JPS6265376A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6265376A JPS6265376A JP20420885A JP20420885A JPS6265376A JP S6265376 A JPS6265376 A JP S6265376A JP 20420885 A JP20420885 A JP 20420885A JP 20420885 A JP20420885 A JP 20420885A JP S6265376 A JPS6265376 A JP S6265376A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor region
- substrate
- mesfet
- layer
- type semiconductor
- 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
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- Junction Field-Effect Transistors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明は、半導体装置に関するものであり、特に、半絶
縁性基板を用いた半導体装置に適用して有効な技術に関
するものである。
縁性基板を用いた半導体装置に適用して有効な技術に関
するものである。
[背景技術]
MESFETに近接した配線に電流を流すとMESFE
Tのドレイン電流が変化してしまう、これはバックゲー
ト効果と云れている。バックゲート効果については、ア
イ イーイーイー トランズアクションズ オン エレ
クトロデバイセズイーディ29.1982.1059ペ
ージ(Backgating in GaAs
MESFET″S、IEEE Transactio
nson Electron Devices、V
。
Tのドレイン電流が変化してしまう、これはバックゲー
ト効果と云れている。バックゲート効果については、ア
イ イーイーイー トランズアクションズ オン エレ
クトロデバイセズイーディ29.1982.1059ペ
ージ(Backgating in GaAs
MESFET″S、IEEE Transactio
nson Electron Devices、V
。
1、ED−29:19B2、p1059に記載されてい
る。
る。
本発明者は、前記バックゲート効果は半導体装置の信頼
性を著しく低下させることを見出した。
性を著しく低下させることを見出した。
[発明の目的]
本発明の目的は、半導体装置の信頼性を向上する技術を
提供することにある。
提供することにある。
本発明の他の目的は、半絶縁性基板を使った半導体装置
の電気的特性を向上する技術を提供することにある。
の電気的特性を向上する技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は1本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
[発明の概要]
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、半絶縁性基板の半導体素子の下にバリアとな
る導体層を設けたものである。
る導体層を設けたものである。
以下、本発明の構成について、実施例とともに説明する
。
。
[実施例1]
第1図は実施例IのMESFETの平面図、第2図は第
1図のA−A切断線における断面図、第3図は第1図の
B−B切断線における断面図である。なお、第1図は構
成を見易くするために導電層間の絶縁膜を図示していな
い、また、平面図において、実線からなる引出し線は最
上層の構成物を示し、点線からなる引出し線は下の構成
物を示している。
1図のA−A切断線における断面図、第3図は第1図の
B−B切断線における断面図である。なお、第1図は構
成を見易くするために導電層間の絶縁膜を図示していな
い、また、平面図において、実線からなる引出し線は最
上層の構成物を示し、点線からなる引出し線は下の構成
物を示している。
本実施例のMESFETは、ソース又はドレインとなる
n+型半導体領域1、チャネルとなるn型半導体領域2
、ゲート1!極3とで構成しである。
n+型半導体領域1、チャネルとなるn型半導体領域2
、ゲート1!極3とで構成しである。
n゛型半導体領域1、n型半導体領域2のそれぞれは、
ガリュウム(Ga)とヒ素(As)との化合物からなる
半絶縁性基板4中にn型不純物、例えばシリコン(Si
)を導入してなる。なお、基板1の抵抗率は、107
[Ω1コ程度である。前記n型半導体領域2は、MES
FETが構成される部分を開口したレジスト膜をマスク
とし、イオン打込で形成する。一方、n゛型半導体領域
1は、ゲート電極3をマスクとしたイオン打込みからな
る0周辺はレジストマスクで規定する。n+型半導体領
域1の底の深さは、1000オングストローム(以下、
[A]と記述する)程度である。ゲート電極3は、タン
グステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta
)、チタン(Ti)等の高融点金属のシリサイドからな
り、基板4の表面に被着している。ソース、ドレインで
あるn+型半導体領域1の表面に被着している電極5は
、順次、金(Au)とゲルマニュウム(Ge)の混晶層
、ニッケル(Ni)層、金層を積層して構成しである。
ガリュウム(Ga)とヒ素(As)との化合物からなる
半絶縁性基板4中にn型不純物、例えばシリコン(Si
)を導入してなる。なお、基板1の抵抗率は、107
[Ω1コ程度である。前記n型半導体領域2は、MES
FETが構成される部分を開口したレジスト膜をマスク
とし、イオン打込で形成する。一方、n゛型半導体領域
1は、ゲート電極3をマスクとしたイオン打込みからな
る0周辺はレジストマスクで規定する。n+型半導体領
域1の底の深さは、1000オングストローム(以下、
[A]と記述する)程度である。ゲート電極3は、タン
グステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta
)、チタン(Ti)等の高融点金属のシリサイドからな
り、基板4の表面に被着している。ソース、ドレインで
あるn+型半導体領域1の表面に被着している電極5は
、順次、金(Au)とゲルマニュウム(Ge)の混晶層
、ニッケル(Ni)層、金層を積層して構成しである。
基板4上に延在している配線6は、前記電極5と一体形
成である。したがって、配線6も、金とゲルマニュウム
の混晶層、ニッケル層・金層を積層してなる。なお、配
線6のうち、配線6Aは、後述するように基板4内の半
導体領域10に定電位を印加している。
成である。したがって、配線6も、金とゲルマニュウム
の混晶層、ニッケル層・金層を積層してなる。なお、配
線6のうち、配線6Aは、後述するように基板4内の半
導体領域10に定電位を印加している。
基板4の周辺にポンディングパッド7が設けである。ポ
ンディングパッド7は、前記配線6の上にさらに、モリ
ブデン層、金層を順次積層してなる。なお、第1図では
、ポンディングパッド7の構成を見易くするため、それ
の下の配a6を図示していない。前記電極5、配線6及
びポンディングパッド7は、リフトオフによって形成し
である。
ンディングパッド7は、前記配線6の上にさらに、モリ
ブデン層、金層を順次積層してなる。なお、第1図では
、ポンディングパッド7の構成を見易くするため、それ
の下の配a6を図示していない。前記電極5、配線6及
びポンディングパッド7は、リフトオフによって形成し
である。
CVD等による酸化シリコン膜でゲート電極3を覆う絶
縁膜8を形成した後、この絶縁膜8を配線パターンに選
択的に除去し、その除去した部分に場込むようにして形
成したものである。また、前記絶縁膜8の上に、例えば
CVDによる窒化シリコン膜と酸化シリコン膜とからな
る保護膜9が設けである。
縁膜8を形成した後、この絶縁膜8を配線パターンに選
択的に除去し、その除去した部分に場込むようにして形
成したものである。また、前記絶縁膜8の上に、例えば
CVDによる窒化シリコン膜と酸化シリコン膜とからな
る保護膜9が設けである。
第1[乃至第3図に示したように、基板4中にn+型半
導体領域10が設けである。MESFET等の半導体素
子のα線などにより発生したキャリアによるソフトエラ
ー及びバックゲート効果を抑制するためである。前記半
導体領域10は、シリコン等のn型不純物を1017〜
10”[at o m s /aI〕程度含有している
。基板4表面からの深さは、0.2〜1〔μm]程度で
ある。すなわち、MESFETに近接した深さに設けで
ある。半導体領域10の上にさらに基板4の一部である
半絶縁層を設け、この半絶縁層にMESFET等の半導
体素子を設けることによって、半導体素子間の分離を容
易に行うためである。前記n+型半導体領域10は、エ
ピタキシャル成長によって形成することができる。また
、基板4中にイオン打込みによって不純物を打込むこと
によって形成することもできる。
導体領域10が設けである。MESFET等の半導体素
子のα線などにより発生したキャリアによるソフトエラ
ー及びバックゲート効果を抑制するためである。前記半
導体領域10は、シリコン等のn型不純物を1017〜
10”[at o m s /aI〕程度含有している
。基板4表面からの深さは、0.2〜1〔μm]程度で
ある。すなわち、MESFETに近接した深さに設けで
ある。半導体領域10の上にさらに基板4の一部である
半絶縁層を設け、この半絶縁層にMESFET等の半導
体素子を設けることによって、半導体素子間の分離を容
易に行うためである。前記n+型半導体領域10は、エ
ピタキシャル成長によって形成することができる。また
、基板4中にイオン打込みによって不純物を打込むこと
によって形成することもできる。
半導体領域10を設けたことによって、アルファ線等に
よって発生したキャリアがMESFETの半導体領域1
.2中に入込むのを防止することができる、半導体領域
10がバリアとなるからである。このため、ソフトエラ
ーを防止できる。すなわち、半導体装置の信頼性が向上
する。
よって発生したキャリアがMESFETの半導体領域1
.2中に入込むのを防止することができる、半導体領域
10がバリアとなるからである。このため、ソフトエラ
ーを防止できる。すなわち、半導体装置の信頼性が向上
する。
一方、前記n+型半導体領域10は、基板4の周辺にお
いて露出しており、この露出した部分に配線6Aが被着
している。半導体領域10に定電位を印加するためであ
る。定電位としては、電源電位Vcc、例えば5 [V
] 、又は接地電位VsS1例えばO[V]を印加すれ
ばよい。しかし、半導体領域10に印加する定電位を前
記のように、Vceレベル、Vssレベルに限定する必
要はない。Vceレベルより高電位でもよく、またv3
Sレベルより負電位でもよい、さらに、Vceレベルと
Vssレベルとの中間レベルでもよい0本実施例では、
ポンディングパッド7を通して、半導体領域10に定電
位を印加している。また、基板4の周辺において、前記
のように半導体領域10を露出させるため、その露出し
た部分の上に設けであるべき基板4の周辺は、エツチン
グによって除去しである。
いて露出しており、この露出した部分に配線6Aが被着
している。半導体領域10に定電位を印加するためであ
る。定電位としては、電源電位Vcc、例えば5 [V
] 、又は接地電位VsS1例えばO[V]を印加すれ
ばよい。しかし、半導体領域10に印加する定電位を前
記のように、Vceレベル、Vssレベルに限定する必
要はない。Vceレベルより高電位でもよく、またv3
Sレベルより負電位でもよい、さらに、Vceレベルと
Vssレベルとの中間レベルでもよい0本実施例では、
ポンディングパッド7を通して、半導体領域10に定電
位を印加している。また、基板4の周辺において、前記
のように半導体領域10を露出させるため、その露出し
た部分の上に設けであるべき基板4の周辺は、エツチン
グによって除去しである。
前記のように、基板4中に設けた半導体領域lOに定電
位を印加することによって、MESFETに近接した配
線6BからMESFETに延びる電気力線が低減する。
位を印加することによって、MESFETに近接した配
線6BからMESFETに延びる電気力線が低減する。
前記配置16Bから延びる電気力線が、半導体領域10
で終端するようになるからである。このため、前記ME
SFETに近接した配線6Bに流れる電流によってその
MESFETのドレイン電流が変動するバックゲート効
果を抑制することができる。すなわち、MESFETの
電気的特性が向上する。
で終端するようになるからである。このため、前記ME
SFETに近接した配線6Bに流れる電流によってその
MESFETのドレイン電流が変動するバックゲート効
果を抑制することができる。すなわち、MESFETの
電気的特性が向上する。
なお、n+型半導体領域lOは、導電体として使用して
いるものであるため、導電型には限定されない、したが
って、p型であってもよい、p型にするには、マグネシ
ュウム(Mg)等のP型不純物を打込めばよい、さらに
、基板4上にp型エピタキシャル層を形成してもよい。
いるものであるため、導電型には限定されない、したが
って、p型であってもよい、p型にするには、マグネシ
ュウム(Mg)等のP型不純物を打込めばよい、さらに
、基板4上にp型エピタキシャル層を形成してもよい。
[実施例■コ
第4図は実施例■のMESFETの平面図、第5図は第
4図のA−A切断線における断面図、第6図は第4図の
B−B切断線における断面図である。なお、第4図は構
成を見易くするために、導′H,層間の絶縁膜を図示し
ていない。
4図のA−A切断線における断面図、第6図は第4図の
B−B切断線における断面図である。なお、第4図は構
成を見易くするために、導′H,層間の絶縁膜を図示し
ていない。
実施例■は、第4図乃至第6図に示したように。
基板4の表面にP+型半導体領域11を設け、このP+
型半導体領域11にMESFET等の半導体素子を構成
する。前記p“型半導体領域11が少数キャリアのバリ
アとなり、またバックゲート効果を抑制する。P+型半
導体領域11は、10” 〜10’ @[a t om
s/cdコ程度のマグネシュウム等のP型不°純物を含
有している。すなわち、導電体である。表面から底まで
の深さは、1[μm]程度である。前記P型不純物は、
イオン打込みによって導入しである。したがって、P+
型半導体領域11は、容易に形成される。
型半導体領域11にMESFET等の半導体素子を構成
する。前記p“型半導体領域11が少数キャリアのバリ
アとなり、またバックゲート効果を抑制する。P+型半
導体領域11は、10” 〜10’ @[a t om
s/cdコ程度のマグネシュウム等のP型不°純物を含
有している。すなわち、導電体である。表面から底まで
の深さは、1[μm]程度である。前記P型不純物は、
イオン打込みによって導入しである。したがって、P+
型半導体領域11は、容易に形成される。
一方、本実施例の電極5及び配線6は、絶縁膜8上に延
在している。電極5とMESFETのが型半導体領域l
との電気的接続は、接続孔12を通して行っている。ま
た、P+型半導体領域11にもiI!極5Bを形成し、
接続孔12を通して配線6を接続し、定電位を印加して
いる。印加する電位は、実施例Iと同様でよい、前記電
極5Aは真空蒸着法により順次、金とゲルマニウム合金
層。
在している。電極5とMESFETのが型半導体領域l
との電気的接続は、接続孔12を通して行っている。ま
た、P+型半導体領域11にもiI!極5Bを形成し、
接続孔12を通して配線6を接続し、定電位を印加して
いる。印加する電位は、実施例Iと同様でよい、前記電
極5Aは真空蒸着法により順次、金とゲルマニウム合金
層。
ニッケル層、金層を積層した後、リフトオフ法によりパ
ターニングする。電極5Bは金と亜鉛との合金層を同様
の方法で形成する。配線6は、オーミック接続とするた
めスパッタによって基板4上に順次、モリブデン層、金
層、モリブデン層を積層した後、それらをドライエツチ
ングによってパターニングして形成している。
ターニングする。電極5Bは金と亜鉛との合金層を同様
の方法で形成する。配線6は、オーミック接続とするた
めスパッタによって基板4上に順次、モリブデン層、金
層、モリブデン層を積層した後、それらをドライエツチ
ングによってパターニングして形成している。
以上、構成の説明から容易に理解できるように、本実施
例でも実施例Iと同様に、少数キャリアによるMESF
ETのソフトエラーを防止することができる。また、バ
ックゲート効果によるドレイン電流の変動を防止してM
ESFETの電気的特性を向上できる。
例でも実施例Iと同様に、少数キャリアによるMESF
ETのソフトエラーを防止することができる。また、バ
ックゲート効果によるドレイン電流の変動を防止してM
ESFETの電気的特性を向上できる。
なお、P+型半導体領域11をMESFETの下部にの
み設けたが、これに限定されない、すなわち、P+型半
導体領域11を基板4の全表面に設けてもよい、また、
P+型半導体領域11への定電位の印加は、接続孔12
を通した配線6によって行っているが、これに限定され
ない、実施例Iと同様に、P+型半導体領域11を基板
4の周辺にまで形成し、その周辺部のP+型半導体領域
11を露出させ、この露出したp”型半導体領域11に
配線6あるいはポンディングパッド7を被着させてもよ
い。
み設けたが、これに限定されない、すなわち、P+型半
導体領域11を基板4の全表面に設けてもよい、また、
P+型半導体領域11への定電位の印加は、接続孔12
を通した配線6によって行っているが、これに限定され
ない、実施例Iと同様に、P+型半導体領域11を基板
4の周辺にまで形成し、その周辺部のP+型半導体領域
11を露出させ、この露出したp”型半導体領域11に
配線6あるいはポンディングパッド7を被着させてもよ
い。
[効果]
、 本願によって開示された新規な技術によれば、次
の効果を得ることができる。
の効果を得ることができる。
(1)、半絶縁性基板のMESFET等の半導体素子の
下に半導体領域からなる導体層を設けたことにより、そ
の導体層が基板中に外部から侵入したα線などにより発
生したキャリアのバリアとなるので、前記半導体素子に
キャリアが入込むことによるソフトエラーを防止するこ
とができる。
下に半導体領域からなる導体層を設けたことにより、そ
の導体層が基板中に外部から侵入したα線などにより発
生したキャリアのバリアとなるので、前記半導体素子に
キャリアが入込むことによるソフトエラーを防止するこ
とができる。
(2)、前記(1)により、半導体装置の信頼性を向上
することができる。
することができる。
(3)、前記(1)の半導体領域からなる導体層に定電
位を印加したことにより、MESFET等の半導体素子
に近接した配線による前記半導体素子のバックゲート効
果を抑制したので、半導体素子の電気的特性を向上する
ことができる。
位を印加したことにより、MESFET等の半導体素子
に近接した配線による前記半導体素子のバックゲート効
果を抑制したので、半導体素子の電気的特性を向上する
ことができる。
(4)、前記(3)により、半導体装置の電気的信頼性
を向上することができる。
を向上することができる。
以上、本発明を実施例にもとすき具体的に説明したが1
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変形可能であることは
いうまでもない。
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変形可能であることは
いうまでもない。
例えば、本発明はp型MESFETに適用可能である。
実施例Iにおいて、バリアとして設けたn+型半導体領
域は、MESFETの導電型に左右されないからである
。一方、実施例■において。
域は、MESFETの導電型に左右されないからである
。一方、実施例■において。
バリアとして設けたp+型半導体領域に換えて、n+型
半導体領域を設ければよい。すなわち、MESFETと
反対導電型の半導体領域を設ければよい。
半導体領域を設ければよい。すなわち、MESFETと
反対導電型の半導体領域を設ければよい。
第1図は実施例1のMESFETの平面図、第2図は第
1図のA−A切断線における断面図、第3図は第1図の
B−B切断線における断面図である。 第4図は実施例■のMESFETの断面図、第5図は第
4図のA−A切断線にお刑る断面図、第6図は第4図の
B−B切断線における断面図である。 1.2.10.11・・・半導体領域、3・・・ゲート
電極、4・・・基板、5.6(6A、6B)・・・配線
、7・・・パッド、8.9・・・保護膜、12・・・接
続孔。
1図のA−A切断線における断面図、第3図は第1図の
B−B切断線における断面図である。 第4図は実施例■のMESFETの断面図、第5図は第
4図のA−A切断線にお刑る断面図、第6図は第4図の
B−B切断線における断面図である。 1.2.10.11・・・半導体領域、3・・・ゲート
電極、4・・・基板、5.6(6A、6B)・・・配線
、7・・・パッド、8.9・・・保護膜、12・・・接
続孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半絶縁性基板の複数の半導体素子の下に導体層を設
けたことを特徴とする半導体装置。 2、前記半絶縁性基板の半導体素子の下の導体層は、不
純物を含有するエピタキシャル層またはイオン打込みで
不純物を導入してなる半導体層であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 3、前記半絶縁性基板の半導体素子の下の導体層に定電
位を印加することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20420885A JPS6265376A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20420885A JPS6265376A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265376A true JPS6265376A (ja) | 1987-03-24 |
Family
ID=16486620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20420885A Pending JPS6265376A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6265376A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63245607A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | 株式会社クボタ | 水田用作業車 |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP20420885A patent/JPS6265376A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63245607A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | 株式会社クボタ | 水田用作業車 |
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