JPH06151473A - Compound semiconductor element and its manufacture - Google Patents

Compound semiconductor element and its manufacture

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JPH06151473A
JPH06151473A JP29830692A JP29830692A JPH06151473A JP H06151473 A JPH06151473 A JP H06151473A JP 29830692 A JP29830692 A JP 29830692A JP 29830692 A JP29830692 A JP 29830692A JP H06151473 A JPH06151473 A JP H06151473A
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JP
Japan
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layer
substrate
semi
insulating layer
compound semiconductor
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Withdrawn
Application number
JP29830692A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukari Arai
ゆかり 新井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide such a compound semiconductor element, and its manufacturing method, that the change or fluctuation of its characteristics which usually occurs due to deep levels or surface levels can be suppressed. CONSTITUTION:In the element, a substrate voided region 34 is provided by removing a GaAs substrate from a region including at least the region 32 immediately below an active layer 30 grown to a crystal of 1,000Angstrom in thickness. The region 34 is provided with a semi-insulating layer 38 and a rear electrode 40 is provided below the layer 38.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半絶縁性化合物半導
体層上に活性層を有する半導体素子の構造およびその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a semiconductor device having an active layer on a semi-insulating compound semiconductor layer and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えばガリウムひ素電界効果トラ
ンジスタ(GaAsFET)等の化合物半導体素子を製
造する場合、一般に、活性層は化合物半導体基板上に形
成している。
2. Description of the Related Art Conventionally, when manufacturing a compound semiconductor device such as a gallium arsenide field effect transistor (GaAsFET), an active layer is generally formed on a compound semiconductor substrate.

【0003】以下、図面を参照して、従来例のGaAs
FETの製造方法について説明する。図10の(A)〜
(D)は、従来のGaAsFETの製造方法の工程図で
ある。各図は、主要工程段階での半導体素子の断面図で
ある。
A conventional example of GaAs will now be described with reference to the drawings.
A method of manufacturing the FET will be described. (A) of FIG.
FIG. 3D is a process diagram of a conventional GaAs FET manufacturing method. Each drawing is a cross-sectional view of a semiconductor device in a main process step.

【0004】先ず、GaAs基板10上に、不純物をド
−ピングしないアンドープ層であるバッファ層12とし
て高純度のGaAs層を、数1000A°(数100n
m)(但し、A°はオングストロームを表す)〜数μm
の厚さに成長させる。このバッファ層12は、GaAs
基板10に存在する転位等の欠陥が後述の活性層14へ
拡散するのを防ぐために設ける。
First, a high-purity GaAs layer as a buffer layer 12 which is an undoped layer in which impurities are not doped is formed on the GaAs substrate 10 at several 1000 A ° (several 100 n).
m) (however, A ° represents angstrom) to several μm
Grow to a thickness of. This buffer layer 12 is made of GaAs
It is provided to prevent defects such as dislocations existing in the substrate 10 from diffusing into the active layer 14 described later.

【0005】次に、バッファ層12上に、活性層14と
してN型GaAs層14を成長させた後、素子間分離イ
オン注入部16を設ける(図10の(A))。
Next, an N-type GaAs layer 14 is grown as an active layer 14 on the buffer layer 12, and then an element isolation ion implantation section 16 is provided ((A) of FIG. 10).

【0006】その後、活性層14上にゲート電極18、
ドレイン電極20およびソース電極22を設けてトラン
ジスタ構造を形成する(図10の(B))。実際の半導
体素子では、多層配線構造として層間絶縁膜と配線金属
とを有し、さらに、素子の表面に表面保護膜を設ける
(図示せず)。
After that, the gate electrode 18 is formed on the active layer 14,
A drain electrode 20 and a source electrode 22 are provided to form a transistor structure (FIG. 10B). An actual semiconductor element has an interlayer insulating film and a wiring metal as a multilayer wiring structure, and a surface protective film is provided on the surface of the element (not shown).

【0007】次に、基板10を基板裏面(基板のトラン
ジスタ構造を形成した面の裏側の面)側から研磨し、基
板の厚さを100〜300μmにする(図10の
(C))。
Next, the substrate 10 is polished from the back surface (the surface on the back side of the substrate on which the transistor structure is formed) of the substrate to a thickness of 100 to 300 μm (FIG. 10C).

【0008】研磨後、基板10aの裏面に裏面電極24
を形成する。裏面電極24を形成することにより、半導
体素子の基板裏面側の電位を固定することができる(図
10の(D))。
After polishing, the back surface electrode 24 is formed on the back surface of the substrate 10a.
To form. By forming the back surface electrode 24, the potential on the back surface side of the substrate of the semiconductor element can be fixed ((D) in FIG. 10).

【0009】ところで、GaAs基板の導電型は、一般
的に、N型、P型および半絶縁性のうちいずれでも良い
が、中でも半絶縁性の導電型の基板が、トランジスタを
含む集積回路の応用で広く用いられている。これは、半
絶縁性基板が、107 〜108 Ω・cm程度の高い抵抗
率を有するため、半絶縁性の基板を用いると、半導体素
子の活性層と基板との間の降伏電圧が増大し、また、優
れた素子間分離特性を示し、さらに、配線等の対地寄生
容量を抑制することができるからである。
The conductivity type of the GaAs substrate may be any of N type, P type and semi-insulating property, but the semi-insulating conductivity type substrate is applied to an integrated circuit including a transistor. Widely used in. This is because the semi-insulating substrate has a high resistivity of about 10 7 to 10 8 Ω · cm. Therefore, the use of the semi-insulating substrate increases the breakdown voltage between the active layer of the semiconductor element and the substrate. In addition, it is possible to exhibit excellent element isolation characteristics and further suppress the parasitic capacitance to the ground such as wiring.

【0010】従来、半絶縁性基板を高抵抗率とするた
め、通常は、基板中の残留不純物による準位の浅いドナ
ーまたは浅いアクセプタを、結晶欠陥や意図的に添加し
た不純物による深いドナーまたは深いアクセプタで補償
することにより、フェルミレベルをバンドギャップの中
央に固定している。
Conventionally, in order to make a semi-insulating substrate have a high resistivity, it is usual that a shallow donor or shallow acceptor with a level of residual impurities in the substrate is replaced with a deep donor or a deep donor due to a crystal defect or intentionally added impurities. By compensating with the acceptor, the Fermi level is fixed at the center of the band gap.

【0011】例えば、液体封止引き上げ法を用いてバル
ク成長したアンドープの半絶縁性GaAs基板では、カ
ーボン(C)等の残留不純物による浅いアクセプタをE
L2と呼ばれるバンドギャップ中心付近の深い準位で補
償している。また、クロム(Cr)を添加した半絶縁性
基板では、残留シリコンによる浅いドナーを深いアクセ
プタであるクロムで補償している。
For example, in an undoped semi-insulating GaAs substrate that has been bulk-grown by using the liquid sealing pulling method, a shallow acceptor due to residual impurities such as carbon (C) is generated by E.
Compensation is performed at a deep level near the center of the band gap called L2. Further, in the semi-insulating substrate to which chromium (Cr) is added, the shallow donor due to the residual silicon is compensated by chromium which is a deep acceptor.

【0012】従って、半絶縁性基板には、様々なエネル
ギーレベルの深い準位が様々な濃度で存在する。
Therefore, in the semi-insulating substrate, deep levels with various energy levels exist in various concentrations.

【0013】通常、従来の化合物半導体素子では、活性
層直下の領域に半絶縁性基板を有している。この基板に
は、基板の種類、結晶成長前処理または結晶成長および
成長後の処理条件によって、様々なエネルギーレベルの
深い準位が様々な濃度で存在している。また、バルク成
長して形成した半絶縁性基板とこの半絶縁性基板上に結
晶成長して形成した成長層との界面には、基板の種類、
結晶板成長前処理または結晶成長条件等によって様々な
エネルギーレベルの界面準位が様々な濃度で存在してい
る。これらの準位が電子やホールのトラップとして振舞
うと、これらの準位にキャリアが補足される。補足され
るキャリアの数は、素子に印加される電圧やキャリア濃
度によって変化する。さらに、それぞれの準位における
キャリアの捕獲または放出の過程には、それぞれ固有の
時定数が存在する。
Usually, a conventional compound semiconductor device has a semi-insulating substrate in a region immediately below an active layer. In this substrate, deep levels with various energy levels are present at various concentrations depending on the type of substrate, pre-crystal growth treatment, or treatment conditions after crystal growth and post-growth. In addition, at the interface between the semi-insulating substrate formed by bulk growth and the growth layer formed by crystal growth on the semi-insulating substrate, the type of substrate,
The interface states of various energy levels exist in various concentrations depending on the crystal plate growth pretreatment or the crystal growth conditions. When these levels act as traps for electrons and holes, carriers are trapped in these levels. The number of captured carriers changes depending on the voltage applied to the device and the carrier concentration. In addition, there is a unique time constant in the process of carrier capture or emission at each level.

【0014】その結果、深い準位または界面準位に起因
する、素子特性の変化や変動が引き起こされることがあ
る。例えば、半絶縁性基板を用いたFET素子の場合、
深い準位または界面準位に起因して、閾値電流の変化、
ドレイン電流およびドレインコンダクタンスの過渡応
答、ドレイン電流およびドレインコンダクタンスの、素
子に印加される信号の周波数に対する依存性の変動、ま
たは、サイドゲート効果といった素子特性の変化や変動
等が引き起こされることがある。
As a result, the device characteristics may be changed or fluctuated due to the deep level or the interface level. For example, in the case of an FET element using a semi-insulating substrate,
Change in threshold current due to deep levels or interface states,
The transient response of the drain current and drain conductance, the variation of the dependency of the drain current and drain conductance on the frequency of the signal applied to the element, or the variation or variation of the element characteristics such as the side gate effect may occur.

【0015】従って、半絶縁性基板を用いて化合物半導
体素子を形成した場合、上述した素子特性の変化や変動
が起こらない様にすることが望ましい。
Therefore, when the compound semiconductor element is formed using the semi-insulating substrate, it is desirable that the above-mentioned change or fluctuation of the element characteristic does not occur.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半絶縁
性基板をバルク成長させるときに、高抵抗率を保ったま
ま深い準位のエネルギーレベルおよび濃度を制御するこ
とは著しく困難である。また、半絶縁性基板を具えた素
子を構成した後で半絶縁性基板の深い準位および界面準
位のエネルギーレベルおよび濃度を制御することも著し
く困難である。このため、上述した素子特性の変化や変
動が生じてしまう。
However, when bulk-growing a semi-insulating substrate, it is extremely difficult to control the energy level and concentration of deep levels while maintaining high resistivity. It is also extremely difficult to control the energy levels and concentrations of deep levels and interface levels of the semi-insulating substrate after the device having the semi-insulating substrate is constructed. Therefore, the above-mentioned change or fluctuation of the element characteristic occurs.

【0017】従って、この発明の目的は、半絶縁性基板
における深い準位または界面準位に起因する素子特性の
変化や変動を抑制することができる化合物半導体素子お
よびその製造方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a compound semiconductor device capable of suppressing a change or variation in device characteristics due to a deep level or an interface level in a semi-insulating substrate and a method for manufacturing the same. is there.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明の化合物半導体素子およびその製造方法に
よれば、結晶成長させた活性層を具える化合物半導体素
子において、少なくとも活性層の直下の領域を基板無設
領域とし、基板無設領域に、結晶成長させた化合物半導
体を用いて形成した半絶縁性層を具え、半絶縁性層の下
に裏面電極が設けてあることを特徴とする。
In order to achieve this object, according to the compound semiconductor device and the method for manufacturing the same of the present invention, in a compound semiconductor device having a crystal-grown active layer, at least immediately below the active layer. Is a substrate-free region, and the substrate-free region is provided with a semi-insulating layer formed using a compound semiconductor grown by crystal growth, and a back electrode is provided under the semi-insulating layer. To do.

【0019】また、化合物半導体素子を製造するにあた
り、基板上に半絶縁性層を結晶成長させる工程と、半絶
縁性層の上側に活性層を形成する工程と、活性層の少な
くとも直下の領域の基板を除去して半絶縁性層を露出さ
せる工程と、半絶縁性層の下に裏面電極を形成する工程
とを含むことを特徴とする。
Further, in manufacturing a compound semiconductor device, a step of crystal-growing a semi-insulating layer on a substrate, a step of forming an active layer on the upper side of the semi-insulating layer, and a step of forming an active layer at least directly under the active layer. The method is characterized by including a step of removing the substrate to expose the semi-insulating layer and a step of forming a back electrode under the semi-insulating layer.

【0020】また、化合物半導体素子を製造するにあた
り、基板上にノンドープのバッファ層を結晶成長させる
工程と、このバッファ層上に活性層を形成する工程と、
活性層の少なくとも直下の領域の基板を除去してバッフ
ァ層を露出させる工程と、バッファ層に対してイオン注
入を行って半絶縁性層を形成する工程と、半絶縁性層の
下に裏面電極を形成する工程とを含むことを特徴とす
る。
In manufacturing the compound semiconductor device, a step of crystal-growing a non-doped buffer layer on the substrate, a step of forming an active layer on the buffer layer,
A step of exposing the buffer layer by removing the substrate in a region at least immediately below the active layer; a step of implanting ions into the buffer layer to form a semi-insulating layer; and a back electrode under the semi-insulating layer. And a step of forming.

【0021】また、好ましくは、化合物半導体素子の製
造方法において、半絶縁性層の結晶成長工程は、下側半
絶縁性層、エッチングストッパ層および上側半絶縁性層
を順次に形成する工程を含むと良い。
Preferably, in the method of manufacturing a compound semiconductor device, the crystal growth step of the semi-insulating layer includes a step of sequentially forming a lower semi-insulating layer, an etching stopper layer and an upper semi-insulating layer. And good.

【0022】また、好ましくは、化合物半導体素子の製
造方法において、バッファ層の結晶成長工程は、下側半
絶縁性層、エッチングストッパ層および上側半絶縁性層
を順次に形成する工程を含むと良い。
Preferably, in the method of manufacturing a compound semiconductor device, the crystal growth step of the buffer layer may include a step of sequentially forming a lower semi-insulating layer, an etching stopper layer and an upper semi-insulating layer. .

【0023】[0023]

【作用】この発明の化合物半導体素子およびその製造方
法によれば、少なくとも活性層直下の領域ではバルク成
長させて形成した基板を除去しているため、界面準位を
除くことができる。さらに、基板を除去してしまうの
で、基板の種類等によらず、基板中の深い準位に起因す
る半導体素子特性の変化や変動を除くことができる。ま
た、半絶縁性層を結晶成長によって形成するため、結晶
成長条件およびイオン注入条件の制御によって、深い準
位の半導体素子特性への影響を、基板の種類等によら
ず、経験的に予測し得る範囲に抑制することができる。
According to the compound semiconductor device and the method for manufacturing the same of the present invention, since the substrate formed by bulk growth is removed at least in the region immediately below the active layer, the interface state can be eliminated. Furthermore, since the substrate is removed, it is possible to eliminate changes or fluctuations in semiconductor element characteristics due to deep levels in the substrate, regardless of the type of substrate or the like. Since the semi-insulating layer is formed by crystal growth, the influence of deep levels on the semiconductor device characteristics can be empirically predicted by controlling the crystal growth conditions and ion implantation conditions, regardless of the type of substrate. It can be suppressed within the range of obtaining.

【0024】[0024]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の化合物半
導体素子およびその製造方法の実施例について説明す
る。尚、以下に参照する図は、この発明が理解できる程
度に各構成成分の大きさ、形状および配置関係を概略的
に示してあるにすぎない。従って、この発明は、図示例
に限定されるものではないことは明らかである。
Embodiments of the compound semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings referred to below only schematically show the sizes, shapes, and arrangement relationships of the respective constituent components to the extent that the present invention can be understood. Therefore, it is obvious that the present invention is not limited to the illustrated example.

【0025】第1実施例 以下、この発明の第1実施例を説明する。図1は、この
発明の実施例の説明に供する断面図である。尚、図は、
断面を表すハッチング等を一部分省略して示してある。
First Embodiment The first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a sectional view for explaining an embodiment of the present invention. The figure shows
The hatching and the like showing the cross section are partially omitted.

【0026】図1に示す様に、この実施例の化合物半導
体素子は、1000A°の厚さに結晶成長させた活性層
30を具えている。そして、少なくともこの活性層30
の直下の領域32のGaAs基板を除去して基板無設領
域34としてある。この基板無設領域34には、アンド
ープのGaAsのバッファ層36と半絶縁性層38と、
この半絶縁性層38の下面の裏面電極40とが設けてあ
る。尚、この半絶縁性層38は、結晶成長させた化合物
半導体を用いて形成してある。一方、基板無設領域34
の両脇の領域にはそれぞれバルク成長によって形成した
基板部分42が残されている。また、活性層30の周囲
にイオンを注入して分離領域46をそれぞれ設けてあ
る。さらに、分離領域46の外側には、活性層でないn
−GaAs層48が形成されている。
As shown in FIG. 1, the compound semiconductor device of this embodiment comprises an active layer 30 which is crystal-grown to a thickness of 1000 A °. And at least this active layer 30
The GaAs substrate in the region 32 immediately below is removed to form a substrate-free region 34. In the substrate-free region 34, an undoped GaAs buffer layer 36, a semi-insulating layer 38,
A back surface electrode 40 on the lower surface of the semi-insulating layer 38 is provided. The semi-insulating layer 38 is formed using a crystal-grown compound semiconductor. On the other hand, the board-free area 34
Substrate portions 42 formed by bulk growth are left in the regions on both sides of. In addition, isolation regions 46 are provided by implanting ions around the active layer 30. Further, outside the isolation region 46, n which is not an active layer is formed.
-A GaAs layer 48 is formed.

【0027】上述の実施例では、半絶縁性層38を基板
無設領域34にのみ設けたが、この発明の化合物半導体
素子では、半絶縁性層38を、基板無設領域34を含む
さらに広い領域にわたって設けても良い。また、上述の
実施例では、活性層30の下に半絶縁性層38をバッフ
ァ層36を介して形成してあるが、この発明では、バッ
ファ36の部分を除いて半絶縁性層38の上に直接活性
層を設けても良い。
In the above-described embodiment, the semi-insulating layer 38 is provided only in the substrate-free region 34, but in the compound semiconductor device of the present invention, the semi-insulating layer 38 is wider including the substrate-free region 34. It may be provided over the area. Further, in the above-described embodiment, the semi-insulating layer 38 is formed below the active layer 30 via the buffer layer 36. However, in the present invention, the semi-insulating layer 38 is formed above the semi-insulating layer 38 except for the buffer 36. You may provide an active layer directly in.

【0028】第2実施例 次に、この発明の第2実施例を説明する。図2の(A)
〜(B)は第2実施例を説明する前半の工程図であり、
図3の(A)〜(B)は、図2の(B)に続く後半の工
程図である。各図は、主要工程段階で得られた構造体の
状態を断面で概略的に示している。尚、図は、断面を表
すハッチング等を一部分省略して示してある。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. Figure 2 (A)
(B) is a first-half process drawing explaining the second embodiment,
3A to 3B are process diagrams of the latter half of FIG. 2B. Each figure schematically shows in cross section the state of the structure obtained in the main process steps. In the figure, hatching and the like showing the cross section are partially omitted.

【0029】先ず、基板42上に半絶縁性層38を結晶
成長させる。第2実施例では、GaAs基板42上に、
バナジウム(V)をドープしたGaAsの半絶縁性層3
8をMOCVD法により10μmの厚さにエピタキシャ
ル成長する。この半絶縁性層38の抵抗率は室温で10
8 Ω・cm程度であり、通常の半絶縁性基板の抵抗率と
同じレベルである。しかし、この半絶縁性層38の抵抗
率は、結晶成長時にバナジウムの供給量等によってドナ
ー濃度およびアクセプタ濃度を変えることにより変える
ことができる(図2の(A))。
First, the semi-insulating layer 38 is crystal-grown on the substrate 42. In the second embodiment, on the GaAs substrate 42,
Vanadium (V) -doped GaAs semi-insulating layer 3
8 is epitaxially grown to a thickness of 10 μm by MOCVD. The resistivity of this semi-insulating layer 38 is 10 at room temperature.
It is about 8 Ω · cm, which is the same level as the resistivity of a normal semi-insulating substrate. However, the resistivity of the semi-insulating layer 38 can be changed by changing the donor concentration and the acceptor concentration depending on the supply amount of vanadium during crystal growth ((A) in FIG. 2).

【0030】次に、半絶縁性層38の上側に活性層30
を形成する。第2実施例では、半絶縁性層38の上にバ
ッファ層36として高純度アンドープGaAs層36を
1μmの厚さに成長させ、その上に、FETのチャネル
層となる活性層30として高純度n−GaAs層30を
1000A°の厚さに結晶成長させる。その後、従来と
同様の方法で、素子間分離のための分離領域46を酸素
イオンを注入して形成し、その後、FET電極(ゲー
ト、ドレインおよびソース電極)44を形成する(図2
の(B))。
Next, the active layer 30 is formed on the upper side of the semi-insulating layer 38.
To form. In the second embodiment, a high-purity undoped GaAs layer 36 is grown to a thickness of 1 μm as a buffer layer 36 on the semi-insulating layer 38, and a high-purity n layer is formed on the active layer 30 as a channel layer of the FET. -Grow the GaAs layer 30 to a thickness of 1000 A °. After that, a separation region 46 for element isolation is formed by implanting oxygen ions by a method similar to the conventional method, and then an FET electrode (gate, drain and source electrode) 44 is formed (FIG. 2).
(B)).

【0031】次に、活性層30の少なくとも直下の領域
32の基板を除去して半絶縁性層38の下面を露出させ
る。第2実施例では、基板42の裏面側から機械的研磨
を行って、数μmの厚さの残存42aを残して除去す
る。その後、研磨によって生じたマイクロクラックを含
む研磨ダメ−ジ層を含む残存基板42a全てと、基板4
2上に成長させた半絶縁性層38の一部をエッチングに
より除去して半絶縁性層38の下面を露出させて図3の
(A)に示す構造体を得る。
Next, the substrate in the region 32 immediately below the active layer 30 is removed to expose the lower surface of the semi-insulating layer 38. In the second embodiment, mechanical polishing is performed from the back surface side of the substrate 42 to remove the residual 42a having a thickness of several μm. After that, all the remaining substrate 42a including the polishing damage layer including the microcracks generated by the polishing and the substrate 4
A part of the semi-insulating layer 38 grown on 2 is removed by etching to expose the lower surface of the semi-insulating layer 38 to obtain the structure shown in FIG.

【0032】次に、露出させた半絶縁性層38の下面に
電子ビ−ム法または電界メッキ法を用いて裏面電極40
を形成し、素子の裏面電位の固定を図る(図3の
(B))。
Next, the back surface electrode 40 is formed on the exposed lower surface of the semi-insulating layer 38 by an electron beam method or an electroplating method.
Is formed to fix the back surface potential of the element ((B) of FIG. 3).

【0033】以上の工程を経てこの実施例の化合物半導
体素子を製造する。
The compound semiconductor device of this embodiment is manufactured through the above steps.

【0034】第2実施例では、半絶縁性層38の上側に
バッファ層36を介して活性層30を成長させたが、こ
の発明では、半絶縁性層の上に直に活性層を成長させて
も良い。
In the second embodiment, the active layer 30 is grown on the upper side of the semi-insulating layer 38 via the buffer layer 36, but in the present invention, the active layer is grown directly on the semi-insulating layer. May be.

【0035】第3実施例 次に、この発明の第3実施例を説明する。図4の(A)
〜(B)は、第3実施例を説明する前半の工程図であ
り、図5の(A)〜(C)は、図4の(B)に続く後半
の工程図である。各図は、主要段階での断面図である。
尚、図は、断面を表すハッチング等を一部分省略して示
してある。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 (A)
5A to 5B are process diagrams of the first half for explaining the third embodiment, and FIGS. 5A to 5C are process diagrams of the second half following FIG. 4B. Each drawing is a cross-sectional view at the main stage.
In the figure, hatching and the like showing the cross section are partially omitted.

【0036】先ず、基板42上にノンドープのバッファ
層36を結晶成長させる。第3実施例では、GaAs基
板42上に、直接バッファ層36として高純度アンドー
プGaAs層36を10μmの厚さに成長させる(図4
の(A))。
First, the non-doped buffer layer 36 is crystal-grown on the substrate 42. In the third embodiment, a high-purity undoped GaAs layer 36 is directly grown as a buffer layer 36 on the GaAs substrate 42 to a thickness of 10 μm (FIG. 4).
(A)).

【0037】次に、バッファ層36上に活性層30を形
成する。第3実施例では、バッファ層36上にFETの
チャネル層である活性層30として高純度n−GaAs
層30を1000A°の厚さに結晶成長させて形成す
る。その後、従来と同様の方法で、素子間分離のための
分離領域46を酸素イオンを注入して形成し、その後、
FET電極44を形成する(図4の(B))。
Next, the active layer 30 is formed on the buffer layer 36. In the third embodiment, a high-purity n-GaAs is formed on the buffer layer 36 as the active layer 30 which is the channel layer of the FET.
Layer 30 is formed by crystal growth to a thickness of 1000 A °. After that, a separation region 46 for element separation is formed by implanting oxygen ions by a method similar to the conventional method, and then,
The FET electrode 44 is formed ((B) of FIG. 4).

【0038】次に、活性層30の少なくとも直下の領域
32の基板42の部分を除去してバッファ層36の下面
を露出させる。第3実施例では、基板42の裏面側から
機械的研磨を行って、数μmの厚さの残存基板42aを
残して除去する。その後、研磨によって生じたマイクロ
クラックを含む研磨ダメ−ジ層を含む残存基板42a全
てと、基板42上に成長させたバッファ層36の一部を
エッチングにより除去してバッファ層36を露出させる
(図5の(A))。
Next, at least the portion of the substrate 42 in the region 32 immediately below the active layer 30 is removed to expose the lower surface of the buffer layer 36. In the third embodiment, mechanical polishing is performed from the back surface side of the substrate 42 to remove the remaining substrate 42a having a thickness of several μm. After that, all the remaining substrate 42a including a polishing damage layer including microcracks generated by polishing and a part of the buffer layer 36 grown on the substrate 42 are removed by etching to expose the buffer layer 36 (FIG. 5 (A)).

【0039】次に、バッファ層36に対してイオン注入
を行って半絶縁性層38を形成する。第3実施例では、
露出させたバッファ層36の下側から、例えば水素イオ
ンまたは酸素イオンなどを注入して半絶縁性層38を形
成する(図5の(B))。
Next, the buffer layer 36 is ion-implanted to form a semi-insulating layer 38. In the third embodiment,
From the lower side of the exposed buffer layer 36, for example, hydrogen ions or oxygen ions are implanted to form the semi-insulating layer 38 (FIG. 5B).

【0040】次に、半絶縁性層38の下に電子ビ−ム法
または電界メッキ法を用いて裏面電極40を形成し、素
子の裏面電位の固定を図る(図5の(C))。
Next, the back surface electrode 40 is formed under the semi-insulating layer 38 by using the electron beam method or the electroplating method to fix the back surface potential of the element (FIG. 5C).

【0041】以上の工程を経てこの実施例の化合物半導
体素子を製造する。
The compound semiconductor device of this example is manufactured through the above steps.

【0042】第4実施例 次に、この発明の第4実施例を説明する。図6の(A)
〜(C)は、第4実施例を説明する前半の工程図であ
り、図7の(A)〜(B)は、図6の(C)に続く後半
の工程図である。各図は、主要段階での断面図である。
尚、図は、断面を表すハッチング等を一部分省略して示
してある。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6A
7A to 7C are process diagrams of the first half for explaining the fourth embodiment, and FIGS. 7A to 7B are process diagrams of the second half following FIG. 6C. Each drawing is a cross-sectional view at the main stage.
In the figure, hatching and the like showing the cross section are partially omitted.

【0043】先ず、基板上に、下側および上側半絶縁性
層38aおよび38b間にエッチング停止層50を挟ん
だ半絶縁性層を形成する。この下側および上側半絶縁性
層38aおよび38b全体で半絶縁性層38を構成して
いる。第4実施例では、GaAs基板42上に、バナジ
ウム(V)をドープしたGaAsの下側半絶縁性層38
aをMOCVD法により数100A°の厚さにエピタキ
シャル成長する。次に、この下側半絶縁性層38aの上
にエッチング停止層50としてAlGaAs層50を5
0A°の厚さに成長させる。さらにその上にバナジウム
をドープしたGaAsの上側半絶縁性層38bを成長さ
せる。(図6の(A))。
First, a semi-insulating layer having an etching stopper layer 50 sandwiched between lower and upper semi-insulating layers 38a and 38b is formed on a substrate. The lower and upper semi-insulating layers 38a and 38b collectively form the semi-insulating layer 38. In the fourth embodiment, a lower semi-insulating layer 38 of GaAs doped with vanadium (V) is formed on a GaAs substrate 42.
A is epitaxially grown to a thickness of several 100 A ° by MOCVD. Next, an AlGaAs layer 50 is formed as an etching stop layer 50 on the lower semi-insulating layer 38a.
Grow to a thickness of 0 A °. Further, an upper semi-insulating layer 38b of vanadium-doped GaAs is grown thereon. ((A) of FIG. 6).

【0044】次に、上側半絶縁性層38bの上側に活性
層30を形成する。第4実施例ではそのため、先ず、上
側半絶縁性層38b上に高純度アンドープGaAsのバ
ッファ層36を1μmの厚さに成長させ、その上にFE
Tのチャネル層となる活性層30として高純度n−Ga
As層を1000A°の厚さに結晶成長させる。その
後、従来と同様の方法で、素子間分離のための分離領域
46を酸素イオンを注入して形成し、その後、FET電
極44を形成する(図6の(B))。
Next, the active layer 30 is formed on the upper side of the upper semi-insulating layer 38b. Therefore, in the fourth embodiment, first, a high-purity undoped GaAs buffer layer 36 is grown to a thickness of 1 μm on the upper semi-insulating layer 38b, and FE is formed thereon.
High-purity n-Ga as the active layer 30 to be the channel layer of T
Crystallize the As layer to a thickness of 1000 A °. After that, a separation region 46 for element separation is formed by implanting oxygen ions by a method similar to the conventional method, and then the FET electrode 44 is formed ((B) of FIG. 6).

【0045】次に、活性層30の少なくとも直下の領域
の基板42の部分を除去して半絶縁性層38を露出させ
る。第4実施例では、基板42の裏面側から機械的研磨
を行って100〜200μmの厚さの残存基板42aを
残して除去する。次に、研磨して得られた基板部分42
aの裏面の領域の中、少なくとも活性層直下の領域を除
いた領域に通常のホトリソグラフィ技術を用いて、マス
クパターン54を形成する。従って、活性層直下に対応
する基板部分42aの領域を露出する開口部52が形成
される(図6の(C))。このホトリソグラフィを行う
に当たっては、両面マスクアライナを用い、研磨した基
板表面側の活性層の直下の領域と、残存基板42a裏面
側のマスクパターン52の開口部54の領域との位置合
わせ(アライメント)することができる。
Next, the portion of the substrate 42 at least immediately below the active layer 30 is removed to expose the semi-insulating layer 38. In the fourth embodiment, mechanical polishing is performed from the back surface side of the substrate 42 to remove the remaining substrate 42a having a thickness of 100 to 200 μm. Next, the substrate portion 42 obtained by polishing
A mask pattern 54 is formed in a region of the back surface of a at least in a region excluding a region immediately below the active layer by using a normal photolithography technique. Therefore, the opening 52 is formed to expose the region of the substrate portion 42a corresponding to immediately below the active layer ((C) of FIG. 6). In performing this photolithography, using a double-sided mask aligner, the region immediately below the active layer on the front side of the polished substrate and the region of the opening 54 of the mask pattern 52 on the rear side of the residual substrate 42a are aligned (alignment). can do.

【0046】次に、残存基板42aの裏面側から、マス
クパターン52を介して反応性イオンエッチング(RI
E)を行う。エッチングガスには、三塩化ホウ素(BC
3)、塩素(Cl3 )および六フッ化硫黄(SF6
の混合ガスを用いる。このドライエッチングは、エッチ
ング停止層50で停止させて、開口部54に対応する基
板部分と下側半絶縁性層38aを除去する。続いて、エ
ッチング停止層50および上側半絶縁性層38b中のド
ライエッチングによるダメ−ジ層(図示せず)に対し、
両層合わせて数10〜数100A°の深さまでエッチン
グを行って上側半絶縁性層38bを露出させる。この2
段階のエッチング工程を経ることにより、残存積層体の
厚さを均一にする様に基板等の部分を除去することによ
り、図7の(A)に示すような構造体を得る。
Next, reactive ion etching (RI) is performed from the rear surface side of the residual substrate 42a through the mask pattern 52.
Perform E). The etching gas is boron trichloride (BC
l 3 ), chlorine (Cl 3 ), and sulfur hexafluoride (SF 6 ).
The mixed gas of is used. The dry etching is stopped at the etching stop layer 50 to remove the substrate portion corresponding to the opening 54 and the lower semi-insulating layer 38a. Subsequently, with respect to the damage layer (not shown) by dry etching in the etching stop layer 50 and the upper semi-insulating layer 38b,
The upper half-insulating layer 38b is exposed by performing etching to a depth of several tens to several 100 A ° in total for both layers. This 2
By passing through the stepwise etching process, the substrate and other parts are removed so as to make the thickness of the remaining laminated body uniform, thereby obtaining a structure as shown in FIG. 7 (A).

【0047】次に、マスクパタ−ン52を除去した後、
主として露出させた上側半絶縁性層38bの下に電子ビ
−ム法または電界メッキ法を用いて裏面電極40を形成
して素子の裏面電位の固定を図る(図7の(B))。
Next, after removing the mask pattern 52,
A back surface electrode 40 is formed mainly under the exposed upper semi-insulating layer 38b by an electron beam method or an electroplating method to fix the back surface potential of the element (FIG. 7B).

【0048】以上の工程を経て化合物半導体素子を製造
する。
A compound semiconductor device is manufactured through the above steps.

【0049】第5実施例 次に、この発明の第5実施例を説明する。図8の(A)
〜(C)は、第5実施例を説明する工程図であり、図9
の(A)〜(C)は、図8の(C)に続く後半の工程図
である。各図は、主要段階での断面図である。尚、図
は、断面を表すハッチング等を一部分省略して示してあ
る。
Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8A
9C are process drawings for explaining the fifth embodiment, and FIG.
8A to 8C are process diagrams of the latter half following FIG. 8C. Each drawing is a cross-sectional view at the main stage. In the figure, hatching and the like showing the cross section are partially omitted.

【0050】先ず、基板42上に下側および上側バッフ
ァ層36aおよび36b間にエッチング停止層を挟んだ
バッファ層36を形成する。この下側および上側バッフ
ァ層36aおよび36b全体でバッファ層36を構成し
ている。第5実施例では、GaAs基板42上に、直接
下側バッファ層36aとして高純度アンドープGaAs
層をMOCVD法により数100A°の厚さにエピタキ
シャル成長させる。次に、この下側バッファ層36aの
上にエッチング停止層50としてAlGaAs層を50
A°の厚さに成長させる。さらにその上に上側バッファ
層36bとして高純度アンドープGaAs層をMOCV
D法により成長させる(図8の(A))。
First, the buffer layer 36 is formed on the substrate 42 with the etching stopper layer sandwiched between the lower and upper buffer layers 36a and 36b. The lower and upper buffer layers 36a and 36b as a whole form the buffer layer 36. In the fifth embodiment, high-purity undoped GaAs is directly formed as the lower buffer layer 36a on the GaAs substrate 42.
The layer is grown epitaxially by MOCVD to a thickness of a few 100 A °. Next, an AlGaAs layer 50 is formed as an etching stop layer 50 on the lower buffer layer 36a.
Grow to a thickness of A °. Further thereon, a high-purity undoped GaAs layer is formed as an upper buffer layer 36b by MOCV.
It is grown by the D method ((A) of FIG. 8).

【0051】次に、この上側バッファ層36b上に活性
層30を形成する。第5実施例では、上側バッファ層3
6bの上にFETのチャネル層となる活性層30として
高純度n−GaAs層を1000A°の厚さに結晶成長
させる。その後、従来と同様の方法で、素子間分離のた
めの分離領域46を酸素イオンを注入して形成し、その
後、FET電極44を形成する(図8の(B))。
Next, the active layer 30 is formed on the upper buffer layer 36b. In the fifth embodiment, the upper buffer layer 3
On 6b, a high-purity n-GaAs layer is crystal-grown to a thickness of 1000 A ° as an active layer 30 which becomes a channel layer of the FET. After that, a separation region 46 for element separation is formed by implanting oxygen ions by a method similar to the conventional method, and then the FET electrode 44 is formed (FIG. 8B).

【0052】次に、活性層30の少なくとも直下の領域
の基板42の部分を除去してバッファ層36を露出させ
る。第5実施例では、基板42の裏面側から機械的研磨
を行って100〜200μmの厚さの残存基板42aを
残して除去する。次に、研磨して得られた残存基板42
aの裏面の領域の中、少なくとも活性層直下の領域を除
いた領域に通常のホトリソグラフィ技術を用いて、マス
クパターン52を形成する。従って、活性層直下に対応
する部分の残存基板42aの領域を露出する開口部54
が形成される(図8の(C))。このホトリソグラフィ
を行うに当たっては、両面マスクアライナを用い、研磨
した基板表面側の活性層の直下の領域と、残存基板42
a裏面側のマスクパターン52の開口部54の領域との
位置合わせ(アライメント)することができる。
Next, the buffer layer 36 is exposed by removing at least the portion of the substrate 42 immediately below the active layer 30. In the fifth embodiment, mechanical polishing is performed from the back surface side of the substrate 42 to remove the remaining substrate 42a having a thickness of 100 to 200 μm. Next, the residual substrate 42 obtained by polishing
A mask pattern 52 is formed in a region of the back surface of a at least in a region excluding the region immediately below the active layer by using a normal photolithography technique. Therefore, the opening 54 that exposes the region of the residual substrate 42a corresponding to the portion directly below the active layer is formed.
Are formed ((C) of FIG. 8). In performing this photolithography, a double-sided mask aligner is used and a region immediately below the active layer on the surface side of the polished substrate and the remaining substrate 42 are used.
a It is possible to perform alignment with the region of the opening 54 of the mask pattern 52 on the back surface side.

【0053】次に、残存基板42aの裏面側から、マス
クパターン54を介して反応性イオンエッチング(RI
E)を行う。エッチングガスには、三塩化ホウ素(BC
3)、塩素(Cl3 )および六フッ化硫黄(SF6
の混合ガスを用いる。このドライエッチングは、エッチ
ング停止層50で停止させて、開口部54に対応する基
板部分と下側バッファ層36aを除去する。続いて、エ
ッチング停止層50および上側バッファ層36b中のド
ライエッチングによるダメージ層(図示せず)に対し、
両層合わせて数10〜数100A°の深さまでエッチン
グを行って上側バッファ層36bを露出させる。この2
段階のエッチング工程を経ることにより、残存積層体の
厚さを均一にする様に基板等の部分を除去することによ
り、図9の(A)に示すような構造体を得る。
Next, reactive ion etching (RI) is performed from the rear surface side of the residual substrate 42a through the mask pattern 54.
Perform E). The etching gas is boron trichloride (BC
l 3 ), chlorine (Cl 3 ), and sulfur hexafluoride (SF 6 ).
The mixed gas of is used. This dry etching is stopped at the etching stop layer 50 to remove the substrate portion corresponding to the opening 54 and the lower buffer layer 36a. Then, with respect to the damage layer (not shown) due to the dry etching in the etching stopper layer 50 and the upper buffer layer 36b,
The upper buffer layer 36b is exposed by etching both layers to a depth of several tens to several hundreds of degrees. This 2
By passing through the stepwise etching process, the substrate and other parts are removed so as to make the thickness of the remaining laminated body uniform, so that a structure as shown in FIG. 9A is obtained.

【0054】次に、上側バッファ層36bに対してイオ
ン注入を行って半絶縁性層38を形成する。第5実施例
では、露出した上側バッファ層36bの部分に対して水
素イオンまたは酸素イオンなどを注入して半絶縁性層3
8を形成する(図9の(B))。裏面全面にイオンを照
射した場合、露出したバッファ層36b部分だけではな
く、除去されなかった基板部分43にもイオンが注入さ
れる。しかし、形成する半絶縁性層38の厚さに比べ
て、基板43の厚さの方がはるかに厚いので、半絶縁性
層と、基板部分43中のイオン注入層とが電気的に連続
になることは無い。また、活性層直下の領域以外の基板
の素子特性に与える悪影響は無い。
Next, the upper buffer layer 36b is ion-implanted to form the semi-insulating layer 38. In the fifth embodiment, the semi-insulating layer 3 is formed by implanting hydrogen ions or oxygen ions into the exposed upper buffer layer 36b.
8 is formed ((B) of FIG. 9). When the entire back surface is irradiated with ions, the ions are implanted not only in the exposed buffer layer 36b portion but also in the substrate portion 43 not removed. However, since the substrate 43 is much thicker than the semi-insulating layer 38 to be formed, the semi-insulating layer and the ion implantation layer in the substrate portion 43 are electrically continuous. It never happens. Further, there is no adverse effect on the device characteristics of the substrate other than the region immediately below the active layer.

【0055】次に、主として露出させた半絶縁性層38
の下に電子ビーム法または電界メッキ法を用いて裏面電
極40を形成して素子の裏面電位の固定を図る(図9の
(C))。
Next, the exposed semi-insulating layer 38 is mainly used.
A backside electrode 40 is formed underneath by using an electron beam method or an electroplating method to fix the backside potential of the element (FIG. 9C).

【0056】以上の工程を経てこの実施例の化合物半導
体素子を製造する。
The compound semiconductor device of this example is manufactured through the above steps.

【0057】上述の各実施例では、この発明を、特定の
材料を使用し、また、特定の条件で構成した例につき説
明したが、この発明は多くの変更および変形を行うこと
ができる。例えば、上述した実施例では、基板としてG
aAs基板を用いたが、この発明では、基板を化合物半
導体に限定する必要は無い。また、上述した実施例3お
よび4では、研磨した基板に対してドライエッチングを
行ったが、このエッチング工程は、例えば、アンモニ
ア、過酸化水素水、水の混合液を用いたウエットエッチ
ングを用いても良い。また、第4および第5実施例で
は、基板とエッチング停止層との間にバッファ層を形成
したが、この発明では、基板上に直接エッチング停止層
を形成しても良い。また、基板の一部の領域のみを除去
する場合には、例えば、MMIC(モノリシックマイク
ロ波IC)の製造時に、基板を貫通する穴を部分的に設
ける場合に用いるバイアホール作成プロセスを応用する
こともできる。
In each of the above-described embodiments, the present invention has been described by using the specific material and the specific conditions, but the present invention can be modified and modified in many ways. For example, in the above-described embodiment, G is used as the substrate.
Although the aAs substrate is used, it is not necessary to limit the substrate to the compound semiconductor in the present invention. Further, in the above-described Examples 3 and 4, dry etching was performed on the polished substrate, but this etching step uses, for example, wet etching using a mixed solution of ammonia, hydrogen peroxide solution, and water. Is also good. Further, although the buffer layer is formed between the substrate and the etching stopper layer in the fourth and fifth embodiments, the etching stopper layer may be formed directly on the substrate in the present invention. Further, in the case of removing only a partial region of the substrate, for example, when manufacturing a MMIC (monolithic microwave IC), a via hole forming process used when partially forming holes penetrating the substrate is applied. You can also

【0058】[0058]

【発明の効果】この発明の化合物半導体素子およびその
製造方法によれば、活性層の直下の領域では、バルク成
長させて形成した基板を除去しているため、界面準位を
除くことができる。さらに、基板を除去してしまうの
で、基板の種類等によらず、基板中の深い準位に起因す
る半導体素子特性の変化や変動を除くことができる。ま
た、半絶縁性層を結晶成長によって形成するため、結晶
成長条件およびイオン注入条件の制御によって、深い準
位の半導体素子特性への影響を、基板の種類等によら
ず、経験的に予測し得る範囲に抑制することができる。
According to the compound semiconductor device of the present invention and the method of manufacturing the same, since the substrate formed by bulk growth is removed in the region immediately below the active layer, the interface state can be eliminated. Furthermore, since the substrate is removed, it is possible to eliminate changes or fluctuations in semiconductor element characteristics due to deep levels in the substrate, regardless of the type of substrate or the like. Since the semi-insulating layer is formed by crystal growth, the influence of deep levels on the semiconductor device characteristics can be empirically predicted by controlling the crystal growth conditions and ion implantation conditions, regardless of the type of substrate. It can be suppressed within the range of obtaining.

【0059】また、例えば、エッチング停止膜を形成す
ると、基板の除去時により均一な深さでエッチングする
ことができる。このため、一部の領域のみ基板を除去す
る場合にもローディング効果を抑えることができる。
Further, for example, when the etching stop film is formed, it is possible to perform etching with a more uniform depth when removing the substrate. Therefore, the loading effect can be suppressed even when the substrate is removed only in a part of the region.

【0060】また、例えば、基板無設領域以外の基板を
残すと、基板を全て除去した場合に比べて素子全体の強
度が増し、素子の製造時の取扱が容易になる。
Further, for example, if the substrate other than the region where the substrate is not provided is left, the strength of the entire device is increased as compared with the case where the entire substrate is removed, and the handling at the time of manufacturing the device becomes easy.

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

【図1】この発明の第1実施例の説明に供する断面構造
図である。
FIG. 1 is a sectional structural view for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】(A)〜(B)は、この発明の第2実施例の説
明に供する前半の工程図である。
2 (A) and 2 (B) are process diagrams of the first half used to describe a second embodiment of the present invention.

【図3】(A)〜(B)は、この発明の第2実施例の説
明に供する後半の工程図である。
3 (A) to 3 (B) are process diagrams of the latter half of the description for explaining the second embodiment of the present invention.

【図4】(A)〜(B)は、この発明の第3実施例の説
明に供する前半の工程図である。
FIG. 4A to FIG. 4B are process diagrams of the first half provided for explaining the third embodiment of the present invention.

【図5】(A)〜(C)は、この発明の第3実施例の説
明に供する後半の工程図である。
5 (A) to (C) are process diagrams of the latter half for explaining the third embodiment of the present invention.

【図6】(A)〜(C)は、この発明の第4実施例の説
明に供する前半の工程図である。
6 (A) to (C) are process diagrams of the first half provided for explaining the fourth embodiment of the present invention.

【図7】(A)〜(B)は、この発明の第4実施例の説
明に供する後半の工程図である。
7 (A) to 7 (B) are process diagrams of the latter half of the description provided for the fourth embodiment of the present invention.

【図8】(A)〜(C)は、この発明の第5実施例の説
明に供する前半の工程図である。
FIG. 8A to FIG. 8C are process diagrams of the first half provided for explaining the fifth embodiment of the present invention.

【図9】(A)〜(C)は、この発明の第5実施例の説
明に供する後半の工程図である。
9 (A) to 9 (C) are process diagrams of the latter half for explaining the fifth embodiment of the present invention.

【図10】(A)〜(D)は、従来の半導体素子および
その製造方法の説明に供する工程図である。
10A to 10D are process diagrams provided for explaining a conventional semiconductor element and a method for manufacturing the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:GaAs基板 12:バッファ層 14:活性層 16:素子間分離
イオン注入部 18:ゲート電極 20:ドレイン電
極 22:ソース電極 24:裏面電極 30:活性層 32:活性層直下
の領域 34:基板無設領域 36:バッファ層 36a:下側バッファ層 36b:上側バッ
ファ層 38:半絶縁性層 38a:下側半絶
縁性層 38b:上側半絶縁性層 40:裏面電極 42:基板 42a:残存基板 43:基板部分 44:FET電極 46:分離領域 48:n−GaA
s層 50:エッチング停止層 52:マスクパタ
−ン 54:開口部
10: GaAs substrate 12: buffer layer 14: active layer 16: element isolation ion implantation part 18: gate electrode 20: drain electrode 22: source electrode 24: back electrode 30: active layer 32: region immediately below active layer 34: substrate Free region 36: Buffer layer 36a: Lower buffer layer 36b: Upper buffer layer 38: Semi-insulating layer 38a: Lower semi-insulating layer 38b: Upper semi-insulating layer 40: Back electrode 42: Substrate 42a: Remaining substrate 43: Substrate part 44: FET electrode 46: Separation region 48: n-GaA
s layer 50: etching stop layer 52: mask pattern 54: opening

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 結晶成長させた活性層を具える化合物半
導体素子において、 少なくとも該活性層の直下の領域を基板無設領域とし、 該基板無設領域に、結晶成長させた化合物半導体を用い
て形成した半絶縁性層を具え、 該半絶縁性層の下に裏面電極が設けてあることを特徴と
する化合物半導体素子。
1. A compound semiconductor device comprising a crystal-grown active layer, wherein at least a region immediately below the active layer is a substrate-free region, and the crystal-grown compound semiconductor is used in the substrate-free region. A compound semiconductor device comprising a formed semi-insulating layer, wherein a back electrode is provided under the semi-insulating layer.
【請求項2】 基板上に半絶縁性層を結晶成長させる工
程と、 該半絶縁性層の上側に活性層を形成する工程と、 該活性層の少なくとも直下の領域の基板部分を除去して
前記半絶縁性層を露出させる工程と、 該半絶縁性層の下に裏面電極を形成する工程とを含むこ
とを特徴とする化合物半導体素子の製造方法。
2. A step of crystal-growing a semi-insulating layer on a substrate, a step of forming an active layer on the upper side of the semi-insulating layer, and a step of removing a substrate portion at least immediately below the active layer. A method of manufacturing a compound semiconductor device, comprising: exposing the semi-insulating layer; and forming a back electrode under the semi-insulating layer.
【請求項3】 基板上にノンドープのバッファ層を結晶
成長させる工程と、 該バッファ層上に活性層を形成する工程と、 該活性層の少なくとも直下の領域の基板部分を除去して
前記バッファ層を露出させる工程と、 該バッファ層に対してイオン注入を行って半絶縁性層を
形成する工程と、 該半絶縁性層の下に裏面電極を形成する工程とを含むこ
とを特徴とする化合物半導体素子の製造方法。
3. A step of crystal-growing a non-doped buffer layer on a substrate, a step of forming an active layer on the buffer layer, and a step of removing the substrate portion in a region immediately below the active layer to remove the buffer layer. And a step of forming a semi-insulating layer by implanting ions into the buffer layer, and a step of forming a back electrode under the semi-insulating layer. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項4】 請求項2に記載の化合物半導体素子の製
造方法において、 前記半絶縁性層の結晶成長工程は、下側半絶縁性層、エ
ッチングストッパ層および上側半絶縁性層を順次に形成
する工程を含むことを特徴とする化合物半導体素子の製
造方法。
4. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 2, wherein in the crystal growth step of the semi-insulating layer, a lower semi-insulating layer, an etching stopper layer and an upper semi-insulating layer are sequentially formed. The manufacturing method of the compound semiconductor element characterized by including the process of performing.
【請求項5】 請求項3に記載の化合物半導体素子の製
造方法において、 前記バッファ層の結晶成長工程は、下側バッファ層、エ
ッチングストッパ層および上側バッファ層を順次に形成
する工程を含むことを特徴とする化合物半導体素子の製
造方法。
5. The method of manufacturing a compound semiconductor device according to claim 3, wherein the crystal growth step of the buffer layer includes a step of sequentially forming a lower buffer layer, an etching stopper layer and an upper buffer layer. A method of manufacturing a compound semiconductor device having the characteristics.
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