JPS63193545A - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路の製造方法

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JPS63193545A
JPS63193545A JP62024616A JP2461687A JPS63193545A JP S63193545 A JPS63193545 A JP S63193545A JP 62024616 A JP62024616 A JP 62024616A JP 2461687 A JP2461687 A JP 2461687A JP S63193545 A JPS63193545 A JP S63193545A
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JP
Japan
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electrode
layer
metal layer
semiconductor substrate
lift
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JP62024616A
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English (en)
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Kazuhiro Arai
一弘 新井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は半導体集積回路の製造方法に関し、特にバイ
アホール構造を有するマイクロ波モノリシック集積回路
(以下MMICと略称する)の接地手段に適用される。
(従来の技術) 砒化ガリウム(GaAs)を用いたMMICの特性を向
上させ、特性のばらつきを小さくするためには、能動素
子(FET)部および整合回路部の接地インダクタンス
を低減し、その値にばらつきを生じさせないことが必要
である。MにICの接地には、インダクタンスの低減お
よび素子の小型化に有利なバイアホール構造による方法
が多く用いられている。
以下、ソース電極と、整合回路素子を構成するキャパシ
タの下部電極とをバイアホール構造により接地電極に接
続したMMICの製造方法の従来例につき第2図a−e
を参照して説明する。
第2図aに示すように、GaAs半絶縁性基板100上
にイオン注入法によって動作層(N層)101.抵抗層
CN層) 102.オーム性接触層(N十層)1o3を
選択的に形成したのち、上記オーム性接触層103、お
よび抵抗層102上に写真蝕刻法でソース、ドレイン、
抵抗層の各電極用のパターニングを行ない金ゲルマニウ
ム(AuGe)を蒸着する。続いてリフトオフ法により
各電極パターンを形成したのち、450℃に加熱し合金
化を行ない、ソース電極104s+ドレイン電極104
d 、抵抗層電極105a、 LO5bを形成する。次
に写真蝕刻法によりゲート電極、および整合回路素子を
構成するキャパシタ下地電極のパターニングを行ないア
ルミニウム(Al1)を蒸着し、リフトオフによってゲ
ート電極104g+整合回路を構成するキャパシタ下地
電極1068を形成する。
次に整合回路素子を構成するキャパシタ用の絶縁膜とし
て例えば5LBN4層107をプラズマCVD(Che
mical Vapor Deposition)法に
より厚さ2000人堆積したのち、写真蝕刻法、および
フレオンガス(CF4)を用いたプラズマエツチング法
によってソース電極104s、ドレイン電極104d、
ゲート電極104g の各電極上に開孔を設ける1次に
、写真蝕刻法により整合回路素子を構成するキャパシタ
上面電極のパターニングを施し、チタン(Ti)、金(
Au)を順次蒸着し、リフトオフによって整合回路素子
を構成するキャパシタ上百雷Vi!、106bを形成す
る(第2図b)6 次ににaAs半絶縁性基板100の表面側を例えば石英
板108の支持板にワックス109で貼付けてラッピン
グとボリシングを施し、この基板の厚さを約100pに
薄化したのち、フォトレジストの一例のAZ1350J
 (商品名、シブレイ社製)を用いた写真蝕刻法によっ
てバイアホール用マスクM110を形成する(第2図C
)。このマスク層110はGaAs半絶縁性基板100
の表面に形成されているソース電極104s。
整合回路素子を構成するキャパシタ下地電極106aに
位置合わせされている。ついでりん酸系のエツチング液
を用いてGaAs基板100にエツチングを施し、ソー
ス電極104s、キャパシタ下地電極106aに到達す
るバイアホール111を形成する。続いて上記バイアホ
ール用マスク層110を例えばJ −100(商品名)
で除去する(第2図d)。
次に、GaAs半絶縁性基板100の裏面側、およびバ
イアホール111内を蒸着、あるいはめっきによりAu
を約1〇−被着して裏面電極112を形成し、ソース電
極104s、およびキャパシタ下地電極106と電気的
に接続する。ここで、第3図はGaAs半絶縁性基板1
00の厚さくバイアホール111の深さ)を100μm
としたとき、裏面電極の厚さを変えてソース電極表面と
裏面電極間の電気的な導通状態を調べた図である。この
図から明らかなように、ソース電極表面と裏面電極間の
電気的な導通歩留を100%にするには裏面電極112
を厚さ10μs以上にする必要がある。従って裏面電極
の形成にあたってはその厚さを107ffi以上にする
。次にブレードダイサを用いて素子分離を行ない、最後
に素子を石英板107から剥離して第2図eに示すMM
ICが得られる。
(発明が解決しようとする問題点) 上記従来の方法で得られたMMICは、接地インダクタ
ンスが充分に小さく、高周波特性に優れている。しかし
、このMMICは裏面電極112のA1層の厚さが10
tIIMと厚くなるため、素子間分離に通常用いられて
いるダイヤモンドカッタによる素子分離手段では達成で
きず、やむを得ずブレードダイサ等によらねばならなか
った。その結果、GaAsの脆弱な性質により素子の欠
け1割れを生じ著るしい歩留低下を招き、そのために素
子分離完了時点でMMICの製造コストが非常に高いも
のになっていた。
また、素子分離にダイヤモンドカッタを用いて分離を容
易にするには、裏面電極の厚さを数千人に薄層にしなけ
ればならず、ソース電極および整合回路素子を構成する
キャパシタ電極と裏面電極の間の電気的な導通歩留が著
しく低下する。
この発明は上記従来の問題点に鑑みて、改良された半導
体集積回路の製造方法を提供する6〔発明の構成〕 (問題点を解決するための手段) この発明にかかる半導体集積回路の製造方法は。
半導体基板の1主面に接地用電極を形成する工程。
前記半導体基板を所望厚さに薄層化する工程、前記半導
体基板の他主面の一部に開口を有するマスク層を形成す
る工程、前記開口を通して前記半導体基板にエツチング
を施し前記接地用電極に到達する貫通孔を形成する工程
、前記半導体基板の他主面上とこれと非接続に貫通孔底
に第1の金属層を被着する工程、前記マスク層上の第1
の金属層をマスク層とともにリフトオフにより除去する
工程、前記半導体基板を前記第1の金属層が露出するよ
うに薄層化する工程、前記半導体基板の他主面に第2の
金属層を形成しこれを前記貫通孔底の第1の金属層と接
続させる工程を含むものである。
(作 用) この発明は裏面電極の厚さが薄く形成できるので、一般
に用いられるダイヤモンドカッタで素子分離ができ、さ
らに、接地用電極と裏面電極間の電気的接続も完全にで
きるので、接地インダクタンスが小さく、高周波特性の
優れたMMICが形成できる。
(実施例) 以下、この発明の一実施例につき第1図を参照して説明
する。
まず、GaAs半絶縁性基板100上の動作層(N層)
11および抵抗層12の形成予定域に加速エネルギ14
0にeV、ドーズ量3X10”Cl11”のシリコン(
Si)イオンを選択的に注入する。次に、オーム性接触
層(N層層)13形成予定域に加速エネルギ120Ke
Vと250Ke V 、ドーズ量2 X 1013an
−”のSiイオンを選択的に注入する。続いて850℃
でアニールを施してSiイオンを活性化させて動作層1
1.抵抗層12゜オーム性接触pIj13を形成させる
(第1図a)。
次に、上記オーム性接触層13上、および抵抗層12上
に写真蝕刻法でソース、ドレイン、抵抗層の各電極用パ
ターニングを行ないAuGeを蒸着する。
続いてリフトオフ法により各電極パターンを形成シタノ
ち、450℃の温度で合金化してソース電極14s、ド
レイン電極14d、抵抗層電極15a、 15bを形成
する。次に写真蝕刻法によりゲート電極14gおよびキ
ャパシタ下地電極のパターニングを行ないAQを蒸着し
、リフトオフによって電極14g、キャパシタ下地な極
16aを形成する(第1図b)。
次に、キャパシタ用として絶縁層17をプラズマCVD
法により厚さ2000人堆積したのち、写真蝕刻法およ
びCF、を用いたプラズマエツチング法にょってソース
電極14s、ドレイン電極14d、ゲート電極14gの
各電極上に開孔を設ける0次に、キャパシタ上面電極の
パターニングを施し蒸着によりTi。
Auを順次被着し、リフトオフを行なってキャパシタ上
部型vi16bを形成する(第1図C)。
次に、GaAs半絶縁性基板100の表面側に石英板1
08をワックス109で接着し、ラッピングとケミカル
ボリジングにより厚さ150pまで第1回目の薄層化を
行なう。次にバイアホール用およびリフトオフ用のマス
ク層18としてAZ1350J (商品名、シブレイ社
製)層を、写真蝕刻法によりソース電極14s、キャパ
シタ下地電極16aの各直下の位置に開孔して形成する
。
次に、リン酸:過酸化水素水:水=3:4:1のエツチ
ング液でGaAs基板100にエツチングを施し、ソー
ス電極14s、キャパシタ下地電極16aに到達するバ
イアホール19を形成する。このときバイアホールマス
ク層18は、GaAs基板100エツチングの際に生じ
るサイドエツチングによりバイアボール19の開孔に対
してひさし状になる。
次に、第1の金属としてAu層を厚さ10摩にGaAs
半絶縁性基板100裏面側より全面に蒸着して第1の金
属層20a、・20bを形成する(第1図d)。ここで
バイアホール用およびリフトオフ用マスク層17のひさ
し状部分直上近傍のバイアホール19開端に近い側面部
は蒸着金属粒子に対してひさし状部分が遮るので蒸着さ
れない、したがって蒸着された第1の金属層20a、 
20bはバイアホール底から開端に近い部分に被着され
た第1の金属層20aと、リフトオフ用マスク層18に
被着された第1の金属層20bに分かれる。
次にバイアホール用およびリフトオフ用マスク層18に
被着した第1の金属層20bをアセトンまたはJ−10
0(商品名、長瀬産業製剥離剤)によってリフトオフを
施す(第1図e)。
なお、上記バイアホールの開孔における第1の金属層が
被着されない部分は、後に施される基板の第2の薄層化
工程によって除去され、裏面電極形成時にバイアホール
底の第1の金属420aと裏面電極とは接続されて電気
的接続が達成される。
次に、GaAs半絶縁性基板100に第2の薄層化を施
し、100μm厚になるまでラッピングとケミカルボリ
ジングによって達成する。このとき、バイアホール19
側面に形成されている第1の金属M20aの端部はGa
As半絶縁性基板100真面に充分露出している(第1
図f)。
次にGaAs半絶縁性基板100裏面側に第2の金属層
として厚さ5000人にAu層を蒸着し、裏面電極21
を形成する。ついでワックス109を溶除してGaAs
半絶縁性基板100を石英板108から離す。最後にダ
イヤモンドカッタを用いて素子分離を行ないMMICが
得られる(第1図g)。
叙上の如くして裏面電極21はそのAu層の厚さが50
00人と薄く形成されるので、素子分離は通常用いられ
ているダイヤモンドカッタによる方法で容易に達成され
る。これにより、素子歩留の低下を生ずることなく、ま
た、バイアホール内の第1の金属層の厚さは10−ある
ため、ソース電極104sおよびキャパシタ下地電極1
6aと裏面電極21の間の接続が完全に達せられた。
なお、上記実施例ではバイアホール用およびリフトオフ
用のマスクとしてAZ1350Jを用いていたが、 こ
れに限られず、他のマスク材、例えばOMR(商品名、
東京応化工業製) 、 HPR(商品名、富士ハント社
製)等、あるいは酸化シリコン(SiOz)層、窒化シ
リコン(Si3 N4 )層およびリフトオフ可能な金
属等、 またはそれらの組合わせ1例えばSun。
10MR,OMR/金属、 SL、N、/金属等でもよ
い。
また、リフトオフ用の溶剤として、アセトン。
J−100を用いたが、マスク材にその材質がSiO□
。
513 N4 r AR等のものを用いた場合には、ふ
っ酸(HF)を用いる等、マスク材の材質に応じて溶剤
を変えて施す。
さらに、(1;aAs半絶縁性基板に対する第2の薄層
化はラッピングおよびケミカルボリジングで行なったが
、リン酸系、あるいは硫酸系等を用いたウェットエツチ
ングによって行なってもよい。
また、バイアホールの形成にはリン酸系の溶剤によるウ
ェットエツチングで行なう例を示したが、反応性イオン
エツチング(RIE)等によっても達成できる。ただし
、 RIEによる場合にはバイアホール用およびリフト
オフ用マスク材もエツチングされるので、バイアホール
用およびリフトオフ用マスク材は耐エツチング性に優れ
ている金属系、あるいはS x 3 N 4 /金属等
とする方が望ましい。
〔発明の効果〕
この発明によれば、叙上の如く裏面電極の厚さを薄くで
きることから通常用いられているダイヤモンドカッタで
容易に素子分離ができ、さらに接地用電極と裏面電極間
の電気的な接続も完全に達成できる。これにより、接地
インダクタンスが小さく、高周波特性に優れたMMIC
を高歩留で再現性良く製造することができる顕著な利点
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図g −y gはこの発明にかかるMMICの製造
工程を示すいずれも断面図、第2図a−eは従来のMM
ICの製造工程を示すいずれも断面図、第3図はバイア
ホール内のAJ5の厚さを変えた場合のソース電極と裏
面電極の導通歩留を示す線図である。 11、101・・・動作層 12、102・・・抵抗層 13、103・・・オーム性接触層 14s、 104s・・・ソース電極 14d、 104d・・・ドレイン電極14g、104
g・・・ゲート電極 15a、 15b、 105a、 105b”・抵抗層
電極16a、 106a・・・キャパシタ下地電極16
b、 106b・・・キャパシタ上面電極17、107
・・絶縁層 18・・・バイアホールマスク層 19・・・バイアホール 20a、 20b・・・第1の金属層 21・・・第2の金属層 100・・・GaAs半導体基板 代理人 弁理士  井 上 −男 (αン 第1図ζ璽υl) 第1図(層ψ2) /Q2  103  tot  103第  2  因
  (ンの1ン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板の1主面に接地用電極を形成する工程、前記
    半導体基板を所望厚さに薄層化する工程、前記半導体基
    板の他主面の一部に開口を有するマスク層を形成する工
    程、前記開口を通して前記半導体基板にエッチングを施
    し前記接地用電極に到達する貫通孔を形成する工程、前
    記半導体基板の他主面上とこれと非接続に貫通孔底に第
    1の金属層を被着する工程、前記マスク層上の第1の金
    属層をマスク層とともにリフトオフにより除去する工程
    、前記半導体基板を前記第1の金属層が露出するように
    薄層化する工程、前記半導体基板の他主面に第2の金属
    層を形成しこれを前記貫通孔底の第1の金属層と接続さ
    せる工程を含む半導体集積回路の製造方法。
JP62024616A 1987-02-06 1987-02-06 半導体集積回路の製造方法 Pending JPS63193545A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5602054A (en) * 1990-01-24 1997-02-11 Harris Corporation Method for formation of a well in a dielectrically isolated island
US6756304B1 (en) * 1999-07-30 2004-06-29 Thales Avionics S.A. Method for producing via-connections in a substrate and substrate equipped with same
JP2009094540A (ja) * 2001-08-24 2009-04-30 Schott Ag コンタクトを形成するための方法およびプリント回路パッケージ
JP2010141149A (ja) * 2008-12-12 2010-06-24 Panasonic Corp 半導体装置の製造方法
WO2025046715A1 (ja) 2023-08-28 2025-03-06 富士通株式会社 量子ビットデバイス及び量子ビットデバイスの製造方法

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