JPH0399466A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH0399466A
JPH0399466A JP1235974A JP23597489A JPH0399466A JP H0399466 A JPH0399466 A JP H0399466A JP 1235974 A JP1235974 A JP 1235974A JP 23597489 A JP23597489 A JP 23597489A JP H0399466 A JPH0399466 A JP H0399466A
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JP
Japan
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gate electrode
channel region
layer
insulating layer
region
Prior art date
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Pending
Application number
JP1235974A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Onodera
司 小野寺
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent a leakage current from flowing into an element due to an interfacial instability by a method wherein the element is formed on an island-like semiconductor layer isolated through the intermediary of an insulating layer, and a second gate electrode is formed at an interface between the base of the channel region of the element and the insulating layer. CONSTITUTION:A MESFET composed of N<+>-type source and drain regions 8 and 10, an N-type channel region sandwiched between the regions 8 and 10, a source electrode 14, a drain electrode 16, and a first gate electrode 18, the three electrodes being formed on these regions respectively, is formed on an island-like semi-insulating GaAs layer 6. As an adjacent element is formed on another island-like semi-insulating GaAs layer through the intermediary of an insulating layer 4, the adjacent elements are prevented from electrically affecting each other and consequently a side gate effect is restrained. As a second gate electrode 20 is formed at the interface between the base of the channel region 12 and the insulating layer 4, a leakage current, which is induced due to an interfacial instability which occurs when the base of the channel region is in direct contact with the insulating layer 4, can be prevented from flowing into the channel region 12.

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 半導体装置及びその製造方法に係り、特にGaAs等の
化合物半導体を用いた集積回路に関し、有効面積を減少
させることなくサイドゲート効果を安定的に抑止して素
子の集積密度を向上させると共に、素子の信号駆動能力
を向上させる半導体装置を提供することを目的とし、 半導体基板上の絶縁層中に島状に形成された半導体層と
、前記半導体層に形成されたソース領域及びドレイン領
域と、前記ソース領域及びドレイン領域に挟まれたチャ
ネル領域と、前記チャネル領域上に形成された第1ゲー
ト電極と、前記チャネル領域底面と前記絶縁層との境界
に形成された第2ゲート電極とを有し、前記チャネル領
域のチャネル厚を制御するように前記第2ゲート電極に
電圧を印加するように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and in particular to an integrated circuit using a compound semiconductor such as GaAs, by stably suppressing side gate effects without reducing the effective area of the device. The purpose of the present invention is to provide a semiconductor device that improves the integration density of the semiconductor device and improves the signal driving ability of the element. a source region and a drain region, a channel region sandwiched between the source region and the drain region, a first gate electrode formed on the channel region, and a boundary between the bottom surface of the channel region and the insulating layer. and a second gate electrode, and is configured to apply a voltage to the second gate electrode so as to control the channel thickness of the channel region.

[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置及びその製造方法に係り、特にGa
As等の化合物半導体を用いた集積回路及びその製造方
法に関する。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and particularly relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
The present invention relates to an integrated circuit using a compound semiconductor such as As and a method for manufacturing the same.

[従来の技術] 化合物半導体結晶例えばGaAs結晶においては、電子
走行速度はSiの5倍程度速いため、数GHzの高速な
りロック速度で動作するIC(Integrated 
C1rcuit)の製造に適している。集積密度の高い
例えば数子ないし致方ゲート規模の論理機能を1チツプ
IC上に実現するために、信号を駆動する素子であるト
ランジスタを微細化して信号駆動能力を上げると共に素
子間の距離を小さくして小面積内に多数の素子を形成す
るための技術の確立が必要とされる。
[Prior Art] In a compound semiconductor crystal such as a GaAs crystal, the electron traveling speed is about five times faster than that in Si.
C1rcuit). In order to realize logic functions with high integration density, such as number or gate scale, on a single chip IC, transistors, which are the elements that drive signals, are miniaturized to increase their signal driving ability and reduce the distance between elements. Therefore, it is necessary to establish a technology for forming a large number of elements within a small area.

ところが、複数のGaAs FET (Field E
ffect Transistor )を同一基板上に
近接して形成する場合、素子間距離を短縮するに連れて
、一方の素子に印加された電圧により他方の素子の特性
が変化する現象が観測される。そしてこの現象はサイド
ゲート効果と呼ばれている。
However, if multiple GaAs FETs (Field E
When transistors (transistors) are formed close to each other on the same substrate, as the distance between the elements is shortened, a phenomenon is observed in which the voltage applied to one element changes the characteristics of the other element. This phenomenon is called the side gate effect.

このサイドゲート効果を、第7図を用いて説明する。第
7図(a)において、半絶縁性GaAs基板52上に、
n++ソース領域54a、n+型トドレイン領域56a
これらn++ソース、ドレイン領域54 a + 56
 aに挟まれたn型チャンネル領域58aからなり、さ
らにこれら各領域上にそれぞれソース電M 60 a、
ドレイン電f!62 a及びゲート電極64aを有して
いる第1のFET66aが形成されている。この第1の
FET66aと素子間距離」=10μmをおいた隣りに
、第1のFET66aと同様の構造のn++ソース領域
54b、n+型ドレイン領jjli56b、n型チャン
ネル領域58b、ソース電[,60b、ドレイン電[!
62b及びゲート電極64bからなる第2のFET66
bが形成されている。
This side gate effect will be explained using FIG. 7. In FIG. 7(a), on a semi-insulating GaAs substrate 52,
n++ source region 54a, n+ type drain region 56a
These n++ source and drain regions 54 a + 56
It consists of an n-type channel region 58a sandwiched between M 60 a and M 60 a, and source electrodes M 60 a, M 60 a,
Drain electric f! A first FET 66a is formed having a gate electrode 62a and a gate electrode 64a. Adjacent to this first FET 66a with an inter-element distance of 10 μm, an n++ source region 54b having the same structure as the first FET 66a, an n+ type drain region 56b, an n type channel region 58b, a source electrode [, 60b, Drain electricity [!
62b and a gate electrode 64b.
b is formed.

いま、第1のFET66aのソース電160aとゲート
電極64aとを接続し、ソース電極60aとドレイン7
4極62 aとの間にソースドレイン電圧VD!を印加
して、ドレイン電流1口Bを測定する。このとき、第1
のF E T 66 aのソース電極60aと隣接する
第2のFET66bのソース電極60bとの間にサイド
ゲート電圧vlIoを印加すると、例えば第7図(b)
に示されるように、サイドゲート電圧V1゜が5V以上
になると、トレイン電流I。Sは減少し始める。すなわ
ち本例の場合サイドゲート効果閾値電圧v8工=5Vと
なり、これ以上の電圧になると、第1のFET66bの
特性が第2のFET66bの影響を受は始める。
Now, the source electrode 160a and the gate electrode 64a of the first FET 66a are connected, and the source electrode 60a and the drain 7
Source-drain voltage VD! between the 4-pole 62a! is applied and one drain current B is measured. At this time, the first
When a side gate voltage vlIo is applied between the source electrode 60a of the FET 66a and the source electrode 60b of the adjacent second FET 66b, for example, as shown in FIG.
As shown in , when the side gate voltage V1° exceeds 5V, the train current I increases. S begins to decrease. That is, in this example, the side gate effect threshold voltage v8 = 5V, and when the voltage exceeds this value, the characteristics of the first FET 66b begin to be influenced by the second FET 66b.

従って、このようなサイドゲート効果を防止するために
は素子間間隔を大きくとらねばならず、GaAsICの
高集積化を阻む大きな障害となつている。
Therefore, in order to prevent such side gate effects, it is necessary to increase the spacing between elements, which is a major obstacle to increasing the integration density of GaAs ICs.

ところで、サイドゲート効果の原因は、隣接する第2の
FET66bに印加された電圧が半絶縁性半絶縁性Ga
As基板52を介して第1のFET66aのチャンネル
領域58a底面に及び、チャンネルの実効的な厚さを変
化させてしまうことにある。
By the way, the cause of the side gate effect is that the voltage applied to the adjacent second FET 66b is semi-insulating and semi-insulating Ga.
The problem is that it reaches the bottom surface of the channel region 58a of the first FET 66a via the As substrate 52, changing the effective thickness of the channel.

このなめ、サイドゲート効果を防止する手段として、第
8図に示されるように、第1及び第2のFE’l”66
a、66b間に例えば高濃度のn + +不純物層から
なる素子分離領域68を形成し、配線層70を介して適
当な電位に保つ、通常は接地電源GNDに接続すること
が考えられている。
As a means to prevent this side gate effect, as shown in FIG.
It has been considered to form an element isolation region 68 made of, for example, a highly concentrated n + impurity layer between a and 66b, and maintain it at an appropriate potential via a wiring layer 70, usually connecting it to the ground power supply GND. .

しかし、この方法においては、素子分離領域68及び接
地電源GNDに至る配線層70の分だけICチップ内の
有効面積が減少してしまう。
However, in this method, the effective area within the IC chip is reduced by the element isolation region 68 and the wiring layer 70 leading to the ground power supply GND.

[発明が解決しようとする課題] このように、従来のGaAsICにおいては、隣接する
素子に印加される電圧によってFETの実効的なチャネ
ル厚が影響を受けるサイドゲート効果のために、素子間
距離を短縮して高密度化を図ることができないという問
題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in conventional GaAs ICs, the distance between elements cannot be increased due to the side gate effect in which the effective channel thickness of the FET is affected by the voltage applied to adjacent elements. There was a problem in that it was not possible to achieve high density by shortening the length.

また、このサイドゲート効果を防止するために、素子間
に素子分離領域を設けると、その分だけ有効面積が減少
し、やはり高集積化を阻害するという問題があった。
Further, when an element isolation region is provided between elements to prevent this side gate effect, the effective area is reduced by that amount, which again poses a problem of hindering high integration.

従って、所要面積の小さいサイドゲート効果防止技術を
確立して集積密度を向上させ、信号駆動能力を向上させ
ることが課題であった。。
Therefore, it has been a challenge to establish a technique for preventing the side gate effect that requires a small area, to improve the integration density, and to improve the signal driving ability. .

そこで本発明は、ICチップの有効面積を減少させるこ
となくサイドゲート効果を安定的に抑止して素子の集積
密度を向上させると共に、素子の信号駆動能力を向上さ
せる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的
とする。
Therefore, the present invention provides a semiconductor device and its manufacturing method that stably suppresses the side gate effect without reducing the effective area of an IC chip, improves the integration density of elements, and improves the signal driving ability of the elements. The purpose is to

[課題を解決するための手段] 上記課題は、半導体基板上の絶縁層中に島状に形成され
た半導体層と、前記半導体層に形成されたソース領域及
びドレイン領域と、前記ソース領域及びドレイン領域に
挟まれたチャネル領域と、前記チャネル領域上に形成さ
れた第1ゲート電極と、前記チャネル領域底面と前記絶
縁層との境界に形成された第2ゲート電極とを有し、前
記チャネル領域のチャネル厚を制御するように前記第2
ゲート電極に電圧を印加することを特徴とする半導体装
置によって達成される。
[Means for Solving the Problems] The above-mentioned problems include: a semiconductor layer formed in an island shape in an insulating layer on a semiconductor substrate; a source region and a drain region formed in the semiconductor layer; a channel region sandwiched between regions, a first gate electrode formed on the channel region, and a second gate electrode formed at a boundary between the bottom surface of the channel region and the insulating layer; said second to control the channel thickness of
This is achieved by a semiconductor device characterized in that a voltage is applied to the gate electrode.

また、上記課題は、上記装置において、前記第2ゲート
tfl!が前記チャネル領域の底面及び側面に形成され
て、前記第1ゲート電極と接続していることを特徴とす
る半導体装置によって達成される。
Moreover, the above-mentioned problem is solved in the above-mentioned device by the second gate tfl! are formed on the bottom and side surfaces of the channel region and connected to the first gate electrode.

また、上記課題は、第1の半導体基板表面をメサ状にエ
ツチングする第1の工程と、前記メサ状の第1の半導体
基板表面にチャネル領域を形成した後、前記チャネル層
上に第2ゲート電極を形成し、前記チャネル層を間に挟
むソース領域及びドレイン領域を形成し、さらに全面に
絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に、第2の半導
体基板を貼り合わせる工程と、前記第1の半導体基板底
面を前記絶縁層が露出するまで研磨除去して、前記メサ
状の第1の半導体基板を前記絶縁層中の島状の半導体層
とする工程と、前記半導体層の前記チャネル領域上に第
1ゲート電極を形成する工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法によって達成される。
Furthermore, the above problem is solved by a first step of etching the surface of a first semiconductor substrate into a mesa shape, and a step of etching a second gate on the channel layer after forming a channel region on the mesa-shaped first semiconductor substrate surface. forming an electrode, forming a source region and a drain region sandwiching the channel layer therebetween, and further forming an insulating layer on the entire surface; bonding a second semiconductor substrate on the insulating layer; polishing and removing the bottom surface of the first semiconductor substrate until the insulating layer is exposed so that the mesa-shaped first semiconductor substrate becomes an island-shaped semiconductor layer in the insulating layer; This is achieved by a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises the steps of: forming a first gate electrode;

また、上記課題は、上記方法において、前記チャネル領
域上に前記第1ゲート電極を形成する際に、前記半導体
層を前記第2ゲート電極に達するまで這択的にエツチン
グして前記チャネル領域側面を露出させ、前記チャネル
領域上及び側面に前記第1ゲート電極を形成して前記第
2ゲート電極と接続させることを特徴とする半導体装置
の製造方法によって達成される。
Further, the above problem is solved in the above method by selectively etching the semiconductor layer until it reaches the second gate electrode when forming the first gate electrode on the channel region, thereby etching the side surfaces of the channel region. This is achieved by a method of manufacturing a semiconductor device, which is characterized in that the first gate electrode is exposed, and the first gate electrode is formed on and on the side surface of the channel region, and connected to the second gate electrode.

[作 用コ 本発明によれば、絶縁層を介して分離された島状の半導
体層に素子を形成することにより、素子間に特別の素子
分離領域を設けなくとも、相互に電気的な影響を及ぼし
合うことはなく、従ってすイドゲート効果は抑止される
[Function] According to the present invention, by forming elements in island-shaped semiconductor layers separated through an insulating layer, mutual electrical influence can be eliminated without providing a special element isolation region between the elements. do not interact with each other, and the Suidgate effect is therefore suppressed.

また、第2ゲート電極が素子のチャネル領域底面と絶縁
層との境界に形成されていることにより、チャネル領域
底面と絶縁層とが直接に接している場合の界面不安定性
に起因するリーク電流の流入を防止すると共に、界面準
位密度のばらつきによる素子の閾値電圧のばらつきを抑
制することができる。
In addition, since the second gate electrode is formed at the boundary between the bottom surface of the channel region and the insulating layer of the device, leakage current due to instability of the interface when the bottom surface of the channel region and the insulating layer are in direct contact with each other is reduced. In addition to preventing the inflow, it is possible to suppress variations in the threshold voltage of the element due to variations in the density of interface states.

さらに、第2ゲート電極に電圧を印加することにより、
チャネル領域のチャネル厚を制御して素子の動作速度を
高速化することができる。
Furthermore, by applying a voltage to the second gate electrode,
The operating speed of the device can be increased by controlling the channel thickness of the channel region.

[実施例] 以下、本発明を図示する実施例に基づいて具体的に説明
する。
[Example] The present invention will be specifically described below based on an illustrative example.

第1図は本発明の一実施例による半導体装置を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

例えばシリコンSt基板2上に形成された絶縁層4中に
、島状の半絶縁性G a A s層6が形成されている
。この半絶縁性GaAs層6には、n”型ソース領域8
及びn+型トドレイン領域10形成され、これらn++
ソース、ドレイン領域8゜10に挟まれたn型チャンネ
ル領域12が形成されている。また、n++ソース領域
8及びn+型トドレイン領域10上は、それぞれ例えば
A u Ge / A uからなるソース電f!14及
びドレイン電極16がオーム性接合されて形成されてい
る。
For example, in an insulating layer 4 formed on a silicon St substrate 2, an island-shaped semi-insulating GaAs layer 6 is formed. This semi-insulating GaAs layer 6 has an n” type source region 8.
and n+ type drain region 10 are formed, and these n++
An n-type channel region 12 is formed sandwiched between source and drain regions 8.10. Further, on the n++ source region 8 and the n+ type drain region 10, a source voltage f! made of, for example, A.sub.U Ge/A.sub.u is applied, respectively. 14 and a drain electrode 16 are ohmically connected to each other.

さらにn型チャンネル領域12上方には、GaAsに対
して整流性接合する例えばWSlx(タングステンシリ
サイド)からなる第1ゲート電極18が形成されている
。そしてn型チャンネル頭域12底面と絶縁層4との境
界には、第1ゲート電極18と同じ材料からなる第2ゲ
ート電極20が形成されている。
Further, above the n-type channel region 12, a first gate electrode 18 made of, for example, WSlx (tungsten silicide) is formed to make a rectifying junction with GaAs. A second gate electrode 20 made of the same material as the first gate electrode 18 is formed at the boundary between the bottom surface of the n-type channel head region 12 and the insulating layer 4.

こうして、n型チャンネル領域12底面に第2ゲートt
fi20が設けられているM E S (Metl−8
eIIiconductor) F E Tが、絶縁層
4によって分離された島状の半絶縁性GaAs層6に形
成されている。
In this way, the second gate t is formed on the bottom surface of the n-type channel region 12.
MES (Metl-8
eIIiconductor) FET is formed in island-shaped semi-insulating GaAs layers 6 separated by insulating layers 4.

次に、動作を説明する。Next, the operation will be explained.

第1図に示す半導体装置において、n++ソース、ドレ
イン領域8.10及びこれらに挟まれたn型チャンネル
領域12とこれらの頭載上にそれぞれ形成されたソース
を極14、ドレイン電極16及び第1ゲート電極18と
からなるMESFETが1つの島状の半絶縁性GaAs
層6に形成され、隣接の素子は絶縁層4を介して他の島
状の半絶縁性GaAs層に形成されているため、相互に
電気的な影響を及ぼし合うことはなく、従ってサイドゲ
ート効果は抑止される。
In the semiconductor device shown in FIG. 1, an n++ source, a drain region 8, 10, an n-type channel region 12 sandwiched therebetween, and a source formed on top of these are connected to a pole 14, a drain electrode 16, and a first MESFET consisting of gate electrode 18 is one island-shaped semi-insulating GaAs
Since the adjacent elements are formed on other island-shaped semi-insulating GaAs layers via the insulating layer 4, they do not have any electrical influence on each other, so there is no side gate effect. is suppressed.

特に、n型チャンネル領域12底面には、第2ゲート電
極20が設けられているなめ、このn型チャンネル領域
12に対する隣接の素子からの電気的な影響を遮断する
効果は大きい、従って、サイドゲート効果の抑止効果も
大きい。
In particular, since the second gate electrode 20 is provided on the bottom surface of the n-type channel region 12, the effect of blocking electrical influence from adjacent elements on the n-type channel region 12 is large. It also has a large deterrent effect.

また、この第2ゲート電極20がチャネル領域12底面
と絶縁層4との境界に形成されているため、チャネル領
域20底面と絶縁層4とが直接に接している場合に生じ
る界面不安定性に起因するリークを流の流入を防止する
ことができる。さらにまた、界面準位密度のばらつきに
よるMESFETの閾値電圧のばらつきを抑制すること
ができる。従って、サイドゲート効果を安定的に抑止す
ることができる。
In addition, since this second gate electrode 20 is formed at the boundary between the bottom surface of the channel region 12 and the insulating layer 4, it is possible to cause instability at the interface that occurs when the bottom surface of the channel region 20 and the insulating layer 4 are in direct contact with each other. It can prevent leaks from flowing in. Furthermore, variations in the threshold voltage of the MESFET due to variations in interface state density can be suppressed. Therefore, the side gate effect can be stably suppressed.

いま、隣接の素子との素子間距離1=10μmをおいて
、サイドゲート電圧V、Oとドレイン電流l011との
関係をグラフにとると、第2図に示されるように、サイ
ドゲート電圧VsO=20V以上においてドレイン電流
Iosは減少し始める。すなわち、サイドゲート効果閾
値電圧V −T= 20 Vとなり、従来のV mr=
 5 Vと比較すると、サイドゲート効果の抑止効果は
大きく改善されている。
Now, if we plot the relationship between the side gate voltages V, O and the drain current l011 with an inter-element distance 1 = 10 μm between adjacent elements, as shown in Fig. 2, the side gate voltage VsO = Drain current Ios begins to decrease above 20V. That is, the side gate effect threshold voltage V −T = 20 V, and the conventional V mr =
Compared to 5 V, the side gate effect suppression effect is greatly improved.

また、第2ゲート電極20に所定の電圧を印加すること
により、n型チャネル領域12のチャネル厚aCOを制
御することができる。
Further, by applying a predetermined voltage to the second gate electrode 20, the channel thickness aCO of the n-type channel region 12 can be controlled.

例えば第3図(a)に示されるように、ソース電極14
とドレイン電極16との間にソースドレイン電圧V。、
を印加し、第1ゲート電!18には正のゲート電圧vQ
1を印加する。そして第2ゲート′電極20に負のゲー
ト電圧■G2を印加すると、この負バイアスによりチャ
ネル領域12のチャネル厚acMは薄層化される。従っ
て、MESFETの正規化伝達コンダクタンスga、す
なわちg、 =2K (VGI−Vth) におけるに値、すなわち K =μCWo / 2 a cHL orは増大する
。ここでVtkはゲート閾値電圧、μは電子移動度、ε
はGaAs移動度、Woはゲート幅、L、3.は第1ゲ
ート電極18の長さである。
For example, as shown in FIG. 3(a), the source electrode 14
and a source-drain voltage V between the drain electrode 16 and the drain electrode 16 . ,
and apply the first gate voltage! 18 has a positive gate voltage vQ
Apply 1. When a negative gate voltage (G2) is applied to the second gate electrode 20, the channel thickness acM of the channel region 12 is reduced by this negative bias. Therefore, the value of the normalized transfer conductance ga of the MESFET, i.e., g, = 2K (VGI - Vth), i.e., K = μCWo / 2 a cHL or increases. Here, Vtk is the gate threshold voltage, μ is the electron mobility, and ε
is GaAs mobility, Wo is gate width, L, 3. is the length of the first gate electrode 18.

例えば、チャネル厚acMが実効的に1/2に薄層化さ
れると、K値は2倍に増大する。従って、動作速度が高
速化されて、信号駆動能力が向上される。
For example, if the channel thickness acM is effectively thinned by a factor of two, the K value increases by a factor of two. Therefore, the operating speed is increased and the signal driving ability is improved.

さらに、第3図(b)に示されるように、第1ゲート電
極18と第2ゲート電極20とを接続して正のゲート電
圧V、を印加しても、K値を増大させる効果がある。こ
の場合、チャネル内のキャリアは、第1及び第2ゲート
電極18.20に印加されるゲート電圧v(lによって
上下から広がる電界により制御される。このときチャネ
ルを上半分と下半分とに分けて考えると、各々のに、 
、 K2は、 K、=μεWa / 2 (a (H/ 2 ) L 
o。
Furthermore, as shown in FIG. 3(b), even if the first gate electrode 18 and the second gate electrode 20 are connected and a positive gate voltage V is applied, there is an effect of increasing the K value. . In this case, the carriers in the channel are controlled by the electric field spreading from above and below by the gate voltage v(l) applied to the first and second gate electrodes 18 and 20. At this time, the channel is divided into an upper half and a lower half. When you think about it, for each person,
, K2 is K,=μεWa/2 (a (H/2) L
o.

= μt Wc+ / a cnL atに2 =μt
Wa / 2 (acn/ 2 ) Lo2=μεW6
/aCHL、l12 となる。ここでり。2は第2ゲート電極20の長さであ
る。
= μt Wc+ / a cnL at 2 = μt
Wa/2 (acn/2) Lo2=μεW6
/aCHL, l12. Here it is. 2 is the length of the second gate electrode 20.

従って、実効的なに値は、 K =K r + K 2 ” (μI; Wa / ac、1l−at)  (1
+ L、a+/ l−02)となり、チャネル厚acI
lが実効的に薄層化されるに連れて増大する。従って素
子の動作速度が高速化されて信号駆動能力が向上される
Therefore, the effective value is K = K r + K 2 ” (μI; Wa / ac, 1l-at) (1
+L, a+/l-02), and the channel thickness acI
It increases as l becomes effectively thinner. Therefore, the operating speed of the element is increased and the signal driving ability is improved.

このように本実施例においては、MESFE’I’が1
つの島状の半絶縁性GaAs層6に形成されて隣接の素
子から絶縁層4を介して分離されると共に、MBSFE
Tのn型チャンネル領域12底面に第2ゲート電極20
が設けられているため、隣接の素子からのサイドゲート
効果を安定的かつ充分に抑止することができる。
In this way, in this embodiment, MESFE'I' is 1
MBSFE
A second gate electrode 20 is provided on the bottom surface of the n-type channel region 12 of T.
, it is possible to stably and sufficiently suppress side gate effects from adjacent elements.

また、第2ゲート電極20に所定の電圧を印加してn型
チャネル領域12のチャネル厚aceを実効的に薄層化
し、MESFBTの正規化伝達コンダクタンスのに値を
増大させることにより、動作速度を高速化してMESF
ETの信号駆動能力を向上させることができる。
Furthermore, by applying a predetermined voltage to the second gate electrode 20 to effectively reduce the channel thickness ace of the n-type channel region 12 and increase the value of the normalized transfer conductance of the MESFBT, the operating speed can be increased. Speed up MESF
The signal driving ability of ET can be improved.

次に、第4図を用いて、本発明の他の実施例による半導
体装置を説明する。
Next, a semiconductor device according to another embodiment of the present invention will be described using FIG. 4.

上記第1図がn1型ソース領域8、n+型トドレイン領
域10びこれらn”型ソース、ドレイン領域8.10に
挟まれているn型チャンネル領域12の断面図であるの
に対し、第4図は、その断面に直交するn型チャンネル
領域12の断面図である。
While FIG. 1 is a cross-sectional view of the n1 type source region 8, the n+ type drain region 10, and the n type channel region 12 sandwiched between these n'' type source and drain regions 8 and 10, FIG. 1 is a cross-sectional view of the n-type channel region 12 perpendicular to the cross section thereof.

第4図において、WSixからなる第2ゲート電極20
は、n型チャンネル領域12底面と絶縁層4との境界に
形成されているのみならず、n型チャンネル領域12側
面にも形成され、n型チャンネル領域12上方に形成さ
れた第1ゲート電極22と接続されている。すなわち、
n型チャンネル領域12は、n++ソース、ドレイン領
域8゜10に挟まれている部分を除き、その上方、底面
及び側面の全てを第1及び第2ゲート電極22゜20に
よって覆われている。
In FIG. 4, a second gate electrode 20 made of WSix
is formed not only at the boundary between the bottom surface of the n-type channel region 12 and the insulating layer 4, but also on the side surface of the n-type channel region 12, and is formed on the first gate electrode 22 formed above the n-type channel region 12. is connected to. That is,
The n-type channel region 12, except for the portion sandwiched between the n++ source and drain regions 8.10, has its upper, bottom and side surfaces all covered by first and second gate electrodes 22.20.

従って、本実施例によれば、上記実施例以上に、隣接の
素子からのサイドゲート効果を安定的がっ充分に抑止す
ることができる。また、第1ゲート電w122と接続さ
れている第2ゲート@′l1120に所定の電圧を印加
して、n型チャネル領域12のチャネル厚aeHを実効
的に制御することによりMESFETの信号駆動能力を
向上させることができるのは、上記第3図(b)に示さ
れる場合と同様である。
Therefore, according to this embodiment, the side gate effect from adjacent elements can be suppressed stably and sufficiently more than in the above embodiments. Further, by applying a predetermined voltage to the second gate @'l1120 connected to the first gate voltage w122 and effectively controlling the channel thickness aeH of the n-type channel region 12, the signal driving ability of the MESFET is increased. What can be improved is the same as in the case shown in FIG. 3(b) above.

なお、上記第1図及び第4図に示したそれぞれの実施例
においては、絶縁層4中の島状の半絶縁性GaAs層6
に1個のMBSFETが形成されている場合について述
べたが、互いにサイドゲート効果を及ぼさないMESF
ET、即ちほぼ同じ電位で動作してサイドゲート電圧v
9.3が十分に小さいMESFETであれば、1個に限
らず複数個が1つの島状の半絶縁性GaAs層6に形成
されてもよい、これにより、1個のME S F ET
毎に島状の半絶縁性GaAs層6を形成しない分だけ集
積密度を向上させることができる。
In each of the embodiments shown in FIGS. 1 and 4 above, the island-shaped semi-insulating GaAs layer 6 in the insulating layer 4 is
We have described the case where one MBSFET is formed in the
ET, i.e. operating at approximately the same potential to increase the side gate voltage v
9.3 is a sufficiently small MESFET, not only one MESFET but a plurality of MESFETs may be formed in one island-shaped semi-insulating GaAs layer 6. As a result, one MESFET
The integration density can be improved by not forming the island-shaped semi-insulating GaAs layer 6 in each case.

次に、第5図を用いて、第1図に示す半導体装置の製造
方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be explained using FIG. 5.

例えば半絶縁性GaAs基板6a上にレジストを塗布し
、た後バターニングを行ない、パターニングしたレジス
ト30をマスクとして、半絶縁性GaAs基板6a表面
を深さ約0.3μmに選択的にエツチングし、てメサ形
状を形成し、素子形成領域の分離を行なう(第5図(a
)参照)。
For example, a resist is applied on the semi-insulating GaAs substrate 6a, and then patterned, and using the patterned resist 30 as a mask, the surface of the semi-insulating GaAs substrate 6a is selectively etched to a depth of about 0.3 μm. to form a mesa shape and separate the element formation region (see Fig. 5(a)).
)reference).

次いで、再びレジストパターニングを行ない、そのレジ
スト32をマスクとして例えばシリコンイオンSt+を
加速電圧100keV、ドーズ量2X10”crrh−
’の条件でイオン注入し、メサ状の半導体基板半絶縁性
GaAs基板6a表面にn型チャネル領域12を形成す
る(第5図(b)参照)。
Next, resist patterning is performed again, and using the resist 32 as a mask, for example, silicon ions St+ are deposited at an acceleration voltage of 100 keV and a dose of 2X10"crrh-.
Ion implantation is performed under the conditions of ', to form an n-type channel region 12 on the surface of the mesa-shaped semi-insulating GaAs substrate 6a (see FIG. 5(b)).

次いで、スパッタ法により厚さ約0,3μmのWSix
層を全面にデポジションした後、レジストパターニング
を行なう、そしてそのレジストをマスクとしてCF、及
び02の混合ガスを用いた異方性エツチングにより、n
型チャネル領域12上にWSixからなる第2ゲート電
極20を整流性接合して形成する(第5図(c)参照)
Next, WSix with a thickness of about 0.3 μm was formed by sputtering.
After depositing the layer on the entire surface, resist patterning is performed, and using the resist as a mask, anisotropic etching is performed using a mixed gas of CF and 02 to form n.
A second gate electrode 20 made of WSix is formed on the type channel region 12 by rectifying bonding (see FIG. 5(c)).
.

次いで、レジストパターニングを行ない、そのレジスト
34及び第2ゲート′gjkf!20をマスクとして、
例えばシリコンイオンSl“を加速電圧200keV、
ドーズ量2X10”cm−2の条件でイオン注入し、メ
サ状の半絶縁性GaAs基板68表面にn型チャネル領
域12を間に挟んでn++ソース領域8及びn+型トド
レイン領域10形成する(第5図(d)参照)。
Next, resist patterning is performed to form the resist 34 and the second gate 'gjkf! 20 as a mask,
For example, silicon ions Sl" are accelerated at a voltage of 200 keV,
Ion implantation is performed at a dose of 2 x 10" cm-2 to form an n++ source region 8 and an n+ type drain region 10 on the surface of the mesa-shaped semi-insulating GaAs substrate 68 with an n-type channel region 12 sandwiched therebetween (fifth (See figure (d)).

次いで、CVD (Chen+1cal Vapor 
Deposition )法により厚さ約0.1μmの
StO2層36を全面にデポジションした後、N2雰囲
気中において温度850℃、時間10分間のアニール処
理を行なう(第5図(e)参照)。
Next, CVD (Chen+1cal Vapor
After a StO2 layer 36 with a thickness of about 0.1 .mu.m is deposited on the entire surface by a deposition method, an annealing treatment is performed at a temperature of 850.degree. C. for 10 minutes in a N2 atmosphere (see FIG. 5(e)).

次いで、8102層36を除去した後、再びCVD法に
より厚さ約0.1μmのS i Ot I’rl 4 
aを全面にデポジションし、さらにスピンオン法により
厚さ約0.8μmのStO,層4bを全面(こ塗布する
。そして温度500℃、時間10分間の熱処理を行なう
(第5図(f)参照)。
Next, after removing the 8102 layer 36, a Si Ot I'rl 4 film with a thickness of about 0.1 μm is formed again by CVD.
A is deposited on the entire surface, and then a layer 4b of StO having a thickness of about 0.8 μm is coated on the entire surface by a spin-on method. Then, heat treatment is performed at a temperature of 500° C. for 10 minutes (see FIG. 5(f)). ).

次いで、全面にレジストを塗布した後、CH。Next, after coating the entire surface with resist, CH.

Fガスを用いたドライエツチングにより、このレジスト
及びSin、層4bをエツチングバックして、StO2
層4bの平坦化を行なう(第5図(g)参照)。
This resist and the Sin layer 4b are etched back by dry etching using F gas, and StO2 is etched back.
The layer 4b is planarized (see FIG. 5(g)).

次いで、別に用意したSi基板2上に、02雰囲気中に
おける温度1000℃の熱処理によって厚さ0.5μm
の3102層4cを形成する(第5図(h)参照)。
Next, on a separately prepared Si substrate 2, a film with a thickness of 0.5 μm was heat-treated at a temperature of 1000° C. in an 02 atmosphere.
3102 layer 4c is formed (see FIG. 5(h)).

次いで、第5図(g)に示す半絶縁性GaAS基板6a
のSIO□層4bと第5図(h)に示すSt基板2のS
iO□層4cとが相対するように面合わせして圧着する
。そしてN2雰囲気中、温度850℃において直流電圧
300Vを時間0゜03秒間印加し、半絶縁性GaAs
基板6aとS1基板2との貼合わせを行なう。これによ
り半絶縁性GaAs基板6a上の5i02JI4a、4
bとS1基板2上のSin、層4cとは一体となって絶
縁層4を形成する(第5図(i)参照)。
Next, a semi-insulating GaAS substrate 6a shown in FIG. 5(g)
SIO□ layer 4b and S of the St substrate 2 shown in FIG. 5(h).
The iO□ layer 4c is placed face to face and pressure bonded. Then, a DC voltage of 300 V was applied for 0°03 seconds at a temperature of 850°C in an N2 atmosphere, and the semi-insulating GaAs
The substrate 6a and the S1 substrate 2 are bonded together. As a result, 5i02JI4a, 4 on the semi-insulating GaAs substrate 6a
b and the Sin layer 4c on the S1 substrate 2 form an insulating layer 4 (see FIG. 5(i)).

次いで、半絶縁性GaAs基板6a裏面を研磨し、さら
にウェットエツチング及びドライエツチングを行ない、
絶縁層4を露出させる。これにより、n++ソース領域
8、n+型トドレイン領域10びn型チャネル領域12
が形成されたメサ状の半絶縁性GaAs基板6aは、絶
縁層4中の島状の半絶縁性GaAs層6となる(第5図
(j)参照)。
Next, the back surface of the semi-insulating GaAs substrate 6a is polished, and further wet etching and dry etching are performed.
Insulating layer 4 is exposed. As a result, an n++ source region 8, an n+ type drain region 10 and an n type channel region 12 are formed.
The mesa-shaped semi-insulating GaAs substrate 6a on which is formed becomes an island-shaped semi-insulating GaAs layer 6 in the insulating layer 4 (see FIG. 5(j)).

次いで、レジストパターニングを行ない、そのレジスト
38をマスクとして、第2ゲート電極20上の半絶縁性
G a A s層6を選択的にエツチングして、第2ゲ
ート電@20上にコンタクト窓40を開口する(第5図
(k)参照)。
Next, resist patterning is performed, and using the resist 38 as a mask, the semi-insulating GaAs layer 6 on the second gate electrode 20 is selectively etched to form a contact window 40 on the second gate electrode @20. It opens (see Fig. 5(k)).

次いで、スパッタ法により厚さ約0.4μmのWSix
層を全面にデポジションした後、レジスドパターニング
を行なう。そしてそのレジストをマスクとしてCF 4
及び02の混合ガスを用いた異方性エツチングにより、
n型チャネル領域12上方にWSixからなる第1ゲー
ト電極18及びコンタクト窓40を介して第2ゲート電
軛20に接続する引き出し電極42をそれぞれ整流性接
合して形成する(第5図(J )参照)。
Next, WSix with a thickness of about 0.4 μm was formed by sputtering.
After the layer is deposited over the entire surface, resist patterning is performed. Then use the resist as a mask to apply CF4
By anisotropic etching using a mixed gas of and 02,
A first gate electrode 18 made of WSix and an extraction electrode 42 connected to the second gate yoke 20 through a contact window 40 are formed above the n-type channel region 12 by rectifying bonding (FIG. 5(J)). reference).

次いで、プラズマCVD法により厚さ約0.1μmの5
iNx(シリコンナイトライド)層44をデポジション
し、さらにCVD法により厚さ約0.3μmのsio、
層をデポジションして、Sl 0 x / S i N
 x層を形成する。続いて、レジストバターニングを行
なって5lot/SiNx層を選択的にエツチングし、
n++ソース領域8及びn1型ドレイン領域10上にコ
ンタクト窓を開口する。そして厚さ約0.05μmのA
uGe層及び厚さ約0.35μmのAulを順に蒸着し
て、A u G e / A u層を形成する。
Next, a 5-layer film with a thickness of about 0.1 μm was formed by plasma CVD
An iNx (silicon nitride) layer 44 is deposited, and an sio layer with a thickness of about 0.3 μm is formed by CVD.
Deposit a layer to form Sl 0 x /S i N
Form x layer. Subsequently, resist buttering was performed to selectively etch 5 lots/SiNx layer.
A contact window is opened on the n++ source region 8 and the n1 type drain region 10. and A with a thickness of about 0.05 μm
A uGe layer and an approximately 0.35 μm thick Au layer are sequentially deposited to form an A u Ge /A u layer.

続いて、レジスト及び8102層を剥離してSiNx層
44を残存させると共に、n++ソース領域8及びn+
型トドレイン領域10上みにAuG e / A u層
を残存させて、A u G e / A uからなるソ
ースti14及びドレイン電極16をそれぞれオーム性
接合して形成する。そしてN2雰囲気中において温度8
50℃、時間5分間の熱処理を行なう(第5図(m)参
照)。
Subsequently, the resist and the 8102 layer are removed to leave the SiNx layer 44, and the n++ source region 8 and n+
The AuGe/Au layer is left above the molded drain region 10, and a source electrode 14 and a drain electrode 16 made of AuGe/Au are ohmically connected to each other. and at a temperature of 8 in N2 atmosphere.
Heat treatment is performed at 50° C. for 5 minutes (see FIG. 5(m)).

こうして、絶縁層8によって分離された島状の半絶縁性
GaAs層6に形成されたn型チャンネル領域12底面
に第2ゲート電極20が設けられている第1図のMES
FETが形成される。
In this way, the MES of FIG.
A FET is formed.

次に、第6図を用いて、第4図に示す半導体装置の製造
方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 4 will be explained using FIG. 6.

上記第5図の工程図の内、第5図(a)〜(J)に示さ
れる工程は共通である。
Among the process diagrams in FIG. 5, the steps shown in FIGS. 5(a) to 5(J) are common.

従って、第5図(J)に示される工程に続いてレジスト
バターニングを行ない、そのレジスト46をマスクとし
て、第2ゲート電極20上の半絶縁性GaAs層6を選
択的にエツチングして、n型チャネル領域12側面を露
出させるように第2ゲート電[i20上にコンタクト窓
48.50を開口する(第6図(a)参照)。
Therefore, following the step shown in FIG. 5(J), resist buttering is performed, and using the resist 46 as a mask, the semi-insulating GaAs layer 6 on the second gate electrode 20 is selectively etched. Contact windows 48 and 50 are opened on the second gate electrode i20 so as to expose the side surface of the type channel region 12 (see FIG. 6(a)).

次いで、スパッタ法により厚さ約0.4μmのWSix
層を全面にデポジションした後、レジストバターニング
を行なう、そしてそのレジストをマスクとしてCF、及
び02の混合ガスを用いた異方性エツチングにより、n
型チャネル領域12上方にWSixからなる第1ゲート
電極22を整流性接合して形成するが、このとき第1ゲ
ート電極22はコンタクト窓48.50を介して第2ゲ
ート電[i20に接続される。すなわち、n型チャネル
領域12は、その上方及び底面のみならず、その側面を
も第1及び第2ゲートi′IfA22.20によって覆
われる(第6図(b)参照)。
Next, WSix with a thickness of about 0.4 μm was formed by sputtering.
After depositing the layer on the entire surface, resist buttering is performed, and the resist is used as a mask for anisotropic etching using a mixed gas of CF and 02 to form n.
A first gate electrode 22 made of WSix is formed above the type channel region 12 by rectifying junction. . That is, not only the upper and bottom surfaces of the n-type channel region 12 but also its side surfaces are covered by the first and second gates i'IfA22.20 (see FIG. 6(b)).

次いで、厚さ約0.1μmの5iNx144及び厚さ約
0.3μmの5102層を順にデポジションしてS i
 O2/ S i N x層を形成し、このSi 02
/ S I N x層を選択的にエツチングして、n+
+ソース領域8及びn+型トドレイン領域10上コンタ
クト窓を開口する。そして厚さ約0゜05μmのAuG
e層及び厚さ約0.35μmのAu層を順に蒸着して、
A u G e / A u層を形成する。
Next, a layer of 5iNx144 with a thickness of about 0.1 μm and a layer of 5102 with a thickness of about 0.3 μm were sequentially deposited to form the Si
Form an O2/S i N x layer, and this Si 02
/ SIN x layer is selectively etched to form n+
A contact window is opened above the + source region 8 and the n + -type drain region 10. And AuG with a thickness of about 0°05μm
An e layer and an Au layer with a thickness of about 0.35 μm are sequentially deposited,
Form A u G e / A u layer.

続いて、レジスト及びSi Oを層を剥離してSiNx
層44を残存させると共に、n++ソース領域8及びn
+型トドレイン領域10上、AuGe / A uから
なるソース電極14及びドレイン電極16をそれぞれオ
ーム性接合して形成する。そしてN2雰囲気中において
温度850℃、時間5分間の熱処理を行なう(第6図(
c)参照)。
Subsequently, the resist and SiO layers are peeled off to form SiNx.
With layer 44 remaining, n++ source region 8 and n
On the + type drain region 10, a source electrode 14 and a drain electrode 16 made of AuGe/Au are formed by ohmic contact, respectively. Then, heat treatment is performed in a N2 atmosphere at a temperature of 850°C for 5 minutes (Fig. 6 (
c).

こうして、絶縁層4によって分離された島状の半絶縁性
GaAs層6に形成されたn型チャンネル領域12が、
n1型ソース、ドレイン領域8゜10に挟まれている部
分を除き、その上方、底面及び側面を全て第1及び第2
ゲート電[22,20によって覆われている第4図のM
ESFETが形成される。
In this way, the n-type channel region 12 formed in the island-shaped semi-insulating GaAs layer 6 separated by the insulating layer 4 is
Except for the part sandwiched between the n1 type source and drain regions, the upper, bottom and side surfaces are all covered by the first and second
M in FIG. 4 covered by gate electrodes [22, 20
An ESFET is formed.

なお、上記実施例においては、半絶縁性GaAs層6に
M E S F E Tが形成される場合について述べ
たが、素子が形成される半導体結晶はGaASに限らず
、他の■−V族元素からなる2元、3元又は4化合物半
導体であってもよい。或いはまた■族元素からなる単元
半導体であってもよい。
In the above embodiment, the case where the MESFET is formed in the semi-insulating GaAs layer 6 has been described, but the semiconductor crystal in which the element is formed is not limited to GaAS, but may be other It may be a binary, ternary or quaternary compound semiconductor consisting of elements. Alternatively, it may be a unitary semiconductor composed of a group Ⅰ element.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、絶縁層を介して分離され
た島状の半導体層に素子が形成され、この素子のチャネ
ル領域底面と絶縁層との境界に第2ゲート電極が設けら
れていることにより、隣接する素子からのサイドゲート
効果を安定的かつ充分に抑止することができる。また、
第2ゲート電極に所定の電圧を印加してチャネル領域の
チャネル厚を制御することにより、素子の動作速度を高
速化することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an element is formed in an island-shaped semiconductor layer separated through an insulating layer, and a second gate is formed at the boundary between the bottom surface of the channel region of this element and the insulating layer. By providing the electrode, side gate effects from adjacent elements can be stably and sufficiently suppressed. Also,
By applying a predetermined voltage to the second gate electrode to control the channel thickness of the channel region, the operating speed of the device can be increased.

これにより、素子の集積密度を向上させると共に、素子
の信号駆動能力を向上させることができる。
Thereby, it is possible to improve the integration density of the elements and improve the signal driving ability of the elements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例による半導体装置を示す断面
図、 第2図及び第3図はそれぞれ第1図の半導体装置の動作
を説明するための図、 第4図は本発明の他の実施例による半導体装置を示す断
面図、 第5図及び第6図はそれぞれ第1図及び第4図の半導体
装置の製造方法を示す工程図、第7図及び第8図はそれ
ぞれ従来の半導体装置を説明するための図である。 図において、 2・・・・・・81基板、 4・・・・・・絶縁層、 4a、4b、4c、36・・・・・・5IO2N、6・
・・・・・半絶縁性GaAs層、 6a、52・・・・・・半絶縁性GaAs基板、8.5
4a、54b・・・・・・n+型ソース領域、10.5
6a、56b・・・・・・n“型ドレイン領域、12.
58a、58b・・・・・・n型チャンネル領域、14
.60a、60b・・−・−ソース電極、16.62a
、62b・・・・・・ドレイン電極、18.22・・・
・・・第1ゲート電極、20・・・・・・第2ゲート電
極、 30.32.34.38.46・・・・・・レジスト、
40.48.50・・・・・・コンタクト窓、42・・
・・・・引き出し電極、 44・・・・・・SiNx層、 64a、64b・・・・・・ゲート電極、66 a、 
 66 b=−−−−−FET。 68・・・・・・素子分離領域、 70・・・・・・配線層。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 5 and 6 are process diagrams showing a method of manufacturing the semiconductor device of FIGS. 1 and 4, respectively, and FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views of a conventional semiconductor device, respectively. FIG. 2 is a diagram for explaining the device. In the figure, 2...81 substrate, 4...insulating layer, 4a, 4b, 4c, 36...5IO2N, 6...
...Semi-insulating GaAs layer, 6a, 52... Semi-insulating GaAs substrate, 8.5
4a, 54b... n+ type source region, 10.5
6a, 56b... n" type drain region, 12.
58a, 58b... n-type channel region, 14
.. 60a, 60b...-source electrode, 16.62a
, 62b...Drain electrode, 18.22...
...first gate electrode, 20...second gate electrode, 30.32.34.38.46...resist,
40.48.50...Contact window, 42...
...Extraction electrode, 44...SiNx layer, 64a, 64b...gate electrode, 66a,
66 b=---FET. 68... Element isolation region, 70... Wiring layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板上の絶縁層中に島状に形成された半導体
層と、 前記半導体層に形成されたソース領域及びドレイン領域
と、 前記ソース領域及びドレイン領域に挟まれたチャネル領
域と、 前記チャネル領域上に形成された第1ゲート電極と、 前記チャネル領域底面と前記絶縁層との境界に形成され
た第2ゲート電極とを有し、 前記チャネル領域のチャネル厚を制御するように前記第
2ゲート電極に電圧を印加することを特徴とする半導体
装置。 2、請求項1記載の装置において、前記第2ゲート電極
が前記チャネル領域の底面及び側面に形成されて、前記
第1ゲート電極と接続していることを特徴とする半導体
装置。 3、第1の半導体基板表面をメサ状にエッチングする第
1の工程と、 前記メサ状の第1の半導体基板表面にチャネル領域を形
成した後、前記チャネル層上に第2ゲート電極を形成し
、前記チャネル層を間に挟むソース領域及びドレイン領
域を形成し、さらに全面に絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層上に、第2の半導体基板を貼り合わせる工程
と、 前記第1の半導体基板底面を前記絶縁層が露出するまで
研磨除去して、前記メサ状の第1の半導体基板を前記絶
縁層中の島状の半導体層とする工程と、 前記半導体層の前記チャネル領域上に第1ゲート電極を
形成する工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 4、請求項3記載の方法において、前記チャネル領域上
に前記第1ゲート電極を形成する際に、前記半導体層を
前記第2ゲート電極に達するまで選択的にエッチングし
て前記チャネル領域側面を露出させ、前記チャネル領域
上及び側面に前記第1ゲート電極を形成して前記第2ゲ
ート電極と接続させることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
[Claims] 1. A semiconductor layer formed in an island shape in an insulating layer on a semiconductor substrate; a source region and a drain region formed in the semiconductor layer; and a semiconductor layer sandwiched between the source region and the drain region. a channel region; a first gate electrode formed on the channel region; and a second gate electrode formed at a boundary between the bottom surface of the channel region and the insulating layer, and controlling the channel thickness of the channel region. A semiconductor device characterized in that a voltage is applied to the second gate electrode so that the voltage is applied to the second gate electrode. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second gate electrode is formed on the bottom and side surfaces of the channel region and is connected to the first gate electrode. 3. A first step of etching the surface of the first semiconductor substrate into a mesa shape, and after forming a channel region on the mesa-shaped first semiconductor substrate surface, forming a second gate electrode on the channel layer. , forming a source region and a drain region sandwiching the channel layer therebetween, and further forming an insulating layer over the entire surface; bonding a second semiconductor substrate onto the insulating layer; polishing and removing the bottom surface of the substrate until the insulating layer is exposed so that the mesa-shaped first semiconductor substrate becomes an island-shaped semiconductor layer in the insulating layer; and forming a first gate on the channel region of the semiconductor layer. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming an electrode. 4. The method according to claim 3, when forming the first gate electrode on the channel region, selectively etching the semiconductor layer until reaching the second gate electrode to expose side surfaces of the channel region. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the first gate electrode is formed on the channel region and on the side surface thereof and connected to the second gate electrode.
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