JPS6118169A - 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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JPS6118169A
JPS6118169A JP13718684A JP13718684A JPS6118169A JP S6118169 A JPS6118169 A JP S6118169A JP 13718684 A JP13718684 A JP 13718684A JP 13718684 A JP13718684 A JP 13718684A JP S6118169 A JPS6118169 A JP S6118169A
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JP
Japan
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semiconductor layer
type
heterojunction
layer
region
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JP13718684A
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English (en)
Inventor
Yasushi Hatta
八田 康
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6118169A publication Critical patent/JPS6118169A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0605Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits made of compound material, e.g. AIIIBV

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  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

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】 [技術分野] 本発明は半導体装置の製造方法に関し、詳しくは、同一
の半絶縁性基板上にヘテロ接合バイポーラトランジスタ
およびヘテロ接合FETを形成する技術に関するもので
ある。
[背景技術] ヘテロ接合を利用した超高速デバイスの開発が種々行な
われている。特にFET(電界効果トランジスタ)構造
を有するH E M T (High Electro
nMobility Transistor)は高速性
、高集積度、低消費電力のゆえに注目されている。また
、バイポーラトランジスタ構造を有するH B T (
Hsteloju−nction Bipolar T
ransistor)も同様にその高速性、高駆動能力
−のゆえに注目されている。
しかしながら、HEMTにおいては駆動能力が低いとい
うこと、また、HBTにおいては集積度が低いという問
題点がある。このため、メモリやロジック等のLSIを
いずれかのデバイスのみで構成した場合、両者の欠点が
現われ、駆動能力が大きく、かつ、超高速・高集積なデ
バイスを実現することができない。
なお、HEMTおよびHBTについては、たとえば、日
経マグロウヒル社発行、「日経エレクトロニクスJ 、
1983年12月19日号、P136〜p138に示さ
れている。
[発明の目的コ 本発明の目的は、同一基板上にHEMTとHBTとを形
成し、駆動能力が大きく、かつ、超高速・高集積な半導
体装置の製造方法を提供するものである。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
[発明の概要コ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、半絶縁性基板の上にノンドープ半導体層と、
このノンドープ半導体層とヘテロ接合を形成し電子親和
力の小さいN型のヘテロ接合半導体層とを順次形成して
いる。そして、HBTを形成する領域に対しては、半絶
縁性基板にイオン打込みを行ってN型の第1の半導体層
を形成し、このN型の第1の半導体層の上のノンドープ
半導体層に、ベースおよびコレクタ領域の一部となるP
型の第2の半導体層とN型の第3の半導体層とを各々イ
オン打込みによって形成している。さらに、P型の第2
の半導体層の上のN型のヘテロ接合半導体層の一部にP
型の第4の半導体層をイオン打込みによって形成してい
る。このあと、P型の第2の半導体層の上のN型のヘテ
ロ接合半導体層の一部をエミッタ領域とし、かつ、HE
MT領域を規定する、分離のためのイオン打込みを行っ
ている。従って、HEMT領域に対しては、たとえばN
型のヘテロ接合半導体層の上にさらにN型のキャップ層
を形成してソース・ドレインを形成することによって、
キャップ層下方のヘテロ接合部に電子蓄積層を形成する
ことができる。あるいは、ゲート下方のN型のヘテロ接
合半導体層をエツチングすることによって同様の作用を
得ることができる。このように、同一の半絶縁性基板に
ノンドープ半導体層とN型のヘテロ接合半導体層とを形
成し、イオン打込みによる素子分離やMBE (分子線
エピタキシ)法等によるエピタキシャル成長およびイオ
ン打込みの技術を用いて、HEMTとHBTとの形成が
可能である。従って、駆動能力、高速性、高集積性を兼
ね備えた高性能なLSIを達成するものである。
[実施例] 以下本発明の半導体装置の製造方法をG a A s半
絶縁性基板に適用した一実施例を第1図から第5図を参
照して説明する。
第1図において、符号1は半絶縁性基板であってG a
 A s基板を示す。この基板1に対して、イオン注入
マスクを用いてStイオンの打込みを行い第1導電型で
あるN型の半導体層2(第1の半導体層)を形成する。
イオン注入マスクとしては、たとえば、5i02膜やホ
トレジスト膜を用いることができる。つぎに、全面にノ
ンドープのGaAsエピタキシャル層3(ノンドープ半
導体層)を成長させる。エピタキシャル成長には、たと
えばMBE法やメタル−オーガニックCVD法を用いる
ことができる。
つぎに、このように成長させたノンドープ半導体層3の
一部に、HBTのコレクタおよびベースの一部領域を形
成させるイオン打込みを行う。すなわち、第2図におい
て、第1の半導体層2の上にイオン注入マスクを用いて
Be、Zn等のイオンを打込み第2導電型であるP型の
第2の半導体層4をつくる。また、同様にStのイオン
を打込みN型の第3の半導体層5を形成する。
つぎに、第3図において、ノンドープ半導体層3とヘテ
ロ接合を形成する層、すなわち、ノンドープ半導体層3
よりも電子親和力の小さなN型のA Q G a A 
s層6 (N型のヘテロ接合半導層と称する)を全面に
形成する。この場合、本実施例においては、さらに、N
型のA Q G a A s層6の上にN型のQ a 
A s層7(キャップ層と称する)を成長させておく。
このあと、前記P型の第2の半導体層4の一部と電気的
に結合するP型の第4の半導体層8をイオン打込みによ
って形成する。このイオン打込みは、N型のA n G
 a A s層6およびG a A s層7を介して行
う。
このように形成されて第3図に示す構造において、分離
のためのイオン打込みを行って第4図に示す絶縁層9,
10,11,12を形成する。この分離のイオン打込み
はたとえばプロトンの打込みである。分離イオン打込み
に用いるマスクはつどのようにパターニングされる。す
なわち、N型の第1の半導体層2の両側部に基板lに達
する絶縁層9,12を形成し、P型の第2の半導体層4
とN型の第3の半導体層5との間にN型の第1の半導体
層2に達する絶縁層10を形成し、さらに、P型の第4
の半導体層8,8の側部であって、P型の第2の半導体
層4の上部の一部にこのP型の第2の半導体層4に達す
る絶縁層11を形成するようパターニングされている。
このような分離用の絶縁層9,10,11.12を形成
することによって、HBTのエミッタ領域13およびコ
レクタ領域の一部14が形成されるとともに、HBTの
図において右側にHEMT領域が形成される。HEMT
領域において、N型のG a A s層7(キャップ層
)の一部をエツチングし、各々、ソースおよびドレイン
のキャップ層15.16を形成することができる。これ
らソース・ドレインのキャップ層15.16は、オーミ
ックコンタクトをとるとともに、キャップ層15゜16
の下方のヘテロ接合部界面に電子蓄積層を形成する。あ
るいは、エツチングしたN型のGaAs7の下方のAk
G a A s層6をさらにエツチングしても同様の効
果が得られる。
第3図および第4図のプロセスにおいては、G a A
 s層7を全面に形成するようにした。しかし、このG
 a A s 7をHEMT領域のみに形成することも
可能である。
第5図において、電極を形成する。HEMTのゲート電
極17は、ショットキ接合を形成するたとえばタングス
テンシリサイド、Ti/Pt/Au合金等を用いている
。また他のドレイン・ソースおよびHBTのベース・コ
レクタ・エミッタ等の電極18は、G a A sとオ
ーミックコンタクトを形成するたとえばA u G e
 / N i / A u 合金を用いている。
[効果] 以上説明したように、半絶縁性基板上にノンドープ半導
体層およびこれとヘテロ接合を形成するN型のヘテロ接
合半導体層を形成し、HBTを形成する領域に対応した
位置の半絶縁性基板にN型の第1の半導体層を形成し、
がっ、ノンドープ半導体層とヘテロ接合半導体層へのイ
オン打込みによって、HBTのエミッタ、ベース、コレ
クタ領域ナラヒにHEMT領域分離を行っている。この
ため、同一の半絶縁性基板上にHBTおよびHEMTを
形成することができる。従って、高駆動能力を有し、か
つ、高速性・高集積度が良く低消費電力のLSIを提供
できるという効果が得られる。
以下本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
[利用分野] 本発明は同一半絶縁性基板上にHEMTおよびHBTを
形成する技術に適用でき、特にG a A sを用いた
メモリやロジックのLSIに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第5図は本発明の半導体装置の製造方法をG
 a A s半絶縁性基板に適用した一実施例を示すプ
ロセス断面図である。 1・・・半絶縁性基板(G’a A s ) 、 2・
・・N型のG a A s半導体層(第1の半導体層)
、3・・・ノンドープG a A s半導体層、4・・
・P型のGaAs半導体層(第2の半導体層)、5・・
・N型のGaAs半導体層(第3の半導体層)、6・・
・ペテロ接合半導体層(N型AρGaAs、II)、7
・・・N型のG a A s層(キャップ層)、8・・
・P型のGaAs半導体層(第4の半導体層)、 9,10,11.12・・・絶縁層、13・・・エミッ
タ領域、14・・・コレクタ領域、15.16・・・ソ
ース・ドレインキャップ層、17・・・ゲート金属、1
8・・・電極。 第  2  図 第  3  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、半絶縁性基板内に選択的にイオン打込みを行って第
    1導電型の第1の半導体層を形成し、この基板表面にノ
    ンドープ半導体層を成長させ、前記第1導電型の第1の
    半導体層の上の前記ノンドープ半導体層にイオン打込み
    を行って第2導電型の第2の半導体層および第1導電型
    の第3の半導体層を選択的に形成し、さらに、全面に、
    前記ノンドープ半導体層とヘテロ接合を形成するヘテロ
    接合第1導電型半導体層を成長させ、前記第2導電型の
    第2の半導体層の上の前記ヘテロ接合第1導電型半導体
    層の一部に選択的にイオン打込みを行って第2導電型の
    第4の半導体層を形成し、前記第2導電型の第2の半導
    体層の上の前記ヘテロ接合第1導電型半導体層の一部を
    バイポーラトランジスタのエミッタ領域となし、かつ、
    ヘテロ接合FETの領域を規定する、分離のためのイオ
    ン打込みを行い、前記半絶縁性基板上にヘテロ接合バイ
    ポーラトランジスタとヘテロ接合FETとを形成するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP13718684A 1984-07-04 1984-07-04 半導体装置の製造方法 Pending JPS6118169A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0392480A2 (en) * 1989-04-12 1990-10-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device
JPH08255838A (ja) * 1994-11-02 1996-10-01 Trw Inc モノリシックの多機能集積回路デバイスを製造する方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0392480A2 (en) * 1989-04-12 1990-10-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device
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