JPS63222462A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPS63222462A JPS63222462A JP62055153A JP5515387A JPS63222462A JP S63222462 A JPS63222462 A JP S63222462A JP 62055153 A JP62055153 A JP 62055153A JP 5515387 A JP5515387 A JP 5515387A JP S63222462 A JPS63222462 A JP S63222462A
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- semiconductor layer
- semiconductor
- type transistor
- transistor portion
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/80—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
- H10D84/86—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of Schottky-barrier gate FETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/02—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
- H10D84/05—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group III-V technology
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- 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】
〔概要〕
本発明は、エンハンスメント/デプレション構成をもつ
半導体装置及びその製造方法に於いて、第1乃至第3の
エツチング停止層を諸半導体層の所望の眉間に介挿し、
該諸半導体層をエツチングする際、それ等のエツチング
停止層を適宜に利用することに依り、エンハンスメント
型トランジスタ部分のショットキ・コンタクト・ゲート
電極及びデプレション型トランジスタ部分のそれの両方
を酸化し難い半導体層上に形成することができるように
したので、何れのトランジスタ部分に於いても良好なシ
ョットキ・バリヤが形成され、従って、特性良好なエン
ハンスメント/デプレション構成の半導体装置が得られ
るようにしたものである。
半導体装置及びその製造方法に於いて、第1乃至第3の
エツチング停止層を諸半導体層の所望の眉間に介挿し、
該諸半導体層をエツチングする際、それ等のエツチング
停止層を適宜に利用することに依り、エンハンスメント
型トランジスタ部分のショットキ・コンタクト・ゲート
電極及びデプレション型トランジスタ部分のそれの両方
を酸化し難い半導体層上に形成することができるように
したので、何れのトランジスタ部分に於いても良好なシ
ョットキ・バリヤが形成され、従って、特性良好なエン
ハンスメント/デプレション構成の半導体装置が得られ
るようにしたものである。
本発明は、2次元電子ガス(2DEC)層を利用するこ
とに依り高速化した電界効果型トランジスタを用いエン
ハンスメント/デブレシッン(enhancement
/depletion:E/D)構成とした半導体装置
及びそれを製造する方法の改良に関する。
とに依り高速化した電界効果型トランジスタを用いエン
ハンスメント/デブレシッン(enhancement
/depletion:E/D)構成とした半導体装置
及びそれを製造する方法の改良に関する。
一般に、この種の電界効果型トランジスタに於いては、
半絶縁性GaAs基機上心機上されたアン・ドープGa
Asチャネル層及びその上に形成されたn型Aj!Ga
A3電子供給層を備えていて、その閾値電圧Vいは前記
アン・ドープGaAsチャネル層とゲート電極接合面と
の間に存在する前記n型AJ!GaAs電子供給層を含
む半導体層の厚さで決定される。
半絶縁性GaAs基機上心機上されたアン・ドープGa
Asチャネル層及びその上に形成されたn型Aj!Ga
A3電子供給層を備えていて、その閾値電圧Vいは前記
アン・ドープGaAsチャネル層とゲート電極接合面と
の間に存在する前記n型AJ!GaAs電子供給層を含
む半導体層の厚さで決定される。
ところで、現今の論理回路に於いては、E/D構成の半
導体装置は不可欠と言って良いほど重要である。そして
、このE/D構成の半導体装置に於いては、勿論、Eモ
ードの闇値電圧を有する電界効果トランジスタとDモー
ドの閾値電圧を有する電界効果トランジスタとが同一基
板上に形成されなければならない。
導体装置は不可欠と言って良いほど重要である。そして
、このE/D構成の半導体装置に於いては、勿論、Eモ
ードの闇値電圧を有する電界効果トランジスタとDモー
ドの閾値電圧を有する電界効果トランジスタとが同一基
板上に形成されなければならない。
従って、2DEC層を利用して高速化した電界効果型ト
ランジスタを用いてE/D構成の半導体装置を得ようと
する場合、前記闇値電圧の関係から、ショットキ・ゲー
ト電極と半導体層とがコンタクトしている部分の深さが
相違する2種類の電界効果型トランジスタを同一基板上
に作り込むことが必要とされる。
ランジスタを用いてE/D構成の半導体装置を得ようと
する場合、前記闇値電圧の関係から、ショットキ・ゲー
ト電極と半導体層とがコンタクトしている部分の深さが
相違する2種類の電界効果型トランジスタを同一基板上
に作り込むことが必要とされる。
そこで、本発明者は、さきに、2DEC層を利用して高
速化した電界効果型トランジスタからなり、且つ、エン
ハンスメント型トランジスタ部分の闇値電圧及びデプレ
ション型トランジスタ部分の閾値電圧が正確に制御され
たE/D構成を有する改良された半導体装置を提供し、
また、該半導体装置のゲート部分を簡単な工程で、しか
も、エンハンスメント型トランジスタ部分もデプレショ
ン型トランジスタ部分も同時に且つ精度良(形成できる
半導体装置の製造方法を提供した(要すれば、特願昭5
9−86243号参照)。
速化した電界効果型トランジスタからなり、且つ、エン
ハンスメント型トランジスタ部分の闇値電圧及びデプレ
ション型トランジスタ部分の閾値電圧が正確に制御され
たE/D構成を有する改良された半導体装置を提供し、
また、該半導体装置のゲート部分を簡単な工程で、しか
も、エンハンスメント型トランジスタ部分もデプレショ
ン型トランジスタ部分も同時に且つ精度良(形成できる
半導体装置の製造方法を提供した(要すれば、特願昭5
9−86243号参照)。
第9図は該半導体装置の要部切断側面図を表している。
“図に於いて、21は半絶縁性GaAs基板、22はア
ン・ドープGaAsチャネル層、23はn型Aj?Ga
As電子供給層、24はn型GaAs層、25はn型A
lGaA3層、26はn型GaAs層、27はn型Aj
!GaAs層、28はn型GaAs層、29は二酸化シ
リコン膜、30,31゜32.33はオーミック・コン
タクト電極、36及び37はショットキ・コンタクト電
極をそれぞれ示し、Eはエンハンスメント型トランジス
タ部分、Dはデプレション型トランジスタ部分であるこ
とを示している。
ン・ドープGaAsチャネル層、23はn型Aj?Ga
As電子供給層、24はn型GaAs層、25はn型A
lGaA3層、26はn型GaAs層、27はn型Aj
!GaAs層、28はn型GaAs層、29は二酸化シ
リコン膜、30,31゜32.33はオーミック・コン
タクト電極、36及び37はショットキ・コンタクト電
極をそれぞれ示し、Eはエンハンスメント型トランジス
タ部分、Dはデプレション型トランジスタ部分であるこ
とを示している。
図示された半導体装置では、n型AlGaAs層27が
第1のエツチング停止層をなすと共にn型、61GaA
s層25が第2のエツチング停止層をなしていて、これ
等エツチング停止層を効果的に利用すること、そして、
第1のエツチング停止層とn型GaAs層28の形成及
びその選択的除去を行うことに起因し、E/D両モード
のトランジスタに於けるゲート電極形成を1回の工程で
済ませ、この種E/D構成の半導体装置に於ける製造工
程の短縮を可能にし、しかも、ゲート電極部分に於ける
凹所の形成には、基本的にウェット・エツチングを使用
せず、選択ドライ・エツチングで終了させることができ
、ゲート電極下の活性層厚を精度良く制御することがで
き、半導体装置に於ける閾値電圧のバラツキをウェハ全
面に亙り小さく抑えることを可能にしたものである。
第1のエツチング停止層をなすと共にn型、61GaA
s層25が第2のエツチング停止層をなしていて、これ
等エツチング停止層を効果的に利用すること、そして、
第1のエツチング停止層とn型GaAs層28の形成及
びその選択的除去を行うことに起因し、E/D両モード
のトランジスタに於けるゲート電極形成を1回の工程で
済ませ、この種E/D構成の半導体装置に於ける製造工
程の短縮を可能にし、しかも、ゲート電極部分に於ける
凹所の形成には、基本的にウェット・エツチングを使用
せず、選択ドライ・エツチングで終了させることができ
、ゲート電極下の活性層厚を精度良く制御することがで
き、半導体装置に於ける閾値電圧のバラツキをウェハ全
面に亙り小さく抑えることを可能にしたものである。
第9図について説明した半導体装置及びその製造方法は
、前記したように、従来技術では得られない優れた効果
を奏することができ、実用面上での問題点は殆どないが
、該半導体装置の性能を更に向上させる為には改良の余
地があり、全く問題なしとは言えない状態にある。
、前記したように、従来技術では得られない優れた効果
を奏することができ、実用面上での問題点は殆どないが
、該半導体装置の性能を更に向上させる為には改良の余
地があり、全く問題なしとは言えない状態にある。
即ち、第9図からも明らかなように、ショットキ・コン
タクト電極は、何れもAfGaAs層に接触するように
設けられ、そこに生成されるショットキ・バリヤを利用
してゲート・アクションを行うようになっている。
タクト電極は、何れもAfGaAs層に接触するように
設けられ、そこに生成されるショットキ・バリヤを利用
してゲート・アクションを行うようになっている。
ところが、Aj!GaAsは極めて酸化され易いので、
前記改良された発明の場合にあっても、ショットキ・コ
ンタクト電極との界面に酸化膜が介在してしまう旨の問
題があり、このようになると、良好なショットキ・バリ
ヤが生成されず、良好なゲート・アクションは期待でき
ない。
前記改良された発明の場合にあっても、ショットキ・コ
ンタクト電極との界面に酸化膜が介在してしまう旨の問
題があり、このようになると、良好なショットキ・バリ
ヤが生成されず、良好なゲート・アクションは期待でき
ない。
本発明は、エンハンスメント型トランジスタ部分に於け
るショットキ・コンタクト電極も、デプレション型トラ
ンジスタ部分に於けるそれもGaAs層にコンタクトし
て形成されるようにし、界面に酸化膜が形成される旨の
問題を解消しようとする。
るショットキ・コンタクト電極も、デプレション型トラ
ンジスタ部分に於けるそれもGaAs層にコンタクトし
て形成されるようにし、界面に酸化膜が形成される旨の
問題を解消しようとする。
本発明に依る半導体装置及びその製造方法に於いては、
基板上に、チャネル層となる第1の半導体層、キャリヤ
供給層をなすと共に実質的なキャリヤ供給層となる第2
の半導体層及びエンハンスメント型トランジスタ部分の
ショットキ・コンタクト層となる第3の半導体層及び第
3のエツチング停止層となる第4の半導体層、デプレシ
ョン型トランジスタ部分の閾値電圧調整層となる第5の
半導体層、第2のエツチング停止層となる第6の半導体
層、オーミック・コンタクト可能なキャップ層となる第
7の半導体層、第1のエツチング停止層となる第8の半
導体層、オーミック・コンタクト可能なキャップ層とな
る第9の半導体層のそれぞれを前記の順に成長させる工
程と、次いで、エンハンスメント型トランジスタ部分の
形成予定領域に於ける前記第9及び第8の半導体層の少
なくとも一部を除去する工程と、しかる後、エンハンス
メント型トランジスタ部分に於いては前記第5及び第4
の半導体層をエツチングして前記第3の半導体層に達す
るゲート電極形成用の凹所を、また、デプレション型ト
ランジスタ部分に於いては前記第7及び第6の半導体層
をエツチングして前記第5の半導体層に達するゲート電
極形成用の凹所を同時に形成してからそれぞれのゲート
電極を同時に形成する工程とが含まれてなることを特徴
とする構成、また、基板上に順に形成され、チャネル層
をなす第1の半導体層、キャリヤ供給層をなすと共に実
質的なキャリヤ供給層である第2の半導体層及びエンハ
ンスメント型トランジスタ部分のショットキ・コンタク
ト層である第3の半導体層及び第3のエツチング停止層
である第4の半導体層、デプレション型トランジスタ部
分の閾値電圧調整層である第5の半導体層、第2のエツ
チング停止層である第6の半導体層、オーミック・コン
タクト可能なキャップ層である第7の半導体層、第1の
エツチング停止層である第8の半導体層、オーミック・
コンタクト可能なキャップ層である第9の半導体層のそ
れぞれからなる諸半導体層と、エンハンスメント型トラ
ンジスタ部分に形成され表面から前記第3の半導体層に
達するゲート電極形成用の凹所並びにデプレション型ト
ランジスタ部分に形成され表面から前記第5の半導体層
に達するゲート電極形成用の凹所と、該それぞれの凹所
内に形成されたエンハンスメント型トランジスタ部分並
びにデプレション型トランジスタ部分の各ゲート電極と
を備えてなることを特徴とする構成になっている。
基板上に、チャネル層となる第1の半導体層、キャリヤ
供給層をなすと共に実質的なキャリヤ供給層となる第2
の半導体層及びエンハンスメント型トランジスタ部分の
ショットキ・コンタクト層となる第3の半導体層及び第
3のエツチング停止層となる第4の半導体層、デプレシ
ョン型トランジスタ部分の閾値電圧調整層となる第5の
半導体層、第2のエツチング停止層となる第6の半導体
層、オーミック・コンタクト可能なキャップ層となる第
7の半導体層、第1のエツチング停止層となる第8の半
導体層、オーミック・コンタクト可能なキャップ層とな
る第9の半導体層のそれぞれを前記の順に成長させる工
程と、次いで、エンハンスメント型トランジスタ部分の
形成予定領域に於ける前記第9及び第8の半導体層の少
なくとも一部を除去する工程と、しかる後、エンハンス
メント型トランジスタ部分に於いては前記第5及び第4
の半導体層をエツチングして前記第3の半導体層に達す
るゲート電極形成用の凹所を、また、デプレション型ト
ランジスタ部分に於いては前記第7及び第6の半導体層
をエツチングして前記第5の半導体層に達するゲート電
極形成用の凹所を同時に形成してからそれぞれのゲート
電極を同時に形成する工程とが含まれてなることを特徴
とする構成、また、基板上に順に形成され、チャネル層
をなす第1の半導体層、キャリヤ供給層をなすと共に実
質的なキャリヤ供給層である第2の半導体層及びエンハ
ンスメント型トランジスタ部分のショットキ・コンタク
ト層である第3の半導体層及び第3のエツチング停止層
である第4の半導体層、デプレション型トランジスタ部
分の閾値電圧調整層である第5の半導体層、第2のエツ
チング停止層である第6の半導体層、オーミック・コン
タクト可能なキャップ層である第7の半導体層、第1の
エツチング停止層である第8の半導体層、オーミック・
コンタクト可能なキャップ層である第9の半導体層のそ
れぞれからなる諸半導体層と、エンハンスメント型トラ
ンジスタ部分に形成され表面から前記第3の半導体層に
達するゲート電極形成用の凹所並びにデプレション型ト
ランジスタ部分に形成され表面から前記第5の半導体層
に達するゲート電極形成用の凹所と、該それぞれの凹所
内に形成されたエンハンスメント型トランジスタ部分並
びにデプレション型トランジスタ部分の各ゲート電極と
を備えてなることを特徴とする構成になっている。
前記手段を採ることに依り、エンハンスメント型トラン
ジスタ部分に於けるショットキ・コンタクト・ゲート電
極及びデプレション型トランジスタ部分に於けるそれの
両方を酸化し難い半導体層上に形成することを可能にし
、それに依ってE/D何れのトランジスタ部分に於いて
も良好なショットキ・バリヤが得られるようにして半導
体装置の特性を向上させることができるようにし、しか
も、一度のマスク工程に依り、E/D両モードのトラン
ジスタに関するゲート部分を精度良く同時に形成するこ
とができるように、そして、エンハンスメント型トラン
ジスタ部分の闇値電圧もデプレション型トランジスタ部
分のそれも正確に制御することができるようになった。
ジスタ部分に於けるショットキ・コンタクト・ゲート電
極及びデプレション型トランジスタ部分に於けるそれの
両方を酸化し難い半導体層上に形成することを可能にし
、それに依ってE/D何れのトランジスタ部分に於いて
も良好なショットキ・バリヤが得られるようにして半導
体装置の特性を向上させることができるようにし、しか
も、一度のマスク工程に依り、E/D両モードのトラン
ジスタに関するゲート部分を精度良く同時に形成するこ
とができるように、そして、エンハンスメント型トラン
ジスタ部分の闇値電圧もデプレション型トランジスタ部
分のそれも正確に制御することができるようになった。
第1図乃至第8図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於ける半導体装置の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。
要所に於ける半導体装置の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。
第1図参照
(1)分子線エピタキシャル成長(molecular
beam epitaxy:MBE)法或いは有
機金属化学気相堆積(metalorganic c
hemical vapordeposition:
MOCVD)法などの技法を適宜に選択採用することに
依り、半絶縁性GaAs基板1上にチャネル層となるア
ン・ドープGaAs層2 (第1の半導体層)、電子供
給層3の構成要素であるn型AAGaAsN3A(第2
の半導体層)、電子供給N3の構成要素であると共にシ
ョットキ・コンタクト層であるn型GaAs層3B(第
3の半導体層)、電子供給層3の構成要素であると共に
第3のエツチング停止層であるn型A I G a A
s N 3 C(第4の半導体層)、デプレション型
トランジスタ部分に於ける闇値電圧■いを調整する層で
あるn型GaAs層4(第5の半導体層)、第2のエツ
チング停止層であるn型AgGaAs層5 (第6の半
導体層)、オーミック・コンタクトが可能なキャップ層
であるn型GaAs層6 (第7の半導体層)、第1の
エツチング停止層であるn型Aj2GaAs層7 (第
8の半導体層)、オーミック・コンタクトが可能なキャ
ップ層であるn型GaAs層8(第9の半導体層)をそ
れぞれ成長させる。
beam epitaxy:MBE)法或いは有
機金属化学気相堆積(metalorganic c
hemical vapordeposition:
MOCVD)法などの技法を適宜に選択採用することに
依り、半絶縁性GaAs基板1上にチャネル層となるア
ン・ドープGaAs層2 (第1の半導体層)、電子供
給層3の構成要素であるn型AAGaAsN3A(第2
の半導体層)、電子供給N3の構成要素であると共にシ
ョットキ・コンタクト層であるn型GaAs層3B(第
3の半導体層)、電子供給層3の構成要素であると共に
第3のエツチング停止層であるn型A I G a A
s N 3 C(第4の半導体層)、デプレション型
トランジスタ部分に於ける闇値電圧■いを調整する層で
あるn型GaAs層4(第5の半導体層)、第2のエツ
チング停止層であるn型AgGaAs層5 (第6の半
導体層)、オーミック・コンタクトが可能なキャップ層
であるn型GaAs層6 (第7の半導体層)、第1の
エツチング停止層であるn型Aj2GaAs層7 (第
8の半導体層)、オーミック・コンタクトが可能なキャ
ップ層であるn型GaAs層8(第9の半導体層)をそ
れぞれ成長させる。
この場合に於ける各半導体層に於けるデータは次の通り
である。
である。
(a) ノン・ドープGaAs層2(第1の半導体層
)について 厚さ:10’000(人〕 (bl n型AAGaAs層3A(第2の半導体層)
について 厚さ:200(人〕 X値:0,3 ドナー濃度: 2 X 1018 (cm−’)(c
) n型GaAs層3B(第3の半導体層)について 厚さ:100(人〕 ドナー濃度lX101B[G弓〕 (di n型Aj2GaAsJii3C(第4の半導
体層)について 厚さ=60 〔人〕 X値:0.3 ドナー濃度: 2 X 101B(c「3)(e)
n型GaAs層4(第5の半導体層)について 厚さ:100(人〕 ドナー濃度: 2 X 10 I8(am−’)(f)
n型Aj!GaAs層5 (第6の半導体装置につ
いて 厚さ:60 〔人〕 X値:0.3 ドナー濃度: 2 X 10” (cm−”)(g)
n型GaAs層6(第7の半導体層)について 厚さ:500(人〕 ドナー濃度:2X10I8 (ロー3〕(h) n型
AAGaAs層7 (第8の半導体層)について 厚さ:60 〔人〕 X値:0.3 ドナー濃度:2X10I8 (Ω−3〕(1) n型
GaAs層8(第9の半導体層)について 厚さ:200(人〕 ドナー濃度: 2 X 10 I8(cm−’)第2図
参照 (2)例えば、通常のフォト・リソグラフィ技術に於け
るレジスト・プロセス及びフッ化水素酸系エツチング液
を用いたウェット・工・ノチング法を適用することに依
り、E/D構成毎の絶縁分離及びエンハンスメント型ト
ランジスタ部分Eとデプレション型トランジスタ部分り
との絶縁分離する為のメサ・エツチングを行う。尚、こ
の工程に於いて、イオン注入法を適用することに依り、
前記各絶縁分離を行うようにしても良い。
)について 厚さ:10’000(人〕 (bl n型AAGaAs層3A(第2の半導体層)
について 厚さ:200(人〕 X値:0,3 ドナー濃度: 2 X 1018 (cm−’)(c
) n型GaAs層3B(第3の半導体層)について 厚さ:100(人〕 ドナー濃度lX101B[G弓〕 (di n型Aj2GaAsJii3C(第4の半導
体層)について 厚さ=60 〔人〕 X値:0.3 ドナー濃度: 2 X 101B(c「3)(e)
n型GaAs層4(第5の半導体層)について 厚さ:100(人〕 ドナー濃度: 2 X 10 I8(am−’)(f)
n型Aj!GaAs層5 (第6の半導体装置につ
いて 厚さ:60 〔人〕 X値:0.3 ドナー濃度: 2 X 10” (cm−”)(g)
n型GaAs層6(第7の半導体層)について 厚さ:500(人〕 ドナー濃度:2X10I8 (ロー3〕(h) n型
AAGaAs層7 (第8の半導体層)について 厚さ:60 〔人〕 X値:0.3 ドナー濃度:2X10I8 (Ω−3〕(1) n型
GaAs層8(第9の半導体層)について 厚さ:200(人〕 ドナー濃度: 2 X 10 I8(cm−’)第2図
参照 (2)例えば、通常のフォト・リソグラフィ技術に於け
るレジスト・プロセス及びフッ化水素酸系エツチング液
を用いたウェット・工・ノチング法を適用することに依
り、E/D構成毎の絶縁分離及びエンハンスメント型ト
ランジスタ部分Eとデプレション型トランジスタ部分り
との絶縁分離する為のメサ・エツチングを行う。尚、こ
の工程に於いて、イオン注入法を適用することに依り、
前記各絶縁分離を行うようにしても良い。
第3図参照
(3)例えば、工程(2)と同様に通常のフォト・リン
グラフィ技術に於けるレジスト・プロセス及びフッ化水
素酸系エツチング液を用いたウェット・エツチング法を
適用することに依り、エンハンスメント型トランジスタ
部分Eに於けるn型GaAs層8及びn型Aj!GaA
s層7の工・ノチングを行い、凹所8Aを形成する。尚
、この際、凹所8Aがn型GaAs層6に入り込んでも
問題はない。
グラフィ技術に於けるレジスト・プロセス及びフッ化水
素酸系エツチング液を用いたウェット・エツチング法を
適用することに依り、エンハンスメント型トランジスタ
部分Eに於けるn型GaAs層8及びn型Aj!GaA
s層7の工・ノチングを行い、凹所8Aを形成する。尚
、この際、凹所8Aがn型GaAs層6に入り込んでも
問題はない。
ここでは、n型GaAs層8並びにn型AIG a A
s i! 7を選択的に除去して凹所8Aを形成した
が、エンハンスメント型トランジスタ部分Eに関する限
り、全てを除去しても良く、その場合にはn型GaAs
層6が全面的に表出されることになり、その際には、n
型GaAs層6上にオーミック・コンタクト電極が形成
されることになる。
s i! 7を選択的に除去して凹所8Aを形成した
が、エンハンスメント型トランジスタ部分Eに関する限
り、全てを除去しても良く、その場合にはn型GaAs
層6が全面的に表出されることになり、その際には、n
型GaAs層6上にオーミック・コンタクト電極が形成
されることになる。
第4図参照
(4)化学気相堆積(chemical vap。
r deposition:CVD)法を適用するこ
とに依り、二酸化シリコン(Si02)膜9を厚さ例え
ば3000 (人〕程度に形成する。
とに依り、二酸化シリコン(Si02)膜9を厚さ例え
ば3000 (人〕程度に形成する。
(5)例えば、フッ化水素酸系エツチング液を用いたウ
ェット・エツチング法を適用することに依り、フォト・
レジスト膜(図示せず)をマスクとして二酸化シリコン
膜9のパターニングを行い電極コンタクト窓を形成する
。
ェット・エツチング法を適用することに依り、フォト・
レジスト膜(図示せず)をマスクとして二酸化シリコン
膜9のパターニングを行い電極コンタクト窓を形成する
。
(6)前記二酸化シリコン膜9のパターニングを行った
際に形成したフォト・レジスト膜をそのまま残しておき
、真空蒸着法を適用することに依り、A u Q e
/ A uからなる電極金属膜を形成する。
際に形成したフォト・レジスト膜をそのまま残しておき
、真空蒸着法を適用することに依り、A u Q e
/ A uからなる電極金属膜を形成する。
(7)前記フォト・レジスト膜を溶解して除去すること
に依り、前記電極金属膜のリフト・オフに依るパターニ
ングを行い、引き続き合金化の熱処理をすることに依り
、オーミック・コンタクト電極10.11,12.13
を形成する。
に依り、前記電極金属膜のリフト・オフに依るパターニ
ングを行い、引き続き合金化の熱処理をすることに依り
、オーミック・コンタクト電極10.11,12.13
を形成する。
第5図参照
(8) フォト・レジスト膜14を形成し、エンハン
スメント型トランジスタ部分E及びデプレション型トラ
ンジスタ部分りのそれぞれに於けるゲート電極形成用の
凹所を作成する為の開口14E及び14Dを形成する。
スメント型トランジスタ部分E及びデプレション型トラ
ンジスタ部分りのそれぞれに於けるゲート電極形成用の
凹所を作成する為の開口14E及び14Dを形成する。
(9) エッチャント°をフッ化水素酸系エツチング
液とするウェット・エツチング法を適用することに依り
、フォト・レジスト膜14をマスクとして二酸化シリコ
ン膜9のエツチングを行い、開口9E及び9Dを形成す
る。
液とするウェット・エツチング法を適用することに依り
、フォト・レジスト膜14をマスクとして二酸化シリコ
ン膜9のエツチングを行い、開口9E及び9Dを形成す
る。
α0) CCl2F2含有ガスをエッチャントとする
選択ドライ・エツチング法を適用することに依リ、フォ
ト・レジスト膜14をマスクとして、エンハンスメント
型トランジスタ部分Eではn型GaAs層6の、また、
デプレション型トランジスタ部分りではn型GaAs層
8のエツチングを行って、凹所6E及び8Dを形成する
。
選択ドライ・エツチング法を適用することに依リ、フォ
ト・レジスト膜14をマスクとして、エンハンスメント
型トランジスタ部分Eではn型GaAs層6の、また、
デプレション型トランジスタ部分りではn型GaAs層
8のエツチングを行って、凹所6E及び8Dを形成する
。
この場合、エンハンスメント型トランジスタ部分Eでは
n型A I G a A s N5が、また、デプレシ
ョン型トランジスタ部分りではn型AItGaAs層7
がエツチング・ストッパになることは云うまでもない。
n型A I G a A s N5が、また、デプレシ
ョン型トランジスタ部分りではn型AItGaAs層7
がエツチング・ストッパになることは云うまでもない。
現在、本発明者等が実用化しているエツチング技術に依
ると、GaAsはAlGaAsに対し約200倍の速度
でエツチングすることができるので、前記のエツチング
に於いては、n型AJGaAs層5及びn型Aj2Ga
As層7の表面で自動的に停止すると考えて良く、その
制御性は極めて高い。
ると、GaAsはAlGaAsに対し約200倍の速度
でエツチングすることができるので、前記のエツチング
に於いては、n型AJGaAs層5及びn型Aj2Ga
As層7の表面で自動的に停止すると考えて良く、その
制御性は極めて高い。
第6図参照
01)フン化水素酸系エツチング液をエッチャントとす
るウェット・エツチング法を適用することに依り、エン
ハンスメント型トランジスタ部分Eではn型AfGaA
s層5の、また、デプレション型トランジスタ部分りで
はn型AlGaAs層7のエツチングを行い、凹所6E
及び8Dを深くし、n型GaAs層4及び6の表面を露
出させる。
るウェット・エツチング法を適用することに依り、エン
ハンスメント型トランジスタ部分Eではn型AfGaA
s層5の、また、デプレション型トランジスタ部分りで
はn型AlGaAs層7のエツチングを行い、凹所6E
及び8Dを深くし、n型GaAs層4及び6の表面を露
出させる。
この場合のエツチングは、n型Aj2C;aAs層5及
びn型AxcaAsJi7が前記したように60 〔人
〕の厚さしかなり、穫めて薄いことから、その制御性は
良好であり、その下地が薄くても、エツチングが突き抜
けてしまうことはない。
びn型AxcaAsJi7が前記したように60 〔人
〕の厚さしかなり、穫めて薄いことから、その制御性は
良好であり、その下地が薄くても、エツチングが突き抜
けてしまうことはない。
第7図参照
(2) CCl2F2含有ガスをエッチャントとする選
択ドライ・エツチング法を適用することに依り、エンハ
ンスメント型トランジスタ部分Eではn型G a A
9層4の、また、デプレション型トランジスタ部分りで
はn型GaAs層6のエツチングを行い、凹所6E及び
8Dを更に深くする。尚、このエツチングに対しては、
n型A6GaAs層3C或いはn型AlGaAs層5の
表面がストッパになっている。
択ドライ・エツチング法を適用することに依り、エンハ
ンスメント型トランジスタ部分Eではn型G a A
9層4の、また、デプレション型トランジスタ部分りで
はn型GaAs層6のエツチングを行い、凹所6E及び
8Dを更に深くする。尚、このエツチングに対しては、
n型A6GaAs層3C或いはn型AlGaAs層5の
表面がストッパになっている。
第8図参照
α蜀 フッ化水素酸系エツチング液をエッチャントとす
るウェット・エツチング法を適用することに依り、エン
ハンスメント型トランジスタ部分Eではn型、64!G
aAs層3Cの、そして、デプレション型トランジスタ
部分りではn型AlGaAs層5のエツチングを行い、
凹所6E及び8Dを更に深くし、n型GaAs層3B及
び4の表面を露出させる。
るウェット・エツチング法を適用することに依り、エン
ハンスメント型トランジスタ部分Eではn型、64!G
aAs層3Cの、そして、デプレション型トランジスタ
部分りではn型AlGaAs層5のエツチングを行い、
凹所6E及び8Dを更に深くし、n型GaAs層3B及
び4の表面を露出させる。
この場合のエツチングも、前記工程C11)で説明した
n型A/GaAs層5並びにn型AffGaAs層7に
関するエツチングと同様、n型/lGaAs層3C並び
にn型AlGaAs層5の厚さが60C人〕であって、
極めて薄いことから、エツチングの制御性は良好である
。
n型A/GaAs層5並びにn型AffGaAs層7に
関するエツチングと同様、n型/lGaAs層3C並び
にn型AlGaAs層5の厚さが60C人〕であって、
極めて薄いことから、エツチングの制御性は良好である
。
Q4) 凹所6E及び8Dの形成にマスクとして用い
たフォト・レジスト膜14をそのまま残した状態で、例
えば真空蒸着法を適用することに依り、アルミニウム(
Af)膜を厚さ例えば3000〔人〕程度に形成する。
たフォト・レジスト膜14をそのまま残した状態で、例
えば真空蒸着法を適用することに依り、アルミニウム(
Af)膜を厚さ例えば3000〔人〕程度に形成する。
αジ 前記マスクとして用いたフォト・レジスト膜14
を溶解して除去する。
を溶解して除去する。
これに依り、前記アルミニウム膜は、所謂、リフト・オ
フ法で選択的に除去され、ショットキ・コンタクト・ゲ
ート電極15及び16が形成される。
フ法で選択的に除去され、ショットキ・コンタクト・ゲ
ート電極15及び16が形成される。
ここに説明した実施例によれば、エンハンスメント型ト
ランジスタ部分已に於けるショットキ・コンタクト・ゲ
ート電極及びデプレション型トランジスタ部分に於ける
ショットキ・コンタクト・ゲート電極の何れも酸化され
難いGaAsに接触していることが明らかであり、また
、前記説明した従来技術と同様、闇値電圧■いが正確に
制御されたE/D構成の半導体装置を容易に得ることが
できることも理解できよう。
ランジスタ部分已に於けるショットキ・コンタクト・ゲ
ート電極及びデプレション型トランジスタ部分に於ける
ショットキ・コンタクト・ゲート電極の何れも酸化され
難いGaAsに接触していることが明らかであり、また
、前記説明した従来技術と同様、闇値電圧■いが正確に
制御されたE/D構成の半導体装置を容易に得ることが
できることも理解できよう。
本発明に依るE/D構成をもつ半導体装置及びその製造
方法に於いては、第1乃至第3のエッチング停止層を諸
半導体層の所望の眉間に介挿し、該諸半導体層をエツチ
ングする際、それ等のエツチング停止層を適宜に利用す
るようにしている。
方法に於いては、第1乃至第3のエッチング停止層を諸
半導体層の所望の眉間に介挿し、該諸半導体層をエツチ
ングする際、それ等のエツチング停止層を適宜に利用す
るようにしている。
前記構成を採ることに依り、エンハンスメント型トラン
ジスタ部分に於けるショットキ・コンタクト・ゲート電
極及びデプレション型トランジスタ部分に於けるそれの
両方を酸化し難い半導体層上に形成することを可能にし
、それに依ってE/D何れのトランジスタ部分に於いて
も良好なショットキ・バリヤが得られるようにして半導
体装置の特性を向上させることができるようにし、しか
も、一度のマスク工程に依り、E/D両モードのトラン
ジスタに関するゲート部分を精度良く同時に形成するこ
とができるように、そして、エンハンスメント型トラン
ジスタ部分の闇値電圧もデプレション型トランジスタ部
分のそれも正確に制御することができるようになった。
ジスタ部分に於けるショットキ・コンタクト・ゲート電
極及びデプレション型トランジスタ部分に於けるそれの
両方を酸化し難い半導体層上に形成することを可能にし
、それに依ってE/D何れのトランジスタ部分に於いて
も良好なショットキ・バリヤが得られるようにして半導
体装置の特性を向上させることができるようにし、しか
も、一度のマスク工程に依り、E/D両モードのトラン
ジスタに関するゲート部分を精度良く同時に形成するこ
とができるように、そして、エンハンスメント型トラン
ジスタ部分の闇値電圧もデプレション型トランジスタ部
分のそれも正確に制御することができるようになった。
第1図乃至第8図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図、第9図は従
来技術で製造された半導体装置の要部切断側面図をそれ
ぞれ表している。 図に於いて、1は半絶縁性GaAs基板、2はチャネル
層となるアン・ドープGaAs層(第1の半導体層)、
3は電子供給層、3Aは電子供給層の構成要素であるn
型AjFGaAs層(第2の半導体層)、3Bは電子供
給層の構成要素を兼ねたショットキ・コンタクト層であ
るn型GaAs層(第3の半導体層)、3Cは電子供給
層の構成要素を兼ねた第3のエツチング停止層であるn
型Aj!GaAs層(第4の半導体層)、4はデプレシ
ョン型トランジスタ部分に於ける闇値電圧■いを調整す
る層であるn型GaAs層(第5の半導体層)、5は第
2のエツチング停止層であるn型AβGaAs層(第6
の半導体層)、6はオーミック・コンタクトが可能なキ
ャップ層であるn型GaAs層((第7の半導体層)、
7は第1のエツチング停止層であるn型AJGaAs層
(第8の半導体層)、8はオーミック・コンタクトが可
能なキャップ層であるn型GaAs層(第9の半導体層
)、9は二酸化シリコン膜、10,11゜12.13は
オーミック・コンタクト電極、14はフォト・レジスト
膜、15及び16はショットキ・コンタクト・ゲート電
極をそれぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 抱1図 第4図 第5図 #48図 従来例を説明する為の半導体装置の要部切断側画図第9
図
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図、第9図は従
来技術で製造された半導体装置の要部切断側面図をそれ
ぞれ表している。 図に於いて、1は半絶縁性GaAs基板、2はチャネル
層となるアン・ドープGaAs層(第1の半導体層)、
3は電子供給層、3Aは電子供給層の構成要素であるn
型AjFGaAs層(第2の半導体層)、3Bは電子供
給層の構成要素を兼ねたショットキ・コンタクト層であ
るn型GaAs層(第3の半導体層)、3Cは電子供給
層の構成要素を兼ねた第3のエツチング停止層であるn
型Aj!GaAs層(第4の半導体層)、4はデプレシ
ョン型トランジスタ部分に於ける闇値電圧■いを調整す
る層であるn型GaAs層(第5の半導体層)、5は第
2のエツチング停止層であるn型AβGaAs層(第6
の半導体層)、6はオーミック・コンタクトが可能なキ
ャップ層であるn型GaAs層((第7の半導体層)、
7は第1のエツチング停止層であるn型AJGaAs層
(第8の半導体層)、8はオーミック・コンタクトが可
能なキャップ層であるn型GaAs層(第9の半導体層
)、9は二酸化シリコン膜、10,11゜12.13は
オーミック・コンタクト電極、14はフォト・レジスト
膜、15及び16はショットキ・コンタクト・ゲート電
極をそれぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 − 抱1図 第4図 第5図 #48図 従来例を説明する為の半導体装置の要部切断側画図第9
図
Claims (2)
- (1)基板上に、チャネル層となる第1の半導体層、キ
ャリヤ供給層をなすと共に実質的なキャリヤ供給層とな
る第2の半導体層及びエンハンスメント型トランジスタ
部分のショットキ・コンタクト層となる第3の半導体層
及び第3のエッチング停止層となる第4の半導体層、デ
プレション型トランジスタ部分の閾値電圧調整層となる
第5の半導体層、第2のエッチング停止層となる第6の
半導体層、オーミック・コンタクト可能なキャップ層と
なる第7の半導体層、第1のエッチング停止層となる第
8の半導体層、オーミック・コンタクト可能なキャップ
層となる第9の半導体層のそれぞれを前記の順に成長さ
せる工程と、 次いで、エンハンスメント型トランジスタ部分の形成予
定領域に於ける前記第9及び第8の半導体層の少なくと
も一部を除去する工程と、 しかる後、エンハンスメント型トランジスタ部分に於い
ては前記第5及び第4の半導体層をエッチングして前記
第3の半導体層に達するゲート電極形成用の凹所を、ま
た、デプレション型トランジスタ部分に於いては前記第
7及び第6の半導体層をエッチングして前記第5の半導
体層に達するゲート電極形成用の凹所を同時に形成して
からそれぞれのゲート電極を同時に形成する工程とが含
まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (2)基板上に順に形成され、チャネル層をなす第1の
半導体層、キャリヤ供給層をなすと共に実質的なキャリ
ヤ供給層である第2の半導体層及びエンハンスメント型
トランジスタ部分のショットキ・コンタクト層である第
3の半導体層及び第3のエッチング停止層である第4の
半導体層、デプレション型トランジスタ部分の閾値電圧
調整層である第5の半導体層、第2のエッチング停止層
である第6の半導体層、オーミック・コンタクト可能な
キャップ層である第7の半導体層、第1のエッチング停
止層である第8の半導体層、オーミック・コンタクト可
能なキャップ層である第9の半導体層のそれぞれからな
る諸半導体層と、 エンハンスメント型トランジスタ部分に形成され表面か
ら前記第3の半導体層に達するゲート電極形成用の凹所
並びにデプレション型トランジスタ部分に形成され表面
から前記第5の半導体層に達するゲート電極形成用の凹
所と、 該それぞれの凹所内に形成されたエンハンスメント型ト
ランジスタ部分並びにデプレション型トランジスタ部分
の各ゲート電極と を備えてなることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62055153A JP2551427B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62055153A JP2551427B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63222462A true JPS63222462A (ja) | 1988-09-16 |
| JP2551427B2 JP2551427B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=12990804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62055153A Expired - Lifetime JP2551427B2 (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551427B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686741A (en) * | 1993-06-18 | 1997-11-11 | Fujitsu, Ltd. | Compound semiconductor device on silicon substrate and method of manufacturing the same |
| KR100231704B1 (ko) * | 1996-11-18 | 1999-11-15 | 정선종 | 이-메스페드와 디-메스페트 제조용 기판 구조 및 그 제조방법 |
| EP2555242A1 (en) * | 2011-08-01 | 2013-02-06 | Selex Sistemi Integrati S.p.A. | Enhancement-/depletion-PHEMT device and manufacturing method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60231368A (ja) * | 1984-05-01 | 1985-11-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6124265A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6165480A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-03-12 JP JP62055153A patent/JP2551427B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60231368A (ja) * | 1984-05-01 | 1985-11-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6124265A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6165480A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5686741A (en) * | 1993-06-18 | 1997-11-11 | Fujitsu, Ltd. | Compound semiconductor device on silicon substrate and method of manufacturing the same |
| KR100231704B1 (ko) * | 1996-11-18 | 1999-11-15 | 정선종 | 이-메스페드와 디-메스페트 제조용 기판 구조 및 그 제조방법 |
| EP2555242A1 (en) * | 2011-08-01 | 2013-02-06 | Selex Sistemi Integrati S.p.A. | Enhancement-/depletion-PHEMT device and manufacturing method thereof |
| US8610173B2 (en) | 2011-08-01 | 2013-12-17 | Selex Sistemi Integrati S.P.A. | Enhancement/depletion PHEMT device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2551427B2 (ja) | 1996-11-06 |
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