JPH10209177A - Field-effect transistor and formation of gate electrode - Google Patents

Field-effect transistor and formation of gate electrode

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JPH10209177A
JPH10209177A JP9010388A JP1038897A JPH10209177A JP H10209177 A JPH10209177 A JP H10209177A JP 9010388 A JP9010388 A JP 9010388A JP 1038897 A JP1038897 A JP 1038897A JP H10209177 A JPH10209177 A JP H10209177A
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gate electrode
semiconductor
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effect transistor
layer
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Tatsupou Nakayama
達峰 中山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-yield gate structure and a manufacturing method thereof which improves the controllability of a gate length shorter than a mask opening pattern, while suppressing the increase of the leak current of the gate electrode and gate capacitance, and provide a field-effect transistor having superior characteristics at a high frequency range over 10GHz. SOLUTION: An n-AlGaAs carrier feed layer 105 (Al compsn. 0.22, 20nm thick, Si doping concn. 1×10<18> /cm<-3> ), AlGaAs Schottky layer 106 (Al the same compsn., 10nm thick) and GaAs cap layer 107 (140nm thick) are formed, V- groove is etched into the cap layer and part of the Schottky layer 106 (to expose the (111) plane, cap layer surface opening width 250nm), a Schottky gate electrode 108 (of Si) is formed in the groove, and source and drain electrodes 108, 109 (of AuGe/Ni/Au) are formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電界効果トランジス
タ、特に高周波数帯におけるキャリア輸送特性が優れた
電界効果トランジスタに関し、更にそのショットキーゲ
ート電極の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor, particularly to a field effect transistor having excellent carrier transport characteristics in a high frequency band, and further to a method of forming a Schottky gate electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13(a)〜(e)は、従来例の電界
効果トランジスタのゲート電極形成方法を製造工程順に
示す断面構造図である。
2. Description of the Related Art FIGS. 13A to 13E are sectional structural views showing a method of forming a gate electrode of a conventional field effect transistor in the order of manufacturing steps.

【0003】電界効果トランジスタの高周波特性向上を
図るために、ショットキーゲート電極の半導体層と接し
ている部分の、電流の流れる方向の長さ(ゲート長)を
短くすることが有効な方法である。ゲート長を短くする
技術として、紫外線など波長の短い光や、電子線などを
用いてマスク物質を露光し、ゲート長と同じ幅の開口パ
ターンを形成する手法がある。更に、この手法により得
られるゲート長よりも実効的に短いゲート長を得るため
の手法ついては、例えば田中らによりインターナショナ
ル・ェレクトロン・デバイス・ミーテイング1995
年、181〜184頁(Internal Elect
ron Device Meeting,IEDM95
−181)にて報告されている。
In order to improve the high-frequency characteristics of the field effect transistor, it is effective to shorten the length (gate length) of the portion of the Schottky gate electrode in contact with the semiconductor layer in the direction of current flow. . As a technique for shortening the gate length, there is a method of forming an opening pattern having the same width as the gate length by exposing a mask substance to light having a short wavelength such as ultraviolet light or an electron beam. Further, for a technique for obtaining a gate length that is effectively shorter than the gate length obtained by this technique, see, for example, International Electron Device Meeting 1995 by Tanaka et al.
Year, pp. 181-184 (Internal Select)
ron Device Meeting, IEDM95
-181).

【0004】図13(a)〜(e)はこの手法により形
成されるショットキーゲート電極をもつ電界効果トラン
ジスタの断面構造図、および製造工程を示した断面構造
図である。(a)に示すように半絶縁性GaAs基板1
301上に、AlGaAsバツフア層1302、GaA
s層1303、デルタドープ動作領域1304、GaA
s層1305、及びn+ −GaAsキャップ層1306
を順次成膜し、ネガのフォトレジスト1307を0.1
5μm幅で露光、現像しダミーゲートを形成する。次に
(b)に示すようにSiO2 膜1308を形成した後リ
フトオフし、(c)に示すように、再度レジスト130
9を塗布、露光、現像し、更にレジストをマスクとし、
SiO2 膜1308をエッチングし、更にn+ −GaA
sキャップ層1306の一部をエッチングする。次に
(d)に示すようにレジスト1309をマスクとしSi
2 膜1308をエッチングし、更にSiO2 膜130
8をマスクとしn+ −GaAsキャップ層1306をエ
ッチングする,最後に(e)に示すように、ゲート電極
1310として、TiAlを蒸着、リフトオフしゲート
電極が形成される。
FIGS. 13 (a) to 13 (e) are a sectional structural view of a field effect transistor having a Schottky gate electrode formed by this method and a sectional structural view showing a manufacturing process. As shown in (a), a semi-insulating GaAs substrate 1
An AlGaAs buffer layer 1302, GaAs
s layer 1303, delta doped operation region 1304, GaAs
s layer 1305 and n + -GaAs cap layer 1306
Are sequentially formed, and the negative photoresist 1307 is
Exposure and development are performed with a width of 5 μm to form a dummy gate. Next, after forming an SiO 2 film 1308 as shown in (b), lift-off is performed, and as shown in (c), the resist 130 is again formed.
9 is applied, exposed, developed, and further, using a resist as a mask,
The SiO 2 film 1308 is etched, and n + -GaAs
Part of the s cap layer 1306 is etched. Next, as shown in (d), using resist 1309 as a mask, Si
The O 2 film 1308 is etched, and the SiO 2 film 130
8 is used as a mask to etch the n + -GaAs cap layer 1306. Finally, as shown in (e), as a gate electrode 1310, TiAl is deposited and lifted off to form a gate electrode.

【0005】このような形成方法を用いることで、ゲー
ト電極1310はn+ −GaAsキャップ層1306中
にスパイク状に埋め込まれる。スパイク状に埋め込まれ
ることにより、ゲート電極1310のうちデルタドープ
動作領域1304に近く、電界効果トランジスタのゲー
トとして働く長さが短くなり、すなわち実効的なゲート
長を短くすることができる。
[0005] By using such a forming method, the gate electrode 1310 is embedded in the n + -GaAs cap layer 1306 in a spike shape. By being buried in a spike shape, the length of the gate electrode 1310 which is closer to the delta-doped operation region 1304 and serves as the gate of the field-effect transistor is reduced, that is, the effective gate length can be reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の構造及び形成工程では、ゲート電極のうちGaAs層
に埋め込まれていない部分のデルタドープ動作領域から
の距離、及びGaAs層に埋め込まれた部分の埋め込み
深さを制御することが困難であるため、実効的なゲート
長の制御性が悪く、電界効果トランジスタの歩留まりも
低かった。また、ゲート電極のGaAs層に埋め込まれ
ていない部分の面積が広く、かつデルタドープ動作領域
と平行であるため、特にゲート電極のうちGaAs層に
埋め込まれていない部分のデルタドープ動作領域からの
距離が近くなってしまった場合、ゲートリーク電流が多
くなりトランジスタ特性が劣化する。更に、ゲート電極
とデルタドープ動作領域の間の容量が大きくなるため、
電界効果トランジスタの高周波特性も劣化する。これら
の理由から、従来構造では10GHzを越えるような高
周波数帯では優れた特性を得ることが困難である。
However, in the structure and the forming process of the conventional example, the distance of the portion of the gate electrode not embedded in the GaAs layer from the delta-doped operation region and the embedded portion of the portion embedded in the GaAs layer are reduced. Since it is difficult to control the depth, the controllability of the effective gate length is poor, and the yield of the field effect transistor is low. Further, since the area of the portion of the gate electrode not embedded in the GaAs layer is large and parallel to the delta-doped operation region, the portion of the gate electrode not embedded in the GaAs layer is particularly close to the delta-doped operation region. If this happens, the gate leakage current increases and the transistor characteristics deteriorate. Further, since the capacitance between the gate electrode and the delta-doped operation region increases,
The high frequency characteristics of the field effect transistor also deteriorate. For these reasons, it is difficult for the conventional structure to obtain excellent characteristics in a high frequency band exceeding 10 GHz.

【0007】本発明の目的は、このような従来の欠点を
除去し、ゲート電極におけるリーク電流の増加、及びゲ
ート容量の増加を抑制したまま、マスク開口パターンよ
りも短いゲート長を制御性良く得ることができ、かつ歩
留まりの高いゲート構造、及びその形成方法を提供する
ことで、10GHzを越えるような高周波領域において
優れた特性を得ることのできる電界効果トランジスタを
提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate such conventional disadvantages and to obtain a gate length shorter than a mask opening pattern with good controllability while suppressing an increase in a leak current and an increase in a gate capacitance in a gate electrode. An object of the present invention is to provide a field effect transistor capable of obtaining excellent characteristics in a high-frequency region exceeding 10 GHz by providing a gate structure capable of achieving high yield and a method for forming the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明の請求項1の電界効果トランジスタは、閃
亜鉛鉱型半導体を用い、かつショットキーゲート電極を
有する電界効果トランジスタにおいて、電流の流れる方
向に平行でかつショットキーゲート電極が接している半
導体表面に垂直な一平面を切断面としてショットキーゲ
ート電極を観察したとき、ショットキーゲート電極の半
導体と接する部分がV字型となっており、かつ動作時の
電流の方向が、ソース電極またはドレイン電極と半導体
が接している面に対して平行である、ことを特徴として
いる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a field effect transistor using a zinc blende semiconductor and having a Schottky gate electrode. When observing the Schottky gate electrode with a plane parallel to the direction of current flow and perpendicular to the semiconductor surface in contact with the Schottky gate electrode as a cut surface, the portion of the Schottky gate electrode in contact with the semiconductor has a V-shape. And the direction of current flow during operation is parallel to a plane where the source or drain electrode and the semiconductor are in contact with each other.

【0009】また、請求項2の電界効果トランジスタ
は、閃亜鉛鉱型半導体を用い、かつショットキーゲート
電極を有する電界効果トランジスタにおいて、電流の流
れる方向に平行でかつショットキーゲート電極が接して
いる半導体表面に垂直な一平面を接断面としてショット
キーゲート電極を観察したとき、ショットキーゲート電
極の半導体と接する部分がU字型となっており、かつ動
作時の電流の方向が、ソース電極またはドレイン電極と
半導体が接している面に対して平行である、ことを特微
としている。
According to a second aspect of the present invention, in the field effect transistor using a zinc blende type semiconductor and having a Schottky gate electrode, the Schottky gate electrode is in contact with a direction parallel to a current flowing direction. When observing the Schottky gate electrode with a plane perpendicular to the semiconductor surface as a tangent cross section, the portion of the Schottky gate electrode in contact with the semiconductor is U-shaped, and the direction of current during operation is the source electrode or It is characterized in that it is parallel to the plane where the drain electrode and the semiconductor are in contact.

【0010】また、請求項3の電界効果トランジスタ
は、閃亜鉛鉱型半導体を用い、かつショットキーゲート
電極を有する電界効果トランジスタにおいて、電流の流
れる方向に平行でかつショットキーゲート電極が接して
いる半導体表面に垂直な一平面を切断面としてショット
キーゲート電極を観察したとき、ショットキーゲート電
極と半導体が接している面が閃亜鉛鉱型半導体の{11
1}面に平行な2面からなるV字型をしており、かつV
字型の2平面が接合している部分から最も離れた部分の
間隔よりも広い領域にV字型部分と接合してショットキ
ーゲート電極金属が配されており、かつ動作時の電流の
方向が、ソース電極またはドレイン電極と半導体が接し
ている面に対して平行である、ことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a field effect transistor using a zinc blende type semiconductor and having a Schottky gate electrode, wherein the Schottky gate electrode is in contact with the direction of current flow. When observing the Schottky gate electrode with a plane perpendicular to the semiconductor surface as a cut surface, the surface where the Schottky gate electrode and the semiconductor are in contact is a zinc-blende semiconductor # 11.
It has a V-shape consisting of two surfaces parallel to the 1 ° surface, and
The Schottky gate electrode metal is arranged in a region wider than the interval between the portion where the two planes of the junction are farthest from the junction where the V-shaped portion is joined, and the direction of the current during operation is , Which is parallel to a plane where the source electrode or the drain electrode is in contact with the semiconductor.

【0011】また、請求項4の電界効果トランジスタ
は、閃亜鉛鉱型半導体を用い、かつショットキーゲート
電極を有する電界効果トランジスタにおいて、電流の流
れる方向に平行でかつショットキーゲート電極が接して
いる半導体表面に垂直な一平面を接断面としてショット
キーゲート電極を観察したとき、ショットキーゲート電
極と半導体が接している面が閃亜鉛鉱型半導体の{11
1}面に平行な2面および{100}面1面からなるU
字型をしており、かつU字型を構成する3平面のうち両
端が他の2平面と接している1平面から最も離れている
部分の間隔よりも広い領域に、U字型部分と接合してシ
ョットキーゲート電極金属が配されており、かつ動作時
の電流の方向が、ソース電極またはドレイン電極と半導
体が接している面に対して平行である、ことを特徴とし
ている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the field effect transistor using a zinc blende semiconductor and having a Schottky gate electrode, the Schottky gate electrode is in contact with a direction parallel to a current flow. When observing the Schottky gate electrode with a plane perpendicular to the semiconductor surface as a tangent section, the surface where the Schottky gate electrode and the semiconductor are in contact is a zinc-blende semiconductor # 11.
U consisting of 2 planes parallel to 1 plane and 1 plane of {100} plane
The U-shaped portion is joined to an area which is wider than the distance between the portions farthest from one plane where both ends are in contact with the other two planes among the three planes forming the U-shape. In addition, a Schottky gate electrode metal is provided, and a direction of a current during operation is parallel to a plane where the source electrode or the drain electrode is in contact with the semiconductor.

【0012】また、請求項1記載の電界効果トランジス
タは、請求頂5記載のように、V字型ショットキーゲー
ト電極のV字型を構成する2平面が、閃亜鉛鉱型半導体
の{111}面に平行な2平面である、ことが好まし
い。
In the field effect transistor according to the present invention, the two planes forming the V-shape of the V-shaped Schottky gate electrode are {111} of a zinc blende semiconductor. Preferably, the two planes are parallel to the plane.

【0013】また、請求項1記載の電界効果トランジス
タは、請求項6記載のように、V字型ショットキーゲー
ト電極のV字型を構成する2平面の接合した部分を含む
一部のみが、半導体層と接している、ことも好ましい。
Further, in the field effect transistor according to the first aspect, only a part including a junction of two planes forming the V-shape of the V-shape Schottky gate electrode is defined as follows. It is also preferable to be in contact with the semiconductor layer.

【0014】また、請求項5記載の電界効果トランジス
タは、請求項7記載のように、V字型ショットキーゲー
ト電極のV字型を構成する2平面の接合した部分を含む
一部のみが、半導体層と接している、ことが好ましい。
According to a fifth aspect of the present invention, in the field effect transistor according to the seventh aspect, only a part of the V-shaped Schottky gate electrode including a junction portion of two planes forming a V-shape is provided. It is preferable to be in contact with the semiconductor layer.

【0015】また、請求項2記載の電界効果トランジス
タは、請求項8記載のように、U字型ショットキーゲー
ト電極のU字型を構成する3平面のうち、1平面が閃亜
鉛鉱型半導体の{100}に平行であり、2平面が閃亜
鉛鉱型半導体の{111}面に平行である、ことが好ま
しい。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a field-effect transistor, wherein one of the three planes forming the U-shape of the U-shaped Schottky gate electrode has a zinc-blende semiconductor. And two planes are preferably parallel to the {111} plane of the zinc-blende semiconductor.

【0016】また、請求項2記載の電界効果トランジス
タは、請求項9記載のように、U字型ショットキーゲー
ト電極のU字型を構成する3平面のうち、1平面のみが
他平面と接している2平面の、他平面と接している方に
近い一部のみが半導体層と接している、ことも好まし
い。
In the field effect transistor according to the present invention, only one of the three planes constituting the U-shape of the U-shaped Schottky gate electrode is in contact with another plane. It is also preferable that only a part of the two planes closer to the one in contact with the other plane is in contact with the semiconductor layer.

【0017】また、請求項1記載の電界効果トランジス
タは、請求項10記載のように、U字型ショットキーゲ
ート電極のU字型を構成する3平面のうち、両端ともに
他平面と接している1平面のみが半導体層と接してい
る、ことも好ましい。
In the field-effect transistor according to the first aspect, of the three planes forming the U-shape of the U-shaped Schottky gate electrode, both ends are in contact with other planes. It is also preferable that only one plane is in contact with the semiconductor layer.

【0018】また、請求項8記載の電界効果トランジス
タは、請求項11記載のように、U字型ショットキーゲ
ート電極のU字型を構成する3平面のうち、{100}
面、及び{111}面に平行な2平面の{100}面に
平行な1平面と接している側の一部のみが半導体層と接
している、ことが好ましい。
In the field effect transistor according to the present invention, {100} of three planes constituting the U-shape of the U-shaped Schottky gate electrode are provided.
It is preferable that only a part of the surface and two sides parallel to the {111} plane that are in contact with one plane parallel to the {100} plane are in contact with the semiconductor layer.

【0019】また、請求項8記載の電界効果トランジス
タは、請求項12記載のように、U字型ショットキーゲ
ート電極のU字型を構成する3平面のうち、{100}
面に平行な1平面のみが半導体層と接している、ことも
好ましい。
In the field effect transistor according to the present invention, {100} of the three planes constituting the U-shape of the U-shaped Schottky gate electrode are provided.
It is also preferable that only one plane parallel to the plane is in contact with the semiconductor layer.

【0020】また、請求項3記載の電界効果トランジス
タは、請求項13記載のように、ショットキーゲート電
極のV字型部分を構成する2平面の接合した部分を含む
一部のみが半導体層と接していることが好ましい。
According to a third aspect of the present invention, in the field effect transistor according to the thirteenth aspect, only a part of the Schottky gate electrode including the junction of the two planes constituting the V-shaped part is in contact with the semiconductor layer. Preferably, they are in contact.

【0021】また、請求項4記載の電界効果トランジス
タは、請求項14記載のように、ショットキーゲート電
極のU字型部分を構成する3平面のうち、{100}
面、及び{111}面に平行な2平面の{100}面に
平行な1平面と接している側の一部のみが半導体層と接
している、ことが好ましい。
According to a fourth aspect of the present invention, in the field effect transistor, {100} of the three planes constituting the U-shaped portion of the Schottky gate electrode are provided.
It is preferable that only a part of the surface and two sides parallel to the {111} plane that are in contact with one plane parallel to the {100} plane are in contact with the semiconductor layer.

【0022】また、請求項4記載の電界効果トランジス
タは、請求項15記載のように、ショットキーゲート電
極のU字型部分を構成する3平面のうち、{100}面
に平行な1平面のみが半導体層と接している、ことも好
ましい。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a field-effect transistor, wherein only one of the three planes constituting the U-shaped portion of the Schottky gate electrode is parallel to the {100} plane. Is preferably in contact with the semiconductor layer.

【0023】また、請求項1ないし15記載の電界効果
トランジスタは、請求項16記載のように、ショットキ
ーゲート電極が接している半導体層が、高純度またはn
型またはp型のGaAs、AlAs、GaP、AlP、
InP、GaN、AlN、InN、GaSb、GaS
b、またはInSb、もしくは2種以上のこれら2元系
化合物半導体からなる層である、ことも好ましい。
Further, in the field effect transistor according to the present invention, the semiconductor layer in contact with the Schottky gate electrode has high purity or n.
Or p-type GaAs, AlAs, GaP, AlP,
InP, GaN, AlN, InN, GaSb, GaS
b or InSb, or a layer made of two or more of these binary compound semiconductors.

【0024】また、請求項1ないし16記載の電界効果
トランジスタは、請求項17記載のように、キャリア走
行層が、高純度またはn型またはp型のGaAs、Al
As、GaP、AlP、InP、GaN、AlN、In
N、GaSb、GaSb、またはInSb、もしくは2
種以上のこれら2元系化合物半導体からなる層である、
ことも好ましい。
In the field effect transistor according to the present invention, the carrier transit layer is formed of high-purity or n-type or p-type GaAs or Al.
As, GaP, AlP, InP, GaN, AlN, In
N, GaSb, GaSb, or InSb, or 2
At least one of these binary compound semiconductors.
It is also preferred.

【0025】また、請求項1ないし17記載の電界効果
トランジスタは、請求項18記載のように、電界効果ト
ランジスタ動作のためのキャリアを放出するキャリア供
給層が、n型またはp型のGaAs、AlAs、Ga
P、AlP、InP、GaN、AlN、InN、GaS
b、GaSb、またはInSb、もしくは2種以上のこ
れら2元系化合物半導体からなる層である、ことも好ま
しい。
Further, in the field effect transistor according to the present invention, the carrier supply layer for emitting carriers for the operation of the field effect transistor is formed of n-type or p-type GaAs or AlAs. , Ga
P, AlP, InP, GaN, AlN, InN, GaS
It is also preferable that the layer is made of b, GaSb, InSb, or two or more of these binary compound semiconductors.

【0026】そして、請求項19記載の電界効果トラン
ジスタのショットキーゲート電極の形成方法は、閃亜鉛
鉱型化合物半導体にレジストを塗布する工程と、該レジ
ストを露光、現像しマスク開口パターンを形成する工程
と、該レジストをマスクとし、面方位依存性のあるエッ
チング法を用いて、該閃亜鉛鉱型半導体表面にV型、ま
たはU型の溝を形成する工程と、該レジスト上、及びV
型またはU型の溝上に金属を配置する工程と、該レジス
トを除去する工程とからなる、ことを特徴としている。
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a Schottky gate electrode of a field effect transistor, wherein a resist is applied to a zinc blende compound semiconductor, and the resist is exposed and developed to form a mask opening pattern. Forming a V-shaped or U-shaped groove on the surface of the zinc-blende-type semiconductor by using an etching method having a plane orientation dependency, using the resist as a mask;
The method is characterized by comprising a step of arranging a metal on a mold or U-shaped groove and a step of removing the resist.

【0027】また、請求項19記載の電界効果トランジ
スタのショットキーゲート電極の形成方法は、請求項2
0記載のように、電界効果トランジスタのショットキー
ゲート電極の形成方法は、面方位依存性のあるエッチン
グ法が、ドライエッチング法である、ことが好ましい。
The method of forming a Schottky gate electrode of a field-effect transistor according to the nineteenth aspect is the second aspect.
As described in No. 0, in the method of forming a Schottky gate electrode of a field-effect transistor, it is preferable that an etching method having a plane orientation dependence is a dry etching method.

【0028】また、請求項19記載の電界効果トランジ
スタのショットキーゲート電極の形成方法は、請求項2
1記載のように、電界効果トランジスタのショットキー
ゲート電極の形成方法は、面方位依存性のあるエッチン
グ法が、ウェットエッチング法である、ことも好まし
い。
Further, a method of forming a Schottky gate electrode of a field effect transistor according to claim 19 is a method according to claim 2.
As described in 1, the method for forming the Schottky gate electrode of the field effect transistor is preferably such that the etching method having a plane orientation dependence is a wet etching method.

【0029】そして、請求項22記載の電界効果トラン
ジスタのショットキーゲート電極の形成方法は、閃亜鉛
鉱型化合物半導体に第一のレジストを塗布する工程と、
該第一のレジストを露光、現像しマスク開口パターンを
形成する工程と、該第一のレジストをマスクとし、面方
位依存性のあるエッチング法を用いて、該閃亜鉛鉱型半
導体の表面にV型またはU型の溝を形成する工程と、該
レジスト上、及びV型またはU型の溝上に金属を配置す
る工程と、該第一のレジストを除去する工程と、第二の
レジストを塗布する工程と、該第二のレジストを露光、
現像しマスク開口パターンを形成する工程と、該第二の
レジストをマスクとし、エッチング法により該閃亜鉛鉱
型半導体のショットキーゲート電極と接している部分の
うちその一部分を除去する工程とからなる、ことを特徴
としている。
The method of forming a Schottky gate electrode of a field effect transistor according to claim 22 is a step of applying a first resist to a zinc blende type compound semiconductor.
Exposing and developing the first resist to form a mask opening pattern, and using the first resist as a mask, etching is performed on the surface of the zinc blende type semiconductor by using an etching method having a plane orientation dependency. Forming a mold or U-shaped groove, arranging a metal on the resist and on the V-shaped or U-shaped groove, removing the first resist, and applying a second resist Exposing the second resist,
Developing, forming a mask opening pattern; and, using the second resist as a mask, removing a part of the portion of the zinc blende semiconductor that is in contact with the Schottky gate electrode by etching. , Is characterized.

【0030】また、請求項22記載の電界効果トランジ
スタの形成方法は、請求項23記載のように、電界効果
トランジスタのショットキーゲート電極の形成方法は、
前記エッチング法は、ショットキー電極と接している閃
亜鉛鉱型半導体が複数層で構成され、表面側の閃亜鉛鉱
型半導体のエッチング速さが、該閃亜鉛鉱型半導体と接
しかつ該閃亜鉛鉱型半導体よりも基板側に位置する半導
体層のエッチング速さよりも速い、選択性ドライエッチ
ングであって、表面側の閃亜鉛鉱型半導体のみをエッチ
ング除去するものである、ことが好ましい。また、請求
項22記載の電界効果トランジスタの形成方法は、請求
項24記載のように、電界効果トランジスタのショット
キーゲート電極の形成方法は、前記エッチンググ法は、
ショットキー電極と接している閃亜鉛鉱型半導体が複数
層で構成され、表面側の閃亜鉛鉱型半導体のエッチング
速さが、該閃亜鉛鉱型半導体と接しかつ該閃亜鉛鉱型半
導体よりも基板側に位置する半導体層のエッチング速さ
よりも速い、選択性ウェットエッチングであって、表面
側の閃亜鉛鉱型半導体のみをエッチング除去するもので
ある、ことも好ましい。
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided a method of forming a Schottky gate electrode of a field effect transistor, comprising:
In the etching method, the zinc blende-type semiconductor in contact with the Schottky electrode is composed of a plurality of layers, and the etching speed of the zinc-blende-type semiconductor on the surface side is in contact with the zinc-blende-type semiconductor and the zinc blende-type semiconductor. It is preferable that the selective dry etching is faster than the etching speed of the semiconductor layer located on the substrate side of the ore-type semiconductor, and that only the zinc-blende-type semiconductor on the surface side is removed by etching. The method of forming a field effect transistor according to claim 22 is the method of forming a Schottky gate electrode of a field effect transistor according to claim 24, wherein the etching method comprises:
The zinc blende semiconductor in contact with the Schottky electrode is composed of a plurality of layers, and the etching speed of the zinc blende semiconductor on the surface side is in contact with the zinc blende semiconductor and is higher than that of the zinc blende semiconductor. It is also preferable that the selective wet etching is faster than the etching speed of the semiconductor layer located on the substrate side, and that only the zinc blende type semiconductor on the surface side is removed by etching.

【0031】次に、本発明の作用について説明する。Next, the operation of the present invention will be described.

【0032】本発明の電界効果トランジスタのゲート構
造では、電流の流れる方向に平行でかつショットキーゲ
ート電極が接している半導体表面に垂直な一平面を接断
面としてショットキーゲート電極を観察したとき、ショ
ットキーゲート電極のソース電極側側面とドレイン電極
側側面の問隔が基板側に近づくにつれ狭くなっている。
そのため、ショットキーゲート電極を形成するためのマ
スク開口幅は所望のゲート長よりも広くすることがで
き、容易にゲート長の短いショットキーゲート電極を形
成することができる。
In the gate structure of the field-effect transistor of the present invention, when the Schottky gate electrode is observed with a plane parallel to the direction of current flow and perpendicular to the semiconductor surface to which the Schottky gate electrode is in contact as a cross section, The distance between the side surface on the source electrode side and the side surface on the drain electrode side of the Schottky gate electrode becomes narrower as approaching the substrate side.
Therefore, the mask opening width for forming the Schottky gate electrode can be made wider than the desired gate length, and a Schottky gate electrode with a short gate length can be easily formed.

【0033】例えば閃亜鉛鉱型半導体の{111}面を
用いた場合、{111}面が(100)に対して約5
4.7゜傾斜しているため、マスク開口幅をLw、半導
体表面からの深さをdとしたとき、深さdにおける開口
幅Wは W=Lw−2d/tan54.7゜で表され
る。例えばマスク開口幅が250nmであったとき、半
導体表面からの深さ140nmにおける開口幅は約50
nmと短くなり、ゲート長の短いショットキーゲート電
極が容易に得られ、かつゲート長の制御性も良く歩留ま
りも高い。
For example, when a {111} plane of a zinc blende type semiconductor is used, the {111} plane is about 5
Since the angle is 4.7 °, when the mask opening width is Lw and the depth from the semiconductor surface is d, the opening width W at the depth d is represented by W = Lw−2d / tan 54.7 °. . For example, when the mask opening width is 250 nm, the opening width at a depth of 140 nm from the semiconductor surface is about 50 nm.
nm, a Schottky gate electrode with a short gate length can be easily obtained, and the gate length is well controlled and the yield is high.

【0034】特に、請求項2、4、8ないし15に記載
の電界効果トランジスタのショットキーゲート電極を用
いると、ゲート長がU型の基板に一番近い1平面の長さ
で規定されるため、V型ゲートと比較して実効的なゲー
ト長の制御性が優れている。
In particular, when the Schottky gate electrode of the field effect transistor according to the second, fourth, eighth to fifteenth aspects is used, the gate length is defined by the length of one plane closest to the U-type substrate. In comparison with the V-type gate, the controllability of the effective gate length is excellent.

【0035】また本発明のゲート電極では、ショットキ
ー層と接していない部分は、ショットキー層と接してい
る部分から離れるにつれキャリア供給層及び動作層から
遠ざかるため、従来例と比較してゲートリーク電流が低
く、更にゲート容量が格段に低いため、本発明のゲート
電極を用いることで優れた高周波特性を得ることができ
る。特に請求項3、4、6、7、9ないし15に記載の
電界効果トランジスタでは、ゲート電極のショットキー
層と接していない部分の一部または全部が半導体層と接
していないため一層ゲートリークは抑制でき、ゲート容
量も低減できる。
In the gate electrode of the present invention, the portion not in contact with the Schottky layer is further away from the carrier supply layer and the operating layer as the distance from the portion in contact with the Schottky layer is increased. Since the current is low and the gate capacitance is extremely low, excellent high-frequency characteristics can be obtained by using the gate electrode of the present invention. In particular, in the field-effect transistor according to claims 3, 4, 6, 7, 9 to 15, part or all of the portion of the gate electrode that is not in contact with the Schottky layer is not in contact with the semiconductor layer, so that the gate leakage is further reduced. It can be suppressed and the gate capacitance can be reduced.

【0036】また本発明のショットキーゲート電極の形
成工程にリフトオフを伴う場合においても、少なくとも
リフトオフ時にはショットキーゲート電極の半導体との
接触面積が広いため、リフトオフ時のショットキーゲー
ト電極剥がれが起りにくく、ショットキーゲート電極剥
がれに起因する歩留まり低下は無い。
Even in the case where the step of forming the Schottky gate electrode of the present invention involves lift-off, at least at the time of lift-off, the contact area of the Schottky gate electrode with the semiconductor is large, so that the Schottky gate electrode does not easily peel off at the time of lift-off. In addition, there is no reduction in yield due to the Schottky gate electrode peeling.

【0037】本発明のゲート構造は、閃亜鉛鉱型半導体
に対して面方位依存性のあるエッチング方法を用いるこ
とで容易に形成することができる。特に請求項3ないし
5、8、11ないし15に記載のショットキーゲート電
極では、閃亜鉛鉱型半導体の{111}面が多種の面方
位依存性のあるエッチング方法で最も露出しやすく、他
の面方位に比ベエッチング速さを遅くすることができる
ため、閃亜鉛鉱型半導体の{111}面を利用すること
で、エッチング方法の選択の幅が広がり、歩留まりが一
層向上し、ゲート長制御性が一層向上する等の利点があ
る。
The gate structure of the present invention can be easily formed on a zinc blende semiconductor by using an etching method having a plane orientation dependence. In particular, in the Schottky gate electrode according to any one of claims 3 to 5, 8, and 11 to 15, the {111} plane of the zinc blende semiconductor is most easily exposed by various kinds of plane orientation-dependent etching methods. Since the etching speed can be made lower than the plane orientation, the use of the {111} plane of the zinc-blende semiconductor allows a wider range of etching methods to be selected, yields are further improved, and gate length control is achieved. There is an advantage that the property is further improved.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態例につ
いて図面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0039】(実施の形態例1)図1は、本発明の電界
効果トランジスタの第1の実施の形態例を示す断面構造
図である。本形態例は、閃亜鉛鉱型半導体基板101上
に、第一の閃亜鉛鉱型半導体からなるバツフア層10
2、第二の閃亜鉛鉱型半導体からなるキャリア走行層1
03、第三の閃亜鉛鉱型半導体からなるスペーサー層1
04、第四の閃亜鉛鉱型半導体からなり不純物が添加さ
れたキャリア供給層105、第五の閃亜鉛鉱型半導体か
らなりるショットキー層106、第六の閃亜鉛鉱型半導
体からなるキャップ層107を形成し、更にキャップ層
107及びショットキー層106の一部をV字にエッチ
ングし、V字の部分にショットキー層106に対しショ
ットキー接角虫する材料からなるショットキーゲート電
極108を形成し、更にキャップ層107に対しオーミ
ック接触する材料からなるソース電極109、及びドレ
イン電極110を形成することにより作製される。
(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional structural view showing a first embodiment of a field effect transistor according to the present invention. In this embodiment, a buffer layer 10 made of a first zinc-blende semiconductor is formed on a zinc-blende semiconductor substrate 101.
2. Carrier traveling layer 1 made of second zinc blende type semiconductor
03, spacer layer 1 made of third zinc-blende semiconductor
04, a carrier supply layer 105 made of a fourth zinc-blende semiconductor, doped with impurities, a Schottky layer 106 made of a fifth zinc-blende semiconductor, and a cap layer made of a sixth zinc-blende semiconductor Then, the cap layer 107 and a part of the Schottky layer 106 are etched into a V-shape, and a Schottky gate electrode 108 made of a material which is in contact with the Schottky layer 106 is formed on the V-shaped part. It is formed by forming a source electrode 109 and a drain electrode 110 made of a material that makes ohmic contact with the cap layer 107.

【0040】本実施の形態の閃亜鉛鉱型半導体基板とし
ては、例えばGaAs、AlAs、InAs、GaP、
AlP、InP、GaSb、AlSb、InSbなどが
ある。
As the zinc blende type semiconductor substrate of the present embodiment, for example, GaAs, AlAs, InAs, GaP,
There are AlP, InP, GaSb, AlSb, InSb and the like.

【0041】また第一、第二、第三、第五、第六の閃亜
鉛鉱型半導体は、高純度またはn型またはp型のGaA
s、AlAs、InAs、GaP、AlP、InP、G
aN、AlN、InN、GaSb、AlSb、InS
b、もしくは2種以上のこれら2元系化合物(以下の説
明において「選択成分群1」という。)の半導体からな
る層であればよい。更に、素子の目的に応じて第三、第
五の閃亜鉛鉱型半導体は特に他の層と区別して存在する
必要はない。
The first, second, third, fifth, and sixth zinc-blende semiconductors are made of high-purity or n-type or p-type GaAs.
s, AlAs, InAs, GaP, AlP, InP, G
aN, AlN, InN, GaSb, AlSb, InS
Any layer may be used as long as it is made of a semiconductor of b or two or more of these binary compounds (hereinafter referred to as “selective component group 1”). Further, the third and fifth zinc-blende semiconductors do not need to be particularly distinguished from other layers depending on the purpose of the device.

【0042】同様に、第四の閃亜鉛鉱型半導体はn型ま
たはp型のGaAs、AlAs、InAs、GaP、A
lP、InP、GaN、AlN、InN、もしくは2種
以上のこれら2元系化合物(以下の説明において「選択
成分群2」という。)の半導体からなる層であればよ
い。更に、素子の目的に応じて、特に第三の閃亜鉛鉱型
半導体としてn型またはp型半導体を用いた場合、第四
の閃亜鉛鉱型半導体は特に他の層と区別して存在する必
要はない。
Similarly, the fourth zinc-blende semiconductor is n-type or p-type GaAs, AlAs, InAs, GaP, A
Any layer may be used as long as it is a semiconductor made of 1P, InP, GaN, AlN, InN, or two or more of these binary compounds (hereinafter, referred to as “selective component group 2”). Further, depending on the purpose of the device, especially when an n-type or p-type semiconductor is used as the third zinc-blende semiconductor, the fourth zinc-blende semiconductor need not be present particularly in a state different from other layers. Absent.

【0043】また、第四の閃亜鉛鉱型半導体に添加する
不純物としては、n型不純物として、例えばSi、S、
Seなどp型不純物として、例えばBe、Cなどを用い
ることができる。
The impurity added to the fourth zinc-blende semiconductor is, for example, Si, S,
As a p-type impurity such as Se, for example, Be or C can be used.

【0044】更に、各層の膜厚は素子の日的に応じて各
々所望の厚さとすることができる。
Further, the thickness of each layer can be set to a desired thickness in accordance with the day of the device.

【0045】次に、本実施形態の実施例について詳述す
る。
Next, an example of this embodiment will be described in detail.

【0046】本実施例は、閃亜鉛鉱型半導体基板101
としてGaAs基板(例えば(100)基板)、バッフ
ァ層102としてGaAs層(膜厚1μm)、キャリア
走行層103としてInGaAs層(In組成比0.1
5、膜厚15nm)、スペーサー層104としてAlG
aAs層(Al組成比0.22、膜厚2nm)、キャリ
ア供給層105としてn−AlGaAs層(Al組成比
0.22、膜厚20nm、Siドーピング濃度1×10
18cm-3)、ショットキー層106としてAlGaAs
層(Al組成比0.22、膜厚10nm)、キャップ層
107としてGaAs層(膜厚140nm)を形成し、
更にGaAsキャップ層及びAlGaAsショットキー
層の一部をV字にエッチング({111}面を露出、G
aAsキャップ層表面開口幅250nm)し、V字の部
分にショットキーゲート電極108(電極材料WSi)
を形成し、更にソース電極109(電極材料AuGe/
Ni/Au)、及びドレイン電極110(電極材料Au
Ge/Ni/Au)を形成することにより作製される。
In this embodiment, a zinc-blende semiconductor substrate 101 is used.
A GaAs substrate (for example, a (100) substrate), a GaAs layer (1 μm in thickness) as the buffer layer 102, and an InGaAs layer (In composition ratio 0.1
5, a film thickness of 15 nm) and AlG as the spacer layer 104.
aAs layer (Al composition ratio 0.22, film thickness 2 nm), n-AlGaAs layer as carrier supply layer 105 (Al composition ratio 0.22, film thickness 20 nm, Si doping concentration 1 × 10
18 cm −3 ), AlGaAs as Schottky layer 106
Layer (Al composition ratio 0.22, film thickness 10 nm), a GaAs layer (film thickness 140 nm) as the cap layer 107,
Further, a part of the GaAs cap layer and the AlGaAs Schottky layer is etched in a V-shape ({111} face is exposed, G
aAs cap layer surface opening width 250 nm) and a Schottky gate electrode 108 (electrode material WSi)
Is formed, and the source electrode 109 (electrode material AuGe /
Ni / Au) and the drain electrode 110 (electrode material Au)
Ge / Ni / Au).

【0047】このような構造であれば、{111}面と
(100)面のなす角が約54.7゜であるため、Ga
Asキャップ層表面開口幅が250nmであってもAl
GaAsショットキー層とショットキーゲート電極が接
触している部分の長さは約50nmと短くすることがで
きる。そのためショットキーゲート電極として動作する
領域が約50nmと短くすることができ、またゲート寄
生容量が低減され、最大発振周波数(fmax)は20
0GHz以上を示し電界効果トランジスターの高周波特
性が向上した。またリフトオフ時にショットキーゲート
電極がGaAsキャップ層の{111}面と接触してお
り、接触面積が広いことから、リフトオフ時のショット
キーゲート電極剥がれが起こりにくく歩留まりが向上し
た。
In such a structure, since the angle between the {111} plane and the (100) plane is about 54.7 °, Ga
Even if the surface opening width of the As cap layer is 250 nm, Al
The length of the portion where the GaAs Schottky layer and the Schottky gate electrode are in contact can be reduced to about 50 nm. Therefore, the region operating as a Schottky gate electrode can be shortened to about 50 nm, the gate parasitic capacitance is reduced, and the maximum oscillation frequency (fmax) is 20 nm.
Higher than 0 GHz, the high frequency characteristics of the field effect transistor were improved. In addition, the Schottky gate electrode was in contact with the {111} plane of the GaAs cap layer at the time of lift-off, and the contact area was large. Therefore, the Schottky gate electrode was less likely to peel off at the time of lift-off, and the yield was improved.

【0048】なお本実施例ではショットキーゲート電極
をWSiとしたが、ショットキーゲート電極は接触する
半導体に対しショットキー接合する物質であれば良い。
同様に、ソース電極、及びドレイン電極についても本実
施例ではAuGe/Ni/Auとしたが、各々接触半導
体に対しオーミック接合する物質であれば良い。
In this embodiment, the Schottky gate electrode is made of WSi. However, the Schottky gate electrode may be made of any material that makes a Schottky junction with the semiconductor contacting it.
Similarly, the source electrode and the drain electrode are also made of AuGe / Ni / Au in the present embodiment, but any material may be used as long as they each have an ohmic junction with the contact semiconductor.

【0049】また、本実施例ではショットキーゲート電
極が接している半導体層をAlGaAsショットキー層
及びGaAsキャップ層としたが、ショットキー層及び
キャップ層は、「選択成分群1」の半導体からなる層で
あればよい。更に、素子の目的に応じてショットキー層
は特に他の層と区別して存在する必要はなく、ショット
キー層としてキャリア供給層を用いることも可能で、ま
たはキャリア走行層としてn型またはp型半導体を用い
た場合ショットキー層としてキャリア走行層を用いるこ
とも可能である。
In this embodiment, the semiconductor layer in contact with the Schottky gate electrode is an AlGaAs Schottky layer and a GaAs cap layer. However, the Schottky layer and the cap layer are made of a semiconductor of "selective component group 1". Any layer may be used. Furthermore, the Schottky layer does not need to be particularly distinguished from other layers depending on the purpose of the element, and a carrier supply layer can be used as the Schottky layer, or an n-type or p-type semiconductor can be used as the carrier transit layer. In the case of using the carrier, a carrier transit layer can be used as the Schottky layer.

【0050】同様に、本実施例ではキャリア供給層をn
−AlGaAs層としたが、キャリア供給層は、「選択
成分群2」の半導体からなる層であればよい。更に、素
子の目的に応じて、特にキャリア走行層としてn型また
はp型半導体を用いた場合キャリア供給層は特に他の層
と区別して存在する必要はない。
Similarly, in this embodiment, the carrier supply layer is n
Although the AlGaAs layer is used, the carrier supply layer may be a layer made of a semiconductor of “selective component group 2”. Further, depending on the purpose of the device, especially when an n-type or p-type semiconductor is used as the carrier transit layer, the carrier supply layer does not need to be particularly distinguished from other layers.

【0051】同様に、本実施例ではキャリア走行層をI
nGaAs層としたが、キャリア走行層は、「選択成分
群1」の半導体からなる層であればよい。
Similarly, in the present embodiment, the carrier traveling layer
Although the nGaAs layer is used, the carrier traveling layer may be a layer made of a semiconductor of “selective component group 1”.

【0052】また、ドーパントについても本実施例では
電子をキャリアとしたためn型ドーパントとしてSiを
用いたが、他の例えばS、Seなどのn型ドーパントと
なるものであればよい。またホールをキャリアとして用
いる電界効果トランジスタにおいては、例えばBe、C
などのp型ドーパントとなるものを用いることができ
る。
In this embodiment, Si is used as an n-type dopant because electrons are used as carriers in the present embodiment. However, any other dopant such as S or Se may be used. In a field effect transistor using holes as carriers, for example, Be, C
For example, a p-type dopant can be used.

【0053】(実施の形態例2)図2は、第2の実施の
形態例を示す断面構造図である。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment.

【0054】本形態例と第1の形態例との異なる点は、
ショットキーゲート電極208を形成した後、更にショ
ットキーゲート電極208がキャップ層207と接する
部分のキャップ層207をエッチングし、更にキャップ
層207に対しオーミック接角虫する材料からなるソー
ス電極209、及びドレイン電極210を形成すること
により作製される。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that
After forming the Schottky gate electrode 208, the portion of the cap layer 207 where the Schottky gate electrode 208 is in contact with the cap layer 207 is further etched, and a source electrode 209 made of a material that makes ohmic contact with the cap layer 207, and It is manufactured by forming the drain electrode 210.

【0055】本実施の形態例の各部分の材質は、第1の
形態例と全く同じなので説明を省略する。
The material of each part of the present embodiment is exactly the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0056】(実施例)本実施例は、、半導体基板20
1としてInP基板(例えば(100)基板)、バッフ
ァ層202としてInAs層(In組成比0.52、膜
厚200nm)、キャリア走行層203としてInGa
As層(In組成比0.53、膜厚15nm)、スペー
サー層204としてInAlAs層(例えばIn組成比
0.52、膜厚3nm)、キャリア供給層205として
n−InAlAs層(In組成比0.52、膜厚15n
m、Siドーピング濃度3×1018cm-3)、ショット
キー層206としてInAlAs層(In組成比0.5
2、膜厚10nm)、キャップ層207としてn−In
GaAs層(膜厚140nm)を形成し、更にInGa
Asキャップ層及びInAlAsショットキー層の一部
をV字にエッチング({111}面を露出、InGaA
sキャップ層表面開口幅250nm)し、V字の部分に
ショットキーゲート電極208(電極材料TiPt/A
u)を形成し、更にショットキーゲート電極208がn
−InGaAsキャップ層207と接する部分のn−I
nGaAsキャップ層207をエッチングし、ソース電
極209(電極材料・AuGe/Ni/Au)、及びド
レイン電極210(電極材料AuGe/Ni/Au)を
形成することにより作製される。
(Embodiment) In this embodiment, the semiconductor substrate 20
1 as an InP substrate (for example, a (100) substrate), an InAs layer (In composition ratio 0.52, film thickness 200 nm) as a buffer layer 202, and InGa as a carrier traveling layer 203.
As layer (In composition ratio 0.53, film thickness 15 nm), InAlAs layer as spacer layer 204 (for example, In composition ratio 0.52, film thickness 3 nm), n-InAlAs layer as carrier supply layer 205 (In composition ratio 0.5 nm). 52, thickness 15n
m, Si doping concentration 3 × 10 18 cm −3 ), and an InAlAs layer (In composition ratio 0.5
2, thickness 10 nm), and n-In
A GaAs layer (140 nm thick) is formed, and InGa is further formed.
Part of the As cap layer and the InAlAs Schottky layer are etched into a V-shape ({111} face is exposed, InGaAs
The opening width of the s cap layer is 250 nm, and the Schottky gate electrode 208 (electrode material TiPt / A
u), and the Schottky gate electrode 208
-NI of a portion in contact with the InGaAs cap layer 207
The nGaAs cap layer 207 is etched to form a source electrode 209 (electrode material: AuGe / Ni / Au) and a drain electrode 210 (electrode material: AuGe / Ni / Au).

【0057】このような構造であれば、{111}面と
(100)面のなす角が約54.7゜であるので、n−
InGaAsキャップ層表面開口幅が250nmであっ
てもInAlAsショットキー層とショットキーゲート
電極が接触している部分の長さは約50nmと短くする
ことができる。そのためショットキーゲート電極として
動作する領域を約50nmと短くすることができ、また
ゲート寄生容量が低減され、最大発振周波数(fma
x)は300GHz以上を示し電界効果トランジスター
の高周波特性が向上した。更に本構造ではショットキー
ゲート電極がn−InGaAsキャップ層と接していな
いため、ショットキーゲート電極部分のリーク電流も抑
制され一層優れた電子輸送特性が得られた。またリフト
オフ時にショットキーゲート電極がn−InGaAsキ
ャップ層の{111}面と接触しており、接触面積が広
いことから、リフトオフ時のショットキーゲート電極剥
がれが起こりにくく歩留まりが向上した。
In such a structure, since the angle between the {111} plane and the (100) plane is about 54.7 °, n−
Even when the surface opening width of the InGaAs cap layer is 250 nm, the length of the portion where the InAlAs Schottky layer and the Schottky gate electrode are in contact can be reduced to about 50 nm. Therefore, the region operating as a Schottky gate electrode can be shortened to about 50 nm, the gate parasitic capacitance is reduced, and the maximum oscillation frequency (fma
x) shows 300 GHz or more, and the high frequency characteristics of the field effect transistor were improved. Further, in this structure, the Schottky gate electrode was not in contact with the n-InGaAs cap layer, so that the leak current in the Schottky gate electrode portion was suppressed, and more excellent electron transport characteristics were obtained. In addition, the Schottky gate electrode is in contact with the {111} plane of the n-InGaAs cap layer at the time of lift-off, and the contact area is large, so that the Schottky gate electrode is less likely to peel off at the time of lift-off, and the yield is improved.

【0058】なお本実施例ではショットキーゲート電極
をTi/Pt/Auとしたが、ショットキーゲート電極
は接触する半導体に対しショットキー接合する物質であ
れば良い。同様に、ソース電極、及びドレイン電極につ
いても本実施例ではAuGe/Ni/Auとしたが、各
々接触半導体に対しオーミック接合する物質であれば良
い。
In this embodiment, the Schottky gate electrode is made of Ti / Pt / Au. However, the Schottky gate electrode may be made of any material that makes a Schottky junction with the semiconductor contacting it. Similarly, the source electrode and the drain electrode are also made of AuGe / Ni / Au in the present embodiment, but any material may be used as long as they each have an ohmic junction with the contact semiconductor.

【0059】また、本実施例ではショットキーゲート電
極が接している半導体層をInAlAsショットキー層
としたが、ショットキー層は、「選択成分群1」の半導
体からなる層であればよい。更に、素子の目的に応じて
ショットキー層は特に他の層と区別して存在する必要は
なく、ショットキー層としてキャリア供給層を用いるこ
とも可能で、またはキャリア走行層としてn型またはp
型半導体を用いた場合ショットキー層としてキャリア走
行層を用いることも可能である。
In this embodiment, the semiconductor layer in contact with the Schottky gate electrode is an InAlAs Schottky layer. However, the Schottky layer may be any layer made of a semiconductor of "selective component group 1". Further, depending on the purpose of the device, the Schottky layer does not need to be particularly distinguished from other layers, and a carrier supply layer can be used as the Schottky layer, or an n-type or p-type carrier can be used as the carrier transit layer.
When a type semiconductor is used, it is also possible to use a carrier transit layer as a Schottky layer.

【0060】同様に、本実施例ではキャップ層をn−I
nGaAs層としたが、キャップ層は、「選択成分群
1」の半導体からなる層であればよい。
Similarly, in this embodiment, the cap layer is
Although the nGaAs layer is used, the cap layer may be a layer made of a semiconductor of “selective component group 1”.

【0061】同様に、本実施例ではキャリア供給層をn
−InAlAs層としたが、キャリア供給層は「選択成
分群2」の半導体からなる層であれほよい。更に、素子
の目的に応じて、特にキャリア走行層としてn型または
p型半導体を用いた場合キャリア供給層は特に他の層と
区別して存在する必要はない。
Similarly, in this embodiment, the carrier supply layer is n
Although the -InAlAs layer is used, the carrier supply layer may be a layer made of a semiconductor of "selective component group 2". Further, depending on the purpose of the device, especially when an n-type or p-type semiconductor is used as the carrier transit layer, the carrier supply layer does not need to be particularly distinguished from other layers.

【0062】同様に、本実施例ではスベーサー層をIn
AlAs層としたが、スペーサー層は「選択成分群2」
の半導体からなる層であればよい。更に、素子の目的に
応じてスペーサー層は無くてもよい。同様に、本実施例
ではキャリア走行層をInGaAS層としたが、キャリ
ア走行層は「選択成分群1」の半導体からなる層であれ
ばよい。
Similarly, in this embodiment, the spacer layer is made of In.
Although the AlAs layer was used, the spacer layer was “selective component group 2”.
Any layer may be used as long as the layer is made of the semiconductor described above. Further, the spacer layer may not be provided depending on the purpose of the device. Similarly, in the present embodiment, the carrier traveling layer is an InGaAs layer, but the carrier traveling layer may be any layer made of a semiconductor of “selective component group 1”.

【0063】なお、ドーパントについておよび各層の膜
厚の目的対応性については、第1の実施形態例の場合と
同様である。
Note that the purpose and the correspondence between the thickness of each layer and the dopant are the same as those in the first embodiment.

【0064】(実施の形態例3)図3は、第3の実施の
形態例を示す断面構造図である。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional structural view showing a third embodiment.

【0065】本実施形態例と第1の形態例との差異は、
キャップ層307を形成した後、更にキャップ層307
をU字にエッチングしショットキー層306を露出さ
せ、U字の部分にショットキー層306に対しショット
キー接触する材料からなるショットキーゲート電極30
8を形成し、更にキャップ層307に対しオーミック接
触する材料からなるソース電極309、及びドレイン電
極310を形成することにより作製されることである。
The difference between this embodiment and the first embodiment is as follows.
After the cap layer 307 is formed, the cap layer 307 is further formed.
Is etched into a U-shape to expose the Schottky layer 306, and the Schottky gate electrode 30 made of a material that makes Schottky contact with the Schottky layer 306 is exposed in the U-shape
8 is formed, and further, a source electrode 309 and a drain electrode 310 made of a material that makes ohmic contact with the cap layer 307 are formed.

【0066】本実施の形態例の各層の材質については、
第1の実施形態例のものと全く同様であるのでその説明
を省略する。
Regarding the material of each layer in the present embodiment,
Since it is completely the same as that of the first embodiment, the description is omitted.

【0067】(実施例)本実施例と第1のものとの差異
は、キャップ層307としてGaAs層(膜厚140n
m)を形成した後、更にGaAsキャップ層307をU
字にエッチング(GaAsキャップ層307の{11
1}面及びAlGaAsショットキー層306の(10
0)面を露出、GaAsキャップ層表面開口幅250n
m)し、U字の部分にショットキーゲート電極308
(電極材料WSi)を形成し、更にソース電極309
(電極材料AuGe/Ni/Au)、及びドレイン電極
310(電極材料AuGe/Ni/Au)を形成するこ
とにより作製される。
(Embodiment) The difference between this embodiment and the first embodiment is that a GaAs layer (140 nm thick) is used as the cap layer 307.
m), the GaAs cap layer 307 is further
Etching (<11 of GaAs cap layer 307)
(10) of the 1} plane and the AlGaAs Schottky layer 306
0) Exposed surface, GaAs cap layer surface opening width 250n
m) to form a Schottky gate electrode 308 on the U-shaped portion.
(Electrode material WSi), and further, a source electrode 309 is formed.
(Electrode material AuGe / Ni / Au) and the drain electrode 310 (electrode material AuGe / Ni / Au).

【0068】このような構造の歩留り向上理由および各
層の材質については、第1の実施形態例の場合と全く同
様なので説明を省略する。
The reason for improving the yield of such a structure and the material of each layer are completely the same as in the case of the first embodiment, so that the description will be omitted.

【0069】(実施の形態例4)図4は、第4の実施の
形態例を示す断面構造図である。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a sectional structural view showing a fourth embodiment.

【0070】本実施形態例と第3の実施形態例との差異
は、ショットキーゲート電極408を形成した後、更に
ショットキーゲート電極408がキヤソプ層407と接
する部分のキャップ層407をエッチングし、キャップ
層407に対しオーミック接触する材料からなみソース
電極409、及びドレイン電極410を形成することに
より作製されることである。
The difference between the present embodiment and the third embodiment is that after forming the Schottky gate electrode 408, the cap layer 407 where the Schottky gate electrode 408 contacts the cleaning layer 407 is further etched. It is manufactured by forming a source electrode 409 and a drain electrode 410 from a material that makes ohmic contact with the cap layer 407.

【0071】本実施の形態の半導体基板の各層の材質に
ついては、第4の例と全く同様なので、その節名を省略
する。
The material of each layer of the semiconductor substrate according to the present embodiment is exactly the same as that of the fourth example, and thus the names of the sections are omitted.

【0072】(実施例)本実施の形態の実施例は、第2
の実施形態例の場合におけるキャップ層をV字にエッチ
ングし、V字部分にショットキーゲート電極を形成する
のに対し、このV字をU字に換えたものである。各層の
材質について第2の実施形態例の場合と全く同様なの
で、その説明を省略する。
(Example) An example of the present embodiment corresponds to the second example.
In this embodiment, the cap layer is etched into a V-shape and a Schottky gate electrode is formed in the V-shape, but the V-shape is changed to a U-shape. The material of each layer is exactly the same as in the case of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0073】(実施の形態例5)図5は、第5の実施の
形態例を示す断面構造図である。
(Embodiment 5) FIG. 5 is a sectional structural view showing a fifth embodiment.

【0074】本実施形態例と第1の実施形態例との差異
は、キャップ層507及びショットキー層506の一部
をV字にエッチングした後、キャップ層507がオーミ
ック電極と接する面と同一平面上でかつV字にエッチン
グされた部分を含むV字聞口幅より広い領域にV字型部
分と接合してショットキー層506に対しショットキー
接触する材料からなるショットキーゲート電極508を
形成し、更にショットキーゲート電極508がキャップ
層507と接する部分のキャップ層507をエッチング
し、更にキャップ層507に対しオーミック接触する材
料からなるソース電極509、及びドレイン電極510
を形成することにより作製されることである。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that after the cap layer 507 and a part of the Schottky layer 506 are etched into a V shape, the cap layer 507 is flush with the surface in contact with the ohmic electrode. A Schottky gate electrode 508 made of a material that is in Schottky contact with the Schottky layer 506 is formed by joining the V-shaped portion to a region wider than the V-shaped ear opening including the V-shaped etched portion. Further, the portion of the cap layer 507 where the Schottky gate electrode 508 is in contact with the cap layer 507 is etched, and a source electrode 509 and a drain electrode 510 made of a material that makes ohmic contact with the cap layer 507.
Is formed.

【0075】各層の材質は、第1の実施形態の場合と全
く同様であるので、その説明を省略する。
The material of each layer is exactly the same as in the case of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0076】(実施例)本実施形態例と第2の実施形態
例との差異は、キャップ層及びショットキー層の一部を
V字にエッチングした後、キャップ層507がオーミッ
ク電極と接する面と同一平面上でかつV字にエッチング
された部分を含むV字開口幅より広い領域(V字開口と
中心を同じくし、幅690nm)にショットキーゲート
電極508(電極材料Ti/Pt/Au)を形成し、更
にショットキーゲート電極508がn−InGaAsキ
ャップ層507と接する部分のn−InGaAsキャッ
プ層507をエッチングし、ソース電極509(電極材
料AuGe/Ni/Au)、及びドレイン電極210
(電極材料AuGe/NiAu)を形成することにより
作製されることである。
(Example) The difference between the present embodiment and the second embodiment is that, after a part of the cap layer and the Schottky layer is etched into a V-shape, the surface where the cap layer 507 is in contact with the ohmic electrode is formed. A Schottky gate electrode 508 (electrode material Ti / Pt / Au) is placed on the same plane and in a region wider than the V-shaped opening including the V-shaped etched portion (having the same center as the V-shaped opening and having a width of 690 nm). The n-InGaAs cap layer 507 where the Schottky gate electrode 508 is in contact with the n-InGaAs cap layer 507 is etched, and the source electrode 509 (electrode material AuGe / Ni / Au) and the drain electrode 210 are formed.
(Electrode material AuGe / NiAu).

【0077】本形態例の構造のものの効果等について第
2の例の場合と比較すると、第2の例は最大発信周波数
(fmax)が300GHz以上を示したのに対し、本
例においては最大発信周波数(fmax)が200GH
z以上を示した。各層の材質については、第2の実施形
態例の場合と全く同じである。
The effect of the structure of the present embodiment is compared with the case of the second example. In the second example, the maximum transmission frequency (fmax) is 300 GHz or more. Frequency (fmax) is 200GH
z or more was shown. The material of each layer is exactly the same as in the case of the second embodiment.

【0078】(実施の形態例6)図6は、第6の実施の
形態例を示す断面構造図である。
(Embodiment 6) FIG. 6 is a sectional structural view showing a sixth embodiment.

【0079】本形態例と第4の形態例との差異は、U字
にエッチングしショットキー層606を露出させた後、
キャップ層607がオーミック電極と接する面と同一平
面上でかつU字にエッチングされた部分を含むU字開口
幅より広い領域にU字型部分と接合してショットキー層
606に対しショットキー接触する材料からなるショッ
トキーゲート電極608を形成し、更にショットキーゲ
ート電極608がキャップ層607と接する部分のキャ
ップ層607をエッチングし、更にキャップ層607に
対しオーミック接触する材料からなるソース電極60
9、及びドレイン電極610を形成することにより作製
されることである。
The difference between this embodiment and the fourth embodiment is that, after the U-shaped etching to expose the Schottky layer 606,
The cap layer 607 is on the same plane as the surface in contact with the ohmic electrode and is joined to the U-shaped portion in a region wider than the U-shaped opening width including the portion etched into the U-shape to make Schottky contact with the Schottky layer 606. A Schottky gate electrode 608 made of a material is formed, a portion of the cap layer 607 where the Schottky gate electrode 608 contacts the cap layer 607 is etched, and a source electrode 60 made of a material that makes ohmic contact with the cap layer 607 is further formed.
9, and the drain electrode 610.

【0080】各層の材質については、第4の実施形態例
の場合と同じである。
The material of each layer is the same as in the case of the fourth embodiment.

【0081】(実施例)本実施の形態例の実施例と第4
の形態例との差異は、キャップ層607を形成した後、
更にInGaAsキャップ層及びInAlAsショット
キー層の一部をU字にエッチング(InGaAsキャッ
プ層607の{111}面及びInAlAsショットキ
ー層606の(100)面を露出、InGaAsキャッ
プ層607表面開口幅250nm)し、キャップ層60
7がオーミック電極と接する面と同一平面上でかつU字
にエッチングされた部分を含むU字開口幅より広い領域
(U字開口と中心を同じくし、幅690nm)にショッ
トキーゲート電極608(電極材料Ti/Pi/Au)
を形成し、更にショットキーゲート電極608がn−I
nGaAsキャップ層607と接する部分のn−InG
aAsキャップ層607をエッチングし、ソース電極6
09(電極材料AuGe/Ni/Au)、及びドレイン
電極610(電極材料AuGe/Ni/Au)を形成す
ることにより作製されることである。
(Example) An example of the present embodiment and the fourth example
The difference from the embodiment is that after forming the cap layer 607,
Further, a part of the InGaAs cap layer and the InAlAs Schottky layer is etched in a U shape (the {111} face of the InGaAs cap layer 607 and the (100) face of the InAlAs Schottky layer 606 are exposed, and the opening width of the InGaAs cap layer 607 surface is 250 nm). And the cap layer 60
7 is located on the same plane as the surface in contact with the ohmic electrode, and has a Schottky gate electrode 608 (electrode having the same center as the U-shaped opening and having a width of 690 nm) wider than the U-shaped opening width including the U-shaped etched portion. Material Ti / Pi / Au)
Is formed, and the Schottky gate electrode 608 further has n-I
n-InG in a portion in contact with the nGaAs cap layer 607
The aAs cap layer 607 is etched and the source electrode 6
09 (electrode material AuGe / Ni / Au) and the drain electrode 610 (electrode material AuGe / Ni / Au).

【0082】本構造の効果及び各層の材質については、
第4の形態例のものと同様である。
Regarding the effect of the present structure and the material of each layer,
This is the same as that of the fourth embodiment.

【0083】次に、第1ないし第6の実施形態例の製造
工程について、前述と重複する点もあるが、さらに図7
ないし12を参照して説明することとする。
Next, the manufacturing steps of the first to sixth embodiments have some overlaps with the above-described ones.
This will be described with reference to FIGS.

【0084】図7(a)〜(f)は、第1実施形態例の
ゲート電極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付近
の断面構造図である。
FIGS. 7A to 7F are cross-sectional structural views near the gate electrode showing the gate electrode forming method of the first embodiment in the order of the manufacturing steps.

【0085】本ゲート電極形成方法により前述の第1の
実施の形態1のゲート電極を実現することができる。閃
亜鉛鉱型半導体基板上に、第一の閃亜鉛鉱型半導体から
なるバツフア層、第二の閃亜鉛鉱型半導体からなるキャ
リア走行層、第三の閃亜鉛鉱型半導体からなるスペーサ
ー層、第四の閃亜鉛鉱型半導体からなり不純物が添加さ
れたキャリア供給層を形成し、続いて(a)に示すよう
に第五の閃亜鉛鉱型半導体からなるショットキー層10
6、第六の閃亜鉛鉱型半導体からなるキャップ層107
を形成し、その後(b)に示すに、第一のレジスト11
1を塗布し、該第一のレジスト111を露光、現像し、
(c)に示すマスク開口パターンを形成し、該第一のレ
ジストをマスクとし、面方位依存性のあるエッチング法
を用いて、該閃亜鉛鉱型半導体表面に(d)に示すV型
の溝を形成する。更に(e)に示すように該レジスト
上、及びV型の構上に金属112を配置し、(f)に示
すように、V型の溝と接していない部分の金属、及び該
第一のレジスト111を除去、リフトオフすることでゲ
ート電極が作製される。
The gate electrode of the first embodiment can be realized by the present gate electrode forming method. On a zinc-blende semiconductor substrate, a buffer layer composed of a first zinc-blende semiconductor, a carrier traveling layer composed of a second zinc-blende semiconductor, a spacer layer composed of a third zinc-blende semiconductor, A carrier supply layer made of a fourth zinc-blende semiconductor is formed to which impurities are added, and then a Schottky layer 10 made of a fifth zinc-blende semiconductor is formed as shown in FIG.
6. Cap layer 107 made of the sixth zinc-blende semiconductor
Is formed, and thereafter, as shown in FIG.
1 is applied, the first resist 111 is exposed and developed,
A mask opening pattern shown in (c) is formed, and a V-shaped groove shown in (d) is formed on the surface of the zinc-blende type semiconductor by using the first resist as a mask and by using an etching method having a plane orientation dependency. To form Further, as shown in (e), a metal 112 is disposed on the resist and on the V-shaped structure, and as shown in (f), the metal in a portion not in contact with the V-shaped groove and the first metal are formed. By removing the resist 111 and performing lift-off, a gate electrode is manufactured.

【0086】本実施の形態の第一のレジストとしては、
例えば電子線露光用、または光学露光用、またはX線等
の放射線露光用レジストを用いることができる。
As the first resist of the present embodiment,
For example, a resist for electron beam exposure, for optical exposure, or for exposure to radiation such as X-rays can be used.

【0087】また面方位依存性のあるエッチング法とし
ては、例えば、硫酸、過酸化水素水、水の混合液、また
はリン酸、過酸化水素水、水の混合液等を用いた方法
と、例えば、塩素ガス等をエッチングガスとして用いた
ドライエッチング法を用いた方法がある。
Examples of the etching method having a plane orientation dependence include a method using a mixture of sulfuric acid, hydrogen peroxide and water, or a mixture of phosphoric acid, hydrogen peroxide and water, and the like. And a dry etching method using chlorine gas or the like as an etching gas.

【0088】また、ゲート電極材料として、W、Mo、
Si、Ti、Pt、Al、Au等の金属を用いることが
でき、複数の前記金屈を積層した構造とすることもでき
る。
As the gate electrode material, W, Mo,
Metals such as Si, Ti, Pt, Al, and Au can be used, and a structure in which a plurality of the gold flexes are stacked can be used.

【0089】図8(a)〜(i)は、第2実施形態例の
ゲート電極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付近
の断面構造図である。
FIGS. 8A to 8I are cross-sectional structural views of the vicinity of the gate electrode showing the method of forming the gate electrode according to the second embodiment in the order of manufacturing steps.

【0090】本ゲート電極形成方法により前述第2の実
施の形態のゲート電極を実現することができる。半導体
基板上に、バッファ層、キャリア走行層、スベーサー
層、キャリア供給層を形成し、続いて(a)に示すよう
にショットキー層206、キャップ層207を形成し、
その後(b)に示すように、第一のレジスト211を塗
布し、該第一のレジスト211を露光、現像し、(c)
に示すマスク開口パターンを形成し、該第一のレジスト
をマスクとし、面方位依存性のあるエッチング法を用い
て、該半導体表面に(d)に示すV型の溝を形成する。
更に(e)に示すように該レジスト上、及びV型の溝上
に金属212を配置し、(f)に示すように、V型の溝
と接していない部分の金属、及び該第一のレジストを除
去、リフトオフする。更に、(g)に示すように第二の
レジスト213を塗布し、該第二のレジスト213を露
光、現像し、(h)に示すマスク開口パターンを形成
し、該第二のレジストをマスクとし、ショットキー層2
06に対しキャンプ層207を選択的にエッチングでき
るエッチング法を用いて、(i)に示すようにキャップ
層207を除去することでゲート電極が作製される。
The gate electrode of the second embodiment can be realized by the present gate electrode forming method. A buffer layer, a carrier traveling layer, a spacer layer, and a carrier supply layer are formed on a semiconductor substrate, and then a Schottky layer 206 and a cap layer 207 are formed as shown in FIG.
Thereafter, as shown in (b), a first resist 211 is applied, the first resist 211 is exposed and developed, and (c)
Is formed, and a V-shaped groove shown in (d) is formed on the semiconductor surface by using the first resist as a mask and by using an etching method having a plane orientation dependency.
Further, as shown in (e), a metal 212 is disposed on the resist and on the V-shaped groove, and as shown in (f), a metal not in contact with the V-shaped groove and the first resist are formed. Remove and lift off. Further, as shown in (g), a second resist 213 is applied, and the second resist 213 is exposed and developed to form a mask opening pattern shown in (h), and the second resist is used as a mask. , Schottky layer 2
The gate electrode is manufactured by removing the cap layer 207 as shown in (i) by using an etching method capable of selectively etching the camp layer 207 with respect to 06.

【0091】本実施の形態の第一のレジスト、第二のレ
ジストとしては、例えば電子線露光用、または光学露光
用、またはX線等の放射線露光用レジストを用いること
ができる。
As the first resist and the second resist of the present embodiment, for example, resists for electron beam exposure, optical exposure, or radiation exposure such as X-rays can be used.

【0092】また面方位依存性のあるエッチング法とし
ては、例えば、硫酸、過酸化水素水、水の混合液、また
はリン酸、過酸化水素水、水の混合液等を用いた方法
と、例えば、塩素ガス等をエッチングガスとして用いた
ドライエッチング法を用いた方法がある。
Examples of the etching method having a plane orientation dependence include a method using a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide and water, or a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide and water, and the like. And a dry etching method using chlorine gas or the like as an etching gas.

【0093】また、ゲート電極材料として、W、Mo、
Si、Ti、Pt、Al、Au等の金属を用いることが
でき、複数の前記全属を積層した構造とすることもでき
る。
Further, as a gate electrode material, W, Mo,
Metals such as Si, Ti, Pt, Al, and Au can be used, and a structure in which a plurality of all the above-described genera are laminated can be used.

【0094】またショットキー層にたいしキャップ層を
選択的にエッチングできるエッチング法としては、例え
ば、琉拍酸、酒石酸などカルボキシル基を持つ有機酸水
溶液及び該有機酸水溶液にアンモニア等のアルカリ性を
示す溶液及び過酸化水素水を加えたものを用いる方法
と、例えば、塩素ガス等をエッチングガスとして用いた
ドライエッチング法を用いた方法がある。
Examples of the etching method capable of selectively etching the cap layer with respect to the Schottky layer include, for example, an aqueous solution of an organic acid having a carboxyl group such as Ryuchoic acid and tartaric acid, and the aqueous solution of the organic acid exhibits alkalinity such as ammonia. There are a method using a solution and an aqueous solution of hydrogen peroxide, and a method using a dry etching method using a chlorine gas or the like as an etching gas.

【0095】図9(a)〜(f)は、第3実施形態例の
ゲート電極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付近
の断面構造図である。
FIGS. 9A to 9F are cross-sectional structural views in the vicinity of a gate electrode showing a method of forming a gate electrode according to the third embodiment in the order of manufacturing steps.

【0096】本ゲート電極形成方法により前述第3の実
施の形態のゲート電極を実現することができる。半導体
基板上に、バッファ層、キャリア走行層、スベーサー
層、キャリア供給層を形成し、続いて(a)に示すよう
にショットキー層306、キャップ層307を形成し、
その後(b)に示すように、第一のレジスト311を塗
布し、該第一のレジスト311を露光、現像し、(c)
に示すマスク開口パターンを形成し、該第一のレジスト
をマスクとし、面方位依存性及びショットキー層306
に対しキャップ層307を選択的にエッチングすること
のできるエッチング法を用いて、キャップ層307の一
部を除去しショットキー層306を露出させ(d)に示
すU型の溝を形成する。更に(e)に示すように該レジ
スト上、及びU型の満上に金属312を配置し、(f)
に示すように、U型の溝と接していない部分の金属、及
び該第一のレジストを除去、リフトオフすることでゲー
ト電極が作製される。
The gate electrode of the third embodiment can be realized by the present gate electrode forming method. A buffer layer, a carrier traveling layer, a spacer layer, and a carrier supply layer are formed on a semiconductor substrate, and then a Schottky layer 306 and a cap layer 307 are formed as shown in FIG.
Thereafter, as shown in (b), a first resist 311 is applied, and the first resist 311 is exposed and developed, and (c)
Are formed, and the first resist is used as a mask, and the plane orientation dependence and the Schottky layer 306 are formed.
By using an etching method capable of selectively etching the cap layer 307, a portion of the cap layer 307 is removed to expose the Schottky layer 306, thereby forming a U-shaped groove shown in FIG. Further, as shown in (e), a metal 312 is arranged on the resist and over the U-shape, and (f)
As shown in (2), the gate electrode is manufactured by removing and lifting off the metal in the portion not in contact with the U-shaped groove and the first resist.

【0097】本実施の形態の第一のレジストとしては、
例えば電子線露光用、または光学露光用、またはX線等
の放射線霧光用レジストを用いることができる。
As the first resist of the present embodiment,
For example, a resist for electron beam exposure, for optical exposure, or for radiation fog light such as X-rays can be used.

【0098】また面方位依存性及びショットキー層に対
しキャップ層を選択的にエッチングすることのできるエ
ッチング法としては、例えば、琉拍酸、酒石酸などカル
ボキシル基を持つ有機酸水溶液及び該有機酸水溶液にア
ンモニア等のアルカリ性を示す溶液及び過酸化水素水を
加えたものを用いる方法と、例えば、塩素ガス等をエッ
チングガスとして用いたドライエッチング法を用いた方
法がある。
Examples of the etching method that can selectively etch the cap layer with respect to the plane orientation and the Schottky layer include, for example, an aqueous solution of an organic acid having a carboxyl group such as rikulic acid and tartaric acid, and an aqueous solution of the organic acid. And a solution obtained by adding an alkaline solution such as ammonia and a hydrogen peroxide solution to the solution, and a method using a dry etching method using chlorine gas or the like as an etching gas.

【0099】また、ゲート電極材料として、W、Mo、
Si、Ti、Pt、Al、Au等の金属を用いることが
でき、複数の前記金属を積層した構造とすることもでき
る。
Further, as the gate electrode material, W, Mo,
Metals such as Si, Ti, Pt, Al, and Au can be used, and a structure in which a plurality of the metals are stacked can be used.

【0100】図10(a)〜(g)は、第4実施形態例
のゲート電極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付
近の断面構造図である。
FIGS. 10A to 10G are cross-sectional structural views of the vicinity of a gate electrode showing a method of forming a gate electrode according to the fourth embodiment in the order of manufacturing steps.

【0101】本ゲート電極形成方法により前述の実施の
形態4のゲート電極を実現することができる。半導体基
板上に、バツフア層、キャリア走行層、スベーサー層、
キャリア供給層を形成し、続いて(a)に示すようにシ
ョットキー層406、キャップ層407を形成し、その
後(b)に示すように、第一のレジスト411を塗布
し、該第一のレジスト411を露光、現像し、(C)に
示すマスク開口パターンを形成し、該第一のレジストを
マスクとし、面方位依存性及びショットキー層406に
対しキャップ層407を選択的にエッチングすることの
できるエッチング法を用いて、キャップ層407の一部
を除去しショットキー層406を露出させ(d)に示す
U型の溝を形成する。更に(e)に示すように該レジス
ト上、及びU型の溝上に金属412を配置し、(f)に
示すように、U型の溝と接していない部分の金属、及び
該第一のレジストを除去、リフトオフする。更に、
(g)に示すように第二のレジスト413を塗布し、該
第二のレジスト413を露光、現像し、(h)に示すマ
スク開口パターンを形成し、該第二のレジストをマスク
とし、ショットキー層406に対しキャップ層407を
選択的にエッチングできるエッチング法を用いて、
(i)に示すようにキャップ層407を除去するニとで
ゲート電極が作製される。
The gate electrode of Embodiment 4 can be realized by the present gate electrode forming method. On a semiconductor substrate, a buffer layer, a carrier traveling layer, a spacer layer,
A carrier supply layer is formed, then a Schottky layer 406 and a cap layer 407 are formed as shown in (a), and then a first resist 411 is applied as shown in (b), and the first resist 411 is applied. Exposure and development of the resist 411 to form a mask opening pattern shown in (C), and selectively etching the cap layer 407 with respect to the plane orientation dependency and the Schottky layer 406 using the first resist as a mask A portion of the cap layer 407 is removed by using an etching method that can be used to expose the Schottky layer 406 to form a U-shaped groove shown in FIG. Further, as shown in (e), a metal 412 is disposed on the resist and on the U-shaped groove, and as shown in (f), the metal not in contact with the U-shaped groove, and the first resist Remove and lift off. Furthermore,
As shown in (g), a second resist 413 is applied, and the second resist 413 is exposed and developed to form a mask opening pattern shown in (h). Using an etching method capable of selectively etching the cap layer 407 with respect to the key layer 406,
As shown in (i), a gate electrode is formed by removing the cap layer 407.

【0102】本実施の形態の第一、第二のレジストとし
ては、例えば電子線露光用、または光学露光用、または
X線等の放射線露光用レジストを用いることができる。
As the first and second resists in the present embodiment, for example, resists for electron beam exposure, optical exposure, or radiation exposure such as X-rays can be used.

【0103】また面方位依存性及びショットキー層に対
しキャップ層を選択的にエッチングすることのできるエ
ッチング法その他については、第3の実施形態例の場合
と同じである。
The plane orientation dependency, the etching method capable of selectively etching the cap layer with respect to the Schottky layer, and the like are the same as those of the third embodiment.

【0104】図11(a)〜(k)は、第5実施形態例
のゲート電極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付
近の断面構造図である。
FIGS. 11A to 11K are cross-sectional structural views near the gate electrode showing the method of forming the gate electrode according to the fifth embodiment in the order of manufacturing steps.

【0105】本ゲート電極形成方法により前述の第5の
実施の形態のゲート電極を実現することができる。半導
体基板上に、バッファ層、キャリア走行層、スベーサー
層、キャリア供給層を形成し、続いて(a)に示すよう
にショットキー層506、キャップ層507を形成し、
その後(b)に示すように、第一のレジスト511を塗
布し、該第一のレジスト511を露光、現像し、(c)
に示すマスク開口パターンを形成し、該第一のレジスト
をマスクとし、面方位依存性のあるエッチング法を用い
て、該半導体表面に(d)に示すV型の構を形成する。
次に一旦第一のレジストを除去した後、(e)に示すよ
うに第二のレジスト513を塗布し、該第二のレジスト
513をマスクとし前記V型開口パターン上に、V型開
口幅よりも広く露光、現像し、(f)に示すマスク開口
パターンを形成する。更に(g)に示すように金属51
2を配置し、(h)に示すように、閃亜鉛鉱型半導体と
接していない部分の金属、及ぴ該第二のレジストを除
去、リフトオフする。更に、(i)に示すように第三の
レジスト514を塗布し、該第三のレジスト514を露
光、現像し、(j)に示すマスク開口パターンを形成
し、該第三のレジストをマスクとし、ショットキー層5
06に対しキャップ層507を選択的にエッチングでき
るエッチング法を用いて、(k)に示すようにキャップ
層507を除去することでゲート電極が作製される。
According to the present gate electrode forming method, the gate electrode of the fifth embodiment can be realized. A buffer layer, a carrier traveling layer, a spacer layer, and a carrier supply layer are formed on a semiconductor substrate, and then a Schottky layer 506 and a cap layer 507 are formed as shown in FIG.
Thereafter, as shown in (b), a first resist 511 is applied, the first resist 511 is exposed and developed, and (c)
Is formed, and a V-shaped structure shown in (d) is formed on the semiconductor surface by using the first resist as a mask and by using an etching method having a plane orientation dependency.
Next, after the first resist is once removed, a second resist 513 is applied as shown in (e), and using the second resist 513 as a mask, the V-shaped opening width Exposure and development are also performed widely to form a mask opening pattern shown in FIG. Further, as shown in FIG.
2 is arranged, and as shown in (h), a portion of the metal not in contact with the zinc blende type semiconductor and the second resist are removed and lifted off. Further, as shown in (i), a third resist 514 is applied, and the third resist 514 is exposed and developed to form a mask opening pattern shown in (j), and the third resist is used as a mask. , Schottky layer 5
By using an etching method capable of selectively etching the cap layer 507 with respect to 06, the gate electrode is manufactured by removing the cap layer 507 as shown in FIG.

【0106】本実施の形態の第一、第二、第三のレジス
トとして用いられることができるものは、第1の実施形
態例の場合と同じである。ただし、第三のレジストの替
わりとして金属512自体をマスクとして用いることも
できる。
What can be used as the first, second, and third resists in this embodiment is the same as that in the first embodiment. However, the metal 512 itself can be used as a mask instead of the third resist.

【0107】また面方位依存性のあるエッチング法の例
及びゲート電極材料として用いることができるものも第
1の実施形態例の場合と同じである。
The example of the etching method having a plane orientation dependency and the method which can be used as a gate electrode material are also the same as those in the first embodiment.

【0108】またショットキー層に対しキャップ層を選
択的にエッチングできるエッチング法に用いられるもの
は、第4の実施形態例の場合と同じである。
The method used in the etching method capable of selectively etching the cap layer with respect to the Schottky layer is the same as that in the fourth embodiment.

【0109】図12(a)〜(k)は、第6実施形態例
のゲート電極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付
近の断面構造図である。
FIGS. 12A to 12K are cross-sectional structural views near the gate electrode showing the method of forming the gate electrode according to the sixth embodiment in the order of manufacturing steps.

【0110】本ゲート電極形成方法により前述の第6の
実施の形態のゲート電極を実現することができる。半導
体基板上に、バッファ層、キャリア走行層、スベーサー
層、キャリア供給層を形成し、続いて(a)に示すよう
にショットキー層606、キャップ層607を形成し、
その後(b)に示すように、第一のレジスト611を塗
布し、該第一のレジスト611を露光、現像し、(c)
に示すマスク開口パターンを形成し、該第一のレジスト
をマスクとし、面方位依存性のある及びショットキー層
606に対しキャップ層607を選択的にエッチングす
ることのできるエッチング法を用いて、キャップ層60
7の一部を除去しショットキー層606を露出させ
(d)に示すU型の溝を形成する。次に一旦第一のレジ
ストを除去した後、(e)に示すように第二のレジスト
613を塗布し、前述U型開口パターン上に、U型開口
幅よりも広く露光、現像し、(f)に示すマスク開口パ
ターンを形成する。更に(g)に示すように金属612
を配置し、(h)に示すように、半導体と接していない
部分の金属、及び該第二のレジストを除去、リフトオフ
する。更に、(i)に示すように第三のレジスト614
を塗布し、該第三のレジスト614を露光、現像し、
(j)に示すマスク開口パターンを形成し、該第三のレ
ジストをマスクとし、ショットキー層606に対しキャ
ップ層607を選択的にエッチングできるエッチング法
を用いて、(k)に示すようにキャップ層607を除去
することでゲート電極が作製される。
The gate electrode of the sixth embodiment can be realized by the present gate electrode forming method. A buffer layer, a carrier traveling layer, a spacer layer, and a carrier supply layer are formed on a semiconductor substrate, and then a Schottky layer 606 and a cap layer 607 are formed as shown in FIG.
Thereafter, as shown in (b), a first resist 611 is applied, the first resist 611 is exposed and developed, and (c)
Is formed by using the first resist as a mask, and by using an etching method having a plane orientation dependency and capable of selectively etching the cap layer 607 with respect to the Schottky layer 606, Layer 60
7 is removed to expose the Schottky layer 606 to form a U-shaped groove shown in FIG. Next, after the first resist is once removed, a second resist 613 is applied as shown in (e), exposed and developed on the U-shaped opening pattern wider than the U-shaped opening width, and (f) A mask opening pattern shown in (1) is formed. Further, as shown in FIG.
Then, as shown in (h), the metal in the portion not in contact with the semiconductor and the second resist are removed and lifted off. Further, as shown in (i), the third resist 614
Is applied, the third resist 614 is exposed and developed,
A mask opening pattern shown in (j) is formed, and the capping layer 607 is selectively etched with respect to the Schottky layer 606 by using the third resist as a mask. By removing the layer 607, a gate electrode is manufactured.

【0111】本実施の形態の第一、第二、第三のレジス
トとして用いることができるものの例は、第1の実施形
態の場合と同じである。ただし、第三のレジストの替わ
りとして金属612自体をマスクとして用いることもで
きる。
The examples of the first, second, and third resists that can be used in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. However, the metal 612 itself can be used as a mask instead of the third resist.

【0112】また面方位依存性のある及びショットキー
層に対しキャップ層を選択的にエッチングすることので
きるエッチング法の例は、第2の実施形態例の場合と同
じである。
An example of an etching method having a plane orientation dependence and capable of selectively etching a cap layer with respect to a Schottky layer is the same as that of the second embodiment.

【0113】また、ゲート電極材料として用いることが
できるものは、第1の実施形態例の場合と同じである。
The materials that can be used as the gate electrode material are the same as those in the first embodiment.

【0114】またショットキー層に対しキャップ層を選
択的にエッチングできるエッチング法の例は、第2の実
施形態例の場合と同じである。
The example of the etching method capable of selectively etching the cap layer with respect to the Schottky layer is the same as that of the second embodiment.

【0115】[0115]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ショット
キーゲート電極の半導体と接する部分の形状、動作時の
電流の方向、ショットキーゲート電極と接している半導
体層の組成等の構造および面方位依存性のあるエッチン
グ方法による溝形成、金属配置等の製造工程を限定する
ことにより、歩留りの高いゲート構造をもった高周波領
域において優れた性能を示す電界効果トランジスタおよ
びそのゲート電極の形成方法を提供できる効果がある。
As described above, according to the present invention, the structure and surface of the portion of the Schottky gate electrode in contact with the semiconductor, the direction of the current during operation, the composition of the semiconductor layer in contact with the Schottky gate electrode, etc. By limiting manufacturing steps such as groove formation and metal arrangement by an orientation-dependent etching method, a field-effect transistor exhibiting excellent performance in a high-frequency region having a high-yield gate structure and a method of forming the gate electrode thereof are provided. There are effects that can be provided.

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

【図1】本発明の電界効果トランジスタの第1の実施の
形態例を示す断面構造図である。
FIG. 1 is a sectional structural view showing a first embodiment of a field effect transistor of the present invention.

【図2】第2の実施の形態例を示す断面構造図である。FIG. 2 is a sectional structural view showing a second embodiment.

【図3】第3の実施の形態例を示す断面構造図である。FIG. 3 is a sectional structural view showing a third embodiment.

【図4】第4の実施の形態例を示す断面構造図である。FIG. 4 is a sectional structural view showing a fourth embodiment.

【図5】第5の実施の形態例を示す断面構造図である。FIG. 5 is a sectional structural view showing a fifth embodiment.

【図6】第6の実施の形態例を示す断面構造図である。FIG. 6 is a sectional structural view showing a sixth embodiment.

【図7】(a)〜(f)は、第1実施形態例のゲート電
極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付近の断面構
造図である。
FIGS. 7A to 7F are cross-sectional structural views in the vicinity of a gate electrode showing a method of forming a gate electrode according to the first embodiment in the order of manufacturing steps.

【図8】(a)〜(i)は、第2実施形態例のゲート電
極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付近の断面構
造図である。
FIGS. 8A to 8I are cross-sectional structural views in the vicinity of a gate electrode showing a method of forming a gate electrode according to a second embodiment in the order of manufacturing steps.

【図9】(a)〜(f)は、第3実施形態例のゲート電
極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付近の断面構
造図である。
FIGS. 9A to 9F are cross-sectional structural views in the vicinity of a gate electrode showing a method of forming a gate electrode according to a third embodiment in the order of manufacturing steps.

【図10】(a)〜(i)は、第4実施形態例のゲート
電極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付近の断面
構造図である。
FIGS. 10A to 10I are cross-sectional structural views near a gate electrode showing a gate electrode forming method according to a fourth embodiment in the order of manufacturing steps.

【図11】(a)〜(k)は、第5実施形態例のゲート
電極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付近の断面
構造図である。
FIGS. 11A to 11K are cross-sectional structural views in the vicinity of a gate electrode showing a method of forming a gate electrode according to a fifth embodiment in the order of manufacturing steps.

【図12】(a)〜(k)は、第6実施形態例のゲート
電極形成方法を製造工程順に示すゲート電極付近の断面
構造図である。
FIGS. 12A to 12K are cross-sectional structural views in the vicinity of a gate electrode showing a method of forming a gate electrode according to a sixth embodiment in the order of manufacturing steps.

【図13】(a)〜(e)は、従来例の電界効果トラン
ジスタのゲート電極形成方法を製造工程順に示す断面構
造図である。
13 (a) to 13 (e) are cross-sectional structural views showing a method of forming a gate electrode of a conventional field-effect transistor in the order of manufacturing steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301,401,501,601
半導体基板 102,202,302,402,502,602
バツフア層 103,203,303,403,503,603
キャリア走行層 104,204,304,404,504,604
スペーサー層 105,205,305,405,505,605
キャリア供給層 106,206,306,406,506,606
ショットキー層 107,207,307,407,507,607
キャップ層 108,208,308,408,508,608
ショットキーゲート電極 109,209,309,409,509,609
ソース電極 110,210,310,410,510,610
ドレイン電極 111,211,311,411,511,611
第一のレジスト 112,212,312,412,512,612
金属 213,413,513,613 第二のレジスト 514,614 第三のレジスト 1301 半絶縁性GaAs基板 1302 AlGaAsバツフア層 1303,1305 GaAs層 1304 デルタドープ動作領域 1306 n+ −GaAsキャップ層 1307 ネガのフォトレジスト 1308 SiO2 膜 1309 レジスト 1310 ゲート電極
101, 201, 301, 401, 501, 601
Semiconductor substrate 102, 202, 302, 402, 502, 602
Buffer layer 103, 203, 303, 403, 503, 603
Carrier traveling layer 104, 204, 304, 404, 504, 604
Spacer layer 105, 205, 305, 405, 505, 605
Carrier supply layer 106, 206, 306, 406, 506, 606
Schottky layer 107, 207, 307, 407, 507, 607
Cap layer 108, 208, 308, 408, 508, 608
Schottky gate electrode 109, 209, 309, 409, 509, 609
Source electrode 110, 210, 310, 410, 510, 610
Drain electrodes 111, 211, 311, 411, 511, 611
First resist 112, 212, 312, 412, 512, 612
Metal 213, 413, 513, 613 Second resist 514, 614 Third resist 1301 Semi-insulating GaAs substrate 1302 AlGaAs buffer layer 1303, 1305 GaAs layer 1304 Delta-doped operation region 1306 n + -GaAs cap layer 1307 Negative photoresist 1308 SiO 2 film 1309 Resist 1310 Gate electrode

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 閃亜鉛鉱型半導体を用い、かつショット
キーゲート電極を有する電界効果トランジスタにおい
て、電流の流れる方向に平行でかつショットキーゲート
電極が接している半導体表面に垂直な一平面を切断面と
してショットキーゲート電極を観察したとき、ショット
キーゲート電極の半導体と接する部分がV字型となって
おり、かつ動作時の電流の方向が、ソース電極またはド
レイン電極と半導体が接している面に対して平行である
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。
1. A field effect transistor using a zinc blende type semiconductor and having a Schottky gate electrode, a plane parallel to the direction of current flow and perpendicular to the semiconductor surface in contact with the Schottky gate electrode is cut. When observing the Schottky gate electrode as a surface, the portion of the Schottky gate electrode that is in contact with the semiconductor is V-shaped, and the direction of current during operation is the surface where the source electrode or the drain electrode is in contact with the semiconductor. A field-effect transistor which is parallel to
【請求項2】 閃亜鉛鉱型半導体を用い、かつショット
キーゲート電極を有する電界効果トランジスタにおい
て、電流の流れる方向に平行でかつショットキーゲート
電極が接している半導体表面に垂直な一平面を接断面と
してショットキーゲート電極を観察したとき、ショット
キーゲート電極の半導体と接する部分がU字型となって
おり、かつ動作時の電流の方向が、ソース電極またはド
レイン電極と半導体が接している面に対して平行である
ことを特微とする電界効果トランジスタ。
2. A field effect transistor using a zinc-blende semiconductor and having a Schottky gate electrode, a plane parallel to the direction of current flow and perpendicular to the semiconductor surface in contact with the Schottky gate electrode. When observing the Schottky gate electrode as a cross section, the portion of the Schottky gate electrode in contact with the semiconductor is U-shaped, and the direction of current during operation is determined by the surface where the source electrode or the drain electrode is in contact with the semiconductor. A field-effect transistor characterized in that it is parallel to
【請求項3】 閃亜鉛鉱型半導体を用い、かつショット
キーゲート電極を有する電界効果トランジスタにおい
て、電流の流れる方向に平行でかつショットキーゲート
電極が接している半導体表面に垂直な一平面を切断面と
してショットキーゲート電極を観察したとき、ショット
キーゲート電極と半導体が接している面が閃亜鉛鉱型半
導体の{111}面に平行な2面からなるV字型をして
おり、かつV字型の2平面が接合している部分から最も
離れた部分の間隔よりも広い領域にV字型部分と接合し
てショットキーゲート電極金属が配されており、かつ動
作時の電流の方向が、ソース電極またはドレイン電極と
半導体が接している面に対して平行であることを特徴と
する電界効果トランジスタ。
3. A field effect transistor using a zinc-blende semiconductor and having a Schottky gate electrode, a plane parallel to the direction of current flow and perpendicular to the semiconductor surface in contact with the Schottky gate electrode. When observing the Schottky gate electrode as a surface, the surface where the Schottky gate electrode is in contact with the semiconductor has a V-shape consisting of two surfaces parallel to the {111} plane of the zincblende semiconductor, and The Schottky gate electrode metal is disposed in a region wider than the interval between the portion farthest from the portion where the two planes of the junction are joined to the V-shaped portion, and the direction of the current during operation is A field-effect transistor, which is parallel to a surface where the semiconductor is in contact with the source or drain electrode.
【請求項4】 閃亜鉛鉱型半導体を用い、かつショット
キーゲート電極を有する電界効果トランジスタにおい
て、電流の流れる方向に平行でかつショットキーゲート
電極が接している半導体表面に垂直な一平面を接断面と
してショットキーゲート電極を観察したとき、ショット
キーゲート電極と半導体が接している面が閃亜鉛鉱型半
導体の{111}面に平行な2面および{100}面1
面からなるU字型をしており、かつU字型を構成する3
平面のうち両端が他の2平面と接している1平面から最
も離れている部分の間隔よりも広い領域に、U字型部分
と接合してショットキーゲート電極金属が配されてお
り、かつ動作時の電流の方向が、ソース電極またはドレ
イン電極と半導体が接している面に対して平行であるこ
とを特徴とする電界効果トランジスタ。
4. A field effect transistor using a zinc blende type semiconductor and having a Schottky gate electrode, a plane parallel to the direction of current flow and perpendicular to the semiconductor surface in contact with the Schottky gate electrode. When observing the Schottky gate electrode as a cross section, two surfaces parallel to the {111} surface of the zinc blende type semiconductor and the {100} surface 1
3 that has a U-shape consisting of surfaces and forms a U-shape
The Schottky gate electrode metal is arranged in a region wider than the distance between the two surfaces and the portion farthest from the one surface in contact with the other two surfaces, in contact with the U-shaped portion. A field effect transistor in which the direction of current at the time is parallel to a surface where the semiconductor is in contact with the source or drain electrode.
【請求項5】 V字型ショットキーゲート電極のV字型
を構成する2平面が、閃亜鉛鉱型半導体の{111}面
に平行な2平面である、請求項1記載の電界効果トラン
ジスタ。
5. The field-effect transistor according to claim 1, wherein the two planes forming the V-shape of the V-shaped Schottky gate electrode are two planes parallel to the {111} plane of the zinc-blende semiconductor.
【請求項6】 V字型ショットキーゲート電極のV字型
を構成する2平面の接合した部分を含む一部のみが、半
導体層と接している、請求項1記載の電界効果トランジ
スタ。
6. The field effect transistor according to claim 1, wherein only a part of the V-shaped Schottky gate electrode including a junction between two planes forming the V-shape is in contact with the semiconductor layer.
【請求項7】 V字型ショットキーゲート電極のV字型
を構成する2平面の接合した部分を含む一部のみが、半
導体層と接している、請求項5記載の電界効果トランジ
スタ。
7. The field effect transistor according to claim 5, wherein only a part of the V-shaped Schottky gate electrode including a junction between two planes forming the V-shape is in contact with the semiconductor layer.
【請求項8】 U字型ショットキーゲート電極のU字型
を構成する3平面のうち、1平面が閃亜鉛鉱型半導体の
{100}に平行であり、2平面が閃亜鉛鉱型半導体の
{111}面に平行である、請求項2記載の電界効果ト
ランジスタ。
8. Among three planes constituting a U-shape of a U-shaped Schottky gate electrode, one plane is parallel to {100} of a zinc-blende semiconductor, and two planes are of a zinc-blende semiconductor. 3. The field effect transistor according to claim 2, which is parallel to the {111} plane.
【請求項9】 U字型ショットキーゲート電極のU字型
を構成する3平面のうち、1平面のみが他平面と接して
いる2平面の、他平面と接している方に近い一部のみが
半導体層と接している、請求項2記載の電界効果トラン
ジスタ。
9. A U-shaped Schottky gate electrode comprising three planes constituting a U-shape, only two planes in which only one plane is in contact with another plane, and only a part closer to the one in contact with the other plane. 3. The field-effect transistor according to claim 2, wherein the substrate is in contact with the semiconductor layer.
【請求項10】 U字型ショットキーゲート電極のU字
型を構成する3平面のうち、両端ともに他平面と接して
いる1平面のみが半導体層と接している請求項2記載の
電界効果トランジスタ。
10. The field effect transistor according to claim 2, wherein, out of three planes forming the U-shape of the U-shaped Schottky gate electrode, only one plane having both ends in contact with another plane is in contact with the semiconductor layer. .
【請求項11】 U字型ショットキーゲート電極のU字
型を構成する3平面のうち、{100}面、及び{11
1}面に平行な2平面の{100}面に平行な1平面と
接している側の一部のみが半導体層と接している、請求
項8記載の電界効果トランジスタ。
11. A {100} plane and a {11} plane among three planes constituting the U-shape of the U-shaped Schottky gate electrode.
9. The field effect transistor according to claim 8, wherein only a part of two planes parallel to the 1 plane that are in contact with one plane parallel to the {100} plane is in contact with the semiconductor layer.
【請求項12】 U字型ショットキーゲート電極のU字
型を構成する3平面のうち、{100}面に平行な1平
面のみが半導体層と接している、請求項8記載の電界効
果トランジスタ。
12. The field effect transistor according to claim 8, wherein only one plane parallel to the {100} plane is in contact with the semiconductor layer among the three planes forming the U-shape of the U-shaped Schottky gate electrode. .
【請求項13】 ショットキーゲート電極のV字型部分
を構成する2平面の接合した部分を含む一部のみが半導
体層と接している、請求項3記載の電界効果トランジス
タ。
13. The field-effect transistor according to claim 3, wherein only a part of the Schottky gate electrode including a junction between two planes constituting a V-shaped part is in contact with the semiconductor layer.
【請求項14】 ショットキーゲート電極のU字型部分
を構成する3平面のうち、{100}面、及び{11
1}面に平行な2平面の{100}面に平行な1平面と
接している側の一部のみが半導体層と接している、請求
項4記載の電界効果トランジスタ。
14. A {100} plane and a {11} plane among three planes constituting a U-shaped portion of the Schottky gate electrode.
The field effect transistor according to claim 4, wherein only a part of two planes parallel to the 1 plane that are in contact with one plane parallel to the {100} plane is in contact with the semiconductor layer.
【請求項15】 ショットキーゲート電極のU字型部分
を構成する3平面のうち、{100}面に平行な1平面
のみが半導体層と接している請求項4記載の電界効果ト
ランジスタ。
15. The field effect transistor according to claim 4, wherein only one plane parallel to the {100} plane is in contact with the semiconductor layer among the three planes forming the U-shaped portion of the Schottky gate electrode.
【請求項16】 ショットキーゲート電極が接している
半導体層が、高純度またはn型またはp型のGaAs、
AlAs、GaP、AlP、InP、GaN、AlN、
InN、GaSb、GaSb、またはInSb、もしく
は2種以上のこれら2元系化合物半導体からなる層であ
る、請求項1ないし15記載の電界効果トランジスタ。
16. The semiconductor layer in contact with the Schottky gate electrode is made of high-purity or n-type or p-type GaAs,
AlAs, GaP, AlP, InP, GaN, AlN,
16. The field effect transistor according to claim 1, which is a layer made of InN, GaSb, GaSb, or InSb, or two or more of these binary compound semiconductors.
【請求項17】 キャリア走行層が、高純度またはn型
またはp型のGaAs、AlAs、GaP、AlP、I
nP、GaN、AlN、InN、GaSb、GaSb、
またはInSb、もしくは2種以上のこれら2元系化合
物半導体からなる層である、請求項1ないし16記載の
電界効果トランジスタ。
17. The carrier traveling layer is made of GaAs, AlAs, GaP, AlP, IP of high purity or n-type or p-type.
nP, GaN, AlN, InN, GaSb, GaSb,
17. The field-effect transistor according to claim 1, wherein the field-effect transistor is a layer composed of InSb or two or more of these binary compound semiconductors.
【請求項18】 電界効果トランジスタ動作のためのキ
ャリアを放出するキャリア供給層が、n型またはp型の
GaAs、AlAs、GaP、AlP、InP、Ga
N、AlN、InN、GaSb、GaSb、またはIn
Sb、もしくは2種以上のこれら2元系化合物半導体か
らなる層である、請求項1ないし17記載の電界効果ト
ランジスタ。
18. A n-type or p-type GaAs, AlAs, GaP, AlP, InP, Ga carrier supply layer for emitting carriers for field effect transistor operation.
N, AlN, InN, GaSb, GaSb, or In
18. The field-effect transistor according to claim 1, wherein the field-effect transistor is Sb or a layer made of two or more of these binary compound semiconductors.
【請求項19】 閃亜鉛鉱型化合物半導体にレジストを
塗布する工程と、該レジストを露光、現像しマスク開口
パターンを形成する工程と、該レジストをマスクとし、
面方位依存性のあるエッチング法を用いて、該閃亜鉛鉱
型半導体表面にV型、またはU型の溝を形成する工程
と、該レジスト上、及びV型またはU型の溝上に金属を
配置する工程と、該レジストを除去する工程とからなる
ことを特徴とする、電界効果トランジスタのショットキ
ーゲート電極の形成方法。
19. A step of applying a resist to a zinc blende compound semiconductor, a step of exposing and developing the resist to form a mask opening pattern, and using the resist as a mask.
Forming a V-shaped or U-shaped groove on the zinc-blende-type semiconductor surface using an etching method having a plane orientation dependence, and disposing a metal on the resist and on the V-shaped or U-shaped groove And forming the Schottky gate electrode of the field-effect transistor.
【請求項20】 面方位依存性のあるエッチング法が、
ドライエッチング法である、請求項19記載の電界効果
トランジスタのショットキーゲート電極の形成方法。
20. An etching method having a plane orientation dependency,
20. The method for forming a Schottky gate electrode of a field effect transistor according to claim 19, wherein the method is a dry etching method.
【請求項21】 面方位依存性のあるエッチング法が、
ウェットエッチング法である、請求項19記載の電界効
果トランジスタのショットキーゲート電極の形成方法。
21. An etching method having a plane orientation dependency,
20. The method for forming a Schottky gate electrode of a field effect transistor according to claim 19, wherein the method is a wet etching method.
【請求項22】 閃亜鉛鉱型化合物半導体に第一のレジ
ストを塗布する工程と、該第一のレジストを露光、現像
しマスク開口パターンを形成する工程と、該第一のレジ
ストをマスクとし、面方位依存性のあるエッチング法を
用いて、該閃亜鉛鉱型半導体の表面にV型またはU型の
溝を形成する工程と、該レジスト上、及びV型またはU
型の溝上に金属を配置する工程と、該第一のレジストを
除去する工程と、第二のレジストを塗布する工程と、該
第二のレジストを露光、現像しマスク開口パターンを形
成する工程と、該第二のレジストをマスクとし、エッチ
ング法により該閃亜鉛鉱型半導体のショットキーゲート
電極と接している部分のうちその一部分を除去する工程
とからなることを特徴とする、電界効果トランジスタの
ショットキーゲート電極の形成方法。
22. A step of applying a first resist to a zinc blende type compound semiconductor, a step of exposing and developing the first resist to form a mask opening pattern, and using the first resist as a mask, Forming a V-shaped or U-shaped groove on the surface of the zinc-blende semiconductor using an etching method having a plane orientation dependence, and forming a V-shaped or U-shaped groove on the resist;
Disposing a metal on the mold groove, removing the first resist, applying a second resist, exposing and developing the second resist to form a mask opening pattern; Using the second resist as a mask, removing a portion of the portion of the zinc blende type semiconductor that is in contact with the Schottky gate electrode by an etching method. A method for forming a Schottky gate electrode.
【請求項23】 前記エッチング法は、ショットキー電
極と接している閃亜鉛鉱型半導体が複数層で構成され、
表面側の閃亜鉛鉱型半導体のエッチング速さが、該閃亜
鉛鉱型半導体と接しかつ該閃亜鉛鉱型半導体よりも基板
側に位置する半導体層のエッチング速さよりも速い、選
択性ドライエッチングであって、表面側の閃亜鉛鉱型半
導体のみをエッチング除去するものである、請求項22
記載の電界効果トランジスタの形成方法。
23. The etching method, wherein the zinc blende semiconductor in contact with the Schottky electrode is composed of a plurality of layers,
In the selective dry etching, the etching speed of the zinc-blende semiconductor on the surface side is higher than the etching speed of the semiconductor layer in contact with the zinc-blende semiconductor and located on the substrate side of the zinc-blende semiconductor. 23. The method according to claim 22, wherein only the zinc-blende semiconductor on the surface side is removed by etching.
A method for forming the field-effect transistor according to the above.
【請求項24】 前記エッチング法は、ショットキー電
極と接している閃亜鉛鉱型半導体が複数層で構成され、
表面側の閃亜鉛鉱型半導体のエッチング速さが、該閃亜
鉛鉱型半導体と接しかつ該閃亜鉛鉱型半導体よりも基板
側に位置する半導体層のエッチング速さよりも速い、選
択性ウェットエッチングであって、表面側の閃亜鉛鉱型
半導体のみをエッチング除去するものである、請求項2
2記載の電界効果トランジスタの形成方法。
24. The etching method, wherein the zinc blende semiconductor in contact with the Schottky electrode is composed of a plurality of layers,
In the selective wet etching, the etching speed of the zinc-blende semiconductor on the surface side is faster than the etching speed of the semiconductor layer in contact with the zinc-blende semiconductor and located on the substrate side of the zinc-blende semiconductor. 3. The method according to claim 2, wherein only the zinc-blende semiconductor on the surface side is removed by etching.
3. The method for forming a field-effect transistor according to 2.
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