JPS595655A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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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】
(1)発明の技術分野
本発明は、半導体装置に関する。特に、化合物半導体よ
りなる半導体装置に関する。更に計しくは、立体構造を
有する受動素子を含む化合物半導体よりなる半導体装置
に関する。
りなる半導体装置に関する。更に計しくは、立体構造を
有する受動素子を含む化合物半導体よりなる半導体装置
に関する。
(2)技術の背景
半導体装置においては、ダイオード、トラン、ジスタ等
の能動素子とともに、抵抗、キャノ9シタ等の受動来子
が欠くことのできない構成要素である。
の能動素子とともに、抵抗、キャノ9シタ等の受動来子
が欠くことのできない構成要素である。
また、これらの有する値、すなわち、抵抗値R(Ω)、
静電容量COつは、夫々、下記に示す(11式及び(2
)式により決定される。
静電容量COつは、夫々、下記に示す(11式及び(2
)式により決定される。
R=ρ−・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)
但し、上記(1)式において、 ρは比抵抗(Ωm)であり、 Sは断面積(m2)であり、 Lは長さく→である。
但し、上記(1)式において、 ρは比抵抗(Ωm)であり、 Sは断面積(m2)であり、 Lは長さく→である。
また、
C=8−・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
但し、上記(2)式において、 Cは誘電率(F/m )であり、 dは極間距離(m)であり、 日は電極の断面積(rIL2)である。
但し、上記(2)式において、 Cは誘電率(F/m )であり、 dは極間距離(m)であり、 日は電極の断面積(rIL2)である。
(3) 従来技術と問題点
従来技術において、上記キャ、eシタ、抵抗等の受動素
子は、半導体チップ表面に平面的に形成されていた。す
なわち、夫々の素子が夫々の専用面積を必要としていた
。ところが、今日の高度に集積化された半導体装置にお
いては、これらの受動素子が占有する面積は着像し難い
大きさとなるため、集積度の向上を妨げる原因となって
いる。そこで、キヤ・ξシタ、抵抗等の受動素子を立体
的な構造となし、可能な場合は夫々の専用面積を必要と
せず、仙の素子と同一の領域に立体的な構造として形成
し、さらに、製造工程数の低減にも有効に寄与しうる構
造を有する半導体装置に対する要(4)発明の目的 本発明の目的は、この要請に応えるものであり、化合物
中層体よりなる半導体装置において、立体構造を有し、
特に他の素子と同一の領域に形成さJlており、チップ
表面に専用面積を8四としないキヤ・ξシタ、抵抗等の
受動素子を含む、半導体装置を提供することにある。
子は、半導体チップ表面に平面的に形成されていた。す
なわち、夫々の素子が夫々の専用面積を必要としていた
。ところが、今日の高度に集積化された半導体装置にお
いては、これらの受動素子が占有する面積は着像し難い
大きさとなるため、集積度の向上を妨げる原因となって
いる。そこで、キヤ・ξシタ、抵抗等の受動素子を立体
的な構造となし、可能な場合は夫々の専用面積を必要と
せず、仙の素子と同一の領域に立体的な構造として形成
し、さらに、製造工程数の低減にも有効に寄与しうる構
造を有する半導体装置に対する要(4)発明の目的 本発明の目的は、この要請に応えるものであり、化合物
中層体よりなる半導体装置において、立体構造を有し、
特に他の素子と同一の領域に形成さJlており、チップ
表面に専用面積を8四としないキヤ・ξシタ、抵抗等の
受動素子を含む、半導体装置を提供することにある。
(5) 発明の構成
本発明によれば、(イ)選択的に貫通孔が設けられた半
絶縁性又は絶縁性半導体基板、該半絶縁性又は絶縁性半
導体基板の一方の主面上に少くとも前言1冑通孔に対応
して配設された化合物半導体層、前言−貫通孔内を埋め
前記半絶縁性X−絶縁性半導体基板の仙方の主面に導出
された電極、前記化合物半導体層上に前記貫通孔に対応
して配設された電極とを備えてなることを特徴とする半
導体装置が提供される。
絶縁性又は絶縁性半導体基板、該半絶縁性又は絶縁性半
導体基板の一方の主面上に少くとも前言1冑通孔に対応
して配設された化合物半導体層、前言−貫通孔内を埋め
前記半絶縁性X−絶縁性半導体基板の仙方の主面に導出
された電極、前記化合物半導体層上に前記貫通孔に対応
して配設された電極とを備えてなることを特徴とする半
導体装置が提供される。
また、上記(イ)の構成において、(ロ)前記一つの化
合物半導体なヒ化ガリウム(GaAs)となし、また、
前記仙の化合物半導体をアルミニウムガリウムヒfi(
A/C)aAe)となすことにある。
合物半導体なヒ化ガリウム(GaAs)となし、また、
前記仙の化合物半導体をアルミニウムガリウムヒfi(
A/C)aAe)となすことにある。
さらに、上記(イ)または(ロ)の構成において、(ハ
)前記仙の化合物半導体を絶縁性物質となし、前記受動
素子をキャパシタとなすこと、また、に)前記他の化合
物を導電性物質となし、前記受動素子を抵抗となすこと
にある。
)前記仙の化合物半導体を絶縁性物質となし、前記受動
素子をキャパシタとなすこと、また、に)前記他の化合
物を導電性物質となし、前記受動素子を抵抗となすこと
にある。
従来技術において、半絶縁性の化合物半導体基板の上下
面間に貫通孔を形成し、その貫通孔を通してアース線を
基板裏面のヒートシンク等に接続して立体構造となす、
いわゆる、貫通孔式(viah−01e式)接地方式が
実用化されているが、これを拡張し、てキャパシタ、抵
抗等を同様の立体構造となすには、半絶縁性の基板に対
し、表面に所望の厚さを有する領域を残して裏面からエ
ツチング法等を使用して基板に開口を設け、その開口に
導電性物質を充填する方法を使用して、基板表面に所望
の厚さに残留する領域に不純物を含有させておけば抵抗
が得られ、一方、不純物を含有させず絶縁性のままに保
てばキャノξシタが得られる。
面間に貫通孔を形成し、その貫通孔を通してアース線を
基板裏面のヒートシンク等に接続して立体構造となす、
いわゆる、貫通孔式(viah−01e式)接地方式が
実用化されているが、これを拡張し、てキャパシタ、抵
抗等を同様の立体構造となすには、半絶縁性の基板に対
し、表面に所望の厚さを有する領域を残して裏面からエ
ツチング法等を使用して基板に開口を設け、その開口に
導電性物質を充填する方法を使用して、基板表面に所望
の厚さに残留する領域に不純物を含有させておけば抵抗
が得られ、一方、不純物を含有させず絶縁性のままに保
てばキャノξシタが得られる。
ところが、抵抗にせよ、キヤ、eシタにせよ、その値が
厳密に制御される必要があり、そのためには上記のイオ
ン注入等の不純物導入や、笥望の理さをP L、て基板
に開口を形成するためのエツチング等を正砕′に制御し
なくてはからないが、現在の技術水準では上言[′のよ
うな正確な制御が必ずしも容易ではない。
厳密に制御される必要があり、そのためには上記のイオ
ン注入等の不純物導入や、笥望の理さをP L、て基板
に開口を形成するためのエツチング等を正砕′に制御し
なくてはからないが、現在の技術水準では上言[′のよ
うな正確な制御が必ずしも容易ではない。
そこで、本発明の発明者は、半絶縁性の化合物半導体J
:りなる基板上に、この化合物半導体とはエツチングレ
ートの異なる仙の化合物半導体よりt(る層を形成した
のち、上記の半絶縁性基板の裏面からエツチングをなし
、このとき、このエツチングの進行を上記基板と上記他
の化合物半導体層とのエツチングレートの差を利用して
上記他の化合物半導体層の下面にて止め、基板の裏面に
設けr)れたこの開口には、ヒートシンク等と兼用され
る背向配線を伸延しておき、一方、上記の他の化合物半
導体層の厚さを正確に制御しておけば、抵抗、キャノξ
シタ等の値を正確に制御できるので、容易に立体構造を
有rる受動素子を形成するととがで入るとの着想にもと
づき、半絶縁性基板としてヒ化ガリウム(GaAe)等
を、基板上に形成される他の化合物半導体層として例え
ば分子線エピタキシャル法によって形成されるアルミニ
ウムガリウムヒ素(A/GaAs)等を、また、基板の
エツチング法として、ジクロロジフルオロメタン(oc
/2F2)等を反応性物質としてなすりアクティブスパ
ッタエツチング等を使用してこの着Mの実現が可能であ
ることを確鯖して本発明を完成した。
:りなる基板上に、この化合物半導体とはエツチングレ
ートの異なる仙の化合物半導体よりt(る層を形成した
のち、上記の半絶縁性基板の裏面からエツチングをなし
、このとき、このエツチングの進行を上記基板と上記他
の化合物半導体層とのエツチングレートの差を利用して
上記他の化合物半導体層の下面にて止め、基板の裏面に
設けr)れたこの開口には、ヒートシンク等と兼用され
る背向配線を伸延しておき、一方、上記の他の化合物半
導体層の厚さを正確に制御しておけば、抵抗、キャノξ
シタ等の値を正確に制御できるので、容易に立体構造を
有rる受動素子を形成するととがで入るとの着想にもと
づき、半絶縁性基板としてヒ化ガリウム(GaAe)等
を、基板上に形成される他の化合物半導体層として例え
ば分子線エピタキシャル法によって形成されるアルミニ
ウムガリウムヒ素(A/GaAs)等を、また、基板の
エツチング法として、ジクロロジフルオロメタン(oc
/2F2)等を反応性物質としてなすりアクティブスパ
ッタエツチング等を使用してこの着Mの実現が可能であ
ることを確鯖して本発明を完成した。
(6) 発明の実施例
以下図面を参照しつつ、本発明の一実刈例に係る半導体
装14について説、明し、本発明の構成と特有の効果と
を明らかにする。
装14について説、明し、本発明の構成と特有の効果と
を明らかにする。
一例として、半絶縁性のヒ化ガリウム(GaAs)より
なる基板上に立体構造を何するキャパシタを形成する工
程について述べる。
なる基板上に立体構造を何するキャパシタを形成する工
程について述べる。
第1図参照
厚さ400〔μm〕程度の半絶縁性ヒ化ガリウム(Ga
Ae)基板1上に、有機金属化合物成長法(MO−OV
D法)または分子線結晶成長法(MBE法)等を使用し
、て、半絶縁性アルミニウムガリウムヒ素(A/n、3
σaO07As)よりt「る層2を所望のNさに形成す
る。このM2の1gさけ、1111令すべき抵抗の値、
キヤ・ξシタの容岨等によって決定される。
Ae)基板1上に、有機金属化合物成長法(MO−OV
D法)または分子線結晶成長法(MBE法)等を使用し
、て、半絶縁性アルミニウムガリウムヒ素(A/n、3
σaO07As)よりt「る層2を所望のNさに形成す
る。このM2の1gさけ、1111令すべき抵抗の値、
キヤ・ξシタの容岨等によって決定される。
l[お、tソ半絶縁性アルミニウムガリウムヒ素(A/
GaAe)層2下には、8饗に応にでn型アルミニウム
ガリウムヒ素層(図示せず)を配設してもよい。
GaAe)層2下には、8饗に応にでn型アルミニウム
ガリウムヒ素層(図示せず)を配設してもよい。
第2M弁開
前記半絶縁性ヒ化ガリウム(GaAs)基板1を裏面か
らり桝的、化学的に研磨し、該半超1縁性ヒ化ぜリウム
(GFLA8)基板1の厚さを10〜300〔μm〕の
所望の値に設定する。
らり桝的、化学的に研磨し、該半超1縁性ヒ化ぜリウム
(GFLA8)基板1の厚さを10〜300〔μm〕の
所望の値に設定する。
上記半絶騨性ヒ化ガリウム(GaAs)基板1の下<J
E)面から、アルミニウムガリウムヒ素(A10.aG
aO,7As )R2の下面に達する開口3を形成する
。
E)面から、アルミニウムガリウムヒ素(A10.aG
aO,7As )R2の下面に達する開口3を形成する
。
この工程は、ジクロロジフルオロメタン(00/2F2
)等を反応性ガスとなすりアクティブスノξツタエツチ
ング法を使用し7て実行できる。このとき、ヒ化ガリウ
ム(GaAe)とアルミニウムガリウムヒ素(A IV
6.3 Gao、74日)との上記エツチング法におけ
る工1ツチングレートの比は200 : 1程度である
から、ヒ化ガリウム(GaAs)のみの選択的エツチン
グがnJ能となる。
)等を反応性ガスとなすりアクティブスノξツタエツチ
ング法を使用し7て実行できる。このとき、ヒ化ガリウ
ム(GaAe)とアルミニウムガリウムヒ素(A IV
6.3 Gao、74日)との上記エツチング法におけ
る工1ツチングレートの比は200 : 1程度である
から、ヒ化ガリウム(GaAs)のみの選択的エツチン
グがnJ能となる。
第3図参照
上記半絶縁性ヒ化ガリウム(GaAe)基板lの下面に
、真空蒸着法を使用して開口3にまで伸延すル金ゲルマ
ニウム(AuGe)よりなるヒートシンク兼背面電極4
を形成し、さらに、半絶縁性アルミニウムガリウムヒ素
(A/(1,3Gao、7Ae)層2の上面にスノにツ
タ成長法とフォトリソグラフィー法とを用いて、アルミ
ニウム(A/)又は金(Au)、金ゲルマニウム(Au
Ge)、金ケルマニッケル(AuGeN1)等よりなる
上部電極・配線5を形成し、本発明の一実施例に係る半
導体装背の立体構造を有するキャノξシタを完成する。
、真空蒸着法を使用して開口3にまで伸延すル金ゲルマ
ニウム(AuGe)よりなるヒートシンク兼背面電極4
を形成し、さらに、半絶縁性アルミニウムガリウムヒ素
(A/(1,3Gao、7Ae)層2の上面にスノにツ
タ成長法とフォトリソグラフィー法とを用いて、アルミ
ニウム(A/)又は金(Au)、金ゲルマニウム(Au
Ge)、金ケルマニッケル(AuGeN1)等よりなる
上部電極・配線5を形成し、本発明の一実施例に係る半
導体装背の立体構造を有するキャノξシタを完成する。
かかる上部電極、配線5はかかる半絶縁性ヒ化ガリウム
(GaAe )基板lの上面に選択的に形成されたn型
ヒ化ガリウム(GaAs)M(図示せず)に形成される
半導体素子(()aAsFFiT)のソース、ドレイン
あるいはゲートの各電極のうちから選択された電極に接
続される。
(GaAe )基板lの上面に選択的に形成されたn型
ヒ化ガリウム(GaAs)M(図示せず)に形成される
半導体素子(()aAsFFiT)のソース、ドレイン
あるいはゲートの各電極のうちから選択された電極に接
続される。
上記の工程において、キャノξシタの静電容喰は当然の
ことながら、半絶縁性アルミニウムがリウムヒ累(A/
、3Gao、7 ARl jq 2の厚さと、」=部電
桁5、下部電極4との対向面積に依存して決定される。
ことながら、半絶縁性アルミニウムがリウムヒ累(A/
、3Gao、7 ARl jq 2の厚さと、」=部電
桁5、下部電極4との対向面積に依存して決定される。
−例として、上部電Vi、5と下部電極4との対向部の
形状が1辺が50〔μm〕の正方形であるときに、2.
7〔PF)稈度の静電客年を得ようとする場合、上記(
2)式において、 C= 2.7 (PF)= 2.7 X 1O−12(
F)t = 12.2 X R854X 1O−12(
F/m )S = 502(zzm2) = (50X
1O−6)2(η、2)を代入すると、 (]]=’−ル=t、ooo x to−10(→=
1.0(10(×)となI)、アルミニウムガリウムヒ
素(A 10,30a(1,74日)のIl’Fはかな
り小さいものとなるので、使用される了ルミニウムプ!
リウムヒ素(A/GaAθ)等の化合物半導体の成長速
度は膜厚を精度よく制御するためには、比較的遅いこと
が望ましい。
形状が1辺が50〔μm〕の正方形であるときに、2.
7〔PF)稈度の静電客年を得ようとする場合、上記(
2)式において、 C= 2.7 (PF)= 2.7 X 1O−12(
F)t = 12.2 X R854X 1O−12(
F/m )S = 502(zzm2) = (50X
1O−6)2(η、2)を代入すると、 (]]=’−ル=t、ooo x to−10(→=
1.0(10(×)となI)、アルミニウムガリウムヒ
素(A 10,30a(1,74日)のIl’Fはかな
り小さいものとなるので、使用される了ルミニウムプ!
リウムヒ素(A/GaAθ)等の化合物半導体の成長速
度は膜厚を精度よく制御するためには、比較的遅いこと
が望ましい。
一方、本発明を、立体構造を有する掛抗を含む半導体%
wtに適用する場合は、アルミニウムガリウムヒ素(
A/GaAs)等の化合物半導体に所望の導筒;型を有
する不純物をn[望の濃度となるように導入すオtば、
所望の値の比抵抗となり、また上i’ii、”、 (1
)式において、Lが導電体層の厚さとなるので1、こり
、を所望の値となすことによ11、目的の抵抗値を得る
ことができる。
wtに適用する場合は、アルミニウムガリウムヒ素(
A/GaAs)等の化合物半導体に所望の導筒;型を有
する不純物をn[望の濃度となるように導入すオtば、
所望の値の比抵抗となり、また上i’ii、”、 (1
)式において、Lが導電体層の厚さとなるので1、こり
、を所望の値となすことによ11、目的の抵抗値を得る
ことができる。
上記の工程によれば、付加的工程をほとんど伴なわず、
V体構造を有し、かつ、背面電極との接続用端子と同一
の領緘に形成される、抵抗、キヤ・ξシタ等の受動素子
を有する半導体装置を製造することができ、さらに、抵
抗、キャノξシタの直列、または並列回路も容易に立体
構造となすことが可能であり、抵抗、キャノξシタ等の
専用面積を非常に小さくする、または、不要となすこと
ができ、装置の高集積化に有効に寄与する。
V体構造を有し、かつ、背面電極との接続用端子と同一
の領緘に形成される、抵抗、キヤ・ξシタ等の受動素子
を有する半導体装置を製造することができ、さらに、抵
抗、キャノξシタの直列、または並列回路も容易に立体
構造となすことが可能であり、抵抗、キャノξシタ等の
専用面積を非常に小さくする、または、不要となすこと
ができ、装置の高集積化に有効に寄与する。
(力 発明の効果
以上説明せるとおI)、本発明によれば、化合物半導体
よりなる半導体装置において、立体構造を有し、結果と
して、チップ表面の専用面積を必要としない、抵抗、キ
ャノξシタ等の受f+t+素子を含む半導体装置を提供
することができる。
よりなる半導体装置において、立体構造を有し、結果と
して、チップ表面の専用面積を必要としない、抵抗、キ
ャノξシタ等の受f+t+素子を含む半導体装置を提供
することができる。
第1図乃至第3図は、本発明の一実柿例に係る半導体ν
・簡におけるキヤ・ξシタのIJ造力法の主要工程完了
後の基板断面図〒ある、
・簡におけるキヤ・ξシタのIJ造力法の主要工程完了
後の基板断面図〒ある、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (り選択的に貫通孔が設けられた半絶縁性又は絶縁性半
導体基板、該半絶縁性又は絶縁性半導体基板の一方の主
面上に少くとも前記貫通孔に対応して配設された化合物
半導体層、前記u通孔内を埋め前記半絶縁性又は絶縁性
半導体基板の他方の主面に導出された電極、前記化合物
半導体層上に前記1通孔に対応して配設さJまた電極と
を備えてなることを特徴とする半導体装置。 (2)前記一つの化合物半導体はヒ化ガリウムであり、
前記仙の化合物半導体はアルミニウムガリウムヒ素であ
る、特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 (3)前記イ…の化合物半導体は絶縁性物質であり、前
記受動素子はキャパシタである、特許請求の範囲第1項
または第2項記載の半導体装置。 (4)前記他の化合物半導体は導電性物質であり、前記
受動素子は抵抗である、特許請求の範囲第1項または第
2項記載の半導体装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11511482A JPS595655A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体装置の製造方法 |
DE8383303769T DE3377960D1 (en) | 1982-06-30 | 1983-06-29 | A field-effect semiconductor device |
EP19830303769 EP0098167B1 (en) | 1982-06-30 | 1983-06-29 | A field-effect semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11511482A JPS595655A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS595655A true JPS595655A (ja) | 1984-01-12 |
JPH0216587B2 JPH0216587B2 (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=14654584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11511482A Granted JPS595655A (ja) | 1982-06-30 | 1982-07-01 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS595655A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6230360A (ja) * | 1985-04-05 | 1987-02-09 | Fujitsu Ltd | 超高周波集積回路装置 |
JPH0650407U (ja) * | 1992-03-12 | 1994-07-12 | 勝 赤司 | 装着帯付農業用車椅子 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5515290A (en) * | 1978-07-20 | 1980-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
JPS5799767A (en) * | 1980-12-11 | 1982-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JPS57104265A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-29 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
-
1982
- 1982-07-01 JP JP11511482A patent/JPS595655A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5515290A (en) * | 1978-07-20 | 1980-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
JPS5799767A (en) * | 1980-12-11 | 1982-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JPS57104265A (en) * | 1980-12-19 | 1982-06-29 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6230360A (ja) * | 1985-04-05 | 1987-02-09 | Fujitsu Ltd | 超高周波集積回路装置 |
JPH0650407U (ja) * | 1992-03-12 | 1994-07-12 | 勝 赤司 | 装着帯付農業用車椅子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0216587B2 (ja) | 1990-04-17 |
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