JPS6233741B2 - - Google Patents

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JPS6233741B2
JPS6233741B2 JP56180479A JP18047981A JPS6233741B2 JP S6233741 B2 JPS6233741 B2 JP S6233741B2 JP 56180479 A JP56180479 A JP 56180479A JP 18047981 A JP18047981 A JP 18047981A JP S6233741 B2 JPS6233741 B2 JP S6233741B2
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JP
Japan
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semiconductor substrate
layer
semiconductor
low
manufacturing
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JP56180479A
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JPS5882575A (ja
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Shiroo Yamamoto
Hideo Sugiura
Zeio Kamimura
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半絶縁性半導体基板本体の表面側に
低抵抗半導体層が形成されている構成を有する半
導体基板の製法の改良に関する。
このような半導体基板は、半絶縁性半導体基板
本体を用いた半導体基板であるので、その半導体
基板を用いて、複数の半導体素子を、互に分離し
て形成することができ、また、各半導体素子を、
浮遊容量の少ないものとして形成することができ
ることなどの特徴を有する。
ところで、このような半導体基板の製法におい
ては、その製法によつて製造される半導体基板を
用いて形成される半導体素子が高性能を有してい
るようにするために、半導体基板に形成している
低抵抗半導体層が、大なる電子移動度を有するこ
と、所要の大なる厚さを有すること、小なる比抵
抗を有することなどを満足しているものとして製
造できることが要求される。
しかしながら、従来の半導体基板の製法におい
ては、上述した要求を十分満足し得ないという欠
点を有していた。
よつて、本発明は上述した欠点を有しない、新
規な半導体基板の製法を提案せんとするもので、
以下詳述するところから明らかとなるであろう。
第1図は、本発明による半導体基板の製法の一
例を示し、以下述べる順次の工程をとつて、目的
とする半導体基板を製造する。
すなわち、深い準位を形成する不純物Crの添
加によつて半絶縁性化されているGaAsでなる
―族化合物半導体基板本体1を、予め用意する
(第1図A)。
しかして、その―族化合物半導体基板本体
1に対する、例えば800℃、例えば5時間の熱処
理を、例えば1気圧のAs蒸気圧を有する雰囲気
中で行う。
しかるときは、半導体基板本体1の表面側にお
いて、それに添加されている不純物としてのCr
が半導体基板本体1の表面に向つて拡散及至輸送
し、このため、第1図Bに示すように、半導体基
板本体1の表面側に、不純物としてのCrをほと
んど含有していないか含有しているとしても熱処
理前に比し格段的に少ない量しか含有していな
い、従つて、低抵抗を呈している低抵抗半導体部
2と、その低抵抗半導体部2上の、Crを熱処理
前に比し多量に含有している表面部3とを有する
熱変性層4が形成される。なお、この場合、熱変
性層4は、その低抵抗半導体部2を0.2μm、表
面部3を0.1μmの厚さに形成し得る。
次に、上述したようにして、半導体基板本体1
に対する熱処理によつて、その表面側に熱変性層
4を形成して後、その熱変性層4に対する例えば
硫酸系水溶液を用いたエツチング処理によつて、
熱変性層4の表面部3を少なくとも除去し、それ
によつて、半導体基板本体1の表面側に、熱変性
層4の、その熱変性層4の表面部3が除去された
ことによつて残された部(上述した低抵抗半導体
部2のみによる部)による低抵抗半導体層5を
得、よつて、―族化合物半導体基板本体1の
表面側に低抵抗半導体層5を形成している構成を
有する半導体基板6を得る(第1図C)。
以上が、本発明による半導体基板の製法である
が、次に、その製法によつて製造された半導体基
板6を用いて、半導体素子としてのシヨツトキ接
合型電界効果トランジスタを形成する場合の実施
例について述べれば、次のとおりである。
すなわち、半導体基板6の低抵抗半導体層5上
に、所要のパターンを有するソース電極7及びド
レイン電極8を、例えばAuGe合金の真空蒸着処
理と、例えば水素ガス中での例えば400℃、例え
ば5分の熱処理とを含んで、低抵抗半導体層5と
オーミツク接触しているものとして形成する(第
1図D)。
次に、低抵抗半導体層5上に、ソース電極7及
びドレイン電極8間の領域において、ゲート電極
9を、例えばAlの真空蒸着処理を含んで、低抵
抗半導体層5との間でシヨツトキ接合10が形成
されるように形成する(第1図E)。
次に、低抵抗半導体層5に対するメサエツチン
グ処理によつて、低抵抗半導体層5の不要な領域
を除去する(第1図F)。
以上のようにして、本発明による半導体基板の
製法によつて製造された半導体基板6を用いて、
半導体素子としてのシヨツトキ接合型電界効果ト
ランジスタM1を形成している半導体装置を得
る。
以上で、本発明による半導体基板の製法の一例
が明らかとなつた。
このような本発明による半導体基板の製法は、
深い準位を形成する不純物の添加によつて半絶縁
化されている―族化合物半導体基板本体1を
用意し(第1図A)、その―族化合物半導体
基板本体1に対する熱処理によつて、その―
族化合物半導体基板本体1の表面側に、不純物を
ほとんど含有していないか含有しているとしても
熱処理前に比し格段的に少ない量しか含有してい
ない低抵抗半導体部2と、不純物を熱処理前に比
し多量に含有している表面部3とを有する熱変性
層4を形成し(第1図B)、その熱変性層4の表
面部3を除去し、それによつて、―族化合物
半導体基板本体1の表面側に、熱変性層4の、そ
の熱変性層4の表面部3が除去されたことによつ
て残された部による低抵抗半導体層5を得、よつ
て、―族化合物半導体基板本体1の表面側に
低抵抗半導体層5を形成している構成を有する半
導体基板6を製造する(第1図C)、という方法
である。
このような本発明による半導体基板の製法によ
つて製造される半導体基板(半導体基板6)は、
半絶縁性半導体基板本体(深い準位を形成する不
純物としてのCrの添加によつて半絶縁化されて
いるGaAsでなる―族化合物半導体基板本体
1)を用いた半導体基板である。このためこのよ
うな半導体基板を用いて、従来の場合と同様に、
複数の半導体素子(シヨツトキ接合型電界効果ト
ランジスタM1)を、互に分離して形成すること
ができ、また、各半導体素子を浮遊容量の小なる
ものとして形成することができる。
しかしながら、本発明による半導体基板の製法
によつて製造される半導体基板(半導体基板6)
は、その半絶縁性半導体基板本体(深い準位を形
成する不純物としてのCrの添加によつて半絶縁
化されているGaAsでなる―族化合物半導体
基板本体1)が、深い準位を形成する不純物
(Cr)の添加によつて半絶縁性化されている―
族化合物半導体(GaAs)でなり、そして、低
抵抗半導体層(低抵抗半導体層5)が、深い準位
を形成する不純物(Cr)の添加によつて半絶縁
化されている―族化合物半導体(GaAs)に
対する熱処理によつて、その―族化合物半導
体の表面側に形成された熱変性層(熱変性層4)
の、その熱変性層の表面部が除去されたことによ
つて残された低抵抗半導体層でなるものとして製
造されるので、その低抵抗半導体層(低抵抗半導
体層5)が格段的に大なる電子移動度を有するも
のとして製造される。因みに、第1図を伴つて上
述した本発明による半導体基板の製法の実施例の
場合、低抵抗半導体層(低抵抗半導体層5)が、
その電子移動度をして、室温で6500cm2/V・sec
の値を有し、従つて低抵抗半導体層が従来行われ
ているようにイオン打込法によつて形成されてい
るものとした場合の約1.2倍の値を有するものと
して形成される。
このため、本発明による半導体基板の製法によ
つて製造される半導体基板を用いることによつ
て、半導体素子(シヨツトキ接合型電界効果トラ
ンジスタM1)を形成すれば、その半導体素子を
高性能を有するものとして形成することができ
る。
因みに、第1図を伴つて上述した本発明による
半導体基板の製法の実施例によつて製造された半
導体基板を用いる場合、半導体素子(シヨツトキ
接合型電界効果トランジスタM1)を、相互コン
ダクタンスが、低抵抗半導体層が従来行われてい
るようにイオン打込法によつて形成されているも
のとした場合の約2倍、エピタキシヤル成長法に
よつて形成されているものとした場合の約1.2倍
の値を有するものとして、形成することができ
る。
従つて、第1図に示す本発明による半導体基板
の製法によれば、前述した高性能を有する半導体
素子(シヨツトキ接合型電界効果トランジスタM
1)を形成することができる半導体基板を、簡
易、容易に製造することができるという大なる特
徴を有する。
次に、本発明による半導体基板の製法の他の例
を第2図を伴なつて述べよう。
第2図に示す本発明による半導体基板の製法
は、以下述べる順次の工程をとつて、目的とする
半導体基板を製造する。
すなわち、深い準位を形成する不純物Feの添
加によつて半絶縁性化されているInPでなる―
族化合物半導体基板本体21を、予め用意する
(第2図A)。
しかして、その―族化合物半導体基板本体
21に対する、例えば800℃、例えば7時間の熱
処理を、例えば1気圧のP蒸気圧を有する雰囲気
中で行う。
しかるときは、半導体基板本体21の表面側に
おいて、それに添加されている不純物としての
Feが半導体基板本体21の表面に向つて拡散乃
至輸送し、このため、第2図Bに示すように、半
導体基板本体21の表面側に、不純物としての
Feをほとんど含有していないか含有していると
しても熱処理前に比し格段的に少ない量しか含有
していない、従つて、低抵抗を呈している低抵抗
半導体部22と、その低抵抗半導体部22上の、
Feを熱処理前に比し多量に含有している表面部
23とを有する熱変性層24が形成される。な
お、この場合、熱変性層24は、その部22を
0.4μm、表面部23を0.1μmの厚さに形成し得
る。
次に、上述したようにして、半導体基板本体2
1に対する熱処理によつて、その表面側に熱変性
層24を形成して後、その熱変性層24に対する
例えば臭素―メタノール溶液を用いたエツチング
処理によつて、熱変性層24の表面部23を少く
とも除去し、それによつて、半導体基板本体21
の表面側に、熱変性層24の、その熱変性層24
の表面部23が除去されたことにより残された部
(上述した低抵抗半導体部22のみによる部)に
よる低抵抗半導体層25を得、よつて、―族
化合物半導体基板本体21の表面側に低抵抗半導
体層25を形成している構成を有する半導体基板
26を得る(第2図C)。
以上が、本発明による半導体基板の製法の他の
例であるが、次に、その製法を用いて製造された
半導体基板26を用いて、半導体素子としての蓄
積型(MIS型)電界効果トランジスタを形成する
場合の実施例を述べれば、次のとおりである。
すなわち、半導体基板26の低抵抗半導体層2
5上に、所要のパターンを有するソース電極27
及びドレイン電極28を、例えばAuSn合金の真
空蒸着処理と、例えば水素ガス中での例えば400
℃、例えば3分の熱処理とを含んで、低抵抗半導
体層25とオーミツク接触しているものとして形
成する(第話2図D)。
次に、低抵抗半導体層25及び半導体基板26
に対する例えば臭素―メタノール溶液を用いたメ
サエツチング処理によつて、ソース電極27及び
ドレイン電極28間の領域において、低抵抗半導
体層25の全厚味を通じて半導体基板26内に達
する溝31を形成し、また、低抵抗半導体層25
の不要な領域を除去する(第2図E)。
次に、溝31の内面及びそれに続く低抵抗半導
体層25の表面上に延長している絶縁層30を、
例えば陽極酸化法を含んで形成する(第2図
F)。
次に、絶縁層30上に、溝31上の領域に延長
しているゲート電極29を、例えばAuの真空蒸
着処理を含んで形成する(第2図G)。
以上のようにして、本発明による半導体基板の
製法による製造された半導体基板26を用いて、
低抵抗半導体層25の溝31によつて分離されて
いる領域32及び33をそれぞれソース領域及び
ドレイン領域としている、半導体素子としての蓄
積型(MIS型)電界効果トランジスタM2を形成
している半導体装置を得る。
以上で、本発明による半導体基板の製法の他の
例が明らかとなつた。
このような本発明による半導体基板の製法は、
深い準位を形成する不純物の添加によつて半絶縁
化されている―族化合物半導体基板本体21
を用意し(第2図A)、その―族化合物半導
体基板本体21に対する熱処理によつて、その
―族化合物半導体基板本体21の表面側に、不
純物をほとんど含有していないか含有していると
しても熱処理前に比し格段的に少ない量しか含有
していない低抵抗半導体部22と、不純物を熱処
理前に比し多量に含有している表面部23とを有
する熱変性層24を形成し(第2図B)、その熱
変性層24の表面部23を除去し、それによつ
て、―族化合物半導体基板本体21の表面側
に、熱変性層24の、その熱変性層24の表面部
23が除去されたことによつて残された部による
低抵抗半導体層25を得、よつて、―族化合
物半導体基板本体21の表面側に低抵抗半導体層
25を形成している構成の半導体基板26を製造
する(第2図C)、というものである。
このような本発明による半導体基板の製法によ
つて製造される半導体基板(半導体基板26)
は、半絶縁性半導体基板本体(深い準位を形成す
る不純物としてのFeの添加によつて半絶縁化さ
れているInPでなる―族化合物半導体基板本
体21)を用いた半導体基板である。このため、
このような半導体基板を用いて、従来の場合と同
様に、複数の半導体素子(蓄積型(MIS型)電界
効果トランジスタM2)を、互に分離して形成す
ることができ、また、各半導体素子を浮遊容量の
小なるものとして形成することができる。
しかしながら、本発明による半導体基板の製法
によつて製造される半導体基板(半導体基板2
6)は、その半絶縁性半導体基板本体(深い準位
を形成する不純物としてのFeの添加によつて半
絶縁化されているInPでなる―族化合物半導
体基板本体21)が、深い準位を形成する不純物
(Fe)の添加によつて半絶縁性化されている―
族化合物半導体(InP)でなり、そして、低抵
抗半導体層(低抵抗半導体層25)が、深い準位
を形成する不純物(Fe)の添加によつて半絶縁
化さている―族化合物半導体(InP)に対す
る熱処理によつて、その―族化合物半導体の
表面側に形成された熱変性層(熱変性層24)
の、その熱変性層の表面部が除去されたことによ
つて残された部でなるものとして形成されるの
で、その低抵抗半導体層(低抵抗半導体層25)
が所要の大なる厚さを有し且つ所要の比抵抗を有
するものとして製造される。
このため、本発明による半導体基板の製法によ
つて製造される半導体基板を用いることによつ
て、半導体素子(蓄積型(MIS型)電界効果トラ
ンジスタM2)を形成すれば、その半導体素子を
高性能を有するものとして形成することができ
る。因みに、第2図を伴つて上述した本発明によ
る半導体基板の実施例によつて製造された半導体
基板を用いる場合、半導体素子(蓄積型(MIS
型)電界効果トランンジスタM2)を、相互コン
ダクタンスが、70ms/mmの値を有し、従つて、
低抵抗半導体層が従来行われているエピタキシヤ
ル成長法によつて形成されているとした場合に比
し、格段的に大なる値を有するものとして、形成
することができる。
従つて、第2図に示す本発明による半導体基板
の製法によれば、前述した高性能を有する半導体
素子(蓄積型(MIS型)電界効果トランジスタM
2)を形成することができる半導体基板を、簡
易、容易に製造することができるという大なる特
徴を有する。
なお、上述においては、半絶縁性半導体基板本
体が、深い準位を形成する不純物としてのCrま
たはFeの添加によつて半絶縁性化されている
―族化合物半導体でなる場合につき述べたが、
深い準位を形成する不純物としての酸素(O)の
添加によつて半絶縁性化されている―族化合
物半導体であつても、また、その―族化合物
半導体がGaAsまたはInP以外のものであつて
も、本発明を適用し得ることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜Fは、本発明による半導体基板の製
法の一例を示す、順次の工程における略線的断面
図である。第2図A〜Gは、本発明による半導体
基板の製法の他の例を示す、順次の工程における
略線的断面図である。 1,21…半絶縁化されている―族化合物
半導体基板本体、4,24…熱変性層、5,25
…低抵抗半導体層、6,26…半導体基板、M1
…シヨツトキ接合型電界効果トランジスタ、M2
…蓄積型(MIS型)電界効果トランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 深い準位を形成する不純物の添加によつて半
    絶縁性化されている―族化合物半導体基板本
    体を用意し、 上記―族化合物半導体基板本体に対する熱
    処理によつて、当該―族化合物半導体基板本
    体の表面側に、上記不純物をほとんど含有してい
    ないか含有しているとしても上記熱処理前に比し
    格段的に少ない量しか含有していない低抵抗半導
    体部と、上記不純物を上記熱処理前に比し多量に
    含有している表面部とを有する熱変性層を形成
    し、 上記熱変性層の上記表面部を除去し、それによ
    つて、上記―族化合物半導体本体の表面側
    に、上記熱変性層の、当該熱変性層の表面部が除
    去されたことによつて残された部による低抵抗半
    導体層を得、よつて、上記―族化合物半導体
    基板本体の表面側に上記低抵抗半導体層を形成し
    ている構成を有する半導体基板を製造することを
    特徴とする半導体基板の製法。
JP18047981A 1981-11-11 1981-11-11 半導体基板の製法 Granted JPS5882575A (ja)

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JPS5882575A JPS5882575A (ja) 1983-05-18
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JPS5994815A (ja) * 1982-11-22 1984-05-31 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JP2004273888A (ja) * 2003-03-11 2004-09-30 Hitachi Cable Ltd 電界効果トランジスタ用エピタキシャルウェハ

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