JPS61268060A - 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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JPS61268060A
JPS61268060A JP10938485A JP10938485A JPS61268060A JP S61268060 A JPS61268060 A JP S61268060A JP 10938485 A JP10938485 A JP 10938485A JP 10938485 A JP10938485 A JP 10938485A JP S61268060 A JPS61268060 A JP S61268060A
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Eiji Murata
英治 村田
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和泉 英明
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    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched

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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体装置に関し、特に、トランジスタ、ダ
イオード、抵抗、キャパシタ、インダクタ、線路および
これらを構成要素とするマイクロ波モノリシック集積回
路装@ (Microwave Mono −1ith
ic Integrated C1rcuitsでMM
ICと略称する)などにおいて、貫通孔(バイアホール
)を用いて接地を施す半導体装置に用いられる。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
MMICは従来のマイクロ波集積回路装置(MICと略
称する)と比べ、トランジスタ、ダイオード。
抵抗、キャパシタ、インダクタ、伝送線路などの構成部
品をモノリシックに集積化できるため小形化、軽量化に
適するとともに、量産性、信頼性に優れるなどの長所が
あるので、鋭意開発が進められている。特に半絶縁性砒
化ガリウム(S、1.−GaAs)を用いるGaAs 
MMICは、ショットキ障壁電界効果トランジスタ(M
ESFET) 、ショットキダイオードあるいは抵抗な
どの動作層、オーム性接触用高電子濃度領域の形成に1
面内均一性ならびに再現性。
量産性に優れたイオン注入法を利用できるため。
すでにマイクロ波帯低雑音増幅器、電力増幅器などにお
いて良好な性能が得られている。さらに、高周波化、広
帯域化を図るにはMESFETの高性能化のみならず、
接地インダクタンスの低減が鍵と考えられ、これには基
体に貫通孔(バイアホール)を設は接地する手段が最も
有効である。
以上、MMICの優秀性とバイアホールの必要性、有効
性につき述べたが、個別素子、例えば高周波電力トラン
ジスタ等においても、バイアホールが必要かつ有効であ
ることはいうまでもない。
次に、GaAs MMICにおけるMESFETを例に
とり、MESFETのソースの接地にバイアホールを利
用した場合における1造を第3図により、また、その製
造方法を第4図a = dによって説明する。
第3図に断面図によって示されるMESFET 100
において、101はS、1.−GaAs基体、102は
前記基体の一方の主面側に形成されチャンネル領域とな
るn影領域、103Sはソース領域(高電子濃度n影領
域、n十領域) 、 103dはドレイン領域(n十領
域)、104s、 104dは夫々前記ソース領・域1
03s、 ドレイン領域103dに設けられたソース電
極、ドレイン電極、104gは前記n影領域102にシ
ョットキ接触するゲート電極、105は配線電極でソー
ス電極104g、  ドレイン電極104dに接続しか
つ、 基体101の前記一方の主面に延在し、この基体
に形成されたバイアホール106によって他方の主面(
裏面)に設けられた裏面配線電極107に接続させ接地
する。
次にこのMESFETを製造方法について第4図a〜d
を参照し工程順に説明する。
まず、S、1.−GaAs基体101にチャンネル領域
となるn影領域102、高電子濃度n影領域(n+領領
域のソース領域103sとドレイン領域103dを形成
する。
前記n影領域にはこれとオーム性接触するゲート電極1
04gを例えばアルミニウムで形成し、ソース領域には
ソース電極104sを、また、ドレイン領域にはドレイ
ン電極104dを夫々白金/金ゲルマニウム合金で設け
、 MESFET 100を形成する(図a)。
次に、ソース電極104g 、ドレイン電極104dに
接続する配線電極105を金/白金/チタニウムで構成
し、さらにS、1.−GaAs基体100を所定の厚さ
に調整する(図b)。
次に、配線電極105のバイアホール接続予定域105
aに対応する領域以外のGaAs基体裏面(前記各領域
、電極等が設けられた側の主面の反対側主面)を、例え
ばアルミニウムのマスク層108で被覆したのち、前記
配線電極105のバイアホール接続予定域105aに対
応する部分に開孔108aを設ける(図c)。
次に、S、1.−GaAs基体101に対してハロゲン
化炭素、例えば四塩化炭素(ccg、) 、フロン12
CCCQ、 F2)などを用いるリアクティブイオンエ
ツチング(R,1,E)等の異方性エツチングにより開
孔108aから配線電極のバイアホール接続予定域10
5aに達するバイアホール106を設ける(図d)。
次に、前記マスク層108を除去したのち、ソース電極
104sと接続する裏面電極107をバイアホール10
6の側面を含めて例えば金で形成し、 このバイアホー
ル106を介してソース接地されたMESFETloo
を得る(第3図)。
以上のMESFETはその製造方法からも明らかなよう
に、GaAs基体に複数のバイアホールを設けるとき、
この基体に対するR、1.Hによるエツチング速度のば
らつき、または、GaAs基体の厚さが一つの面内また
は異なる基体間に存在するばらつきに対・  してすべ
てのバイアホールを貫通させるために充分なエツチング
(オーバーエツチング)を施す必要から先に貫通したバ
イアホールでは配線電極がエツチングされるという半導
体装置に対する重大な問題がある。
〔発明の目的〕
この発明は上記従来の半導体装置の問題点に鑑み、パイ
7ホールで接続する配線電極が不所望にエツチングされ
ない改良構造の半導体装置を提供する。
〔発明の概要〕
この発明にかかる半導体装置は、半導体基体に設けられ
た貫通孔によってこの基体の両主面の電極が電気的に接
続された半導体装置において、半導体基体(101)の
一方の主面上に貫通孔(106)を覆って設けられこの
基体よりも異方性エツチングに対して著るしくエツチン
グ速度の遅い第1の電極(11)と、前記主面側にて第
1の電極(11)に接続する第2の電極(12)と、前
記貫通孔を介して第1の電極に接続する第3の電極(1
3)とを備えたことを特徴とする特 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例につき第1図ないし第2図を
参照して詳細に説明する。なお、説明において従来と変
わらない部分には図中に従来と同じ符号を付けて示し、
説明を省略する。
第1図に断面図によって示されるMESFET 10に
おいて、11は第1の電極で、このMESFETのn影
領域102.  n十形領域103!l、 103dが
形成されている側の主面上に、バイアホール106のこ
の主面への開孔を覆って設けられている。この第1の電
極11は基体101の異方性エツチング、例えばリアク
ティブイオンエツチング(R,1,E)に対して著るし
くエツチング速度の遅い金属の一例のアルミニウムで形
成されている。また、この第1の電極11に接続させる
ため、例えば積層させて形成された第2の電極12(配
線電極)は延在された一部でソース電極104s 、ド
レイン電極104dに積層接続し形成されている。また
、この第2の電極は従来の配線電極105と同じ材質の
金/白金/チタニウムでなる。
さらに、前記第1.第2の各電極11.12が設けられ
ている側の主面と反対側の主面(裏面)に設けられると
ともに、バイアホール106の側面に被着し第1の電極
11に接続し接地する第3の電極13が例えば金で形成
されている。
次にこのMESFETを製造方法につき第2図a ” 
fを参照して工程順に説明する。
まず、S、1.−GaAs基体101にチャンネル領域
となるn影領域102、高電子濃度n影領域(n十領域
)のソース領域103sとドレイン領域103dを形成
する。
前記n影領域にはこれとオーム性接触するゲート電極1
04gを例えばアルミニウムで形成し、ソース領域には
ソース電極104sを、また、ドレイン領域にはドレイ
ン電極104dを夫々白金/金ゲルマニウム合金で設け
1MESFE710を形成する(図a)。
次に、少なくともパイ7ホール形成予定域を含むGaA
s基体100上にこの基体に比べて異方性エツチング、
例えばリアクティブイオンエツチングR,I 、E 、
に対し著るしくエツチング速度の遅い第1の電極11を
例えばアルミニウムで形成する(図b)。
次に、少なくともソース電極と接続する第2の電極12
(配線電極)を第1の電極11の上に一部積層接続させ
て形成する(図C)。
ついで、GaAs基体100を所定の厚さ1例えば50
〜200/Jllに調整したのち、この基体の裏面のバ
イアホール形成予定域に開孔108aを有し、かつ裏面
を被覆するマスク層108を形成する。 このマスク層
は例えば厚さ0.5〜5pのアルミニウム層でよい(図
d)。
次のバイアホールのエツチング形成手段は従来の技術に
ついて第4図dによって説明したところと変わらないが
、バイアホール106の底面が第1の電極11のアルミ
ニウムであるため、かかる基板に対する異方性エツチン
グに対してはエツチング速度が異常に遅いのでオーバー
エツチングにならず、従って、配線電極である第2の電
極12はエツチングされることはない(図e ) a次
に、マスク層108を除去した(図f)のち。
この裏面側に金の蒸着を施して第3の電極13を形成す
る。 この電極はバイアホール106の側面を経てバイ
アホール底の第1の電極11を介して第2の電極】2に
電気的に接続し接地が達成される(第1図)。
上に述べたように、第1の電極を備えることによって第
2の電極(配線電極)が不所望にエツチングされないの
で、MESFETの電気的特性が損ぜられることがなく
、良好な品質が維持できる利点がある。また、製造にあ
たって、GaAs基体のエツチング速度およびGaAs
基体の厚さのいずれも非常に精密に制御する必要がない
また、上記実施例においてはGaAs MMICを例示
して説明したが、これに限られるものでなく、例えばト
ランジスタ、ダイオード、抵抗、キャパシタ、インダク
タ、伝送線路などに適用してもよく。
半導体材料もGaAsに限られず、例えはインジウムリ
ン(InP) 、ガリウムアルミニウム砒素(GaAJ
!As) 。
インジウムガリウム砒素(InGaAs)等にも適用で
    “きる。
さらに、異方性エツチングとしてR,1,Eを例示した
が、イオンミリング、増速イオンエッチング等によって
もよい。
また、異方性エツチングに対し著しくエツチング速度の
遅い第1の金属としてアルミニウムを例示したが、他の
金属、例えばニッケル等を用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたようにこの発明によれば、バイアホールを接
地に用いる半導体装置において、バイアホールに接続す
る配線電極が不所望にエツチングされない構造に形成さ
れてなることから品質が良く、製造が容易な半導体装置
を提供できる顕著な利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明にかかる一実施例の半導体装置の断面
図、第2図a = fは第1図の半導体装置の製造方法
を工程順に示すいずれも断面図、第3図は従来例の半導
体装置の断面図、第4図a = dは第3図の半導体装
置の製造方法を工程順に示すいずれも断面図である。 10・・・・・・MESFET 11・・・・・・第1の電極 12・・・・・・第2の電極(配線電極)13・・・・
・・第3の電極 101−− S 、 I 、 −G a A 5102
・・・・・・n影領域(チャンネル領域)103s・・
・・・・ソース領域(高電子濃度n十形領域)103d
・・・・・・ドレイン領域(高電子濃度n十形領域)1
04s・・・・・・ソース電極 104d・・・・・・ドレイン電極 104g・・・・・・ゲート電極 106・・・・・・バイアホール(基板の貫通孔)代理
人 弁理士   井 上 −男 第゛2図 第  2  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基体に設けられた貫通孔によってこの基体の両主
    面の電極が電気的に接続された半導体装置において、半
    導体基体の一方の主面上に貫通孔を覆って設けられ前記
    基体よりも異方性エッチングに対して著るしくエッチン
    グ速度の遅い第1の電極と、前記主面側にて第1の電極
    に接続する第2の電極と、前記貫通孔を介して第1の電
    極に接続する第3の電極とを備えたことを特徴とする半
    導体装置。
JP60109384A 1985-05-23 1985-05-23 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH079980B2 (ja)

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