JPS595655A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS595655A
JPS595655A JP11511482A JP11511482A JPS595655A JP S595655 A JPS595655 A JP S595655A JP 11511482 A JP11511482 A JP 11511482A JP 11511482 A JP11511482 A JP 11511482A JP S595655 A JPS595655 A JP S595655A
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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。

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。
(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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
−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。
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。
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。
(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。
【図面の簡単な説明】
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、

Claims (1)

  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。
JP11511482A 1982-06-30 1982-07-01 半導体装置の製造方法 Granted JPS595655A (ja)

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Cited By (2)

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