JPH031547A - 化合物半導体mis・fetおよびその製造方法 - Google Patents
化合物半導体mis・fetおよびその製造方法Info
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- JPH031547A JPH031547A JP13527789A JP13527789A JPH031547A JP H031547 A JPH031547 A JP H031547A JP 13527789 A JP13527789 A JP 13527789A JP 13527789 A JP13527789 A JP 13527789A JP H031547 A JPH031547 A JP H031547A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/802—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with heterojunction gate, e.g. transistors with semiconductor layer acting as gate insulating layer, MIS-like transistors
-
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、化合物半導体Mis−FETおよびその製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
第2図は例えばアイイーイーイー エレクトロニクス
デバイス レターズ(IEEE ELfICTRON
DEVICE LETTERS、 Vol、EDL−7
No、11)に示された従来のGaAsMIS −FE
Tを示す断面図であり、図において、1は半絶縁性Ga
As基板、2はGaAsバッファ層、3はn−GaAs
チャネル層、4はアンドープGaAffiAs層、5は
n” −GaAsコンタクト層、6はソース・ドレイン
オーミック電極、7はゲートショットキー電極である。
デバイス レターズ(IEEE ELfICTRON
DEVICE LETTERS、 Vol、EDL−7
No、11)に示された従来のGaAsMIS −FE
Tを示す断面図であり、図において、1は半絶縁性Ga
As基板、2はGaAsバッファ層、3はn−GaAs
チャネル層、4はアンドープGaAffiAs層、5は
n” −GaAsコンタクト層、6はソース・ドレイン
オーミック電極、7はゲートショットキー電極である。
次に従来の化合物半導体MIS−FETの製造方法をG
aAsについて説明する。
aAsについて説明する。
第3図(a)は(1,aAsMIS−FET用のエビウ
ェハを例えばMBE装置で製作したものである。
ェハを例えばMBE装置で製作したものである。
図において、第2図と同一符号は同−又は相当部分であ
り、n−GaAs層3はFETのチャネルとなり、アン
ドープGaAj2As層4はゲート絶縁膜となる。
り、n−GaAs層3はFETのチャネルとなり、アン
ドープGaAj2As層4はゲート絶縁膜となる。
第3図(a)に示すようにエビウェハを形成した後、第
3図(b)に示すようにnゝ−GaAsコンタクト層5
上にリフトオフ法と熱処理によってソース・ドレインオ
ーミック電極6を形成する0次に第3図(C)に示すよ
うに、n”−GaAsコンタクト層5をレジストをマス
クとして選択エツチングしてリセス構造を形成し、Ga
AfAs層4の上面を出す、引き続いて上記レジストパ
ターンを用いてリフトオフ法によりゲートショットキー
電極7を形成する。
3図(b)に示すようにnゝ−GaAsコンタクト層5
上にリフトオフ法と熱処理によってソース・ドレインオ
ーミック電極6を形成する0次に第3図(C)に示すよ
うに、n”−GaAsコンタクト層5をレジストをマス
クとして選択エツチングしてリセス構造を形成し、Ga
AfAs層4の上面を出す、引き続いて上記レジストパ
ターンを用いてリフトオフ法によりゲートショットキー
電極7を形成する。
従来のGaAsMI S −FETは以上のように構成
されており、ソース・ドレインオーミック電極6直下の
n“−GaAsコンタクト層5とチャネル層であるn−
GaAs層3の間に高抵抗GaAfAsが挟まれた構造
となっているので、FETソース抵抗Rs、 ドレイ
ン抵抗Rdが高く、著しく高周波特性を劣化させる原因
となっていた。
されており、ソース・ドレインオーミック電極6直下の
n“−GaAsコンタクト層5とチャネル層であるn−
GaAs層3の間に高抵抗GaAfAsが挟まれた構造
となっているので、FETソース抵抗Rs、 ドレイ
ン抵抗Rdが高く、著しく高周波特性を劣化させる原因
となっていた。
また第3図(C)のn” −GaAs層5の選択エツチ
ング工程において、G a A l! A s N 4
までもエツチングしてしまう等の異常がしばしば発生し
、素子のばらつきの原因となるという問題点があった。
ング工程において、G a A l! A s N 4
までもエツチングしてしまう等の異常がしばしば発生し
、素子のばらつきの原因となるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためにてされ
たもので、MIS−FETのもつ高耐圧。
たもので、MIS−FETのもつ高耐圧。
特性均一性を保持しながらFETソース抵抗Rsを低減
し、GaAAAsの異常エッチの発生を防ぐことのでき
る化合物半導体MIS−FETの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
し、GaAAAsの異常エッチの発生を防ぐことのでき
る化合物半導体MIS−FETの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
この発明に係る化合物半導体MIS−FETはチャネル
層上に直接形成されたソース・ドレインオーミック電極
を備えたものである。
層上に直接形成されたソース・ドレインオーミック電極
を備えたものである。
また、この発明に係る化合物半導体Mis−FETの製
造方法は、ソース・ドレインオーミック電極下方のアン
ドープ半導体層をエツチング除去し、開口部に露出した
n型GaAsチャネル層上にオーミック電極を形成する
ようにしたものである。
造方法は、ソース・ドレインオーミック電極下方のアン
ドープ半導体層をエツチング除去し、開口部に露出した
n型GaAsチャネル層上にオーミック電極を形成する
ようにしたものである。
この発明における化合物半導体MIS−FETは、チャ
ネル層上に直接形成されたソース・ドレインオーミック
電極を備えた構成としたから、アンドープ半導体層によ
る寄生抵抗分が低減され、高周波特性を改善できる。
ネル層上に直接形成されたソース・ドレインオーミック
電極を備えた構成としたから、アンドープ半導体層によ
る寄生抵抗分が低減され、高周波特性を改善できる。
また、この発明における化合物半導体MIS・FETの
製造方法は、寄生抵抗分となるソース・ドレインオーミ
ック電極下方のアンドープ半導体層をエツチング除去し
、同領域に露出したチャネル層上にオーミック電極を形
成するようにしたから、FETソース抵抗Rs、 ド
レイン抵抗Rdを低減することができるとともに、最表
面の高キャリア濃度層をリセスエッチする工程が不要と
なるため、素子特性のばらつきを大幅に低減できる。
製造方法は、寄生抵抗分となるソース・ドレインオーミ
ック電極下方のアンドープ半導体層をエツチング除去し
、同領域に露出したチャネル層上にオーミック電極を形
成するようにしたから、FETソース抵抗Rs、 ド
レイン抵抗Rdを低減することができるとともに、最表
面の高キャリア濃度層をリセスエッチする工程が不要と
なるため、素子特性のばらつきを大幅に低減できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図(a)〜(f)は本発明の一実施例による化合物
半導体Mis−FETの製造方法を示す断面工程図であ
り、図において、1は半絶縁性GaAs基板、2はGa
Asバッファ層、3はn−GaAsチャネル層、4はア
ンドープGaAAAs層、50はソース・ドレイン部を
開口部とするレジストパターン、60はオーミック金属
、70はゲート部を開口部とするレジストパターン、8
0はゲートショットキー電極である。
半導体Mis−FETの製造方法を示す断面工程図であ
り、図において、1は半絶縁性GaAs基板、2はGa
Asバッファ層、3はn−GaAsチャネル層、4はア
ンドープGaAAAs層、50はソース・ドレイン部を
開口部とするレジストパターン、60はオーミック金属
、70はゲート部を開口部とするレジストパターン、8
0はゲートショットキー電極である。
次に製造方法について説明する
まず半絶縁性GaAs基板1上に、GaAsバッファ層
2.n−GaAs層3.アンドープGaA/!As層4
をエピタキシャル成長法、例えばMBE法、MOCVD
法、LPE法ナトノ方法テ連続積層する。このときn
−G a A s N3は後にショットキーゲート電極
を形成した際、所望の■。、S(ゲート電圧が0の時に
FETを流れる電流値)。
2.n−GaAs層3.アンドープGaA/!As層4
をエピタキシャル成長法、例えばMBE法、MOCVD
法、LPE法ナトノ方法テ連続積層する。このときn
−G a A s N3は後にショットキーゲート電極
を形成した際、所望の■。、S(ゲート電圧が0の時に
FETを流れる電流値)。
gas (相互コンダクタンス)、V、(ピンチオフ
ボルテージ)値が得られるような条件、例えばキャリア
濃度6 X 1017CI!+−”、厚ミ0.06 a
mヲ採用する。次にウェハ上にレジストを塗布し、通
常のフォトリソグラフィの技術を用いてソース・ドレイ
ンオーミック電極形成予定領域を開口部とするレジスト
パターン50を第1図(a)に示すように形成する。そ
して第1図(ト))に示すようにレジスト50をマスク
としてソース抵抗Rs、 ドレイン抵抗Rd増大の原
因となるアンドープGaAj!As層4をエツチングし
、下層であるn−GaAsチャネル層3を露出させる。
ボルテージ)値が得られるような条件、例えばキャリア
濃度6 X 1017CI!+−”、厚ミ0.06 a
mヲ採用する。次にウェハ上にレジストを塗布し、通
常のフォトリソグラフィの技術を用いてソース・ドレイ
ンオーミック電極形成予定領域を開口部とするレジスト
パターン50を第1図(a)に示すように形成する。そ
して第1図(ト))に示すようにレジスト50をマスク
としてソース抵抗Rs、 ドレイン抵抗Rd増大の原
因となるアンドープGaAj!As層4をエツチングし
、下層であるn−GaAsチャネル層3を露出させる。
このエツチングは必ずしもn−GaAsチャネル13表
面で止める必要はないが、選択エツチングによりエツチ
ングをn−GaAsチャネル13表面で止めるようにす
ればリーク特性のばらつきを防ぐことができる。GaA
ffiAs層をエツチングし、GaAs層をエツチング
しない選択エッチとして、ウェットエツチングではエッ
チャントとしてフッ酸の水溶液を用いるものが一般に知
られている。引き続き、オーミック金属60、例えばA
u G e / N iを蒸着法で第1図(C)に示
すように全面に付着させ、リフトオフ法により第1図(
d)に示すように不要部金属を除去した後、適当な熱処
理、例えばH3雰囲気中380°C,5分を行なうこと
で良好なオーミック特性を得る。この後、ゲート形成予
定領域を開口部とするレジストパターン70を形成し、
第1図(e)に示すようにゲートショットキー金属、例
えばT i / A uを蒸着法で全面に付着形成する
。次いでリフトオフ法により不要部金属を取り除き、第
1図(f)に示すMIS−FETが得られる。
面で止める必要はないが、選択エツチングによりエツチ
ングをn−GaAsチャネル13表面で止めるようにす
ればリーク特性のばらつきを防ぐことができる。GaA
ffiAs層をエツチングし、GaAs層をエツチング
しない選択エッチとして、ウェットエツチングではエッ
チャントとしてフッ酸の水溶液を用いるものが一般に知
られている。引き続き、オーミック金属60、例えばA
u G e / N iを蒸着法で第1図(C)に示
すように全面に付着させ、リフトオフ法により第1図(
d)に示すように不要部金属を除去した後、適当な熱処
理、例えばH3雰囲気中380°C,5分を行なうこと
で良好なオーミック特性を得る。この後、ゲート形成予
定領域を開口部とするレジストパターン70を形成し、
第1図(e)に示すようにゲートショットキー金属、例
えばT i / A uを蒸着法で全面に付着形成する
。次いでリフトオフ法により不要部金属を取り除き、第
1図(f)に示すMIS−FETが得られる。
このように本実施例では、寄生抵抗分となるソース・ド
レインオーミック電極下方のアンドープ半導体層をエツ
チング除去し、同領域に露出したn型GaAsチャネル
層上にオーミック電極を形成するようにしたから、FE
Tソース抵抗Rs。
レインオーミック電極下方のアンドープ半導体層をエツ
チング除去し、同領域に露出したn型GaAsチャネル
層上にオーミック電極を形成するようにしたから、FE
Tソース抵抗Rs。
ドレイン抵抗Rdを低減することができるとともに、最
表面の高キャリア濃度層をリセスエッチする工程が不要
となるため、素子特性のばらつきを大幅に低減できる。
表面の高キャリア濃度層をリセスエッチする工程が不要
となるため、素子特性のばらつきを大幅に低減できる。
第4図は本発明の他の実施例を示す断面工程図であり、
図において第1図と同一符号は同−又は相当部分である
。
図において第1図と同一符号は同−又は相当部分である
。
この実施例は、先にゲートショットキー電極を形成した
後にアンドープCaA/!As層のエツチングを行なう
ようにしたものである。以下、図に従って製造工程を説
明する。
後にアンドープCaA/!As層のエツチングを行なう
ようにしたものである。以下、図に従って製造工程を説
明する。
まず第1図の実施例同様、半絶縁性GaAs基板1上に
、CyaAsバッファ層2. n−GaAs層3.アン
ドープGaAj!As層4をエピタキシャル成長法、例
えばMBE法、MOCVD法、LPE法などの方法で連
続積層した後、ウェハ上にレジストを塗布し、通常のフ
ォトリソグラフィの技術を用いてゲートショットキー電
極形成予定領域を開口部とするレジストパターンを形成
し、引き続きゲートショットキー金属、例えばTi/A
Uを蒸着法で全面に付着形成する0次いでリフトオフ法
により不要部金属を取り除き、第4図(a)に示すよう
にゲート電極80を形成する0次に再び表面上にレジス
トを塗布し、通常のフォトリソグラフィの技術を用いて
第4図℃)に示すようにソース・ドレインオーミック電
極形成予定領域を開口部とするレジストパターン50を
形成し、このレジスト50をマスクとして第4図(C)
に示すようにアンドープGaAj2As層4をエツチン
グし、下層であるn−GaAsチャネル層3を露出させ
る。
、CyaAsバッファ層2. n−GaAs層3.アン
ドープGaAj!As層4をエピタキシャル成長法、例
えばMBE法、MOCVD法、LPE法などの方法で連
続積層した後、ウェハ上にレジストを塗布し、通常のフ
ォトリソグラフィの技術を用いてゲートショットキー電
極形成予定領域を開口部とするレジストパターンを形成
し、引き続きゲートショットキー金属、例えばTi/A
Uを蒸着法で全面に付着形成する0次いでリフトオフ法
により不要部金属を取り除き、第4図(a)に示すよう
にゲート電極80を形成する0次に再び表面上にレジス
トを塗布し、通常のフォトリソグラフィの技術を用いて
第4図℃)に示すようにソース・ドレインオーミック電
極形成予定領域を開口部とするレジストパターン50を
形成し、このレジスト50をマスクとして第4図(C)
に示すようにアンドープGaAj2As層4をエツチン
グし、下層であるn−GaAsチャネル層3を露出させ
る。
引き続き、オーミック金属60、例えばAuGe/Ni
を蒸着法で第4図(d)に示すように全面に付着させ、
リフトオフ法により不要部金属を除去することで、第1
図(f)と同様の構造のMIS−FETが得られる。
を蒸着法で第4図(d)に示すように全面に付着させ、
リフトオフ法により不要部金属を除去することで、第1
図(f)と同様の構造のMIS−FETが得られる。
本実施例においても第1図の実施例と同様、寄生抵抗増
大の原因となるソース・ドレインオーミック電極直下の
アンドープGaAAAs層をエツチング除去して、該領
域に露出したチャネル層上にソース・ドレインオーミッ
ク電極を形成するようにしたから、寄生抵抗を低減でき
るとともに、リセスエッチの工程がないから素子特性の
ばらつきを防ぐことができる。
大の原因となるソース・ドレインオーミック電極直下の
アンドープGaAAAs層をエツチング除去して、該領
域に露出したチャネル層上にソース・ドレインオーミッ
ク電極を形成するようにしたから、寄生抵抗を低減でき
るとともに、リセスエッチの工程がないから素子特性の
ばらつきを防ぐことができる。
なお、上記2つの実施例ではMIS−FETのゲート部
アンドープ半導体層がGaAfAsであるものについて
述べたが、これはGaAs上にエピタキシャル成長可能
な材料であれば制限はなく、例えばGa I nAs等
であってもよい。
アンドープ半導体層がGaAfAsであるものについて
述べたが、これはGaAs上にエピタキシャル成長可能
な材料であれば制限はなく、例えばGa I nAs等
であってもよい。
以上のように、この発明によれば化合物半導体MIS−
FETにおいて、チャネル層上に直接形成されたソース
・ドレインオーミック電極を備えた構成としたから、ア
ンドープ半導体層による寄生抵抗分が低減され、高周波
特性を改善できる効果がある。
FETにおいて、チャネル層上に直接形成されたソース
・ドレインオーミック電極を備えた構成としたから、ア
ンドープ半導体層による寄生抵抗分が低減され、高周波
特性を改善できる効果がある。
またこの発明によれば化合物半導体Mis−FETの製
造方法において、ソース・ドレインオーミック電極下方
のアンドープ半導体層をエツチング除去し、同領域に露
出したn型GaAsチャネル層上にオーミック電極を形
成するようにしたので、ソース・ドレインオーミック電
極からチャネル領域に到る電流経路中に生じていたFE
Tソース抵抗Rs、 ドレイン抵抗Rdを大幅に低減
することができるとともに、最表面の高キャリア濃度層
をリセスエッチする工程が不要となるため、素子特性の
ばらつきを大幅に低減でき、これによりMIS−FET
の高周波特性を著しく改善することができる効果がある
。
造方法において、ソース・ドレインオーミック電極下方
のアンドープ半導体層をエツチング除去し、同領域に露
出したn型GaAsチャネル層上にオーミック電極を形
成するようにしたので、ソース・ドレインオーミック電
極からチャネル領域に到る電流経路中に生じていたFE
Tソース抵抗Rs、 ドレイン抵抗Rdを大幅に低減
することができるとともに、最表面の高キャリア濃度層
をリセスエッチする工程が不要となるため、素子特性の
ばらつきを大幅に低減でき、これによりMIS−FET
の高周波特性を著しく改善することができる効果がある
。
第1図(a)〜(f)はこの発明の一実施例による化合
物半導体Mis−FETの製造方法を示す断面工程図、
第2図は従来のMIS−FETを示す断面図、第3図(
a) 〜(C)は従来のMIS−FETの製造方法を示
す断面工程図、第4図(a)〜(d)は本発明の他の実
施例を示す断面工程図である。 1は半絶縁性CaAs基板、2はGaAsバッファ層、
3はn−GaAsチャネル層、4はアンドープGaAj
l!As層、50はソース・ドレイン部を開口部とする
レジストパターン、60はオーミック金属、70はゲー
ト部を開口部とするレジストパターン、80はゲートシ
ョットキー電極。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
物半導体Mis−FETの製造方法を示す断面工程図、
第2図は従来のMIS−FETを示す断面図、第3図(
a) 〜(C)は従来のMIS−FETの製造方法を示
す断面工程図、第4図(a)〜(d)は本発明の他の実
施例を示す断面工程図である。 1は半絶縁性CaAs基板、2はGaAsバッファ層、
3はn−GaAsチャネル層、4はアンドープGaAj
l!As層、50はソース・ドレイン部を開口部とする
レジストパターン、60はオーミック金属、70はゲー
ト部を開口部とするレジストパターン、80はゲートシ
ョットキー電極。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)半絶縁性基板上にバッファ層を介して形成された
チャネル層と、 該チャネル層の所定領域上に直接形成されたソース・ド
レインオーミック電極と、 該ソース・ドレインオーミック電極間のチャネル層上に
アンドープ層半導体層を介して形成されたゲートショッ
トキー電極とを備えたことを特徴とする化合物半導体M
IS・FET。 - (2)化合物半導体MIS・FETの製造方法において
、 ソース・ドレインオーミックを形成する以前に該領域下
方に存在するアンドープ半導体層を直下に存在するチャ
ネル層が露出するまでエッチング除去し、該露出したチ
ャネル層上にオーミック電極を形成することを特徴とす
る化合物半導体MIS・FETの製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13527789A JPH031547A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 化合物半導体mis・fetおよびその製造方法 |
DE19904016848 DE4016848C2 (de) | 1989-05-29 | 1990-05-25 | Verbundhalbleiter MIS FET und Verfahren zu seiner Herstellung |
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