JPS59112659A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置の製造方法Info
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- JPS59112659A JPS59112659A JP22279982A JP22279982A JPS59112659A JP S59112659 A JPS59112659 A JP S59112659A JP 22279982 A JP22279982 A JP 22279982A JP 22279982 A JP22279982 A JP 22279982A JP S59112659 A JPS59112659 A JP S59112659A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
tal 発明の技術分野
本発明は半導体集積回路装置のホ′J造力法G、二係り
、特に化合物半導体基板上に複数種類の半導体素子を構
成する集積回路装置の製造方法に関する。
、特に化合物半導体基板上に複数種類の半導体素子を構
成する集積回路装置の製造方法に関する。
(bl 従来技術と問題点
従来の化合物半導体よりなる半導体集is’(回路装置
を構成する電昇効果型素子(以下F E T素子と略記
する)1例えばGaAs F tF、 T素子は、通
常クロム(Cr)添加或いはノンドープの半絶縁性基板
に、シリコン(Si)をイオン注入して動作層とソース
及びトレイン領域を形成することにより製作されている
。
を構成する電昇効果型素子(以下F E T素子と略記
する)1例えばGaAs F tF、 T素子は、通
常クロム(Cr)添加或いはノンドープの半絶縁性基板
に、シリコン(Si)をイオン注入して動作層とソース
及びトレイン領域を形成することにより製作されている
。
FETのピンチオフ電圧等の電気的特性は、主動作層の
濃度及び厚さに強く依存する。上記製造方法では、イオ
ン注入法の制御性が良いことから動作j愕の濃度は良好
に制御し得るが、半絶縁性基板内におけるCrの面内分
布が均一でないため、動作層の厚さに変動を生じやすい
。
濃度及び厚さに強く依存する。上記製造方法では、イオ
ン注入法の制御性が良いことから動作j愕の濃度は良好
に制御し得るが、半絶縁性基板内におけるCrの面内分
布が均一でないため、動作層の厚さに変動を生じやすい
。
一方、半導体レーザ装置等の光半導体素子とFE i’
素了とが同一基板上に配設された化合物半導体集積回路
装置(1−C)は、均一な濃度分布か得られる液相エピ
クキシアル成長法により、光半導体装置に必要な−・テ
ロ接合を形成し、FET形成領域においては」二記エピ
クキノアル成長層を所定の厚さにエノチンクして動作層
を形成する。この場合は液相エピタキシアル成、L I
IR厚及びエツチング量とも、制御精度は十分でないた
め、やはり動作IFfの1+4さにバラツキを生じる。
素了とが同一基板上に配設された化合物半導体集積回路
装置(1−C)は、均一な濃度分布か得られる液相エピ
クキシアル成長法により、光半導体装置に必要な−・テ
ロ接合を形成し、FET形成領域においては」二記エピ
クキノアル成長層を所定の厚さにエノチンクして動作層
を形成する。この場合は液相エピタキシアル成、L I
IR厚及びエツチング量とも、制御精度は十分でないた
め、やはり動作IFfの1+4さにバラツキを生じる。
また、近年半一17体素子の集積化に伴い、lチップに
いくつもの電気的特性の異なるFET素イを形成するご
とが試みられている。この各々特性の異なるFET素子
をイオン注入法を用いて形成すると、厚さの異なる動作
層を形成するにあっては、各素子毎にそれぞれ異なる加
速鼠てイオンを打ら込むかまたは各素子毎にマスクの厚
さを変えて打ぢ込むことにより行われ、他方濃度の異な
る動作層を形成するにあっては、各素子毎に注入量を変
えて打ち込み、それぞれ電気的特性の異なるFE゛I゛
素子を形成しなければならない。更に、イオン注入では
マスクを用いなければならないため、マスクの除去に手
間がかかり、且つイオンを活性化するためのアニール処
理を施さなりれはならない等工程が繁雑となるという問
題がある。なお、イオン注入の持つ欠点であるが、イオ
ン注入で動作層を形成すると、動作層に欠陥が生し易く
、所望の電気的特性を有するF IE T素子を形成す
ることは困難である。
いくつもの電気的特性の異なるFET素イを形成するご
とが試みられている。この各々特性の異なるFET素子
をイオン注入法を用いて形成すると、厚さの異なる動作
層を形成するにあっては、各素子毎にそれぞれ異なる加
速鼠てイオンを打ら込むかまたは各素子毎にマスクの厚
さを変えて打ぢ込むことにより行われ、他方濃度の異な
る動作層を形成するにあっては、各素子毎に注入量を変
えて打ち込み、それぞれ電気的特性の異なるFE゛I゛
素子を形成しなければならない。更に、イオン注入では
マスクを用いなければならないため、マスクの除去に手
間がかかり、且つイオンを活性化するためのアニール処
理を施さなりれはならない等工程が繁雑となるという問
題がある。なお、イオン注入の持つ欠点であるが、イオ
ン注入で動作層を形成すると、動作層に欠陥が生し易く
、所望の電気的特性を有するF IE T素子を形成す
ることは困難である。
(cl 発明の目的
本発明の目的は上記問題点を解消し、動作層の厚さを良
好に制御出来、且つ製造容易な化合物半導体よりなる半
導体素子の改良された年債構造を提供することにある。
好に制御出来、且つ製造容易な化合物半導体よりなる半
導体素子の改良された年債構造を提供することにある。
(d) 発明の構成
本発明の特徴は、化合物半導体よりなる半絶縁性基板上
に、化合物半導体よりなる主動作層と、該主動作層とは
異なる半導体材料からなるエノチンク]q止屓とを交互
に積層し、次いて前記主動作層と前記エツチング阻止層
との積層体を選択的に除去して前記半絶縁性基板上に厚
さの異なる動作領域を複数予形成する工程を含むことに
ある。
に、化合物半導体よりなる主動作層と、該主動作層とは
異なる半導体材料からなるエノチンク]q止屓とを交互
に積層し、次いて前記主動作層と前記エツチング阻止層
との積層体を選択的に除去して前記半絶縁性基板上に厚
さの異なる動作領域を複数予形成する工程を含むことに
ある。
+el 発明の実施例
以下本発明の一実施例をその製造工程の順に、第1図〜
第6図の要部断面図を用いて説明する。
第6図の要部断面図を用いて説明する。
本実施例では、同一基板上に薄い動作層を有する第1の
FET素子(FET−1)と、厚い動作層を有する第2
のFET素子(FET−II)との2種のFET素子を
具備してなるGaAs1Cを製造する例を掲りて説明す
る。
FET素子(FET−1)と、厚い動作層を有する第2
のFET素子(FET−II)との2種のFET素子を
具備してなるGaAs1Cを製造する例を掲りて説明す
る。
まず第1図に示すように、半絶縁性Ga眞基板1上に、
分子線エピクキシアル成m Hvl l(E)法或いは
有機金属化学気相成長(MOCVI〕)法を用いて、ノ
ンドープのGaAsまたはAIGaASよりなるバッフ
ァ層2.rl型GaAsよりなる第1の主動作層3゜n
型の八しG a +−x八sへx〜0.3)よりなるエ
ツチング阻止1=4.n型のGaAsよりなる第2の主
動作層5を順次成長させる。上記第1及び第2の主動作
IF53.5の不純物濃度nはI X 10” (c
m” ) 、第1の主動作層3の厚さd3は0.2(7
11丁1〕、第2の主動作IN 5の厚さd、は0.1
〔μm)とする。
分子線エピクキシアル成m Hvl l(E)法或いは
有機金属化学気相成長(MOCVI〕)法を用いて、ノ
ンドープのGaAsまたはAIGaASよりなるバッフ
ァ層2.rl型GaAsよりなる第1の主動作層3゜n
型の八しG a +−x八sへx〜0.3)よりなるエ
ツチング阻止1=4.n型のGaAsよりなる第2の主
動作層5を順次成長させる。上記第1及び第2の主動作
IF53.5の不純物濃度nはI X 10” (c
m” ) 、第1の主動作層3の厚さd3は0.2(7
11丁1〕、第2の主動作IN 5の厚さd、は0.1
〔μm)とする。
またエツチング阻止層4の厚さtは〜 100〔入〕あ
れば良く、本実施例では凡そ 100 (人〕、不純物
濃度nばI X 10171017(C)とした。
れば良く、本実施例では凡そ 100 (人〕、不純物
濃度nばI X 10171017(C)とした。
なお上記各層の成長方法は、液相エピクキシアル成長法
、化学気相成長(CV D)法等を用いることも出来る
が、MBE法或いはM OCV l)法は成長膜の厚さ
の制御性が優れているので、十記説明の如(これを用い
ることにより、各層の厚ざを極めて精度良く形成できる
。
、化学気相成長(CV D)法等を用いることも出来る
が、MBE法或いはM OCV l)法は成長膜の厚さ
の制御性が優れているので、十記説明の如(これを用い
ることにより、各層の厚ざを極めて精度良く形成できる
。
次いで第2図に示す如く、化学気相成長(CVD)法或
いはスパック法等により、絶縁膜例えば二酸化シリコン
(−3i02)膜6を被着せしめ、その上にF E T
−11の形成領域を被覆しその他の部分を開口部とする
レジスト膜7を形成し、これをマスクとして上記5i0
2膜6を選択的に除去して開口8を形成する。
いはスパック法等により、絶縁膜例えば二酸化シリコン
(−3i02)膜6を被着せしめ、その上にF E T
−11の形成領域を被覆しその他の部分を開口部とする
レジスト膜7を形成し、これをマスクとして上記5i0
2膜6を選択的に除去して開口8を形成する。
次いで第3図に示すように、このレジスト膜7及び5i
02膜1%i6をマスクとして、」二記第2の主動作層
5を選択的に除去して当該部分のエソチンク阻止層4を
露出せしめる。この選択的エツチングは、エノチンク液
として過酸化水素(H2O2)とアンモニア(NH40
H)との混合液、或いは過酸化水素(H2O2)と苛性
ソータ (NaOH)との混合液による湿式エツチング
法、またはCCa2F2とト(eとの混合基体を反応ガ
スとするトライエノチンク法等により実施し得る。但し
、集積回路装置のように多数の微細パターンが高密度に
配設される半導体装置の製造方法としては、均−性及び
再現性の優れたI・ライエツチング法を用いるのか望ま
しい。
02膜1%i6をマスクとして、」二記第2の主動作層
5を選択的に除去して当該部分のエソチンク阻止層4を
露出せしめる。この選択的エツチングは、エノチンク液
として過酸化水素(H2O2)とアンモニア(NH40
H)との混合液、或いは過酸化水素(H2O2)と苛性
ソータ (NaOH)との混合液による湿式エツチング
法、またはCCa2F2とト(eとの混合基体を反応ガ
スとするトライエノチンク法等により実施し得る。但し
、集積回路装置のように多数の微細パターンが高密度に
配設される半導体装置の製造方法としては、均−性及び
再現性の優れたI・ライエツチング法を用いるのか望ま
しい。
なお木]−稈において、エソチンク阻tll晋4の混晶
比かx=0.3のとき、トライエノチンク法に対するJ
−ノチング阻1に1層4の被エツチング連瓜は第2の主
動作層5のそれの凡そ1/20(lと3口5:、に遅い
ので、ff52の主動作層5のめを選択的に除去するこ
とか可能である。しかし本工程を湿式エツチング法によ
り実施した場合には、」−)千ンクli1■止闇4の厚
さは500〔人〕程度必要となる。
比かx=0.3のとき、トライエノチンク法に対するJ
−ノチング阻1に1層4の被エツチング連瓜は第2の主
動作層5のそれの凡そ1/20(lと3口5:、に遅い
ので、ff52の主動作層5のめを選択的に除去するこ
とか可能である。しかし本工程を湿式エツチング法によ
り実施した場合には、」−)千ンクli1■止闇4の厚
さは500〔人〕程度必要となる。
本上程に説明により明らかな如く、エツチング阻止層4
と第1.第2の主動作層3,5とは、」−ソヂング剤が
異なる、即も選択エノチンクiiJ能ノ、「材料の組合
せとすることが必要である。
と第1.第2の主動作層3,5とは、」−ソヂング剤が
異なる、即も選択エノチンクiiJ能ノ、「材料の組合
せとすることが必要である。
次いで第4図に示すように、レツス1膜7を除去した後
、上記露出せるエツチング阻止層4」−にFlう′I−
叫の形成領域を被覆−4−るS i (17ll費9を
形成する。
、上記露出せるエツチング阻止層4」−にFlう′I−
叫の形成領域を被覆−4−るS i (17ll費9を
形成する。
次いで第5図に示すように、」−記5i02 IQ [
i及び9をマスクとし゛色素子間絶縁分離領域形成部に
バッファ層2に達する溝10を形成する。本工程はまず
弗酸(IIF)で処理することによりエツチング阻止1
行4表面に形成された薄い酸化膜(図示せず)を除去し
た後、硫酸(I2 SO4)と過酸化水素(I202
)と水(夏−I20)との混合液を用いてエツチングを
施し、表面を露出せるエツチング阻止層4.その下部の
第1の主動作層3.更にその下層のバッファ層2の−Q
l(を除去することにより実施出来る。
i及び9をマスクとし゛色素子間絶縁分離領域形成部に
バッファ層2に達する溝10を形成する。本工程はまず
弗酸(IIF)で処理することによりエツチング阻止1
行4表面に形成された薄い酸化膜(図示せず)を除去し
た後、硫酸(I2 SO4)と過酸化水素(I202
)と水(夏−I20)との混合液を用いてエツチングを
施し、表面を露出せるエツチング阻止層4.その下部の
第1の主動作層3.更にその下層のバッファ層2の−Q
l(を除去することにより実施出来る。
吹いてマスクとして用いた5io21F46及び9を除
去し、第6図に見られる如く第2の主動作層5及びエツ
チング阻止層4表面に、それぞれとシヨ/1−キ接触す
るゲート電極11.オーミック接触するソース電極12
及びドレイン電極13を形成して、G a A s =
pm体集積回路装置が完成する。
去し、第6図に見られる如く第2の主動作層5及びエツ
チング阻止層4表面に、それぞれとシヨ/1−キ接触す
るゲート電極11.オーミック接触するソース電極12
及びドレイン電極13を形成して、G a A s =
pm体集積回路装置が完成する。
以上のようにして本実施例により得られた半導体集積回
路装置は、第1の主動作IM 3とエツチング阻止層4
とからなる二重層を動作層とするFET−1と、第1の
主動作層3.エツチング阻止層4、第2の主動作層5と
からなる三重層即ち、厚さか約0.3〔μm〕の動作層
を有するF I式’F−11という、動作層の厚さの異
なる2種類の素子をイjする。ここ−ζそれぞれのIi
E Tのピンチオフ電圧はF1屹T−1が−2(V)
、 F IE′F−Ilが−6〔V〕である。
路装置は、第1の主動作IM 3とエツチング阻止層4
とからなる二重層を動作層とするFET−1と、第1の
主動作層3.エツチング阻止層4、第2の主動作層5と
からなる三重層即ち、厚さか約0.3〔μm〕の動作層
を有するF I式’F−11という、動作層の厚さの異
なる2種類の素子をイjする。ここ−ζそれぞれのIi
E Tのピンチオフ電圧はF1屹T−1が−2(V)
、 F IE′F−Ilが−6〔V〕である。
このよ・うに本実施例においてはF fE ′T’ −
1においては各電極と第1の主動作IPi3との間に、
またF E i’ −11においては第1及び第2の主
1(11作層3゜5のIi4+aこ、八1GaAsより
なるエソチンク阻+J:I?54力・残留しているか、
このlff1は第1及び第2の主動作層:3.5と同一
系の化合物半導体層で、導電型も同しn型であること、
厚さが)■い(〜 100 (人〕)こと、これの誘電
率はGaAsよりなる第1及び第2の主動作H3,5の
それとほぼ間しであることから、電圧を印加したときの
空乏層の伸ひ方に余り差かなく、従ってF E ’「の
動作に殆と影響かない。
1においては各電極と第1の主動作IPi3との間に、
またF E i’ −11においては第1及び第2の主
1(11作層3゜5のIi4+aこ、八1GaAsより
なるエソチンク阻+J:I?54力・残留しているか、
このlff1は第1及び第2の主動作層:3.5と同一
系の化合物半導体層で、導電型も同しn型であること、
厚さが)■い(〜 100 (人〕)こと、これの誘電
率はGaAsよりなる第1及び第2の主動作H3,5の
それとほぼ間しであることから、電圧を印加したときの
空乏層の伸ひ方に余り差かなく、従ってF E ’「の
動作に殆と影響かない。
このように本実施例によれは、動作層の厚さの制御性が
良く、しかも同一基板に動作層の厚さの異なる複数種類
のF B I’素子を極めて容易且つi11現性良く製
作出来る。
良く、しかも同一基板に動作層の厚さの異なる複数種類
のF B I’素子を極めて容易且つi11現性良く製
作出来る。
十記−実施例は、エツチング阻止層4を挟んで形成した
第1及び第2の2個の主動作層3.5を用いて、13作
層が薄いFET−1と動作層が厚いF E ′r−I+
の2種類の素子を形成した例を掲けて説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、更に種々変形して
実施し得るものである。
第1及び第2の2個の主動作層3.5を用いて、13作
層が薄いFET−1と動作層が厚いF E ′r−I+
の2種類の素子を形成した例を掲けて説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、更に種々変形して
実施し得るものである。
例えは第7図に見られる本発明の他の実施例は、」−記
一実施例における第1図に示す基板の上に、更にエノチ
ンク1;口止i14とその」二に第3の主動作JF51
5を形成したものを用い、動作層の厚さがそれぞれ異な
るFET−1,FE′T’−Il、FE’r−11の3
種類の素子を有するGaAs半フ、7体集積回路装置を
形成する例である。
一実施例における第1図に示す基板の上に、更にエノチ
ンク1;口止i14とその」二に第3の主動作JF51
5を形成したものを用い、動作層の厚さがそれぞれ異な
るFET−1,FE′T’−Il、FE’r−11の3
種類の素子を有するGaAs半フ、7体集積回路装置を
形成する例である。
」二記−実施例及び他の実施例は同一基板にF巳′r素
子のみを形成した例であるが、本発明により、同一基板
に半導体レーザ素子のような光半導体素子、或いは抵抗
素子を、FET素子と共に具備する半導体集積回路装置
を製造することも可能である。
子のみを形成した例であるが、本発明により、同一基板
に半導体レーザ素子のような光半導体素子、或いは抵抗
素子を、FET素子と共に具備する半導体集積回路装置
を製造することも可能である。
(f) 発明の効果
以−1−説明した如く本発明によれは、同−基1及」−
に1IilJ1’l;劇の厚さの異なる複数にυ11の
Flら′r (45子を具備する集積回路装置を、きわ
めて容易且つ再現性良くj傅作出来る。
に1IilJ1’l;劇の厚さの異なる複数にυ11の
Flら′r (45子を具備する集積回路装置を、きわ
めて容易且つ再現性良くj傅作出来る。
第1図〜第6図は本発明の一実施例を製造1.稈の順に
示す要部断面図、第7図は本発明の他の実施例を示1要
部断面図である。 図Gζおいて、1は化合物半導体よりなる゛li絶縁性
基扱、2はパノフプ層、3. 5. 15は第1rTs
2、第3の主動作層、4.14はエツチング阻止層、F
)’、T−1,FlコT−11,1rFミT−川はそれ
ぞれ動作j朽の厚ざの異なる電界効果型半導体素子をボ
す。 ぞ FFl−u トヒ1−1 α 7 図
示す要部断面図、第7図は本発明の他の実施例を示1要
部断面図である。 図Gζおいて、1は化合物半導体よりなる゛li絶縁性
基扱、2はパノフプ層、3. 5. 15は第1rTs
2、第3の主動作層、4.14はエツチング阻止層、F
)’、T−1,FlコT−11,1rFミT−川はそれ
ぞれ動作j朽の厚ざの異なる電界効果型半導体素子をボ
す。 ぞ FFl−u トヒ1−1 α 7 図
Claims (1)
- 化合物半導体よりなる半絶縁性基板上に、化合物半導体
よりなる主動作j晋と、該主動作層とは異なる半導体+
A料からなるエノチンク阻止層とを交互に積層し、次い
で前記主動作層と前記j−ノチンク阻止IFfとの積層
体を選択的に除去して前記半絶縁性基板上に厚さの異な
る動作hn域を複数r形成する工程を含むことを特徴と
する半導体集積回路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22279982A JPS59112659A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22279982A JPS59112659A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59112659A true JPS59112659A (ja) | 1984-06-29 |
Family
ID=16788074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22279982A Pending JPS59112659A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59112659A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62199049A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-02 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
EP0348944A2 (en) * | 1988-06-28 | 1990-01-03 | Nec Corporation | Semiconductor device having compound semiconductor fet of E/D structure with high noise margin and method for manufacturing the same |
US5192701A (en) * | 1988-03-17 | 1993-03-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing field effect transistors having different threshold voltages |
-
1982
- 1982-12-17 JP JP22279982A patent/JPS59112659A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62199049A (ja) * | 1986-02-27 | 1987-09-02 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
US5192701A (en) * | 1988-03-17 | 1993-03-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing field effect transistors having different threshold voltages |
EP0348944A2 (en) * | 1988-06-28 | 1990-01-03 | Nec Corporation | Semiconductor device having compound semiconductor fet of E/D structure with high noise margin and method for manufacturing the same |
EP0348944B1 (en) * | 1988-06-28 | 1997-10-22 | Nec Corporation | Semiconductor device having compound semiconductor fet of E/D structure with high noise margin |
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