JPH01232770A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01232770A JPH01232770A JP5990988A JP5990988A JPH01232770A JP H01232770 A JPH01232770 A JP H01232770A JP 5990988 A JP5990988 A JP 5990988A JP 5990988 A JP5990988 A JP 5990988A JP H01232770 A JPH01232770 A JP H01232770A
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- boron
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はＧａＡｓ ＭＥＳＦＦＪＴ（Ｍｅｔａｌ−８ｅ
ｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔ
ｒａｎｓｌｓｔｏｒ）を構成する半導体装置に関する。
ｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔ
ｒａｎｓｌｓｔｏｒ）を構成する半導体装置に関する。
（従来の技術）
従来、ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴの母材として、主にＣｒ
添加牛絶縁性ＧａＡｓ 、無添加ＬＥＣ（９キツド・エ
ンキャブシュレーテッド・チョクラルスキー） ＧａＡ
ｓが用いられてきた。第１図は無添加ＬＥＣＧａＡｓ基
板上にイオン注入によシ動作層を形成し、ＧａＡｓＭＥ
ＳＦＥＴを製造する場合の例である。
添加牛絶縁性ＧａＡｓ 、無添加ＬＥＣ（９キツド・エ
ンキャブシュレーテッド・チョクラルスキー） ＧａＡ
ｓが用いられてきた。第１図は無添加ＬＥＣＧａＡｓ基
板上にイオン注入によシ動作層を形成し、ＧａＡｓＭＥ
ＳＦＥＴを製造する場合の例である。
まずｗｃ１図（＆）のように無添加ＬＥＣＧａＡｓ基板
（母材）１ノに適当な前処理を施した後、化学気相堆積
法によシＳｉＯｘ層１２を５０００Ｘ堆積し、レジスト
１３を用いた写真蝕刻法によシ所望部分の開口を行なう
。その後Ｓｔイオンを、加速エネルギ１８０ ｋｅｙ、
ドーズ量５×１０１７３ でイオン注入し、電惚
層１４８，１４２を形成する。次に第１図（ｂ）のよう
に基板１ノ上の・ぐターンを除去し、再度基板１１の表
面に適当な前処理を厖こし、化学気相堆積法によシ５ｉ
Ｏｃ層１５を５０００Ｘ堆積し、レジストノロを用いた
写真蝕刻法によ勺所望部分（層１４１．１４２間）の開
口を行なう。その後加速電圧１００ｋｅＶ、 ドーズ
量３ Ｘ １０−’ ２ｃｎｒ ２でｓｉイオンを注入
し、第１図（ｅ）の如く動作層１７を形成する。次に基
板ｌｌ上のパターンを除去し、ヒ累雰囲気中で８５０℃
、１５分間キャップレスアニールを行ない、前記注入イ
オンの電気的活性化を行なう。その後リフトオフ法を用
いてｒ−）電極１８、ソース電極１９、ドレイン電極２
０を形成するものである。
（母材）１ノに適当な前処理を施した後、化学気相堆積
法によシＳｉＯｘ層１２を５０００Ｘ堆積し、レジスト
１３を用いた写真蝕刻法によシ所望部分の開口を行なう
。その後Ｓｔイオンを、加速エネルギ１８０ ｋｅｙ、
ドーズ量５×１０１７３ でイオン注入し、電惚
層１４８，１４２を形成する。次に第１図（ｂ）のよう
に基板１ノ上の・ぐターンを除去し、再度基板１１の表
面に適当な前処理を厖こし、化学気相堆積法によシ５ｉ
Ｏｃ層１５を５０００Ｘ堆積し、レジストノロを用いた
写真蝕刻法によ勺所望部分（層１４１．１４２間）の開
口を行なう。その後加速電圧１００ｋｅＶ、 ドーズ
量３ Ｘ １０−’ ２ｃｎｒ ２でｓｉイオンを注入
し、第１図（ｅ）の如く動作層１７を形成する。次に基
板ｌｌ上のパターンを除去し、ヒ累雰囲気中で８５０℃
、１５分間キャップレスアニールを行ない、前記注入イ
オンの電気的活性化を行なう。その後リフトオフ法を用
いてｒ−）電極１８、ソース電極１９、ドレイン電極２
０を形成するものである。
（発明が解決しようとする課題）
上記従来技術を用いてＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴを作製し
た場合、まずイオン注入を用いて動作ｌ−１７を形成す
ると、ＧａＡｓ母材ｌノに含まれるメロンと炭素の濃度
に、キャラブレスアニール時の活性化率が依存してしま
う問題がある。また母材１１に含まれるボロンと炭素の
合計の＃に度が２×１０１７ ｃｍ 付近以下である
と、作製したＧ１Ａｓ ＭＥＳＦＥＴのｆＤ−ＶＤ（ド
レイン電流−電圧）特性が、ある−足電圧Ａ以上で非線
形動作を示す（第３図）。このドレイン電流ＩＤの非線
形動作が生じると、ＦＥＴのノイズ特性に対し非常に悪
影響があることが知られている。
た場合、まずイオン注入を用いて動作ｌ−１７を形成す
ると、ＧａＡｓ母材ｌノに含まれるメロンと炭素の濃度
に、キャラブレスアニール時の活性化率が依存してしま
う問題がある。また母材１１に含まれるボロンと炭素の
合計の＃に度が２×１０１７ ｃｍ 付近以下である
と、作製したＧ１Ａｓ ＭＥＳＦＥＴのｆＤ−ＶＤ（ド
レイン電流−電圧）特性が、ある−足電圧Ａ以上で非線
形動作を示す（第３図）。このドレイン電流ＩＤの非線
形動作が生じると、ＦＥＴのノイズ特性に対し非常に悪
影響があることが知られている。
以上のことは、母材にエピタキシャル層を形成し、作成
した場合でも同様であることが確認されている。
した場合でも同様であることが確認されている。
本発明の目的は、ＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴの非線形動作
を解消するか、またはより高圧側に移行させることであ
る。
を解消するか、またはより高圧側に移行させることであ
る。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段と作用）
本発明は、ＧａＡｓ ＭＥＳＦｇＴの母材として、＆０
ン及びまたは炭素を不純物として含み、該不純物におけ
る単独または両者の合計濃度が２×１０ α以上のＧａ
Ａｓ基板を用いることを特徴としている。
ン及びまたは炭素を不純物として含み、該不純物におけ
る単独または両者の合計濃度が２×１０ α以上のＧａ
Ａｓ基板を用いることを特徴としている。
上記ＧａＡｓ基板を母材としてＧａＡｓ ＭＥＳＦＥＴ
ｆ作製した場合、そのドレイン電流ＩＤの非漉形動作
が解消、あるいは非線形動作開始点（第３図のＡｉＣ相
当）がＭＥＳＦＥＴの通常使用条件の高圧側へ移行する
ことが確認されている。
ｆ作製した場合、そのドレイン電流ＩＤの非漉形動作
が解消、あるいは非線形動作開始点（第３図のＡｉＣ相
当）がＭＥＳＦＥＴの通常使用条件の高圧側へ移行する
ことが確認されている。
（実施例）
以下図面を参照して本発明の一実施例？説明する。なお
本実施例が前記従来例（Ｍ１図ンと異なるのは、母材１
１として、ボロ／・炭素の合計不純物濃度が２ Ｘ １
０１１０ｌ７ ’以上のＧａＡｓ基板を用いたことのみ
であるから、第１図を用いて本実施例を説明する。即ち
母材ｌ）として、ボロンと炭素の合計不純物濃度が２
Ｘ １０”ｃｍ−５以上のＧａＡｓ基板を用い、従来例
で説明したものと同様にＳｌのイオン注入によシ、電極
層１４１．１４．、動作層１７を形成した後、ヒ累雰囲
気下で８５０℃、１５分間のキヤ、グレスアニールを施
こし、イオン注入層の電気的活性化を行なう。その後リ
フトオフ法でダート電極１８、ソース電極１９、ドレイ
ン電極２０を形成する。
本実施例が前記従来例（Ｍ１図ンと異なるのは、母材１
１として、ボロ／・炭素の合計不純物濃度が２ Ｘ １
０１１０ｌ７ ’以上のＧａＡｓ基板を用いたことのみ
であるから、第１図を用いて本実施例を説明する。即ち
母材ｌ）として、ボロンと炭素の合計不純物濃度が２
Ｘ １０”ｃｍ−５以上のＧａＡｓ基板を用い、従来例
で説明したものと同様にＳｌのイオン注入によシ、電極
層１４１．１４．、動作層１７を形成した後、ヒ累雰囲
気下で８５０℃、１５分間のキヤ、グレスアニールを施
こし、イオン注入層の電気的活性化を行なう。その後リ
フトオフ法でダート電極１８、ソース電極１９、ドレイ
ン電極２０を形成する。
ところでイオン注入によシ形成された動作層１７は、通
常は母材ｌノとの境界面かはつきシしたものではなく、
ぼやけている。このぼやけが第３図の非線形特性の発生
原因となると考えられる。
常は母材ｌノとの境界面かはつきシしたものではなく、
ぼやけている。このぼやけが第３図の非線形特性の発生
原因となると考えられる。
上記動作Ｊ＠１７のぼやけは、核層１７の下端近傍で急
＃、に現われ、だらだらと下方に続く形状となる。しか
して本発明実施においては、２ＸｌＯｃｙ＋ｓ以上のゴ
ロ／及び炭素（共にアクセプタ）によシ、動作層Ｉ７を
形成するＳｔ （ドナー）を相殺し、上記動作層１７の
下端のぼやけ金なくシ、母材ｌノと動作層１７の界面を
はつきシさせている。
＃、に現われ、だらだらと下方に続く形状となる。しか
して本発明実施においては、２ＸｌＯｃｙ＋ｓ以上のゴ
ロ／及び炭素（共にアクセプタ）によシ、動作層Ｉ７を
形成するＳｔ （ドナー）を相殺し、上記動作層１７の
下端のぼやけ金なくシ、母材ｌノと動作層１７の界面を
はつきシさせている。
即チＭＥＳＦＥＴ においてドレイン電圧ＶＤを高くし
ていくと、通常は成る閾値以上で動作層ノア、電極層１
４１．１４２以外を流れるリーク電流（特に動作層１７
のぼやけの部分の電流）が振動を始める。この電流が第
２のｒ−トとして働くだめＫ、第３図の非線形動作が開
始されると考えられる。
ていくと、通常は成る閾値以上で動作層ノア、電極層１
４１．１４２以外を流れるリーク電流（特に動作層１７
のぼやけの部分の電流）が振動を始める。この電流が第
２のｒ−トとして働くだめＫ、第３図の非線形動作が開
始されると考えられる。
しかし母材１ノに含まれるざロンと炭素の合計濃り電流
の振動が無くなる、或いは減少することが確認された。
の振動が無くなる、或いは減少することが確認された。
また文献”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｌｏｎ ｏｎＥ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅａ、ＶＯＬ、ＥＤ −３
４Ａ６．Ｊｕｎｅ １９８７゜ＰＰ １２３９〜１２４
４”は高Ｃｒ添加基板で上記同様の効果がるることを確
認している。ただしこの場合はドレイン電流ｒＤの経時
変化が大であるという弊書があった。
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅａ、ＶＯＬ、ＥＤ −３
４Ａ６．Ｊｕｎｅ １９８７゜ＰＰ １２３９〜１２４
４”は高Ｃｒ添加基板で上記同様の効果がるることを確
認している。ただしこの場合はドレイン電流ｒＤの経時
変化が大であるという弊書があった。
以上のことから、母材ＩＩに含まれるボロンと炭素の合
計濃度を２×１０１７ｍ以上とすることによ？） 、Ｇ
ａＡｓ ＭＥＳＦＥＴの第３図の如き非線形動作を抑制
することができる。
計濃度を２×１０１７ｍ以上とすることによ？） 、Ｇ
ａＡｓ ＭＥＳＦＥＴの第３図の如き非線形動作を抑制
することができる。
なお本発明は実施例に限られず種々の応用が可能である
。例えば実施例では母材に含まれる不純物をボロンと炭
素としたが、これらのいずれか−方でも、＃に度は上記
と同じとして同様の効果が得られ、またドレイン電流の
経時変化がないことが確認されている。
。例えば実施例では母材に含まれる不純物をボロンと炭
素としたが、これらのいずれか−方でも、＃に度は上記
と同じとして同様の効果が得られ、またドレイン電流の
経時変化がないことが確認されている。
［発明の効果］
以上説明した如く不＠明によれば、母材として２×１０
１７”ｃｍ−３以上のゴロ／あるいは炭素あるいはその
両方を含むＧａＡｓ基板を用いることによシ、ＧａＡｓ
ＭＥＳＦＥＴの非線形動作が抑制でき、またドレイン
電流の経時変化がないなどの利点を有したＧａＡｓ Ｍ
ＥＳＦＥＴが得られるものである。
１７”ｃｍ−３以上のゴロ／あるいは炭素あるいはその
両方を含むＧａＡｓ基板を用いることによシ、ＧａＡｓ
ＭＥＳＦＥＴの非線形動作が抑制でき、またドレイン
電流の経時変化がないなどの利点を有したＧａＡｓ Ｍ
ＥＳＦＥＴが得られるものである。
第１図は従来例と本発明の一実施例の製造工程図、第２
図は同実施例で得られる特性図、！ｉｇ３図は上記従来
例で得られる特性図である。 １１ ・＝ ＧａＡｓ基板（母材）、１４．．１４２−
・・電極層、１７・・・動作層、１８・・・ｒ−上電極
、１９・・・ −ソースｖＬ他、２０・・・ドレイン電
極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 Ｖ。 第２図 Ｄ 第３図
図は同実施例で得られる特性図、！ｉｇ３図は上記従来
例で得られる特性図である。 １１ ・＝ ＧａＡｓ基板（母材）、１４．．１４２−
・・電極層、１７・・・動作層、１８・・・ｒ−上電極
、１９・・・ −ソースｖＬ他、２０・・・ドレイン電
極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 Ｖ。 第２図 Ｄ 第３図
Claims (3)
- （１）ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴの母材として、２×１０＾
１＾７ｃｍ＾−＾３以上のボロンを不純物として含むＧ
ａＡｓを用いたことを特徴とする半導体装置。 - （２）ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴの母材として、２×１０＾
１＾７ｃｍ＾−＾３以上の炭素を不純物として含むＧａ
Ａｓを用いたことを特徴とする半導体装置。 - （３）ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴの母材として、合計２×１
０＾１＾７ｃｍ＾−＾３のボロン及び炭素を不純物とし
て含むＧａＡｓを用いたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5990988A JPH01232770A (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | 半導体装置 |
| US07/704,838 US5153703A (en) | 1988-03-14 | 1991-05-20 | Semiconductor device |
| US07/913,452 US5229637A (en) | 1988-03-14 | 1992-07-15 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5990988A JPH01232770A (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01232770A true JPH01232770A (ja) | 1989-09-18 |
Family
ID=13126719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5990988A Pending JPH01232770A (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01232770A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58223700A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体基板結晶の処理方法 |
-
1988
- 1988-03-14 JP JP5990988A patent/JPH01232770A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58223700A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 化合物半導体基板結晶の処理方法 |
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