JPS62209865A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS62209865A
JPS62209865A JP5287286A JP5287286A JPS62209865A JP S62209865 A JPS62209865 A JP S62209865A JP 5287286 A JP5287286 A JP 5287286A JP 5287286 A JP5287286 A JP 5287286A JP S62209865 A JPS62209865 A JP S62209865A
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JP
Japan
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layer
semiconductor layer
etching
semiconductor
grown
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Pending
Application number
JP5287286A
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English (en)
Inventor
Hideo Toyoshima
豊島 秀雄
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS62209865A publication Critical patent/JPS62209865A/ja
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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の製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、半導体装置の製造過程において半導体基板の一部
をエツチングし、そこへ埋込み成長等の再成長が行なわ
れている。しかし再成長部分のエツチングに際し、例え
ばウェットエッチを用いるとエツチングの深さを精度良
く制御することができなかった。またエツチング後、再
成長を行う際に再成長界面に高抵抗層が生じる問題があ
った。これらのことを解決する一例としては、1985
年春季の第32回応用物理学関係連合講演会予稿集13
1ページに掲載の史上等により示されている。第2図(
a)〜(b)は発表されたレーザダイオードの製造方法
を示す素子断面図である。即ちまず1回目のMBE成長
で第2図(a)に示す様にN型GaAs基板41上にN
型AIGaAs(AI組成x=0.6)42、無添加A
lGaAs活性層(x=0.15)43、P型AIGa
As(x=0.6)44、パッシベーション膜としてN
型GaAs45、N型AIGaAs(x= 0.15)
46、N型GaAs47を順次成長させる。
次に第2図(b)に示す様に基板を外部に取り出し、N
型GaAs45が0.1pm−0,2pm程度残るよう
にストライブ溝をエツチング形成する。次に再度基板を
MBE装置に導入し基板加熱を行なう。半導体はその半
導体に特有のある温度以上になると表面が分解し、蒸発
する。したがってこの蒸発を制御することにより半導体
の熱エツチングを行なうことができる。この例では第2
図(C)に示す様に、N型GaAs45とP型AlGa
As44の熱エツチング速度が大きく違うことを利用し
て、パッシベーション膜のN型GaAs45のみを選択
的にエツチングした後、続けて第2図(d)に示す様に
P型AIGaAs(x = 0.6)48.P+型Ga
As49を再成長させる。この例ではN型GaAs45
を熱エツチングする事により清浄なP型AlGaAs4
4界而を出し、再成長界面における高抵抗層の発生を除
去すると共に、同時にP型AlGaAs44をN型Ga
As45のエツチング停止層として用いている。以上述
べた方法におてはP型AlGaAs44を熱エツチング
の停止層として用いているが、同時に同層はレーザダイ
オードの閉じ込め層としての機能を持っている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、一般の半導体装置の製造過程に上記熱エ
ツチング法、さらにそれに引き続く再成長法を用いると
、エツチング停止のための層が存在することにより逆に
半導体装置の特性が劣化する場合がある。例えばエツチ
ング停止層を電子デバイスにおける能動層中に形成した
場合、それがある厚みを持って存在するため、むしろ走
行電子の障壁あるいは散乱因子となり得る。したがって
単にエツチング停止層としてのみ機能し、作製される半
導体装置の特性には、はとんど悪影響を与えないエツチ
ング停止層の形成方法が必要とされる。
本発明の目的は上記の欠点を除去し、一般の半導体装置
にも容易に用いることのできるエツチング停止層の形成
法を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 半導体基板上にエツチング速度の小さい第1の半導体層
を形成し、次に該第1の半導体層よりエツチング速度の
大きい半導体層を順次形成し、後に該第2の半導体層の
みをエツチングし、次に該第1の半導体層上に第3の半
導体層を形成する半導体装置の製造方法において、該第
1のエツチング速度の小さい半導体層を少なくとも2層
以上に分割し、分割された該半導体層間には該第1の半
導体層よりエツチング速度の大きい半導体層を含むこと
を特徴とする。
(作用) 以下、実施例を示した第1図(a)〜(0の素子断面図
を参照しつつ、本発明特有の作用、効果について記述す
る。説明の都合上特定の材料、半導体装置を用いること
にするが、本発明の原理に照合すれば、他の材料、半導
体装置に対しても適用できることは明らかである。
本実施例は電界効果トランジスタの製造方法に関する。
まず第1図(a)に示す様に、高抵抗基板15上に高純
度の半導体層14を成長し、次に蒸発速度の小さい高純
度半導体層11を成長する。この半導体層11は続けて
成長する高純度半導体層12よりも蒸発速度が充分小さ
いことが必須条件である。ここで熱エツチングの停止層
となる半導体層11をただ1層にして用いる場合が従来
例で示した方法であるが、本発明はこれを少なくとも2
層以上に分割することを特徴とする。第1図に示す実施
例においては、半導体層11を例えば3層に分割してい
る。また分割された半導体層11の間には、半導体層1
1より蒸発速度の大きい高純度半導体層13を成長して
いる。半導体層11の膜厚は、分割した3層の合計の膜
厚においては、半導体層12の熱エツチングの停止層と
して機能するが、各分割層は充分薄く、それらの存在は
電子の移動度を低下させない様に選ぶ。次に蒸発速度の
大きな高純度半導体層12を成長する。
さらに半導体層12より電子親和力の小さい高純度半導
体層21、続けて半導体層12より電子親和力の小さい
N中型半導体層22を成長する。次に第1図(b)に示
す様にゲート部にエツチングマスク16を形成する。さ
らに第1図(e)に示す様にエツチングマスク16を用
いソース、ドレイン形成部を開口するが、まずウェット
エッチ等を用い半導体層21及び22を除去し、半導体
層12の途中でエツチングを停止する。次に基板を加熱
し、半導体層12の熱エツチングを行なうが、半導体層
12が熱エツチングで除去された後、先に述べた様に半
導体層11の膜厚を設計したため、第1図(d)になっ
た状態でエツチングが自動的に停止する。引き続きソー
ス、ドレイン開口部にN生型半導体117を再成長し、
次にエツチングマスク16及びその上の堆積物を除去す
る(第1図(e))。次に第1図(0に示す様に再成長
部17上にソース電極19、およびドレイン電極20を
形成しまたN中型半導体層22上にゲート電極18を形
成する。
本実施例においては、熱エツチングを行なうため、通常
再成長界面に生じる高抵抗層を除去でき、また蒸発速度
の小さな半導体層11を用いるため第1図(d)に示す
様にエツチング深さを自動的に決定することが可能であ
る。したがってショートチャンネル効果が小さく、また
ソース抵抗の小さな電界効果トランジスタが形成できる
。また第1図(Oに示す様に電子のチャンネルとなるゲ
ート18下には半導体層11が残るが、この層は分割さ
れており、しかも各分割層は充分薄く形成されているた
め、それぞれの厚みは電子の波導関数の広がりに較べ充
分小さく、したがって電子に対する障壁、散乱因子とし
てはほとんど寄与しない。したがってその存在は、半導
体装置の特性に影響を与えない。
(実施例) 本発明の電界効果トランジスタの製造法における実施例
をさらに詳細に説明する。成長はモレキュラービームエ
ピタキシー(Molecular旦eam4itaxy
;以下MBE)装置を用い行なった。まず第1図(a)
に示す様に半絶縁性GaAs基板15上に無添加GaA
s14を成長速度毎時1pm、成長温度650°Cで8
000人成長した。次の蒸発速度の小さい半導体層11
としては無添加AlAsを毎時0.211で成長し用い
、半導体層13としては無添加GaAsを用いた。まず
AlAsを12人、次にGaAsを50人、次にAlA
sを12A、次にAlAsを6人成長し、図中の半導体
層11および13を形成した。本実施例ではエツチング
停止層として機能するAlAsは基板側から12人(2
原子層厚に相当)を2居、および6人(1原子層厚に相
当)を1層、計3層に分割して用いており合計30人(
5原子層厚に相当)で熱エツチングの停止層として機能
し得る。次に無添加GaAs12を600人、次にAI
□、3Ga□、7As21を20人、次にSiを2X1
018am−3添加したAIo、3Ga□。
7As22を460人成長した。次に第1図(b)に示
すエツチングマスクとして5i0216を2000人形
成し、第1図(C)に示す様にこれをマスクにAlGa
As層をリン酸素エツチング選択的に除去する。この際
GaAs層12まで100A程度オーバーエツチングし
ている。次に基板を再びMBE装置に入れ、第1図(d
)に示す様にヒ素を約2X10−5torr圧で基板に
照射しながら基板温度720’Cで10分間熱エツチン
グを行なった。この時のGaAsの熱エツチング速度は
毎分約150人程度である。次にN+コンタクト層とし
てSiを5 X 1018cm−3添加したGaAs層
を基板温度600°Cで1500人再成長した後、第1
図(e)に示した様に基板を成長室から取り出し、5i
0216上の堆積分および5i02を取り除く。さらに
第1図(Oに示す様にソース、ドレインのオーミック、
電極19.20を形成し、またゲート電極18を形成し
た。
本実施例では二次元電子ガスのチャンネル部にAlAs
が分割されて残るため、従来技術の行にAlAsを分割
せず用いた場合は二次元電子ガスの移動度の劣化が見ら
れるが、この場合は通常得られる二次元電子ガスと同等
の特性が得られた。しかも本発明より再成長界面に生じ
る高抵抗層が除去でき、またN中層の深さを精度良く制
御しN+コンタクト層の再成長が行なえたため、ソース
抵抗、ショートチャンネル効果の小さい良好な特性を持
つ電界効果トランジスタが製造できた。
なお実施例では本発明を実現する材料としてGaAs/
AlAsの組み合わせのみを用い説明したが、本発明の
基本原理は、エツチング速度の異なる少なくとも2種以
上の材料の組み合せに対し適用可能である。例えばGa
Asより熱エツチング速度のさらに大きい材料としても
InAs、InP等があり、多くの材料の組み合わせを
用いることができる。
(発明の効果) 本発明より、再成長を行なう前の熱エツチングにおいて
、エツチングを自動的に停止し、しかもエツチング停止
層の存在が半導体装置の特性に悪影響を与えない汎用性
あるエツチング停止層を用いた半導体装置の製造方法が
得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(Oは本発明の実施例を示す素子断面図
、第2図(a)〜(d)は従来例を示す素子断面図であ
る。 図において 11・AlAs、12と13と14・GaAs、15−
・・半絶縁性GaAs基板、16・・・SiO2,17
・N+型GaAs、 18−ゲート電極、19・・・ソ
ース電極、20・・・ドレイン電極、21・・・AlG
aAs、22.、、N型AlGaAs、 41−N型G
aAs基板、42・N型AlGaAs(x=0.6)、
43・AIGaAs(x=0.15)、44・P型AI
GaAs(x=0.6)、45・N型GaAs、46・
N型AlGaAs(x = 0.15)、47・N型G
aAs。 48・P型AIGaAs(x = 0.6)第1 日 オ 1 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上にエッチング速度の小さい第1の半導体層
    を形成し、次に該第1の半導体層よりエッチング速度の
    大きい第2の半導体層を順次形成し、後に該第2の半導
    体層のみをエッチングし、次に該第1の半導体層上に第
    3の半導体層を形成する半導体装置の製造方法において
    、該第1のエッチング速度の小さい半導体層を少なくと
    も2層以上に分割し、分割された該半導体層間には該第
    1の半導体層よりエッチング速度の大きい半導体層を含
    むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP5287286A 1986-03-10 1986-03-10 半導体装置の製造方法 Pending JPS62209865A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4978882A (en) * 1989-04-25 1990-12-18 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave driven motor
JPH0369127A (ja) * 1989-08-08 1991-03-25 Nec Corp 電界効果トランジスタの製造方法
JPH03211839A (ja) * 1989-12-31 1991-09-17 Samsung Electron Co Ltd 化合物半導体装置及びその製造方法
JPH0428237A (ja) * 1990-05-23 1992-01-30 Sharp Corp 3―v族化合物半導体装置

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