KR20010052109A - InxGa1-xP Stop-Etch Layer for Selective Recess of Gallium Arsenide-based Epitaxial Field Effect Transistors and Process Therefor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이-로오-하이 MESFET구조를 이용하는 에피택시얼 웨이퍼 횡단기구의 균일성을 개선시키기 위한 InxGa1-xP 에치스톱 층에 관한 것이다. x 허용값의 범위는 에치스톱층의 두께의 함수로서 변화한다. 이를 위해 가급적 x는 0.5 크기로 되어서 GaAs 기판과 격자정합을 유지하도록 한다. 또한, GaAs 필드 효과 트랜지스터의 선택적인 리세스 에칭을 위한 신규 방법이 개시된다. 본 발명은 InxGa1-xP 재료의 비교적 얇은층 (10-30 옹스트롬)의 사용으로서 채얼 층 위에 남아 있는 n 재료의 비교적 균일한 두께가 실현되는 지점에 대해 재료에 대한 선택적인 리세스 에칭을 실행시키는 것을 제시한다.The present invention is directed to an In x Ga 1-x P etchstop layer for improving the uniformity of epitaxial wafer traversal mechanisms using high-low-high MESFET structures. The range of x tolerances varies as a function of the thickness of the etchstop layer. To this end, x is preferably 0.5 so as to maintain lattice match with the GaAs substrate. Also disclosed is a novel method for selective recess etching of GaAs field effect transistors. The present invention provides selective recess etching for a material to the point where a relatively uniform thickness of n material remaining on the chatl layer is realized by the use of a relatively thin layer (10-30 angstroms) of In x Ga 1-x P material. It suggests running
Description
본 발명은 갈륨 비소계 에피택시얼 필드효과 트랜지스터의 제조에 유익한 선택적인 화학적작용을 갖는 리세스 에칭방법에 관한 것이다.The present invention relates to a recess etch method having a selective chemical action beneficial for the fabrication of gallium arsenide epitaxial field effect transistors.
통상적으로 쇼트키 접합(Schottky junction)으로 알려진 금속, 반도체 접합에 의해 형성된 디플리션 영역을 이용하는 갈륨비소계 필드효과 트랜지스터는 하부 채널층의 도전율을 변조하기 위해 갈륨비소 및 관련 터너리(ternary), 인듐 갈륨비소의 고유물성 때문에 고성능 트랜지스터 기술로서 접근이 이루어졌다.A gallium arsenide field effect transistor using a depletion region formed by a metal, semiconductor junction, commonly known as a Schottky junction, is characterized by gallium arsenide and associated ternary, Because of the inherent properties of indium gallium arsenide, an approach has been taken as a high performance transistor technology.
그와 같은 기구는 당업자에게 금속 반도체 필드효과 트랜지스터(MESFET), 고전자이동성 트랜지스터(HEMT), 의사모르픽 고전자 이동성 트랜지스터(PHEMT), 2차원 전자가스 필드효과 트랜지스터(TEGFET) 및 변조도핑 필드 효과 트랜지스터(MODFET)와 같은 다양한 명칭으로 언급된다. 이들 구조에 있어 전하이송 역학에 대한 상세한 내용은 본 명세서에서 참고자료로 이용하는, Academic Press사 발행 1991년판 Weisbuch등의 양자 반도체구조의 38-55쪽 및 141-154쪽에서 잘 알 수 있다.Such mechanisms are well known to those skilled in the art for metal semiconductor field effect transistors (MESFETs), high electron mobility transistors (HEMTs), pseudomorphic high electron mobility transistors (PHEMTs), two-dimensional electron gas field effect transistors (TEGFETs), and modulation doped field effects. Reference is made to various names such as transistors (MODFETs). Details of charge transfer dynamics in these structures can be found on pages 38-55 and 141-154 of the quantum semiconductor structure of Weisbuch et al., 1991, published by Academic Press, which is incorporated herein by reference.
필드효과 트래지스터(FET)에 있어, 소오스와 드레인 콘택간의 전류는 게이트 전극에 인가된 포덴샬에 의해 제어된다. 이 기구의 기능은 비교적 기초적이다. 논리회로에 있어, 기구들은 종종 채널로서 공지된 영역에서 게이트 전압이 소오스와 드레인간의 턴오프전류 값에 유사한 방도로 작용한다는 사실에 의해 스위치로서 기능한다.In field effect transistors (FETs), the current between the source and drain contacts is controlled by the potential applied to the gate electrode. The function of this mechanism is relatively basic. In logic circuits, mechanisms often function as switches due to the fact that in a region known as a channel, the gate voltage acts in a similar way to the turn-off current value between the source and drain.
아날로그 회로에 있어, 게이트상의 단시간변화전압은 결국 소오스와 드레인간의 시간변화 전류가 된다. 게이트전류가 이론적으로 순수변위 전류이기 때문에, 미소의 입력파워가 쉽세 증폭될 수 있다.In an analog circuit, the short time change voltage on the gate becomes the time change current between the source and the drain. Since the gate current is theoretically pure displacement current, the micro input power can be easily amplified.
MESFET로서 알려진 갈륨 비소계 금속 반도체 필드효과 트랜지스터는 비교적 얇고, 높게 도핑된, 반도체층, 채널을 거쳐 흐른 소오스 및 드레인 전류를 가진다.Gallium arsenide metal semiconductor field effect transistors, known as MESFETs, have relatively thin, highly doped semiconductor layers, source and drain currents flowing through channels.
전류는 반도체상에 쇼트키 배리어를 형성하는 게이트에 의해 제어되고 그리고 인가된 게이트전압에 따라 게이트 밑에 있는 전자들의 반도체층을 배제시킨다.The current is controlled by the gate forming a Schottky barrier on the semiconductor and excludes the semiconductor layer of electrons under the gate in accordance with the applied gate voltage.
HEMT, pHEMT, 및 MODFET를 포함하기 위해 위에 열거한 다른 기구들은 상기 설명한 기본 원리를 기초로 하고 있다.The other instruments listed above to include HEMT, pHEMT, and MODFETs are based on the basic principles described above.
기본 HEMT의 구조는 2개의 서로 유사하지 않는 물질, 즉, 당업자들에겐 공wl된 AlGaAs(Aluminum Gallium Arsenide)와 GaAs(Gallium Arsenide)간의 이종접합(heterojunction)을 기초로 하고 있다. 본질적인 구조는 먼저 위에 명칭상 비의도로 도핑된 GaAs의 버퍼층이 성장된 반 절연기판으로 이루어진다. 갈륨비소, 또는 의사형태 인듐 갈륨 비소로 된 n-도핑층이 기구의 채널을 형성한다. AlxGa1-xAs의 n층은 채널층의 상부에 배치되어서 게이트 금속화와 함께 적절한 쇼트키 배리어를 형성하게 된다. 마지막층은 전형적으로 n-타입으로 높게 도핑되어서 하부 채널층에 저항 컨택의 형성을 수월하게 하는 GaAs컨택층이다. 이 층에 배치된 2 저항 컨택은 일반적으로 소오스와 드레인 컨택으로서 칭해진다. 이들 컨택과 본질적인 기구에 대한 하부 반도체 재료와 관련된 억세스저항은 전형적으로 각기 소오스와 드레인 저항 Rs 및 R'로 칭해진다.The structure of the basic HEMT is based on a heterojunction between two dissimilar materials, namely aluminum gallium arsenide (AlGaAs) and gallium arsenide (GaAs), which are commonly known to those skilled in the art. The essential structure consists first of a semi-insulating substrate on which a buffer layer of GaAs doped unintentionally doped above. An n-doped layer of gallium arsenide, or pseudo-indium gallium arsenide, forms the channel of the instrument. An n layer of Al x Ga 1 - x As is disposed on top of the channel layer to form a suitable Schottky barrier with gate metallization. The last layer is typically a GaAs contact layer that is highly doped n-type to facilitate the formation of resistive contacts in the lower channel layer. The two resistive contacts disposed in this layer are generally referred to as source and drain contacts. The access resistances associated with the underlying semiconductor material for these contacts and the intrinsic instrument are typically referred to as source and drain resistors Rs and R ', respectively.
아날로그 적용에 있어, 중요한 것으로 몇개의 인자가 있다. 이를 위한 것으로, 게인, 노이즈 및 토탈 마이크로파 출력이 GaAs계 FET의 설계에 있어 가장 고려되어야 하는 인자들이다. FET 기구의 트랜스 컨덕턴스 또는 "게인"은 다음과 같이 규정된다.In analog applications, there are several factors that are important. For this purpose, gain, noise and total microwave output are the most factors to consider in the design of GaAs-based FETs. The transconductance or "gain" of the FET mechanism is defined as follows.
gn=dIds/dVgg n = dI ds / dVg
이때, Ids는 드레인과 소오스사이의 전류, Vg는 게이트전압이다. 또한 gm은 예컨대 다음 설명식에 의해 비교적 얇은 채널층을 갖춘 하이-로오-하이 MESFET에 대해 평가될 수 있다.Where I ds is the current between the drain and the source, and Vg is the gate voltage. G m can also be evaluated for a Hi-Lo-high MESFET with a relatively thin channel layer, for example by the following description.
gm=εVsatwg/tg m = εV sat w g / t
이때. ε는 GaAs의 유전율이고, Vsat는 GaAs에서의 전자의 포화속도, wg는 게이트전극의 폭, 및 t는 채널간격에 대한 게이트전극이다. 더욱 상세한 것은 예컨대 본 명세서 특별히 참고로 하는 미합중국 보스톤 소재의 Artech House사에서 발행된 J.L.Walkg의 High-Power GaAs FET Amglifiers 50-56쪽을 참고하면 된다. 기구의 동작의 속도를 1차 명령하기 위해 실질적으로 가능한 게이트 길이와 같은 것을 줄이고 그리고 게이트 밑에 있는 캐리어의 고 평균속도를 가지는 구조 및 재료를 알아낼 필요가 있다. 다른 관찰사항은 상기 공식으로부터 만들어 질 수 있다.At this time. ε is the dielectric constant of GaAs, V sat is the saturation rate of electrons in GaAs, w g is the width of the gate electrode, and t is the gate electrode with respect to the channel spacing. See, for example, JLWalkg's High-Power GaAs FET Amglifiers, pages 50-56, issued by Artech House of Boston, United States, which is hereby specifically incorporated by reference. In order to first command the speed of operation of the instrument, it is necessary to reduce structures such as the substantially possible gate length and to find structures and materials with the high average speed of the carrier under the gate. Other observations can be made from the above formula.
게이트금속 하에서 n-재료층은 얇게 만들어져 있기 때문에, 게인은 크다. 정전의 단순한 전도로부터, 채널과 게이트금속물 간의 n층이 얇으면 얇을수록, 캐리어의 디플리션을 통과하는 채널 도전율에 대한 전기장의 영향은 더욱 커진다. 따라서, 이 층을 얇게 함으로써, 게이트전압에 주어진 변경에 대해, 채널의 도전율에 대해 보다 큰 제어가 실현되고, 따라서 Ids에 대한 더 큰 변경이 실시된다.The gain is large because the n-material layer is made thin under the gate metal. From the simple conduction of electrostatics, the thinner the n-layer between the channel and the gate metal, the greater the effect of the electric field on the channel conductivity through the depletion of the carrier. Therefore, by making this layer thinner, for a change given to the gate voltage, greater control over the conductivity of the channel is realized, and thus a larger change to I ds is implemented.
따라서, 트랜스컨덕턴스는 더 커진다. 따라서, 게이트금속줄이 채널에 접근하면 접근할수록, 핀치오프전압, 또는 드레인전류를 무시할 수 있는 값으로 감소시키는데 필요한 전압은 낮아진다.Thus, the transconductance is larger. Thus, the closer the gate metal strip approaches the channel, the lower the voltage needed to reduce the pinch off voltage or drain current to negligible values.
따라서, 간략하게 요약하자면, 본 발명에서 개시된 기구의 GaAs FET구조는 게이트에 포덴샬을 적용함으로써 하부채널의 도전율을 변조하도록 그리고 그에 의해 드레인으로부터 소오스에 가해진 포지티브 포텐샬로부터 형성된 소오스-대-드레인 전류를 제어하도록 기능한다. 높게 도핑된 채널(n+), 가볍게 도핑된 (n-) 쇼트키층 및 높게 도핑된 n+ 접촉층이 대표적인 구조는 하이-로오-하이 구조로 알려져 있다. 재료는 채널에 있는 캐리어의 속도를 개선시키는 것으로 선택되어서, 상기한 공식에 의해 기구의 게인을 개선시키도록 한다.Thus, briefly summarizing, the GaAs FET structure of the device disclosed in the present invention modulates the conductivity of the underlying channel by applying a potential to the gate and thereby reduces the source-to-drain current formed from the positive potential applied to the source from the drain. Function to control Highly doped channels (n +), lightly doped (n−) Schottky layers and highly doped n + contact layers are known as hi-looh-high structures. The material is chosen to improve the speed of the carrier in the channel, allowing the formula to improve the gain of the instrument.
FET기구의 제조는 공차이내의 포화된 드레인-대-소오스 전류, 트랜스컨덕턴스 및 핀치오프전압의 성능 특성을 가지는 기구를 제조하기 위한 기술로서 반복성의 단일 웨이퍼 리세스에치 프로세스를 요구하는 것이 공통적이다. 그와 같은 리세스 에치는 기구의 트랜스컨덕턴스를 증대시키고 동시에 상기한 바 있는 High-Power GaAs FET Amplifiers 제명의 66-72 쪽에 있는 트랜지스터의 브레이크 다운 전압을 개선시키는 데 이용된다. 특히, 적절한 에치깊이는 웨이퍼를 에칭하고, 소오소-드레인 전류를 측정하고, 글고 타켓 전압이 얻어질 때까지 이 절차를 반복함으로써 얻어진다. 이를 위해, 드레인 및 소오스 금속물이 배치된 접촉층은 에칭되어서 게이트 전극이 후속적으로 배치된 표면을 제공하는 n-층을 드러낸다. 이 반복 절차는 에치에 대한 각각의 반복이 타켓 전류가 얻어진 경우에 결정되는 드레인-소오스 전류를 제조하는 기술자에게는 중노동을 요한다. 아울러, 이 노동집약방법은 종종 신뢰적인 방도로 반복되지 않는다. 또한, 소오스-드레인 전류가 비허용값에 도달하는 에칭방법에서 어떤 일정한 점이 도달된다. 이 조건은 오버-에치로서 칭해지며 결국 성능명세에 맞지 않는 기구가 된다. 부가적으로, 그와 같은 반복적인 프로세싱은 웨이퍼를 가로지르고 웨이퍼-대-웨이퍼로부터의 에치 깊이의 변동을 초래한다. 이차원적인 변동은 성능 변동에 관해 직접적인 충격부를 가진다. 예컨대, 핀치오프전압에서 5%어크로스 웨이퍼 변동이 실현된다. 이 방법에 따른 파라미터의 변동은 전형적으로 12%를 초과할 수 있다. 파라미터 변동은 여기서 평균으로 나누어진 표준편차로서 정의된다.Fabrication of FET devices is common to require a repeatable single wafer recess etch process as a technique for fabricating devices with performance characteristics of saturated drain-to-source current, transconductance and pinch-off voltage within tolerances. . Such recess etch is used to increase the transconductance of the instrument and at the same time improve the breakdown voltage of the transistors on pages 66-72 of the High-Power GaAs FET Amplifiers section above. In particular, the proper etch depth is obtained by etching the wafer, measuring the source-drain current, and repeating this procedure until the writing target voltage is obtained. To this end, the contact layer on which the drain and source metals are disposed is etched to expose the n-layer, which provides a surface on which the gate electrode is subsequently disposed. This iterative procedure requires heavy labor for a technician to produce a drain-source current where each iteration for the etch is determined when a target current is obtained. In addition, this labor-intensive method is often not repeated in a reliable way. In addition, some constant point is reached in the etching method in which the source-drain current reaches an unacceptable value. This condition is referred to as over-etching and results in an instrument that does not meet the performance specifications. Additionally, such repetitive processing crosses the wafer and results in variations in etch depth from the wafer-to-wafer. Two-dimensional variation has a direct impact on performance variation. For example, a 5% cross wafer variation in pinch off voltage is realized. The variation of the parameters according to this method can typically exceed 12%. Parameter variation is defined here as the standard deviation divided by the mean.
에치-스톱 층의 위치에 의해 결정된 깊이로 리세스에칭 프로세스를 정지시키기 위한 선택적인 화학적성질의 이용은 깊이의 균일성 및 재생성을 증대시키기 위해 보여준 것이다.The use of selective chemical properties to stop the recess etching process to a depth determined by the location of the etch-stop layer has been shown to increase depth uniformity and reproducibility.
그와 같은 기구의 잇점은 에피택시얼 층을 형성하는 데 이용된 프로세스의 균일성에 의해 한정된 소정의 레벨까지 간격을 이루는 게이트-대-채널을 제어할 수 있다는 것이다. 부가적으로, 리세스 에치가 배치에서 수행됨에 따라 충분한 노동 입력이 에치절차로부터 감소될 수 있다. 에치스톱을 제공하기 위한 사전 기술은 AlAs와 같은 재료, 상세하게는 AlxGa1-xAs로 행해졌다.The advantage of such a mechanism is that it can control the gate-to-channel spaced to a predetermined level defined by the uniformity of the process used to form the epitaxial layer. Additionally, sufficient labor input can be reduced from the etch procedure as the recess etch is performed in batch. Prior techniques for providing etchstops have been done with materials such as AlAs, in particular Al x G a1-x As.
그와 같은, 기술은 Remba등의 미국특허 5,374,328호에 기재되어 있는데, 이 특허의 내용은 본 발명에 참고자료로 이용되었다.Such techniques are described in US Pat. No. 5,374,328 to Remba et al., The contents of which are incorporated herein by reference.
불행하게도, 그와 같은 재료의 사용은 기구 억세스 저항에서의 증대를 통해 기구상에 유해한 영향을 미칠 수 있다. 앞서 말한 바와같이, 억세스 저항은 본 분야에서 소오스와 드레인 저항으로서 공통적으로 언급되는 설명되도록 이용된 일반적인 용어이다. 기구 소오스 저항에서의 증대는, 예컨대, 반도체 기구 물리에 대한 많은 주제에서 발견된 다음 관계식에 의해 설명된 기구의 부대적인 트랜스컨덕턴스를 감소시킨다(예컨대, 본 발명의 참고로 이용된 기술으로서 1969년 발행 뉴욕의 John Whiley 및 Sons에 의한 S.M.Sze, Physis of Semiconductor Devices의 355쪽 참조).Unfortunately, the use of such materials can have a detrimental effect on the instrument through an increase in instrument access resistance. As mentioned above, access resistance is a general term used to describe what is commonly referred to as source and drain resistance in the art. An increase in instrument source resistance, for example, reduces the incidental transconductance of the instrument described by the following relationship found in many topics on semiconductor instrument physics (e.g., published in 1969 as a technique used as reference of the present invention). SMSze by John Whiley and Sons, New York, see page 355 of Physis of Semiconductor Devices.
gme=gmi/(1+gmiRs)g me = g mi / (1 + g mi R s )
여기서, gme는 외부터미널에서 측정된 기구의 오부 트랜스컨덕턴스; gmi는 기구가 소오스 저항이 무시될 수 있는 경우의 내부 트랜스컨덕턴스 및 Rs는 기구의 소오스저항이다. 아울러, 기구 억세스저항의 증대는 드레인 전류가 이 기술분야에서 종종 전압(knee volatage)으로 칭하는 것을 포화시키는 드레인-소오스 전압을 증대시킨다. 증대된 니 전압은 기구의 파워성능을 제한시킬 수 있다. 이 억세스 저항은 종종 일측은 금속-반도체 인터페이스와 관련되고 그리고 타측은 게이트전극의 세력의 외측에 있는 반도체 재료와 관련된, 2 주요요소로 구성되는 것으로 설명된다. 구조으로의 에치-스톱층의 삽입은 부가적인 저항성분을 기구 억세스 저항에 추가시킨다. 이 성분은 전도대 불연속성으로 알려진 2개의 비유사재료간의 전도 전극의 최소허용 에너지에서의 옵셋에 의해 부과된 터넬링 배리어와 관련된다. 전도대 불연속성이 크면 클수록, 관련저항도 그만큼 커진다. AlAs/GaAs 재료 시스템의 전도대 불연속성의 기보고된 실험값은 500mV정도이다.Where g me is the negative transconductance of the instrument measured at the external terminal; g mi is the internal transconductance when the source can be neglected and R s is the source resistance of the device. In addition, increasing the instrument access resistance increases the drain-source voltage, which saturates what drain current is often referred to as the knee volatage in the art. Increased knee voltage can limit the power performance of the instrument. This access resistance is often described as consisting of two main elements, one associated with the metal-semiconductor interface and the other associated with the semiconductor material outside the forces of the gate electrode. Insertion of the etch-stop layer into the structure adds an additional resistive component to the instrument access resistance. This component relates to the tunneling barrier imposed by the offset in the minimum allowable energy of the conducting electrode between two dissimilar materials known as conduction band discontinuities. The larger the conduction band discontinuity, the larger the associated resistance. The reported experimental value of conduction band discontinuity for AlAs / GaAs material systems is around 500mV.
따라서, 필요로하는 것은 기구 및 기구제조의 개선안을 가지며 적절한 에치-스톱재료에 의해 실행되면서도 종래의 에치-스톱재료로서 사용된 증대된 억세스 저항의 결점을 겪지 않는 기구제조방법이다.Therefore, what is needed is a method of manufacturing an apparatus that has improvements in the apparatus and apparatus manufacturing and does not suffer from the drawbacks of the increased access resistance used as conventional etch-stop materials while being implemented with appropriate etch-stop materials.
본 발명은 하이-로오-하이 MESFET 구조를 이용하는 에피택시얼웨이퍼 횡단형 기구의 균일성을 증대시키는 InxGa1-xP 에치-스톱층에 관련된다. x의 허용가능한 값의 범위는 에치-스톱층의 두께의 함스로서 광범위하다. 이를 위해, 가급적 x는 0.5정도로 되어 GaAs기판과 격자정합을 유지하도록 한다. 또한, GaAs FET의 선택적인 리세스에칭의 신규 프로세스가 개시되었디. 본 발명은 채널층위에 남아 있는 n-재료의 비교적 일정한 두께가 실현된 지점에 재료의 선택적인 리세스에칭을 실행하기 위해 InxGa1-xP 재료의 비교적 얇은(10-30옹스트롬)의 사용을 의도한다. 에치-스톱용으로 상기 설명한 재료를 이용함으로써, 억세스 저항의 충분한 감소는 다른 에치스톱재료를 내포하고 있는 기구에 대해 실현되며, 웨이퍼와 웨이퍼를 가지는 기구 특성의 균일성에 대한 개선도 실현된다. 부가적으로, 이 기술은 프로세스 노동내용을 감소시키는 배치 프로세싱의 도움이 된다.The present invention relates to an In x Ga 1-x P etch-stop layer that increases the uniformity of the epitaxial wafer traverse mechanism using a hi-lo-high MESFET structure. The acceptable range of values of x is broad as a hams of the thickness of the etch-stop layer. To this end, x is preferably about 0.5 to maintain the lattice match with the GaAs substrate. In addition, a new process of selective recess etching of GaAs FETs has been disclosed. The present invention uses the relatively thin (10-30 angstroms) of In x Ga 1-x P material to perform selective recess etching of the material at a point where a relatively constant thickness of n-material remaining on the channel layer is realized. Intended. By using the material described above for the etch-stop, a sufficient reduction in the access resistance is realized for the mechanism containing other etchstop materials, and an improvement in the uniformity of the wafer and the mechanism characteristics with the wafer is also realized. In addition, this technique is helpful for batch processing which reduces process labor.
한편, 대표적인 구현예에서 에치스톱층은 위에 막바로 퇴적된 웨이트전극용 금속물을 가지지만, 대안적인 구현예에서, InxGa1-xP 에치 스톱부분은 제거 가능하고 금속부는 하부 n-층에 바로 실행될 수 있다. 이 대한적인 구현예는 높은 선택성이 얻어지고, 그리고 이로 인해 기구특성상 개선된 균일성이 웨이퍼를 가로질러 그리고 웨이퍼로부터 다른 웨이퍼에 걸쳐 실현되는 잇점을 갖는다. 이 개선된 선택성은 명확한 비율로 InxGa1-xP를 에칭시키면서 그러나 하부 GaAs층 또는 불명확한 선택성을 위한 비교적 무시할 수 있는 에칭속도를 나타내는 에칭 화학 성질의 이용성에 의해 발생한다. 그와 같은 습식 화학 성질의 일예가 HCℓ : H3PO4: HCℓ시스템이다. 이에 대조하여, InxGa1-xP에 대한 GaAs의 날짜 실현에 대한 최선의 선택은 150 수준에 한정되었다. 따라서, 본 발명의 에칭 스톱층을 위한 선택적 재료는 드레인 및 소오스를 위한 접촉층의 에칭에 대해 선택성을 나타내고 또한 n-재료상에 직접 금속화를 실행하기 위해 InxGa1-xP 에치 스톱층을 직접 통한 에칭 능력을 보여준다.On the other hand, in an exemplary embodiment, the etch stop layer has a metal material for the weight electrode deposited on top, but in an alternative embodiment, the In x Ga 1-x P etch stop portion is removable and the metal portion is the lower n-layer. Can be run directly on. This alternative embodiment has the advantage that a high selectivity is obtained and thereby the improved uniformity in mechanical properties is realized across the wafer and from wafer to wafer. This improved selectivity is caused by the availability of etching chemistries which etch In x Ga 1-x P at a definite rate but exhibit a relatively negligible etch rate for the underlying GaAs layer or for unclear selectivity. One example of such wet chemistry is the HCl: H 3 PO 4 : HCl system. In contrast, the best choice for GaAs date realization for In x Ga 1-x P was limited to 150 levels. Thus, an optional material for the etch stop layer of the present invention exhibits selectivity for etching the contact layer for drain and source and also provides an In x Ga 1-x P etch stop layer to effect metallization directly on the n-material. Demonstrate the ability to etch through directly.
마지막으로, 주지할 바는 에치 스톱재료의 두꺼운 층이 높은 비아스 전압과 큰 전류스윙을 행하게 하고 결국은 최대 개방채널 전류, Imax의 증대를 가져오는 n-층 GaAs과 에치스톱층간의 이중접합을 제공한다는 것이다.Finally, note that the thick layer of etch stop material provides a high vias voltage and a large current swing, providing a double junction between the n-layer GaAs and the etch stop layer, which ultimately results in an increase in the maximum open channel current, Imax. Is that.
본 발명의 목적은 에피택시얼 층 성장 프로세스에 의해 한정된 웨이퍼 횡단 및 웨이퍼와 웨이퍼의 공차 범위내에서 일정한 전기 성능 파라미터들을 가지는 갈륨비소 에피택시얼 필드 효과 트랜지스터 구조를 실현시키는 데 있다.It is an object of the present invention to realize a gallium arsenide epitaxial field effect transistor structure having constant electrical performance parameters within the wafer crossing and wafer and wafer tolerance defined by the epitaxial layer growth process.
본 발명의 특징은 기구 억세스저항의 하락없이 웨이퍼 횡단기구의 채널층과 게이트사이에 균일한 거리를 실행하는 에치 스톱층을 가지는 것이다.It is a feature of the present invention to have an etch stop layer that executes a uniform distance between the gate layer and the channel layer of the wafer traversal mechanism without a drop in instrument access resistance.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼를 균일하게 가로지르고 그리고 에피택시얼층 성장 프로세스와 배치 프로세싱에 의해 한정된 웨이퍼 대 웨이퍼의 공차안에서 GaAs 필드 효과 트랜지스터를 제조하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for fabricating GaAs field effect transistors within a wafer-to-wafer tolerance that is uniformly across the wafer and defined by epitaxial layer growth processes and batch processing.
본 발명의 다른 특징은 기구 억세스 저항의 하락 없이 웨이퍼 횡단 기구의 채널층과 게이트 사이에 균일한 거리를 실행시키는 에치스톱층을 이용하는 방법을 제공하는 데 있다.It is another feature of the present invention to provide a method of using an etchstop layer that executes a uniform distance between the gate and the channel layer of a wafer traversal instrument without a drop in instrument access resistance.
본 발명의 다른 잇점은 배치 모드 프로세스를 이용하면서 큰 노동강도기술에 비견되는 기구성능 레벨을 유지하는 기구에 리세스영역의 형성을 실행한다는 것이다.Another advantage of the present invention is the use of a batch mode process to implement the formation of a recessed area in the instrument that maintains the level of instrument performance comparable to large labor intensity techniques.
도 1-6은 본 발명의 다양한 프로세싱단계를 보여주는 기구로서, 도 6은 본 발명의 최종기구의 특징을 보여준다. 본 발명은 하이-로우-하이 갈륨 비소 에피택시얼 FET구조에 있다. 본 발명의 촛점은 MESFET의 특급에 관한 것으로, 당업자들이 명백히 알 수 있는 바, 본 발명은 쇼트키 배리어가 채널의 전류를 제어하는데 이용되고 그리고 모든 기구의 공동 기판재료가 GaAs인 에피택시얼 기구에 대해 적용가능성을 가진다. 앞서 거론한 바와 같이, 노동강도의 충분한 감소, 치리시간 및 주어진 웨이터를 가로지르는 균일성 증진은 본 발명의 기구에 에치스톱재료로서 사용된 InxGa1-xP의 이용에 의해 실현된다. 이를 위해, 낮은 전도대불연속성은 전체 억세스 저항의 낮은 저항 성분으로 변환된다. InxGa1-xP와 GaAs간의 전도대불연속성을 위한 실험값은 30 내지 220meV, 전형적인 값이 180-220meV 범위로 떨어지는 값으로 변화한다. 종래의 에치스톱은, 앞서 설명한 바와 같이, AlAs, 또는 AlxGa1-xAs와 같은 다른 재료를 이용하며 또한 GaAs에 대해 탁월한 선택도를 나타내고, 결국 앞서 설명한 바와 같이 증대된 억세스 저항을 가지게 된다. 따라서, 증대된 억세스 저항은 최대 개방 채널 전류, 전압 및 트랜스컨덕턴스와 같은 파라미터들에 대한 역효과를 가진다. 이에 반해, 본 발명의 InxGa1-xP 에치 스톱의 이용은 결국 n-GaAs 쇼트키 층과 함께 인터페이스에서 낮은 전도대 불연속성으로 되고 또한 전류흐름에 대해 낮은 터넬링 배리어가 이루어지며, 따라서 기구에 대해 낮은 억세스 저항을 가지게 된다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 웨이퍼를 가로지르는 불균일성의 결점을 가지는 에치스톱없이 제조된 기구의 성능특성을 유지하면서 에치스톱의 잇점을 제고시킨다. x의 전형적인 값은 0.5로서 GaAs기판재료와 격자 정합을 유지시키게 된다. 그러나, 0.5가 아닌 다른 값도 경우에 따라 선택되어 본 명세서에 참고로 이용된 1974년 발행의 J. Crytal Growth, 제 27권 118-125쪽의 J.W.Matthew, A.E.Blakeslee 명의의 "Defects in epitaxial multilayers I. Misfit dislocations" 에 기재된 미스피트 디스로케이션 밀도를 최소화하도록 한다.1-6 show the instrument showing various processing steps of the present invention, and FIG. 6 shows features of the final instrument of the present invention. The present invention is in a high-low-high gallium arsenide epitaxial FET structure. The focus of the present invention relates to the scope of the MESFET, and it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is directed to an epitaxial instrument in which a Schottky barrier is used to control the current in the channel and the common substrate material of all instruments is GaAs. Has applicability. As discussed above, a sufficient reduction in labor intensity, increase in control time and uniformity across a given waiter are realized by the use of In x Ga 1-x P used as etch stop material in the apparatus of the present invention. To this end, the low conduction to discontinuity is converted to the low resistance component of the overall access resistance. The experimental value for conduction band discontinuity between In x Ga 1-x P and GaAs varies from 30 to 220 meV, with typical values falling to the range of 180 to 220 meV. The conventional etchstop uses other materials, such as AlAs, or Al x G a1-x As, as described above, and also exhibits excellent selectivity for GaAs, which in turn has increased access resistance as described above. . Thus, increased access resistance has an adverse effect on parameters such as maximum open channel current, voltage and transconductance. In contrast, the use of the In x Ga 1-x P etch stop of the present invention results in a low conduction band discontinuity at the interface with the n-GaAs Schottky layer and also a low tunneling barrier to current flow, thus providing Low access resistance. This enhances the benefits of the etchstop while maintaining the performance characteristics of the device fabricated without the etchstop, which has the drawback of non-uniformity across the wafer as described above. A typical value of x is 0.5 to maintain the lattice match with the GaAs substrate. However, a value other than 0.5 may also be selected from time to time, J. Crytal Growth, published in 1974, JW Matthew, Vol. 27, pp. 118-125, "Defects in epitaxial multilayers I. Misfit" by AEBlakeslee. dislocations "to minimize the misfit dislocation density described.
기구의 제조를 지금 설명하기로 한다. 도1에 대해, 반-절연 AaAs기판은 부호 101로 나타나 있다. 이 층은 위에 배치된 비의도적으로 도핑된 GaAs의 버퍼층(102)과 채널층인 n-도핑 GaAs층(103)을 가진다. 이 층은 3×1017cm-3의 규격으로 도핑레벨을 갖는다.The manufacture of the appliance will now be described. 1, a semi-insulated AaAs substrate is indicated by reference numeral 101. This layer has an unintentionally doped GaAs buffer layer 102 disposed thereon and an n-doped GaAs layer 103 which is a channel layer. This layer has a doping level in the order of 3x10 17 cm -3 .
채널층의 상부에 배치된 것은 n-타입으로 가볍게 도핑된 GaAs층인 소트키 배리어 층(104)이다. 이 층은 5cm×1016cm-3의 규격으로 된 도핑레벨을 갖는다. 쇼트키 배리어 층(104)은 200-1000 옹스트롬 범위의 두깨, 가급적이면 430 옹스트롬의 크기의 두께를 갖는다. 상기 언급한 바와 같이, 게이드 금속물과 채널층(103)간의 거리는 층(104)의 두께에 영향을 받으며, 따라서 이 층은 여기서 설명한 기구 파라미터에 중요한 역할을 한다. InxGa1-xP의 에치스톱층은 105로 도시되었다. 이 층은 전형적으로 10-40 옹스트롬 두께 크기를 갖느다. InxGa1-xP층의 사용에 대한 부가적인 잇점을 설명한다.Arranged on top of the channel layer is a sortie barrier layer 104, which is a n-type lightly doped GaAs layer. This layer has a doping level of 5 cm x 10 16 cm -3 . Schottky barrier layer 104 has a thickness in the range of 200-1000 Angstroms, preferably 430 Angstroms in size. As mentioned above, the distance between the gate metal and the channel layer 103 is influenced by the thickness of the layer 104, and thus this layer plays an important role in the instrument parameters described herein. An etchstop layer of In x Ga 1-x P is shown at 105. This layer typically has a size of 10-40 Angstroms thick. Additional advantages for the use of In x Ga 1-x P layers are described.
InxGa1-xP 표면상에 배치된 금속은 전자의 전방 전도에 대해 비교하여 GaAs표면상에 배치된 것과 당업자들에게는 쇼트키 배리어 높이로 알려져 있는, 큰 배리어 높이를 나타내고, 따라서 기구에는 잠정적으로 큰 최대 개방 채널 전류가 흐른다.The metal disposed on the In x Ga 1-x P surface exhibits a large barrier height, which is known to the skilled person as Schottky barrier height and that placed on the GaAs surface as compared to the forward conduction of the electrons, and is therefore tentative to the instrument. As a result, a large maximum open channel current flows.
다시 도1에 관해, 층(106)은 하면에 있는 쇼트키 층(104)의 연속부이다. 이 층의 주목적은 높게 도핑선 층(107)으로부터 게이트 전극을 공간적으로 분리시키고, 그로 인해 이 접합에 대해 타당한 브레이크다운 전압을 유지시킨다. 접촉층(107)은 높게 도핑된 n+층으로서 여기에 설명한 드레인과 소오스의 앙호한 저항접촉을 용이하게 한다. 쇼트키층(104)은 반면에 양호한 쇼트키 배리어의 형성을 수월하기 위해 가볍게 도핑된다. 앞서 설명한 바와 같이, 게이트-대-채널은 기타 여러 파라미터 중에서 특정 핀치오프전압(Vp)을 실현시킬 수 있도록 선택된다.Referring again to FIG. 1, layer 106 is a continuous portion of Schottky layer 104 on the bottom surface. The main purpose of this layer is to spatially separate the gate electrode from the highly doped line layer 107, thereby maintaining a reasonable breakdown voltage for this junction. The contact layer 107 is a highly doped n + layer that facilitates the vague ohmic contact of the drain and source described herein. Schottky layer 104, on the other hand, is lightly doped to facilitate the formation of a good Schottky barrier. As described above, the gate-to-channel is selected to realize a particular pinch-off voltage Vp among many other parameters.
도2에 있어, 저항 접촉 공식도 거론된다. 일반적으로, 석판인쇄학적으로 접촉되는 부위를 한정함으로써, 그리고 포토레지스트 층의 후속적인 리프트 오프 스텝에 의해 추종된 적절한 금속합금, 예컨대, AuGeNiAu를 증발시키므로써 형성된다. 그와 같은 처리단계는 당업자들에게 공지된 것이고 최종 저항 접촉은 소오스용으로는 부호 201로 그리고 그레인용으로는 202로 되시되었다. 도 3은 행해진 임플란트 격리를 보여준다. 어느 웨이퍼상에 있는 1 기구를 다른 기구로부터 적절히 격리시키기 위해, 격리 임플란테이션이 기구측면경계의 외측 영역에서 수행된다. 이들은 301로 도시되었다. 활성반도체영역 외부에 있는 영역은 대표적인 임플란트재료인 바론과 같은 종류의 임플란테이션에 의해 전기적으로 비활성화된다. 프로톤 임플란테이션(H+)도 역시 경우에 따라 이용될 수도 있다. 이 임플란트프로필은 반절연 GaAs 기판(101)으로 연장되어 기구를 적절히 절연시키는 역할을 한다. 이 방법에 대한 대안예도 역시 당업자에게 잘 알려진 것으로, 메사 절연을 수행하는 것인 바, 기구의 요구층들은 에칭에 의해 메사 형태로 배치되어서 기구경계의 외부의 모든 영역으로부터 활성재료를 제거하도록 한다.In Figure 2, a resistive contact formula is also discussed. Generally, it is formed by defining lithographically contacted sites and by evaporating a suitable metal alloy, such as AuGeNiAu, followed by a subsequent lift off step of the photoresist layer. Such processing steps are known to those skilled in the art and the final resistive contact is indicated at 201 for the source and 202 for the grain. 3 shows implant isolation performed. In order to properly isolate one instrument on one wafer from another instrument, isolation implantation is performed in the outer region of the instrument side boundary. These are shown as 301. The region outside the active semiconductor region is electrically inactivated by an implant of the same kind as the typical implant material Baron. Proton implantation (H +) may also be used in some cases. This implant profile extends into the semi-insulating GaAs substrate 101 and serves to adequately insulate the instrument. Alternatives to this method are also well known to those skilled in the art, where performing mesa insulation, the required layers of the instrument are arranged in mesa form by etching to remove the active material from all areas outside the instrument boundary.
도4에 대해, 이 도면에는 게이트영역의 선택적인 리세스에치가 도시되어 있다. 이는 부호 401로 나타난다. 게이트영역(401)은 사진인쇄필름의 개구안에 한정된다. 이 영역은 게이트전극재료의 적층에 앞서 높게 도핑된 접촉층(107)과 쇼키층(106)의 일부분을 제거하기 위해 에칭되는 것으로 이 영역은 본 발명의 주요 촛점의 영역이다. 적절한 깊이로 삽입된 에치스톱(105)과 더불어, InxGa1-xP 에칭 속도에 비교하였을때 더 높은 에칭속도로 GaAs를 에칭하는 화학작용은 리세스를 형성하는 데 이용된다. 본 발명의 대표적인 구현예에 있어, 그와 같은 선택적인 화학작용은 체적비 1:8:500의 H2SO4:H2O2:H2O이다. 이러한 화학 조성을 위해, 본 출원인은 GaAs에칭속도는 실온에서 초당 10 옹스트롬의 크기로 그리고 GaAs 대 In0.5Ga0.5P의 에칭속도비를 150으로 하기로 결정했다. 이 화학작용이 예시적인 것으로 다른 화학작용도 가능하다는 것을 잘 알 것이다. 이를 위해, 에치스톱의 주목적은 층(106 및 107)의 에칭이 층(105)의 에칭보다 훨씬 빠른 속도로 진행하도록 하는 것이다. 적절한 화학적용을 선택함으로써 그리고 그에 의해 에치스톱층(105)의 에칭속도대층(106 및 107)의 에칭속도의 적절한 비율을 보장함으로써, 비교적 균일한 리세스 에치 깊이가 웨이퍼를 가로질러 얻어진다. 아울러 게이트 대 채널 치수의 횡단 웨이퍼 균일성은 에피택시얼 층(104)의 균일성에 의해 결정된다.4, an alternative recess etch of the gate region is shown in this figure. This is indicated by reference numeral 401. The gate area 401 is defined in the opening of the photo printing film. This area is etched to remove portions of the highly doped contact layer 107 and the schottky layer 106 prior to the deposition of the gate electrode material, which is the main focus of the present invention. With the etchstop 105 inserted at the appropriate depth, a chemistry of etching GaAs at a higher etch rate compared to the In x Ga 1-x P etch rate is used to form the recess. In an exemplary embodiment of the invention, such selective chemistry is H 2 SO 4: H 2 O 2: H 2 O with a volume ratio of 1: 8: 500. For this chemical composition, Applicants decided that the GaAs etch rate was 10 Angstroms per second at room temperature and the etch rate ratio GaAs to In 0.5 Ga 0.5 P was 150. It will be appreciated that this chemistry is exemplary and other chemistries are possible. To this end, the main purpose of etchstop is to allow the etching of layers 106 and 107 to proceed at a much faster rate than the etching of layer 105. By selecting the appropriate chemicals and thereby ensuring an appropriate ratio of the etch rates of the etch stop layer 105 to the etch rates of the layers 106 and 107, a relatively uniform recess etch depth is obtained across the wafer. In addition, the wafer uniformity across the gate to channel dimensions is determined by the uniformity of epitaxial layer 104.
에치스톱 층에 대한 에칭이 완료된 다음, 게이트전극(601)은 당업자에게 공지된 적층기술을 통해 제조된다. 리세스 한정을 위해 동일 석판인쇄층을 이용하면서, 쇼트키 접촉부는 적층되고 들어 올려진다. 전형적인 게이트 전극 스태크가 - TiPtAu로 구성되기로 한다. 이를 따르면서, 기구는 통상 질화규소와 같은 유전체로서 불활성화되고 또한 금속화된 부가층을 갖춘 다른 회로소자와 함께 접속된다. 선택적으로, 리세스 한정을 위해 이용된 석판인쇄필름에 의해 노출된 에치스톱층(105)의 비율은 게이트전극 적층에 앞서 하면 층(105)을 드러내기 위해 선택적으로 제거될 수도 있다.After etching to the etchstop layer is completed, the gate electrode 601 is manufactured through a lamination technique known to those skilled in the art. Using the same lithographic layer for recess definition, the Schottky contacts are stacked and lifted up. A typical gate electrode stack will be composed of-TiPtAu. Following this, the instrument is normally inactivated as a dielectric, such as silicon nitride, and connected together with other circuitry with metalized additional layers. Optionally, the proportion of etchstop layer 105 exposed by the lithographic film used to define the recess may be selectively removed to reveal the underlying layer 105 prior to the gate electrode deposition.
다른 두께도 가능하지만 그 에치 스톱 두께, 즉 10 옹스트롬과 20 옹스트롬이 바람직하다. 에치스톱으로서 20 옹스트롬 InxGa1-xP 층을 이용하면서, 다음의 웨이퍼 평균 기구 파라미터가 실행된다. 400 ㎃/mm의 Imax가 종래의 기술을 통해 제조된 웨이퍼에 대해 아주 잘 비교된다. 부가적으로, 1.78볼트의 핀치오프전압이 통상적으로 제조된 기구에 아주 잘 비교된다. 20 옹스트롬 에치스톱 층으로 본 발명의 기술에 의해 제조된 기구의 고유 트랜스 컨덕턴스는 에치스톱 층 없이 종래의 기술에 의해 제조된 기구에 비교되는 156 mS/mm의 규격을 갖는다. 마지막으로, 소오스와 드레인 저항의 총합은 에치스톱 없이 제조된 기구에 대해 아무런 충분한 차이를 보여주지 않는다. 명료하게, 이것은 억세스 저항이 상기 거론한 바와 같이 된 에치스톱층을 위해 다른 재료를 이용하는 에피택시와 함께 제조된 기구에 대해 예리하게 대조되는 것이다.Other thicknesses are possible but their etch stop thickness is preferred, namely 10 angstroms and 20 angstroms. Using a 20 Angstrom In x Ga 1-x P layer as etchstop, the following wafer average instrument parameters are executed. Imax of 400 mm 3 / mm compares very well for wafers made through conventional techniques. In addition, a pinch off voltage of 1.78 volts is very well compared to conventionally manufactured instruments. The inherent transconductance of an instrument made by the technique of the present invention with a 20 angstrom etchstop layer has a specification of 156 mS / mm compared to an instrument made by the prior art without an etchstop layer. Finally, the sum of the source and drain resistances shows no sufficient difference for an instrument made without etch stop. For clarity, this is in sharp contrast to instruments manufactured with epitaxy using different materials for the etchstop layer in which the access resistance has been discussed above.
10 옹스트롬 두께의 크기로 주소로 얇은 AlAs 층의 사용에서도 그와 같은 스톱층을 내포하지 않는 제어샘플에 관련해 40%이상의 결합된 소오스와 드레인 저항의 증가를 가져 온다는 것을 알았다. 접촉저항으로서 알려진 프로세스 과정의 장점도 역시 AlAs의 2 두께 (10 및 25 옹스트롬) 및 In0.5Ga0.5P 에치스톱의 2 두께 (10및 20 옹스트롬)에 비교되고 이때 샘플들은 어떠한 에치스톱층도 내포하지 않는다. AlAs 샘플들은 제어 샘플의 0.1 Ohm-mm에 비해 각기 10 및 25 옹스트롬 케이스에 대해 0.3 및 0.8 Ohm-mm를 나타냈다. 이 값에서의 차이는 AlAs/GaAs 인터페이스에서 비교적 큰 전도대 불연속성과 관련된 전자 터넬링 확률의 감소로 귀착된다. In0.5Ga0.5P 케이스에 대해, 제어 샘플들을 포함하는 샘플들간에 어떠한 차이도 관찰되지 않았다. 즉, 모든것은 0.15 Ohm-mm 크기의 접촉저항을 나타낸다. 후자의 결과는 20옹스트롬 두께의 In0.5Ga0.5P 에치스톱층의 본 발명의 에치스톱층을 이용하지 않는 제어 샘플 기구의 와류 저항 소자에 비교했을 매 부가적인 와류 저항 소자를 나타내지 않는다는 것을 암시한다.It has been found that the use of a thin AlAs layer with a size of 10 Angstroms thick increases the combined source and drain resistance by more than 40% with respect to the control sample that does not contain such a stop layer. The advantages of the process procedure known as contact resistance are also compared to the 2 thicknesses (10 and 25 angstroms) of AlAs and the 2 thicknesses (10 and 20 angstroms) of In 0.5 Ga 0.5 P etchstop, where the samples do not contain any etch stop layer. Do not. AlAs samples showed 0.3 and 0.8 Ohm-mm for 10 and 25 Angstrom cases, respectively, compared to 0.1 Ohm-mm of control samples. The difference in this value results in a reduction in the electron tunneling probability associated with a relatively large conduction band discontinuity at the AlAs / GaAs interface. For the In 0.5 Ga 0.5 P case, no difference was observed between the samples including the control samples. That is, everything shows a contact resistance of 0.15 Ohm-mm magnitude. The latter result suggests that it does not represent every additional vortex resistance element compared to the vortex resistance element of a control sample mechanism that does not utilize the etchstop layer of the present invention of a 20 angstrom thick In 0.5 Ga 0.5 P etchstop layer.
마지막으로, 본 발명의 대안적인 구현예가 도 5에 도시되어 있다. 이를 위해, In0.5Ga0.5P 층이 매우 선택적인 화학작용에 의해 제거될 수 있다. 이 영역(501)은 적절한 화학작용으로 제거된 In0.5Ga0.5P 층을 가진다. 1 미크론/분 의 크기로의 높은 In0.5Ga0.5P 에치속도를 나타내는 습식 에치 화학작용의 일예가(이 경우 어떠한 인식할 수 있는 GaAs 에치속도는 관찰되지 않았음) Hcℓ로서 더욱 상세하게는 Hcℓ : H3PO4: Hcℓ이 그러한 화학작용식이다. 그러므로 선택도 비율은 실질적으로 무한하다. 이 대안예는 높은 선택도에 대해 확실한 잇점을 가지며, 이로인해 에치 깊이에 더욱 균일성을 부여한다.Finally, an alternative embodiment of the invention is shown in FIG. To this end, the In 0.5 Ga 0.5 P layer can be removed by highly selective chemistry. This region 501 has an In 0.5 Ga 0.5 P layer removed by appropriate chemistry. An example of a wet etch chemistry exhibiting a high In 0.5 Ga 0.5 P etch rate to a size of 1 micron / min (no recognizable GaAs etch rate was observed in this case), more specifically Hcℓ: H 3 PO 4 : HcL is such a chemical formula. Therefore, the selectivity ratio is substantially infinite. This alternative has certain advantages for high selectivity, which gives more uniformity to the etch depth.
InxGa1-xP 에치스톱층의 이용에 의해 횡단웨이퍼 파라미터 변동의 개선은 AlAs 에치스톱층을 포함하는 웨이퍼와 함께 얻어진 것과 유사하다. 그러나, 상기 거론한 바와 같이, 변형된 기구의 결합된 억세스 저항(Rx+Rd)는 에치스톱 층 없이 제조된 기구에 잘 비교된다. 이것은 다른 에치스톱 층과 함께 제조된 기구에 대조하이 억세스 저항의 충분한 증가가 2와 같은 재료와 함께 제조되는 기구의 비본질적인 트랜스 컨덕턴스를 절충시키는 것으로 실현되는 AlAs 및 AlxGa1-xAs를 포함한다는 것이다.The improvement of the cross-wafer parameter variation by the use of the In x Ga 1-x P etch stop layer is similar to that obtained with a wafer comprising an AlAs etch stop layer. However, as discussed above, the combined access resistance (R x + R d ) of the modified instrument compares well to instruments made without an etchstop layer. This includes AlAs and Al x Ga 1-x As, in contrast to instruments fabricated with other etchstop layers, where a sufficient increase in access resistance is realized to compromise the intrinsic transconductance of instruments fabricated with materials such as 2. Is that.
이상 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자들에게는 본 발명의 범위 안에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 이를 위해 본 발명은 종래의 에치스톱층과 관련된 기구 억세스 저항에 관해 유해한 영향없이 균일한 리세스 깊이에 의해 횡단 웨이퍼 파라미터 균일성의 증대를 제고시키는 에치스톱층을 제공하는 것이다.Although the present invention has been described in detail above, various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the present invention. To this end, the present invention provides an etchstop layer that enhances the increase in transverse wafer parameter uniformity by a uniform recess depth without deleterious effects on the mechanism access resistance associated with conventional etchstop layers.
그와 같은 재료를 에칭시키기 위한 다른 재료 및 화학작용이 허용하는 범위까지 본 발명의 범위가 적용된다.The scope of the present invention applies to the extent permitted by other materials and chemistries for etching such materials.
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