JP2787589B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JP2787589B2
JP2787589B2 JP1115134A JP11513489A JP2787589B2 JP 2787589 B2 JP2787589 B2 JP 2787589B2 JP 1115134 A JP1115134 A JP 1115134A JP 11513489 A JP11513489 A JP 11513489A JP 2787589 B2 JP2787589 B2 JP 2787589B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
inp
hemt
gate electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1115134A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02295135A (ja
Inventor
達也 大堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP1115134A priority Critical patent/JP2787589B2/ja
Publication of JPH02295135A publication Critical patent/JPH02295135A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2787589B2 publication Critical patent/JP2787589B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Element Separation (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 InP系化合物半導体材料を用いた高電子移動度トラン
ジスタ(high electron mobility transistor:HEMT)で
構成される半導体装置の改良に関し、 同一の半絶縁性InP基板上にE/D型HEMTを制御性良く形
成する為の構造を提供することを目的とし、 InP基板上に順に形成されたInGaAsからなるチャネル
層及びInAlAsからなる第一のキャリヤ供給層及びInPか
らなる第一のエッチング停止層及びInAlAsからなるエン
ハンスメント/デプレッション間差電圧生成層及び同じ
くInPからなる第二のエッチング停止層及びInGaAsから
なるコンタクト層と、デプレッション型トランジスタ部
分のゲート電極形成領域に於いて表面から前記エンハン
スメント/デプレッション間差電圧生成層表面まで貫通
する開口と、エンスハンスメント型トランジスタ部分の
ゲート電極形成領域に於いて表面から前記キャリヤ供給
層表面まで貫通する開口と、前記デプレッション型トラ
ンジスタ部分に於ける開口内に表出された前記エンハン
スメント/デプレッション型差電圧生成層表面にショッ
トキ・コンタクトするゲート電極と、前記エンハンスメ
ント型トランジスタ部分に於ける開口内に表出された前
記キャリヤ供給層表面にショットキ・コンタクトするゲ
ート電極とを備えるように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、InP系化合物半導体材料を用いた高電子移
動度トランジスタ(high electron mobility transisto
r:HEMT)で構成される半導体装置の改良に関する。
現在、InP基板上に成長したInGaAsとInAlAsとで生成
されるヘテロ接合を利用するHEMTが注目されている。こ
れは、従来から多用されてきたGaAs系化合物半導体材料
を用いたHEMT、即ち、GaAs基板上に成長したGaAsとAlGa
Asとで生成されるヘテロ接合を利用するHEMTに比較して
高い二次元キャリヤ・ガス濃度が得られること、及び、
InGaAs表面に生成される二次元キャリヤ・ガス層を走行
するキャリヤの速度がGaAs表面に生成される二次元キャ
リヤ・ガス層を走行するキャリヤの速度に比較して高速
であることなどの利点があり、将来に向けて、個別デバ
イスのみでなく集積回路の実現が期待されている。
〔従来の技術〕
第3図は従来技術に依ったInGaAs/InAlAs系HEMTを説
明する為の要部切断側面図を表している。
図に於いて、 1は半絶縁性InP基板、 2はノン・ドープInGaAsチャネル層、 3はn型InAlAs電子供給層、 4はn型InGaAsコンタクト層、 5はソース電極、6はドレイン電極、7はゲート電極を
それぞれ示している。
このHEMTを作成するには、半絶縁性InP基板1上に各
半導体層を成長させ、ソース電極5及びドレイン電極6
を形成してから両電極間のコンタクト層4をウエット・
エッチングして電子供給層3の一部を表出させ、その上
に例えばアルミニウム(Al)からなるゲート電極7を形
成するようにしている。尚、コンタクト層4をエッチン
グする場合、エッチャントとしては、例えば(NH4OH+
22+H2O)を用いると良い。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記したInGaAs/InAlAs系HEMTで集積回路を構成しよ
うとすると、同じ半絶縁性InP基板上にエンハンスメン
ト/デプレッション(enhancement/depletion:E/D)型H
EMTを作る必要がある。
然しながら、前記したInGaAs/InAlAs系HEMTの構造及
び作成方法では、E型HEMT及びD型HEMTを同一の半絶縁
性InP基板上に作り分けることは不可能である。
本発明は、同一の半絶縁性InP基板上にE/D型HEMTを制
御性良く形成する為の構造を提供しようとする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、InGaAsやInAlAsのようなAs系化合物半導
体がフッ酸と過酸化水素との混合エッチング液に依って
エッチングされ、且つ、InPのようなリン系化合物半導
体が前記混合エッチング液では全くエッチングされない
こと、また、前記リン系化合物半導体が塩酸に依ってエ
ッチングされ、且つ、As系化合物半導体が全くエッチン
グされないことに着目し、InP層をエッチング停止層と
して利用することで、前記E/D型HEMTの作り分けを行う
ものである。
第1図は本発明に於ける標準的な半導体層構造を説明
する為の要部切断側面図を表している。
図に於いて、 11はInAlAs層、 12はInP層、 13はInAlAs層、 14はInP層、 15はInGaAs層 をそれぞれ示す。
この半導体層構成を用いてE/D型HEMTを作成するに
は、 (1) まず、エッチャントとして(HF+H22+H2
O)を用い、InGaAs層15の選択的エッチングを行ってD
型HEMT部分並びにE型HEMT部分に於けるゲート電極形成
予定部分に開口を形成する。尚、このエッチングはInP
層14で自動的に停止する。
(2) 次いで、エッチャントとしてHClを用い、前記
開口内に表出されているInP層14を除去する。尚、この
エッチングはInAlAs層13で自動的に停止する。
この段階で、D型HEMT部分でゲート電極を形成する為
の開口が完成する。
(3) 次いで、エッチャントとして(HF+H22+H
2O)を用い、E型HEMT部分の開口内に表出されているI
nAlAs層13を除去する。尚、このエッチングはInP層12で
自動的に停止する。
(4) 次いで、エッチャントとしてHClを用い、前記
開口内に表出されているInP層12を除去する。尚、この
エッチングはInAlAs層11で自動的に停止する。
この段階で、E型HEMT部分でゲート電極を形成する為
の開口が完成する。
(5) 前記D型HEMT部分及びE型HEMT部分それぞれの
開口内にゲート電極を形成することでE/D型HEMTが完成
する。
第1図に見られる半導体層構造では、エッチング停止
層としてInP層を介挿してあるが、そのようにしても、
本来、この半導体層構造がInP基板上に形成されたもの
であるから、格子不整合などに起因する結晶性の劣化な
どは全く発生しない。また、InP層上にはショットキ電
極を形成することが困難である為、前記したように、ゲ
ート電極形成部分ではInP層を除去し、InAlAs層を表出
させてから形成した方が良い。
前記したようなことから、本発明に依る半導体装置で
は、InP基板(例えば半絶縁性InP基板21)上に順に形成
されたInGaAsからなるチャネル層(例えばノン・ドープ
InGaAsチャネル層22)及びInAlAsからなる第一のキャリ
ヤ供給層(例えばn型InAlAsキャリヤ供給層23)及びIn
Pからなる第一のエッチング停止層(例えばn型InPエッ
チング停止層24)及びInAlAsからなるエンハンスメント
/デプレッション間差電圧生成層(例えばn型InAlAsE/
D間差電圧生成層25)及びInPからなる第二のエッチング
停止層(例えばn型InPエッチング停止層26)及びInGaA
sからなるコンタクト層(例えばn型InGaAsからなるコ
ンタクト層27)と、デプレッション型トランジスタ部分
のゲート電極形成領域に於いて表面から前記エンハンス
メント/デプレッション間差電圧生成層の表面まで貫通
する開口と、エンハンスメント型トランジスタ部分のゲ
ート電極形成領域に於いて表面から前記キャリヤ供給層
の表面まで貫通する開口と、前記デプレッション型トラ
ンジスタ部分に於ける開口内に表出された前記エンハン
スメント/デプレッション型差電圧生成層の表面にショ
ットキ・コンタクトするゲート電極(例えばゲート電極
33)と、前記エンハンスメント型トランジスタ部分に於
ける開口内に表出され前記キャリヤ供給層の表面にショ
ットキ・コンタクトするゲート電極(例えばゲート電極
34)とを備える。
〔作用〕
前記手段を採ることに依り、従来のHEMTに比較して高
性能なInP系HEMT、更に具体的には、InGaAs/InAlAs系HE
MTを集積化した半導体装置を容易に実現することができ
る。
〔実施例〕
第2図は本発明一実施例の要部切断側面図を表してい
る。
図に於いて、 21は半絶縁性InP基板、 22はノン・ドープInGaAsチャネル層、 23はn型InAlAsキャリヤ供給層、 24はn型InPエッチング停止層、 25はn型InAlAsE/D間差電圧生成層、 26はn型InPエッチング停止層、 27はn型InGaAsキャップ層、 28は素子間分離領域、 29はD型HEMT部分のソース電極、 30はD型HEMT部分のドレイン電極、 31はE型HEMT部分のソース電極、 32はE型HEMT部分のドレイン電極、 33はD型HEMT部分のゲート電極、 34はE型HEMT部分のゲート電極、 35は二次元キャリヤ・ガス層 をそれぞれ示している。
本実施例に於ける各部分に関する主要データを例示す
ると次の通りである。
(a) チャネル層22について 組成:In0.49Ga0.51As 厚さ:5000〔Å〕 (b) キャリヤ供給層23について 組成:In0.47Al0.53As 不純物:Si 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 厚さ:200〔Å〕 (c) エッチング停止層24或いは26について 不純物:Si 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 厚さ:30〔Å〕 (d) E/D間差電圧生成層25について 組成:In0.47Al0.53As 不純物:Si 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 厚さ:80〔Å〕 (e) キャップ層27について 組成:In0.49Ga0.51As 不純物:Si 不純物濃度:5×1018〔cm-3〕 厚さ:500〔Å〕 (f) 素子間分離領域28について 作成手段:酸素のイオン注入に依る (g) ソース及びドレイン電極29乃至32について 材料:AuGe/Au (h) ゲート電極33及び34について 材料:Al 本実施例を製造する場合の主要事項を列記すると次の
通りである。
(1) 各半導体層は、例えば有機金属化学気相堆積
(metalorganic chemical vapor deposition:MOCVD)法
を適用して成長させる。
(2) 素子間分離領域は、酸素をイオン注入すること
に依って形成する。
(3) ゲート電極形成部分に開口を形成する場合に
は、〔課題を解決するための手段〕の項で説明した手段
と全く同じ手段を採って良い。
(4) ソース電極及びドレイン電極、ゲート電極など
の形成は、真空蒸着法及びリフト・オフ法などを適用し
て形成する。
前記のようにして得られた半導体装置では、そのE型
HEMT部分の閾値電圧が0.1〔V〕、そして、D型HEMT部
分の閾値電圧が−1.5〔V〕であって、二つの閾値電圧
を画然と実現させることができた。
〔発明の効果〕
本発明に依る半導体装置に於いては、InP基板上に順
に形成されたInGaAsチャネル層、InAlAs第一のキャリヤ
供給層、InP第一エッチング停止層、InAlAsエンハンス
メント/デプレッション間差電圧生成層、InP第二エッ
チング停止層、InGaAsコンタクト層のそれぞれと、デプ
レッション型トランジスタ部分に於いて前記エンハンス
メント/デプレッション間差電圧生成層表面まで貫通す
る開口と、エンハンスメント型トランジスタ部分に於い
て前記キャリヤ供給層表面まで貫通する開口と、前記デ
プレッション型トランジスタ部分に於ける開口内のゲー
ト電極と、前記エンハンスメント型トランジスタ部分に
於ける開口内のゲート電極とを備えている。
前記構成を採ることに依り、従来のHEMTに比較して高
性能なInP系HEMT、更に具体的には、InGaAs/InAlAs系HE
MTを集積化した半導体装置を容易に実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に於ける標準的な半導体層構造を説明す
る為の要部切断側面図、第2図は本発明一実施例の要部
切断側面図、第3図は従来例の要部切断側面図をそれぞ
れ表している。 図に於いて、 21は半絶縁性InP基板、22はノン・ドープInGaAsチャネ
ル層、23はn型InAlAsキャリヤ供給層、24はn型InPエ
ッチング停止層、25はn型InAlAsE/D間差電圧生成層、2
6はn型InPエッチング停止層、27はn型InGaAsキャップ
層、28は素子間分離領域、29はD型HEMT部分のソース電
極、30はD型HEMT部分のドレイン電極、31はE型HEMT部
分のソース電極、32はE型HEMT部分のドレイン電極、33
はD型HEMT部分のゲート電極、34はE型HEMT部分のゲー
ト電極、35は二次元キャリヤ・ガス層 をそれぞれ示している。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/337 - 21/338 H01L 27/095 H01L 27/098 H01L 29/775 - 29/778 H01L 29/80 - 29/812

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】InP基板上に順に形成されたInGaAsからな
    るチャネル層及びInAlAsからなる第一のキャリヤ供給層
    及びInPからなる第一のエッチング停止層及びInAlAsか
    らなるエンハンスメント/デプレッション間差電圧生成
    層及び同じくInPからなる第二のエッチング停止層及びI
    nGaAsからなるコンタクト層と、 デプレッション型トランジスタ部分のゲート電極形成領
    域に於いて表面から前記エンハンスメント/デプレッシ
    ョン間差電圧生成層表面まで貫通する開口と、 エンハンスメント型トランジスタ部分のゲート電極形成
    領域に於いて表面から前記キャリヤ供給層表面まで貫通
    する開口と、 前記デプレッション型トランジスタ部分に於ける開口内
    に表出された前記エンハンスメント/デプレッション型
    差電圧生成層表面にショットキ・コンタクトするゲート
    電極と、 前記エンハンスメント型トランジスタ部分に於ける開口
    内に表出された前記キャリヤ供給層表面にショットキ・
    コンタクトするゲート電極と を備えてなることを特徴とする半導体装置。
JP1115134A 1989-05-10 1989-05-10 半導体装置 Expired - Lifetime JP2787589B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1115134A JP2787589B2 (ja) 1989-05-10 1989-05-10 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1115134A JP2787589B2 (ja) 1989-05-10 1989-05-10 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02295135A JPH02295135A (ja) 1990-12-06
JP2787589B2 true JP2787589B2 (ja) 1998-08-20

Family

ID=14655123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1115134A Expired - Lifetime JP2787589B2 (ja) 1989-05-10 1989-05-10 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2787589B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02101082A (ja) * 1988-10-04 1990-04-12 Fujisawa Pharmaceut Co Ltd 新規セフェム化合物
US5508535A (en) * 1992-01-09 1996-04-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Compound semiconductor devices
JP2910831B2 (ja) * 1995-09-28 1999-06-23 日本電気株式会社 電界効果トランジスタ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02295135A (ja) 1990-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0283278B1 (en) Compound semiconductor device having nonalloyed ohmic contacts
EP0551110B1 (en) Compound semiconductor devices
JP2009224801A (ja) 増強/空乏モード擬似形態高電子移動度トランジスタデバイス
US5610410A (en) III-V compound semiconductor device with Schottky electrode of increased barrier height
JP3086748B2 (ja) 高電子移動度トランジスタ
EP1131849B1 (en) Pseudomorphic high electron mobility transistors
JP2873583B2 (ja) 高速半導体装置
US4929985A (en) Compound semiconductor device
JP3259106B2 (ja) 高電子移動度電界効果半導体装置
JPH01204411A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2787589B2 (ja) 半導体装置
JP2630446B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US20230290834A1 (en) ENHANCEMENT-MODE GaN HFET
EP0602671A2 (en) Heterojunction field effect transistor having an improved transistor characteristic
JPH03145139A (ja) 電界効果トランジスタとその製造方法
JPH11121737A (ja) 電界効果トランジスタおよびその製造方法
JP2759526B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH02111073A (ja) 絶縁ゲート電界効果トランジスタおよびその集積回路装置
JPS6115375A (ja) ヘテロ接合電界効果トランジスタ
JP2668418B2 (ja) 半導体装置
JP2504782B2 (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JPH06163598A (ja) 高電子移動度トランジスタ
JPH05283439A (ja) 半導体装置
JPS63228762A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH06302625A (ja) 電界効果トランジスタおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090605

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term