JPH06260552A - 化合物半導体装置の素子分離方法、及び化合物半導体装置 - Google Patents
化合物半導体装置の素子分離方法、及び化合物半導体装置Info
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- JPH06260552A JPH06260552A JP5047677A JP4767793A JPH06260552A JP H06260552 A JPH06260552 A JP H06260552A JP 5047677 A JP5047677 A JP 5047677A JP 4767793 A JP4767793 A JP 4767793A JP H06260552 A JPH06260552 A JP H06260552A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
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- H—ELECTRICITY
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定した高いゲート耐圧が得られ，信頼性の
高い絶縁注入技術を得る。 【構成】 注入イオンプロファイルがバッファ層９内に
おいてピークｇを持ち、アイソレーション破壊緩和層と
して作用する部分を有する第１のイオン注入領域３を形
成する。これにより、熱処理において注入イオンの深さ
方向の分布があってもこれは深さ方向に均一化されるよ
うに拡散し、熱的に安定した注入イオン濃度、ひいては
安定したデバイス特性が得られる。 【効果】 絶縁領域とゲートとの界面における電界集中
を緩和し、安定した高いゲート耐圧を確保でき、信頼性
の高いデバイスを提供できる。
高い絶縁注入技術を得る。 【構成】 注入イオンプロファイルがバッファ層９内に
おいてピークｇを持ち、アイソレーション破壊緩和層と
して作用する部分を有する第１のイオン注入領域３を形
成する。これにより、熱処理において注入イオンの深さ
方向の分布があってもこれは深さ方向に均一化されるよ
うに拡散し、熱的に安定した注入イオン濃度、ひいては
安定したデバイス特性が得られる。 【効果】 絶縁領域とゲートとの界面における電界集中
を緩和し、安定した高いゲート耐圧を確保でき、信頼性
の高いデバイスを提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、化合物半導体装置の
素子分離方法、及び化合物半導体装置に関し、特に化合
物半導体の単体もしくは集積化デバイスの素子分離技術
に関するものである。
素子分離方法、及び化合物半導体装置に関し、特に化合
物半導体の単体もしくは集積化デバイスの素子分離技術
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来の技術による化合物半導体装
置を示す図であり、図８(a) はＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴ
の素子構造の平面図、図８(b) は図８(a) のＥ−Ｅ’に
おける断面図である。図において、２０はＧａＡｓ半導
体基板、２１はバッファ層、２２はイオン注入によりバ
ッファ層２１の上に形成されたチャネルとなる低濃度の
ｎ- 型ＧａＡｓ半導体層、２３はイオン注入によりソー
ス・ドレイン領域に形成された高濃度のｎ+ 型ＧａＡｓ
半導体層、２４は低濃度のｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２
に形成されたリセス、１は該リセス２４内にてショット
キー接合するように形成されたゲート電極、３はデバイ
ス領域の周辺の全周に、例えばＨ等をイオン種としたイ
オン注入を行って形成した、素子分離の絶縁領域である
第１のイオン注入領域、２はデバイス領域上、及び上記
絶縁領域の一部上に形成されたソース・ドレインのオー
ミック電極である。なお、図８(a) 中の太線は金属電極
の境界を示している。
置を示す図であり、図８(a) はＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴ
の素子構造の平面図、図８(b) は図８(a) のＥ−Ｅ’に
おける断面図である。図において、２０はＧａＡｓ半導
体基板、２１はバッファ層、２２はイオン注入によりバ
ッファ層２１の上に形成されたチャネルとなる低濃度の
ｎ- 型ＧａＡｓ半導体層、２３はイオン注入によりソー
ス・ドレイン領域に形成された高濃度のｎ+ 型ＧａＡｓ
半導体層、２４は低濃度のｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２
に形成されたリセス、１は該リセス２４内にてショット
キー接合するように形成されたゲート電極、３はデバイ
ス領域の周辺の全周に、例えばＨ等をイオン種としたイ
オン注入を行って形成した、素子分離の絶縁領域である
第１のイオン注入領域、２はデバイス領域上、及び上記
絶縁領域の一部上に形成されたソース・ドレインのオー
ミック電極である。なお、図８(a) 中の太線は金属電極
の境界を示している。
【０００３】次に製造方法，作用について説明する。Ｇ
ａＡｓ半導体基板２０上に形成したバッファ層２１（不
純物濃度は１×１０16以下）上に、不純物注入によりチ
ャネル層となる低濃度（不純物濃度は１×１０17以上）
のｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２を形成し、さらに、該チ
ャネル層となるｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２のうちのゲ
ート形成領域を挟むソース・ドレイン形成領域に、不純
物注入により高濃度（不純物濃度は３×１０17以下）の
ｎ+ 型ＧａＡｓ半導体層２３からなるソース・ドレイン
領域を形成し、その後、レジスト（図示せず）をマスク
としてトランジスタの外周に、ＧａＡｓ半導体基板２０
までの全ての結晶成長層２１，２２，２３に対し単一に
絶縁注入することにより、第１のイオン注入領域３を形
成して素子分離を行う。その後、一度ｎ+ 型ＧａＡｓ半
導体層２３上にソース，ドレイン電極（図示せず）を形
成し、該ソース，ドレイン電極間に電流を流しながら、
ｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２をリセスエッチングするこ
とにより特性調整しながらリセス２４の形成を行う。そ
して、上記ソース，ドレイン電極（図示せず）を除去し
た後、このリセス２４上にショットキー接合するように
ゲート電極１を形成するとともに、上記ｎ+ 型ＧａＡｓ
半導体層２３の上にオーミック接触するソース・ドレイ
ン電極２を形成し、本化合物半導体装置の形成を完了す
る。
ａＡｓ半導体基板２０上に形成したバッファ層２１（不
純物濃度は１×１０16以下）上に、不純物注入によりチ
ャネル層となる低濃度（不純物濃度は１×１０17以上）
のｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２を形成し、さらに、該チ
ャネル層となるｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２のうちのゲ
ート形成領域を挟むソース・ドレイン形成領域に、不純
物注入により高濃度（不純物濃度は３×１０17以下）の
ｎ+ 型ＧａＡｓ半導体層２３からなるソース・ドレイン
領域を形成し、その後、レジスト（図示せず）をマスク
としてトランジスタの外周に、ＧａＡｓ半導体基板２０
までの全ての結晶成長層２１，２２，２３に対し単一に
絶縁注入することにより、第１のイオン注入領域３を形
成して素子分離を行う。その後、一度ｎ+ 型ＧａＡｓ半
導体層２３上にソース，ドレイン電極（図示せず）を形
成し、該ソース，ドレイン電極間に電流を流しながら、
ｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２をリセスエッチングするこ
とにより特性調整しながらリセス２４の形成を行う。そ
して、上記ソース，ドレイン電極（図示せず）を除去し
た後、このリセス２４上にショットキー接合するように
ゲート電極１を形成するとともに、上記ｎ+ 型ＧａＡｓ
半導体層２３の上にオーミック接触するソース・ドレイ
ン電極２を形成し、本化合物半導体装置の形成を完了す
る。
【０００４】上記のように構成されたＧａＡｓ系ＭＥＳ
ＦＥＴは、あらかじめリセス２４の形成により性能調整
を行うことにより、ゲート電極１に対し印加するゲート
電圧を制御して、ソース・ドレイン間の電流Ｉdsを制御
し、トランジスタ動作を行なわせるものであり、また、
ＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴにおいては、イオン注入による
素子分離方法を用いて素子分離を行うものである。
ＦＥＴは、あらかじめリセス２４の形成により性能調整
を行うことにより、ゲート電極１に対し印加するゲート
電圧を制御して、ソース・ドレイン間の電流Ｉdsを制御
し、トランジスタ動作を行なわせるものであり、また、
ＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴにおいては、イオン注入による
素子分離方法を用いて素子分離を行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにしてイオ
ン注入による素子分離を行っているＧａＡｓ系ＭＥＳＦ
ＥＴデバイスでは、エピタキシャルウェハのウェハプロ
セスによる変動、ゲート加工等のプロセス変動によって
ゲート接合耐圧の変動、特に該ゲート耐圧の低下が起こ
るという問題点があった。即ち、このゲート耐圧は、電
界集中の場合、電界強度、ショットキー接合のゲート電
極のつき方、バルク（ウェハ）状態、絶縁層とＦＥＴの
能動層の部分との絶縁界面の形成の出来具合等によって
決まるものであるが、これが上記プロセス変動によって
変動するものであった。
ン注入による素子分離を行っているＧａＡｓ系ＭＥＳＦ
ＥＴデバイスでは、エピタキシャルウェハのウェハプロ
セスによる変動、ゲート加工等のプロセス変動によって
ゲート接合耐圧の変動、特に該ゲート耐圧の低下が起こ
るという問題点があった。即ち、このゲート耐圧は、電
界集中の場合、電界強度、ショットキー接合のゲート電
極のつき方、バルク（ウェハ）状態、絶縁層とＦＥＴの
能動層の部分との絶縁界面の形成の出来具合等によって
決まるものであるが、これが上記プロセス変動によって
変動するものであった。
【０００６】そしてこれらの変動因子によって、絶縁層
とＦＥＴの能動層の部分との絶縁界面のある一箇所に電
界集中が起こると、そこには界面リークが発生すること
となり、また例えばリセス型ゲート構造においては絶縁
領域と能動層部分とのエッチングレートが異なるため、
図１０(a) ，(b) に示すように、該絶縁領域３と能動層
部分２ａとの界面においてエッチングによる段差がで
き、これがかなり急激になるとこの上に形成されるゲー
ト電極１の断線、さらにはゲート酸化膜破壊の原因にな
り、結果的にゲート破壊電圧が低くなり、ゲート破壊を
生じやすくなるという問題点があった。そしてかかるゲ
ート耐圧、ゲート破壊電圧の低下により、装置の信頼性
が低下するという問題点があった。
とＦＥＴの能動層の部分との絶縁界面のある一箇所に電
界集中が起こると、そこには界面リークが発生すること
となり、また例えばリセス型ゲート構造においては絶縁
領域と能動層部分とのエッチングレートが異なるため、
図１０(a) ，(b) に示すように、該絶縁領域３と能動層
部分２ａとの界面においてエッチングによる段差がで
き、これがかなり急激になるとこの上に形成されるゲー
ト電極１の断線、さらにはゲート酸化膜破壊の原因にな
り、結果的にゲート破壊電圧が低くなり、ゲート破壊を
生じやすくなるという問題点があった。そしてかかるゲ
ート耐圧、ゲート破壊電圧の低下により、装置の信頼性
が低下するという問題点があった。
【０００７】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、ゲート耐圧、ゲート破壊電圧を安
定に高く保ち、ひいては信頼性を高いものとすることの
できる化合物半導体装置の素子分離方法、及びこれによ
り製造される化合物半導体装置を提供することを目的と
している。
めになされたもので、ゲート耐圧、ゲート破壊電圧を安
定に高く保ち、ひいては信頼性を高いものとすることの
できる化合物半導体装置の素子分離方法、及びこれによ
り製造される化合物半導体装置を提供することを目的と
している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る化合物半導
体装置の素子分離方法は、デバイス領域の周辺全周に第
１のイオン注入を行い、エピタキシャル成長層の最深部
にあるバッファ層内に、絶縁破壊緩和層として作用する
極大注入イオン濃度領域を有するように、第１の絶縁領
域を形成するようにしたものである。
体装置の素子分離方法は、デバイス領域の周辺全周に第
１のイオン注入を行い、エピタキシャル成長層の最深部
にあるバッファ層内に、絶縁破壊緩和層として作用する
極大注入イオン濃度領域を有するように、第１の絶縁領
域を形成するようにしたものである。
【０００９】本発明に係る化合物半導体装置の素子分離
方法は、ゲートへの電圧印加によっても、ゲート電極と
絶縁領域との界面への電界集中が可能な限り発生しない
よう、第１のイオン注入による絶縁領域の他に、該第１
の絶縁領域と抵抗値の異なる第２のイオン注入による絶
縁領域を、デバイス周辺のいずれかの位置に配置形成し
たものである。
方法は、ゲートへの電圧印加によっても、ゲート電極と
絶縁領域との界面への電界集中が可能な限り発生しない
よう、第１のイオン注入による絶縁領域の他に、該第１
の絶縁領域と抵抗値の異なる第２のイオン注入による絶
縁領域を、デバイス周辺のいずれかの位置に配置形成し
たものである。
【００１０】またこの発明は、第２の絶縁領域を、ゲー
ト電極の根元部及び先端部のいずれか、または双方と、
上記第１の絶縁領域とデバイス領域との境界部分とが重
なる部分に形成したものである。
ト電極の根元部及び先端部のいずれか、または双方と、
上記第１の絶縁領域とデバイス領域との境界部分とが重
なる部分に形成したものである。
【００１１】また、この発明は、第２の絶縁領域を、上
記第１の絶縁領域とデバイス領域との境界の全周の所定
幅を持つ部分に形成したものである。
記第１の絶縁領域とデバイス領域との境界の全周の所定
幅を持つ部分に形成したものである。
【００１２】また、この発明は、上記第１，第２の絶縁
領域のいずれか、または双方を、バッファ層に、イオン
注入濃度の極大値をもつアイソレーションの破壊緩和層
を有するものとしたものである。
領域のいずれか、または双方を、バッファ層に、イオン
注入濃度の極大値をもつアイソレーションの破壊緩和層
を有するものとしたものである。
【００１３】また、この発明は、デバイスの周辺部に相
当する部分を斜面形状に形成したレジストマスクを用い
てイオン注入を行い、イオン注入による絶縁領域を形成
するものである。
当する部分を斜面形状に形成したレジストマスクを用い
てイオン注入を行い、イオン注入による絶縁領域を形成
するものである。
【００１４】また、この発明は、第１のレジストマスク
と、該第１のレジストマスクの周辺部に配置された第１
のレジストマスクより小さい厚さの第２のレジストマス
クとを用いてイオン注入を行い、イオン注入による絶縁
領域を形成するものである。
と、該第１のレジストマスクの周辺部に配置された第１
のレジストマスクより小さい厚さの第２のレジストマス
クとを用いてイオン注入を行い、イオン注入による絶縁
領域を形成するものである。
【００１５】
【作用】この発明においては、安定した絶縁領域の抵抗
値を確保するために、エピタキシャル層の最下層のバッ
ファ層内の所定位置に注入イオン濃度のピーク（極大
値）をもつように絶縁注入を行ったので、ウエハプロセ
スにおける熱処理において、注入イオンの深さ方向の分
布があってもこれは深さ方向に均一化されるように拡散
し、そのため特定の箇所だけ注入イオン濃度が薄くなる
ことがなくなり、熱的に安定した注入イオン濃度が得ら
れ、デバイス特性も安定したものが得られる。
値を確保するために、エピタキシャル層の最下層のバッ
ファ層内の所定位置に注入イオン濃度のピーク（極大
値）をもつように絶縁注入を行ったので、ウエハプロセ
スにおける熱処理において、注入イオンの深さ方向の分
布があってもこれは深さ方向に均一化されるように拡散
し、そのため特定の箇所だけ注入イオン濃度が薄くなる
ことがなくなり、熱的に安定した注入イオン濃度が得ら
れ、デバイス特性も安定したものが得られる。
【００１６】また、この発明においては、化合物半導体
装置にイオン注入による素子分離を行う際、第１のイオ
ン注入による絶縁領域以外に、これと抵抗値の異なる第
２のイオン注入による絶縁領域を、デバイス周辺のいず
れかの位置に形成することにより、ゲート金属と絶縁領
域との界面への電界集中を軽減でき、且つ、絶縁領域の
抵抗値を安定にすることができ、信頼性の高い素子分離
技術を実現することができる。
装置にイオン注入による素子分離を行う際、第１のイオ
ン注入による絶縁領域以外に、これと抵抗値の異なる第
２のイオン注入による絶縁領域を、デバイス周辺のいず
れかの位置に形成することにより、ゲート金属と絶縁領
域との界面への電界集中を軽減でき、且つ、絶縁領域の
抵抗値を安定にすることができ、信頼性の高い素子分離
技術を実現することができる。
【００１７】
【実施例】実施例１．請求項２の発明の一実施例を図１
について説明する。図１(a) は本実施例１におけるＧａ
Ａｓ系ＭＥＳＦＥＴの素子構造の平面図であり、図１
(b) は図１(a)）のＡ−Ａ’断面における断面図であ
る。図において、図８と同一符号は同一または相当部分
を示し、４は第１の絶縁領域３とデバイス領域との境界
部分と、ゲート電極１の根元部とが重なる部分に形成さ
れた上記第１の絶縁領域３と異なる抵抗値を有するよう
に形成された第２のイオン注入領域である。ここで、第
１のイオン注入領域３の抵抗値は１×１０7 オームcm、
第２のイオン注入領域４の抵抗値は１×１０6 オームcm
である。
について説明する。図１(a) は本実施例１におけるＧａ
Ａｓ系ＭＥＳＦＥＴの素子構造の平面図であり、図１
(b) は図１(a)）のＡ−Ａ’断面における断面図であ
る。図において、図８と同一符号は同一または相当部分
を示し、４は第１の絶縁領域３とデバイス領域との境界
部分と、ゲート電極１の根元部とが重なる部分に形成さ
れた上記第１の絶縁領域３と異なる抵抗値を有するよう
に形成された第２のイオン注入領域である。ここで、第
１のイオン注入領域３の抵抗値は１×１０7 オームcm、
第２のイオン注入領域４の抵抗値は１×１０6 オームcm
である。
【００１８】本発明の化合物半導体装置の製造における
イオン注入による素子分離方法について以下説明する。
半導体中にＨ原子をイオン注入して絶縁領域を形成する
場合、そのドーズ量とそれによる抵抗値とは、図９に示
すような関係となり、ドーズ量を上げて行くにつれて抵
抗が上がっていくＣの領域と、その後ドーズ量の増加に
対しても抵抗値がほぼフラットとなるＡの領域と、その
後抵抗値が下がっていくＢの領域とに分けられる。
イオン注入による素子分離方法について以下説明する。
半導体中にＨ原子をイオン注入して絶縁領域を形成する
場合、そのドーズ量とそれによる抵抗値とは、図９に示
すような関係となり、ドーズ量を上げて行くにつれて抵
抗が上がっていくＣの領域と、その後ドーズ量の増加に
対しても抵抗値がほぼフラットとなるＡの領域と、その
後抵抗値が下がっていくＢの領域とに分けられる。
【００１９】本発明は、絶縁領域と能動層間の電界集中
を緩和するために、図１に示される、デバイスの周辺領
域である，第１のイオン注入領域３とソース，ドレイン
電極２下の能動領域間の四角の枠形状の部分のうちの一
部に、第１のイオン注入領域３と抵抗値の異なる第２の
イオン注入領域４を設けることにより、上記界面領域で
の電界集中を緩和しようとするもので、上記第１，第２
のイオン注入領域を、上記Ａ，Ｂの領域の注入でもっ
て、あるいはＢ，Ａの領域の注入でもって形成するもの
である。この際、熱的に安定なものを作ろうとする場合
には、上記第１，第２の注入領域を、上記Ａ，Ｂの注入
でもってそれぞれ作るのが理想的である。これは、上記
Ｃの領域は熱信頼性的に不安定になりやすいため、上記
Ａ，Ｂの領域を２つのそれぞれに分けて使うのがよいか
らである。ここで、熱信頼性的に不安定というのは、該
イオン注入により絶縁を得ている状態で、該絶縁が熱に
より破壊されてまた活性化してキャリアが発生するとい
う、キャリアリアクティベーション（キャリア再活性
化）がおこることを意味するもので、このキャリアが再
活性化するまでに何時間保持できるかという，絶縁の良
さを示す指標であるキャリアリアクティベーションタイ
ムは、Ｃの領域より、Ｂの領域の方が良いため、上記の
ようにＡとＢとを使うようにしているものである。
を緩和するために、図１に示される、デバイスの周辺領
域である，第１のイオン注入領域３とソース，ドレイン
電極２下の能動領域間の四角の枠形状の部分のうちの一
部に、第１のイオン注入領域３と抵抗値の異なる第２の
イオン注入領域４を設けることにより、上記界面領域で
の電界集中を緩和しようとするもので、上記第１，第２
のイオン注入領域を、上記Ａ，Ｂの領域の注入でもっ
て、あるいはＢ，Ａの領域の注入でもって形成するもの
である。この際、熱的に安定なものを作ろうとする場合
には、上記第１，第２の注入領域を、上記Ａ，Ｂの注入
でもってそれぞれ作るのが理想的である。これは、上記
Ｃの領域は熱信頼性的に不安定になりやすいため、上記
Ａ，Ｂの領域を２つのそれぞれに分けて使うのがよいか
らである。ここで、熱信頼性的に不安定というのは、該
イオン注入により絶縁を得ている状態で、該絶縁が熱に
より破壊されてまた活性化してキャリアが発生するとい
う、キャリアリアクティベーション（キャリア再活性
化）がおこることを意味するもので、このキャリアが再
活性化するまでに何時間保持できるかという，絶縁の良
さを示す指標であるキャリアリアクティベーションタイ
ムは、Ｃの領域より、Ｂの領域の方が良いため、上記の
ようにＡとＢとを使うようにしているものである。
【００２０】上記図９のグラフにおいて、注入イオンが
水素である場合、ＮH ≒Ｎe （ＮHは注入された領域中
の水素の濃度で、Ｎe は該注入された領域中のキャリア
の濃度）であるＡの領域では、その抵抗値Ｒは、約１０
7 オームｃｍであるが、ＮH≒１０Ｎe となるＢの領域
では、該グラフの抵抗値Ｒは低下する傾向となる。
水素である場合、ＮH ≒Ｎe （ＮHは注入された領域中
の水素の濃度で、Ｎe は該注入された領域中のキャリア
の濃度）であるＡの領域では、その抵抗値Ｒは、約１０
7 オームｃｍであるが、ＮH≒１０Ｎe となるＢの領域
では、該グラフの抵抗値Ｒは低下する傾向となる。
【００２１】次に、図７は本発明のイオン注入によるキ
ャリヤ濃度プロファイルを示す。従来は、イオン注入量
が図中の破線のカーブの値となるようなイオン注入をお
こなっているが、この場合には、バッファ層９の，その
上の半導体層（２１）との界面で、そのイオン注入量が
キャリアプロファイル８の上端で示されるキャリア濃度
と非常に近接しているため、アイソレーションがもろく
上記キャリアリアクティベーションがおこりやすいもの
となっていた。例えば熱拡散した場合には、半導体層
（２２）のデバイス表面に近い位置では、イオン注入濃
度とキャリア濃度との差がまだｄだけあるため安定であ
るが、バッファ層界面ではその差がｅだけしかなく、か
つその点でのイオン注入濃度プロファイルが傾斜をもっ
ているため、すぐ図示左右に（深く，浅く）ながれてし
まい、上記差ｅがほとんどなくなってしまうこととな
り、ここが一番弱く、最初に絶縁破壊をおこし始めると
ころとなるものである。なお、図７において、チャネル
層のキャリア濃度Ｎe は、約１×１０19cm-3である。
ャリヤ濃度プロファイルを示す。従来は、イオン注入量
が図中の破線のカーブの値となるようなイオン注入をお
こなっているが、この場合には、バッファ層９の，その
上の半導体層（２１）との界面で、そのイオン注入量が
キャリアプロファイル８の上端で示されるキャリア濃度
と非常に近接しているため、アイソレーションがもろく
上記キャリアリアクティベーションがおこりやすいもの
となっていた。例えば熱拡散した場合には、半導体層
（２２）のデバイス表面に近い位置では、イオン注入濃
度とキャリア濃度との差がまだｄだけあるため安定であ
るが、バッファ層界面ではその差がｅだけしかなく、か
つその点でのイオン注入濃度プロファイルが傾斜をもっ
ているため、すぐ図示左右に（深く，浅く）ながれてし
まい、上記差ｅがほとんどなくなってしまうこととな
り、ここが一番弱く、最初に絶縁破壊をおこし始めると
ころとなるものである。なお、図７において、チャネル
層のキャリア濃度Ｎe は、約１×１０19cm-3である。
【００２２】これを緩和する目的で、バッファ層に、イ
オン注入濃度の極大値（ｇ点）をもつアイソレーション
の破壊緩和層を設けておけば、該ｇ点の図示左側の極小
点ｆに向けて、熱拡散によりその左側と右側の部分にあ
る注入イオンが移動することとなり、該ｆ点の図示左側
のバッファ層界面付近からは熱拡散により右側（ｆ点
側）に動くこととなり、該バッファ界面のｅ点のイオン
濃度が低くなってアイソレーションが弱くなるというこ
とが抑えられるものである。
オン注入濃度の極大値（ｇ点）をもつアイソレーション
の破壊緩和層を設けておけば、該ｇ点の図示左側の極小
点ｆに向けて、熱拡散によりその左側と右側の部分にあ
る注入イオンが移動することとなり、該ｆ点の図示左側
のバッファ層界面付近からは熱拡散により右側（ｆ点
側）に動くこととなり、該バッファ界面のｅ点のイオン
濃度が低くなってアイソレーションが弱くなるというこ
とが抑えられるものである。
【００２３】ここで、上記極大点ｇの位置は、バッファ
層界面から約２０００オングストローム〜４０００オン
グストロームとし、また、上記極大点ｇの位置は、平面
的にはバッファ層界面から２０００オングストローム以
上深い領域のバッファ層全域内に存在させるものとす
る。
層界面から約２０００オングストローム〜４０００オン
グストロームとし、また、上記極大点ｇの位置は、平面
的にはバッファ層界面から２０００オングストローム以
上深い領域のバッファ層全域内に存在させるものとす
る。
【００２４】ここで、エピタキシャルウエハの成長層の
最深部にあるバッファ層９内に形成される、上記イオン
濃度が極大点ｇとなるその点の濃度１０は、活性層のキ
ャリア濃度８の値と同じ値かそれより大きい値となるの
が好ましいものである。
最深部にあるバッファ層９内に形成される、上記イオン
濃度が極大点ｇとなるその点の濃度１０は、活性層のキ
ャリア濃度８の値と同じ値かそれより大きい値となるの
が好ましいものである。
【００２５】このように、イオン注入後の熱拡散によっ
て注入水素イオンは、水素濃度の高いところから低い所
に、この場合深さ方向に広がるという現象がおこるわけ
であるが、水素イオン濃度の弱いところの水素濃度がで
きるだけ簡単には落ち込まないようにしておいてやれ
ば、熱的に安定し、デバイスの特性自体も安定すること
となるものである。
て注入水素イオンは、水素濃度の高いところから低い所
に、この場合深さ方向に広がるという現象がおこるわけ
であるが、水素イオン濃度の弱いところの水素濃度がで
きるだけ簡単には落ち込まないようにしておいてやれ
ば、熱的に安定し、デバイスの特性自体も安定すること
となるものである。
【００２６】そして、本発明では、 (1) まず、これを第１絶縁領域しか設けない場合にはこ
の第１の領域にこれを適用するものである。 (2) また、絶縁注入領域を、実施例１，２のように、第
１，第２の絶縁領域の２つ設ける場合は、これを該第１
の注入領域に適用するものである。 (3) また、絶縁注入領域を、第１，第２の絶縁領域の２
つ設け、かつ該第２の絶縁領域を、実施例５のように、
第１のイオン注入領域３とデバイス領域との境界部分な
る全周囲に、所定幅を持たせて形成する場合は、これを
該第１の注入領域に適用するものである。 (4) ただし、絶縁抵抗自体をコントロールするために
は、これは第１，第２の絶縁領域のいずれにも用いるこ
とができる。 即ち、本実施例１では、平面的配置は従来と同じである
第１のイオン注入領域３に、この図７の実線で示される
イオン注入濃度プロファイル１０をもたせたもので、ま
た、第２のイオン注入領域４を、ゲートからの給電部で
あって電界集中の一番激しいゲートの根元部に設けたも
のである。なお、この第２のイオン注入領域４にも図７
の実線で示されるイオン注入濃度のプロファイル１０を
もたせてもよいが、これは特にもたせなくてもよいもの
である。
の第１の領域にこれを適用するものである。 (2) また、絶縁注入領域を、実施例１，２のように、第
１，第２の絶縁領域の２つ設ける場合は、これを該第１
の注入領域に適用するものである。 (3) また、絶縁注入領域を、第１，第２の絶縁領域の２
つ設け、かつ該第２の絶縁領域を、実施例５のように、
第１のイオン注入領域３とデバイス領域との境界部分な
る全周囲に、所定幅を持たせて形成する場合は、これを
該第１の注入領域に適用するものである。 (4) ただし、絶縁抵抗自体をコントロールするために
は、これは第１，第２の絶縁領域のいずれにも用いるこ
とができる。 即ち、本実施例１では、平面的配置は従来と同じである
第１のイオン注入領域３に、この図７の実線で示される
イオン注入濃度プロファイル１０をもたせたもので、ま
た、第２のイオン注入領域４を、ゲートからの給電部で
あって電界集中の一番激しいゲートの根元部に設けたも
のである。なお、この第２のイオン注入領域４にも図７
の実線で示されるイオン注入濃度のプロファイル１０を
もたせてもよいが、これは特にもたせなくてもよいもの
である。
【００２７】本実施例１では、注入イオンプロファイル
がバッファ層内においてピークを持ちアイソレーション
破壊緩和層として作用する層を有する第１のイオン注入
領域３を形成したので、キャリアが存在するエピタキシ
ャル層内に注入されているイオンの拡散が抑止されて熱
的に安定した注入イオン濃度が得られることにより、安
定した絶縁特性を得ることができる。しかも、バッファ
層とキャリアが存在する層の成長界面を流れる素子間リ
ークも抑止でき、デバイス特性も安定したものが得ら
れ、信頼性の高いデバイスを得ることができる。
がバッファ層内においてピークを持ちアイソレーション
破壊緩和層として作用する層を有する第１のイオン注入
領域３を形成したので、キャリアが存在するエピタキシ
ャル層内に注入されているイオンの拡散が抑止されて熱
的に安定した注入イオン濃度が得られることにより、安
定した絶縁特性を得ることができる。しかも、バッファ
層とキャリアが存在する層の成長界面を流れる素子間リ
ークも抑止でき、デバイス特性も安定したものが得ら
れ、信頼性の高いデバイスを得ることができる。
【００２８】また、さらに第１の絶縁領域３の界面のう
ちのゲートの電界集中が一番起こりやすいゲート根本部
の近傍に、第１の絶縁領域３と抵抗値の異なる第２のイ
オン注入領域４を設けたことにより、該ゲートと絶縁領
域との界面での電界集中を緩和して、さらに安定した高
いゲート接合耐圧、及びゲート破壊電圧を確保すること
ができ、デバイスの設計を容易に行うことができ、より
信頼性の高い素子分離技術，ならびにデバイスを得るこ
とができる。
ちのゲートの電界集中が一番起こりやすいゲート根本部
の近傍に、第１の絶縁領域３と抵抗値の異なる第２のイ
オン注入領域４を設けたことにより、該ゲートと絶縁領
域との界面での電界集中を緩和して、さらに安定した高
いゲート接合耐圧、及びゲート破壊電圧を確保すること
ができ、デバイスの設計を容易に行うことができ、より
信頼性の高い素子分離技術，ならびにデバイスを得るこ
とができる。
【００２９】実施例２．本実施例２は、図２に示される
ように、第２のイオン注入領域４を、絶縁領域なる第一
のイオン注入領域３とデバイス領域との境界部分と、ゲ
ート電極１の電界集中が一番おきやすい根元部、及びさ
らに電界集中が２番目におきやすい先端部の双方とがそ
れぞれ重なる部分に形成したものである。なお、本実施
例２においても、第１のイオン注入領域３に、図７のイ
オン注入濃度プロファイル１０をもたせており、第２の
イオン注入領域４には、上記プロファイル１０はもたせ
ても、もたせなくてもよいものである。
ように、第２のイオン注入領域４を、絶縁領域なる第一
のイオン注入領域３とデバイス領域との境界部分と、ゲ
ート電極１の電界集中が一番おきやすい根元部、及びさ
らに電界集中が２番目におきやすい先端部の双方とがそ
れぞれ重なる部分に形成したものである。なお、本実施
例２においても、第１のイオン注入領域３に、図７のイ
オン注入濃度プロファイル１０をもたせており、第２の
イオン注入領域４には、上記プロファイル１０はもたせ
ても、もたせなくてもよいものである。
【００３０】本実施例２では、上記実施例１の効果に加
え、さらに上記第２のイオン注入領域４を設けたことに
よるゲートと絶縁領域との界面での電界集中の緩和の効
果が大きくなり、安定した絶縁特性をさらに向上し、よ
り信頼性の高い素子分離技術，ならびにデバイスを得る
ことができる。
え、さらに上記第２のイオン注入領域４を設けたことに
よるゲートと絶縁領域との界面での電界集中の緩和の効
果が大きくなり、安定した絶縁特性をさらに向上し、よ
り信頼性の高い素子分離技術，ならびにデバイスを得る
ことができる。
【００３１】実施例３，４．上記実施例１，２のＧａＡ
ｓ系ＭＥＳＦＥＴでは、ゲート電極１にリセス構造２４
を用いたが、このゲート電極１はリセス構造のものでな
く、プレーナ型等のものであってもよく、かかる構造の
本実施例３，４においても、上記実施例１，２と同様が
得られる。
ｓ系ＭＥＳＦＥＴでは、ゲート電極１にリセス構造２４
を用いたが、このゲート電極１はリセス構造のものでな
く、プレーナ型等のものであってもよく、かかる構造の
本実施例３，４においても、上記実施例１，２と同様が
得られる。
【００３２】実施例５．本実施例５は、図３に示される
ように、リセス構造を有するＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴに
おいて、第２のイオン注入領域４を、第１のイオン注入
領域３とデバイス領域との境界部分なる全周囲に、所定
幅を持たせて形成したものである。
ように、リセス構造を有するＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴに
おいて、第２のイオン注入領域４を、第１のイオン注入
領域３とデバイス領域との境界部分なる全周囲に、所定
幅を持たせて形成したものである。
【００３３】本実施例５は、第１のイオン注入領域３に
ついては上記実施例１，２と同様、上記図７のイオン注
入濃度プロファイル１０をもたせて形成し、また、第２
のイオン注入領域４を、第１のイオン注入領域３とデバ
イス領域との境界部分なる全周囲に、所定幅を持たせて
形成したものである。そして、この第２のイオン注入領
域４は、これにも上記プロファイル１０をもたせるとよ
り有効である。
ついては上記実施例１，２と同様、上記図７のイオン注
入濃度プロファイル１０をもたせて形成し、また、第２
のイオン注入領域４を、第１のイオン注入領域３とデバ
イス領域との境界部分なる全周囲に、所定幅を持たせて
形成したものである。そして、この第２のイオン注入領
域４は、これにも上記プロファイル１０をもたせるとよ
り有効である。
【００３４】かかる本実施例５では、リセス構造のもの
において、上記実施例１，２と同様、注入イオンプロフ
ァイルがバッファ層内においてピークを持ちアイソレー
ション破壊緩和層として作用する層を有する第１のイオ
ン注入領域３を形成したことにより、キャリアが存在す
るエピタキシャル層内に注入されているイオンの拡散が
抑止されて熱的に安定した注入イオン濃度が得られるこ
とにより、安定した絶縁特性が得られ、かつバッファ層
とキャリアが存在する層の成長界面を流れる素子間リー
クをも抑止できて、デバイス特性も安定し、信頼性の高
いデバイスを得ることができるとともに、さらに第１の
絶縁領域３の界面のうちのゲートの電界集中が一番起こ
りやすいゲート根本部，先端部を含むデバイス領域の全
周に、第１の絶縁領域３と抵抗値の異なる第２のイオン
注入領域４を設けたことにより、該ゲート等と絶縁領域
との界面での電界集中を緩和して、さらに安定した高い
ゲート接合耐圧、及びゲート破壊電圧を確保でき、より
信頼性の高い素子分離技術，ならびにデバイスを得るこ
とができるとともに、デバイスの設計をも容易に行うこ
とができる効果がある。
において、上記実施例１，２と同様、注入イオンプロフ
ァイルがバッファ層内においてピークを持ちアイソレー
ション破壊緩和層として作用する層を有する第１のイオ
ン注入領域３を形成したことにより、キャリアが存在す
るエピタキシャル層内に注入されているイオンの拡散が
抑止されて熱的に安定した注入イオン濃度が得られるこ
とにより、安定した絶縁特性が得られ、かつバッファ層
とキャリアが存在する層の成長界面を流れる素子間リー
クをも抑止できて、デバイス特性も安定し、信頼性の高
いデバイスを得ることができるとともに、さらに第１の
絶縁領域３の界面のうちのゲートの電界集中が一番起こ
りやすいゲート根本部，先端部を含むデバイス領域の全
周に、第１の絶縁領域３と抵抗値の異なる第２のイオン
注入領域４を設けたことにより、該ゲート等と絶縁領域
との界面での電界集中を緩和して、さらに安定した高い
ゲート接合耐圧、及びゲート破壊電圧を確保でき、より
信頼性の高い素子分離技術，ならびにデバイスを得るこ
とができるとともに、デバイスの設計をも容易に行うこ
とができる効果がある。
【００３５】実施例６．本実施例６は、図４に示される
ように、リセス構造でないプレーナ型のＧａＡｓ系ＭＥ
ＳＦＥＴにおいて、上記実施例５と同様に、第２のイオ
ン注入領域４を、第１のイオン注入領域３とデバイス領
域との境界部分なる全周囲に、所定幅を持たせて形成し
たものである。本実施例６においても、上記実施例６と
同様の効果が得られる。
ように、リセス構造でないプレーナ型のＧａＡｓ系ＭＥ
ＳＦＥＴにおいて、上記実施例５と同様に、第２のイオ
ン注入領域４を、第１のイオン注入領域３とデバイス領
域との境界部分なる全周囲に、所定幅を持たせて形成し
たものである。本実施例６においても、上記実施例６と
同様の効果が得られる。
【００３６】実施例７．請求項９の発明における一実施
例を図について説明する。図５において、３は素子を分
離する絶縁領域なるイオン注入領域、５は第１のイオン
注入を行う際に用いる、その周辺部を斜面形状に形成し
たレジストマスクである。このようなレジスト５は、フ
ォトレジストを写真製版した後、これを熱ダレさせるこ
とによって形成できる。
例を図について説明する。図５において、３は素子を分
離する絶縁領域なるイオン注入領域、５は第１のイオン
注入を行う際に用いる、その周辺部を斜面形状に形成し
たレジストマスクである。このようなレジスト５は、フ
ォトレジストを写真製版した後、これを熱ダレさせるこ
とによって形成できる。
【００３７】次に作用について説明する。図５におい
て、一般に、レジストが、その周辺部が垂直に形成され
ているものであれば、そのレジスト下端の、絶縁領域
（注入前は半導体層）との接触点に一番集中する，ピン
ポイントな集中が起こることとなるが、本実施例７で
は、レジストの側面を斜面形状を有するものとしたこと
により、半導体層中に形成される絶縁領域３は図示のよ
うにその側面に傾斜部分３ａ，３ｂ，３ｃをもって形成
される。従って、この部分での電界集中は上記ピンポイ
ントな集中から線的な集中、あるいは面的な集中とな
り、その電界集中は絶縁界面が垂直に形成される場合よ
り、大きく緩和されるものである。従って、これによ
り、ゲート等と絶縁領域との界面での電界集中を緩和し
て、安定した絶縁特性を得ることができ、より信頼性の
高い素子分離技術，ならびにデバイスを得ることができ
るものである。
て、一般に、レジストが、その周辺部が垂直に形成され
ているものであれば、そのレジスト下端の、絶縁領域
（注入前は半導体層）との接触点に一番集中する，ピン
ポイントな集中が起こることとなるが、本実施例７で
は、レジストの側面を斜面形状を有するものとしたこと
により、半導体層中に形成される絶縁領域３は図示のよ
うにその側面に傾斜部分３ａ，３ｂ，３ｃをもって形成
される。従って、この部分での電界集中は上記ピンポイ
ントな集中から線的な集中、あるいは面的な集中とな
り、その電界集中は絶縁界面が垂直に形成される場合よ
り、大きく緩和されるものである。従って、これによ
り、ゲート等と絶縁領域との界面での電界集中を緩和し
て、安定した絶縁特性を得ることができ、より信頼性の
高い素子分離技術，ならびにデバイスを得ることができ
るものである。
【００３８】実施例８．上記実施例７は、リセス構造の
ＦＥＴにおいてもこれを実現でき、そのようにしたもの
が本実施例８である。
ＦＥＴにおいてもこれを実現でき、そのようにしたもの
が本実施例８である。
【００３９】実施例９．請求項１２の発明における一実
施例を図について説明する。図６において、３は素子を
分離するイオン注入領域、６はイオン注入を行う際に用
いる第１のレジストマスク、７は第１のレジストマスク
の周辺部に配置された第１のレジストマスクより厚さの
小さい第２のレジストマスクである。
施例を図について説明する。図６において、３は素子を
分離するイオン注入領域、６はイオン注入を行う際に用
いる第１のレジストマスク、７は第１のレジストマスク
の周辺部に配置された第１のレジストマスクより厚さの
小さい第２のレジストマスクである。
【００４０】次に動作，作用について説明する。上記実
施例７では、レジストの側面を斜面形状を有するものと
することにより、絶縁領域に横方向に平面的な濃度分布
をもたせるようにしたが、本実施例９は、これをレジス
トに２つのレジストを用いることにより、実現したもの
である。即ち、第１のレジスト６の側部に、これより層
厚の薄い第２のレジスト７を設け、これらをマスクとし
てＨイオンの絶縁注入を行うことにより、図６に示すよ
うな絶縁注入領域３を得ることができ、これは横方向
（平面的に全方位）に２次元的な濃度分布をもつものと
なっている。本実施例では、レジスト形成のための写真
製版工程が２回必要であるため多少煩雑となるが、上記
実施例７と同様絶縁領域界面での電界集中を、上記ピン
ポイントな集中から線的な集中（面的な集中）として、
大きく緩和することができ、上記実施例７と同様、ゲー
ト等と絶縁領域との界面での電界集中を緩和して、安定
した絶縁特性を有する、より信頼性の高い素子分離技
術，ならびにデバイスを得ることができる。
施例７では、レジストの側面を斜面形状を有するものと
することにより、絶縁領域に横方向に平面的な濃度分布
をもたせるようにしたが、本実施例９は、これをレジス
トに２つのレジストを用いることにより、実現したもの
である。即ち、第１のレジスト６の側部に、これより層
厚の薄い第２のレジスト７を設け、これらをマスクとし
てＨイオンの絶縁注入を行うことにより、図６に示すよ
うな絶縁注入領域３を得ることができ、これは横方向
（平面的に全方位）に２次元的な濃度分布をもつものと
なっている。本実施例では、レジスト形成のための写真
製版工程が２回必要であるため多少煩雑となるが、上記
実施例７と同様絶縁領域界面での電界集中を、上記ピン
ポイントな集中から線的な集中（面的な集中）として、
大きく緩和することができ、上記実施例７と同様、ゲー
ト等と絶縁領域との界面での電界集中を緩和して、安定
した絶縁特性を有する、より信頼性の高い素子分離技
術，ならびにデバイスを得ることができる。
【００４１】実施例１０．上記実施例９は、リセス構造
のＦＥＴにおいてもこれを実現でき、そのようにしたも
のが本実施例１０である。
のＦＥＴにおいてもこれを実現でき、そのようにしたも
のが本実施例１０である。
【００４２】実施例１１．また、上記実施例において
は、ＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴについて述べたが、他の材
質による半導体装置でもよく、上記と同様な効果を得る
ことができる。
は、ＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴについて述べたが、他の材
質による半導体装置でもよく、上記と同様な効果を得る
ことができる。
【００４３】実施例１２．また、上記実施例において
は、絶縁領域を形成する際にイオン注入されるイオンと
して水素（Ｈ）を主に用いたが、イオン注入されるイオ
ンとしては、水素（Ｈ）、ホウ素（Ｂ）、酸素（Ｏ）の
内の何れか一種類以上のイオンをイオン注入してもよ
く、上記と同様な効果を得ることができる。
は、絶縁領域を形成する際にイオン注入されるイオンと
して水素（Ｈ）を主に用いたが、イオン注入されるイオ
ンとしては、水素（Ｈ）、ホウ素（Ｂ）、酸素（Ｏ）の
内の何れか一種類以上のイオンをイオン注入してもよ
く、上記と同様な効果を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】本発明に係る化合物半導体装置の素子分
離方法によれば、デバイス領域の周辺全周に第１のイオ
ン注入を行い、エピタキシャル成長層の最深部にあるバ
ッファ層内に、絶縁破壊緩和層として作用する極大注入
イオン濃度領域を有するように第１の絶縁領域を形成す
るようにしたので、ウエハプロセスにおける熱処理にお
いて、注入イオンの深さ方向の分布があってもこれは深
さ方向に均一化されるように拡散し、このようにキャリ
アが存在するエピタキシャル層内に注入されているイオ
ンの拡散が抑止されて熱的に安定した注入イオン濃度が
得られ、且つバッファ層とキャリアが存在する層の成長
界面を流れる素子間リークも抑止できるため、デバイス
特性も安定したものが得られ、安定した絶縁特性を有す
る信頼性の高い素子分離技術、及び信頼性の高いデバイ
スを得ることができる効果がある。
離方法によれば、デバイス領域の周辺全周に第１のイオ
ン注入を行い、エピタキシャル成長層の最深部にあるバ
ッファ層内に、絶縁破壊緩和層として作用する極大注入
イオン濃度領域を有するように第１の絶縁領域を形成す
るようにしたので、ウエハプロセスにおける熱処理にお
いて、注入イオンの深さ方向の分布があってもこれは深
さ方向に均一化されるように拡散し、このようにキャリ
アが存在するエピタキシャル層内に注入されているイオ
ンの拡散が抑止されて熱的に安定した注入イオン濃度が
得られ、且つバッファ層とキャリアが存在する層の成長
界面を流れる素子間リークも抑止できるため、デバイス
特性も安定したものが得られ、安定した絶縁特性を有す
る信頼性の高い素子分離技術、及び信頼性の高いデバイ
スを得ることができる効果がある。
【００４５】また、本発明に係る化合物半導体装置の素
子分離方法によれば、ゲートへの電圧印加によっても、
ゲート電極と絶縁領域との界面への電界集中が可能な限
り発生しないよう、第１のイオン注入による絶縁領域の
他に、該第１の絶縁領域と抵抗値の異なる第２のイオン
注入による絶縁領域を、ゲートの電界集中が一番起こり
やすいゲート根本部等の、ゲート金属との接触部を含む
デバイス周辺のいずれかの位置に配置形成したので、ゲ
ートと絶縁領域との界面での電界集中を緩和して、安定
した高いゲート接合耐圧、及びゲート破壊電圧を確保す
ることができ、デバイスの設計を容易に行うことがで
き、やはり信頼性の高い素子分離技術、及び信頼性の高
いデバイスを得ることができる効果がある。
子分離方法によれば、ゲートへの電圧印加によっても、
ゲート電極と絶縁領域との界面への電界集中が可能な限
り発生しないよう、第１のイオン注入による絶縁領域の
他に、該第１の絶縁領域と抵抗値の異なる第２のイオン
注入による絶縁領域を、ゲートの電界集中が一番起こり
やすいゲート根本部等の、ゲート金属との接触部を含む
デバイス周辺のいずれかの位置に配置形成したので、ゲ
ートと絶縁領域との界面での電界集中を緩和して、安定
した高いゲート接合耐圧、及びゲート破壊電圧を確保す
ることができ、デバイスの設計を容易に行うことがで
き、やはり信頼性の高い素子分離技術、及び信頼性の高
いデバイスを得ることができる効果がある。
【００４６】また、この発明によれば、イオン注入領域
形成用のレジストの側面を斜面形状、あるいは段差形状
を有するものとして、絶縁領域に横方向の平面的な濃度
分布をもたせるようにしたので、ゲートと絶縁領域との
界面等での電界集中を緩和して、安定した絶縁特性を有
する信頼性の高い素子分離技術、及び信頼性の高いデバ
イスを得ることができる効果がある。
形成用のレジストの側面を斜面形状、あるいは段差形状
を有するものとして、絶縁領域に横方向の平面的な濃度
分布をもたせるようにしたので、ゲートと絶縁領域との
界面等での電界集中を緩和して、安定した絶縁特性を有
する信頼性の高い素子分離技術、及び信頼性の高いデバ
イスを得ることができる効果がある。
【図１】本発明の実施例１のＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴの
素子構造の平面図及び断面図である。
素子構造の平面図及び断面図である。
【図２】本発明の実施例３のＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴの
素子構造の平面図及び断面図である。
素子構造の平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施例５のＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴの
素子構造の平面図及び断面図である。
素子構造の平面図及び断面図である。
【図４】本発明の実施例６のＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴの
素子構造の平面図及び断面図である。
素子構造の平面図及び断面図である。
【図５】本発明の実施例７のＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴの
イオン注入による素子分離方法を示すレジストマスクプ
ロファイルの断面図である。
イオン注入による素子分離方法を示すレジストマスクプ
ロファイルの断面図である。
【図６】本発明の実施例９のＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴの
イオン注入による素子分離方法を示すレジストマスクプ
ロファイルの断面図である。
イオン注入による素子分離方法を示すレジストマスクプ
ロファイルの断面図である。
【図７】本発明の実施例１のイオン注入による素子分離
方法における注入イオンプロファイルの概念図である。
方法における注入イオンプロファイルの概念図である。
【図８】従来のＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴの層構造の平面
図及び断面図である。
図及び断面図である。
【図９】イオン注入による素子分離方法における注入ド
ーズ量と抵抗値との関係を示す図である。
ーズ量と抵抗値との関係を示す図である。
【図１０】従来のＧａＡｓ系ＭＥＳＦＥＴにおける絶縁
注入により絶縁領域を形成する場合の問題点を説明する
ための図である。
注入により絶縁領域を形成する場合の問題点を説明する
ための図である。
１ ゲート電極 ２ ソース・ドレイン電極 ３ 第１のイオン注入領域 ４ 第２のイオン注入領域 ５ レジストマスク ６ 第１のレジストマスク ７ 第２のレジストマスク ８ キャリアプロファイル ９ バッファ領域 １０ 注入イオンプロファイル １１ 注入イオンプロファイル１０のバッファ領域９に
おけるピーク ２０ ＧａＡｓ半導体基板 ２１ バッファ層 ２２ ｎ- 型ＧａＡｓ半導体層 ２３ ｎ+ 型ＧａＡｓ半導体層 ２４ リセス
おけるピーク ２０ ＧａＡｓ半導体基板 ２１ バッファ層 ２２ ｎ- 型ＧａＡｓ半導体層 ２３ ｎ+ 型ＧａＡｓ半導体層 ２４ リセス
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年４月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】次に製造方法，作用について説明する。Ｇ
ａＡｓ半導体基板２０上に形成したバッファ層２１（不
純物濃度は１×１０16以下）上に、不純物注入によりチ
ャネル層となる低濃度（不純物濃度は１×１０17以上）
のｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２を形成し、さらに、該チ
ャネル層となるｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２のうちのゲ
ート形成領域を挟むソース・ドレイン形成領域に、不純
物注入により高濃度（不純物濃度は３×１０17以上）の
ｎ+ 型ＧａＡｓ半導体層２３からなるソース・ドレイン
領域を形成し、その後、レジスト（図示せず）をマスク
としてトランジスタの外周に、キャリアの存在する結晶
成長層２１，２２に対してオーバラップするように絶縁
注入することにより、第１のイオン注入領域３を形成し
て素子分離を行う。その後、一度ｎ+ 型ＧａＡｓ半導体
層２３上にソース，ドレイン電極２を形成し、該ソー
ス，ドレイン間飽和電流の変化を用いて、ｎ- 型ＧａＡ
ｓ半導体層２２をリセスエッチングすることにより特性
調整しながらリセス２４の形成を行う。そして、このリ
セス２４上にショットキー接合するようにゲート電極１
を形成する。
ａＡｓ半導体基板２０上に形成したバッファ層２１（不
純物濃度は１×１０16以下）上に、不純物注入によりチ
ャネル層となる低濃度（不純物濃度は１×１０17以上）
のｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２を形成し、さらに、該チ
ャネル層となるｎ- 型ＧａＡｓ半導体層２２のうちのゲ
ート形成領域を挟むソース・ドレイン形成領域に、不純
物注入により高濃度（不純物濃度は３×１０17以上）の
ｎ+ 型ＧａＡｓ半導体層２３からなるソース・ドレイン
領域を形成し、その後、レジスト（図示せず）をマスク
としてトランジスタの外周に、キャリアの存在する結晶
成長層２１，２２に対してオーバラップするように絶縁
注入することにより、第１のイオン注入領域３を形成し
て素子分離を行う。その後、一度ｎ+ 型ＧａＡｓ半導体
層２３上にソース，ドレイン電極２を形成し、該ソー
ス，ドレイン間飽和電流の変化を用いて、ｎ- 型ＧａＡ
ｓ半導体層２２をリセスエッチングすることにより特性
調整しながらリセス２４の形成を行う。そして、このリ
セス２４上にショットキー接合するようにゲート電極１
を形成する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/812
Claims (13)
- 【請求項１】 化合物半導体装置においてイオン注入に
よる素子分離を行う方法において、 デバイス領域の周辺全周に第１のイオン注入を行い、エ
ピタキシャル成長層の最深部にあるバッファ層内に、絶
縁破壊緩和層として作用する極大注入イオン濃度領域を
有するように、第１の絶縁領域を形成する工程を含むこ
とを特徴とする化合物半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項２】 化合物半導体装置においてイオン注入に
よる素子分離を行う方法において、 デバイス領域の周辺全周に第１のイオン注入を行い第１
の絶縁領域を形成する工程と、 上記第１の絶縁領域とデバイス領域の周辺との境界領域
のいずれかの位置に、第２のイオン注入を行い上記第１
の絶縁領域と異なる抵抗値を有する第２の絶縁領域を形
成する工程とを含むことを特徴とする化合物半導体装置
の素子分離方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の化合物半導体装置の素子
分離方法において、 上記第２の絶縁領域は、上記第１の絶縁領域とデバイス
領域との境界部分と、ゲート電極の根元部とが重なる部
分に形成することを特徴とする化合物半導体装置の素子
分離方法。 - 【請求項４】 請求項２記載の化合物半導体装置の素子
分離方法において、 上記第２の絶縁領域は、上記第１の絶縁領域とデバイス
領域との境界部分と、ゲート電極の根元部及び先端部と
が重なる部分に形成することを特徴とする化合物半導体
装置の素子分離方法。 - 【請求項５】 請求項２記載の化合物半導体装置の素子
分離方法において、 上記第２の絶縁領域は、上記第１の絶縁領域とデバイス
領域との境界部分なる全周囲に所定幅を持たせて形成す
ることを特徴とする化合物半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項６】 請求項３または４に記載の化合物半導体
装置の素子分離方法において、 上記第１の絶縁領域は、エピタキシャル成長層の最深部
にあるバッファ層内に、絶縁破壊緩和層として作用する
極大注入イオン濃度領域を有するものであることを特徴
とする化合物半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項７】 請求項５に記載の化合物半導体装置の素
子分離方法において、 上記第１及び第２の絶縁領域は、エピタキシャル成長層
の最深部にあるバッファ層内に、絶縁破壊緩和層として
作用する極大注入イオン濃度領域を有するものであるこ
とを特徴とする化合物半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項８】 イオン注入による素子分離を行ってなる
化合物半導体装置において、 第１のイオン注入によりデバイス領域の周辺全周に形成
された第１の絶縁領域と、 第２のイオン注入によりデバイス領域の周辺と上記第１
の絶縁領域との境界領域のいずれかの位置に、上記第１
の絶縁領域とは異なる抵抗値を有するよう形成された第
２の絶縁領域とを備えたことを特徴とする化合物半導体
装置。 - 【請求項９】 化合物半導体装置においてイオン注入に
よる素子分離を行う方法において、 レジストマスクを、その周辺部がデバイス領域の周辺部
に相当する位置にてその周辺部を斜面形状となるよう形
成する工程と、 該レジストマスクを用いてイオン注入を行って絶縁領域
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
装置の素子分離方法。 - 【請求項１０】 化合物半導体装置においてイオン注入
による素子分離を行う方法において、 第１のレジストマスク及び該第１のレジストマスクの周
辺部に配置された該第１のレジストマスクより厚さの小
さい第２のレジストマスクを形成する工程と、 該第１のレジストマスクと該第２のレジストマスクとを
同時に用いてイオン注入を行って絶縁領域を形成する工
程とを含むことを特徴とする化合物半導体装置の素子分
離方法。 - 【請求項１１】 化合物半導体装置においてイオン注入
による素子分離を行う方法において、 エピタキシャルウエハの成長層の最深部にあるバッファ
層内において、該パッファ層の所定深さ以上の位置で注
入イオン濃度がピークを持つようにイオン注入を行い絶
縁領域を形成する工程を含むことを特徴とする化合物半
導体装置の素子分離方法。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の化合物半導体装置の
素子分離方法において、 上記注入イオン濃度のピークの値は、活性層のキャリア
濃度の値と同じか、それ以上の値であることを特徴とす
る化合物半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項１３】 請求項１ないし７，または９ないし１
２のいずれかに記載の化合物半導体装置の素子分離方法
において、 イオン注入されるイオン種として、水素（Ｈ）、ホウ素
（Ｂ）、酸素（Ｏ）の内の何れか一種類以上のイオン種
をイオン注入することを特徴とする化合物半導体装置の
素子分離方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5047677A JPH06260552A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 化合物半導体装置の素子分離方法、及び化合物半導体装置 |
| US08/153,160 US5508210A (en) | 1993-03-09 | 1993-11-17 | Element isolating method for compound semiconductor device |
| DE4342231A DE4342231A1 (de) | 1993-03-09 | 1993-12-10 | Zusammengesetzte Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Absondern von Elementen derselben |
| US08/584,234 US5640026A (en) | 1993-03-09 | 1996-01-11 | Compound semiconductor device including implanted isolation regions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5047677A JPH06260552A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 化合物半導体装置の素子分離方法、及び化合物半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260552A true JPH06260552A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12781914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5047677A Pending JPH06260552A (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 化合物半導体装置の素子分離方法、及び化合物半導体装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5508210A (ja) |
| JP (1) | JPH06260552A (ja) |
| DE (1) | DE4342231A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5755056A (en) * | 1996-07-15 | 1998-05-26 | Remington Arms Company, Inc. | Electronic firearm and process for controlling an electronic firearm |
| US5914497A (en) * | 1997-07-14 | 1999-06-22 | Sherwin; Mark | Tunable antenna-coupled intersubband terahertz (TACIT) detector |
| US6580107B2 (en) * | 2000-10-10 | 2003-06-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Compound semiconductor device with depletion layer stop region |
| US6785996B2 (en) * | 2001-05-24 | 2004-09-07 | R.A. Brands, Llc | Firearm orientation and drop sensor system |
| WO2005033609A2 (en) * | 2003-05-23 | 2005-04-14 | Ra Brands, L.L.C. | Bolt assembly with locking system |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4728616A (en) * | 1982-09-17 | 1988-03-01 | Cornell Research Foundation, Inc. | Ballistic heterojunction bipolar transistor |
| US4698104A (en) * | 1984-12-06 | 1987-10-06 | Xerox Corporation | Controlled isotropic doping of semiconductor materials |
| JPS62274669A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-28 | Nec Corp | ガリウム砒素電界効果形半導体装置 |
| US5086004A (en) * | 1988-03-14 | 1992-02-04 | Polaroid Corporation | Isolation of layered P-N junctions by diffusion to semi-insulating substrate and implantation of top layer |
| JPH0243742A (ja) * | 1988-08-04 | 1990-02-14 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置の製造方法 |
| US5256579A (en) * | 1989-04-03 | 1993-10-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Tunable-frequency Gunn diodes fabrication with focused ion beams |
| US5182219A (en) * | 1989-07-21 | 1993-01-26 | Linear Technology Corporation | Push-back junction isolation semiconductor structure and method |
| JP2942285B2 (ja) * | 1989-08-24 | 1999-08-30 | 三菱電機株式会社 | 半導体受光素子 |
| US5061652A (en) * | 1990-01-23 | 1991-10-29 | International Business Machines Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device structure employing a multi-level epitaxial structure |
| JP3135939B2 (ja) * | 1991-06-20 | 2001-02-19 | 富士通株式会社 | Ｈｅｍｔ型半導体装置 |
| US5185274A (en) * | 1991-08-15 | 1993-02-09 | Rockwell International Corporation | Self-aligned, self-passivated advanced dual lift-off heterojunction bipolar transistor method |
| US5254492A (en) * | 1992-11-10 | 1993-10-19 | Texas Instruments Incorporated | Method of fabricating an integrated circuit for providing low-noise and high-power microwave operation |
-
1993
- 1993-03-09 JP JP5047677A patent/JPH06260552A/ja active Pending
- 1993-11-17 US US08/153,160 patent/US5508210A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-10 DE DE4342231A patent/DE4342231A1/de not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-01-11 US US08/584,234 patent/US5640026A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5508210A (en) | 1996-04-16 |
| US5640026A (en) | 1997-06-17 |
| DE4342231A1 (de) | 1994-09-15 |
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