JPS6158273A - 化合物半導体メサ状構造体 - Google Patents

化合物半導体メサ状構造体

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JPS6158273A
JPS6158273A JP59178315A JP17831584A JPS6158273A JP S6158273 A JPS6158273 A JP S6158273A JP 59178315 A JP59178315 A JP 59178315A JP 17831584 A JP17831584 A JP 17831584A JP S6158273 A JPS6158273 A JP S6158273A
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JP
Japan
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mesa
plane
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mask
etching
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Pending
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JP59178315A
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English (en)
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Makoto Morioka
誠 森岡
Mitsuhiro Mori
森 光廣
Yoshifumi Katayama
片山 良史
Yasuhiro Shiraki
靖寛 白木
Toshiyuki Usagawa
利幸 宇佐川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/117Shapes of semiconductor bodies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/40Crystalline structures
    • H10D62/405Orientations of crystalline planes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/60Wet etching
    • H10P50/64Wet etching of semiconductor materials
    • H10P50/642Chemical etching
    • H10P50/646Chemical etching of Group III-V materials
    • H10P50/648Anisotropic liquid etching

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  • Weting (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (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】 〔発明の利用分野〕 本発明はG a A s / G a A Q A s
系材料のメサ状構造体に関する。こうしたメサ状構造体
はG a A s / G a A Q A s系の半
導体装置の製造に用いて極めて有用である。
〔発明の背景〕
従来の化合物半導体のエツチング、特にメサ、リセス等
の形成においては、エツチングされる結晶の面方位によ
ってそのエツチング速度が異なる。
そのため、ある方向では、エツチング底面となす角が9
0度以上のスロープを有する順メサとなりそれと直角の
面では、エツチング底面とのなす角90”あるいは以下
のオーバハング形状を示す逆メサとなるという欠点があ
つ九。
G a A s結晶のエツチングに関するJ、Elec
trochem、Soc : vo Q 、 121 
、 & 9 p、p、1215〜1219 (1974
)に掲載のJ、J、Gannon、C,J、Nuese
著の論文“A Che+++1cal Etchant
 for the SelactiveRemoval
 of GaAs Through 5ins?Ias
ks”には上述の事実が報告さ九ている。
即ち、同論文Fig、4には、第1図に示す如くGaA
s面の(100)面(1)上にSin、で3行3列の正
方形の開孔を持つエツチング用マスク(2)を形成して
、NH,OH: H,02溶液でエツチン、グした結果
が報告されている。第1図の(a)断面は第i図に示す
如きいわゆる順メサ状の形状、第1図の(b)断面は第
3図に示す如き逆メサ状の形状を示している。
こうした掃造上に第2の半導体を積層したり、金属配線
、或いは絶縁層等を形成する場合、第2図に示す構造を
持つと容易に形成が可能である。
しかし、第3図に示す構造を持つと段切れをおこしたり
、オーバーハング形状内部に空げきを残したりする。L
SI等の微細な構造体の場合、第3図に示す断面構造を
持つ方向への配線をさける等の配慮を行なったりもして
いる。しかし、この場合、装置の設計の裕度が大巾に低
下する。
〔発明の目的〕
本発明はGa1−、AQ、As (0<x<1)系の単
層(単結晶体を含む)或いは複数層を有するメサ状構造
体において等方性形状を有するメサ状構造体を提供する
ものである。
〔発明の概要〕
本発明はGa1−、Ajl、As (0<x<1)材料
の単層(単結晶体を含む)或いは複数層を有するメサ状
構造体において当該メサ状構造はその傾斜面が全てメサ
構造の頂面より外側に傾斜していることを特徴とするメ
サ構造体である。なお、本明細書ではメサ状構造体の頂
上の面を頂面と称する。
当該メサ構造体は上記結晶体の(100)面を所望のマ
スクを介してNH4OHとH2O2とH2Cの混液でエ
ツチングすることによって得ることができる。エツチン
グ液の調整が肝要である。
〔発明の実施例〕
主表面が(100)面たるGaAsウェハー1を準備し
、この主表面上に第1図に主した如き平面パターンを持
つ、エツチング用マスク2を形成する。マスクは周知の
CVD法(Chaa+1cal VapourDepo
sition法)を用い400℃で0.3μm厚さのS
 i O,膜を堆積する。この堆積したS i Ox 
l1f4に一辺1m口の正方形の開孔を持つエツチング
用マスクを形成する。第4図がこの状態を示す断面図で
ある。
この時正方形の一辺は、GaAsウェハーの襞間方向と
平行に合せてパターンニングした。この正方形のSin
、マスクを有するG a A sウェハを下記に示す組
成のエツチング液を用いてエツチングを行った。
エツチング液組成及び作製方法は以下の通りである。
(1) H,O: NH,0H==400cc : l
 0cc(2) H*O:  [H*Osl = 80
cc : 20ccの2[1の混液を最初に作り、その
後上記(2)の液の10ccを(1)の液を混合したも
のを用いた。なお本エツチングは液温24℃で実施した
。エツチングは15分間行い、そのエツチング深さは大
略1・6μmであった。
なお、上記の[HヨO!]は市販のH* Ozの30%
(容積比)水溶液を意味している。H,O:cHaoz
コは全;!!100ccに対し[Hz Ox ]を5c
c〜25ccの範囲で含有せしめることによっても目的
は達成することができる。
第5図、第6図は1置方位(100)のG a A s
7エハを用いてメサ形成を行なったメサの断面構造を示
す写真である。第5図は、(110)方向のエツチング
断面、所謂従来の順メサ方向の断面を示したものであり
、第6図は、(110)方向のエツチング断面、即ち従
来の逆メサ方向の断面を示したものである。しずれも順
メサとなっている。
その各々のウェハ表面とのなす角度は(110)方向で
大略18度、(110)方向で大略25度である。
次に本発明のメサ状構造体を電界効果トランジスタの動
作領域に適用した例を説明する。
第7図は9本メサ構造体を用いて、作製した、GaAs
FET(電界効果トランジスタ)を示したものである1
図中(a)はその平面パターンを示したものであり、(
b)はそのA−A線における断面構造である1本FET
は、半絶縁性GaAs基板に、動作Mとなる〜2X10
″70−”Taドープした0、5μmの厚さエピタキシ
ャル成長させたウェハー3を用いた。FETの作製は、
〔1〕ホトエツチングにより、素子間分離のためFET
動作領域部分のエビ成長層をメサ形4にエツチングする
。〔2〕ホトエツチング、蒸着、合金化の技術によりA
 u / N i/ A u G eのオーミック電極
5.6を形成する。一対の電極はソースおよびドレイン
となる。〔3〕同様にホトエツチング、蒸着の技術を用
いてゲート電極8を形成する。の工程からなる0本FE
Tの製作においてメサ形成には、前記したNH,OH系
のエツチング液を用いる。FETの動作部領域をメサ状
構造体4とする他は、FETの各部の製造に関しては従
来から行なわれている工程そのものを用いて十分である
ので詳細は省略する。これにより、ホトリソグラフィに
おける合せ方向を(110)、(110)いずれと決め
て合せる必要がなく、素子作製前に従来必要としていた
1合せ方向の確認、即ちゲート引出し部7が常に順メサ
となる様にするための確認作業が不必要となり、作業工
程の短縮と1合せ方向の間違いによる不良の発生が完全
に除去し得る。又、メサの断面形状の底面との成す角度
が、例えば引用した文献に示す従来の順メサの〜57゜
に比較し、ゆるやかであるため、素子間分離を確実にす
るための深いメサ形状、例えば、エビ成長層の膜厚の倍
の〜1μmエツチングしても1段差7の部分で配m (
0,3〜0.4 μm)が切れることもない、このこと
は、プロセスに非常に大きな裕度を生むことになり、素
子作製プロセスの簡領化を実現できる。
〔発明の効果〕
本発明のメサ断面構造を用いることによって(1)これ
までホトリソグラフィの際配線方向が順・メサとなる様
パターンニングする必要があったが、今後は襞間方向の
いずれの方向でも良く、その工  ′業的時間効率は飛
躍的に向上する。(2)IC等の作製において、素子間
分離のメサエッチングを実施した後の素子間接続配線に
おいて、逆メサが存在しないため、その配線の自由度が
水門的に向上し、又メサエッヂにおける断線等の問題が
解消される。(3)メサ端におけるpn接合部が露出し
、それに伴う保護酸化膜の形成において、そのステップ
カバレージが良く、従来逆メサ方向で見られた保護酸化
膜が薄くなる、あるいは被着しない等の問題がなく、素
子特性向上が計り得る、等々本発明により化合物半導体
、特にG a A s +GaAfiAs系素子製作が
非常に容易となる。
更にSin、マスクの開孔を第8図に示した如き8角形
としても、各辺に対し、所定の順メサ構造を得ることが
出来た。マスク開孔は以上に例示したものに依らないこ
とはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図はエツチング用マスクの平面図、第2図。 第3図はG a A s結晶の通常のエツチングによっ
て形成されたメサ状構造体の[011]、 [011]
方向の断面図、第4図、は基板にマスクを設けた状態を
示す断面図、第5図、第6図は本発明のメサ状構造体の
断面図、第7図はメサ状構造体を電界効果トランジスタ
の動作領域に用いた例を示す図、第8図はエツチング用
マスクの別な開孔形状を示す平面図である。 l・・・化合物半導体基板、2・・・マスク、3・・・
ウェハー、4・・・メサ状構造体、5,6・・・オーミ
ック電極、第 1  図 第 2  (2) ↓ ((L> 第 3  図 + (b) 第 4 図 ¥57 図 第 5[21 力 6 図 Y]3  口

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ガリウム−ヒ素およびガリウム−アルミニウム−ヒ
    素の群から選ばれた少なくとも一者を有する化合物半導
    体の単層或いは複数層を有するメサ状構造体において、
    当該メサ状構造はその傾斜面がメサ状構造の頂面より外
    側に傾斜していることを特徴とするメサ状構造体。
  2. 2.前記化合物半導体の単層或いは複数層はその主面が
    {100}面なることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のメサ状構造体。
JP59178315A 1984-08-29 1984-08-29 化合物半導体メサ状構造体 Pending JPS6158273A (ja)

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KR1019850005790A KR860002136A (ko) 1984-08-29 1985-08-12 화합물 반도체로 된 메사상의 구조체
EP85306086A EP0173558A3 (en) 1984-08-29 1985-08-28 Mesa structure comprising a compound semiconductor

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FR2168936B1 (ja) * 1972-01-27 1977-04-01 Labo Electronique Physique
FR2486104A1 (fr) * 1980-07-04 1982-01-08 Radiotechnique Compelec Procede d'obtention de creusures a contour circulaire dans les monocristaux de composes intermetalliques cristallisant dans le systeme cubique a faces centrees et dispositif comportant de telles creusures
JP2641194B2 (ja) * 1985-07-15 1997-08-13 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 半導体デバイスの製造法

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