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JP2009239115A - Semiconductor device, and manufacturing method of the same - Google Patents

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JP2009239115A
JP2009239115A JP2008084863A JP2008084863A JP2009239115A JP 2009239115 A JP2009239115 A JP 2009239115A JP 2008084863 A JP2008084863 A JP 2008084863A JP 2008084863 A JP2008084863 A JP 2008084863A JP 2009239115 A JP2009239115 A JP 2009239115A
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separation groove
semiconductor device
semiconductor
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JP2008084863A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Miyamoto
裕孝 宮本
Keiichi Murayama
啓一 村山
Kenichi Miyajima
賢一 宮島
Akiyoshi Tamura
彰良 田村
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】本発明は、高周波帯域で動作する半導体装置の特性向上と製造コストの低減とを両立した半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】同一の半絶縁性GaAs基板1上に積層された複数の半導体層を用いて複数の半導体素子が形成された半導体装置100であって、FET領域23を用いて形成されたFETと、FET領域23と隣接するHBT領域22を用いて形成されたHBTと、FET領域23とHBT領域22との間である素子分離領域24に設けられ、FET領域23とHBT領域22とを分離する分離溝25とを備え、分離溝25は、内壁面と該内壁面の端部とに接地電位を有する導電性金属層が形成されることにより、素子分離領域24を通過する素子間リーク電流を抑制する。
【選択図】図1
The present invention provides a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device that achieves both improvement in characteristics of a semiconductor device operating in a high frequency band and reduction in manufacturing cost.
A semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are formed using a plurality of semiconductor layers stacked on the same semi-insulating GaAs substrate, the FET being formed using an FET region, and The HBT formed using the HBT region 22 adjacent to the FET region 23 and the element isolation region 24 between the FET region 23 and the HBT region 22 are provided to separate the FET region 23 and the HBT region 22 from each other. The isolation groove 25 has an inter-element leakage current passing through the element isolation region 24 by forming a conductive metal layer having a ground potential on the inner wall surface and an end portion of the inner wall surface. Suppress.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特にヘテロ接合バイポーラトランジスタと電界効果トランジスタとを同一基板上に備えた半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device including a heterojunction bipolar transistor and a field effect transistor on the same substrate and a manufacturing method thereof.

III−V族化合物半導体は、Si(シリコン)半導体に比べて電子移動度が高いという特長から、高速動作や高効率動作を要求されるデバイスに多用されている。なかでも、エミッタ−ベース間の接合にヘテロ接合を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタは、エミッタ層のバンドギャップがベース層のバンドギャップよりも広いことから、高周波特性に優れ、低歪みの信号増幅が可能で、単一電源での使用ができる等の優れた特徴を持つ。よって、ヘテロ接合バイポーラトランジスタは、携帯電話用のパワーアンプをはじめとした高周波帯域で動作する半導体部品として幅広く使用されるようになってきた。   III-V compound semiconductors are frequently used in devices that require high-speed operation and high-efficiency operation because of their high electron mobility compared to Si (silicon) semiconductors. In particular, heterojunction bipolar transistors using a heterojunction between the emitter and the base have a wider band gap of the emitter layer than that of the base layer. Therefore, it has excellent features such as use with a single power source. Therefore, heterojunction bipolar transistors have been widely used as semiconductor components that operate in a high frequency band such as power amplifiers for mobile phones.

しかしながら、近年の携帯電話端末は、マルチバンド化や、より複雑な動作制御が求められる一方で、製造コストを抑えるための部品点数の削減が求められており、これらの相反する要求を同時に満たさなければならない。   However, while recent mobile phone terminals are required to be multi-band and more complicated operation control, it is required to reduce the number of parts in order to reduce the manufacturing cost, and these conflicting requirements must be satisfied at the same time. I must.

これを実現するため、最近では、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(Heterojunction Bipolar Transistor:以下、HBTと記す)と電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor:以下、FETと記す)とを同一半導体チップ上に形成するBi−FETプロセス技術により、高周波信号の増幅動作とスイッチング動作とをワンチップで実現する研究開発が進められている。   In order to realize this, recently, a Bi-junction bipolar transistor (Heterojunction Bipolar Transistor: hereinafter referred to as HBT) and a field effect transistor (Field Effect Transistor: hereinafter referred to as FET) are formed on the same semiconductor chip. Research and development are being carried out to realize high frequency signal amplification and switching operations on a single chip using FET process technology.

図7(a)は、従来のBi−FETプロセスを用いた半導体装置の平面図、また、図7(b)は、そのC−C’部分における断面図である。同図(a)および(b)における半導体装置700は、半絶縁性GaAs基板701と、HBT領域722と、FET領域723と、素子分離領域724とを備える。   FIG. 7A is a plan view of a semiconductor device using a conventional Bi-FET process, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the C-C ′ portion. A semiconductor device 700 in FIGS. 6A and 6B includes a semi-insulating GaAs substrate 701, an HBT region 722, an FET region 723, and an element isolation region 724.

HBT領域722は、半絶縁性GaAs基板701の上に形成され、半絶縁性GaAs基板701側から順に、GaAs/AlGaAs超格子層702と、AlGaAs障壁層703と、InGaAsチャネル層704と、GaAsサブコレクタ兼キャップ層705と、コレクタ電極714と、第1配線層717と、第2配線層718とを備え、コレクタ電極714の間にベースメサ領域720を備える。   The HBT region 722 is formed on the semi-insulating GaAs substrate 701, and sequentially from the semi-insulating GaAs substrate 701 side, the GaAs / AlGaAs superlattice layer 702, the AlGaAs barrier layer 703, the InGaAs channel layer 704, and the GaAs sub-layer. A collector / cap layer 705, a collector electrode 714, a first wiring layer 717, and a second wiring layer 718 are provided, and a base mesa region 720 is provided between the collector electrodes 714.

ベースメサ領域720は、GaAsサブコレクタ兼キャップ層705の上に形成され、GaAsサブコレクタ兼キャップ層705側から順に、GaAsコレクタ層706と、GaAsベース層707と、InGaPエミッタ層708と、GaAsエミッタキャップ層709と、InGaAsエミッタコンタクト層710と、エミッタ電極716とを備え、エミッタ電極716の間であってGaAsベース層707の表面にベース電極715を備え、エミッタ電極716およびベース電極715の上に第1配線層717を備える。   The base mesa region 720 is formed on the GaAs subcollector / cap layer 705, and sequentially from the GaAs subcollector / cap layer 705 side, the GaAs collector layer 706, the GaAs base layer 707, the InGaP emitter layer 708, and the GaAs emitter cap. A layer 709, an InGaAs emitter contact layer 710, and an emitter electrode 716, a base electrode 715 is provided on the surface of the GaAs base layer 707 between the emitter electrodes 716, and a second electrode is formed on the emitter electrode 716 and the base electrode 715. One wiring layer 717 is provided.

FET領域723は、GaAs/AlGaAs超格子層702と、AlGaAs障壁層703と、InGaAsチャネル層704と、GaAsサブコレクタ兼キャップ層705と、ドレイン電極711と、ソース電極712と、ゲート電極713と、第1配線層717とを備える。   The FET region 723 includes a GaAs / AlGaAs superlattice layer 702, an AlGaAs barrier layer 703, an InGaAs channel layer 704, a GaAs subcollector / cap layer 705, a drain electrode 711, a source electrode 712, a gate electrode 713, A first wiring layer 717.

Bi−FETプロセスにおけるデバイス構造としては、最下層の半絶縁性GaAs基板701に対するHBTおよびFETの配置がポイントとなるが、プロセス難易度の観点等から、現在では半絶縁性基板に対して上層側にHBTを、下層側にFETを配置する構造が一般的となっている。   As a device structure in the Bi-FET process, the arrangement of the HBT and the FET with respect to the lowermost semi-insulating GaAs substrate 701 is a point, but from the viewpoint of process difficulty, etc. In general, a structure in which an HBT is disposed and an FET is disposed on a lower layer side is common.

Bi−FETを形成するプロセスにおいては、FETと他素子、特に増幅動作をしているHBTとの素子間リーク電流が、FETにおける高周波信号のスイッチング特性に悪影響を及ぼすことが知られており、この素子間リーク電流を抑制するための対策がとられている。   In the process of forming a Bi-FET, it is known that an inter-element leakage current between an FET and another element, particularly an HBT performing an amplification operation, adversely affects the switching characteristics of a high-frequency signal in the FET. Measures are taken to suppress the leakage current between elements.

素子間リーク電流を抑制するための対策として、従来の方法では、素子分離領域24としてイオン注入による高抵抗層を用いる場合と、ウェットエッチングにより活性層を除去する場合の2種類がある。
米国特許第7015519号明細書
As countermeasures for suppressing the leakage current between elements, there are two types of conventional methods: a case where a high resistance layer by ion implantation is used as the element isolation region 24 and a case where the active layer is removed by wet etching.
US Pat. No. 7,015,519

しかしながら、素子分離領域24としてイオン注入による高抵抗層を用いる場合は、GaAsサブコレクタ兼キャップ層705からGaAs/AlGaAs超格子層702まで深さ方向に幅広い領域を高抵抗化する必要があり、高さの違うHBTとFET双方の素子間リーク電流を低レベルに抑えることが難しい。また、深さ方向に対して幅広く均一に高抵抗層を作る方法としては、数種類のイオン注入エネルギーで注入を行う多段注入の手法がある。しかし、この手法は、製造バラつきを増大させるうえに、イオン注入工程の処理時間を大幅に増加させてしまい、大幅なコストアップを発生させる。更に、イオン注入による高抵抗領域は、活性層を除去していないので、活性層を除去した場合と比較して素子間リーク電流は大きい。そのため、残存するリーク電流が特性に影響を与えないような各素子間の間隔が必要となり、素子分離領域の面積を増大させてしまう。   However, when a high resistance layer by ion implantation is used as the element isolation region 24, it is necessary to increase the resistance of a wide area in the depth direction from the GaAs subcollector / cap layer 705 to the GaAs / AlGaAs superlattice layer 702. It is difficult to suppress the leakage current between elements of different HBTs and FETs to a low level. In addition, as a method for forming a high resistance layer widely and uniformly in the depth direction, there is a multi-stage implantation method in which implantation is performed with several types of ion implantation energy. However, this method increases the manufacturing variation and significantly increases the processing time of the ion implantation process, which causes a significant cost increase. Furthermore, since the active layer is not removed in the high resistance region by ion implantation, the inter-element leakage current is larger than when the active layer is removed. For this reason, an interval between the elements is required so that the remaining leakage current does not affect the characteristics, and the area of the element isolation region is increased.

一方、素子分離領域をウェットエッチングによる活性層除去により形成する場合は、プロセスの制約上、FETのゲート形成工程よりも前に、ウェットエッチングで素子分離領域を形成しなければならない。よって、FETのゲート形成工程時点では、HBTおよびFETを含む半導体装置自体のトータル段差が非常に大きくなっているため、当該段差をカバーするレジスト膜厚や解像度が制約され、結果的にゲート寸法の微細化が困難となる。また、ウェットエッチングは等方性エッチングとなるため、ある面方位でエッチングしようとする深さ方向の寸法と同じ寸法だけサイドエッチングもされる事になり、当該サイドエッチング量を考慮して素子間分離領域を広く設定する必要がある。更に、面方位によっては、エッチングされたメサ端面が逆メサ形状になるため、その部分を跨ぐ配線を、上部より蒸着法で形成することができず、レイアウト上の制約が大きくなり、チップ面積の増大にもつながる。   On the other hand, when the element isolation region is formed by removing the active layer by wet etching, the element isolation region must be formed by wet etching before the gate forming step of the FET due to process restrictions. Therefore, since the total step of the semiconductor device itself including the HBT and FET is very large at the time of the gate formation process of the FET, the resist film thickness and resolution covering the step are restricted, and as a result, the gate dimension is reduced. Refinement becomes difficult. In addition, since wet etching is isotropic etching, side etching is performed by the same dimension as the dimension in the depth direction to be etched in a certain plane orientation, and element isolation is performed in consideration of the amount of side etching. It is necessary to set a wide area. In addition, depending on the plane orientation, the etched mesa end face has a reverse mesa shape, so that the wiring straddling that portion cannot be formed from the upper part by vapor deposition, which increases layout constraints and increases the chip area. It also leads to an increase.

上記問題に鑑み、本発明は、高周波帯域で動作する半導体装置の特性向上と製造コストの低減とを両立した半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor device that achieves both improvement in characteristics of a semiconductor device that operates in a high frequency band and reduction in manufacturing cost, and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、同一の半導体基板上に積層された複数の半導体層を用いて、複数の半導体素子が配置された半導体装置であって、前記複数の半導体層は、前記複数の半導体層の一部である第1の領域と、前記第1の領域と、前記半導体基板の面方向に隣接し、前記複数の半導体層の一部である第2の領域とを備え、前記半導体装置は、前記第1の領域を用いて形成された電界効果トランジスタと、前記第2の領域を用いて形成された第1の半導体素子と、前記第1の領域と前記第2の領域との境界である第1の境界に設けられ、前記第1の領域と前記第2の領域とを分離する第1の分離溝とを備え、前記第1の分離溝には、内壁面および該内壁面の端部に接地電位を有する導電性金属層が形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are arranged using a plurality of semiconductor layers stacked on the same semiconductor substrate, The semiconductor layer is a first region that is a part of the plurality of semiconductor layers, a first region, and a second region that is adjacent to the surface direction of the semiconductor substrate and is a part of the plurality of semiconductor layers. The semiconductor device includes a field effect transistor formed using the first region, a first semiconductor element formed using the second region, and the first region. A first separation groove provided on a first boundary that is a boundary with the second region, and separating the first region and the second region; and the first separation groove includes: A conductive metal layer having a ground potential is formed on the inner wall surface and the end of the inner wall surface. And wherein the Rukoto.

これにより、FETとFETに隣接する半導体素子との間にある素子分離領域において、接地された分離溝が形成されているので、高周波ノイズが遮蔽され、FETの高周波スイッチング特性を向上させることが可能となる。しかも、接地された導電性金属層が分離溝の内壁に形成されることで素子間リーク電流の電気的な抑制が強化されるので、分離溝の幅を必要以上に確保する必要がない。よって、高周波特性の向上とともに省面積化に起因する製造コスト低減が実現できる。   As a result, a grounded isolation groove is formed in the element isolation region between the FET and the semiconductor element adjacent to the FET, so that high frequency noise is shielded and the high frequency switching characteristics of the FET can be improved. It becomes. In addition, since the grounded conductive metal layer is formed on the inner wall of the separation groove, electrical suppression of the leakage current between elements is enhanced, so that it is not necessary to secure the width of the separation groove more than necessary. Therefore, improvement in high frequency characteristics and reduction in manufacturing cost due to area saving can be realized.

また、前記第1の分離溝は、予めイオン注入された前記第1の境界をドライエッチングすることにより形成されることが好ましい。   The first separation groove is preferably formed by dry etching the first boundary into which ions have been previously implanted.

これにより、プロセスや使用するレジストが制約されるウェットエッチングを採用する必要がないので、デバイスの加工精度が向上するとともに分離溝の幅を必要以上に設定する必要がない。よって、特性の素子間ばらつき低減や省面積化に起因する製造コスト低減が実現できる。   As a result, it is not necessary to employ wet etching that restricts the process and the resist to be used, so that the device processing accuracy is improved and the width of the separation groove need not be set more than necessary. Therefore, it is possible to realize a reduction in manufacturing cost due to a reduction in variation in characteristics between elements and a reduction in area.

さらに、分離溝の形成にウェットエッチングを使用せず、ドライエッチングを使用することで、FETが形成された後に分離溝を形成することが可能となる。従って、FETの高周波信号スイッチング特性を確認したうえで、FET周囲のHBTと隣接する部分のみに効果的に分離溝を配置するなど、配置場所を最適化することができる。よって、配線や他素子等のレイアウト上の制約を少なくすることができる。   Further, by using dry etching instead of wet etching for forming the separation groove, the separation groove can be formed after the FET is formed. Therefore, after confirming the high-frequency signal switching characteristics of the FET, it is possible to optimize the arrangement location, such as effectively arranging the separation groove only in the portion adjacent to the HBT around the FET. Therefore, layout restrictions such as wiring and other elements can be reduced.

また、前記半導体装置は、さらに、前記半導体基板および前記複数の半導体層を貫通するバイアホールを備え、前記第1の分離溝と前記バイアホールとは配線により接続されていることが好ましい。   Further, it is preferable that the semiconductor device further includes a via hole penetrating the semiconductor substrate and the plurality of semiconductor layers, and the first separation groove and the via hole are connected by wiring.

これにより、バイアホールを含む半導体装置の場合は、分離溝構造の幅を最適化することで、バイアホール形成用の穴と分離溝の形成を同時に実施することができる。よって、製造工程の簡略化による製造コストの低減化が図られる。   Thereby, in the case of a semiconductor device including a via hole, the via hole forming hole and the separating groove can be simultaneously formed by optimizing the width of the separating groove structure. Therefore, the manufacturing cost can be reduced by simplifying the manufacturing process.

また、前記第1の半導体素子は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタであり、前記複数の半導体層は、さらに、前記第2の領域と、前記半導体基板の面方向に隣接し、前記複数の半導体層の一部である第3の領域とを備え、前記半導体装置は、さらに、前記第3の領域を用いて形成された第2の半導体素子と、前記第2の領域と前記第3の領域との境界である第2の境界に設けられ、前記第2の領域と前記第3の領域とを分離する第2の分離溝とを備え、前記第2の分離溝には、内壁面および該内壁面の端部に接地電位を有する導電性金属層が形成されていることが好ましい。   Further, the first semiconductor element is a heterojunction bipolar transistor, and the plurality of semiconductor layers are further adjacent to the second region in the plane direction of the semiconductor substrate, and one of the plurality of semiconductor layers. The semiconductor device further includes a second semiconductor element formed using the third region, and a boundary between the second region and the third region And a second separation groove that separates the second region and the third region, and the second separation groove includes an inner wall surface and an inner wall surface of the inner wall surface. It is preferable that a conductive metal layer having a ground potential is formed at the end.

これにより、HBTとHBTに隣接する半導体素子との間にある素子分離領域において、接地された分離溝が形成されているので、HBTにおける高周波増幅信号から発生する高周波ノイズが遮蔽され、隣接するFETおよび半導体素子の特性を向上させることが可能となる。しかも、接地された導電性金属層が分離溝の内壁に形成されることで、分離溝の幅を必要以上に確保する必要がない。よって、高周波特性の向上とともに省面積化に起因する製造コスト低減が実現できる。   As a result, since a grounded isolation groove is formed in the element isolation region between the HBT and the semiconductor element adjacent to the HBT, the high frequency noise generated from the high frequency amplified signal in the HBT is shielded, and the adjacent FET In addition, the characteristics of the semiconductor element can be improved. In addition, since the grounded conductive metal layer is formed on the inner wall of the separation groove, it is not necessary to secure the width of the separation groove more than necessary. Therefore, improvement in high frequency characteristics and reduction in manufacturing cost due to area saving can be realized.

また、前記第2の分離溝は、予めイオン注入された前記第2の境界をドライエッチングすることにより形成されることが好ましい。   The second separation groove is preferably formed by dry-etching the second boundary into which ions have been previously implanted.

これにより、プロセスや使用するレジストが制約されるウェットエッチングを採用する必要がないので、デバイスの加工精度が向上するとともに分離溝の幅を必要以上に設定する必要がない。よって、特性の素子間ばらつき低減や省面積化に起因する製造コスト低減が実現できる。   As a result, it is not necessary to employ wet etching that restricts the process and the resist to be used, so that the device processing accuracy is improved and the width of the separation groove need not be set more than necessary. Therefore, it is possible to realize a reduction in manufacturing cost due to a reduction in variation in characteristics between elements and a reduction in area.

また、前記半導体装置は、さらに、前記半導体基板および前記複数の半導体層を貫通するバイアホールを備え、前記第1の分離溝と前記第2の分離溝と前記バイアホールとは配線により接続されていることが好ましい。   The semiconductor device further includes a via hole penetrating the semiconductor substrate and the plurality of semiconductor layers, and the first separation groove, the second separation groove, and the via hole are connected by wiring. Preferably it is.

これにより、HBTとFETに加え、更に、バイアホールを含む半導体装置の場合は、分離溝構造の幅を最適化することで、バイアホール形成用の穴と分離溝の形成を同時に実施することができる。よって、製造工程の簡略化による製造コストの低減化が図られる。   As a result, in addition to the HBT and the FET, in the case of a semiconductor device including a via hole, it is possible to simultaneously form the via hole forming hole and the separating groove by optimizing the width of the separating groove structure. it can. Therefore, the manufacturing cost can be reduced by simplifying the manufacturing process.

また、前記第1の分離溝は、少なくとも、前記電界効果トランジスタのソース電極およびドレイン電極のフィンガー部分よりも、前記半導体基板の面方向において長く、前記電界効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタと最近接する半導体素子との間には、少なくとも前記第1の分離溝の一部が存在することが好ましい。   In addition, the first separation groove is longer in the surface direction of the semiconductor substrate than at least finger portions of the source electrode and the drain electrode of the field effect transistor, and is closest to the field effect transistor and the field effect transistor. It is preferable that at least a part of the first separation groove exists between the semiconductor element.

これにより、FETのドレイン電流と他の半導体素子との相互作用が漏れなく抑制され、特に最も相互作用の強い最近接の半導体素子とのリーク電流が抑制されるので、FETとの素子間リーク電流を確実に抑制できる。よって、FETの高周波スイッチング特性の向上が図られる。   This suppresses the interaction between the drain current of the FET and other semiconductor elements without leakage, and particularly suppresses the leakage current with the closest semiconductor element having the strongest interaction. Can be reliably suppressed. Therefore, the high frequency switching characteristics of the FET can be improved.

また、本発明は、このような特徴的な手段を備える半導体装置として実現することができるだけでなく、半導体装置に含まれる特徴的な手段をステップとする半導体装置の製造方法として実現することができる。   Further, the present invention can be realized not only as a semiconductor device provided with such characteristic means, but also as a method for manufacturing a semiconductor device using the characteristic means included in the semiconductor device as a step. .

本発明の半導体装置によれば、高周波スイッチング機能を有するFETと高周波信号増幅機能を有するHBTとが同一半導体基板上に形成され、FETとHBTまたは他素子との間には、接地された分離溝が形成されている。よって、FETとの素子間リーク電流を抑制することができ、しかも、接地電位を有する導電性金属層が分離溝の内壁に形成されることで、分離溝の幅を必要以上に確保する必要がない。よって、高周波特性の向上とともに省面積化に起因する製造コスト低減が図られる。   According to the semiconductor device of the present invention, the FET having a high-frequency switching function and the HBT having a high-frequency signal amplification function are formed on the same semiconductor substrate, and a grounded separation groove is provided between the FET and the HBT or another element. Is formed. Therefore, it is possible to suppress the leakage current between the elements with the FET, and it is necessary to secure the width of the separation groove more than necessary by forming the conductive metal layer having the ground potential on the inner wall of the separation groove. Absent. Therefore, the manufacturing cost can be reduced due to the area saving while improving the high frequency characteristics.

(実施の形態1)
本実施の形態における半導体装置は、半絶縁性の半導体基板上に、キャリア走行層と、AlGaAs障壁層と、InGaAsチャネル層と、キャップ層とを用いて形成された電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor:以下、FETと記す)と、サブコレクタ層、コレクタ層、ベース層、エミッタ層を用いて形成されたヘテロ接合バイポーラトランジスタ(Heterojunction Bipolar Transistor:以下、HBTと記す)と、各キャリア走行層とコンタクトする各電極と、各電極と電気的に接続する金属配線層と、素子分離領域と、素子分離領域内に形成された接地電位を有する分離溝とを備える。これにより、高周波帯域で動作する半導体装置の特性向上と、製造コスト低減の双方が図られる。
(Embodiment 1)
The semiconductor device in this embodiment includes a field effect transistor (Field Effect Transistor) formed on a semi-insulating semiconductor substrate using a carrier traveling layer, an AlGaAs barrier layer, an InGaAs channel layer, and a cap layer. (Hereinafter referred to as FET), and a heterojunction bipolar transistor (Heterojunction Bipolar Transistor: hereinafter referred to as HBT) formed using a subcollector layer, collector layer, base layer, and emitter layer, and contact with each carrier traveling layer Each electrode includes a metal wiring layer electrically connected to each electrode, an element isolation region, and an isolation groove having a ground potential formed in the element isolation region. Thereby, both improvement in characteristics of a semiconductor device operating in a high frequency band and reduction in manufacturing cost can be achieved.

以下、本発明の実施の形態1について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1(a)は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の平面図である。また、図1(b)は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置のA−A’部分における断面図である。同図における半導体装置100は、半絶縁性GaAs基板1と、ドレイン電極11と、ソース電極12と、ゲート電極13と、コレクタ電極14と、ベース電極15と、エミッタ電極16と、第1配線層17と、第2配線層18と、HBT領域22と、FET領域23と、素子分離領域24と、分離溝25とを備える。   FIG. 1A is a plan view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The semiconductor device 100 in the figure includes a semi-insulating GaAs substrate 1, a drain electrode 11, a source electrode 12, a gate electrode 13, a collector electrode 14, a base electrode 15, an emitter electrode 16, and a first wiring layer. 17, a second wiring layer 18, an HBT region 22, an FET region 23, an element isolation region 24, and an isolation groove 25.

半絶縁性GaAs基板1は、複数の半導体素子が形成される半導体基板として機能する。   The semi-insulating GaAs substrate 1 functions as a semiconductor substrate on which a plurality of semiconductor elements are formed.

HBT領域22は、FET領域23に隣接する第2の領域として機能し、AlGaAs障壁層3の表面から順に、GaAsサブコレクタ兼キャップ層5と、GaAsコレクタ層6と、GaAsベース層7と、InGaPエミッタ層8と、GaAsエミッタキャップ層9と、InGaAsエミッタコンタクト層10とを備える。   The HBT region 22 functions as a second region adjacent to the FET region 23. In order from the surface of the AlGaAs barrier layer 3, the GaAs subcollector / cap layer 5, the GaAs collector layer 6, the GaAs base layer 7, and the InGaP An emitter layer 8, a GaAs emitter cap layer 9, and an InGaAs emitter contact layer 10 are provided.

GaAsベース層7とInGaPエミッタ層8とは、InGaP/GaAsヘテロ接合を形成している。   The GaAs base layer 7 and the InGaP emitter layer 8 form an InGaP / GaAs heterojunction.

FET領域23は、複数の半導体層の第1の領域として機能し、半絶縁性GaAs基板1の表面から順に、GaAs/AlGaAs超格子層2と、AlGaAs障壁層3と、AlGaAs障壁層3中に配置されたInGaAsチャネル層4と、GaAsサブコレクタ兼キャップ層5とを備える。   The FET region 23 functions as a first region of a plurality of semiconductor layers, and in order from the surface of the semi-insulating GaAs substrate 1 into the GaAs / AlGaAs superlattice layer 2, the AlGaAs barrier layer 3, and the AlGaAs barrier layer 3. The InGaAs channel layer 4 and the GaAs subcollector / cap layer 5 are provided.

ゲート電極13に印加される電圧がInGaAsチャネル層4を走行するキャリアに影響することにより、ドレイン電極11−ソース電極12間を流れる電流が制御される。   The voltage applied to the gate electrode 13 affects the carriers traveling through the InGaAs channel layer 4, whereby the current flowing between the drain electrode 11 and the source electrode 12 is controlled.

なお、GaAs/AlGaAs超格子層2と、AlGaAs障壁層3と、InGaAsチャネル層4と、GaAsサブコレクタ兼キャップ層5と、GaAsコレクタ層6と、GaAsベース層7と、InGaPエミッタ層8と、GaAsエミッタキャップ層9と、InGaAsエミッタコンタクト層10とは、半導体基板上に積層された複数の半導体層であり、活性層として機能する。   The GaAs / AlGaAs superlattice layer 2, the AlGaAs barrier layer 3, the InGaAs channel layer 4, the GaAs subcollector / cap layer 5, the GaAs collector layer 6, the GaAs base layer 7, the InGaP emitter layer 8, The GaAs emitter cap layer 9 and the InGaAs emitter contact layer 10 are a plurality of semiconductor layers stacked on a semiconductor substrate and function as active layers.

素子分離領域24は、HBT領域22とFET領域23との境界に形成され、複数の半導体層にわたってイオン注入されている。   The element isolation region 24 is formed at the boundary between the HBT region 22 and the FET region 23 and is ion-implanted over a plurality of semiconductor layers.

分離溝25は、イオン注入された素子分離領域24がドライエッチングされ、エッチングされた内壁面およびその端部に、接地電位を有する導電性金属層が形成されている。   In the isolation trench 25, the ion-isolated element isolation region 24 is dry-etched, and a conductive metal layer having a ground potential is formed on the etched inner wall surface and its end.

次に、図1に記載された半導体装置の製造方法を説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造工程図である。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

最初に、半絶縁性GaAs基板1上に、下層より順に、GaAs/AlGaAs超格子層2と、AlGaAs障壁層3と、AlGaAs障壁層3中に配置されたInGaAsチャネル層4と、GaAsサブコレクタ兼キャップ層5と、GaAsコレクタ層6と、GaAsベース層7と、InGaPエミッタ層8と、GaAsエミッタキャップ層9と、InGaAsエミッタコンタクト層10とをエピタキシャル成長させ複数の半導体層を形成する(図2(a))。   First, a GaAs / AlGaAs superlattice layer 2, an AlGaAs barrier layer 3, an InGaAs channel layer 4 disposed in the AlGaAs barrier layer 3, and a GaAs subcollector serving as a GaAs / AlGaAs superlattice layer 2 in this order from the lower layer on the semi-insulating GaAs substrate 1. The cap layer 5, the GaAs collector layer 6, the GaAs base layer 7, the InGaP emitter layer 8, the GaAs emitter cap layer 9, and the InGaAs emitter contact layer 10 are epitaxially grown to form a plurality of semiconductor layers (FIG. 2 ( a)).

次に、複数の半導体層に対し、フォトリソグラフィー法によりレジストをパターンニングし、レジスト開口部をドライエッチング法でエッチングすることでエミッタメサ領域19を形成する。続いて、同様の方法によりベースメサ領域20を形成する(図2(b))。   Next, a resist is patterned on a plurality of semiconductor layers by a photolithography method, and an emitter mesa region 19 is formed by etching the resist opening by a dry etching method. Subsequently, the base mesa region 20 is formed by the same method (FIG. 2B).

次に、素子間分離を行う場所以外をレジストで保護し、He+イオンを注入することで高抵抗化した素子分離領域24を形成し、HBT領域22、FET領域23を区画する(図2(c))。 Next, the part other than the place where the element isolation is performed is protected with a resist, and an element isolation region 24 having a high resistance is formed by implanting He + ions, and the HBT region 22 and the FET region 23 are partitioned (FIG. 2 ( c)).

次に、絶縁膜を形成した後、エミッタ、ベースおよびコレクタの各電極を形成する部分の絶縁膜およびベース電極15を形成する部分のInGaPエミッタ層8を除去し、InGaAsエミッタコンタクト層10にコンタクトするTi/Pt/Au等からなるエミッタ電極16、GaAsベース層7にコンタクトするTi/Pt/Au等からなるベース電極15、GaAsサブコレクタ兼キャップ層5にコンタクトするAuGe/Ni/Au等からなるコレクタ電極14を順次形成する。   Next, after forming the insulating film, the portion of the insulating film where the emitter, base and collector electrodes are formed and the portion of the InGaP emitter layer 8 where the base electrode 15 is formed are removed and contacted with the InGaAs emitter contact layer 10. An emitter electrode 16 made of Ti / Pt / Au, etc., a base electrode 15 made of Ti / Pt / Au etc. in contact with the GaAs base layer 7, a collector made of AuGe / Ni / Au etc. in contact with the GaAs subcollector / cap layer 5 The electrodes 14 are formed sequentially.

次に、ドレインおよびソースの各電極を形成する部分の絶縁膜を除去し、GaAsサブコレクタ兼キャップ層5にコンタクトするAuGe/Ni/Au等からなるドレイン電極11およびソース電極12を形成する。さらにゲート電極を形成する部分の絶縁膜を除去し、その部分のGaAsサブコレクタ兼キャップ層5を除去してゲート掘り込み領域21を形成した上で、AlGaAs障壁層3にコンタクトするTi/Al/Ti等からなるゲート電極13を形成する。   Next, the insulating film in the portion where the drain and source electrodes are formed is removed, and the drain electrode 11 and the source electrode 12 made of AuGe / Ni / Au or the like that are in contact with the GaAs subcollector / cap layer 5 are formed. Further, the portion of the insulating film where the gate electrode is to be formed is removed, the portion of the GaAs subcollector / cap layer 5 is removed to form the gate digging region 21, and then the Ti / Al / contact with the AlGaAs barrier layer 3 is contacted. A gate electrode 13 made of Ti or the like is formed.

次に、絶縁膜を形成した後、形成している各電極へのコンタクト部分を開口して、その上に第1配線層17を形成する。(図2(d))。   Next, after forming an insulating film, the contact portion to each electrode being formed is opened, and the first wiring layer 17 is formed thereon. (FIG. 2 (d)).

次に、絶縁膜を形成した後、素子分離領域24内のうち分離溝を配置しようとする場所の絶縁膜を全て除去し、更にその場所にドライエッチング法で分離溝25を幅2〜5μm程度、深さ5〜10μm程度のディメンジョンで形成する(図2(e))。   Next, after the insulating film is formed, all the insulating film in the element isolation region 24 where the isolation groove is to be disposed is removed, and the isolation groove 25 is formed in that place by a dry etching method with a width of about 2 to 5 μm. And a dimension having a depth of about 5 to 10 μm (FIG. 2E).

なお、本製造工程において、形成する分離溝25の深さについては、拡散工程後の部品加工工程における研磨時にウェハ割れが発生しない深さに最適化されている。   In this manufacturing process, the depth of the separation groove 25 to be formed is optimized to a depth that does not cause wafer cracking during polishing in the component processing process after the diffusion process.

また、HBTと他素子との素子間リーク電流を更に抑えるために、HBTの周囲にもこの分離溝25が配置されることが好ましい。   Further, in order to further suppress the inter-element leakage current between the HBT and other elements, it is preferable that this separation groove 25 is also arranged around the HBT.

次に、第1配線層17と第2配線層18とをコンタクトさせる場所の絶縁膜を除去し、第1配線層17と接続させる部分と分離溝25部分等に第2配線層18をメッキ法等により形成する(図2(f))。   Next, the insulating film at the place where the first wiring layer 17 and the second wiring layer 18 are contacted is removed, and the second wiring layer 18 is plated on the portion to be connected to the first wiring layer 17 and the separation groove 25 portion. Etc. (FIG. 2F).

最後に、最終保護膜を形成し、各パッドやスクライブライン部分の保護膜を除去して工程を完了する。   Finally, a final protective film is formed, and the protective film on each pad and scribe line portion is removed to complete the process.

本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、分離溝25の形成工程は、HBTおよびFET等の各電極形成後に実施することが可能であるので、ウェットエッチングで活性層を除去して素子分離領域を形成する場合と比較して、FETのゲート形成時のグローバル段差は小さくて済み、ゲート寸法の微細化に対する影響は少ない。   According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the step of forming the isolation trench 25 can be performed after forming each electrode such as an HBT and an FET, so that the active layer is removed by wet etching. As compared with the case where the element isolation region is formed, the global step at the time of forming the gate of the FET is small, and the influence on the miniaturization of the gate dimension is small.

なお、本実施の形態において、図2(e)に記載された分離溝25を形成する場所は、高周波信号のスイッチング動作等の特性を勘案して、配置箇所が最適化されている。さらに、FETの周囲に配置される分離溝25については、確実に素子間リーク電流を低減するために、近接FETのソース電極およびドレイン電極のフィンガー長より長くなっていることが望ましい。ここでフィンガー長とは、基板平面上のレイアウトにおいて、ソース電極とドレイン電極とが対向している部分の長さであり、図1(a)に記載されたFET部のレイアウトにおけるLである。   In the present embodiment, the place where the separation groove 25 shown in FIG. 2E is formed is optimized in consideration of the characteristics such as the switching operation of the high-frequency signal. Furthermore, it is desirable that the separation groove 25 arranged around the FET is longer than the finger lengths of the source electrode and the drain electrode of the adjacent FET in order to reliably reduce the inter-element leakage current. Here, the finger length is the length of the portion where the source electrode and the drain electrode face each other in the layout on the substrate plane, and is L in the layout of the FET portion shown in FIG.

また、本実施の形態において、図2(d)に記載されたベース電極15を形成する工程は、ベース電極15の最下層にPt等の半導体層に拡散する材料を採用することで、InGaPエミッタ層8を除去せずに、InGaP8層上にベース電極15を形成するようにしてもよい。   Further, in the present embodiment, the step of forming the base electrode 15 shown in FIG. 2D adopts an InGaP emitter by adopting a material that diffuses into a semiconductor layer such as Pt as the lowermost layer of the base electrode 15. The base electrode 15 may be formed on the InGaP8 layer without removing the layer 8.

また、本実施の形態において、図2(d)に記載されたコレクタ電極14、ソース電極12およびドレイン電極11を形成する工程は、電極を形成する部分の層間膜除去工程を含めて1つのマスクで同時に実施するようにしてもよい。   In the present embodiment, the step of forming the collector electrode 14, the source electrode 12 and the drain electrode 11 shown in FIG. 2D includes one mask including the step of removing the interlayer film where the electrodes are to be formed. May be performed simultaneously.

図3は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置と従来の半導体装置との素子間リーク電流の比較図である。横軸は、イオン注入のみによる素子間分離を行った従来の半導体装置(図中ではイオン注入のみと記載)、ウェットエッチングのみによる素子間分離を行った従来の半導体装置(図中ではウェットエッチのみ)、および本発明の実施の形態1に係る半導体装置(図中では本発明の分離溝構造と記載)を示している。縦軸は、FETの周囲に分離溝を配置した場合およびHBTの周囲に分離溝を配置した場合の素子間リーク電流を示している。   FIG. 3 is a comparison diagram of inter-element leakage currents between the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention and the conventional semiconductor device. The horizontal axis represents a conventional semiconductor device in which element isolation is performed only by ion implantation (denoted as only ion implantation in the figure), and a conventional semiconductor device in which element isolation is performed only by wet etching (only wet etching is illustrated in the figure). ), And a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention (in the drawing, described as a separation groove structure of the present invention). The vertical axis indicates the leakage current between the elements when the separation groove is arranged around the FET and when the separation groove is arranged around the HBT.

図3に記載された結果より、本発明の実施の形態1に係る半導体装置は、素子分離領域24に、接地された分離溝25を備えることにより、FETの素子間リーク電流を、ウェットエッチングで活性層を除去して素子分離領域を形成したものと同等で良好なリークレベルに抑制している。   From the results shown in FIG. 3, the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention includes the isolation trench 25 that is grounded in the element isolation region 24, thereby reducing the inter-element leakage current of the FET by wet etching. It is equivalent to the one in which the active layer is removed to form the element isolation region, and the leakage level is suppressed to a favorable level.

しかも、ゲート電極の寸法も、ウェットエッチングによる従来の半導体装置のゲート電極の寸法に比べ微細化されている。さらには、本実施の形態にかかる半導体装置は、分離溝部分において活性層を除去しており、接地電位を有しているため、確実にリーク電流が低減できることから、素子分離領域としてイオン注入による高抵抗領域を用いる従来の半導体装置と比較しても、分離溝を挟んで素子間距離を縮めることができるため、素子分離領域の面積を小さくすることができる。   In addition, the size of the gate electrode is also reduced compared to the size of the gate electrode of the conventional semiconductor device by wet etching. Furthermore, since the semiconductor device according to this embodiment has the active layer removed in the isolation trench portion and has the ground potential, the leakage current can be reliably reduced, so that the element isolation region is obtained by ion implantation. Compared to a conventional semiconductor device using a high resistance region, the distance between the elements can be reduced with the isolation groove interposed therebetween, so that the area of the element isolation region can be reduced.

以上のことから、本発明の実施の形態1に係る半導体装置は、素子間リーク電流の抑制による高周波特性の向上とともに、省面積化に起因する製造コスト低減が実現される。   From the above, the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention realizes improvement in high frequency characteristics by suppressing inter-element leakage current and reduction in manufacturing cost due to area saving.

さらに、本実施の形態の半導体装置の製造工程において、分離溝25を形成する工程は、図2(e)に記載された工程である。よって、当該工程の前(図2(d)の工程完了時)にはFETおよびHBTの各電極が形成されているため、FETおよびHBTの電気特性を測定することが可能である。これにより、本実施の形態の半導体装置は、高周波信号のスイッチング動作を初めとした諸特性を勘案して分離溝の配置場所を最適化できるため、配線や他素子の配置等に関してのレイアウト上の制約をほとんど有しない。   Furthermore, in the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, the process of forming the isolation groove 25 is the process described in FIG. Therefore, before the process (when the process of FIG. 2D is completed), the FET and HBT electrodes are formed, so that the electrical characteristics of the FET and HBT can be measured. As a result, the semiconductor device according to the present embodiment can optimize the location of the separation groove in consideration of various characteristics including high-frequency signal switching operation. Has few constraints.

(実施の形態2)
本実施の形態2における半導体装置は、HBTとFETに加えて、バイアホールを備える。当該半導体装置の製造方法は、パターン幅とエッチング深さの関係から分離溝の幅を最適化することで、バイアホール形成用の穴と分離溝との形成を同時に実施する。これにより、全く製造工程を追加せずにFETの素子間リーク電流を抑制することができるので、コストアップせずに特性向上が図られる。
(Embodiment 2)
The semiconductor device according to the second embodiment includes a via hole in addition to the HBT and the FET. The semiconductor device manufacturing method simultaneously forms the via hole forming hole and the separation groove by optimizing the width of the separation groove from the relationship between the pattern width and the etching depth. As a result, the leakage current between the elements of the FET can be suppressed without adding any manufacturing process, so that the characteristics can be improved without increasing the cost.

以下、本発明の実施の形態2について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, Embodiment 2 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図4(a)は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の平面図である。また、図4(b)は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置のB−B’部分における断面図である。同図における半導体装置200は、半絶縁性GaAs基板1と、ドレイン電極11と、ソース電極12と、ゲート電極13と、コレクタ電極14と、ベース電極15と、エミッタ電極16と、第1配線層17と、HBT領域22と、FET領域23と、素子分離領域24と、接地された分離溝25と、表面バイアホール26と、裏面金属層27と、第2配線層28とを備える。図4に記載された半導体装置は、図1に記載された半導体装置と比較して、表面バイアホール26および裏面金属層27を備える点および第2配線層28のレイアウトのみが異なる。図1に記載された半導体装置と同じ点は説明を省略し、以下、異なる点のみ説明する。   FIG. 4A is a plan view of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the B-B ′ portion of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The semiconductor device 200 in the figure includes a semi-insulating GaAs substrate 1, a drain electrode 11, a source electrode 12, a gate electrode 13, a collector electrode 14, a base electrode 15, an emitter electrode 16, and a first wiring layer. 17, an HBT region 22, an FET region 23, an element isolation region 24, a grounded isolation groove 25, a surface via hole 26, a back metal layer 27, and a second wiring layer 28. The semiconductor device shown in FIG. 4 differs from the semiconductor device shown in FIG. 1 only in that it includes a front via hole 26 and a back metal layer 27 and in the layout of the second wiring layer 28. Description of the same points as those of the semiconductor device shown in FIG. 1 will be omitted, and only different points will be described below.

第2配線層28は、分離溝25の内壁面と表面バイアホール26の内壁面とを電気的に接続する機能を有する。また、第2配線層28、分離溝25、表面バイアホール26および裏面金属層27が接地されることにより、素子間リーク電流が抑制され、FETの高周波スイッチング特性やHBTの高周波信号増幅特性が向上する。   The second wiring layer 28 has a function of electrically connecting the inner wall surface of the separation groove 25 and the inner wall surface of the surface via hole 26. In addition, since the second wiring layer 28, the separation groove 25, the front surface via hole 26, and the back surface metal layer 27 are grounded, leakage current between elements is suppressed, and high frequency switching characteristics of the FET and high frequency signal amplification characteristics of the HBT are improved. To do.

次に、図4に記載された半導体装置の製造方法を説明する。図5は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造工程図である。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 4 will be described. FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

最初に、半絶縁性GaAs基板1上に、下層より順に、GaAs/AlGaAs超格子層2と、AlGaAs障壁層3と、AlGaAs障壁層3中に配置されたInGaAsチャネル層4と、GaAsサブコレクタ兼キャップ層5と、GaAsコレクタ層6と、GaAsベース層7と、InGaPエミッタ層8と、GaAsエミッタキャップ層9と、InGaAsエミッタコンタクト層10とをエピタキシャル成長させ複数の半導体層を形成する(図5(a))。   First, a GaAs / AlGaAs superlattice layer 2, an AlGaAs barrier layer 3, an InGaAs channel layer 4 disposed in the AlGaAs barrier layer 3, and a GaAs subcollector serving as a GaAs / AlGaAs superlattice layer 2 in this order from the lower layer on the semi-insulating GaAs substrate 1. A cap layer 5, a GaAs collector layer 6, a GaAs base layer 7, an InGaP emitter layer 8, a GaAs emitter cap layer 9, and an InGaAs emitter contact layer 10 are epitaxially grown to form a plurality of semiconductor layers (FIG. 5 ( a)).

次に、複数の半導体層に対し、フォトリソグラフィー法によりレジストをパターンニングし、レジスト開口部をドライエッチング法でエッチングすることでエミッタメサ領域19を形成する。続いて、同様の方法によりベースメサ領域20を形成する(図5(b))。   Next, a resist is patterned on a plurality of semiconductor layers by a photolithography method, and an emitter mesa region 19 is formed by etching the resist opening by a dry etching method. Subsequently, the base mesa region 20 is formed by the same method (FIG. 5B).

次に、素子間分離を行う場所以外をレジストで保護し、He+イオンを注入することで高抵抗化した素子分離領域24を形成し、HBT領域22、FET領域23を区画する(図5(c))。 Next, the part other than the place where the element isolation is performed is protected with a resist, and an element isolation region 24 having a high resistance is formed by implanting He + ions, and the HBT region 22 and the FET region 23 are partitioned (FIG. 5 ( c)).

次に、絶縁膜を形成した後、エミッタ、ベースおよびコレクタの各電極を形成する部分の絶縁膜およびベース電極15を形成する部分のInGaPエミッタ層8を除去し、InGaAsエミッタコンタクト層10にコンタクトするTi/Pt/Au等からなるエミッタ電極16、GaAsベース層7にコンタクトするTi/Pt/Au等からなるベース電極15、GaAsサブコレクタ兼キャップ層5にコンタクトするAuGe/Ni/Au等からなるコレクタ電極14をそれぞれ順次形成する。   Next, after forming the insulating film, the portion of the insulating film where the emitter, base and collector electrodes are formed and the portion of the InGaP emitter layer 8 where the base electrode 15 is formed are removed and contacted with the InGaAs emitter contact layer 10. An emitter electrode 16 made of Ti / Pt / Au, etc., a base electrode 15 made of Ti / Pt / Au etc. in contact with the GaAs base layer 7, a collector made of AuGe / Ni / Au etc. in contact with the GaAs subcollector / cap layer 5 The electrodes 14 are sequentially formed.

次に、ドレインおよびソースの各電極を形成する部分の絶縁膜を除去し、GaAsサブコレクタ兼キャップ層5にコンタクトするAuGe/Ni/Au等からなるドレイン電極11およびソース電極12を形成する。さらにゲート電極を形成する部分の絶縁膜を除去し、その部分のGaAsサブコレクタ兼キャップ層5を除去してゲート掘り込み領域21を形成した上で、AlGaAs障壁層3にコンタクトするTi/Al/Ti等からなるゲート電極13を形成する。   Next, the insulating film in the portion where the drain and source electrodes are formed is removed, and the drain electrode 11 and the source electrode 12 made of AuGe / Ni / Au or the like that are in contact with the GaAs subcollector / cap layer 5 are formed. Further, the portion of the insulating film where the gate electrode is to be formed is removed, the portion of the GaAs subcollector / cap layer 5 is removed to form the gate digging region 21, and then the Ti / Al / contact with the AlGaAs barrier layer 3 is contacted. A gate electrode 13 made of Ti or the like is formed.

次に、絶縁膜を形成した後、形成している各電極へのコンタクト部分を開口して、その上に第1配線層17を形成する。(図5(d))。   Next, after forming an insulating film, the contact portion to each electrode being formed is opened, and the first wiring layer 17 is formed thereon. (FIG. 5D).

次に、絶縁膜を形成した後、素子分離領域24内のうち分離溝25および表面バイアホール26を配置しようとする場所の絶縁膜を全て除去し、更にその場所にドライエッチング法で分離溝25を深さ5〜10μm程度で、表面バイアホール形成用の穴29を直径50μm程度、深さ120〜160μmのディメンジョンで同時に形成する(図5(e))。   Next, after the insulating film is formed, all of the insulating film in the element isolation region 24 where the isolation groove 25 and the surface via hole 26 are to be disposed is removed, and further, the isolation groove 25 is formed there by dry etching. 5 to 10 μm in depth, and a hole 29 for forming a surface via hole is simultaneously formed in a dimension of about 50 μm in diameter and 120 to 160 μm in depth (FIG. 5E).

なお、本製造工程において、形成する分離溝25の深さについては、拡散工程後の部品加工工程における研磨時にウェハ割れが発生しない深さに最適化されている。   In this manufacturing process, the depth of the separation groove 25 to be formed is optimized to a depth that does not cause wafer cracking during polishing in the component processing process after the diffusion process.

また、HBTと他素子との素子間リーク電流を更に抑えるために、HBTの周囲にもこの分離溝25が配置されることが好ましい。   Further, in order to further suppress the inter-element leakage current between the HBT and other elements, it is preferable that this separation groove 25 is also arranged around the HBT.

次に、第1配線層17と第2配線層28とをコンタクトさせる場所の絶縁膜を除去し、第1配線層17と接続させる部分、分離溝25部分および表面バイアホール形成用の穴29等に第2配線層28をメッキ法等により形成する。   Next, the insulating film where the first wiring layer 17 and the second wiring layer 28 are brought into contact with each other is removed, a portion to be connected to the first wiring layer 17, a separation groove 25 portion, a hole 29 for forming a surface via hole, etc. The second wiring layer 28 is formed by plating or the like.

次に、最終保護膜を形成し、各パッドやスクライブライン部分の保護膜を除去して拡散工程を完了した後、オンウェハDC検査を行い、半絶縁性GaAs基板1の裏面側よりウェハ厚さが最終チップ厚になるまで研磨する。その後、裏面にダイスボンドのためのAuSn等からなる裏面金属層27を蒸着して、本実施の形態2の半導体装置を完成させる(図5(f))。   Next, after forming a final protective film, removing the protective film of each pad and scribe line portion and completing the diffusion process, an on-wafer DC inspection is performed, and the wafer thickness is increased from the back side of the semi-insulating GaAs substrate 1. Polish until final chip thickness is reached. Thereafter, a back metal layer 27 made of AuSn or the like for die bonding is deposited on the back surface to complete the semiconductor device of the second embodiment (FIG. 5F).

なお、本実施の形態において、形成する分離溝25のパターン幅については、図6に例示した同一条件下におけるパターン幅とエッチング深さの関係によりパターン幅が最適化されている。   In the present embodiment, the pattern width of the separation groove 25 to be formed is optimized by the relationship between the pattern width and the etching depth under the same conditions illustrated in FIG.

図6は、同一エッチング条件下におけるパターン幅とエッチング深さの関係を示すグラフである。横軸がエッチングされる部分のパターン幅であり、縦軸がエッチング深さを示している。このグラフは、プロットされた点を結ぶ曲線上であれば、同時エッチングが可能であることを示している。本実施の形態に係る半導体装置の製造工程では、分離溝25の寸法と表面バイアホール形成用の穴29の寸法とが当該曲線上で選択できるため、前述したエッチング工程において(図5(e))、同時エッチングが実現される。なお、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程では、分離溝25のエッチング深さが5〜10μm程度になるようにパターン幅が最適化されている。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the pattern width and the etching depth under the same etching conditions. The horizontal axis represents the pattern width of the etched portion, and the vertical axis represents the etching depth. This graph shows that simultaneous etching is possible if it is on a curve connecting the plotted points. In the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment, since the dimension of the separation groove 25 and the dimension of the surface via hole forming hole 29 can be selected on the curve, in the etching process described above (FIG. 5E). ), Simultaneous etching is realized. In the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment, the pattern width is optimized so that the etching depth of the separation groove 25 is about 5 to 10 μm.

なお、本実施の形態において、図5(e)に記載された分離溝25を形成する場所は、高周波信号のスイッチング動作等の特性を勘案して、配置箇所が最適化されている。さらに、FETの周囲に配置される分離溝25については、確実に素子間リーク電流を低減するために、近接するFETのソース電極およびドレイン電極のフィンガー長Lより長くなっていることが望ましい。   In the present embodiment, the place where the separation groove 25 shown in FIG. 5E is formed is optimized in consideration of characteristics such as the switching operation of the high-frequency signal. Further, it is desirable that the separation groove 25 arranged around the FET is longer than the finger length L of the adjacent source electrode and drain electrode of the FET in order to reliably reduce the leakage current between the elements.

以上のようにして形成された本実施の形態に係る半導体装置では、接地電位を有する分離溝25と表面バイアホール26との形成が同時に実施されることにより、全くコストアップせずに素子間リーク電流の抑制が実現される。   In the semiconductor device according to the present embodiment formed as described above, the formation of the isolation trench 25 having the ground potential and the surface via hole 26 is performed at the same time. Current suppression is achieved.

素子間リーク電流の抑制結果については、本実施の形態においても、図3に記載された結果と同様の結果が得られた。よって、本発明の実施の形態2に係る半導体装置においても、実施の形態1に係る半導体装置と同様、FETの素子間リーク電流を、ウェットエッチングで活性層を除去して素子分離領域を形成したものと同等で良好なリークレベルに抑制している。   As for the suppression result of the inter-element leakage current, the same result as the result described in FIG. 3 was obtained also in the present embodiment. Therefore, in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, as in the semiconductor device according to the first embodiment, the element isolation region is formed by removing the active layer from the FET inter-element leakage current by wet etching. It is equivalent to the one and is suppressed to a good leak level.

しかも、ゲート電極の寸法も、ウェットエッチングによる従来の半導体装置のゲート電極の寸法に比べ微細化されている。さらには、本実施の形態にかかる半導体装置は、分離溝部分において活性層を除去しており、接地電位を有しているため、確実にリーク電流が低減できることから、素子分離領域としてイオン注入による高抵抗領域を用いる従来の半導体装置と比較しても、分離溝を挟んで素子間距離を縮めることができるため、素子分離領域の面積を小さくすることができる。   In addition, the size of the gate electrode is also reduced compared to the size of the gate electrode of the conventional semiconductor device by wet etching. Furthermore, since the semiconductor device according to this embodiment has the active layer removed in the isolation trench portion and has the ground potential, the leakage current can be reliably reduced, so that the element isolation region is obtained by ion implantation. Compared to a conventional semiconductor device using a high resistance region, the distance between the elements can be reduced with the isolation groove interposed therebetween, so that the area of the element isolation region can be reduced.

以上のことから、本発明の実施の形態2に係る半導体装置は、素子間リーク電流の抑制による高周波特性の向上とともに、省面積化および製造工程の共用に起因する製造コスト低減が実現される。   From the above, in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, the high-frequency characteristics are improved by suppressing the leakage current between elements, and the manufacturing cost is reduced due to the area saving and the sharing of the manufacturing process.

さらに、本実施の形態の半導体装置の製造工程において、実施の形態1の半導体装置の製造工程と同様、分離溝を形成する工程は、図5(e)に記載された工程である。よって、当該工程の前(図5(d)の工程完了時)にはFETおよびHBTの各電極が形成されているため、FETおよびHBTの電気特性を予め測定することが可能である。   Further, in the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, the process of forming the isolation groove is the process described in FIG. 5E, as in the manufacturing process of the semiconductor device of the first embodiment. Therefore, since the FET and HBT electrodes are formed before the process (when the process of FIG. 5D is completed), the electrical characteristics of the FET and HBT can be measured in advance.

これにより、本実施の形態の半導体装置においても、高周波信号のスイッチング動作を初めとした諸特性を勘案して分離溝の配置場所を最適化できるため、配線や他素子の配置等に関してのレイアウト上の制約をほとんど有しない。   As a result, in the semiconductor device of the present embodiment, the location of the separation groove can be optimized in consideration of various characteristics including the switching operation of the high frequency signal. There are almost no restrictions.

なお、図4に記載された表面バイアホール26は、裏面バイアホールであってもよい。この裏面バイアホールを形成する工程は、実施の形態2で説明した図5(e)および図5(f)の工程が異なる。裏面バイアホール形成の場合には、図5(d)までの素子形成工程の後、ドライエッチング法で分離溝25を形成する時に、バイアホール形成用の穴を同時形成しない。分離溝25が形成された後に、半絶縁性GaAs基板1の裏面側よりウェハ厚さが最終チップ厚になるまで研磨した後、裏面側からバイアホール形成用の貫通孔をエッチングにより形成する。そして、上記バイアホール形成用の貫通孔の内壁面およびその接地に必要な配線層をメッキ法等により形成する。   Note that the front surface via hole 26 described in FIG. 4 may be a back surface via hole. The step of forming the back via hole is different from the step of FIG. 5E and FIG. 5F described in the second embodiment. In the case of forming the back via hole, the via hole forming hole is not formed at the same time when the isolation groove 25 is formed by the dry etching method after the element forming process up to FIG. After the separation groove 25 is formed, polishing is performed from the back surface side of the semi-insulating GaAs substrate 1 until the wafer thickness reaches the final chip thickness, and then a through hole for forming a via hole is formed by etching from the back surface side. Then, an inner wall surface of the through hole for forming the via hole and a wiring layer necessary for grounding thereof are formed by a plating method or the like.

この場合においても、分離溝は、接地されたバイアホールと接続されることにより、素子間リーク電流の抑制を強化する効果を奏する。   Even in this case, the separation groove is connected to a grounded via hole, thereby providing an effect of enhancing the suppression of leakage current between elements.

以上、本発明の半導体装置およびその製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。   The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention have been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments. Unless it deviates from the meaning of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in the present embodiment, and forms constructed by arbitrarily combining components in different embodiments are also within the scope of the present invention. included.

本発明は、高周波帯域で動作する半導体装置およびその製造方法に有用であり、特に電界効果トランジスタをスイッチング素子として使用した半導体装置として最適である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a semiconductor device that operates in a high frequency band and a manufacturing method thereof, and is particularly suitable as a semiconductor device using a field effect transistor as a switching element.

(a)本発明の実施の形態1に係る半導体装置の平面図である。(b)本発明の実施の形態1に係る半導体装置のA−A’部分における断面図である。(A) It is a top view of the semiconductor device which concerns on Embodiment 1 of this invention. (B) It is sectional drawing in the A-A 'part of the semiconductor device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造工程図である。It is a manufacturing process figure of the semiconductor device concerning Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体装置と従来の半導体装置との素子間リーク電流の比較図である。It is a comparison figure of the leak current between elements of the semiconductor device concerning Embodiment 1 of the present invention, and the conventional semiconductor device. (a)本発明の実施の形態2に係る半導体装置の平面図である。(b)本発明の実施の形態2に係る半導体装置のB−B’部分における断面図である。(A) It is a top view of the semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention. (B) It is sectional drawing in the B-B 'part of the semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造工程図である。It is a manufacturing process figure of the semiconductor device concerning Embodiment 2 of the present invention. 同一エッチング条件下におけるパターン幅とエッチング深さの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pattern width and etching depth on the same etching conditions. (a)従来のBi−FETプロセスを用いた半導体装置の平面図である。(b)従来のBi−FETプロセスを用いた半導体装置のC−C’部分における断面図である。(A) It is a top view of the semiconductor device using the conventional Bi-FET process. (B) It is sectional drawing in the C-C 'part of the semiconductor device using the conventional Bi-FET process.

符号の説明Explanation of symbols

1、701 半絶縁性GaAs基板
2、702 GaAs/AlGaAs超格子層
3、703 AlGaAs障壁層
4、704 InGaAsチャネル層
5、705 GaAsサブコレクタ兼キャップ層
6、706 GaAsコレクタ層
7、707 GaAsベース層
8、708 InGaPエミッタ層
9、709 GaAsエミッタキャップ層
10、710 InGaAsエミッタコンタクト層
11、711 ドレイン電極
12、712 ソース電極
13、713 ゲート電極
14、714 コレクタ電極
15、715 ベース電極
16、716 エミッタ電極
17、717 第1配線層
18、28、718 第2配線層
19、719 エミッタメサ領域
20、720 ベースメサ領域
21、721 ゲート掘り込み領域
22、722 HBT領域
23、723 FET領域
24、724 素子分離領域
25 分離溝
26 表面バイアホール
27 裏面金属層
29 表面バイアホール形成用の穴
100、200、700 半導体装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,701 Semi-insulating GaAs substrate 2,702 GaAs / AlGaAs superlattice layer 3,703 AlGaAs barrier layer 4,704 InGaAs channel layer 5,705 GaAs subcollector / cap layer 6,706 GaAs collector layer 7,707 GaAs base layer 8, 708 InGaP emitter layer 9, 709 GaAs emitter cap layer 10, 710 InGaAs emitter contact layer 11, 711 Drain electrode 12, 712 Source electrode 13, 713 Gate electrode 14, 714 Collector electrode 15, 715 Base electrode 16, 716 Emitter electrode 17, 717 First wiring layer 18, 28, 718 Second wiring layer 19, 719 Emitter mesa region 20, 720 Base mesa region 21, 721 Gate digging region 22, 722 HBT region 23, 23 FET region 24,724 isolation region 25 separating groove 26 surface via-hole 27 back metal layer 29 surface via hole formed holes 100,200,700 semiconductor device for

Claims (13)

同一の半導体基板上に積層された複数の半導体層を用いて、複数の半導体素子が配置された半導体装置であって、
前記複数の半導体層は、
前記複数の半導体層の一部である第1の領域と、
前記第1の領域と、前記半導体基板の面方向に隣接し、前記複数の半導体層の一部である第2の領域とを備え、
前記半導体装置は、
前記第1の領域を用いて形成された電界効果トランジスタと、
前記第2の領域を用いて形成された第1の半導体素子と、
前記第1の領域と前記第2の領域との境界である第1の境界に設けられ、前記第1の領域と前記第2の領域とを分離する第1の分離溝とを備え、
前記第1の分離溝には、内壁面および該内壁面の端部に接地電位を有する導電性金属層が形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are arranged using a plurality of semiconductor layers stacked on the same semiconductor substrate,
The plurality of semiconductor layers are:
A first region that is part of the plurality of semiconductor layers;
The first region, and a second region adjacent to the surface direction of the semiconductor substrate and being a part of the plurality of semiconductor layers,
The semiconductor device includes:
A field effect transistor formed using the first region;
A first semiconductor element formed using the second region;
A first separation groove provided on a first boundary which is a boundary between the first region and the second region, and separating the first region and the second region;
The semiconductor device, wherein the first separation groove is formed with an inner wall surface and a conductive metal layer having a ground potential at an end portion of the inner wall surface.
前記第1の分離溝は、予めイオン注入された前記第1の境界をドライエッチングすることにより形成される
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first separation groove is formed by dry etching the first boundary into which ions have been previously implanted.
前記半導体装置は、さらに、
前記半導体基板および前記複数の半導体層を貫通するバイアホールを備え、
前記第1の分離溝と前記バイアホールとは配線により接続されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
The semiconductor device further includes:
A via hole penetrating the semiconductor substrate and the plurality of semiconductor layers;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first separation groove and the via hole are connected by wiring.
前記第1の半導体素子は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタであり、
前記複数の半導体層は、さらに、
前記第2の領域と、前記半導体基板の面方向に隣接し、前記複数の半導体層の一部である第3の領域とを備え、
前記半導体装置は、さらに、
前記第3の領域を用いて形成された第2の半導体素子と、
前記第2の領域と前記第3の領域との境界である第2の境界に設けられ、前記第2の領域と前記第3の領域とを分離する第2の分離溝とを備え、
前記第2の分離溝には、内壁面および該内壁面の端部に接地電位を有する導電性金属層が形成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
The first semiconductor element is a heterojunction bipolar transistor;
The plurality of semiconductor layers further includes:
The second region, and a third region adjacent to the surface direction of the semiconductor substrate and being a part of the plurality of semiconductor layers,
The semiconductor device further includes:
A second semiconductor element formed using the third region;
A second separation groove provided at a second boundary which is a boundary between the second region and the third region, and separating the second region and the third region;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second separation groove is formed with an inner wall surface and a conductive metal layer having a ground potential at an end of the inner wall surface.
前記第2の分離溝は、予めイオン注入された前記第2の境界をドライエッチングすることにより形成される
ことを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 4, wherein the second separation groove is formed by dry etching the second boundary into which ions have been previously implanted.
前記半導体装置は、さらに、
前記半導体基板および前記複数の半導体層を貫通するバイアホールを備え、
前記第1の分離溝と前記第2の分離溝と前記バイアホールとは配線により接続されている
ことを特徴とする請求項4または5に記載の半導体装置。
The semiconductor device further includes:
A via hole penetrating the semiconductor substrate and the plurality of semiconductor layers;
The semiconductor device according to claim 4, wherein the first separation groove, the second separation groove, and the via hole are connected by wiring.
前記第1の分離溝は、少なくとも、前記電界効果トランジスタのソース電極およびドレイン電極のフィンガー部分よりも、前記半導体基板の面方向において長く、
前記電界効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタと最近接する半導体素子との間には、少なくとも前記第1の分離溝の一部が存在する
ことを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の半導体装置。
The first separation groove is longer in the surface direction of the semiconductor substrate than at least finger portions of the source electrode and the drain electrode of the field effect transistor,
7. The device according to claim 1, wherein at least a part of the first separation groove exists between the field effect transistor and a semiconductor element closest to the field effect transistor. A semiconductor device according to 1.
複数の半導体素子が同一の半導体基板上に形成された半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板の表面に、複数の半導体層を順次積層する半導体層積層ステップと、
前記複数の半導体層の一部である第1の領域を用いて電界効果トランジスタを形成するFET形成ステップと、
前記第1の領域と、前記半導体基板の面方向に隣接し、前記複数の半導体層の一部である第2の領域を用いて第1の半導体素子を形成するFET隣接素子形成ステップと、
前記FET形成ステップおよび前記FET隣接素子形成ステップの後、前記第1の領域と前記第2の領域との境界である第1の境界に、前記第1の領域と前記第2の領域とを分離する第1の分離溝を形成する分離溝形成ステップと、
前記第1の分離溝の内壁面および該内壁面の端部に、接地された導電性金属層を形成する金属層形成ステップとを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device in which a plurality of semiconductor elements are formed on the same semiconductor substrate,
A semiconductor layer stacking step of sequentially stacking a plurality of semiconductor layers on the surface of the semiconductor substrate;
An FET forming step of forming a field effect transistor using a first region that is part of the plurality of semiconductor layers;
An FET adjacent element forming step of forming a first semiconductor element by using the first region and a second region adjacent to the surface direction of the semiconductor substrate and being a part of the plurality of semiconductor layers;
After the FET formation step and the FET adjacent element formation step, the first region and the second region are separated into a first boundary which is a boundary between the first region and the second region. A separation groove forming step for forming a first separation groove;
And a metal layer forming step of forming a grounded conductive metal layer on an inner wall surface of the first separation groove and an end of the inner wall surface.
前記半導体装置の製造方法は、さらに、
前記分離溝形成ステップの前に、前記第1の境界にイオン注入するイオン注入ステップを含み、
前記分離溝形成ステップでは、
イオン注入された前記第1の境界に対し、ドライエッチングをすることにより前記第1の分離溝を形成する
ことを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。
The method for manufacturing the semiconductor device further includes:
An ion implantation step for implanting ions into the first boundary before the separation groove forming step;
In the separation groove forming step,
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the first separation groove is formed by dry etching the ion-implanted first boundary.
前記分離溝形成ステップでは、
前記第1の分離溝を形成すると同時に、バイアホール形成用の穴を形成し、
前記金属層形成ステップでは、
前記第1の分離溝の内壁面および該内壁面の端部と、前記バイアホール形成用の穴の内壁面および該内壁面の端部とに、前記接地された導電性金属層を同時形成する
ことを特徴とする請求項8または9に記載の半導体装置の製造方法。
In the separation groove forming step,
At the same time as forming the first separation groove, a hole for forming a via hole is formed,
In the metal layer forming step,
The grounded conductive metal layer is simultaneously formed on an inner wall surface of the first separation groove and an end portion of the inner wall surface, and an inner wall surface of the hole for forming the via hole and an end portion of the inner wall surface. 10. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein
前記第1の半導体素子は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタであり、
前記半導体装置の製造方法は、さらに、
前記分離溝形成ステップの前に、前記第2の領域と、前記半導体基板の面方向に隣接し、前記複数の半導体層の一部である第3の領域を用いて第2の半導体素子を形成するHBT隣接素子形成ステップを含み、
前記分離溝形成ステップでは、
前記第1の分離溝を形成すると同時に、前記第2の領域と前記第3の領域との境界である第2の境界に、前記第2の領域と前記第3の領域とを分離する第2の分離溝を形成し、
前記金属層形成ステップでは、
前記第1の分離溝の内壁面および該内壁面の端部と、前記第2の分離溝の内壁面および該内壁面の端部とに、接地された導電性金属層を同時形成する
ことを特徴とする請求項8または9に記載の半導体装置の製造方法。
The first semiconductor element is a heterojunction bipolar transistor;
The method for manufacturing the semiconductor device further includes:
Prior to the separation groove forming step, a second semiconductor element is formed using the second region and a third region adjacent to the surface direction of the semiconductor substrate and being a part of the plurality of semiconductor layers. Including an HBT adjacent element forming step,
In the separation groove forming step,
Secondly, the second region and the third region are separated into a second boundary which is a boundary between the second region and the third region at the same time when the first separation groove is formed. Forming a separation groove,
In the metal layer forming step,
A grounded conductive metal layer is simultaneously formed on the inner wall surface of the first separation groove and the end portion of the inner wall surface, and on the inner wall surface of the second separation groove and the end portion of the inner wall surface; 10. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the method is a semiconductor device manufacturing method.
前記イオン注入ステップでは、
前記第1の境界および前記第2の境界に対してイオン注入し、
前記分離溝形成ステップでは、
イオン注入された前記第1の境界および前記第2の境界に対し、同時にドライエッチングをすることにより前記第1の分離溝および前記第2の分離溝を同時形成する
ことを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
In the ion implantation step,
Ion implantation for the first boundary and the second boundary;
In the separation groove forming step,
The first separation groove and the second separation groove are simultaneously formed by simultaneously performing dry etching on the first and second boundaries into which ions are implanted. A manufacturing method of the semiconductor device described.
前記分離溝形成ステップでは、
前記第1および第2の分離溝を形成すると同時に、バイアホール形成用の穴を形成し、
前記金属層形成ステップでは、
前記第1および第2の分離溝のそれぞれの内壁面および該内壁面の端部と、前記バイアホール形成用の穴の内壁面および該内壁面の端部とに、前記接地された導電性金属層を同時形成する
ことを特徴とする請求項11または12に記載の半導体装置の製造方法。
In the separation groove forming step,
Forming the first and second separation grooves, and simultaneously forming a hole for forming a via hole;
In the metal layer forming step,
The grounded conductive metal on the inner wall surface of each of the first and second separation grooves and the end portion of the inner wall surface, and on the inner wall surface of the via hole forming hole and the end portion of the inner wall surface The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the layers are formed simultaneously.
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