JPH0864774A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Manufacture of semiconductor integrated circuit deviceInfo
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- JPH0864774A JPH0864774A JP19832594A JP19832594A JPH0864774A JP H0864774 A JPH0864774 A JP H0864774A JP 19832594 A JP19832594 A JP 19832594A JP 19832594 A JP19832594 A JP 19832594A JP H0864774 A JPH0864774 A JP H0864774A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、n型電界効果トランジ
スタ(以下、n型FET)及びp型電界効果トランジス
タ(以下、p型FET)を同一半導体基板上に作り込む
半導体集積回路装置を製造するのに好適な方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention manufactures a semiconductor integrated circuit device in which an n-type field effect transistor (hereinafter, n-type FET) and a p-type field effect transistor (hereinafter, p-type FET) are formed on the same semiconductor substrate. A suitable method for doing so.
【0002】現在、半導体集積回路装置の高速化及び低
消費電力化が進められていて、化合物半導体を用いたも
のに於いても、相補型回路の実現が希求されている。Currently, semiconductor integrated circuit devices are being advanced in speed and power consumption, and even in the case of using a compound semiconductor, realization of a complementary circuit is desired.
【0003】[0003]
【従来の技術】従来、相補型回路を形成するには、平坦
なウエハ上にイオン注入技術を適用することに依ってn
型FET及びp型FETを形成したり、或いは、n型F
ET用の半導体層とp型FET用の半導体層とを独立に
エピタキシャル成長させる二段構造などが実施されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, complementary circuits have been formed by applying ion implantation technology on a flat wafer.
Type FET and p type FET, or n type F
A two-stage structure in which a semiconductor layer for ET and a semiconductor layer for p-type FET are independently epitaxially grown is implemented.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】イオン注入技術を適用
することに依ってn型FET及びp型FETを形成する
方法では、ゲートをマスクとしてイオン注入するセルフ
・アライメント方式でオーミック・コンタクト領域を形
成しているのであるが、その注入した不純物を活性化す
る為の800〔℃〕〜900〔℃〕に及ぶ熱処理プロセ
ス時に不純物がゲート方向にも拡散してしまうので、制
御性良く短チャネルのFETを形成することが困難であ
る。In a method for forming an n-type FET and a p-type FET by applying an ion implantation technique, an ohmic contact region is formed by a self-alignment method in which ions are implanted using a gate as a mask. However, since the impurities diffuse in the gate direction during the heat treatment process of 800 [° C.] to 900 [° C.] for activating the implanted impurities, the short channel FET is well controlled. Is difficult to form.
【0005】また、n型FET用の半導体層とp型FE
T用の半導体層とを独立にエピタキシャル成長させる二
段構造の場合、二つのしきい値電圧を独立に制御するこ
とが可能であるが、そのゲート電極形成プロセス、特
に、しきい値電圧を調整する為のプロセスはn型とp型
で二度必要である。Further, a semiconductor layer for an n-type FET and a p-type FE
In the case of the two-stage structure in which the semiconductor layer for T is independently epitaxially grown, it is possible to control the two threshold voltages independently, but the gate electrode forming process, especially the threshold voltage is adjusted. The process for this is required twice for n-type and p-type.
【0006】本発明は、n型とp型の二つの電界効果ト
ランジスタに於けるしきい値電圧を独立に制御すること
が可能であるにも拘わらず、それを一度のゲート電極形
成プロセスで実現できるようにする。According to the present invention, although the threshold voltages of the n-type field effect transistor and the p-type field effect transistor can be independently controlled, they are realized by a single gate electrode forming process. It can be so.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理を説
明する為の工程要所に於ける相補型回路をなす半導体集
積回路装置を表す要部切断側面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing a semiconductor integrated circuit device forming a complementary circuit at a process step for explaining the principle of the present invention.
【0008】図に於いて、1は基板、2はバッファ層、
3はチャネル層、4はキャリヤ供給層(即ち、ゲート電
極コンタクト層)、5はキャップ層、6はソース、7は
ドレイン、8はバッファ層、9はチャネル層、10はキ
ャリヤ供給層(即ち、ゲート電極コンタクト層)、11
はキャップ層、12はソース、13はドレイン、14は
素子間分離領域、15はレジスト膜、4Aはゲート・リ
セス、10Aはゲート・リセス、16及び17はゲート
電極をそれぞれ示している。In the figure, 1 is a substrate, 2 is a buffer layer,
3 is a channel layer, 4 is a carrier supply layer (ie, a gate electrode contact layer), 5 is a cap layer, 6 is a source, 7 is a drain, 8 is a buffer layer, 9 is a channel layer, and 10 is a carrier supply layer (ie, Gate electrode contact layer), 11
Is a cap layer, 12 is a source, 13 is a drain, 14 is an element isolation region, 15 is a resist film, 4A is a gate recess, 10A is a gate recess, and 16 and 17 are gate electrodes, respectively.
【0009】図示の半導体集積回路装置に於いて、素子
間分離領域14を間にして右側はn型トランジスタ部分
であり、また、左側はp型トランジスタ部分である。In the illustrated semiconductor integrated circuit device, the element isolation region 14 is interposed between the n-type transistor portion on the right side and the p-type transistor portion on the left side.
【0010】p型トランジスタ部分に於けるゲート電極
16の直下には、ある材料Aからなるキャリヤ供給層1
0が存在し、また、n型トランジスタ部分に於けるゲー
ト電極17の直下には、ある材料Bからなるキャリヤ供
給層4が存在する。Immediately below the gate electrode 16 in the p-type transistor portion, a carrier supply layer 1 made of a certain material A is provided.
0 exists, and the carrier supply layer 4 made of a certain material B exists just below the gate electrode 17 in the n-type transistor portion.
【0011】図示の半導体集積回路装置に於けるゲート
部分を作製するには、ゲート電極形成用開口をもつレジ
スト膜15を形成し、まず、キャップ層11及び材料A
からなるキャリヤ供給層10の一部を選択的にエッチン
グし、ソース12及びドレイン13間に流れる電流を測
定しつつ、ゲート・リセス10Aを形成してp型トラン
ジスタ部分のしきい値電圧を制御する。In order to manufacture the gate portion in the semiconductor integrated circuit device shown in the figure, a resist film 15 having an opening for forming a gate electrode is formed, and first, the cap layer 11 and the material A are formed.
A part of the carrier supply layer 10 made of is selectively etched, the current flowing between the source 12 and the drain 13 is measured, and the gate recess 10A is formed to control the threshold voltage of the p-type transistor portion. .
【0012】次に、キャップ層5及び材料Bからなるキ
ャリヤ供給層4の一部を選択的にエッチングし、ソース
6及びドレイン7間に流れる電流を測定しつつ、ゲート
・リセス4Aを形成してn型トランジスタ部分のしきい
値電圧を制御する。Next, the cap layer 5 and a part of the carrier supply layer 4 made of the material B are selectively etched to form a gate recess 4A while measuring the current flowing between the source 6 and the drain 7. Controls the threshold voltage of the n-type transistor portion.
【0013】その後、p型トランジスタ部分に於けるゲ
ート電極16及びn型トランジスタ部分に於けるゲート
電極17を形成して完成する。After that, the gate electrode 16 in the p-type transistor portion and the gate electrode 17 in the n-type transistor portion are formed and completed.
【0014】前記したところから明らかなように、本発
明に依る半導体集積回路装置の製造方法に於いては、 (1)同一基板(例えば基板21)上に一導電型トラン
ジスタ部分(例えばn型トランジスタ部分)のゲート電
極コンタクト層(例えば電子供給層24)を含む一導電
型トランジスタ部分構成用の所要半導体層(例えばバッ
ファ層22、チャネル層23、電子供給層24、キャッ
プ層25など)及び反対導電型トランジスタ部分(例え
ばp型トランジスタ部分)のゲート電極コンタクト層
(例えば正孔供給層28)を含む反対導電型トランジス
タ部分構成用の所要半導体層(例えばバッファ層26、
チャネル層27、正孔供給層28、キャップ層29な
ど)を積層形成する工程と、次いで、一導電型トランジ
スタ部分形成予定領域上に在る前記反対導電型トランジ
スタ部分構成用の所要半導体層を除去して前記一導電型
トランジスタ部分構成用の所要半導体層表面を選択的に
露出させる工程と、次いで、前記反対導電型トランジス
タ部分のゲート電極形成予定部分に開口(例えば開口3
5P)を有すると共に前記一導電型トランジスタ部分の
ゲート電極形成予定部分に開口(例えば開口35N)を
有するレジスト膜(例えばレジスト膜35)を形成する
工程と、次いで、前記反対導電型トランジスタ部分のゲ
ート電極コンタクト層に対するエッチング・レートが高
く且つ前記一導電型トランジスタ部分のゲート電極コン
タクト層に対するエッチング・レートが低いエッチャン
ト(例えばフッ化水素酸と過酸化水素水を混合した希釈
水溶液)並びに前記一導電型トランジスタ部分のゲート
電極コンタクト層に対するエッチング・レートが高く且
つ前記反対導電型トランジスタ部分のゲート電極コンタ
クト層に対するエッチング・レートが低いエッチャント
(例えばクエン酸水溶液と過酸化水素水を混合した希釈
水溶液)をそれぞれ使い分けて前記反対導電型トランジ
スタ部分のしきい値電圧制御と前記一導電型トランジス
タ部分のしきい値電圧制御とを行う為の前記各ゲート電
極コンタクト層のエッチングをマスクである前記レジス
ト膜を替えることなく相前後して実施する工程とが含ま
れてなることを特徴とするか、又は、As is apparent from the above description, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, (1) one conductivity type transistor portion (eg, n-type transistor) is formed on the same substrate (eg, substrate 21). Required semiconductor layers (for example, buffer layer 22, channel layer 23, electron supply layer 24, cap layer 25, etc.) for one-conductivity-type transistor partial configuration including gate electrode contact layer (for example, electron supply layer 24) and opposite conductivity. Required semiconductor layers (for example, buffer layer 26) for forming a transistor portion of the opposite conductivity type including the gate electrode contact layer (for example, hole supply layer 28) of the n-type transistor portion (for example, p-type transistor portion).
Channel layer 27, hole supply layer 28, cap layer 29, etc.), and then removing the required semiconductor layer for the opposite conductivity type transistor partial configuration on the one conductivity type transistor partial formation planned region. Selectively exposing the surface of the required semiconductor layer for forming the one conductivity type transistor portion, and then forming an opening (for example, the opening 3) in the gate electrode formation planned portion of the opposite conductivity type transistor portion.
5P) and forming a resist film (for example, a resist film 35) having an opening (for example, an opening 35N) in a portion where a gate electrode is to be formed in the one conductivity type transistor portion, and then, a gate for the opposite conductivity type transistor portion. An etchant having a high etching rate with respect to the electrode contact layer and a low etching rate with respect to the gate electrode contact layer of the transistor portion of the one conductivity type (for example, a dilute aqueous solution in which hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution are mixed) and the one conductivity type An etchant having a high etching rate with respect to the gate electrode contact layer of the transistor portion and a low etching rate with respect to the gate electrode contact layer of the opposite conductivity type transistor portion (for example, a dilute aqueous solution obtained by mixing an aqueous solution of citric acid and hydrogen peroxide solution) is used. This Replacing the resist film as a mask with etching of each gate electrode contact layer for selectively controlling the threshold voltage of the opposite conductivity type transistor portion and controlling the threshold voltage of the one conductivity type transistor portion. Characterized in that it includes the steps to be carried out one after the other, or,
【0015】(2)前記(1)に於いて、一導電型トラ
ンジスタ部分に於けるゲート電極コンタクト層を構成す
る材料がAlx Ga1-x As(x≦0.5)であると共
に反対導電型トランジスタ部分に於けるゲート電極コン
タクト層を構成する材料がAlx Ga1-x As(x≧
0.75)であって且つAlx Ga1-x As(x≦0.
5)に対するエッチング液がフッ化水素酸と過酸化水素
水の混合液であると共にAlxGa1-x As(x≧0.
75)に対するエッチング液がクエン酸水溶液と過酸化
水素水の混合液であることを特徴とする。(2) In (1) above, the material forming the gate electrode contact layer in the one conductivity type transistor portion is Al x Ga 1 -x As (x ≦ 0.5) and the material has opposite conductivity. The material forming the gate electrode contact layer in the p- type transistor portion is Al x Ga 1-x As (x ≧
0.75) and Al x Ga 1-x As (x ≦ 0.
The etching solution for 5) is a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide, and Al x Ga 1-x As (x ≧ 0.
The etching solution for 75) is a mixed solution of an aqueous citric acid solution and a hydrogen peroxide solution.
【0016】[0016]
【作用】前記手段を採ることに依り、p型トランジスタ
部分のしきい値電圧とn型トランジスタ部分のしきい値
電圧とを独立して制御することが可能でありながら、ゲ
ートの形成プロセスは一回で済ませることができ、従っ
て、相補型回路を簡単、且つ、短い工程で製造すること
ができる。By adopting the above means, the threshold voltage of the p-type transistor portion and the threshold voltage of the n-type transistor portion can be controlled independently, but the gate formation process is Therefore, the complementary circuit can be manufactured in a simple and short process.
【0017】[0017]
【実施例】図2及び図3は本発明一実施例の工程を解説
する為の工程要所に於ける半導体集積回路装置(相補回
路)を表す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。2 and 3 are cross-sectional side views showing essential parts of a semiconductor integrated circuit device (complementary circuit) at a process key point for explaining the process of one embodiment of the present invention. Will be described with reference to FIG.
【0018】図2(A)参照 2(A)−1 分子線エピタキシャル成長(molecular be
am epitaxy:MBE)法を適用して、基板2
1上にバッファ層22、チャネル層23、電子供給層
(ゲート電極コンタクト層)24、キャップ層25、バ
ッファ層26、チャネル層27、正孔供給層(ゲート電
極コンタクト層)28、キャップ層29を形成する。See FIG. 2A. 2 (A) -1 Molecular beam epitaxial growth (molecular be)
substrate 2 by applying the am epitaxy (MBE) method.
A buffer layer 22, a channel layer 23, an electron supply layer (gate electrode contact layer) 24, a cap layer 25, a buffer layer 26, a channel layer 27, a hole supply layer (gate electrode contact layer) 28, and a cap layer 29 are formed on the first layer. Form.
【0019】尚、バッファ層22、チャネル層23、電
子供給層24、キャップ層25はn型トランジスタ部分
を形成する為の構成要素、また、バッファ層26、チャ
ネル層27、正孔供給層28、キャップ層29はp型ト
ランジスタ部分を形成する為の構成要素である。The buffer layer 22, the channel layer 23, the electron supply layer 24, and the cap layer 25 are constituent elements for forming the n-type transistor portion, and the buffer layer 26, the channel layer 27, the hole supply layer 28, The cap layer 29 is a component for forming the p-type transistor portion.
【0020】ここで、各部分に関する主要なデータを挙
げると次の通りである。 基板21について 材料:半絶縁性GaAs バッファ層22について 材料:アンドープGaAs 厚さ:2000〔Å〕 チャネル層23について 材料:アンドープInGaAs 厚さ:140〔Å〕 電子供給層24について 材料:n−Alx Ga1-x As x値:0.5 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 厚さ:400〔Å〕Here, the main data regarding each part are as follows. Substrate 21 Material: Semi-insulating GaAs buffer layer 22 Material: Undoped GaAs Thickness: 2000 [Å] Channel layer 23 Material: Undoped InGaAs Thickness: 140 [Å] Electron supply layer 24 Material: n-Al x Ga 1-x As x value: 0.5 Impurity concentration: 2 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 400 [Å]
【0021】尚、この場合、x値を0.5とした理由
は、電子供給層として適正に動作すると共にエッチング
に対しても適切な効果を示す値であることに依る。In this case, the reason why the x value is set to 0.5 is that it is a value that properly operates as an electron supply layer and exhibits an appropriate effect on etching.
【0022】 キャップ層25について 材料:n−GaAs 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 厚さ:500〔Å〕 バッファ層26について 材料:アンドープGaAs 厚さ:2000〔Å〕 チャネル層27について 材料:アンドープInGaAs 厚さ:140〔Å〕 正孔供給層28について 材料:p−Alx Ga1-x As x値:0.75 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 厚さ:300〔Å〕About cap layer 25 Material: n-GaAs Impurity concentration: 2 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 500 [Å] Buffer layer 26 Material: Undoped GaAs Thickness: 2000 [Å] Channel layer 27 Material: undoped InGaAs Thickness: 140 [Å] Regarding hole supply layer 28 Material: p-Al x Ga 1-x As x value: 0.75 Impurity concentration: 2 × 10 18 [cm -3 ] Thickness: 300 〔Å〕
【0023】尚、この場合、x値を0.75とした理由
は、正孔供給層として適正に動作すると共にエッチング
に対しても適切な効果を示す値であることに依る。In this case, the reason for setting the x value to 0.75 is that it is a value that properly operates as a hole supply layer and exhibits an appropriate effect on etching.
【0024】 キャップ層29について 材料:p−GaAs 不純物濃度:2×1019〔cm-3〕 厚さ:500〔Å〕Cap layer 29 Material: p-GaAs Impurity concentration: 2 × 10 19 [cm −3 ] Thickness: 500 [Å]
【0025】2(A)−2 イオン注入法を適用することに依り、p型トランジスタ
部分とn型トランジスタ部分との境界及びその近傍に酸
素イオンを注入し、素子間分離領域30を形成する。By applying the 2 (A) -2 ion implantation method, oxygen ions are implanted at the boundary between the p-type transistor portion and the n-type transistor portion and in the vicinity thereof to form the element isolation region 30.
【0026】2(A)−3 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
ウエット・エッチング法を適用することに依り、n型ト
ランジスタ部分に於けるキャップ層29、正孔供給層2
8、チャネル層27、バッファ層26を除去してキャッ
プ層25を表出させる。2 (A) -3 Resist Process in Lithography Technology, and
By applying the wet etching method, the cap layer 29 in the n-type transistor portion, the hole supply layer 2
8, the channel layer 27 and the buffer layer 26 are removed to expose the cap layer 25.
【0027】2(A)−4 二回に亙り、リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロ
セス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用することに依
り、n型トランジスタ部分に於けるソース電極31とド
レイン電極32、並びに、p型トランジスタ部分に於け
るソース電極33とドレイン電極34を形成する。2 (A) -4 By applying the resist process in the lithography technique, the vacuum deposition method, and the lift-off method twice, the source electrode 31 and the drain in the n-type transistor portion are applied. The electrode 32 and the source electrode 33 and the drain electrode 34 in the p-type transistor portion are formed.
【0028】尚、n型トランジスタ部分に於けるソース
電極31及びドレイン電極32はAuGe/Auで、ま
た、p型トランジスタ部分に於けるソース電極33及び
ドレイン電極34はAuZn/Auでそれぞれ形成す
る。The source electrode 31 and the drain electrode 32 in the n-type transistor portion are made of AuGe / Au, and the source electrode 33 and the drain electrode 34 in the p-type transistor portion are made of AuZn / Au.
【0029】図2(B)参照 2(B)−1 リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、n型トランジスタ部分に於けるゲート電
極形成予定部分及びp型トランジスタ部分に於けるゲー
ト電極形成予定部分に開口35N及び開口35Pを有す
るレジスト膜35を形成する。See FIG. 2B. 2 (B) -1 By applying a resist process in the lithography technique, a gate electrode formation planned part in the n-type transistor part and a p-type transistor part are applied. A resist film 35 having an opening 35N and an opening 35P is formed in the portion where the gate electrode is to be formed.
【0030】2(B)−2 フッ化水素酸と過酸化水素水を混合した希釈水溶液(H
F:H2 O2 :H2O=5:84:26350)をエッ
チャントとするウエット・エッチング法を適用すること
に依り、p型トランジスタ部分に於ける開口35P内に
表出されているキャップ層29及び正孔供給層28のエ
ッチングを行ってp型トランジスタ部分のしきい値電圧
制御を行う。2 (B) -2 Dilute aqueous solution (H
F: H 2 O 2 : H 2 O = 5: 84: 26350) is used to apply a wet etching method to form a cap layer in the opening 35P in the p-type transistor portion. 29 and the hole supply layer 28 are etched to control the threshold voltage of the p-type transistor portion.
【0031】この場合に於けるGaAsのエッチング速
度は約180〔Å/分〕、AlxGa1-x As(x=
0.5)のエッチング速度は約240〔Å/分〕、Al
xGa1-x As(x=0.75)のエッチング速度は約
420〔Å/分〕であることから、この際、n型トラン
ジスタ部分に於ける開口35N内に表出されているキャ
ップ層25はキャップ層29と同様にエッチングされる
が、電子供給層24はp型トランジスタ部分のしきい値
電圧制御が終了するまでに若干エッチングされる程度で
ある。In this case, the etching rate of GaAs is about 180 [Å / min], and Al x Ga 1-x As (x =
The etching rate of 0.5) is about 240 [Å / min], Al
Since the etching rate of x Ga 1-x As (x = 0.75) is about 420 [Å / min], at this time, the cap layer exposed in the opening 35N in the n-type transistor portion is exposed. 25 is etched in the same manner as the cap layer 29, but the electron supply layer 24 is slightly etched until the threshold voltage control of the p-type transistor portion is completed.
【0032】図3(A)参照 3(A)−1 クエン酸水溶液と過酸化水素水を混合した希釈水溶液
(クエン酸(50%):H2 O2 :H2 O=5:1:
6)をエッチャントとするウエット・エッチング法を適
用することに依り、n型トランジスタ部分に於ける開口
35N内に表出されている電子供給層24のエッチング
を行ってn型トランジスタ部分のしきい値電圧制御を行
う。See FIG. 3A. 3 (A) -1 Dilute aqueous solution obtained by mixing an aqueous solution of citric acid and hydrogen peroxide (citric acid (50%): H 2 O 2 : H 2 O = 5: 1:
By applying the wet etching method using 6) as an etchant, the electron supply layer 24 exposed in the opening 35N in the n-type transistor portion is etched to obtain the threshold value of the n-type transistor portion. Performs voltage control.
【0033】この場合に於けるGaAsのエッチング速
度は約1800〔Å/分〕、Alx Ga1-x As(x=
0.5)のエッチング速度は約1350〔Å/分〕、A
lx Ga1-x As(x=0.75)のエッチング速度は
約0〔Å/分〕であることから、この際、p型トランジ
スタ部分に於ける開口35P内に表出されている正孔供
給層28はn型トランジスタ部分のしきい値電圧制御が
終了するまでに殆どエッチングされない。従って、p型
トランジスタ部分のしきい値電圧は変化せず、n型トラ
ンジスタ部分のしきい値電圧のみが変化する。In this case, the etching rate of GaAs is about 1800 [Å / min], and Al x Ga 1-x As (x =
The etching rate of 0.5) is about 1350 [Å / min], A
Since the etching rate of l x Ga 1-x As (x = 0.75) is about 0 [Å / min], at this time, it is expressed in the opening 35P in the p-type transistor portion. The hole supply layer 28 is hardly etched until the threshold voltage control of the n-type transistor portion is completed. Therefore, the threshold voltage of the p-type transistor portion does not change, and only the threshold voltage of the n-type transistor portion changes.
【0034】図3(B)参照 3(B)−1 しきい値電圧制御のエッチング・マスクとして用いたレ
ジスト膜35を残したまま、真空蒸着法、リフト・オフ
法を適用することに依り、例えばAlからなるn型トラ
ンジスタ部分のゲート電極36及びp型トランジスタ部
分のゲート電極37を形成する。See FIG. 3B. 3 (B) -1 By applying the vacuum deposition method and the lift-off method while leaving the resist film 35 used as the etching mask for controlling the threshold voltage, For example, the gate electrode 36 of the n-type transistor portion and the gate electrode 37 of the p-type transistor portion made of Al are formed.
【0035】本発明では、Alx Ga1-x Asに対する
エッチング液として、x値の如何でエッチング・レート
が変化するクエン酸水溶液と過酸化水素水を混合した希
釈水溶液を用いることが重要であることから、ここで、
その特性を説明する。In the present invention, it is important to use, as an etching solution for Al x Ga 1-x As, a diluted aqueous solution obtained by mixing an aqueous solution of citric acid and an aqueous solution of hydrogen peroxide whose etching rate changes depending on the x value. From here,
The characteristics will be described.
【0036】図4はクエン酸(50%):H2 O2 :H
2 O=5:1:6のエッチング特性を説明する為の線図
であり、横軸にはAlx Ga1-x Asに於けるx値を、
そして、縦軸にはエッチング・レート〔Å/分〕をそれ
ぞれ採ってある。FIG. 4 shows citric acid (50%): H 2 O 2 : H
It is a diagram for explaining the etching characteristics of 2 O = 5: 1: 6, and the x value in Al x Ga 1-x As is plotted on the horizontal axis.
The vertical axis represents the etching rate [Å / min].
【0037】図からすると、x=0.5では、エッチン
グ・レートが約1350〔Å/分〕であり、また、x=
0.75では、エッチングレートが約0〔Å/分〕であ
ることが看取される。From the figure, when x = 0.5, the etching rate is about 1350 [Å / min], and x =
At 0.75, it is observed that the etching rate is about 0 [Å / min].
【0038】本発明では、前記実施例に限られることな
く、特許請求の範囲に記載した発明の構成要件を逸脱す
ることなく、多くの改変を実現することができる。The present invention is not limited to the above embodiment, and many modifications can be realized without departing from the constituent features of the invention described in the claims.
【0039】例えば、前記実施例では、n型トランジス
タ部分に於ける電子供給層24の材料としてn−Alx
Ga1-x As(x=0.5)を用いたが、これをn−A
lxGa1-x As(x=0.3)に代替しても良い。For example, in the above embodiment, n-Al x is used as the material of the electron supply layer 24 in the n-type transistor portion.
Ga 1-x As (x = 0.5) was used.
It may be replaced with l x Ga 1-x As (x = 0.3).
【0040】勿論、この場合には、n型トランジスタ部
分のしきい値電圧制御の為のエッチング液を変更するこ
とが必要であり、例えばクエン酸水溶液と過酸化水素水
を混合した水溶液(クエン酸(50%):H2 O2 =1
5:1)を用いる。In this case, of course, it is necessary to change the etching solution for controlling the threshold voltage of the n-type transistor portion. For example, an aqueous solution of citric acid solution and hydrogen peroxide solution (citric acid solution) is mixed. (50%): H 2 O 2 = 1
5: 1) is used.
【0041】この場合に於けるGaAsのエッチング速
度は約1500〔Å/分〕、AlxGa1-x As(x=
0.3)のエッチング速度は約1200〔Å/分〕、A
lxGa1-x As(x=0.75)のエッチング速度は
約0〔Å/分〕であることから、この際、p型トランジ
スタ部分に於ける開口35P内に表出されている正孔供
給層28はn型トランジスタ部分のしきい値電圧制御が
終了するまでに殆どエッチングされない。従って、p型
トランジスタ部分のしきい値電圧は変化せず、n型トラ
ンジスタ部分のしきい値電圧のみが変化する。In this case, the etching rate of GaAs is about 1500 [Å / min], and Al x Ga 1-x As (x =
The etching rate of 0.3) is about 1200 [Å / min], A
Since the etching rate of l x Ga 1-x As (x = 0.75) is about 0 [Å / min], at this time, it is expressed in the opening 35P in the p-type transistor portion. The hole supply layer 28 is hardly etched until the threshold voltage control of the n-type transistor portion is completed. Therefore, the threshold voltage of the p-type transistor portion does not change, and only the threshold voltage of the n-type transistor portion changes.
【0042】また、ゲート電極36或いは37がコンタ
クトする半導体層はアンドープであっても良い。Further, the semiconductor layer with which the gate electrode 36 or 37 contacts may be undoped.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明に依る半導体集積回路装置の製造
方法に於いては、同一基板上に一導電型トランジスタ部
分のゲート電極コンタクト層を含む一導電型トランジス
タ部分構成用の所要半導体層及び反対導電型トランジス
タ部分のゲート電極コンタクト層を含む反対導電型トラ
ンジスタ部分構成用の所要半導体層を積層形成し、一導
電型トランジスタ部分形成予定領域上に在る反対導電型
トランジスタ部分構成用の所要半導体層を除去して一導
電型トランジスタ部分構成用の所要半導体層表面を選択
的に露出させ、反対導電型トランジスタ部分のゲート電
極形成予定部分に開口を有すると共に一導電型トランジ
スタ部分のゲート電極形成予定部分に開口を有するレジ
スト膜を形成し、反対導電型トランジスタ部分のゲート
電極コンタクト層に対するエッチング・レートが高く且
つ一導電型トランジスタ部分のゲート電極コンタクト層
に対するエッチング・レートが低いエッチャント並びに
一導電型トランジスタ部分のゲート電極コンタクト層に
対するエッチング・レートが高く且つ反対導電型トラン
ジスタ部分のゲート電極コンタクト層に対するエッチン
グ・レートが低いエッチャントをそれぞれ使い分けて反
対導電型トランジスタ部分のしきい値電圧制御と一導電
型トランジスタ部分のしきい値電圧制御とを行う為の各
ゲート電極コンタクト層のエッチングをマスクであるレ
ジスト膜を替えることなく相前後して実施する。According to the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, a required semiconductor layer for forming one conductivity type transistor portion including a gate electrode contact layer of one conductivity type transistor portion on the same substrate and the opposite. A required semiconductor layer for the opposite conductivity type transistor partial structure including a gate electrode contact layer of the conductivity type transistor part is laminated and formed, and a required semiconductor layer for the opposite conductivity type transistor partial structure is present on one conductivity type transistor part formation planned region. To selectively expose the surface of the required semiconductor layer for forming the one-conductivity-type transistor portion, and to provide an opening in the gate-electrode formation-scheduled portion of the opposite-conductivity-type transistor portion and the gate-electrode-formation portion of the one-conduction-type transistor portion. Form a resist film with an opening in the gate electrode contact layer of the transistor of opposite conductivity type Etchant having a high etching rate and a low etching rate for the gate electrode contact layer of the one conductivity type transistor portion, and a high etching rate for the gate electrode contact layer of the one conductivity type transistor portion and a gate electrode of the opposite conductivity type transistor portion Etching of each gate electrode contact layer for controlling the threshold voltage of the transistor of opposite conductivity type and the threshold voltage of the transistor of one conductivity type is masked by separately using etchants having low etching rates for the contact layer. It is carried out one after another without changing the resist film.
【0044】前記構成を採ることに依り、p型トランジ
スタ部分のしきい値電圧とn型トランジスタ部分のしき
い値電圧とを独立して制御することが可能でありなが
ら、ゲートの形成プロセスは一回で済ませることがで
き、従って、相補型回路を簡単、且つ、短い工程で製造
することができる。By adopting the above structure, the threshold voltage of the p-type transistor portion and the threshold voltage of the n-type transistor portion can be controlled independently, but the gate formation process is Therefore, the complementary circuit can be manufactured in a simple and short process.
【図1】本発明の原理を説明する為の工程要所に於ける
相補型回路をなす半導体集積回路装置を表す要部切断側
面図である。FIG. 1 is a fragmentary side view showing a semiconductor integrated circuit device forming a complementary circuit in a process key point for explaining the principle of the present invention.
【図2】本発明一実施例の工程を解説する為の工程要所
に於ける半導体集積回路装置を表す要部切断側面図であ
る。FIG. 2 is a side sectional view showing an essential part of a semiconductor integrated circuit device at a process key point for explaining the process of one embodiment of the present invention.
【図3】本発明一実施例の工程を解説する為の工程要所
に於ける半導体集積回路装置を表す要部切断側面図であ
る。FIG. 3 is a side sectional view showing an essential part of a semiconductor integrated circuit device at a process key point for explaining a process of an embodiment of the present invention.
【図4】クエン酸(50%):H2 O2 :H2 O=5:
1:6のエッチング特性を説明する為の線図である。FIG. 4: Citric acid (50%): H 2 O 2 : H 2 O = 5:
It is a diagram for explaining the etching characteristics of 1: 6.
21 基板 22 バッファ層 23 チャネル層 24 電子供給層(ゲート電極コンタクト層) 25 キャップ層 26 バッファ層 27 チャネル層 28 正孔供給層(ゲート電極コンタクト層) 29 キャップ層 30 素子間分離領域 31 ソース電極 32 ドレイン電極 33 ソース電極 34 ドレイン電極 35 レジスト膜 35N 開口 35P 開口 36 ゲート電極 37 ゲート電極 21 substrate 22 buffer layer 23 channel layer 24 electron supply layer (gate electrode contact layer) 25 cap layer 26 buffer layer 27 channel layer 28 hole supply layer (gate electrode contact layer) 29 cap layer 30 element isolation region 31 source electrode 32 Drain electrode 33 Source electrode 34 Drain electrode 35 Resist film 35N Opening 35P Opening 36 Gate electrode 37 Gate electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/812 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 29/812
Claims (2)
ゲート電極コンタクト層を含む一導電型トランジスタ部
分構成用の所要半導体層及び反対導電型トランジスタ部
分のゲート電極コンタクト層を含む反対導電型トランジ
スタ部分構成用の所要半導体層を積層形成する工程と、 次いで、一導電型トランジスタ部分形成予定領域上に在
る前記反対導電型トランジスタ部分構成用の所要半導体
層を除去して前記一導電型トランジスタ部分構成用の所
要半導体層表面を選択的に露出させる工程と、 次いで、前記反対導電型トランジスタ部分のゲート電極
形成予定部分に開口を有すると共に前記一導電型トラン
ジスタ部分のゲート電極形成予定部分に開口を有するレ
ジスト膜を形成する工程と、 次いで、前記反対導電型トランジスタ部分のゲート電極
コンタクト層に対するエッチング・レートが高く且つ前
記一導電型トランジスタ部分のゲート電極コンタクト層
に対するエッチング・レートが低いエッチャント並びに
前記一導電型トランジスタ部分のゲート電極コンタクト
層に対するエッチング・レートが高く且つ前記反対導電
型トランジスタ部分のゲート電極コンタクト層に対する
エッチング・レートが低いエッチャントをそれぞれ使い
分けて前記反対導電型トランジスタ部分のしきい値電圧
制御と前記一導電型トランジスタ部分のしきい値電圧制
御とを行う為の前記各ゲート電極コンタクト層のエッチ
ングをマスクである前記レジスト膜を替えることなく相
前後して実施する工程とが含まれてなることを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。1. A required semiconductor layer for forming a transistor portion of one conductivity type including a gate electrode contact layer of a transistor portion of one conductivity type on the same substrate, and a transistor portion of an opposite conductivity type including a gate electrode contact layer of a transistor portion of the opposite conductivity type. A step of laminating and forming a required semiconductor layer for a structure, and then removing the required semiconductor layer for a transistor part configuration of the opposite conductivity type existing on the one conductivity type transistor part formation scheduled region, Selectively exposing the surface of the required semiconductor layer for use in forming a gate electrode formation portion of the opposite conductivity type transistor portion and an opening in the gate electrode formation portion of the one conductivity type transistor portion. A step of forming a resist film, and then a gate of the opposite conductivity type transistor portion An etchant having a high etching rate for the polar contact layer and a low etching rate for the gate electrode contact layer of the one conductivity type transistor portion, and a high etching rate for the gate electrode contact layer of the one conductivity type transistor portion and the opposite conductivity type For controlling the threshold voltage of the opposite conductivity type transistor portion and the threshold voltage of the one conductivity type transistor portion by selectively using etchants having a low etching rate for the gate electrode contact layer of the type transistor portion. And a step of successively performing etching of each gate electrode contact layer without changing the resist film as a mask, the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device.
電極コンタクト層を構成する材料がAlx Ga1-x As
(x≦0.5)であると共に反対導電型トランジスタ部
分に於けるゲート電極コンタクト層を構成する材料がA
lx Ga1-x As(x≧0.75)であって且つAlx
Ga1-x As(x≦0.5)に対するエッチング液がフ
ッ化水素酸及び過酸化水素水の混合液であると共にAl
x Ga1-x As(x≧0.75)に対するエッチング液
がクエン酸水溶液及び過酸化水素水の混合液であること
を特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置の製造
方法。2. The material forming the gate electrode contact layer in the one-conductivity-type transistor portion is Al x Ga 1 -x As.
(X ≦ 0.5) and the material forming the gate electrode contact layer in the transistor portion of opposite conductivity type is A
l x Ga 1-x As (x ≧ 0.75) and Al x
The etching solution for Ga 1-x As (x ≦ 0.5) is a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide water, and Al
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the etching solution for x Ga 1-x As (x ≧ 0.75) is a mixed solution of citric acid aqueous solution and hydrogen peroxide solution.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19832594A JPH0864774A (en) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | Manufacture of semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19832594A JPH0864774A (en) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | Manufacture of semiconductor integrated circuit device |
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JPH0864774A true JPH0864774A (en) | 1996-03-08 |
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JP19832594A Withdrawn JPH0864774A (en) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | Manufacture of semiconductor integrated circuit device |
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JP (1) | JPH0864774A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110014090A (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-10 | 소니 주식회사 | Semiconductor device and method for manufacturing same |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP19832594A patent/JPH0864774A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20110014090A (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-10 | 소니 주식회사 | Semiconductor device and method for manufacturing same |
JP2011192952A (en) * | 2009-08-03 | 2011-09-29 | Sony Corp | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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