JPH0350822A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0350822A
JPH0350822A JP1188283A JP18828389A JPH0350822A JP H0350822 A JPH0350822 A JP H0350822A JP 1188283 A JP1188283 A JP 1188283A JP 18828389 A JP18828389 A JP 18828389A JP H0350822 A JPH0350822 A JP H0350822A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gallium arsenide
layer
silicon
substrate
single crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1188283A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Mizuki
敏雄 水木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP1188283A priority Critical patent/JPH0350822A/ja
Publication of JPH0350822A publication Critical patent/JPH0350822A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Led Devices (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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は半導体装置に関し、シリコン基板上にIn −
V 族化合物を成長させる半導体装置の製造方法に関す
るものである。
〈従来の技術〉 シリコンを材料とした集積回路は高度の集積化技術が確
立されており、また基板となるシリコン単結晶は安価で
大口径のものが得られることから低価格で製造されてい
る。これに対し、ガリウムひ素をはじめとするIn −
v族化合物半導体はシソコン半導体よりも高速で動作す
る素子をつくれること、シリコン半導体では作製できな
い発光素子をつくれること等から、近年急速に開発が進
められており、既にガリウムひ素集積回路では実用化の
段階に入っている。しかし、■−Y族化合物の単結晶は
大口径化が難しい事等からその素子は高価なものとなっ
ており、また集積化技術も主針発達するに致っていない
。このようなことからシリコン半導体と■−Y族化合物
半導体とはt目補的な関係となっており、あるシヌテム
を組み上げる場合には性能と価格を考慮し両方が混在し
た形で設計されている。設計に際しては、現在各材料ご
とに別々のチップとして集積回路が作られているために
、チップとして分かれた各集積回路を組合わせなければ
ならず、またチップ間の余分な配線も必要となるために
シヌテムの高性能化を防げている。このような閉頭を解
決するためにそれぞれ異なった材料からなる半導体素子
を同一基板上に形成しようとする試みが最近性われ始め
ており、ンリコン単結晶基板上にガリウムひ素手導体素
子とシリコン半導体素子を並べて形成するというような
ことが行われている(例えばIEEE  GaAsIC
シンポジウム、+988.P、239−242参照)。
このような構造を有する半導体装置が具体的にどのよう
にして作製されるかを示す為に、1例として第3図にシ
リコンMO8FETとガリウムひ素MESFETを同一
チップ上に形成する場合の作製工程を示す。まず、シリ
コン単結晶基板l上に通常のMO8FET作製工程によ
りソース領域2、ドレイン領域3、ゲート酸化膜4、ゲ
ート電W5を形成した後、ガリウムひ素層を形成する領
域のシリコン基板表面を反応性イオンエツチング法によ
り垂直にエツチングする(第3図1)。次いで該エツチ
ング部に所定厚のガリウムひ素層をMBE法により成長
させる。この時シリコン表面が露出したエツチング部に
は単結晶ガリウムひ素層が成長し、酸化膜上には多結晶
ガリウムひ素層が成長する。この後、この不必要な多結
晶ガリウムひ素層をエツチングにより除去する(第3図
(b))さらに単結晶ガリウムひ素層6上に通常のガリ
ウムひ素MESFET作製工程により、チャネル1留7
、ソース電極8、ドレイン電極9、ゲート電極10を形
成する(第3図(C))。最後に、基板表面全面に絶縁
層11を形成し、ガリウムひ素MESFET 14とシ
リコンMO8FET13を接続する為の電極上の絶縁層
を選択的に除去し、その上に配線電極12を形成する。
このようにして、1つのシリコン単結晶基板上に並んだ
構造を有するガリウムひ素MESFETとシリコンMO
8FETとからなる半導体装置が作製されるのであるが
、成長した単結晶ガリウムひ素層が第3図(b)15に
示すような突起を有しており、この突起を横切るように
配線された電極は突起部での電極厚みが薄くなるために
断線を起こす確率が高く、素子作製の歩留りを下げてい
る。
シリコン単結晶の(100)面にガリウムひ素化合物を
ヘテロエピタキシャル成長させた場合ガリウムひ素の(
100)面が成長するが、同時に溝の周辺部では(10
0)面に対し25°傾斜した(311 )面の一ファセ
ットが生じ、このために単結晶ガリウムひ素層の周辺部
が厚くなる。第3図(b)+5に示した突起は、例えば
この(311)面の成長に起因しているものであり、他
の■−■族化合物についても、同様にシリコン単結晶基
板上に選択成長を行うと同じような突起を生じるため、
シリコン単結晶を基板としこの上に複数の+n−v族化
合物半導体素子とシリコン半導体素子を集積した半導体
装置を作ろうとする場合には解決しておかなければなら
ない問題となっている。
このような突起はエツチング等の方法で除去することも
可能であるが、新たな工程が加わる事等から好ましくな
く、成長過程において突起が発生れた窪みにtn −v
族化合物を成長させる際の突起の発生を防止することを
目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 本発明では上記課題を解決するために、シリコン単結晶
基板上に設けられた窪み部分に[[−V族化合物を選択
成長させる際に窪みの形状に工夫を加え、該基板主表面
と該窪み側面とのなす角が両面の接するところで鋭角と
なるように窪みを形成する。
く作 用〉 シリコン単結晶基板上に■−v族化合物をヘテロエピタ
キシャル成長させた場合には、成長部位のシリコン単結
晶面に応じて特定の結晶面が成長する。成長した結晶の
端部でも同様に特定の結晶面が現われ、+n−v族化合
物の場合多くは1fll(メサ状の形状を有する結晶と
なる。このような性質があるために、本発明のような形
状の窪みを用いることによって余分な結晶成長がなくな
り突起の発生を防げる。
〈実施例〉 以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
実施例1゜ 第1図に面方位(100)を有するシリコン基板上にシ
リコンMO8FETとガリウムひ素MESFETを形成
した場合の実施例を示す。
まず、面方位(+00)シリコン基板上に通常のプロセ
スによりシリコンMO8FETを形成する。次に、単結
晶ガリウムひ素層を形成する領域の5iOz層23、シ
リコン基板20を(110>方向に長方形にエツチング
する。この時、従来は垂直に、すなわちエツチングによ
り形成される溝のシリコン(+00)面に垂直な方向の
断面形状が長方形になるように、堀り込んでいたのであ
るが、本実施例では該断面が第1図(a)に示すように
基板主表面と窪み側面とのなす角αが55°となるよう
に方向性エツチングが可能であるイオンゴムエツチング
法により3μm堀り込んだ。シリコン単結晶基板(10
0)面に成長する単結晶がリウムひ素層は表面に(10
0)のファセノ)を形成し、その端部では(100)面
に対し55゜傾いた(III)面が成長する。本実施例
でα=55°としたのは溝の側壁と(Ill)面とがぴ
ったりと接触しながらガリウムひ索車結晶が成長するよ
うにし、(311)のファセット発生を防ぐためである
。この後、第1図(b)に示すようにMOCVD装置を
用いた2段階成長法により先に形成した溝35内に70
0℃でガリウムひ素単結晶層を3μm成長させる。この
時5iOz層23上には多結晶ガリウムひ素層25が成
長している3さらに、成長したガリウムひ索車結晶上層
にドナユ゛7 一不純物を添加しn型ガリウムひ素層字#を形成した後
、この部分にレジヌト保護層を設は余分なガリウムひ素
多結晶層25を化学エツチング法(でより除去した。エ
ツチング終了直前にエツチング液が単結晶ガリウムひ素
層27の端部に触れるが、単結晶ガリウムひ素は多結晶
ガリウムひ素に比べてエツチング速度が遅いため、端部
のエンチングによる実用上の問題は生じなかった。以上
の工程により、図1(b)に示す高抵抗ガリウムひ素5
W26とチャネ/I/層となるn型ガリウムひ素層27
が図1、(a)35に示す溝の中に形成され、また、ガ
リウムひ素層27の主表面とシリコン基板上のSi02
層23の主表面とは同一高さになっており突起な存在し
なかった。
次に、1図(c)に示すようにn型ガリウムひ素層27
上にゲート電極28、ソース電極29、ドレイン電極3
0を形成し、ガリウムひ素MESFETを完成させた。
最後に、1図(d)に示すように絶縁XΔ34を形成し
ガリウムひ素MESFET3]とシリコンMO3FET
32を配線電極33により接続し目的の素子を完成した
。配線電極33で2つの素子を接続する際に、従来はガ
リウムひ素MESFET端部に存在する突起の為に断線
を起こしやすかったが、本実施例では突起が存在しない
ため断線は起こらなかった。
実施例2゜ しt 本発明を発光ダイオード牟適用した実施例を第2図に示
す。
まず、シリコン単結晶基板上に通常のプロセスによりシ
リコンMO8FET40を形成した。次(て、実施例I
と同様の方法で形成した窪みにMOCVD法による2段
階成長法により、700°Cでn型ガリウムひ素層41
を、次いでn型ガリウムひ素層42を形成した。成長終
了後、実施例1と同様にして多結晶ガリウムひ素層を選
択的に除去し、n型電極43をn型ガリウムひ素層42
に、p型電極44を前もってイオン注入により形成し+ たp シリコン領域45に形成する。最後に、電極43
とシリコンM OS F E Tを配線下tア・16;
てより接続した。この場合に於ても、従来みられたよう
なガリウムひ素、響上面端部に存在した突起による断線
は、突起が存在しないために全く起こらなかった。
以上、実施例1及び2ではガリウムひ素化合物について
述べたが、本発明ばGaAsP、InP等の他の+n−
v族化合物の場合も有効である。また、実施例1及び2
では、窪み側面と基板主表面とのなす角が両面の接する
ところで55°としたが、本実施例においてはこの角度
は55° 以下であれば有効であり、実施例以外の場合
には、ここに述べた角度以外の角度も有効であり55°
 または55°以下に限るものではない。また、該窪み
の基板に平行な断面での形状または窪み側面の方向は実
施例に示された長方形または(110>に限られるもの
ではなく、側面の傾きについても必ずしも窪み全周にわ
たって鋭角とする必要はなく、配線部のみで十分である
〈発明の効果〉 以上のように本発明によれば、シリコン単結晶基板上に
選択的に1■−V族化合物を形成する場合に、従来l1
1−V族化合物成長層表面に生じていた突起を成長過程
でなくすことが可能であり、素子間を接続する電極の段
差による断線をなくすことができ、1つのシリコン単結
晶基板上に複数の1[−V族化合物半導体素子とシリコ
ン半導体素子を集積して作製される半導体装置の歩留り
を大きく上げることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の詳細な説明するための半導
体装置断面図、第3図は従来の半導体装置断面図である
。 20:Si  基板 21:ソーヌ領域 22ニドレイン領域 23:ゲート酸化膜 24:ゲート電極 25:多結晶GaAsJfJ 26:高抵抗GaAs層 27:n型GaAs層 28:ゲート電極 29:ソーヌ電極 30ニドレイン電極 31 : GaAs MES FET 32、 40 : S i MO8FET33.46:
配線電極 34.47:絶縁層 41:p型GaAs層 42:n型GaAs層 43二n側電極 44:9wl電極

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、シリコン単結晶基板内に設けられた窪み部分にIII
    −V族化合物を選択成長させる半導体装置の製造方法に
    おいて、 該基板主表面と該窪み側面とのなす角が両面の接すると
    ころで鋭角となっていることを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
JP1188283A 1989-07-19 1989-07-19 半導体装置の製造方法 Pending JPH0350822A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1188283A JPH0350822A (ja) 1989-07-19 1989-07-19 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1188283A JPH0350822A (ja) 1989-07-19 1989-07-19 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0350822A true JPH0350822A (ja) 1991-03-05

Family

ID=16220933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1188283A Pending JPH0350822A (ja) 1989-07-19 1989-07-19 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0350822A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06232126A (ja) * 1993-02-03 1994-08-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 複合半導体回路装置およびその作製方法
US5416041A (en) * 1993-09-27 1995-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing an insulating trench in an SOI substrate
US5668023A (en) * 1993-11-01 1997-09-16 Lucent Technologies Inc. Composition for off-axis growth sites on non-polar substrates
JP2010002314A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Bridgestone Corp ゴム材料の変形挙動予測装置及びゴム材料の変形挙動予測方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06232126A (ja) * 1993-02-03 1994-08-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 複合半導体回路装置およびその作製方法
US5416041A (en) * 1993-09-27 1995-05-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing an insulating trench in an SOI substrate
US5668023A (en) * 1993-11-01 1997-09-16 Lucent Technologies Inc. Composition for off-axis growth sites on non-polar substrates
JP2010002314A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Bridgestone Corp ゴム材料の変形挙動予測装置及びゴム材料の変形挙動予測方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4910164A (en) Method of making planarized heterostructures using selective epitaxial growth
US4472729A (en) Recrystallized three dimensional integrated circuit
JPH03114233A (ja) 半導体装置およびその製造方法
EP0006002A1 (en) Method of fabricating a field effect transistor
US4524376A (en) Corrugated semiconductor device
JPH0350822A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2686827B2 (ja) 半導体装置
JPH0294663A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2879841B2 (ja) プレーナ型ダイオードの製造方法
JP2662879B2 (ja) 絶縁ゲート電界効果トランジスタの製造方法
JPS61216320A (ja) 半導体装置の製法
JP2869653B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
EP0243609A1 (en) Complementary semiconductor device structure and its production
JPS63138767A (ja) 縦形半導体装置用半導体基体およびその製造方法
CA1199429A (en) Vertical channel field controlled device employing a recessed gate structure, and methods for making
JPH0666275B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3143188B2 (ja) エピタキシャル成長方法
JPS60226180A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0716002B2 (ja) 半導体装置とその製造方法
JPS62214637A (ja) 半導体装置とその製造方法
JPS5931020A (ja) 選択的エピタキシヤル成長方法
JPS59165435A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS61125087A (ja) 絶縁ゲ−ト型電界効果半導体装置及びその製造方法
JPS62256452A (ja) 半導体集積回路用基板の製造方法
JPS5851413B2 (ja) ハンドウタイソウチノ セイゾウホウホウ