JPH01227455A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH01227455A
JPH01227455A JP5436388A JP5436388A JPH01227455A JP H01227455 A JPH01227455 A JP H01227455A JP 5436388 A JP5436388 A JP 5436388A JP 5436388 A JP5436388 A JP 5436388A JP H01227455 A JPH01227455 A JP H01227455A
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JP
Japan
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semiconductor
conductive
layer
layers
region
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JP5436388A
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Teruo Yokoyama
横山 照夫
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術         (第4図)発明が解決し
ようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 (1)本発明の第1実施例   (第1.2図)(2)
本発明の第2実施例   (第3図)発明の効果 〔概 要〕 半導体装置に関し、 小さな電圧でサイドゲート効果を抑えてトランジスタ特
性を安定にし、高集積化を可能にする半導体装置を提供
することを目的とし、     ′化合物半導体素子間
に素子骨M8N域を有する半導体装置において、−板上
に選択的に形成された′導電層と、前記素子分離領域に
前記導電層まで達ずi、に″う比選択的に形成された導
電性の不純物導入領域と、前記不純物導入領域上に選択
的に形成された素子間電極とを備えるように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置に係り、詳しくは、例えはGaA
s系等の化合物半導体を用いる例えばMES  F E
T (a+etal semicondictor F
ET)やt(EMT(high electron l
1obility transistor)のICに適
用することができ、特にトランジスタ特性が安定で高集
積化を可能にする半導体装置に関する。
近時、化合物半導体を用いる例えばMES  FETや
HEMTのICでは素子分離領域を隔てた電極に電圧を
印加すると、印加された電圧によって特にしきい値が大
きくなる等のトランジスタ特性が変化してしまうという
、いわゆるサイドゲート効果が生じ、これが高集積化に
とって大きな障害となっている。サイドゲート効果はG
aAs系の化合物半導体で構成する場合に生じ易いうえ
、さらに素子間距離が小さい場合(高集積化の際)に顕
著になる傾向がある。このため、特に高集積化の際問題
となり易いサイドゲート効果を抑え、トランジスタ特性
を安定にすることができる構造の半導体装置が望まれて
いる。
〔従来の技術〕 サイドゲート効果を抑制するための従来技術の公知例と
しては、例えばIEEE BLBCTRON DI!V
ICIELETTERS、  VOL、IEDL−6,
k4.  APRIL  1985.   P169〜
P 171に記載されている。
以下、具体的に図面を用いて説明する。
第4図は従来の半導体装置の一例の構造を示す断面図で
ある。
この図において、1は例えばGaAsからなる半絶縁性
の基板、2は例えばn形でAffiGaAsからなる半
導体層、3は例えばn型でGaAsからなるキャップ層
、4はソース電極、5はゲート電極、6はドレイン電極
、7は素子間電極で、ショットキ電極として機能する。
8は素子分離領域で、9は開口部、lOはリセス溝、1
5は2次元電子ガス層である。
なお、半導体素子としては、例えばHEMT(HE M
 T : high electron mobHit
y transistor、高電子移動度トランジスタ
と言われ、ヘテロ接合界面に形成される2次元電子ガス
層15をチャネル層に使用する電界効果トランジスタで
ある)が形成されており、n型でAfGaAsからなる
半導体層2とGaAsからなる半絶縁性の基板lとのへ
テロ接合界面に2次元電子ガス層15が形成されている
。活性層は半導体N2とキャンプ層3で構成されている
次に、その製造工程について簡単に説明する。
まず、例えばMOCVD法またはMBE法によるエピタ
キシャル成長により基板1上にA/GaA S % G
 a A sを堆積して半導体N2、キャップ層3を順
次形成する。次いで、例えばフォトレジストを用いエツ
チングによりキャンプ層3、半導体層2及び基板lの素
子領域以外の領域を選択的に除去して開口部9を形成す
る。このとき、半導体素子が分離されて素子分離領域8
が形成される。
次いで、例えば蒸着法によりキャップ層3上に例えばA
 u G e / A uを選択的に堆積し合金化して
ソース電極4、ドレイン電極6及び、キャップ層3にリ
セス溝lOを形成し、例えば蒸着法によりリセス溝10
にゲート電極5及び素子分離領域8上に素子間電極7を
形成する。そして、ここでは図示はしていないが、素子
間絶縁膜、配線等を形成することにより半導体装置が完
成する。なお、半導体N2と基板lとのへテロ接合界面
に2次元電子ガスIJ15が形成される。
上記装置では、半導体素子(トランジスタ)間の素子分
離領域8上にショットキ電極として機能する素子間電極
7を設け、この素子間電極7に負の電圧を印加すること
によりサイドゲート効果を抑えている。
これは負の電圧をかけることによりポテンシャルを調整
してサイドゲート効果を抑えているものと推定される。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような従来の半導体装置にあっては
、高集積化する際、隣の素子に加わった電圧によってし
きい値電圧等のトランジスタ特性が変化してしまうとい
う、いわゆるサイドゲート効果を抑えるために、素子間
電極7に約−10V程度(通常、±1〜2■程度が理想
的である)と非常に大きな電圧を加えなければサイドゲ
ート効果を抑えることができないという問題点があった
そこで本発明は、小さな電圧でサイドゲート効果を抑え
てトランジスタ特性を安定にし、高集積化を可能にする
半導体装置を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による半導体装置は上記目的達成のため、化合物
半導体素子間に素子分離領域を有する半導体装置におい
て、基板上に選択的に形成された導電層と、前記素子分
離領域に前記導電層まで達するように選択的に形成され
た導電性の不純物導入領域と、前記不純物導入領域上に
選択的に形成された素子間電極とを備えている。
本発明において、基板上に選択的に形成した導電層とは
、基板上に直接導電層を形成する場合の態様と、基板上
に半導体層、例えばバッファ層を介して導電層を形成す
る場合の態様とを含むものである。
〔作 用〕
本発明では、基板上に選択的に形成された導電層と、素
子分離領域に導電層まで達するように選択的に形成され
た注入領域と、注入領域上に選択的に形成された素子間
電極とを備えて構成されている。
したがって、サイドゲート効果が問題となる半導体素子
を導電層と注入領域とでシールドするように構成でき、
小さな電圧でサイドゲート効果を抑えることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る半導体装置の一実施例の構造を示
す断面図、第2図は第1図に示す本発明に係る半導体装
置の平面概禰図である。
これらの図において、第3図と同一符号は同一または相
当部分を示し、7aは例えばA u G e /Auか
らなる素子間電極(本発明に係る素子間電極に該当する
)、9aは開口部、llは例えばi形でGaAsからな
るバッファ層、12は例えばn。
形でGaAsからなる導電層(本発明に係る導電層に該
当する)、13は例えばi形でGaAsからなる半導体
層、14は例えばn形の注入領域(本発明に係る導電性
の不純物導入領域に該当し、ここではイオン注入により
形成しているが、熱拡散により形成してもよい)である
なお、半導体素子としては、例えばHEMTが形成され
ている。活性層は例えばn型のAlGaA3からなる半
導体層2と例えばn型のGaAsから成るキャンプ層3
で構成されている。
また、図示例でサイドゲート効果が問題となる半導体素
子は注入領域14の内側に形成されている半導体素子で
あり、通常、負の大きな電圧が加わる半導体素子程、サ
イドゲート効果が問題となる。
次に、その製造工程について説明する。
まず、例えばMOCVD法またはMBE法によるエピタ
キシャル成長により基板l上にバッファ層11.導電層
12、半導体層13、半導体N2及びキャップ層3を順
次形成する。次いで、例えばフォトレジストを石いたエ
ツチングによりキャップ層3、半導体層2及び半導体層
13の素子領域以外のこのとき、半導体素子が溝等によ
り分離されて素子分離領域8が形成される。次いで、サ
イドゲート効果が問題となる半導体素子周囲の素子分離
領域8に例えば3iをイオン1人しアニールによって活
性化させて、厚電112まで達する注入領域14を選択
的に形成する。次いで、例えば蒸着法により素子分離領
域8上及びキャップ層3上にAuGe ’/ A u 
fc選択的に堆積し合金化してソース電極4、ドレイン
電極6及び素子間電極7aを形成した後、キャンプN3
にリセス溝lOを形成C1例えば蒸着法によりリセス溝
10にゲート電極5を形成−する。そし”ζ、ここでは
図示はしていないが、素子間絶縁膜、配線等を形成する
ことにより半導体装置が完成する。なお、半導体層2と
半導体層13のへテロ接合界面に2次元電子ガス層15
が形成される。
すなわち、上記実施例では、サイドゲート効果が問題と
なる半導体素子を導電層12と注入領域14とでシール
ドするように構成(具体的には素子間電極を接地接続し
て導電層12及び注入領域14をほとんど0■になるよ
うに構成)したので、小さな電圧でサイドゲート効果を
抑えることができ、トランジスタ特性が安定になり、高
集積化が可能になる。シールドする半導体素子はサイド
ゲート効果が問題となる半4体素子で、この素子のみを
シールドすれば十分(サイドゲート効果を抑えること)
であり、集積化の点で有利である。
なお、上記実施例では導電層12を、基板1上に形成し
たバッファ層11上に形成する好ましい態様の場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、基板1上に直接形成する場合であってもよい。
上記実施例は、第1図及び第2図に示すように、素子間
電極7aを注入領域14上の一部に形成する場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく
、注入領域14上に少なくとも選択的に形成されていれ
ばよく、好ましくは注入領域14上全面に形成する場合
である。
上記実施例は、注入領域14及び温電層12の導電形を
n型で構成する場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、注入領域14及び導電層1
2の導電形をp形にして構成する場合であってもよい。
上記実施例は、注入領域14をサイドゲート効果が問題
となる半導体素子周囲の素子分離領域8に導電層12ま
で達するように形成する場合について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、少な(ともサイド
ゲート効果を抑えることができる程度に注入領域14を
適宜形成すればよく、第3図に示すように注入領域14
aを部分的に形成する場合であってもよい。
上記実施例は、半導体素子をHEMTで構成する好まし
い態様の場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、MES  FET5IIETSH
BT等のm−v族化合物半導体層等を用いて形成される
化合物半導体素子に適用しても有用である。
〔効 果〕
本発明によれば、小さな電圧でサイドゲート効果を抑え
てトランジスタ特性を安定にし、高集積化を可能にする
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る半導体装置の一実施例の構造を示
す断面図、 第2図は一実施例の平面概略図、 第3図は本発明に係る半導体装置の他の実施例の構造を
示す平面概略図、 第4図は従来の半導体装置の一例の構造を示す断面図で
ある。 ■・・・・・・基板、 2・・・・・・半導体層、 3・・・・・・キャップ層、 4・・・・・・ソース電極、 5・・・・・・ゲート電極、 6・・・・・・ドレイン電極、 7a・・・・・・素子間電極、 8・・・・・・素子分離領域、 9a・・・・・・開口部、 10・・・・・・リセス溝、 11・・・・・・バ・7フγ層、 12・・・・・・導電層、 13・・・・・・半導体層、 14・・・・・・注入領域、 15・・・・・・2次元電子ガス層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  化合物半導体素子間に素子分離領域を有する半導体装
    置において、 基板上に選択的に形成された導電層と、 前記素子分離領域に前記導電層まで達するように選択的
    に形成された導電性の不純物導入領域と、前記不純物導
    入領域上に選択的に形成された素子間電極とを備えたこ
    とを特徴とする半導体装置。
JP5436388A 1988-03-08 1988-03-08 半導体装置 Pending JPH01227455A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03125472A (ja) * 1989-10-09 1991-05-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置
JP2015228458A (ja) * 2014-06-02 2015-12-17 富士通株式会社 化合物半導体装置及びその製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60157234A (ja) * 1983-12-05 1985-08-17 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 電気的に隔離された半導体素子を含む半導体ウエ−ハ
JPS647665A (en) * 1987-06-30 1989-01-11 Sumitomo Electric Industries Compound semiconductor device

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