JPH0370135A - 半導体装置 - Google Patents

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、詳しくは、ＧａＡｓ等の
■−ｖ族化合物のキャリア活性層を持つ電界効果トラン
ジスタ（ＦＥＴ）やホール素子などの半導体装置に関す
る。

［背景技術］ 第３図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は、従来の半導体装置（
ホール素子）を製造順序に従って示したものであって、
半絶縁性ＧａＡｓ基板１上の素子分離をメサエッチング
により行ったものである。この従来例にあっては、半絶
縁性ＧａＡｓ基板１の全表面にイオン注入によりキャリ
ア活性層４を形成した後、第３図（ａ）に示すようにリ
ン酸系エッチャント等のエツチング液を用いて素子形成
領域以外でキャリア活性層４をエツチング除去し、各素
子形成領域同士を分離させる。ついで、第３図（ｂ）に
示すように、各素子形成領域におけるキャリア活性層４
の上に４つのオーミック電極１１を設け、この後第３図
（Ｃ）に示すように半絶縁性ＧａＡｓ基板１の表面及び
キャリア活性層４の表面にプラズマＣＶＤ、スパッタ等
の方法により５ＩｓＮ４．５ｉＯｉなどの絶縁膜により
パッシベーション膜２１を形威している。

また、第４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は、別な従来例を
製造順序に従って示すものであり、選択注入を行うこと
により素子分離を行ったものである。この従来例にあっ
ては、まず第４図（ａ）に示すように半絶縁性ＧａＡｓ
基板ｌ基板面の素子形成領域以外の部分にフォトレジス
ト１１Ｎ２を形威し、このフォトレジスト膜２のマスク
の開口３を通して半絶縁性ＧａＡｓ基板１の表層部に選
択イオン注入を行い、素子形成領域にのみキャリア活性
層４を形成している。

ついで、前記フォトレジスト膜２を除去した後、第４図
（ｂ）に示すようにキャリア活性層４の表面に４つのオ
ーくツク電極１１を形成し、この後第４図（ｃ）に示す
ように半絶縁性ＧａＡｓ基板１の表面及びキャリア活性
層４の表面にプラズマＣＶＤ。

スパッタ等の方法によりＳｉ３Ｎ４．５ｉＯｉ等の絶縁
膜によりパッシベーション膜２１を形成している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のいずれの従来例でも、パッシベーション膜として
Ｓｉ、Ｎ４あるいは５ｉｎｓ等の絶縁膜を用いているが
、このようなパッシベーション膜にはキャリア活性層の
表面のダングリングボンドを終端させる働きはない。こ
のため、例えばホール素子ではドリフト電流が時間と共
に変化し、特性が継時的に不安定になるという問題があ
った。

しかして、本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、キャリア活性
層表面のダングリングボンドを終端させ、不活性化させ
ることにより半導体装置の特性を安定化することにある
。

〔課題を解決するための手段コ このため、本発明の半導体装置は、半絶縁性基板の表面
の素子形成領域にキャリア活性層を形成し、このキャリ
ア活性層の上に所要の電極を設け、前記キャリア活性層
の表面を窒化ケイ素中に少量の水素を含有させたパッシ
ベーション膜により覆ったことを特徴としている。

［作用］ 本発明にあっては、キャリア活性層の表面を少量の水素
を含有した窒化ケイ素のパッシベーション膜により覆っ
たので、キャリア活性層の表面のダングリングボンドを
終端させて不活性化させることができた。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第１図（ａ）〜（ｇ）に示すものは、本発明の一実施例
に係るＧａＡｓホール素子の製造方法である。この製造
順序に従って説明すれば、まず、半絶縁性ＧａＡｓ基板
１の表面にエピタキシャル成長法もしくはイオン注入法
によりキャリア活性層４となるｎ層を形成した後、この
キャリア活性層４の表面にフォトレジスト膜２を塗布し
、これを通常のフォトリソグラフィ技術により加工して
素子形成領域以外の部分に選択的に窓開けを行い、素子
形成領域のみをマスクする（第１図（ａ））。この後、
例えばリン酸系エッチャントを用い、フォトレジスト膜
２の窓開けした部分でキャリア活性層４をエツチング除
去し、その後素子形成領域のフォトレジスト膜２も除去
し、素子形成領域にのみ選択的にキャリア活性層４を形
成する（第１図（ｂ））。次に、キャリア活性層４の上
の４箇所に、リフトオフ法によりＡｕＧｅ−Ｎｉ−Ａｕ
からなるオーくツク電極１１を形成する（第１図（Ｃ）
）。ついで、第１図（ｄ）に示すように、例えばプラズ
マＣＶＤ等の技法により、数％の水素を含有した窒化け
い素（ＳｉＮＸ）膜がパッシベーション膜２２として半
絶縁性ＧａＡｓ基板１の全面に形成される。この後、通
常のフォトリングラフィ技術を用い、パッシベーション
膜２２の上にフォトレジスト膜（図示せず）を形成し、
オーミック電極１１の電極バットの部分においてフォト
レジスト膜に窓開けし、この部分でパッシベーション膜
２２をエツチングすることによってパッシベーション膜
２２に窓２４を開口する（第１図（ｅ））。なお、この
ＳｉＮｘのパッシベーション膜２２は、ＳｉＨ４やＮＨ
，等のガス雰囲気中で成膜されるものであり、ＳｉＨ４
とＮＨｓの流量や成膜温度を調整することにより、パッ
シベーション膜２２の組成を制御することができる。こ
の後、前記パッシベーション膜２２の上にプラズマＣＶ
Ｄ等の方法によって水素をほとんど含有しない窒化けい
素（ＳｉＮｘ）の耐湿性被膜２３を形成してパッシベー
ション膜を二重構造としく第１図（ｆ）　）　、通常の
フォトリソグラフィ技術を用い、オーくツク電極１１の
電極バットの部分で耐湿性被膜２３を除去して窓２５を
開口する（第１図（ｇ））。

このようにして、数％の水素を含有した窒化けい素のパ
ッシベーション膜２２によって半絶縁性ＧａＡｓ基板１
の表面及びキャリア活性層４の表面を覆ったところ、素
子の特性が良好となった。例えば、ホール素子において
は、ドリフト電流の時間的変化を小さくできるようにな
った。これは、パッシベーション膜２２に含まれている
水素がダングリングボンドを終端させて不活性化させる
ことができた結果であると考えられる。また、パッシベ
ーション膜２２の上に耐湿性被膜２３を形成することに
より、キャリア活性層４及びパッシベーション膜２２の
の耐湿性が向上し、素子の耐環境性が良くなった。

第２図に示すものは本発明の他例であり、パッシベーシ
ョン膜２２の端まで耐湿性被膜２３により覆ったもので
ある。その方法としては、前記第１図（ｆ）の工程の後
、耐湿性被膜２３をエツチング除去して窓開けする場合
に、バッジベーシング膜２２の窓２４よりも小さく窓２
５を開口することにより、パッシベーション膜２２の窓
の内周を覆うことができる。また、パッシベーション膜
２２の外周は、第１図（ｆ）の工程で耐湿性被膜２３を
パッシベーション膜よりも広い面積に形成することによ
って覆うことができる。

なお、上記の説明では主としてＧａＡｓホール素子の製
造技術について説明したが、本発明はこのようなホール
素子に限定されるものではな（、ＧａＡｓＦＥＴやＧａ
Ａｓ集積回路等、あるいは他の化合物半導体デバイスに
も適用することができる。また、上記の説明では、動作
層の形成方法として、選択的エツチングの場合について
述べたが、イオン注入法により素子形成領域を形成した
ものでもよい。

［効果コ 本発明によれば、キャリア活性層を少量の水素を含んだ
窒化ケイ素からなるパッシベーション膜によって覆うこ
とにより、キャリア活性層の表面に存在しているダング
リングボンドを終端させて不活性化させることができ、
半導体装置の特性を安定化することができた。例えば、
ホール素子においては、ドリフト電流の時間的変化をな
くすことができ、安定した特性のホール素子を得ること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）　（ｅ）　（ｆ
）　（ｇ）は本発明の一実施例を製造順序に沿って示す
断面図、第２図は本発明の他例を示す断面図、第３図（
ａ）　（ｂ）　（ｃ）は従来例を製造順序に沿って示す
断面図、第４図（ａ）（ｂ）　（ｃ）は他の従来例を製
造順序に沿って示す断面図である。 １・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板 ４・・・キャリア活性層 ２２・・・パッシベーション膜 第１図 第 １ 図 （ｄ） （ｅ） ５、シ　３ （Ｇ） 図 第 図 （１））

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半絶縁性基板の表面の素子形成領域にキャリア活
   性層を形成し、このキャリア活性層の上に所要の電極を
   設け、前記キャリア活性層の表面を窒化ケイ素中に少量
   の水素を含有させたパッシベーション膜により覆ったこ
   とを特徴とする半導体装置。