JPS6354228B2 - - Google Patents
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- JPS6354228B2 JPS6354228B2 JP6554881A JP6554881A JPS6354228B2 JP S6354228 B2 JPS6354228 B2 JP S6354228B2 JP 6554881 A JP6554881 A JP 6554881A JP 6554881 A JP6554881 A JP 6554881A JP S6354228 B2 JPS6354228 B2 JP S6354228B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices 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
- H01L27/04—Devices 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
- H01L27/08—Devices 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 only semiconductor components of a single kind
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- H01L27/0883—Combination of depletion and enhancement field effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L27/095—Devices 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 only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being Schottky barrier gate field-effect transistors
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Description
本発明は半導体装置及びその製造方法に関す
る。詳しくは、本特許出願の出願人のなした特許
出願（特願昭55―82035号）に係る高電子移動度
トランジスタ（以下HEMTという。）の改良及び
その製造方法に関する。 HEMTとは電子親和力の相異なる２種の半導
体を接合することにより形成される一つのヘテロ
接合面の近傍に発生する電子蓄積層（二次元電子
ガス）の電子濃度を制御電極に印加される電圧に
よつて制御して、他に設けられた１対の出力電極
間に前記の電子蓄積層によつて形成される導電路
のインピーダンスを制御する能動的半導体装置を
いう。 HEMTの大きな特徴は、上記の電子蓄積層
（二次元電子ガス）の電子移動度が、不純物散乱
による効果が電子移動度を抑制する主因となるよ
うな低い温度例えば77〓において、極めて大きく
なることである。上記の電子蓄積層（二次元電子
ガス）は、不純物ドープを必要としない電子親和
力の大きな半導体層（チヤンネル層）中ではある
が、ヘテロ接合の極く近傍に、ごく薄く、電子波
の拡がり程度の厚さ、すなわち、数10Å以内の範
囲に発生するので、不純物ドープを必要とする電
子親和力の小さな半導体よりなる層（電子供給
層）から空間的に分離され、その電子移動度は不
純物散乱によつて影響されない。そこで、この不
純物散乱による効果が電子移動度の増大を阻むこ
ととなるような低温において、極めて大きな電子
移動度が実現されることになる。この電子移動度
の改善は10倍程度又はそれ以上であることが実験
的に確認されている。 HEMTを構成しうる半導体の組み合せは、格
子定数が近似しており、電子親和力の差が大き
く、かつエネルギーギヤツプの差が大きいという
条件を満足すればたりるので非常に多く存在す
る。そのうち、本発明はアルミニユウムガリユウ
ム砒素（AlgaAs）とガリユウム砒素（GaAs）
との組み合せをもつてなす場合の改良である。 又、HEMTは、電子親和力の大きな半導体層
（チヤンネル層）を上層にするか下層にするかに
より２種類に分類され、前者にあつては、電子親
和力の大きな半導体層（チヤンネル層）の金属学
的厚さと電子親和力の小さな半導体層（電子供給
層）の金属学的厚さとの比が層構造によつて決定
される特定の値より大きいか小さいかにより、ノ
ーマリオン型（デプレツシヨンモード）又はノー
マリオフ型（エンハンスメントモード）となる。
又後者にあつては、電子親和力の小さな半導体層
（電子供給層）の金属学的厚さが、層構造によつ
て決定される特定の値より大きいか小さいかによ
りノーマリオン型又はノーマリオフ型となる。そ
のうち、本発明はチヤンネル層が下層で供給層が
上層である場合の改良である。 ところが、HEMTの層構造は複雑であり、か
つ、組成、不純物濃度、層厚等がHEMTの特性
に及ぼす影響が大きく、しかも、実現すべき層厚
も数100Å程度と薄く、上記のとおり、その極め
て僅かの誤差が特性に重大な影響を及ぼすので、
生産が容易でなく、したがつて再現性も必ずしも
すぐれておらず、結果として、製造歩留りも良好
とはいえないという欠点を有する。 本発明の目的はこの欠点を解消することにあ
り、容易に製造することができ、再現性も良好で
あり、製造歩留りも向上しうる構造を有する
HEMTとその製造方法を提供することにある。
その製造の要旨は、電子供給層を構成するアルミ
ニユウムガリユウム砒素（AlGaAs）のアルミニ
ユウム含有量が下方から上方に向つて次第に減少
されて最後に零となされており、制御電極はこの
電子供給層上に形成されているが、制御電極上以
外の領域はＮ型のガリユウム砒素（GaAs）より
なる調整層で覆われており、その結果、制御電極
に対向する領域におけるヘテロ界面には二次元電
子ガス（電子蓄積層）が発生しないが、制御電極
に対向しない領域すなわち調整層下部の領域にお
けるヘテロ界面には二次元電子ガス（電子蓄積
層）が発生し、ノーマリオフ型（エンハンスメン
トモード）のHEMTとして機能しうる如くなさ
れていることである。この機能を可能にする原理
は、ガリユウム砒素（GaAs）とアルミニユウム
ガリユウム砒素（AlGaAs）とよりなる特定のチ
ヤンネル層と電子供給層との組み合せによつては
その界面に電子蓄積層（二次元電子ガス）が発生
しないが、ガリユウム砒素（GaAs）よりなる調
整層を附加することにより電子蓄積層（二次元電
子ガス）が発生する条件があることである。 一方、その製造方法の要旨は、電子供給層を構
成するアルミニユウムガリユウム砒素
（AlGaAs）よりなる単結晶層をモレキユラービ
ームエピタキシヤル成長法等を用いて成長させる
工程においては、アルミニユウム砒素（AlAs）
の供給量を次第に減少して最後に零となし、この
電子供給層上にＮ型の不純物を含有するガリユウ
ム砒素（GaAs）の単結晶層よりなる調整層をつ
づけて形成し、この調整層上に金／金・ゲルマニ
ユウム（Au／Au・Ge）層を蒸着した後これを
合金化して出力電極を形成し、次に化学的気相成
長法等を使用して二酸化シリコン（SiO2）より
なる層を形成し、更に、レジストを塗布してレジ
スト膜を形成し、適当なマスクを使用してレジス
ト膜を露光し、制御電極形成予定領域上と出力電
極上とからレジスト膜を除去し残留したレジスト
膜をマスクとして弗酸（HF）系エツチング液を
接触させて二酸化シリコン（SiO2）層を制御電
極形成予定領域上から除去し、残留した二酸化シ
リコン層をマスクとして二塩化二弗化炭素
（CCl2F2）等を反応性物質としてなすプラズマエ
ツチング法を適用してガリユウム砒素（GaAs）
よりなる調整層を制御電極形成予定領域から除去
し、このエツチング工程において形成された制御
電極用開口に制御電極を形成することにある。上
記のエツチング工程は極めて正確になすことを要
求されるが、プラズマエツチング装置にフオトダ
イオードを設けておき、アルミニユウム（Al）
プラズマの発光波長3960Åをモニタしながらエツ
チング作業をなし、この波長の検出をもつてただ
ちにエツチング工程を停止すれば、±30Å程度の
すぐれたエツチング精度を実現することが可能で
あることが実験的に確認されている。又、上記の
二塩化二弗化炭素（CCl2F2）プラズマのアルミ
ニユウムガリユウム砒素（AlGaAs）に対するエ
ツチングレートはガリユウム砒素（GaAs）に対
するそれの1/50〜1/100であるから、極めて良好
なエツチング精度の実現が可能であり、±10Å程
度のエツチング精度を実現することが可能である
ことが実験的に確認されている。 実施例の説明に先立ち、本発明の立脚する原理
につき説明する。 下表に示す如き、そのヘテロ界面近傍に電子蓄
積層（二次元電子ガス）が発生する結晶パラメー
タを有する半導体組み合わせ層を形成した。
る。詳しくは、本特許出願の出願人のなした特許
出願（特願昭55―82035号）に係る高電子移動度
トランジスタ（以下HEMTという。）の改良及び
その製造方法に関する。 HEMTとは電子親和力の相異なる２種の半導
体を接合することにより形成される一つのヘテロ
接合面の近傍に発生する電子蓄積層（二次元電子
ガス）の電子濃度を制御電極に印加される電圧に
よつて制御して、他に設けられた１対の出力電極
間に前記の電子蓄積層によつて形成される導電路
のインピーダンスを制御する能動的半導体装置を
いう。 HEMTの大きな特徴は、上記の電子蓄積層
（二次元電子ガス）の電子移動度が、不純物散乱
による効果が電子移動度を抑制する主因となるよ
うな低い温度例えば77〓において、極めて大きく
なることである。上記の電子蓄積層（二次元電子
ガス）は、不純物ドープを必要としない電子親和
力の大きな半導体層（チヤンネル層）中ではある
が、ヘテロ接合の極く近傍に、ごく薄く、電子波
の拡がり程度の厚さ、すなわち、数10Å以内の範
囲に発生するので、不純物ドープを必要とする電
子親和力の小さな半導体よりなる層（電子供給
層）から空間的に分離され、その電子移動度は不
純物散乱によつて影響されない。そこで、この不
純物散乱による効果が電子移動度の増大を阻むこ
ととなるような低温において、極めて大きな電子
移動度が実現されることになる。この電子移動度
の改善は10倍程度又はそれ以上であることが実験
的に確認されている。 HEMTを構成しうる半導体の組み合せは、格
子定数が近似しており、電子親和力の差が大き
く、かつエネルギーギヤツプの差が大きいという
条件を満足すればたりるので非常に多く存在す
る。そのうち、本発明はアルミニユウムガリユウ
ム砒素（AlgaAs）とガリユウム砒素（GaAs）
との組み合せをもつてなす場合の改良である。 又、HEMTは、電子親和力の大きな半導体層
（チヤンネル層）を上層にするか下層にするかに
より２種類に分類され、前者にあつては、電子親
和力の大きな半導体層（チヤンネル層）の金属学
的厚さと電子親和力の小さな半導体層（電子供給
層）の金属学的厚さとの比が層構造によつて決定
される特定の値より大きいか小さいかにより、ノ
ーマリオン型（デプレツシヨンモード）又はノー
マリオフ型（エンハンスメントモード）となる。
又後者にあつては、電子親和力の小さな半導体層
（電子供給層）の金属学的厚さが、層構造によつ
て決定される特定の値より大きいか小さいかによ
りノーマリオン型又はノーマリオフ型となる。そ
のうち、本発明はチヤンネル層が下層で供給層が
上層である場合の改良である。 ところが、HEMTの層構造は複雑であり、か
つ、組成、不純物濃度、層厚等がHEMTの特性
に及ぼす影響が大きく、しかも、実現すべき層厚
も数100Å程度と薄く、上記のとおり、その極め
て僅かの誤差が特性に重大な影響を及ぼすので、
生産が容易でなく、したがつて再現性も必ずしも
すぐれておらず、結果として、製造歩留りも良好
とはいえないという欠点を有する。 本発明の目的はこの欠点を解消することにあ
り、容易に製造することができ、再現性も良好で
あり、製造歩留りも向上しうる構造を有する
HEMTとその製造方法を提供することにある。
その製造の要旨は、電子供給層を構成するアルミ
ニユウムガリユウム砒素（AlGaAs）のアルミニ
ユウム含有量が下方から上方に向つて次第に減少
されて最後に零となされており、制御電極はこの
電子供給層上に形成されているが、制御電極上以
外の領域はＮ型のガリユウム砒素（GaAs）より
なる調整層で覆われており、その結果、制御電極
に対向する領域におけるヘテロ界面には二次元電
子ガス（電子蓄積層）が発生しないが、制御電極
に対向しない領域すなわち調整層下部の領域にお
けるヘテロ界面には二次元電子ガス（電子蓄積
層）が発生し、ノーマリオフ型（エンハンスメン
トモード）のHEMTとして機能しうる如くなさ
れていることである。この機能を可能にする原理
は、ガリユウム砒素（GaAs）とアルミニユウム
ガリユウム砒素（AlGaAs）とよりなる特定のチ
ヤンネル層と電子供給層との組み合せによつては
その界面に電子蓄積層（二次元電子ガス）が発生
しないが、ガリユウム砒素（GaAs）よりなる調
整層を附加することにより電子蓄積層（二次元電
子ガス）が発生する条件があることである。 一方、その製造方法の要旨は、電子供給層を構
成するアルミニユウムガリユウム砒素
（AlGaAs）よりなる単結晶層をモレキユラービ
ームエピタキシヤル成長法等を用いて成長させる
工程においては、アルミニユウム砒素（AlAs）
の供給量を次第に減少して最後に零となし、この
電子供給層上にＮ型の不純物を含有するガリユウ
ム砒素（GaAs）の単結晶層よりなる調整層をつ
づけて形成し、この調整層上に金／金・ゲルマニ
ユウム（Au／Au・Ge）層を蒸着した後これを
合金化して出力電極を形成し、次に化学的気相成
長法等を使用して二酸化シリコン（SiO2）より
なる層を形成し、更に、レジストを塗布してレジ
スト膜を形成し、適当なマスクを使用してレジス
ト膜を露光し、制御電極形成予定領域上と出力電
極上とからレジスト膜を除去し残留したレジスト
膜をマスクとして弗酸（HF）系エツチング液を
接触させて二酸化シリコン（SiO2）層を制御電
極形成予定領域上から除去し、残留した二酸化シ
リコン層をマスクとして二塩化二弗化炭素
（CCl2F2）等を反応性物質としてなすプラズマエ
ツチング法を適用してガリユウム砒素（GaAs）
よりなる調整層を制御電極形成予定領域から除去
し、このエツチング工程において形成された制御
電極用開口に制御電極を形成することにある。上
記のエツチング工程は極めて正確になすことを要
求されるが、プラズマエツチング装置にフオトダ
イオードを設けておき、アルミニユウム（Al）
プラズマの発光波長3960Åをモニタしながらエツ
チング作業をなし、この波長の検出をもつてただ
ちにエツチング工程を停止すれば、±30Å程度の
すぐれたエツチング精度を実現することが可能で
あることが実験的に確認されている。又、上記の
二塩化二弗化炭素（CCl2F2）プラズマのアルミ
ニユウムガリユウム砒素（AlGaAs）に対するエ
ツチングレートはガリユウム砒素（GaAs）に対
するそれの1/50〜1/100であるから、極めて良好
なエツチング精度の実現が可能であり、±10Å程
度のエツチング精度を実現することが可能である
ことが実験的に確認されている。 実施例の説明に先立ち、本発明の立脚する原理
につき説明する。 下表に示す如き、そのヘテロ界面近傍に電子蓄
積層（二次元電子ガス）が発生する結晶パラメー
タを有する半導体組み合わせ層を形成した。
【表】
（第４層）
この組み合わせ層よりなる調整層の厚さを次第
に減少させながら、ヘテロ界面近傍における蓄積
電子面濃度（二次元電子ガス面濃度）と調整層の
厚さとの関係をホール効果を使用して測定した。
その結果を第１図に示す。図に示す如く、調整層
の厚さが500Å程度存在する場合は1011／cm2程度
存在していた電子蓄積層（二次元電子ガス）が調
整層の厚さの減少とともに次第に減少し、調整層
の不存在をもつて０（零）に達する。ここで、調
整層の厚さが400Å程度以上では電子面濃度が飽
和していることは重要である。この実験結果か
ら、上記の如き層構造を形成し、制御電極形成予
定領域上から調整層を除去してここに制御電極を
形成すれば、ノーマリオフ型（エンハンスメント
モード）のHEMTとして機能することが明らか
である。 以下図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係
るノーマリオフ型（エンハンスメントモード）の
HEMTを製造する各主要工程を説明し、本発明
の構成と特有の効果とを明らかにする。 第２図参照 半絶縁性のガリユウム砒素（GaAs）基板１の
上に、ノンドープのガリユウム砒素（GaAs）よ
りなる単結晶層（チヤンネル層）２を2000Å程度
の厚さに形成し、４×1018／cm3程度にＮ型の不純
物であるシリコン（Si）がドープされたアルミニ
ユウムガリユウム砒素（Al0.3Ga0.7As）よりなる
単結晶層（電子供給層）３を300Å程度の厚さに
形成し、４×1018／cm3程度にＮ型の不純物である
シリコン（Si）がドープされＸ値を0.3から０
（零）に減少させながらアルミニユウムガリユウ
ム砒素（AlxGa1−xAs）よりなる単結晶層（電
子供給層）４を300Å程度の厚さに形成し、４×
1018／cm3程度にＮ型の不純物であるシリコン
（Si）がドープされたガリユウム砒素（GaAs）
よりなる単結晶層（調整層）５を400Å程度の厚
さに形成する。この工程は、モレキユラービーム
エピタキシヤル成長法を使用して連続的に実施す
ることが望ましい。この結晶パラメータを有する
層構造においてはヘテロ界面近傍のチヤンネル層
２中に電子蓄積層（二次元電子ガス）６が発生し
ている。 第３図参照 ソース・ドレイン電極（出力電極）形成予定領
域に選択的に金・ゲルマニユウム（AuGe／Au）
層７を真空蒸着し、更に450℃３分間程度熱処理
してこれを合金化し、チヤンネル層２との抵抗性
接続領域８を形成する。 つづいて化学気相成長法を使用して調整層５と
ソース・ドレイン電極７との上に二酸化シリコン
（SiO2）よりなる層９を形成する。 第４図参照 二酸化シリコン（SiO2）層９上にレジストを
塗布して、フオトリソグラフイー法を使用してゲ
ート電極（制御電極）形成予定領域上とソース・
ドレイン電極（出力電極）７上とからレジスト膜
１０を除去し、このパターニングされたレジスト
膜１０をマスクとしてゲート電極形成予定領域上
とソース・ドレイン電極７上とから二酸化シリコ
ン（SiO2）層９を除去する。二酸化シリコン
（SiO2）は弗酸（HF）系エツチング液をもつて
容易に除去することができる。 第５図参照 残留したレジスト膜１０と二酸化シリコン
（SiO2）層９とをマスクとして、二塩化二弗化炭
素（CCl2F2）を反応性物質としてなすプラズマ
エツチング法を使用してゲート電極形成予定領域
から調整層５を除去する。この工程を実施する装
置にはアルミニユウム（Al）プラズマの発光波
長3960Åに感ずるモニタ（フオトダイオード）を
設けておき、このモニタを使用してプラズマエツ
チングの終了点を制御して、調整層５と電子供給
層４との境界面で正確にエツチングを終了する。
調整層５が全くアルミニユウム（Al）を含有し
ないことに比し電子供給層４はアルミニユウム
（Al）を含有しているので、モニタ効果があるか
らである。又二塩化二弗化炭素（CCl2F2）のア
ルミニユウムガリユウム砒素（AlGaAs）に対す
るエツチングレートはガリユウム砒素（GaAs）
に対するそれの1/50〜1/100であるから、極めて
正確に調整層５と電子供給層４との境界面でエツ
チングを終了することができる。 つづいて、残留したレジスト膜１０を除去す
る。除去する方法は上記と同様である。 第６図参照 ゲート形成予定領域にアルミニユウム（Al）
層等を選択的に形成して、ゲート電極（制御電
極）１１を形成して、ノーマリオフ型（エンハン
スメントモード）HEMTを完成する。 以上説明せるとおり、本発明によれば、製造方
法が容易であり、再現性も良好であり、したがつ
て、製造歩留も向上しうる構造を有するHEMT
とその製造方法とを提供することができる。
この組み合わせ層よりなる調整層の厚さを次第
に減少させながら、ヘテロ界面近傍における蓄積
電子面濃度（二次元電子ガス面濃度）と調整層の
厚さとの関係をホール効果を使用して測定した。
その結果を第１図に示す。図に示す如く、調整層
の厚さが500Å程度存在する場合は1011／cm2程度
存在していた電子蓄積層（二次元電子ガス）が調
整層の厚さの減少とともに次第に減少し、調整層
の不存在をもつて０（零）に達する。ここで、調
整層の厚さが400Å程度以上では電子面濃度が飽
和していることは重要である。この実験結果か
ら、上記の如き層構造を形成し、制御電極形成予
定領域上から調整層を除去してここに制御電極を
形成すれば、ノーマリオフ型（エンハンスメント
モード）のHEMTとして機能することが明らか
である。 以下図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係
るノーマリオフ型（エンハンスメントモード）の
HEMTを製造する各主要工程を説明し、本発明
の構成と特有の効果とを明らかにする。 第２図参照 半絶縁性のガリユウム砒素（GaAs）基板１の
上に、ノンドープのガリユウム砒素（GaAs）よ
りなる単結晶層（チヤンネル層）２を2000Å程度
の厚さに形成し、４×1018／cm3程度にＮ型の不純
物であるシリコン（Si）がドープされたアルミニ
ユウムガリユウム砒素（Al0.3Ga0.7As）よりなる
単結晶層（電子供給層）３を300Å程度の厚さに
形成し、４×1018／cm3程度にＮ型の不純物である
シリコン（Si）がドープされＸ値を0.3から０
（零）に減少させながらアルミニユウムガリユウ
ム砒素（AlxGa1−xAs）よりなる単結晶層（電
子供給層）４を300Å程度の厚さに形成し、４×
1018／cm3程度にＮ型の不純物であるシリコン
（Si）がドープされたガリユウム砒素（GaAs）
よりなる単結晶層（調整層）５を400Å程度の厚
さに形成する。この工程は、モレキユラービーム
エピタキシヤル成長法を使用して連続的に実施す
ることが望ましい。この結晶パラメータを有する
層構造においてはヘテロ界面近傍のチヤンネル層
２中に電子蓄積層（二次元電子ガス）６が発生し
ている。 第３図参照 ソース・ドレイン電極（出力電極）形成予定領
域に選択的に金・ゲルマニユウム（AuGe／Au）
層７を真空蒸着し、更に450℃３分間程度熱処理
してこれを合金化し、チヤンネル層２との抵抗性
接続領域８を形成する。 つづいて化学気相成長法を使用して調整層５と
ソース・ドレイン電極７との上に二酸化シリコン
（SiO2）よりなる層９を形成する。 第４図参照 二酸化シリコン（SiO2）層９上にレジストを
塗布して、フオトリソグラフイー法を使用してゲ
ート電極（制御電極）形成予定領域上とソース・
ドレイン電極（出力電極）７上とからレジスト膜
１０を除去し、このパターニングされたレジスト
膜１０をマスクとしてゲート電極形成予定領域上
とソース・ドレイン電極７上とから二酸化シリコ
ン（SiO2）層９を除去する。二酸化シリコン
（SiO2）は弗酸（HF）系エツチング液をもつて
容易に除去することができる。 第５図参照 残留したレジスト膜１０と二酸化シリコン
（SiO2）層９とをマスクとして、二塩化二弗化炭
素（CCl2F2）を反応性物質としてなすプラズマ
エツチング法を使用してゲート電極形成予定領域
から調整層５を除去する。この工程を実施する装
置にはアルミニユウム（Al）プラズマの発光波
長3960Åに感ずるモニタ（フオトダイオード）を
設けておき、このモニタを使用してプラズマエツ
チングの終了点を制御して、調整層５と電子供給
層４との境界面で正確にエツチングを終了する。
調整層５が全くアルミニユウム（Al）を含有し
ないことに比し電子供給層４はアルミニユウム
（Al）を含有しているので、モニタ効果があるか
らである。又二塩化二弗化炭素（CCl2F2）のア
ルミニユウムガリユウム砒素（AlGaAs）に対す
るエツチングレートはガリユウム砒素（GaAs）
に対するそれの1/50〜1/100であるから、極めて
正確に調整層５と電子供給層４との境界面でエツ
チングを終了することができる。 つづいて、残留したレジスト膜１０を除去す
る。除去する方法は上記と同様である。 第６図参照 ゲート形成予定領域にアルミニユウム（Al）
層等を選択的に形成して、ゲート電極（制御電
極）１１を形成して、ノーマリオフ型（エンハン
スメントモード）HEMTを完成する。 以上説明せるとおり、本発明によれば、製造方
法が容易であり、再現性も良好であり、したがつ
て、製造歩留も向上しうる構造を有するHEMT
とその製造方法とを提供することができる。
第１図は、本発明の基づく原理を説明するため
の補助グラフである。第２乃至第５図は本発明の
一実施例に係るノーマリオフ型（エンハンスメン
トモード）HEMTの製造方法における各主要工
程における基板断面図である。第６図は本発明の
一実施例に係るノーマリオフ型（エンハンスメン
トモード）HEMTの完成した状態を示す基板断
面図である。 １…半絶縁性基板、２…チヤンネル層（ノンド
ープガリユウム砒素層）、３…電子供給層（Ｎ型
アルミニユウムガリユウム砒素層）、４…電子供
給層（アルミニユウム含有率の変化したＮ型アル
ミニユウムガリユウム砒素層）、５…調整層（Ｎ
型ガリユウム砒素層）、６…電子蓄積層（二次元
電子ガス）、７…出力電極（ソース・ドレイン電
極）、８…合金化領域、９…二酸化シリコン層、
１０…レジスト膜、１１…制御電極（ゲート電
極）。
の補助グラフである。第２乃至第５図は本発明の
一実施例に係るノーマリオフ型（エンハンスメン
トモード）HEMTの製造方法における各主要工
程における基板断面図である。第６図は本発明の
一実施例に係るノーマリオフ型（エンハンスメン
トモード）HEMTの完成した状態を示す基板断
面図である。 １…半絶縁性基板、２…チヤンネル層（ノンド
ープガリユウム砒素層）、３…電子供給層（Ｎ型
アルミニユウムガリユウム砒素層）、４…電子供
給層（アルミニユウム含有率の変化したＮ型アル
ミニユウムガリユウム砒素層）、５…調整層（Ｎ
型ガリユウム砒素層）、６…電子蓄積層（二次元
電子ガス）、７…出力電極（ソース・ドレイン電
極）、８…合金化領域、９…二酸化シリコン層、
１０…レジスト膜、１１…制御電極（ゲート電
極）。
Claims (1)
- １ 半絶縁性基板上に、不純物を含有しないガリ
ユウム砒素の単結晶層よりなるチヤンネル層を形
成し、該チヤンネル層上にＮ型不純物を含有する
アルミニユウムガリユウム砒素の単結晶層よりな
る電子供給層を形成し、該電子供給層の上にシヨ
ツトキ型又は絶縁ゲート型の制御電極を設け、該
制御電極を挟んで抵抗性接続された複数の出力電
極を設けてなる半導体装置の製造方法において、
前記電子供給層を構成するアルミニユウムガリユ
ウム砒素の単結晶層を形成するにあたつてはその
アルミニユウム含有量を下方から上方に向つて次
第に減少して遂に零となし、該電子供給層にＮ型
の不純物を含有するガリユウム砒素の単結晶層よ
りなる調整層をつづけて形成し、該調整層上の一
部の領域に複数の出力電極を形成し、該調整層上
にエツチングマスク層を形成し、該エツチングマ
スク層をマスクとして前記制御電極形成予定領域
から前記調整層を選択的にエツチング除去し、該
エツチング除去により表出した前記電子供給層上
に制御電極を形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6554881A JPS57180186A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
| EP82302107A EP0064370B1 (en) | 1981-04-23 | 1982-04-23 | High electron mobility semiconductor device |
| DE8282302107T DE3279795D1 (en) | 1981-04-23 | 1982-04-23 | High electron mobility semiconductor device |
| US06/371,465 US4663643A (en) | 1981-04-23 | 1982-04-23 | Semiconductor device and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6554881A JPS57180186A (en) | 1981-04-30 | 1981-04-30 | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57180186A JPS57180186A (en) | 1982-11-06 |
| JPS6354228B2 true JPS6354228B2 (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=13290171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6554881A Granted JPS57180186A (en) | 1981-04-23 | 1981-04-30 | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57180186A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870573A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-27 | Nec Corp | 化合物半導体電界効果トランジスタ |
| JPS60254669A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-16 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS61113282A (ja) * | 1984-11-08 | 1986-05-31 | Matsushita Electronics Corp | 電解効果トランジスタ |
| JPH01130572A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体装置の製造方法 |
| US8399911B2 (en) | 2006-06-07 | 2013-03-19 | Imec | Enhancement mode field effect device and the method of production thereof |
| EP1865561B1 (en) * | 2006-06-07 | 2013-01-02 | Imec | An enhancement mode field effect device and the method of production thereof |
-
1981
- 1981-04-30 JP JP6554881A patent/JPS57180186A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57180186A (en) | 1982-11-06 |
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