JPH0387044A - Compound semiconductor device - Google Patents

Compound semiconductor device

Info

Publication number
JPH0387044A
JPH0387044A JP2120698A JP12069890A JPH0387044A JP H0387044 A JPH0387044 A JP H0387044A JP 2120698 A JP2120698 A JP 2120698A JP 12069890 A JP12069890 A JP 12069890A JP H0387044 A JPH0387044 A JP H0387044A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound semiconductor
layer
semiconductor device
crystal layer
semiconductor crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2120698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Wada
淳 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of JPH0387044A publication Critical patent/JPH0387044A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Element Separation (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To contrive an increase in the integration of a device by a method wherein carriers to leak from a compound semiconductor crystal active layer are completely interrupted by an interelement isolation groove and a dielectric layer or a depletion layer in the groove and the leak of the carriers at a deep place in the active layer is inhibited by the existence of a heterointerface. CONSTITUTION:An AlxGa1-xAs (the x is 0.3 to 0.4) layer 22 and a GaAs layer 23 are deposited on a GaAs substrate 21 in the order of the layers 22 and 23 by a organometallic method and a heterointerface 24 is formed. A CVD-SiO2 film 25 is superposed, an RIE is performed using CF4+CHF3 and an opening 25A is formed. An RIE is performed using CCl2F2+He and an isolation groove 26 is selectively formed in the layer 22. A mask 25 is removed and ohmic source and drain electrodes 27 and 28 and a Schottky gate electrode 29 are formed to complete a compound semiconductor device. A polycrystalline GaAs insulator layer can be selectively grown in the groove 26 utilizing the mask 25A.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 素子間分離或いは電極間分離を行う為の構造を改善した
化合物半導体装置に関し、 極めて簡単な手段で化合物半導体装置に於ける素子間分
離や電極間分離を確実に行うことを目的とし、 化合物半導体結晶基板と化合物半導体結晶能動層との間
に介挿され且つ該化合物半導体結晶能動層との間でヘテ
ロ界面を生成する組成をもつ化合物半導体結晶層と、表
面から少なくとも前記化合物半導体結晶能動層中に達す
る素子間分離溝、或いは誘電体が埋め込まれた素子間分
離溝とを備えてなるよう構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a compound semiconductor device with an improved structure for performing isolation between elements or isolation between electrodes, the present invention relates to a compound semiconductor device that ensures isolation between elements and isolation between electrodes in a compound semiconductor device by extremely simple means. A compound semiconductor crystal layer that is interposed between a compound semiconductor crystal substrate and a compound semiconductor crystal active layer and has a composition that creates a hetero interface with the compound semiconductor crystal active layer, and a surface The device is configured to include an inter-element isolation trench reaching at least the compound semiconductor crystal active layer, or an inter-element isolation trench in which a dielectric material is embedded.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、素子間分離或いは電極間分離を行う為の構造
を改善した化合物半導体装置に関する。
The present invention relates to a compound semiconductor device having an improved structure for isolation between elements or isolation between electrodes.

半導体装置を高集積化するには、素子間分離或いは素子
電極間分離を確実なものとすることが重要な因子となる
In order to achieve high integration of semiconductor devices, it is an important factor to ensure isolation between elements or isolation between element electrodes.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第15図は従来の化合物半導体装置を解説する為の要部
説明図を表している。
FIG. 15 shows an explanatory diagram of main parts for explaining a conventional compound semiconductor device.

図に於いて、1は半導体結晶基板、2はソース電極、3
はドレイン電極、4はゲート電極、5は隣接素子の電極
(サイド・ゲートとなる電極)、6はドレイン電圧印加
用電源、7は隣接素子への電圧印加用電源(サイド・ゲ
ートとなる電極への電圧印加用電源)、Qは電界効果ト
ランジスタ、■4はドレイン電圧、■4はドレイン電流
、V sgはサイド・ゲート電圧、e−はリークする電
子をそれぞれ示している。
In the figure, 1 is a semiconductor crystal substrate, 2 is a source electrode, and 3 is a semiconductor crystal substrate.
is a drain electrode, 4 is a gate electrode, 5 is an electrode of an adjacent element (an electrode that becomes a side gate), 6 is a power source for applying a drain voltage, and 7 is a power source for applying a voltage to an adjacent element (an electrode that becomes a side gate). Q is a field effect transistor, (4) is a drain voltage, (4) is a drain current, Vsg is a side-gate voltage, and e- is a leaking electron.

一般に、化合物半導体結晶、例えばGaAs結晶はシリ
コン結晶などと比べてバルクの抵抗率が高く、従って、
素子間や電極間の電気的絶縁は比較的容易なのであるが
、半導体装置が高集積化されるにつれ、例えば、図示の
トランジスタQに対して隣接素子の電極5から電子e−
が流れ込み、トランジスタ特性を変化させることになる
In general, compound semiconductor crystals, such as GaAs crystals, have a higher bulk resistivity than silicon crystals, and therefore,
Electrical insulation between elements and electrodes is relatively easy, but as semiconductor devices become more highly integrated, for example, electrons e-
flows in and changes the transistor characteristics.

第16図はサイド・ゲート電圧v1.とトランジスタQ
に流れるドレイン電流■4との関係を表す線図であり、
横軸にサイド・ゲート電圧V svを、また、縦軸にド
レイン電流■d (任意単位)をそれぞれ採っである。
FIG. 16 shows the side gate voltage v1. and transistor Q
It is a diagram showing the relationship between drain current ■4 flowing in
The horizontal axis represents the side gate voltage V sv, and the vertical axis represents the drain current ■d (arbitrary unit).

図の特性線Aに見られるように、サイド・ゲート電圧V
3gが成る値v0以下になるとドレイン電流I4は急激
に低下している。
As seen in characteristic line A in the figure, the side gate voltage V
When the drain current I4 becomes less than the value v0 of 3g, the drain current I4 rapidly decreases.

このような問題を解消する為、素子間分離や素子電極間
分離に種々な手段が採られていて、例えば、基板の一部
をエツチングしたり、半導体に酸素イオンや水素イオン
を注入して結晶欠陥を誘発することでバルク抵抗を大き
くすることが行われている。
In order to solve these problems, various methods have been adopted for isolation between elements and between element electrodes. Bulk resistance is increased by inducing defects.

第17図は素子間に分離領域を形成した半導体装置を例
示する要部説明図を表し、第15図に於いて用いた記号
と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものと
する。
FIG. 17 shows a main part explanatory diagram illustrating a semiconductor device in which isolation regions are formed between elements, and the same symbols as those used in FIG. 15 indicate the same parts or have the same meanings. .

図に於いて、8は酸素イオン或いは水素イオンを注入し
て形成した分離領域を示している。
In the figure, numeral 8 indicates a separation region formed by implanting oxygen ions or hydrogen ions.

第18図は半導体結晶基板とは反対導電型の不純物領域
を形成して電圧を印加するようにした半導体装置を例示
する要部説明図を表し、第15図及び第17図に於いて
用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を
持つものとする。
FIG. 18 is an explanatory view of the main parts illustrating a semiconductor device in which a voltage is applied by forming an impurity region of a conductivity type opposite to that of a semiconductor crystal substrate, and is used in FIGS. 15 and 17. Symbols and the same symbol indicate the same part or have the same meaning.

図に於いて、9はトランジスタQと隣接素子の電極5と
の間に形成された不純物領域、10は不純物領域9にコ
ンタクトする電極、11は不純物領域9に電圧を印加す
る為の分離電圧印加用電源、■iは負の分離電圧をそれ
ぞれ示している。尚、不純物領域9は半導体結晶基板1
がn型であればp型にすることは云うまでもない。
In the figure, 9 is an impurity region formed between the transistor Q and the electrode 5 of an adjacent element, 10 is an electrode that contacts the impurity region 9, and 11 is a separation voltage application for applying voltage to the impurity region 9. , and ■i indicate the negative separation voltage, respectively. Note that the impurity region 9 is located on the semiconductor crystal substrate 1.
Needless to say, if it is n-type, it should be made p-type.

この半導体装置では、例えばp型である不純物領域9に
負の分離電圧V、を印加し、pn接合の電位障壁を利用
して素子間の絶縁性を高めている。
In this semiconductor device, a negative isolation voltage V is applied to impurity region 9, which is, for example, p-type, and the insulation between elements is enhanced by utilizing the potential barrier of the pn junction.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第15図について説明した半導体装置に対し、第17図
並びに第18図に見られる半導体装置は、特に素子間分
離について対策を施したものであるが、その対策は成る
程度の効果はあるが、第16図の特性線B(第17図に
ついて説明した半導体装置)及び特性線C(第18図に
ついて説明した半導体装置)に見られるように、サイド
・ゲート効果が発生する電圧V、を若干高める効果はあ
るが、リークする電子e−を抑え切れず、充分とは言え
ない状況にある。
In contrast to the semiconductor device described with reference to FIG. 15, the semiconductor devices shown in FIGS. 17 and 18 are ones in which measures have been taken, especially regarding isolation between elements. Although these measures have some effect, As seen in characteristic line B (semiconductor device explained in FIG. 17) and characteristic line C (semiconductor device explained in FIG. 18) in FIG. 16, the voltage V at which the side gate effect occurs is slightly increased. Although it is effective, it cannot be said to be sufficient because it cannot suppress the leaking electrons e-.

また、ウェハの一部をエツチングして空気分離すること
も行われているが、化合物半導体結晶はシリコン結晶と
は異なり、結晶の特性が損なわれ易いので、あまり深い
エツチングを行うことは好ましくないし、浅いエツチン
グでは、リークする電子e−を抑制する機能が不充分で
ある。
In addition, air separation is also carried out by etching a part of the wafer, but compound semiconductor crystals, unlike silicon crystals, tend to lose their crystal properties, so it is not recommended to perform too deep etching. Shallow etching is insufficient in suppressing leaking electrons e-.

本発明は、極めて簡単な手段で化合物半導体装置に於け
る素子間分離や電極間分離を確実に行うことを可能にし
ようとする。
The present invention attempts to make it possible to reliably perform isolation between elements and isolation between electrodes in a compound semiconductor device using extremely simple means.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1図は本発明の詳細な説明する為の化合物半導体装置
の要部説明図を表し、第15図、第17図、第18図に
於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ
意味を持つものとする。
FIG. 1 shows an explanatory diagram of the main parts of a compound semiconductor device for explaining the present invention in detail, and the same symbols as those used in FIGS. 15, 17, and 18 indicate the same parts. or have the same meaning.

図に於いて、21は半導体結晶基板、22は第一の半絶
縁性化合物半導体結晶層、23は第二の半絶縁性化合物
半導体結晶層、24はへテロ界面、26は表面からヘテ
ロ界面14に達する溝、27゜はソース電極、28.は
ドレイン電極、29.はゲート電極をそれぞれ示してい
る。
In the figure, 21 is a semiconductor crystal substrate, 22 is a first semi-insulating compound semiconductor crystal layer, 23 is a second semi-insulating compound semiconductor crystal layer, 24 is a hetero interface, and 26 is a hetero interface 14 from the surface. The groove reaching 27° is the source electrode, 28. is a drain electrode, 29. indicate gate electrodes, respectively.

第2図は第1図に見られる半導体装置のエネルギ・バン
ド・ダイヤグラムを表し、第1図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
FIG. 2 shows an energy band diagram of the semiconductor device shown in FIG. 1, and symbols used in FIG. 1 indicate the same parts or have the same meanings.

図に於いて、E、は伝導帯の底、Evは価電子帯の頂、
Elは第一の半絶縁性化合物半導体結晶層22のエネル
ギ・バンド・ギャップ、E gZは第二の半絶縁性化合
物半導体結晶層23のエネルギ・バンド・ギャップ、Δ
Ecはへテロ界面に於ける伝導帯の不連続値をそれぞれ
示している。尚、このようなエネルギ・バンド構造を現
出させることは容易であり、例えば、第一の半絶縁性化
合物半導体層22としてAffiGaAsを、また、第
二の半絶縁性化合物半導体層23としてGaAsを用い
れば良い。
In the figure, E is the bottom of the conduction band, Ev is the top of the valence band,
El is the energy band gap of the first semi-insulating compound semiconductor crystal layer 22, E gZ is the energy band gap of the second semi-insulating compound semiconductor crystal layer 23, Δ
Ec indicates the discontinuous value of the conduction band at the hetero interface. Note that it is easy to make such an energy band structure appear; for example, if AffiGaAs is used as the first semi-insulating compound semiconductor layer 22 and GaAs is used as the second semi-insulating compound semiconductor layer 23, Just use it.

第1図に見られる半導体装置では、第2図に見られるよ
うに、第一の化合物半導体結晶層22と第二の化合物半
導体結晶層23とがなすヘテロ界面に於ける伝導帯の底
ECは不連続になっていることから、第二の化合物半導
体結晶層23中の電子には、ヘテロ界面24に於ける電
位障壁が作用するから、それを越えて第一の化合物半導
体結晶層22中に流れ込むことはない。
In the semiconductor device shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, the bottom EC of the conduction band at the hetero interface between the first compound semiconductor crystal layer 22 and the second compound semiconductor crystal layer 23 is Since it is discontinuous, the potential barrier at the hetero interface 24 acts on the electrons in the second compound semiconductor crystal layer 23, so that the electrons cross it and enter the first compound semiconductor crystal layer 22. It doesn't flow in.

このようなことから、本発明に於ける化合物半導体装置
に於いては、化合物半導体結晶基板(例えばGaAs結
晶基板21)と化合物半導体結晶能動層(例えば半絶縁
性GaAs結晶層23)との間に介挿され且つ該化合物
半導体結晶能動層との間でヘテロ界面(例えばヘテロ界
面24)を生成する組成をもつ化合物半導体結晶層(例
えば半絶縁性AfGaAs結晶層22)と、表面から少
なくとも前記化合物半導体結晶能動層中に達する素子間
分離溝(例えば素子間分離溝26)、或いは誘電体が埋
め込まれた素子間分離溝とを備えている。
For this reason, in the compound semiconductor device of the present invention, there is a gap between the compound semiconductor crystal substrate (for example, the GaAs crystal substrate 21) and the compound semiconductor crystal active layer (for example, the semi-insulating GaAs crystal layer 23). A compound semiconductor crystal layer (for example, semi-insulating AfGaAs crystal layer 22) having a composition that is interposed and forms a hetero interface (for example, hetero interface 24) with the compound semiconductor crystal active layer, and at least the compound semiconductor crystal layer from the surface. It is provided with an inter-element isolation trench (for example, the inter-element isolation trench 26) that reaches into the crystal active layer, or an inter-element isolation trench in which a dielectric material is embedded.

〔作用〕[Effect]

前記手段を採ることに依り化合物半導体結晶能動層をリ
ークするキャリヤは、素子間分離溝、該素子間分離溝内
の誘電体、或いは空乏層に依って完全に遮断され、また
、深いところをリークしようとするキャリヤもヘテロ界
面の存在に依って抑制されるので、化合物半導体装置の
高集積化に大きく寄与することができる。
By adopting the above method, carriers leaking from the compound semiconductor crystal active layer are completely blocked by the element isolation trench, the dielectric material in the element isolation trench, or the depletion layer, and carriers leaking from deep areas are completely blocked. The presence of the hetero-interface suppresses the carriers that would otherwise occur, making it possible to greatly contribute to higher integration of compound semiconductor devices.

〔実施例〕〔Example〕

第3図乃至第6図は本発明の第一の実施例を製造する場
合について解説する為の工程要所に於ける化合物半導体
装置の要部切断側面図を表し、以下、これ等の図を参照
しつつ説明する。
3 to 6 are cross-sectional side views of the main parts of the compound semiconductor device at key points in the process for explaining the case of manufacturing the first embodiment of the present invention. I will explain while referring to it.

第3図参照 (311 有機金属気相堆積(metalorganicvapo
r  phase  epitaxialme t h
od :MOVPE)法を適用することに依り・GaA
s結晶基板21上に半絶縁性AfGaAs結晶層22及
び半絶縁性GaAs結晶層23を1頃に成長させる。尚
、24はへテロ界面を指示している。
See Figure 3 (311 metalorganic vapor deposition).
r phase epitaxialme th
By applying the od:MOVPE) method, GaA
A semi-insulating AfGaAs crystal layer 22 and a semi-insulating GaAs crystal layer 23 are grown on the s-crystal substrate 21 at around 1. Note that 24 indicates a hetero interface.

各結晶層に関する主なデータを例示すると次の通りであ
る。
Examples of main data regarding each crystal layer are as follows.

■ Aj!xGa、−XAs結晶層22についてX値:
0.3〜0.4 厚さ:約1000 (入〕 ■ GaAs結晶層23について 厚さ:2000 C人〕〜6000 (人〕第4図参照 (4)−1 化学気相堆積(chemical  vapordep
os it ion:CVD)法を適用することに依り
、厚さ例えば5000 (人〕程度の二酸化シリコン(
SiOz)膜25を形成する。
■ Aj! X value for xGa, -XAs crystal layer 22:
0.3 to 0.4 Thickness: approx. 1000 (in) ■ Thickness of the GaAs crystal layer 23: 2000 to 6000 (in) See Figure 4 (4)-1 Chemical vapor deposition
By applying the chemical vapor deposition (CVD) method, a silicon dioxide (silicone dioxide
A SiOz) film 25 is formed.

(4)−2 通常のフォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト・プ
ロセス及びエツチング・ガスをCF4 +CHF3とす
る反応性イオン・エツチング(reacttve   
ton   etching:RIE)法を適用するこ
とに依り、二酸化シリコン膜25の選択的エツチングを
行って素子間分離領域形成予定部分に開口25Aを形成
する。
(4)-2 Resist process in normal photolithography technology and reactive ion etching using CF4 + CHF3 as etching gas.
By applying a ton etching (RIE) method, the silicon dioxide film 25 is selectively etched to form an opening 25A in a portion where an element isolation region is to be formed.

第5図参照 (5)−1 RIE法を適用することに依り、二酸化シリコン膜25
をマスクとしてGaAs結晶層23を表面からAfGa
As結晶層22に達する選択的エツチングを行って素子
間分離溝26を形成する。
Refer to FIG. 5 (5)-1 By applying the RIE method, the silicon dioxide film 25
Using the GaAs crystal layer 23 as a mask, the AfGa
Selective etching is performed to reach the As crystal layer 22 to form isolation grooves 26 between elements.

尚、このエツチングはAj!GaAs結晶層22の表面
に自動的に停止する。
Furthermore, this etching is Aj! It automatically stops at the surface of the GaAs crystal layer 22.

このエツチングに於ける諸条件を例示すると次の通りで
ある。
Examples of conditions for this etching are as follows.

エツチング・ガス:CCf、F! :He=2:5 圧カニ〜10−” (To r r) 出カニ200(W) ウェハ温度:60(”C) 第6図参照 (6)−1 マスクとして用いた二酸化シリコン膜25を除去してか
ら、通常のリフト・オフ技術を適用することに依り、オ
ーミック・コンタクトのソース電極27..27□、ド
レイン電極28..2Lを形成する。
Etching gas: CCf, F! :He=2:5 Pressure crab~10" (Torr) Output crab 200 (W) Wafer temperature: 60 ("C) See Figure 6 (6)-1 Remove the silicon dioxide film 25 used as a mask Then, by applying conventional lift-off techniques, the ohmic contact source electrode 27. .. 27□, drain electrode 28. .. Form 2L.

(6)−2 通常の技術を適用し、ショットキ・コンタクトのゲート
電極291.29□を形成する。
(6)-2 Apply a conventional technique to form a Schottky contact gate electrode 291.29□.

このようにして製造した半導体装置では、GaAs結晶
層23の表面をリークする電子は勿論のこと、ヘテロ界
面24が存在することから、深いところを電子がリーク
することもない。
In the semiconductor device manufactured in this way, not only electrons leak from the surface of the GaAs crystal layer 23, but also electrons do not leak from deep areas because of the presence of the hetero interface 24.

第7図は前記のようにして製造した半導体装置に関する
サイド・ゲート電圧■8.とドレイン電流■4との関係
を表す線図であり、横軸にサイド・ゲート電圧V0を、
そして、縦軸はドレイン電流■a  (任意単位)をそ
れぞれ採っである。
FIG. 7 shows the side gate voltage of the semiconductor device manufactured as described above. It is a diagram showing the relationship between
The vertical axis represents the drain current a (arbitrary unit).

図に於いて、Dは本発明一実施例に関する特性線、Eは
参考の為に掲示した従来例に関する特性線をそれぞれ示
している。
In the figure, D indicates a characteristic line related to an embodiment of the present invention, and E indicates a characteristic line related to a conventional example shown for reference.

本発明に依った場合には、半導体装置に於ける実用上の
動作範囲に於いて、特性の変化は現れないことが窺知さ
れよう。
It can be seen that according to the present invention, no change in characteristics appears in the practical operating range of the semiconductor device.

第8図は本発明の第二の実施例を説明する為の要部切断
側面図を表し、第3図乃至第6図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
FIG. 8 shows a cutaway side view of essential parts for explaining the second embodiment of the present invention, and the same symbols as those used in FIGS. 3 to 6 indicate the same parts or have the same meanings. shall have.

本実施例に於いては、素子間分離溝30がへテロ界面2
4を越えてAlGaAs結晶層22内に入り込んで形成
されている。
In this embodiment, the inter-element isolation groove 30 is located at the hetero interface 2.
4 and is formed to penetrate into the AlGaAs crystal layer 22.

このような素子間分離溝30を形成するのは容易であっ
て、GaAs結晶層23並びにAl1GaAs結晶層2
2をエンチングする条件として、エツチング・ガス:C
l1t (20(sccm))圧カニlX10−’(T
orr) 出カニマイクロ波は600(W) 高周波は200(W) ウェハ温度ニア0(’C) とすれば良い。尚、この場合、エツチングの停止は時間
制御になることは云うまでもない。
It is easy to form such an inter-element isolation groove 30, and the GaAs crystal layer 23 and the Al1GaAs crystal layer 2
As a condition for etching 2, etching gas: C
l1t (20 (sccm)) pressure crab lX10-' (T
orr) The output microwave should be 600 (W), the high frequency should be 200 (W), and the wafer temperature should be near 0 ('C). In this case, it goes without saying that the etching is stopped by time control.

第9図は本発明の第三の実施例を説明する為の要部切断
側面図を表し、第3図乃至第6図に於いて用いた記号と
同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
FIG. 9 shows a cutaway side view of essential parts for explaining the third embodiment of the present invention, and the same symbols as those used in FIGS. 3 to 6 indicate the same parts or have the same meanings. shall have.

本実施例に於いては2,1eGaAs結晶層22に達す
るよう形成された素子間分離溝26内に絶縁物を埋め込
んでいる。尚、この工程説明では、AfGaAs結晶J
i22に達する素子間分離溝26を形成する迄は第3図
乃至第6図について説明した工程と全く同じであるから
省略し、その次の段階から説明する。
In this embodiment, an insulator is buried in the element isolation trench 26 formed to reach the 2,1eGaAs crystal layer 22. In this process description, AfGaAs crystal J
The steps up to the formation of the inter-element isolation grooves 26 reaching i22 are completely the same as the steps explained with reference to FIGS. 3 to 6, so the explanation will be omitted and the next step will be explained.

(9)−1 MOVPE法を適用することに依り、二酸化シリコン膜
25をマスクとして、素子間分離溝26内に例えば多結
晶GaAsからなる絶縁物を選択的に成長して分離領域
26Aを形成する。尚、この選択的な成長における諸条
件を例示すると次の通りである。
(9)-1 By applying the MOVPE method, an insulator made of, for example, polycrystalline GaAs is selectively grown in the isolation trench 26 using the silicon dioxide film 25 as a mask to form the isolation region 26A. . Incidentally, the conditions for this selective growth are exemplified as follows.

ウェハ温度:450(”C) ガス組成:ASH31[f/mjn〕 TMG  O,44(s c cm) 成長速度:100(人/m1n) (9)−2 マスクとして用いた二酸化シリコン膜25を除去してか
ら、通常のリフト・オフ技術を通用することに依り、オ
ーミック・コンタクトのソース電極27I、27!、ド
レイン電極281.28□を形成する。
Wafer temperature: 450 ("C) Gas composition: ASH31 [f/mjn] TMG O, 44 (sc cm) Growth rate: 100 (people/m1n) (9)-2 Removing the silicon dioxide film 25 used as a mask Thereafter, ohmic contact source electrodes 27I, 27! and drain electrodes 281.28□ are formed by applying a normal lift-off technique.

(9)−3 通常の技術を適用し、ショットキ・コンタクトのゲート
電極29..29□を形成する。
(9)-3 Applying conventional techniques, Schottky contact gate electrode 29. .. Form 29□.

本実施例に依り製造した半導体装置に於いても、GaA
s結晶層23の表面をリークする電子は勿論のこと、ヘ
テロ界面24の存在に依って深いところを電子がリーク
することはない。また本実施例では、素子間分離溝26
内に絶縁物が埋め込まれるため、当該半導体装置表面が
平坦化される。
In the semiconductor device manufactured according to this example, GaA
Not only will electrons not leak from the surface of the s-crystal layer 23, but due to the presence of the hetero interface 24, electrons will not leak from deep areas. Furthermore, in this embodiment, the inter-element isolation groove 26
Since the insulator is embedded therein, the surface of the semiconductor device is flattened.

第10図は本発明の第四の実施例を説明する為の要部切
断側面図を表し、第9図に於いて用いた記号と同記号は
同部分を示すか或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 10 shows a cutaway side view of essential parts for explaining the fourth embodiment of the present invention, and the same symbols as those used in FIG. 9 indicate the same parts or have the same meaning. do.

本実施例に於いては、絶縁物が埋め込まれた素子間分離
溝30よりなる分離領域30Aが、ヘテロ界面24を越
えてAflGaAs結晶層22内に入り込んで形成され
ている。
In this embodiment, an isolation region 30A consisting of an inter-element isolation trench 30 filled with an insulator is formed extending beyond the hetero interface 24 and into the AflGaAs crystal layer 22.

このような分離領域30Aを形成するのは容易であって
、AIGaAS結晶層22内に入り込む素子間分離溝3
0を形成した後、該素子間分離溝30内に例えば多結晶
GaAsよりなる絶縁物を選択的に成長ずれば良い。尚
、この場合に於けるエツチングの停止は、時間制御にな
ることは当然である。また、選択的な成長に於ける諸条
件は、先に例示した工程のそれと同じで良い。
It is easy to form such an isolation region 30A, and the inter-element isolation groove 3 that penetrates into the AIGaAS crystal layer 22 can be easily formed.
0, an insulator made of polycrystalline GaAs, for example, may be selectively grown in the element isolation trench 30. Incidentally, in this case, the etching is naturally stopped by time control. Further, the conditions for selective growth may be the same as those for the process exemplified above.

第11図乃至第14図は本発明に於ける第五の実施例を
製造する場合について解説する為の工程要所に於ける化
合物半導体装置の要部切断側面図を表し、以下、これ等
の図を参照しつつ説明する。
11 to 14 are cross-sectional side views of the main parts of a compound semiconductor device at key points in the process for explaining the case of manufacturing the fifth embodiment of the present invention. This will be explained with reference to the figures.

尚、この工程説明では、マスクとなる二酸化シリコン膜
25に開口25Aを形成する迄は第3図乃至第6図につ
いて説明した工程と全く同じであるから省略し、その次
の段階から説明する。
In this process description, the process up to the formation of the opening 25A in the silicon dioxide film 25 serving as a mask is completely the same as the process described with reference to FIGS. 3 to 6, so it will be omitted, and the next step will be explained.

第11図参照 01)−1 RIE法を適用することに依り、二酸化シリコン膜25
をマスクとしてGaAs結晶層23の表面から適切な深
さに達する選択的エツチングを行って素子間分離溝31
を形成する。尚、この場合に於けるエツチングの停止は
、時間制御になることは当然である。また、このエツチ
ングに於ける諸条件は、先に例示説明した工程のそれと
同じで良い。
Refer to FIG. 1101)-1 By applying the RIE method, the silicon dioxide film 25
Using this as a mask, selective etching is performed to reach an appropriate depth from the surface of the GaAs crystal layer 23 to form the inter-element isolation grooves 31.
form. Incidentally, in this case, the etching is naturally stopped by time control. Further, the conditions for this etching may be the same as those for the process illustrated and explained above.

第12図参照 (12)−1 マスクとして用いた二酸化シリコン膜25を除去してか
ら、通常のフォト・リソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセスを適用し、素子間分離溝30の部分に開口3
2Aを有するフォト・レジスト膜32を形成する。
Refer to FIG. 12 (12)-1 After removing the silicon dioxide film 25 used as a mask, a resist process in normal photolithography is applied to form an opening 3 in the area of the isolation trench 30.
A photoresist film 32 having a thickness of 2A is formed.

第13図参照 03)−1 真空蒸着法及びリフト・オフ法を適用することに依り、
Affi或いはWなどからなるショットキ・コンタクト
の分離電圧印加用電極33を形成する。
See Figure 1303)-1 By applying the vacuum evaporation method and lift-off method,
A separation voltage application electrode 33 of a Schottky contact made of Affi, W, or the like is formed.

第14図参照 Q4)−1 通常の技術を適用し、オーミック・コンタクトのソース
電極27+、27□、ドレイン電極28□28□を形成
する。
Refer to FIG. 14 Q4)-1 Applying a normal technique, ohmic contact source electrodes 27+, 27□ and drain electrodes 28□28□ are formed.

(+4)−2 通常の技術を適用し、ショットキ・コンタクトのゲート
電極29..29□を形成する。
(+4)-2 Applying conventional techniques, Schottky contact gate electrode 29. .. Form 29□.

このようにして製造した半導体装置では、図示されてい
るように、分離電圧印加用電極33に分離電圧■lを印
加すると、ショットキ・コンタクトからは空乏層34が
延び出てAj!GaAs結晶層22に達し、隣接素子間
は完全に閉止されてしまうので、この場合も、GaAs
結晶層23の表面をリークする電子は勿論のこと、ヘテ
ロ界面24の存在に依って深いところを電子がリークす
ることはない。
In the semiconductor device manufactured in this way, as shown in the figure, when a separation voltage ■l is applied to the separation voltage application electrode 33, a depletion layer 34 extends from the Schottky contact and Aj! Since the GaAs crystal layer 22 is reached and the space between adjacent elements is completely closed, in this case as well, the GaAs
Not only electrons leak from the surface of the crystal layer 23, but also electrons do not leak from the deep part due to the existence of the hetero interface 24.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に依る化合物半導体装置に於いては、化合物半導
体結晶能動層との間にヘテロ界面を生成する組成をもつ
化合物半導体結晶層及び表面から少なくとも前記化合物
半導体結晶能動層中に達する素子間分離溝を有している
In the compound semiconductor device according to the present invention, there is provided a compound semiconductor crystal layer having a composition that forms a hetero-interface with the compound semiconductor crystal active layer, and an inter-element isolation trench that reaches at least from the surface into the compound semiconductor crystal active layer. have.

前記構成を採ることに依り、化合物半導体結晶能動層を
リークするキャリヤは素子間分離溝或いは空乏層に依っ
て完全に遮断され、また、深いところをリークしようと
するキャリヤもヘテロ界面の存在に依って抑制されるの
で、化合物半導体装置の高集積化に大きく寄与すること
ができる。
By adopting the above structure, carriers leaking from the compound semiconductor crystal active layer are completely blocked by the element isolation trench or depletion layer, and carriers attempting to leak deep into the compound semiconductor crystal active layer are also blocked by the presence of the hetero interface. This can greatly contribute to higher integration of compound semiconductor devices.

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

第1図は本発明の詳細な説明する為の化合物半導体装置
の要部説明図、第2図は第1図に見られる半導体装置の
エネルギ・バンド・ダイヤグラム、第3図乃至第6図は
本発明の第一の実施例を製造する場合について解説する
為の工程要所に於ける化合物半導体装置の要部切断側面
図、第7図は第3図乃至第6図について説明した工程で
製造した半導体装置に関するサイド・ゲート電圧v1.
とドレイン電流I、との関係を表す線図、第8図は本発
明の第二の実施例を説明する為の要部切断側面図、第9
図は本発明の第三の実施例を説明する為の要部切断側面
図、第10図は本発明の第四の実施例を説明する為の要
部切断側面図、第11図乃至第14図は本発明に於ける
第五の実施例を製造する場合について解説する為の工程
要所に於ける化合物半導体装置の要部切断側面図、第1
5図は従来の化合物半導体装置を解説する為の要部説明
図、第16図はサイド・ゲート電圧V soとトランジ
スタQに流れるドレイン電流■4との関係を表す線図、
第17図は素子間に分離領域を形成した半導体装置を例
示する要部説明図、第18図は半導体結晶基板とは反対
導電型の不純物領域を形成して電圧を印加するようにし
た半導体装置を例示する要部説明図をそれぞれ表してい
る。 図に於いて、21は半導体結晶基板、22は第一の半絶
縁性化合物半導体結晶層、23は第二の半絶縁性化合物
半導体結晶層、24はへテロ界面、26は表面からヘテ
ロ界面14に達する溝、27゜はソース電極、28□は
ドレイン電極、29.はゲート電極をそれぞれ示してい
る。 ジ 祐 図 第 2図 25A 第 図 15 10 V、 (v) 5 第7図 乃 図 本受明の第三の実施fIJ五説明する為の要部切断便り
面図第9図 拓10図 1、/′) rO N 第13図 第14図 咲 従来の化合物半導体装lIをN説T3為の要部説明図?
ギ5イ5図 VB2 (V) 第16図
Fig. 1 is an explanatory diagram of the main parts of a compound semiconductor device for explaining the present invention in detail, Fig. 2 is an energy band diagram of the semiconductor device seen in Fig. 1, and Figs. FIG. 7 is a cross-sectional side view of the main parts of a compound semiconductor device at important points in the process for explaining the case of manufacturing the first embodiment of the invention, which was manufactured by the process explained in FIGS. Side gate voltage v1 regarding the semiconductor device.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between I and drain current I; FIG. 8 is a cutaway side view of essential parts for explaining the second embodiment of the present invention; FIG.
The figure is a cutaway side view of essential parts for explaining the third embodiment of the present invention, FIG. 10 is a cutaway side view of essential parts for explaining the fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 11 to 14 The figure is a cross-sectional side view of the main part of a compound semiconductor device at key points in the process for explaining the case of manufacturing the fifth embodiment of the present invention.
Fig. 5 is an explanatory diagram of the main parts to explain a conventional compound semiconductor device, Fig. 16 is a diagram showing the relationship between the side gate voltage V so and the drain current flowing through the transistor Q4,
FIG. 17 is a main part explanatory diagram illustrating a semiconductor device in which isolation regions are formed between elements, and FIG. 18 is a semiconductor device in which a voltage is applied by forming an impurity region of the opposite conductivity type to that of the semiconductor crystal substrate. Each of the figures shows an explanatory view of a main part illustrating the following. In the figure, 21 is a semiconductor crystal substrate, 22 is a first semi-insulating compound semiconductor crystal layer, 23 is a second semi-insulating compound semiconductor crystal layer, 24 is a hetero interface, and 26 is a hetero interface 14 from the surface. 27° is the source electrode, 28□ is the drain electrode, 29. indicate gate electrodes, respectively. Figure 2 Figure 2 25A Figure 15 10 V, (v) 5 Figure 7 Figure 3 Third implementation of this acceptance fIJ /') rO N Figure 13 Figure 14 Saki An explanatory diagram of the main parts of the conventional compound semiconductor device I for N theory T3?
Figure 5VB2 (V) Figure 16

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、化合物半導体結晶基板と化合物半導体結晶能動層と
の間に介挿され且つ該化合物半導体結晶能動層との間で
ヘテロ界面を生成する組成をもつ化合物半導体結晶層と
、 表面から少なくとも前記化合物半導体結晶能動層中に達
する素子間分離溝とを備えてなることを特徴とする化合
物半導体装置。 2、前記素子間分離溝には誘電体が埋め込まれているこ
とを特徴とする、請求項1記載の化合物半導体装置。
[Scope of Claims] 1. A compound semiconductor crystal layer interposed between a compound semiconductor crystal substrate and a compound semiconductor crystal active layer and having a composition that forms a heterointerface with the compound semiconductor crystal active layer; What is claimed is: 1. A compound semiconductor device comprising an element isolation groove extending from a surface to at least the compound semiconductor crystal active layer. 2. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein a dielectric material is embedded in the element isolation trench.
JP2120698A 1989-06-14 1990-05-10 Compound semiconductor device Pending JPH0387044A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-149472 1989-06-14
JP14947289 1989-06-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0387044A true JPH0387044A (en) 1991-04-11

Family

ID=15475888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2120698A Pending JPH0387044A (en) 1989-06-14 1990-05-10 Compound semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0387044A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523593A (en) * 1992-03-30 1996-06-04 Hitachi, Ltd. Compound semiconductor integrated circuit and optical regenerative repeater using the same
US5739559A (en) * 1994-03-17 1998-04-14 Hitachi, Ltd. Compound semiconductor integrated circuit with a particular high resistance layer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523593A (en) * 1992-03-30 1996-06-04 Hitachi, Ltd. Compound semiconductor integrated circuit and optical regenerative repeater using the same
US5739559A (en) * 1994-03-17 1998-04-14 Hitachi, Ltd. Compound semiconductor integrated circuit with a particular high resistance layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3416532B2 (en) Compound semiconductor device and method of manufacturing the same
JPH0435904B2 (en)
US10998435B2 (en) Enhancement-mode device and method for manufacturing the same
JP3610951B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
JP3377022B2 (en) Method of manufacturing heterojunction field effect transistor
WO2017190643A1 (en) Novel iii-v heterostructure field effect transistor
JP2746482B2 (en) Field effect transistor and method for manufacturing the same
US5686740A (en) Field effect transistor with recessed gate
JP2020198328A (en) Nitride semiconductor device and method of manufacturing the same
US6458675B1 (en) Semiconductor device having a plasma-processed layer and method of manufacturing the same
JP3601649B2 (en) Field effect transistor
JPH0387044A (en) Compound semiconductor device
JP2006237534A (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
WO2021102681A1 (en) Semiconductor structure and method for manufacture thereof
JP4120899B2 (en) Compound semiconductor field effect transistor and method of manufacturing the same
JP3903241B2 (en) Compound field effect semiconductor device
JP2003258004A (en) Mesa-structure semiconductor device and its manufacturing method
JP3139003B2 (en) Manufacturing method of resonant tunneling diode
WO2021102683A1 (en) Semiconductor structure and manufacturing method therefor
JP2005311326A (en) Semiconductor element
JPH05283439A (en) Semiconductor device
JPH01218039A (en) Semiconductor device
JP3077653B2 (en) Field effect transistor and method of manufacturing the same
JP2006032582A (en) Protection diode, its manufacturing method and compound semiconductor device
JP2001267554A (en) Field effect transistor and its manufacturing method