JPS6010785A - 電界効果トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

電界効果トランジスタおよびその製造方法

Info

Publication number
JPS6010785A
JPS6010785A JP11907483A JP11907483A JPS6010785A JP S6010785 A JPS6010785 A JP S6010785A JP 11907483 A JP11907483 A JP 11907483A JP 11907483 A JP11907483 A JP 11907483A JP S6010785 A JPS6010785 A JP S6010785A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
field effect
effect transistor
gate electrode
conductivity type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11907483A
Other languages
English (en)
Inventor
Kinshiro Kosemura
小瀬村 欣司郎
Yoshimi Yamashita
良美 山下
Megumi Arai
新居 恵
Kazukiyo Tsunenobu
和清 常信
Takashi Mimura
高志 三村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP11907483A priority Critical patent/JPS6010785A/ja
Publication of JPS6010785A publication Critical patent/JPS6010785A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/778Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
    • H01L29/7786Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT
    • H01L29/7787Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT with wide bandgap charge-carrier supplying layer, e.g. direct single heterostructure MODFET
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/432Heterojunction gate for field effect devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は電界効果トランジスタ及びその製造方法に係り
、特に同一導電型のへテロ接合を有し2次元ガスを利用
して高速動作させる電界効果トランジスタ及びその製造
方法に関する。
(2) 技術の背景 ■−■族化合物半導体の1つであるガリウム・ヒ素(以
下G a A Sと記す)はシリコンStに比べて電子
移動度が約6倍あり、高周波素子や高速論理素子の材料
として注目を集めている。
このGaAsを用いた電界効果トランジスタ(以下FE
Tと記す)としてはショットキーバリアFETや接合F
ETなどが提案されているが。
その中でも特にヘテロ接合を用いたG a A s F
 ETはノンドープG a A S層の界面に形成され
る2次元電子ガスによって高速動作を達成している。
(3) 従来技術と問題点 このヘテロ接合を有したG a A s F E Tの
構成を従来例を用いて簡単に説明する。
先ず、半絶縁性のGaAs基板上にノンドープGaAs
1iを形成し、その上にアルミニウムAβが30%、ガ
リウムGaが70%の割合で化合したn形のアルミニウ
ム・ガリウムヒ素Aj!GaAS層(以下、n形Aj!
 (0,3)Ga (0,7)As層という形式で記す
ことにする)を形成する。
このn形AA (0,3) Ga (0,7) As層
につづいてアルミニウムA!の割合を減少させたn形A
lx1Ga (1−x)As層を形成し、最後にアルミ
ニウムAAを含まないn形GaAs層を形成する。そし
てアイソレーションのためにメサ形成を行なった後にソ
ース及びドレイン電極を形成し1合金化処理によってオ
ーミック接触をとる。
そして最後にリフトオフ法によって、ゲート金属を真空
中でn形QaAs層表面に被着させ、ゲート電極を形成
する。このようにしてヘテロ接合を有するGaAsFE
Tが製造される。
しかしながらGaAsFETでは、遮断周波数向上の点
でも、利得の点でも、また雑音低減の点でもゲート長を
極力小さく (1μm以下)する必要がある。そのため
に高度な微細加工技術が要求され、従来では2通常の光
露光ではなく電子ビームやX線露光を採用しなければな
らず、さらにゲートとソース及びドレインとの位置合せ
等も非常に複雑になるという欠点を有していた。
また従来では、ゲートがショットキー接触であ8′″″
5°゛117”1112〜3 (V) it!?、b 
す、耐圧が低いという欠点があった。
さらにゲートとソース及びドレインの位置合せが複雑で
あることも関連して、従来の方法ではソース、ドレイン
間の距離をゲート長より大きくとる必要があり、直列抵
抗Rsが大きくなって、その結果FETの伝達コンダク
タンスgmが小さく遮断周波数が低いという欠点も有し
ていた。
(4) 発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、目的とするところは、
ゲート耐圧の高い電界効果トランジスタを提供すること
にある。
さらに目的とするところは、光露光法を使用してゲート
長を1μm以下に小さくすると同時にソース、ドレイン
間距離を短縮して遮断周波数を向上させる電界効果トラ
ンジスタの製造方法を提供することにある。
(5) 発明の構成 上記目的は本発明によれば、同一導電型のへテロ接合を
有し、2次電子ガスを利用して高速動作させる電界効果
トランジスタにおいて、PN接合5− ゲートを設けた電界効果トランジスタを提供することに
より達成される。また、上記目的は本発明によれば、同
一導電形のへテロ接合を有し2次元電子ガスを利用して
高速動作させる電界効果トランジスタの製造方法におい
て、該電界効果トランジスタの半導体積層構造の表面に
形成された一導電形の半導体層の上に反対導電形の半導
体層を成長させる工程と、該反対導電形半導体層の上に
形成されたゲート電極をマスクにして上記反対導電形半
導体層を選択的にエツチングする工程と、上記ゲート電
極をマスクにしてソース電極とドレイン電極を被着形成
する工程とを設けたことを特徴とする電界効果トランジ
スタの製造方法を提供することによって達成される。
(6) 発明の実施例 以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図(alないし第1図(elは本発明による電界効
果トランジスタの一実施例の製岳工程順図である。
先ず、第1図(a)において1図示されていない半6− 絶縁性基板上にノンドープGaAs層1を3000人、
その上に約2×10 印 のn形AI! (0,3)G
a (0,7)As層2を約300人、つづいてAβの
比率を漸減させた約2×10 cm のn形A/! (
X) Ga (1−X) As層3を約300人、その
上に2×10〜2×10 cm のn形G a A s
 ii 4を約300人、そして最後に約2×10 印
 のP形An (0,3)Ga (0,7)As層5を
約300人を連続的に分子線エピタキシ(MBE)等を
用いて成長させる。つづいてアイソレーションのために
メサ形成を行なう。
そして第1図(blに示すように、レジスト6を用い、
既成の光露光法によってゲート電極部をバターニングし
、真空中にてゲート金属7及び8 (アルミニウムA7
!等)を被着させることによって厚さ0.5〜1μmの
ゲート電極8が形成される。
第1図(C)には、リフトオフ法によってゲート電極8
以外の不要部分9を取除いた状態が示されている。
ここでP形Aj! (0,3)Ga (0,7)As層
5のみを選択的にエツチングするエツチング液(塩酸H
CIとりん酸H3P0aとの混合液)によってエツチン
グを行なう。その際ゲート電極8の下までサイドエツチ
ングすることによってゲート電極8のゲート長よりも短
い、すなわち1μm以下のPN接合ゲートを極めて容易
に得ることができる。第1図(d+はエツチングによっ
てP形Al2(0,3)Ga (0,7)As層5がゲ
ート電極8より短縮化された状態を示している。
そして最後にゲート電極8をマスクにしてソース及びド
レイン電極を形成する。その際、先ず12重量%の金−
ゲルマニウム合金(以下AuGeと記す)を被着させ1
次に酸化防止のために金AuをAuGeの上に被着させ
る。そしてAuGeとn形GaAs層4とをオーミック
接触させるために450℃の窒素雰囲気中で2分間合金
化処理を行ない、第1図(e)に示すようにソース電極
12、ドレイン電極13が形成される。同図中において
ゲート電極8上にはソース電極12及びド 。
レイン電極13と同じAu及びAu00層11が形成さ
れるがゲートの特性に影響を及ぼすことはない。また2
次元ガス層14はノンドープGaA3層1の界面付近に
生成するもので、このガス層14によってFETの高速
動作が可能となる。
なおソース電極12及びドレイン電極13を形成する前
に、ゲート電極8をマスクとしてイオン注入を施して予
めN 層を形成し、熱処理によって活性化した後でソー
ス電極12及゛びドレイン電極13を形成してもよい。
ただしその場合は熱処理工程を要するためにゲートの材
料をシリサイド(TtWSiあるいはWSt等)の耐熱
性のある高融点金属にする必要がある。
(7) 発明の効果 以上詳細に説明したように本発明による電界効果トラン
ジスタは、PN接合ゲートを有するために従来のショッ
トキ形ゲートに比べて高耐圧となり、10v以上の電圧
を印加することが可能となる。
また製造方法において、P形AβGaAs層を9− ゲート電極をマスクにして選択的にエツチングを行ない
、さらにサイドエツチングすることで微細なゲートを得
ることができ、遮断周波数の向上をもたらす。さらにゲ
ート電極をマスクにしてソース、ドレイン電極を形成す
るために、工程数が少なり、シかも精密制御を要する工
程が事実上ゲート電極形成工程のみであり、電界効果ト
ランジスタの均一性や安定性が向上する。またソース、
ドレイン電極間の直列抵抗が低減するので伝達コンダク
タンスが向上する。また表面の露出面はGaAs面にな
るので特性の劣化が少ない等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の製造工程順図である。 1・・・ノンドープGaAsfW、 2・・・n形AI
V、(0,3)Ga (0,7)As層。 3・・・n形A# (x) Ga (1−X) As層
。 4−=n形GaAs層、 5・・−p形A1 (0,3
)Ga (0,7)As層、 8・10− ・・ゲート電極、 12・・・ソース電極。 13・・・ドレイン電極、 14・・・二次元ガス 11− 第1図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 同−導電形のへテロ接合を有し2次元電子ガス
    を利用して高速動作させる電界効果トランジスタにおい
    て、PN接合ゲートを設けたことを特徴とする電界効果
    トランジスタ。
  2. (2) 前記PN接合ゲートのゲート長がゲート電極よ
    り短いことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電
    界効果トランジスタ。
  3. (3) 同−導電形のへテロ接合を有し2次元電子ガス
    を利用して高速動作させる電界効果トランジスタの製造
    方法において、該電界効果トランジスタの半導体積層構
    造の表面に形成された一導電形の半導体層の上に反対導
    電形の半導体層を成長させる工程と、該反対導電形半導
    体層の上に形成されたゲート電極をマスクにして上記反
    対導電形半導体層を選択的にエツチングする工程と、上
    記ゲート電極をマスクにしてソース電極とドレイン電極
    を被着形成する工程とを設けたことを特徴とする電界効
    果トランジスタの製造方法。
  4. (4) 上記反対導電形半導体層を選択的にエツチング
    する工程はゲート電極下のサイドエツチングを含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第3項記載の電界効果トラ
    ンジスタの製造方法。
  5. (5) 上記−導電形の半導体はn形のガリウムヒ素で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の電界
    効果トランジスタの製造方法。
  6. (6) 上記反対導電形半導体はP形のアルミニウム・
    ガリウムヒ素であることを特徴とする特許請求の範囲第
    3項記載の電界効果トランジスタの製造方法。
JP11907483A 1983-06-30 1983-06-30 電界効果トランジスタおよびその製造方法 Pending JPS6010785A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11907483A JPS6010785A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 電界効果トランジスタおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11907483A JPS6010785A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 電界効果トランジスタおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6010785A true JPS6010785A (ja) 1985-01-19

Family

ID=14752233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11907483A Pending JPS6010785A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 電界効果トランジスタおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6010785A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117666A (ja) * 1985-11-15 1987-05-29 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布方法
US5591266A (en) * 1994-03-25 1997-01-07 Tdk Corporation Extrusion type coating head

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5123090A (ja) * 1974-08-20 1976-02-24 Matsushita Electronics Corp Setsugogeetogatadenkaikokatoranjisuta
JPS51115780A (en) * 1974-10-31 1976-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hetero junction gate form fieid effect transistor and manufacturing me thod
JPS5922367A (ja) * 1982-07-29 1984-02-04 Nec Corp 半導体装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5123090A (ja) * 1974-08-20 1976-02-24 Matsushita Electronics Corp Setsugogeetogatadenkaikokatoranjisuta
JPS51115780A (en) * 1974-10-31 1976-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hetero junction gate form fieid effect transistor and manufacturing me thod
JPS5922367A (ja) * 1982-07-29 1984-02-04 Nec Corp 半導体装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117666A (ja) * 1985-11-15 1987-05-29 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布方法
US5591266A (en) * 1994-03-25 1997-01-07 Tdk Corporation Extrusion type coating head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4889831A (en) Method of forming a high temperature stable ohmic contact to a III-V substrate
US4617724A (en) Process for fabricating heterojunction bipolar transistor with low base resistance
JPH0353563A (ja) ヘテロ接合バイポーラトランジスタからなる半導体装置とその製造方法
JPH03229426A (ja) 集積回路及びその製造方法
JPH0797589B2 (ja) ヘテロ接合型バイポ−ラトランジスタの製造方法
JP3439578B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3119248B2 (ja) 電界効果トランジスタおよびその製造方法
EP0130774A1 (en) Process for fabricating bipolar transistor
JPS6010785A (ja) 電界効果トランジスタおよびその製造方法
JPS59181060A (ja) 半導体装置
JPS61276261A (ja) 高速バイポ−ラトランジスタの製造方法
JPH08191055A (ja) 化合物半導体装置およびその製造方法
JP2504782B2 (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JPS63287058A (ja) ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタの製造方法
JPH02188964A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS6143443A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS63115384A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6378575A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01194469A (ja) 化合物半導体装置
JPH0327537A (ja) 変調ドープ型電界効果トランジスタ
JPS62224073A (ja) ヘテロ接合バイポ−ラ・トランジスタの製造方法
JPS6394688A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JPH05275462A (ja) 化合物半導体集積回路装置
JPS63275185A (ja) 電界効果トランジスタ
JPH04214637A (ja) 半導体装置