JPH0897409A - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

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JPH0897409A
JPH0897409A JP6226176A JP22617694A JPH0897409A JP H0897409 A JPH0897409 A JP H0897409A JP 6226176 A JP6226176 A JP 6226176A JP 22617694 A JP22617694 A JP 22617694A JP H0897409 A JPH0897409 A JP H0897409A
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JP
Japan
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type
conductivity type
integrated circuit
layer
semiconductor
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JP6226176A
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Japanese (ja)
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Yuji Awano
祐二 粟野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体集積回路装置の製造方法に関し、n型
トランジスタ及びp型トランジスタの作り分けが必要な
例えば相補型半導体集積回路装置を製造するに際し、製
造途中で結晶成長を行う必要がないように、また、n型
トランジスタ及びp型トランジスタを作り分けする為の
n型不純物イオンの注入及びp型不純物イオンの注入を
不要とし、製造工程を簡単化しようとする。 【構成】 成長温度に依存して導電型を異にする半導体
材料であるGaAsSbを導電型が反転する臨界温度未
満、即ち、550〔℃〕未満の温度で成長させてn−G
aAs0.5 Sb0.5 ゲート層を形成し、n−GaAs
0.5 Sb0.5 ゲート層に於けるp型FET部分の導電型
が反転するように550〔℃〕以上の温度で局所加熱し
てp−GaAsSbゲート14Pを生成させる。
(57) [Abstract] [Object] A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, for example, in manufacturing a complementary semiconductor integrated circuit device in which an n-type transistor and a p-type transistor are separately manufactured, crystal growth is performed in the middle of the manufacturing. In order to simplify the manufacturing process, it is not necessary to do so, and it is not necessary to implant the n-type impurity ions and the p-type impurity ions for separately forming the n-type transistor and the p-type transistor. [Structure] GaAsSb, which is a semiconductor material having a different conductivity type depending on the growth temperature, is grown at a temperature below a critical temperature at which the conductivity type is reversed, that is, below 550 [° C.], and n-G is grown.
aAs 0.5 Sb 0.5 gate layer is formed and n-GaAs
The p-GaAsSb gate 14P is generated by local heating at a temperature of 550 [° C.] or higher so that the conductivity type of the p-type FET portion in the 0.5 Sb 0.5 gate layer is inverted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、同一半導体基板上にp
型トランジスタ及びn型トランジスタを作り込む相補型
の半導体集積回路装置を製造する方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing a complementary semiconductor integrated circuit device in which a type transistor and an n-type transistor are manufactured.

【0002】電子機器に用いる半導体集積回路装置とし
て、相補型のものが甚だ重要であることは云うまでもな
いが、超高速動作のデバイスで相補型のものを得ようと
すると種々な困難が介在しているので、これを克服しな
ければならない。
It is needless to say that a complementary type is extremely important as a semiconductor integrated circuit device used in electronic equipment, but there are various difficulties in obtaining a complementary type device in an ultrahigh speed device. I have to overcome this.

【0003】[0003]

【従来の技術】現在、多用されている半導体素子である
SiMOSFET(siliconmetal oxi
de semiconductor field ef
fect transistor)に比較して高速動作
が可能な半導体素子が化合物半導体であるGaAsを中
心として種々と研究されている。
2. Description of the Related Art At present, Si MOSFETs (silicon MOSFETs), which are semiconductor elements widely used, are used.
de semiconductor field ef
A semiconductor device that can operate at a higher speed than that of a semiconductor (Fact Transistor) has been variously studied centering on GaAs which is a compound semiconductor.

【0004】これ等は、何れも前記のような半導体材料
の物性的特徴である電子の高速運動性を活かしたもので
あって、その代表的なものとして高電子移動度トランジ
スタ(high electron mobility
transistor:HEMT)が挙げられる。
All of them utilize the high-speed mobility of electrons, which is a physical characteristic of semiconductor materials as described above, and a typical example thereof is a high electron mobility transistor (high electron mobility).
transistor: HEMT).

【0005】HEMTは、ヘテロ接合界面を生成する例
えばAlGaAs層とGaAs層のうち、AlGaAs
層にのみ不純物ドナーを導入し、電子は前記ヘテロ接合
界面のGaAs層側に閉じ込め、電子と不純物とを空間
的に分離して不純物散乱の影響を低減させた電子移動度
の高いトランジスタである。
The HEMT is, for example, an AlGaAs layer or an GaAs layer which forms a heterojunction interface.
This is a high electron mobility transistor in which an impurity donor is introduced only into a layer, electrons are confined on the GaAs layer side of the heterojunction interface, and electrons and impurities are spatially separated to reduce the influence of impurity scattering.

【0006】HEMTを集積化する場合、AlGaAs
層の不純物濃度及び層厚が如何に均一となるように作製
するかが重要な課題になっている。
When integrating HEMT, AlGaAs
An important issue is how to make the impurity concentration and the layer thickness of the layer uniform.

【0007】その理由は、HEMTの特性を決めるしき
い値電圧が、前記二つの条件に依存していることに依
る。現在は、極めて制御性が高い結晶成長技術に依っ
て、前記二つの条件を満たすようにしているが、その実
施には種々な困難が伴う。
The reason is that the threshold voltage that determines the characteristics of the HEMT depends on the above two conditions. At present, the crystal growth technique having extremely high controllability is used to satisfy the above two conditions, but the implementation thereof involves various difficulties.

【0008】また、前記のよう問題を回避できるような
構造をもつ半導体素子も提案されている。
Further, a semiconductor device having a structure capable of avoiding the above problems has also been proposed.

【0009】図4はSIS(semiconducto
r−insulator−semiconductor
−gate)FETと呼ばれる半導体素子を表す要部切
断側面図である(要すれば、「K.Matsumot
o,et al.“ELECTRONICS LETT
ERS 24th May 1984 Vol.20N
o.11 pp.462−463”:P.M.Solo
mon,et al.“IEEE ELECTRON
DEVICE LETTERS,VOL.EDL−5,
NO.9,SEPTEMBER 1984”」、を参
照)。
FIG. 4 shows an SIS (semiconductor)
r-insulator-semiconductor
(Gate) FET is a cutaway side view of a main part of a semiconductor device called (FET is called “K.
o, et al. "ELECTRONICS LETT
ERS 24th May 1984 Vol. 20N
o. 11 pp. 462-463 ": PM Solo.
mon, et al. "IEEE ELECTRON
DEVICE LETTERS, VOL. EDL-5
NO. 9, SEPTEMBER 1984 "").

【0010】図に於いて、1はi−GaAs基板、2は
i−AlGaAsゲート絶縁膜、3はn−GaAsゲー
ト、4はソース・コンタクト領域、5はドレイン・コン
タクト領域、6はソース、7はドレイン、8は2次元電
子ガス層をそれぞれ示している。
In the figure, 1 is an i-GaAs substrate, 2 is an i-AlGaAs gate insulating film, 3 is an n-GaAs gate, 4 is a source contact region, 5 is a drain contact region, 6 is a source, 7 Indicates a drain, and 8 indicates a two-dimensional electron gas layer.

【0011】図から明らかなように、この半導体素子
は、半導体ゲートSiMOSFETと似た構造になって
いて、ゲート絶縁膜の材料としてSiO2 などの絶縁体
に代えてノンドープAlGaAsが採用され、また、ゲ
ートとして高濃度のGaAsを用いている。
As is apparent from the figure, this semiconductor element has a structure similar to that of a semiconductor gate SiMOSFET, and non-doped AlGaAs is adopted as the material of the gate insulating film instead of an insulator such as SiO 2 . High concentration GaAs is used as the gate.

【0012】SISFETは、チャネルを走行する電子
が不純物散乱から開放されている点では、HEMTと全
く同じである。
The SISFET is exactly the same as the HEMT in that electrons traveling in the channel are released from impurity scattering.

【0013】この半導体素子は、しきい値電圧が半導体
層の層厚や不純物濃度に左右されることはなく、SIS
構造を構成する材料の組み合わせ、即ち、図示例では、
i−GaAs基板1、i−AlGaAsゲート絶縁膜
2、n−GaAsゲート3の組み合わせで決まる為、し
きい値電圧が揃った素子を大量に作製できる旨の長所が
ある。
In this semiconductor element, the threshold voltage does not depend on the thickness of the semiconductor layer or the impurity concentration, and the SIS
The combination of materials that make up the structure, that is, in the illustrated example,
Since it is determined by the combination of the i-GaAs substrate 1, the i-AlGaAs gate insulating film 2, and the n-GaAs gate 3, there is an advantage that a large number of devices having uniform threshold voltages can be manufactured.

【0014】前記説明したSISFETを用いた相補型
回路を作製することが試みられている(要すれば、前記
松本らの文献を参照)。
Attempts have been made to fabricate a complementary circuit using the SISFET described above (see Matsumoto et al., If necessary).

【0015】通常、相補型回路では、n型トランジスタ
及びp型トランジスタの両導電型トランジスタが使われ
る為、松本らは、これを再成長法に依って作製してい
る。即ち、n型SISFETを作製した後、p型SIS
FETを作製する為の結晶を成長している。
Usually, in a complementary circuit, both conductivity type transistors of an n-type transistor and a p-type transistor are used, so Matsumoto et al. Manufacture it by the regrowth method. That is, after manufacturing an n-type SISFET, a p-type SIS
Crystals for making FETs are growing.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】前記したように、SI
SFETは、HEMTに於ける製造上の困難さを回避す
ることができるので、期待できる半導体素子ではある
が、集積回路半導体装置の中核をなしている相補型回路
を作製する場合、前記従来の技術では、回路作製の途中
で結晶成長を行うことが必要になる為、好ましいとは言
えない。
As described above, the SI
The SFET is a promising semiconductor device because it can avoid the manufacturing difficulty in the HEMT, but when the complementary circuit forming the core of the integrated circuit semiconductor device is manufactured, the conventional technique described above is used. However, it is not preferable because it is necessary to grow crystals during the circuit fabrication.

【0017】本発明は、n型トランジスタ及びp型トラ
ンジスタの作り分けが必要な例えば相補型半導体集積回
路装置を製造するに際し、製造途中で結晶成長を行う必
要がないように、また、n型トランジスタ及びp型トラ
ンジスタを作り分けする為のn型不純物イオンの注入及
びp型不純物イオンの注入を不要とし、製造工程を簡単
化しようとする。
The present invention eliminates the need for crystal growth during the manufacture of, for example, a complementary semiconductor integrated circuit device that requires the n-type transistor and the p-type transistor to be manufactured separately. In addition, it is not necessary to implant the n-type impurity ions and the p-type impurity ions for separately forming the p-type transistor and to simplify the manufacturing process.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】近年、GaAs0.5 Sb
0.5 結晶を成長させる為の実験中に、成長温度の僅かな
相違に起因し、材料の導電性がn型からp型に反転する
ことが見出された(要すれば、「A.Sandhu,e
t al.“ELECTRONICS LETTERS
14th April 1988 Vol.24 N
o.8 pp.451”」、を参照)。
[Means for Solving the Problems] In recent years, GaAs 0.5 Sb
During experiments to grow 0.5 crystals, it was found that the conductivity of the material was reversed from n-type to p-type due to slight differences in growth temperature (if required, "A. Sandhu, e
t al. "ELECTRONICS LETTERS
14th April 1988 Vol. 24 N
o. 8 pp. 451 "").

【0019】図5はGaAs0.5 Sb0.5 結晶に於ける
導電型の反転について説明する為の線図であり、横軸に
結晶成長温度を、また、縦軸に不純物濃度及びキャリヤ
移動度をそれぞれ採ってある。
FIG. 5 is a diagram for explaining the inversion of the conductivity type in a GaAs 0.5 Sb 0.5 crystal, in which the crystal growth temperature is plotted on the horizontal axis and the impurity concentration and carrier mobility are plotted on the vertical axis. There is.

【0020】図に於いて、はn型不純物濃度、はp
型不純物濃度、は電子移動度、は正孔移動度をそれ
ぞれ示している。尚、この場合の不純物はSiである。
In the figure, is the n-type impurity concentration and is p
The type impurity concentration, electron mobility, and hole mobility, respectively. The impurity in this case is Si.

【0021】図に依れば、結晶成長温度が490〔℃〕
から520〔℃〕の間で導電型の反転が起こっているこ
とが看取される。前記文献では、この現象を利用し、一
種類の不純物元素を用い、温度制御することでpn接合
を生成させている。
According to the figure, the crystal growth temperature is 490 [° C.]
It can be seen that the conductivity type inversion occurs between 1 and 520 [° C.]. In the above literature, utilizing this phenomenon, one type of impurity element is used and the temperature is controlled to generate a pn junction.

【0022】本発明では、前記成長温度の相違に起因し
て半導体材料の導電型を反転させる技術を利用すると共
にその導電型の反転を局所的に実現させることが基本に
なっている。
The present invention is based on the technique of inverting the conductivity type of the semiconductor material due to the difference in the growth temperature and locally inverting the conductivity type.

【0023】前記局所的な導電型の反転を実現するに
は、半導体材料を局所的に温度上昇させることが必要と
なるが、それには、電子ビーム或いはレーザ・ビームな
ど粒子ビームを利用する。
In order to realize the local inversion of the conductivity type, it is necessary to locally raise the temperature of the semiconductor material. For this purpose, a particle beam such as an electron beam or a laser beam is used.

【0024】この粒子ビームに依る加熱は、従来から配
線金属の切断やイオン注入後の不純物活性化に用いら
れ、安定な技術であることが知られている。
This heating using a particle beam has been conventionally used for cutting wiring metal and activating impurities after ion implantation, and is known to be a stable technique.

【0025】前記したところから、本発明に依る半導体
集積回路装置の製造方法では、 (1)成長温度に依存して導電型を異にする半導体材料
を導電型が反転する臨界温度(例えば550〔℃〕)未
満の温度で成長させて一導電型半導体層(例えばn−G
aAs0.5 Sb0.5 ゲート層14)を形成する工程と、
次いで、前記一導電型半導体層に於ける選択された領域
の導電型が反転するように臨界温度以上の温度で局所加
熱して反対導電型領域(例えばp−GaAsSbゲート
14P)を生成させる工程とが含まれてなることを特徴
とするか、或いは、
From the above, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, (1) a critical temperature at which the conductivity type of a semiconductor material having a different conductivity type depending on the growth temperature is reversed (for example, 550 [ C.]) and is grown at a temperature of less than one conductivity type semiconductor layer (for example, n-G).
forming a as 0.5 Sb 0.5 gate layer 14),
Next, locally heating at a temperature equal to or higher than the critical temperature so as to invert the conductivity type of a selected region in the one conductivity type semiconductor layer to generate an opposite conductivity type region (for example, p-GaAsSb gate 14P). Is included, or

【0026】(2)前記(1)に於いて、成長温度に依
存して導電型を異にする半導体材料がGaAsSbであ
ることを特徴とするか、或いは、
(2) In the above (1), the semiconductor material having a different conductivity type depending on the growth temperature is GaAsSb, or

【0027】(3)前記(1)或いは(2)に於いて、
局所加熱を電子ビームを照射して行うことを特徴とする
か、或いは、
(3) In the above (1) or (2),
It is characterized by performing local heating by irradiating an electron beam, or

【0028】(4)前記(1)或いは(2)に於いて、
局所加熱をレーザ・ビームを照射して行うことを特徴と
するか、或いは、
(4) In the above (1) or (2),
Local heating is performed by irradiating a laser beam, or

【0029】(5)半絶縁性InP基板上にi−InG
aAs層とi−AlInAs層とn−GaAs0.5 Sb
0.5 層とを順に成長させる工程と、次いで、n−GaA
0.5 Sb 0.5 層のパターニングを行ってゲートを形成
する工程と、次いで、前記n−GaAs0.5 Sb0.5
らなるゲートを選択的に加熱してp型に導電型反転させ
る工程と、次いで、イオン注入法を適用してソース領域
及びドレイン領域を形成する工程と、次いで、金属の電
極・配線を形成して相補型基本ゲートを完成させる工程
とが含まれてなることを特徴とする。
(5) i-InG on the semi-insulating InP substrate
aAs layer, i-AlInAs layer and n-GaAs0.5Sb
0.5Growing the layers sequentially, and then n-GaA
s0.5Sb 0.5Pattern layers to form gates
And then n-GaAs0.5Sb0.5Or
The gate consisting of
Then, the ion implantation method is applied to the source region.
And forming a drain region, and then a metal electrode.
Process of forming poles / wiring to complete complementary basic gate
It is characterized by including and.

【0030】[0030]

【作用】前記手段を採ることに依り、同一半導体基板上
に導電型を異にする素子を容易に形成することができ、
その際、結晶の再成長、或いは、p型不純物イオンとn
型不純物イオンの注入など複雑な手段に依存することは
不要となって、例えばSISFETを用いた相補型半導
体集積回路装置を実現させる場合などに有効である。
By adopting the above means, it is possible to easily form elements having different conductivity types on the same semiconductor substrate,
At that time, re-growth of crystals, or p-type impurity ions and n
There is no need to rely on a complicated means such as implantation of type impurity ions, and it is effective, for example, when realizing a complementary semiconductor integrated circuit device using SISFET.

【0031】[0031]

【実施例】図1は本発明一実施例に依って製造されたS
ISFETを用いた半導体集積回路装置を表す要部切断
側面図である。
EXAMPLE FIG. 1 shows an S manufactured according to an example of the present invention.
It is a principal part cutting side view showing a semiconductor integrated circuit device using ISFET.

【0032】図に於いて、11は半絶縁性InP基板、
12はi−InGaAs活性層、12Aは素子間分離
溝、13はi−AlInAsゲート絶縁層、14Nはn
型FET部分に於けるn−GaAsSbゲート、14P
はp型FET部分に於けるp−GaAsSbゲート、1
5Nはn型FET部分に於けるソース領域、15Pはp
型FET部分に於けるソース領域、16Nはn型FET
部分に於けるドレイン領域、16Pはp型FET部分に
於けるドレイン領域、17Nはn型FET部分に於ける
ソース電極、17Pはp型FET部分に於けるソース電
極、18Nはn型FET部分に於けるドレイン電極、1
8Pはp型FET部分に於けるドレイン電極をそれぞれ
示している。
In the figure, 11 is a semi-insulating InP substrate,
12 is an i-InGaAs active layer, 12A is an element isolation groove, 13 is an i-AlInAs gate insulating layer, and 14N is n.
N-GaAsSb gate, 14P in FET type FET
Is a p-GaAsSb gate in the p-type FET portion, 1
5N is a source region in the n-type FET portion, and 15P is p
16N is an n-type FET in the source region of the n-type FET
Drain region in the portion, 16P is a drain region in the p-type FET portion, 17N is a source electrode in the n-type FET portion, 17P is a source electrode in the p-type FET portion, and 18N is an n-type FET portion. Drain electrode at 1
Reference numerals 8P denote drain electrodes in the p-type FET portion, respectively.

【0033】図示例では、n型FET部分に於けるドレ
イン電極18Nとp型FET部分に於けるドレイン電極
18Pとが結線されていて相補型基本ゲートになってい
る。
In the illustrated example, the drain electrode 18N in the n-type FET portion and the drain electrode 18P in the p-type FET portion are connected to form a complementary basic gate.

【0034】図2及び図3は一実施例を解説する為の工
程要所に於ける半導体集積回路装置を表す要部切断側面
図であり、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
尚、図1に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか
或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 2 and FIG. 3 are side sectional views showing a main part of the semiconductor integrated circuit device in the process steps for explaining the embodiment, which will be described below with reference to these figures.
The same symbols as those used in FIG. 1 represent the same parts or have the same meanings.

【0035】図2(A)参照 2(A)−1 分子線エピタキシャル成長(molecular be
am epitaxy:MBE)法を適用することに依
り、基板11上に活性層12、ゲート絶縁層13、ゲー
ト層14をそれぞれ基板11に格子整合させて成長させ
る。
See FIG. 2A. 2 (A) -1 Molecular beam epitaxial growth (molecular bee)
The active layer 12, the gate insulating layer 13, and the gate layer 14 are grown on the substrate 11 in lattice matching with the substrate 11 by applying the am epitaxy (MBE) method.

【0036】前記各部分について主要なデータを例示す
ると次の通りである。 基板11について 材料:半絶縁性InP 活性層12について 材料:i−InGaAs 厚さ:2000〔Å〕 ゲート絶縁層13について 材料:i−AlInAs 厚さ:300〔Å〕 ゲート層14について 材料:n−GaAs0.5 Sb0.5 不純物:Si 不純物濃度:5×1018〔cm-3〕 厚さ:3000〔Å〕
The main data of each of the above parts are illustrated below. Substrate 11 Material: Semi-insulating InP active layer 12 Material: i-InGaAs Thickness: 2000 [Å] Gate insulating layer 13 Material: i-AlInAs Thickness: 300 [Å] Gate layer 14 Material: n- GaAs 0.5 Sb 0.5 Impurity: Si Impurity concentration: 5 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 3000 [Å]

【0037】ここで、n−GaAs0.5 Sb0.5 ゲート
層14の成長温度は、導電型反転が起こる臨界温度以
下、即ち500〔℃〕〜480〔℃〕とする。
Here, the growth temperature of the n-GaAs 0.5 Sb 0.5 gate layer 14 is set to a temperature below the critical temperature at which conductivity type inversion occurs, that is, 500 [° C.] to 480 [° C.].

【0038】図2(B)参照 2(B)−1 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス及びエッ
チング・ガスをCCl2 2 とする反応性イオン・エッ
チング(reactive ion etching:
RIE)法を適用することに依り、n−GaAs0.5
0.5 ゲート層14のパターニングを行ってn型FET
部分に於けるゲート14N、及び、p型FET部分に於
けるゲート14Pを形成する。尚、この段階では、ゲー
ト14Pのp型化は行われていない。
See FIG. 2B. 2 (B) -1 Reactive ion etching using a resist process and an etching gas of CCl 2 F 2 in the lithography technique:
By applying the RIE method, n-GaAs 0.5 S
b 0.5 gate layer 14 is patterned to form an n-type FET
A gate 14N in the portion and a gate 14P in the p-type FET portion are formed. At this stage, the gate 14P is not converted to the p-type.

【0039】2(B)−2 p型FET部分に於けるゲート14Pに電子ビーム或い
はレーザ・ビームなど粒子ビームを照射し、その部分の
温度を導電型反転が起こる臨界温度以上の温度である例
えば550〔℃〕に加熱し、n型からp型に反転させ
る。
The gate 14P in the 2 (B) -2 p-type FET portion is irradiated with a particle beam such as an electron beam or a laser beam, and the temperature of that portion is a temperature above the critical temperature at which conductivity type inversion occurs, for example. It is heated to 550 [° C.] and inverted from n-type to p-type.

【0040】粒子ビームとして電子ビームを用いた場合
並びにレーザ・ビームを用いた場合の何れに於いても、
ビーム径当たり約0.1〔W/μm〕のパワー、ビーム
径は5〔μm〕〜50〔μm〕、走査速度は20〔cm
/秒〕とし、走査中は基板裏面を50〔℃〕程度に冷却
する。尚、ビームは、CW(continuous w
ave)でもパルスでも良い。
Whether an electron beam is used as the particle beam or a laser beam is used,
Power of about 0.1 [W / μm] per beam diameter, beam diameter of 5 [μm] to 50 [μm], scanning speed of 20 [cm]
/ Sec], and the back surface of the substrate is cooled to about 50 ° C. during scanning. The beam is a CW (continuous
ave) or pulse may be used.

【0041】図3(A)参照 3(A)−1 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
エッチャントをフッ酸系エッチング液とするウエット・
エッチング法を適用することに依り、i−AlInAs
ゲート絶縁層13を各素子毎に対応するようパターニン
グする。
See FIG. 3A. 3 (A) -1 Resist process in lithography technology, and
Wet using etchant as a hydrofluoric acid etchant
By applying the etching method, i-AlInAs
The gate insulating layer 13 is patterned so as to correspond to each element.

【0042】3(A)−2 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
エッチャントを燐酸系エッチング液とするウエット・エ
ッチング法を適用することに依って、i−InGaAs
活性層12の表面からInP基板11の一部に達するよ
うにエッチングを行って素子間分離溝12Aを形成す
る。
3 (A) -2 Resist process in lithography technology, and
By applying a wet etching method using a phosphoric acid-based etching solution as an etchant, i-InGaAs
Etching is performed so as to reach a part of the InP substrate 11 from the surface of the active layer 12 to form an element isolation groove 12A.

【0043】図3(B)参照 3(B)−1 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
イオン注入法を適用することに依り、n型FET部分の
ソース領域形成予定部分及びドレイン領域形成予定部分
にドーズ量を1×1013〔cm-2〕、イオン加速エネルギ
を100〔keV〕としてSiイオンの打ち込みを行っ
てソース領域15N及びドレイン領域16Nを形成す
る。
See FIG. 3B. 3 (B) -1 Resist process in lithography technology, and
By applying the ion implantation method, the dose amount is set to 1 × 10 13 [cm −2 ] and the ion acceleration energy is set to 100 [keV] in the source region formation planned portion and the drain region formation planned portion of the n-type FET portion. Ions are implanted to form the source region 15N and the drain region 16N.

【0044】3(B)−2 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
イオン注入法を適用することに依り、p型FET部分の
ソース領域形成予定部分及びドレイン領域形成予定部分
にドーズ量を1×1013〔cm-2〕、イオン加速エネルギ
を100〔keV〕としてMgイオンの打ち込みを行っ
てソース領域15P及びドレイン領域16Pを形成す
る。尚、ソース領域及びドレイン領域の形成は、n型F
ET部分及びp型FET部分の何れを先にするかは任意
である。
3 (B) -2 Resist process in lithography technology, and
By applying the ion implantation method, the dose amount is set to 1 × 10 13 [cm −2 ] and the ion acceleration energy is set to 100 [keV] in the source region formation planned portion and the drain region formation planned portion of the p-type FET portion. Ions are implanted to form the source region 15P and the drain region 16P. The source region and the drain region are formed by n-type F
Which of the ET portion and the p-type FET portion comes first is arbitrary.

【0045】3(B)−3 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、真空蒸
着法、リフト・オフ法を適用することに依り、n型FE
T部分では、AuGe/Auからなるソース電極17N
とドレイン電極18Nを形成し、そして、p型FET部
分では、AuZn/Auからなるソース電極17Pとド
レイン電極18Pを形成する。尚、電極形成は、n型F
ET部分及びp型FET部分の何れを先にするかは任意
である。
3 (B) -3 By applying the resist process, the vacuum deposition method and the lift-off method in the lithography technique, the n-type FE is applied.
At the T portion, the source electrode 17N made of AuGe / Au
And a drain electrode 18N are formed, and in the p-type FET portion, a source electrode 17P and a drain electrode 18P made of AuZn / Au are formed. The electrodes are formed by n-type F
Which of the ET portion and the p-type FET portion comes first is arbitrary.

【0046】3(B)−4 この後、必要に応じ、通常の技法を適用することに依
り、n型FET部分のドレイン領域16Nとp型FET
部分のドレイン領域16Pを結線し、また、その他の配
線を導出するなどして相補型基本ゲートとすれば良い。
3 (B) -4 Thereafter, if necessary, by applying a usual technique, the drain region 16N of the n-type FET portion and the p-type FET are formed.
It suffices to connect the partial drain region 16P and lead out other wiring to form a complementary basic gate.

【0047】本発明では、前記実施例に限られることな
く、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で通常の
技術を適用して多くの改変を実現することができる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and many modifications can be realized by applying ordinary techniques within the scope of the matters described in the claims.

【0048】例えば、前記工程3(A)−2に於いて、
素子間分離溝12Aを形成して各素子を絶縁している
が、これは、表面からInP基板11に達するように酸
素をイオン注入して絶縁領域を形成しても同効である。
For example, in the step 3 (A) -2,
Although the element isolation trench 12A is formed to insulate each element, this is the same effect even if the insulating region is formed by ion implantation of oxygen so as to reach the InP substrate 11 from the surface.

【0049】また、前記実施例では、温度制御に依って
n型からp型に導電型を反転させる半導体材料としてG
aAsSbを採用しているが、これは、GaAsなどを
用いることもできる(要すれば、「A.Sandhu,
et al.“Material Research
Society Symposium Proceed
ings Vol.144 p.215−220,19
89”」、における特に図2及びその説明を参照)。
In the above embodiment, G is used as a semiconductor material whose conductivity type is inverted from n-type to p-type depending on temperature control.
Although aAsSb is used, GaAs or the like may be used (if necessary, "A. Sandhu,
et al. "Material Research
Society Symposium Proceed
ings Vol. 144 p. 215-220, 19
89 "", see especially FIG. 2 and its description).

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明に依る半導体集積回路装置の製造
方法に於いては、成長温度に依存して導電型を異にする
半導体材料を導電型が反転する臨界温度未満の温度で成
長させて一導電型半導体層を形成し、一導電型半導体層
に於ける選択された領域の導電型が反転するように臨界
温度以上の温度で局所加熱して反対導電型領域を生成さ
せる。
In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a semiconductor material having a different conductivity type depending on the growth temperature is grown at a temperature below the critical temperature at which the conductivity type is reversed. A one-conductivity-type semiconductor layer is formed, and locally heated at a temperature equal to or higher than the critical temperature so that the conductivity type of a selected region in the one-conductivity-type semiconductor layer is reversed to generate a counter-conductivity type region.

【0051】前記構成を採ることに依り、同一半導体基
板上に導電型を異にする素子を容易に形成することがで
き、その際、結晶の再成長、或いは、p型不純物イオン
とn型不純物イオンの注入など複雑な手段に依存するこ
とは不要となって、例えばSISFETを用いた相補型
半導体集積回路装置を実現させる場合などに有効であ
る。
By adopting the above structure, it is possible to easily form elements having different conductivity types on the same semiconductor substrate, in which case regrowth of crystals or p-type impurity ions and n-type impurities are performed. It is not necessary to rely on complicated means such as ion implantation, and it is effective, for example, when realizing a complementary semiconductor integrated circuit device using SISFET.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明一実施例に依って製造されたSISFE
Tを用いた半導体集積回路装置を表す要部切断側面図で
ある。
FIG. 1 is a SISFE manufactured according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view of a main part of a semiconductor integrated circuit device using T.

【図2】一実施例を解説する為の工程要所に於ける半導
体集積回路装置を表す要部切断側面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing a main part of a semiconductor integrated circuit device in a process main part for explaining one embodiment.

【図3】一実施例を解説する為の工程要所に於ける半導
体集積回路装置を表す要部切断側面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a main part of a semiconductor integrated circuit device in a process key point for explaining an embodiment.

【図4】SISFETと呼ばれる半導体素子を表す要部
切断側面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing a main part of a semiconductor device called SISFET.

【図5】GaAs0.5 Sb0.5 結晶に於ける導電型の反
転について説明する為の線図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining inversion of conductivity type in a GaAs 0.5 Sb 0.5 crystal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半絶縁性InP基板 12 i−InGaAs活性層 12A 素子間分離溝 13 i−AlInAsゲート絶縁層 14N n型FET部分に於けるn−GaAsSbゲー
ト 14P p型FET部分に於けるp−GaAsSbゲー
ト 15N n型FET部分に於けるソース領域 15P p型FET部分に於けるソース領域 16N n型FET部分に於けるドレイン領域 16P p型FET部分に於けるドレイン領域 17N n型FET部分に於けるソース電極 17P p型FET部分に於けるソース電極 18N n型FET部分に於けるドレイン電極 18P p型FET部分に於けるドレイン電極
11 semi-insulating InP substrate 12 i-InGaAs active layer 12A element isolation groove 13 i-AlInAs gate insulating layer 14N n-GaAsSb gate in n-type FET portion 14P p-GaAsSb gate 15N n in p-type FET portion Source region in the p-type FET portion 15P Source region in the p-type FET portion 16N Drain region in the n-type FET portion 16P Drain region in the p-type FET portion 17N Source electrode in the n-type FET portion 17P p Source electrode 18N for n-type FET portion Drain electrode for n-type FET portion 18P Drain electrode for p-type FET portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/8238 27/092 27/095 9171−4M H01L 29/80 E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01L 21/8238 27/092 27/095 9171-4M H01L 29/80 E

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】成長温度に依存して導電型を異にする半導
体材料を導電型が反転する臨界温度未満の温度で成長さ
せて一導電型半導体層を形成する工程と、 次いで、前記一導電型半導体層に於ける選択された領域
の導電型が反転するように臨界温度以上の温度で局所加
熱して反対導電型領域を生成させる工程とが含まれてな
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
1. A step of growing a semiconductor material having a different conductivity type depending on a growth temperature at a temperature lower than a critical temperature at which the conductivity type is reversed to form a semiconductor layer of one conductivity type, and then forming the semiconductor layer of one conductivity type. Integrated circuit, comprising locally heating at a temperature equal to or higher than a critical temperature to generate an opposite conductivity type region so that the conductivity type of a selected region in the type semiconductor layer is inverted. Device manufacturing method.
【請求項2】成長温度に依存して導電型を異にする半導
体材料がGaAsSbであることを特徴とする請求項1
記載の半導体集積回路装置の製造方法。
2. The semiconductor material having a different conductivity type depending on the growth temperature is GaAsSb.
A method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device described.
【請求項3】局所加熱を電子ビームを照射して行うこと
を特徴とする請求項1或いは2記載の半導体集積回路装
置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the local heating is performed by irradiating an electron beam.
【請求項4】局所加熱をレーザ・ビームを照射して行う
ことを特徴とする請求項1或いは2記載の半導体集積回
路装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the local heating is performed by irradiating a laser beam.
【請求項5】半絶縁性InP基板上にi−InGaAs
層とi−AlInAs層とn−GaAs0.5 Sb0.5
とを順に成長させる工程と、 次いで、n−GaAs0.5 Sb0.5 層のパターニングを
行ってゲートを形成する工程と、 次いで、前記n−GaAs0.5 Sb0.5 からなるゲート
を選択的に加熱してp型に導電型反転させる工程と、 次いで、イオン注入法を適用してソース領域及びドレイ
ン領域を形成する工程と、 次いで、金属の電極・配線を形成して相補型基本ゲート
を完成させる工程とが含まれてなることを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。
5. i-InGaAs on a semi-insulating InP substrate
A layer, an i-AlInAs layer, and an n-GaAs 0.5 Sb 0.5 layer are grown in this order, a step of patterning the n-GaAs 0.5 Sb 0.5 layer to form a gate, and then the n-GaAs 0.5 layer. A step of selectively heating the gate made of Sb 0.5 to invert the conductivity type to p-type, a step of forming a source region and a drain region by applying an ion implantation method, and then a metal electrode / wiring And a step of forming the complementary basic gate to complete the semiconductor integrated circuit device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014220464A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 日本電信電話株式会社 Lamination structure of antimony-based p-type compound semiconductor

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