めて僅かな部分で行われるので、
その間での漏洩電流が著しく低減し、該ゲート電
極の逆方向耐圧が向上する等、E型−HEMTと
D型−HEMTとを同一半導体基板上に一体に構
成した高性能な半導体装置を得ることができると
いう効果大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜第1図eは本発明に係る半導体装置
の製造方法の基本原理を説明するための要部断面
図、第2図及び第3図a〜第3図eは本発明に係
る半導体装置の製造方法を、E型−HEMTとD
型−HEMTとを同一半導体基板上に一体的に構
成する半導体装置の製造方法に適用した一実施例
を示す要部断面図、第4図は従来の半導体装置の
製造方法を説明するための要部断面図である。第
1図a〜e、第2図及び第3図a〜dにおいて、 1,21は半絶縁性GaAs基板、2はGaAs層、
3はn−AlGaAs層、4はn−GaAs層、5,2
7はSiO2膜、6,28はソース電極、7,29
はドレイン電極、11は開口部、12は接続穴、
13はゲート電極、22は第1GaAs層、23は
第1AlGaAs層、24は第2GaAs層、25は第
2AlGaAs層、26は第3GaAs層、30はレジス
ト膜、31は第1の開口部、32は第1の接続
穴、33は第2の開口部、34は第2の接続穴、
35は第1のゲート電極、36は第2のゲート電
極をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板21上に第1のガリウム砒素化合
    物層22と、第1のアルミニウムガリウム砒素化
    合物層23と、第2のガリウム砒素化合物層24
    と、第2のアルミニウムガリウム砒素化合物層2
    5及び第3のガリウム砒素化合物層26を順次積
    層し、該第1のアルミニウムガリウム砒素化合物
    層23上に接する第1のゲート電極35を備えた
    エンハンスメントモード型の第1の半導体素子
    と、該第2のアルミニウムガリウム砒素化合物層
    25上に接する第2のゲート電極36を備えたデ
    プレツシヨンモード型の第2の半導体素子を形成
    してなる半導体装置の製造方法において、 前記第1及び第2のゲート電極35,36を形
    成するに先立つて、前記積層体表面の第1のゲー
    ト電極形成予定領域に予め所定深さの第1の接続
    穴34を等方性エツチングにより形成した後、該
    第1の接続穴34と第2のゲート電極形成予定領
    域とに引き続き等方性エツチングを施して、それ
    ぞれ前記第2のガリウム砒素化合物層24及び第
    3のガリウム砒素化合物層26の中途に達する第
    1及び第2の接続穴32,34を形成し、しかる
    後、共通の異方性エツチングにより前記第1及び
    第2の接続穴32,34を第1及び第2のアルミ
    ニウムガリウム砒素化合物層23,25に達する
    まで掘り下げ、該第1及び第2の接続穴32,3
    4内の各露出面にそれぞれ第1及び第2のゲート
    電極35,36を形成することを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2551427B2 (ja) * 1987-03-12 1996-11-06 富士通株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP4854980B2 (ja) * 2005-03-30 2012-01-18 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 スイッチ回路及び半導体装置の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60254665A (ja) * 1984-05-31 1985-12-16 Fujitsu Ltd 電界効果型半導体装置の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2232423B1 (ja) * 1973-06-08 1976-04-23 Pont A Mousson
SE399123B (sv) * 1974-12-18 1978-01-30 Atomenergi Ab Konvektor innefattande en tillplattad plastrorsspiral samt forfarande for tillverkning derav
JPS54130649U (ja) * 1978-03-03 1979-09-11
JPS57175887A (en) * 1981-04-24 1982-10-28 Toshiba Corp Heat exchanger

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60254665A (ja) * 1984-05-31 1985-12-16 Fujitsu Ltd 電界効果型半導体装置の製造方法

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