JPH0271563A - Semiconductor device, insulated gate type field effect transistor and schottky gate type field effect transistor - Google Patents

Semiconductor device, insulated gate type field effect transistor and schottky gate type field effect transistor

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JPH0271563A
JPH0271563A JP63223097A JP22309788A JPH0271563A JP H0271563 A JPH0271563 A JP H0271563A JP 63223097 A JP63223097 A JP 63223097A JP 22309788 A JP22309788 A JP 22309788A JP H0271563 A JPH0271563 A JP H0271563A
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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Abstract

PURPOSE:To control the occupation factor of carriers at an interface level by a method wherein a Dirac delta doped layer is formed on a compound semiconductor layer making its base reach the depth equal to a debye length or less from the surface of the semiconductor layer. CONSTITUTION:An n-type GaAs layer 12 is epitaxially grown on a semi- insulating GaAs substrate 11 through an MBE method so as to have a specified thickness, and then Si is epitaxially grown thereon in a single atomic layer to form a delta doped layer 13. Then, an n-type GaAs layer is epitaxially grown again on the delta doped layer 13 to make the n-type GaAs layer 12 as thick as specified. And, an AuGe/Ni film is formed on the whole face, which is patterned through etching and then subjected to a heat treatment to make the AuGe/Ni film and the n-type GaAs layer 12 alloyed for the formation of a source 16 and a drain 17. Then, an insulating film is formed on the whole face, which is patterned through etching to form a gate insulating film 14. Next, a metal film of Al or Au is formed on the whole face, which is patterned through etching for the formation of a gate electrode 15. By this set-up, the occupation factor of carriers at an interface level can be controlled.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディラック−デルタドープ層を用いた半導体
装置、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ及びショット
キーゲート型電界効果トランジスタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, an insulated gate field effect transistor, and a Schottky gate field effect transistor using a Dirac-delta doped layer.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明による半導体装置においては、化合物半導体層の
表面からデバイ長以下の深さにディラック−デルタドー
プ層が形成されている。これによって、化合物半導体層
の上にゲート絶縁膜を形成した場合にそれらの界面に存
在する界面準位のキャリアによる占有率を制御すること
ができる。
In the semiconductor device according to the present invention, a Dirac-delta doped layer is formed at a depth below the Debye length from the surface of the compound semiconductor layer. Thereby, when a gate insulating film is formed on a compound semiconductor layer, it is possible to control the occupation rate of carriers in the interface states existing at the interface thereof.

また、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
は、化合物半導体層の表面からデバイ長以下の深さに形
成されているディラックーデルクドーブ層と、チャネル
層とを有する。これによって、化合物半導体を用いた高
性能の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを実現するこ
とができる。
Further, the insulated gate field effect transistor according to the present invention includes a Dirac-Derk dove layer and a channel layer, which are formed at a depth equal to or less than the Debye length from the surface of the compound semiconductor layer. As a result, a high-performance insulated gate field effect transistor using a compound semiconductor can be realized.

さらに、本発明によるショットキーゲート型電界効果ト
ランジスタは、化合物半導体層の表面からデバイ長以下
の深さd1に形成されている第1のディラック−デルタ
ドープ層と、上記化合物半導体層の表面から深さd! 
(ただし、d、>d、)に形成されている第2のディラ
ック−デルタドープ層とを有する。これによって、トラ
ンスコンダクタンスが極めて大きいショットキーゲート
型電界効果トランジスタを実現することができる。
Furthermore, the Schottky gate field effect transistor according to the present invention further includes a first Dirac-delta doped layer formed at a depth d1 below the Debye length from the surface of the compound semiconductor layer, and a first Dirac-delta doped layer formed at a depth d1 from the surface of the compound semiconductor layer. d!
(where d,>d), and a second Dirac-delta doped layer. This makes it possible to realize a Schottky gate field effect transistor with extremely large transconductance.

(従来の技術〕 M OS (Metal 0xide Sem1con
ductor) F E Tを代表とするM I S 
(Metal In5ulator Sem1cond
uctor) F E Tは、シリコン(St )を用
いて高性能のものが得られているが、一方ではヒ化ガリ
ウム(GaAs )等の化合物半導体を用いてMISF
ETを実現する試みがなされている。
(Conventional technology) M OS (Metal Oxide Sem1con
MIS represented by F.E.T.
(Metal In5lator Sem1cond
FET has achieved high performance using silicon (St), but on the other hand, MISF has been developed using compound semiconductors such as gallium arsenide (GaAs)
Attempts have been made to realize ET.

なお、ディラック−デルタドープ層を用いた半導体装置
に関する先行技術文献としては、例えば特開昭61−1
66081号公報が挙げられる。
In addition, as a prior art document regarding a semiconductor device using a Dirac-delta doped layer, for example, JP-A-61-1
Publication No. 66081 is mentioned.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、GaAs等の化合物半導体を用いた場合には、
化合物半導体とゲート絶縁膜との界面に界面準位が多数
存在することに起因して、所望の特性を有するMISF
ETを実現することは困難であった。
However, when using a compound semiconductor such as GaAs,
MISF has desired characteristics due to the presence of many interface states at the interface between the compound semiconductor and the gate insulating film.
It was difficult to realize ET.

従って本発明の目的は、化合物半導体層の上にゲート絶
縁膜を形成した場合にそれらの界面に存在する界面準位
のキャリアによる占有率を制御することができる半導体
装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which when a gate insulating film is formed on a compound semiconductor layer, the occupancy rate of carriers in the interface state existing at the interface between the gate insulating films can be controlled.

本発明の他の目的は、化合物半導体を用いた高性能の絶
縁ゲート型電界効果トランジスタを提供することにある
Another object of the present invention is to provide a high-performance insulated gate field effect transistor using a compound semiconductor.

本発明の他の目的は、トランスコンダクタンスが極めて
大きいショットキーゲート型電界効果トランジスタを提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a Schottky gate field effect transistor with extremely large transconductance.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明による半導体装置においては、化合物半導体層(
12,18)の表面からデバイ長以下の深さにディラッ
ク−デルタドープI’1i(13)が形成されている。
In the semiconductor device according to the present invention, a compound semiconductor layer (
A Dirac-delta doped I'1i (13) is formed at a depth equal to or less than the Debye length from the surface of 12, 18).

本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、化
合物半導体層(12,18)の表面からデバイ長以下の
深さに形成されているディラック−デルタドープ層(1
3)と、チャネル層(12,19)とを有する。
The insulated gate field effect transistor according to the present invention has a Dirac-delta doped layer (12, 18) formed at a depth equal to or less than the Debye length from the surface of the compound semiconductor layer (12, 18).
3) and a channel layer (12, 19).

本発明によるショットキーゲート型電界効果トランジス
タは、化合物半導体層(18)の表面からデバイ長以下
の深さdlに形成されている第1のディラックーデルタ
ドープ1i(13)と、化合物半導体層の表面から深さ
dt  (ただし、d、>dI)に形成されている第2
のディラック−デルタドープ層(19)とを有する。
The Schottky gate field effect transistor according to the present invention includes a first Dirac-delta doped 1i (13) formed at a depth dl below the Debye length from the surface of the compound semiconductor layer (18); The second layer is formed at a depth dt (d,>dI) from the surface.
Dirac-delta doped layer (19).

ここで、ディラック−デルタドープ層とは、化合物半導
体層の表面からある深さの所に2次元的な広がりを持っ
てドープされた単原子層の不純物ドープ層のことを言う
。化合物半導体層の表面から深さ方向に2軸をとった場
合、表面から深さdの所にこの単原子層の不純物ドープ
層が形成されているときのこの不純物ドーピングプロフ
ァイルを数学的にデイラック(Dirac)のデルタ関
数でNo  (Z)=Nzoδ(z−d) と表すことができるので、上述のようにディラック−デ
ルタドープ層(以下、δドープ層という)と呼ばれる。
Here, the Dirac-delta doped layer refers to a monoatomic layer impurity-doped layer doped with a two-dimensional spread at a certain depth from the surface of the compound semiconductor layer. When two axes are taken in the depth direction from the surface of the compound semiconductor layer, the impurity doping profile when the monoatomic impurity doped layer is formed at a depth d from the surface can be mathematically expressed as Dirac ( Since the layer can be expressed as No (Z)=Nzoδ(z−d) using the delta function of Dirac (Dirac), it is called a Dirac-delta doped layer (hereinafter referred to as δ-doped layer) as described above.

ここで、No(z)は3次元ドーピング濃度、Noは2
次元ドーピング濃度である。
Here, No(z) is the three-dimensional doping concentration, and No is the 2-dimensional doping concentration.
is the dimensional doping concentration.

上述のデバイ(Debye)長をDで表すとD−r丁Y
丁7Ty である。ここで、εは化合物半導体の誘電率、kはボル
ツマン定数、Tは絶対温度、qは単位電荷(電子電荷の
絶対値)、Nはδドープ層の不純物濃度である。このデ
バイ長りは、例えばδビー1層中の不純物がドナー不純
物であるとすると、このδドープ層の位置を中心として
形成される2次元電子ガス(2DEC)の厚さを示すも
のであり、本発明におけるその典型的な値は数十人であ
る。
If the Debye length mentioned above is expressed as D, then D-r-Y
It is 7Ty. Here, ε is the dielectric constant of the compound semiconductor, k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, q is the unit charge (absolute value of electronic charge), and N is the impurity concentration of the δ-doped layer. This Debye length indicates the thickness of the two-dimensional electron gas (2DEC) that is formed around the position of this δ-doped layer, for example, assuming that the impurity in the δ Be 1 layer is a donor impurity. Its typical value in the present invention is several tens of people.

従って、本発明においては、δドープ層は化合物半導体
層の表面近傍に形成されることになる。
Therefore, in the present invention, the δ-doped layer is formed near the surface of the compound semiconductor layer.

本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタにおけ
るチャネル層は、δドープ層で構成してもよいし、不純
物が均一にドープされた化合物半導体で構成してもよい
The channel layer in the insulated gate field effect transistor according to the present invention may be composed of a δ-doped layer, or may be composed of a compound semiconductor uniformly doped with impurities.

〔作用〕[Effect]

今、第1図に示すように、例えばGaAsのような化合
物半導体N1の表面から深さdの所にδドープ層2が形
成されている場合を考える。ここで、d≦Dである。化
合物半導体層1の上にはゲート絶縁膜3及びゲート電極
4が形成されている。符号5.6はそれぞれソース及び
ドレインを示す。
Now, as shown in FIG. 1, consider the case where a δ-doped layer 2 is formed at a depth d from the surface of a compound semiconductor N1 such as GaAs, for example. Here, d≦D. A gate insulating film 3 and a gate electrode 4 are formed on the compound semiconductor layer 1. Reference numerals 5 and 6 indicate the source and drain, respectively.

既に述べたように、化合物半導体N1とゲート絶縁膜3
との界面には多数の(例えば1012〜1013c10
l3シー1程度の)界面準位が存在し、これが化合物半
導体を用いたMISFETの実現を阻む要因であった。
As already mentioned, the compound semiconductor N1 and the gate insulating film 3
At the interface with
There exists an interface state (of the order of l3c1), which has been a factor that has hindered the realization of MISFETs using compound semiconductors.

しかし、この問題は、上述のようにδドープ層2を化合
物半導体N1の表面からデバイ長り以下の深さdに形成
することにより解決することができる。すなわち、δド
ープ層2の不純物が例えばドナー不純物である場合を考
えると、このドナー不純物からの電子により形成される
20EGの濃度n3は10”C11−”程度にすること
ができる。このため、ゲート電圧v6=0でこの2DE
Gの電子が化合物半導体層1とゲート絶縁膜3との界面
に供給されることにより、この化合物半導体層1とゲー
ト絶縁膜3との界面に存在する界面準位をほぼ完全に満
たすことができる。このとき、δドープ層2は空乏化(
deplete)する。
However, this problem can be solved by forming the δ-doped layer 2 from the surface of the compound semiconductor N1 to a depth d equal to or less than the Debye length, as described above. That is, considering the case where the impurity of the δ-doped layer 2 is, for example, a donor impurity, the concentration n3 of 20EG formed by electrons from the donor impurity can be set to about 10''C11-''. Therefore, when the gate voltage v6=0, this 2DE
By supplying G electrons to the interface between the compound semiconductor layer 1 and the gate insulating film 3, the interface level existing at the interface between the compound semiconductor layer 1 and the gate insulating film 3 can be almost completely filled. . At this time, the δ-doped layer 2 becomes depleted (
(deplete).

さて、次にゲート電圧■。〉0をゲート電極4に印加す
ると、空乏化されたδドープN2の所に電子が蓄積され
始める。この場合、上述のように界面準位が電子により
ほぼ完全に満たされているので、この電子の蓄積は有効
に行われる。このようにして電子が蓄積されてδドープ
層2の所に2DECが一旦形成されると、この2DEG
はこのδドープN2のドナーイオンの正電荷と電子の負
電荷とにより形成されるV形の深い2次元量子ポテンシ
ャル井戸中に閉じ込められる。この2次元量子ポテンシ
ャル井戸中の2DECの濃度n、はゲート電圧V、で制
御することができる。この電子濃度n、の最大値は、ゲ
ート電極4とδドープ層2との間の容量に比例するが、
このδドープ層2の深さは例えば10〜30人程度と極
めて浅いのでこの容量は大きく、従ってこの濃度n3の
最大値は大きい。
Now, next is the gate voltage ■. When >0 is applied to the gate electrode 4, electrons begin to accumulate in the depleted δ-doped N2. In this case, since the interface level is almost completely filled with electrons as described above, the accumulation of electrons is performed effectively. Once electrons are accumulated in this way and 2DEC is formed in the δ-doped layer 2, this 2DEG
is confined in a V-shaped deep two-dimensional quantum potential well formed by the positive charge of the δ-doped N2 donor ion and the negative charge of the electron. The concentration n of 2DEC in this two-dimensional quantum potential well can be controlled by the gate voltage V. The maximum value of this electron concentration n is proportional to the capacitance between the gate electrode 4 and the δ-doped layer 2,
Since the depth of this δ-doped layer 2 is extremely shallow, for example, about 10 to 30 layers, this capacitance is large, and therefore the maximum value of this concentration n3 is large.

以上より、化合物半導体を用いたMISFETを実現す
ることができ、しかも大きなトランスコンダクタンスg
、及び電流駆動能力を得ることができる。
From the above, it is possible to realize a MISFET using a compound semiconductor and also have a large transconductance g.
, and current drive capability.

次に、化合物半導体層中にδドープ層を2層形成したシ
ョットキーゲート型電界効果トランジスタを考える。
Next, consider a Schottky gate field effect transistor in which two δ-doped layers are formed in a compound semiconductor layer.

第2図は、化合物半導体層中にδドープ層を1層形成し
た場合とδドープ層を2層形成した場合とにおけるδド
ープ層の深さdと2DECの濃度n8との関係を示す。
FIG. 2 shows the relationship between the depth d of the δ-doped layer and the 2DEC concentration n8 in the case where one δ-doped layer is formed in the compound semiconductor layer and the case where two δ-doped layers are formed.

ただし、δドープ層が2層の場合には、上層のδドープ
層の深さd、を10人に固定し、下層のδドープ層の深
さd2をdとする。
However, when there are two δ-doped layers, the depth d of the upper δ-doped layer is fixed to 10, and the depth d2 of the lower δ-doped layer is set to d.

第2図かられかるように、δドープ層が1層の場合には
、10 ”cm−”程度以上の高い濃度n、を得るため
にはδドープ層の深さdを100〜200人程度にする
必要がある。これに対して、δドープ層が2層の場合に
は、既に述べたように上層のδドープ層から供給される
電子により界面準位がほぼ完全に満たされることから、
下層のδドープ層を表面から30〜40人程度の浅い所
に形成しても10I3c11−を程度の高い濃度n、を
得ることができることがわかる。この10”C11l−
”という濃度nlは、体積濃度で10”cm−’程度に
相当し、金属に準する電子濃度である。
As can be seen from Fig. 2, when there is only one δ-doped layer, the depth d of the δ-doped layer must be adjusted to about 100 to 200 layers in order to obtain a high concentration n of about 10 cm- or more. It is necessary to On the other hand, when there are two δ-doped layers, the interface level is almost completely filled with electrons supplied from the upper δ-doped layer, as mentioned above.
It can be seen that even if the lower δ-doped layer is formed at a shallow depth of about 30 to 40 layers from the surface, a relatively high concentration n of 10I3c11- can be obtained. This 10"C11l-
The concentration nl corresponds to a volume concentration of about 10 cm-', which is an electron concentration similar to that of a metal.

従って、上述の下層のδドープ層の所に形成される2D
ECをチャネルとして用いることにより、ゲート電極と
チャネルとの間の距離を極めて短くすることができ、こ
れによって大きなトランスコンダクタンスg1を得るこ
とができる0例えば、化合物半導体層としてGaAs層
を用い、下層のδドープ層の深さd2を30人とした場
合は、GaAsの誘電率がSiO□の誘電率の約3倍で
あることを考慮すると、Siを用いたMOS F ET
のゲート絶縁膜、すなわちSiO□膜の厚さがほぼ30
人/3=10人である場合に相当する。ゲート電極とチ
ャネルとの間の容量はlog dに反比例するので、こ
の場合にはトランスコンダクタンスg、を〜log10
=〜3倍向上させることが可能である。
Therefore, the 2D
By using EC as a channel, the distance between the gate electrode and the channel can be extremely shortened, and thereby a large transconductance g1 can be obtained. When the depth d2 of the δ-doped layer is 30, considering that the dielectric constant of GaAs is approximately three times that of SiO□, MOS FET using Si
The thickness of the gate insulating film, that is, the SiO□ film is approximately 30 mm.
This corresponds to the case where people/3=10 people. Since the capacitance between the gate electrode and the channel is inversely proportional to log d, in this case the transconductance g, is ~log10
= It is possible to improve by ~3 times.

以上の説明かられかるように、本発明による半導体装置
によれば、化合物半導体層の上にゲート絶縁膜を形成し
た場合にそれらの界面に存在する界面準位をδドープ層
から供給されるキャリアによりほぼ完全に満たすことが
でき、これによって界面準位のキャリアによる占有率を
制御することができる。
As can be seen from the above description, according to the semiconductor device according to the present invention, when a gate insulating film is formed on a compound semiconductor layer, the interface states existing at the interface thereof are replaced by carriers supplied from the δ-doped layer. This makes it possible to almost completely fill the interface state, thereby controlling the occupation rate of carriers in the interface state.

また、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
によれば、化合物半導体層とゲート絶縁膜との界面に存
在する界面準位をδドープ層から供給されるキャリアに
よりほぼ完全に満たすことができるので、チャネル層に
キャリアを有効に誘起することができる。これによって
、化合物半導体を用いて、トランスコンダクタンスgl
Iが太きく、電流駆動能力の高い高性能の絶縁ゲート型
電界効果トランジスタを実現することができる。
Further, according to the insulated gate field effect transistor according to the present invention, the interface level existing at the interface between the compound semiconductor layer and the gate insulating film can be almost completely filled with carriers supplied from the δ-doped layer. Carriers can be effectively induced into the channel layer. As a result, using a compound semiconductor, transconductance gl
A high-performance insulated gate field effect transistor with a large I and high current drive capability can be realized.

さらに、本発明によるショットキーゲート型電界効果ト
ランジスタによれば、第2のδドープ層を化合物半導体
層の表面から浅い所に形成することができるので、ショ
ットキーゲート電極とチャネルとの間の距離を短(する
ことができ、これによってトランスコンダクタンスg、
を大きくすることができる。
Furthermore, according to the Schottky gate field effect transistor according to the present invention, the second δ-doped layer can be formed at a shallow depth from the surface of the compound semiconductor layer, so that the distance between the Schottky gate electrode and the channel can be reduced. can be short (by which the transconductance g,
can be made larger.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。なお、実施例の全図において同一機能を有するも
のには同一の符号を付す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in all the figures of the embodiment, parts having the same function are given the same reference numerals.

裏旌斑上 第3図は本発明の実施例■によるGaAs  M I 
5FETを示す。
Figure 3 above shows GaAs M I according to Example ① of the present invention.
5FET is shown.

第3図に示すように、この実施例IによるGaAsMI
SFETにおいては、半絶縁性GaAs基板11の上に
チャネル層を構成するn型GaAsJti 12が形成
されている。このn型GaAs層12の厚さ及び不純物
濃度の例を挙げると、不純物濃度3×1017C1n−
3に対して厚さ1000人、不純物濃度10180I1
1−3に対して厚さ200〜300人である。このn型
GaAs層12中には、その表面から例えば20人程度
の深さの所にδビー1層13が形成されている。このδ
ビー1層13の不純物は例えばStのようなドナー不純
物である。また、このn型GaAs層12の上には、例
えばStow膜やTa、O,のようなゲート絶縁膜14
が形成され、さらにこのゲート絶縁膜14の上に例えば
アルミニウム(八l)や金(Au)のような金属から成
るゲート電極15が形成されている。符号16及び17
はそれぞれソース及びドレインを示す。これらのソース
16及びドレイン17は、GaAsに対するオーミック
金属、例えばAuGe/Niの膜をn型GaAs層12
の上に形成した後、熱処理を行うことによりこのAuG
e/Niをn型GaAs層12と合金化することにより
形成されたものである。
As shown in FIG. 3, GaAsMI according to this Example I
In the SFET, an n-type GaAsJti 12 forming a channel layer is formed on a semi-insulating GaAs substrate 11. To give an example of the thickness and impurity concentration of this n-type GaAs layer 12, the impurity concentration is 3×1017C1n-
3, thickness 1000mm, impurity concentration 10180I1
1-3, the thickness is 200-300 people. In this n-type GaAs layer 12, a δBe-1 layer 13 is formed at a depth of, for example, about 20 layers from the surface thereof. This δ
The impurity of the B1 layer 13 is, for example, a donor impurity such as St. Further, on this n-type GaAs layer 12, a gate insulating film 14 such as a Stow film, Ta, O, etc.
Further, on this gate insulating film 14, a gate electrode 15 made of a metal such as aluminum (Al) or gold (Au) is formed. Codes 16 and 17
indicate the source and drain, respectively. These source 16 and drain 17 are made of an ohmic metal for GaAs, such as an AuGe/Ni film, on the n-type GaAs layer 12.
This AuG is formed by heat treatment after being formed on top of the
It is formed by alloying e/Ni with the n-type GaAs layer 12.

次に、上述のように構成された実施例IによるGaAs
  M I S F E Tの製造方法の一例について
説明する。
Next, the GaAs according to Example I configured as described above is
An example of a method for manufacturing MISFET will be described.

第3図に示すように、まず半絶縁性GaAs基板11上
に例えば分子線エピタキシー(MBE)法によりn型G
aAs層12をエピタキシャル成長させて所定の厚さと
した後、同じ<MBE法によりこのn型GaAs層12
の上に例えばStのようなドナー不純物を単原子層エピ
タキシャル成長させ、これによってδビー1層13を形
成する。この後、このδビー1層13の上にn型GaA
s層を例えば20人程度の厚さだけ再びエピタキシャル
成長させ、これによってn型GaAs層12を所定の厚
さにする。
As shown in FIG. 3, first, n-type G
After epitaxially growing the aAs layer 12 to a predetermined thickness, this n-type GaAs layer 12 is grown using the same <MBE method.
A monoatomic layer of a donor impurity, such as St, is epitaxially grown on the δBe1 layer 13. After this, n-type GaA
The s-layer is epitaxially grown again to a thickness of, for example, about 20 layers, thereby making the n-type GaAs layer 12 to a predetermined thickness.

次に、例えば蒸着法によりAuGe/Ni膜を全面に形
成し、このAuGe/Ni膜をエツチングにより所定形
状にパターンニングした後、熱処理を行うことによりこ
のAuGe/Ni膜とn型GaAs層12とを合金化し
、これによってソース16及びドレイン17を形成する
。次に、例えばCVD法により全面に例えばSiO□膜
やTag’s膜のような絶縁膜を形成した後、この絶縁
膜をエツチングにより所定形状にパターンニングしてゲ
ート絶縁膜14を形成する。次に、例えばスパッタ法や
蒸着法により全面に例えばAIやAuのような金属膜を
形成した後、この金属膜をエツチングにより所定形状に
パターンニングしてゲート電極15を形成し、これによ
って目的とするGaAs  M I S F E Tを
完成させる。
Next, an AuGe/Ni film is formed on the entire surface by, for example, a vapor deposition method, this AuGe/Ni film is patterned into a predetermined shape by etching, and then heat treatment is performed to form a bond between the AuGe/Ni film and the n-type GaAs layer 12. are alloyed, thereby forming a source 16 and a drain 17. Next, an insulating film such as a SiO□ film or a Tag's film is formed on the entire surface by, for example, the CVD method, and then this insulating film is patterned into a predetermined shape by etching to form the gate insulating film 14. Next, after forming a metal film such as AI or Au on the entire surface by, for example, sputtering or vapor deposition, this metal film is patterned into a predetermined shape by etching to form the gate electrode 15. Complete the GaAs MISFET.

この実施例Iによれば、n型GaAs層12の表面から
約20程度度の浅い所にδビー1層13が形成されてい
るので、n型GaAs層12とゲート絶縁膜14との界
面に存在する界面準位をこのδビー1層13から供給さ
れる電子によりほぼ完全に満たすことができる。これに
よって、ゲート電極15にゲート電圧■、〉0を印加す
ることにより、n型GaAs層12から供給される電子
を空乏化されたδドープJii13に有効に蓄積するこ
とができ、この部分に2DEC(チャネル)を形成する
ことができる。この2DEGはn型GaAs層120表
面から極めて浅い所に形成されるので、ゲート電極15
とこの2DECとの間の容量は極めて大きい。
According to this embodiment I, the δBe 1 layer 13 is formed at a shallow depth of about 20 degrees from the surface of the n-type GaAs layer 12, so that it is formed at the interface between the n-type GaAs layer 12 and the gate insulating film 14. The existing interface levels can be almost completely filled with electrons supplied from the δBe-1 layer 13. As a result, by applying a gate voltage ■, >0 to the gate electrode 15, electrons supplied from the n-type GaAs layer 12 can be effectively accumulated in the depleted δ-doped Jii 13, and 2DEC (channel) can be formed. Since this 2DEG is formed extremely shallowly from the surface of the n-type GaAs layer 120, the gate electrode 15
The capacity between this and this 2DEC is extremely large.

このため、極めて大きなトランスコンダクタンスg、及
び電流駆動能力を有する高性能のGaAs  MISF
ETを実現することができる。
For this reason, high-performance GaAs MISF with extremely large transconductance g and current drive ability
ET can be realized.

皇立糎工 第4図は本発明の実施例■によるGaAsMISFET
を示す。
Figure 4 shows a GaAs MISFET according to the embodiment of the present invention.
shows.

第4図に示すように、この実施例■によるGaAsMI
SFETにおいては、半絶縁性GaAs基板11の上に
形成された半絶縁性GaAs層18中に2Nのδビー1
層13.19が形成されている。ここで、上層のδビー
1層13の深さdlは例えば10人程度であり、下層の
δビー1層19の深さd2は例えば30人程度である。
As shown in FIG. 4, GaAsMI according to this embodiment
In the SFET, a 2N δ beam 1 is formed in a semi-insulating GaAs layer 18 formed on a semi-insulating GaAs substrate 11.
Layer 13.19 is formed. Here, the depth dl of the upper δBee 1 layer 13 is, for example, about 10 people, and the depth d2 of the lower δBee 1 layer 19 is, for example, about 30 people.

この実施例■によるGaAs  MISFETの製造方
法は、半絶縁性GaAs1i 1 Bの成長の途中でδ
ドープN13.19を形成することを除いて実施例■に
よるGaAs  MISFETの製造方法と同様である
ので、説明を省略する。
In the method for manufacturing a GaAs MISFET according to this embodiment (2), δ
This method is the same as the method for manufacturing the GaAs MISFET according to Example (2) except for forming the dope N13.19, so the explanation will be omitted.

この実施例■によれば、半絶縁性GaAs層18とゲー
ト絶縁膜14との界面に存在する界面準位を上層のδビ
ー1層13から供給される電子によりほぼ完全に満たす
ことができるとともに、下層のδビー1層19の所に形
成される2DEGをチャネルとして用いることができる
。このチャネルは半絶縁性GaAs層18の表面から極
めて浅い所にあり、しかもこのチャネルを構成する2D
EGの濃度n8は10”cm−”程度に高くすることが
できる。
According to this embodiment (2), the interface level existing at the interface between the semi-insulating GaAs layer 18 and the gate insulating film 14 can be almost completely filled with electrons supplied from the upper δBe1 layer 13. , the 2DEG formed in the underlying δBe-1 layer 19 can be used as a channel. This channel is located extremely shallow from the surface of the semi-insulating GaAs layer 18, and the 2D
The concentration n8 of EG can be as high as about 10"cm-".

このため、トランスコンダクタンスg、及び電流駆動能
力が極めて大きな高性能のGaAs  M I S F
ETを実現することができる。
For this reason, high-performance GaAs MISF with extremely large transconductance g and current drive capability
ET can be realized.

災施拠l 第5図A及び第5図Bは本発明の実施例■によるGaA
sショットキーゲート型FETを示す。
Disaster relief facility 1 Figures 5A and 5B are GaA according to embodiment ① of the present invention.
s Schottky gate type FET is shown.

第5図A及び第5図Bに示すように、この実施例■によ
るGaAsショットキーゲート型FETにおいては、半
絶縁性GaAs基板ll上に例えば数千人程度の厚さの
半絶縁性GaAs層18が形成されている。この半絶縁
性GaAs層1日中には2層のδビー1層13.19が
形成されている。上層のδビー1層13の深さd、は例
えば10人程度であり、下層のδビー1層19の深さd
8は例えば30人程度である。また、この半絶縁性Ga
As層1日の上には、例えば幅り、が500人程程度極
微細幅のショットキーゲート電極20が形成されている
As shown in FIGS. 5A and 5B, in the GaAs Schottky gate FET according to this embodiment 18 are formed. Two δ Be 1 layers 13 and 19 are formed in this semi-insulating GaAs layer in one day. The depth d of the upper δBee 1 layer 13 is, for example, about 10 people, and the depth d of the lower δBee 1 layer 19
For example, number 8 is about 30 people. Moreover, this semi-insulating Ga
A Schottky gate electrode 20 having a very fine width of, for example, about 500 nanometers is formed on the As layer.

このショットキーゲート電極20は、例えばタングステ
ン(W)のような金属の膜を半絶縁性GaAs層1日の
上に形成した後、この金属の原子を半絶縁性GaAs1
i 18中に拡散させて合金化することにより形成され
たものである。この場合、このショットキーゲート電極
20の下端は、δビー1層13.19の間に存在する。
This Schottky gate electrode 20 is made by forming a film of a metal such as tungsten (W) on a semi-insulating GaAs layer, and then transferring atoms of this metal to a semi-insulating GaAs layer.
It is formed by diffusing and alloying into i18. In this case, the lower end of this Schottky gate electrode 20 is present between the δBe1 layers 13 and 19.

すなわち、このショットキーゲート電極20の下端の深
さをXで表すと、dl <x<d+ +dzである。従
って、このショットキーゲート電極20の下方の領域に
は1層のδビー1層19が存在し、一方、このショット
キーゲート電極20の下方の領域以外の領域には2層の
δビー1層13.19が存在することになる。
That is, if the depth of the lower end of this Schottky gate electrode 20 is represented by X, then dl<x<d+ +dz. Therefore, in the region below this Schottky gate electrode 20, one layer of δBe1 layer 19 exists, while in the region other than the region below this Schottky gate electrode 20, two layers of δBe1 layer 19 exist. 13.19 will exist.

この場合、ショットキーゲート電極2oの下方の部分の
δビー1層19の所に形成される2DEGの濃度n、は
第2図の実線の曲線から求められる値となり、一方、シ
ョットキーゲート電極2oの両側の部分のδドープ1i
19の所に形成される2DEGの濃度n、は第2図の破
線の曲線から求められる値となる。
In this case, the concentration n of 2DEG formed in the δBe 1 layer 19 below the Schottky gate electrode 2o is a value determined from the solid curve in FIG. δ doping 1i on both sides of
The concentration n of 2DEG formed at point 19 is a value determined from the broken line curve in FIG.

この実施例■においては、ショットキーゲート電極20
の下方の部分のδドープN19の所に形成される2DE
Cの濃度n、は、δビー1層19の深さd2の選び方に
よって0〜10”Cl11−”の範囲で制御することが
できる。第2図かられかるように、このd2の下限は約
20人であるが、例えばこのようにd2を20人とする
とゲート電圧vG−〇で2 DECの濃度nfi =o
となるので、ノーマリ−オフ、すなわちエンハンスメン
ト型のショットキーゲート型FETを実現することがで
きる。
In this embodiment (2), the Schottky gate electrode 20
2DE formed at δ-doped N19 in the lower part of
The concentration n of C can be controlled in the range of 0 to 10"Cl11-" by selecting the depth d2 of the δBe-1 layer 19. As can be seen from Fig. 2, the lower limit of d2 is about 20 people, but for example, if d2 is 20 people, the concentration nfi = o of 2 DEC at gate voltage vG-〇
Therefore, a normally-off, ie, enhancement-type Schottky gate FET can be realized.

一方、d2をより大きくすれば、ノーマリ−オン、すな
わちデイプリージョン型のショットキーゲート型FET
を実現することができる。
On the other hand, if d2 is made larger, a normally-on, depletion-type Schottky gate FET
can be realized.

また、ショットキーゲート電極20の両側の部分のδビ
ー1層19の所に形成される2DEGの濃度n1は10
”cm−”程度とすることができ、既に述べたようにこ
れは体積濃度でIQ”cm−’程度に対応する。従って
、この部分は重金属的な状態になっていると考えられる
Further, the concentration n1 of 2DEG formed in the δBe 1 layer 19 on both sides of the Schottky gate electrode 20 is 10
As mentioned above, this corresponds to the volume concentration of IQ of about "cm-". Therefore, this part is considered to be in a state similar to that of a heavy metal.

次に、上述のように構成されたGaAsショットキーゲ
ート型FETの製造方法の一例について説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the GaAs Schottky gate FET configured as described above will be described.

第6図Aに示すように、まず半絶縁性GaAs基板11
の上に例えばMBE法により半絶縁性GaAs1i!f
18を例えば数千人程度の厚さにエピタキシャル成長さ
せた後、その上にIN目のδビー1層19を形成する。
As shown in FIG. 6A, first, a semi-insulating GaAs substrate 11
For example, by MBE method, semi-insulating GaAs1i! f
After epitaxially growing the layer 18 to a thickness of, for example, several thousand layers, the IN-th δBee 1 layer 19 is formed thereon.

次に、ごのδビー1層19の上に再び半絶縁性GaAs
層を例えば20人程度成長させた後、その上に2N目の
δドープN13を形成する。
Next, semi-insulating GaAs is again deposited on top of the δBee 1 layer 19.
After growing, for example, about 20 layers, the 2Nth δ-doped N13 layer is formed thereon.

この後、このδドープ層13の上に再び半絶縁性GaA
s層を例えば10人程度の厚さだけ成長させて目的とす
る厚さの半絶縁性GaAs層18を得る。次に、例えば
AuGe/Ni膜を例えば蒸着法により全面に形成し、
これをエツチングにより所定形状にパターンニングした
後、熱処理を行うことによりこのAuGe/Ni膜と半
絶縁性GaAs層18とを合金化してソース16及びド
レイン17を形成する。次に、この半絶縁性GaAsJ
i l Bの上に例えばスパッタ法や蒸着法により例え
ばタングステン(W)のような金属膜21を形成する。
After this, semi-insulating GaA is again placed on this δ-doped layer 13.
The S layer is grown to a thickness of, for example, about 10 layers to obtain a semi-insulating GaAs layer 18 of a desired thickness. Next, for example, an AuGe/Ni film is formed on the entire surface by, for example, a vapor deposition method,
After patterning this into a predetermined shape by etching, heat treatment is performed to alloy the AuGe/Ni film and the semi-insulating GaAs layer 18 to form a source 16 and a drain 17. Next, this semi-insulating GaAsJ
A metal film 21 made of, for example, tungsten (W) is formed on i I B by, for example, sputtering or vapor deposition.

この後、図示省略した電子ビーム照射装置の高真空に排
気された試料室内に例えばアルキルナフタレンのような
原料ガスを導入し、この試料室内においてこの原料ガス
雰囲気中で上記金属膜21にビーム径を細く絞った電子
ビーム22を所定パターンで照射する。この電子ビーム
22の加速電圧は例えば6kV程度であり、ビーム電流
は例えば20μA程度である。
Thereafter, a raw material gas such as alkylnaphthalene is introduced into a high vacuum evacuated sample chamber of an electron beam irradiation device (not shown), and the beam diameter is set on the metal film 21 in the raw material gas atmosphere in this sample chamber. A narrowly focused electron beam 22 is irradiated in a predetermined pattern. The acceleration voltage of this electron beam 22 is, for example, about 6 kV, and the beam current is, for example, about 20 μA.

また、上記原料ガス雰囲気の圧力は例えば10−S〜1
0−@Torrであり、標準的には10−’Torrで
ある。この電子ビーム22の照射により上記原料ガスが
分解して炭化水素系の物質が上記金属膜2Iの上に生成
し、これによってこの生成物質から成る極微細幅のレジ
スト23が形成される。このレジスト23は優れた耐ド
ライエツチング性を有する。
Further, the pressure of the raw material gas atmosphere is, for example, 10-S to 1
0-@Torr, typically 10-'Torr. By irradiation with the electron beam 22, the source gas is decomposed and a hydrocarbon-based substance is generated on the metal film 2I, thereby forming a resist 23 having an extremely fine width and made of this generated substance. This resist 23 has excellent dry etching resistance.

次に、このレジスト23をマスクとして上記金属膜21
を例えば反応性イオンエツチング(RIE)法により基
板表面と垂直方向に異方性エツチングして、第6図Bに
示すように、極微細幅のショットキーゲート電極20を
形成する。この後、レジスト23をエツチング除去して
第6図Cに示す状態とする。
Next, using this resist 23 as a mask, the metal film 21 is
is anisotropically etched in a direction perpendicular to the substrate surface by, for example, reactive ion etching (RIE) to form a Schottky gate electrode 20 with a very fine width, as shown in FIG. 6B. Thereafter, the resist 23 is removed by etching to obtain the state shown in FIG. 6C.

次に、熱処理を行うことによりショットキーゲート電極
20を構成する金属、例えばWを半絶縁性GaAs層1
8中に拡散させて、ショットキーゲート電極20の下端
がδドープN13.19の間にくるようにする。・これ
によって、第5図A及び第5図Bに示すように、目的と
するGaAsショットキーゲート型FETが完成される
Next, by performing heat treatment, the metal constituting the Schottky gate electrode 20, such as W, is removed from the semi-insulating GaAs layer 1.
8 so that the lower end of the Schottky gate electrode 20 is between the δ-doped N13.19. - Through this, the target GaAs Schottky gate FET is completed as shown in FIGS. 5A and 5B.

この実施例■によれば、ショットキーゲート電極20と
2DEGから成るチャネルとの間の距離が極めて短いの
で、極めて大きなトランスコンダクタンスg、を得るこ
とができる。また、ショットキーゲート電極20の下方
にこのショットキーゲート電極20に対して自己整合的
にチャネルが形成され、しかもショットキーゲート電極
20が極微細幅であることからチャネル長は極めて短い
According to this embodiment (2), since the distance between the Schottky gate electrode 20 and the channel made of 2DEG is extremely short, an extremely large transconductance g can be obtained. Further, a channel is formed below the Schottky gate electrode 20 in a self-aligned manner with respect to the Schottky gate electrode 20, and since the Schottky gate electrode 20 has an extremely small width, the channel length is extremely short.

このため、パリスティック(bal l is tic
)動作に近い超高速動作が可能である。さらに、下層の
δビー1層19の深さd2の選び方でエンハンスメント
型またはディブリーシジン型のショットキーゲート型F
ETを得ることができるので、相補型FETを構成する
ことが可能である。
For this reason, bal is tic
) It is possible to perform ultra-high-speed operation close to that of Furthermore, depending on how the depth d2 of the lower δ Be 1 layer 19 is selected, an enhancement type or a debreasisine type Schottky gate type F
Since an ET can be obtained, it is possible to construct a complementary FET.

第7図Aは、ショットキーゲート電極20を形成した後
、熱処理を行う前の状態、すなわち第6図Cに示す状態
におけるショットキーゲート型FETのソース・ゲート
間の電流(I)−電圧(V)特性を示す。第7図Aから
明らかなように、この熱処理を行う前の状態ではソース
・ゲート間のIV特性は直線となり、オーミック特性を
示すことがわかる。当然のことながら、この状態では、
ショットキーゲート型FETは動作しない。次に、第7
図Bは、ショットキーゲート電極20を形成してから熱
処理を行った後の状態、すなわち第5図A及び第5図B
に示す状態におけるショットキーゲート型FETのソー
ス・ゲート間のI −V特性を示す。第7図Bから明ら
かなように、この状態ではショットキー特性が得られ、
FET動作をする。
FIG. 7A shows the current (I)-voltage (()) between the source and gate of the Schottky gate FET in the state shown in FIG. V) Show characteristics. As is clear from FIG. 7A, before this heat treatment, the IV characteristic between the source and the gate is a straight line, indicating ohmic characteristics. Naturally, in this situation,
Schottky gate type FETs do not work. Next, the seventh
Figure B shows the state after the Schottky gate electrode 20 is formed and then subjected to heat treatment, that is, Figure 5A and Figure 5B.
2 shows the I-V characteristics between the source and gate of the Schottky gate FET in the state shown in FIG. As is clear from FIG. 7B, Schottky characteristics are obtained in this state,
Performs FET operation.

第8図は、このショットキーゲート型FETのドレイン
電流(■4)−電圧(■4)特性の測定例を示す。第8
図において、ゲート電圧Vcのステップは0.2■であ
る。なお、第8図に示すFET特性は、素子構造及び製
造プロセスの最適化がなされていないショットキーゲー
ト型FETについての測定結果である。ショットキーゲ
ート型FETの素子構造及び製造プロセスの最適化によ
り、第8図から求められるg、よりも1桁程度高いgl
を得ることが可能であると考えられる。
FIG. 8 shows an example of measurement of drain current (4)-voltage (4) characteristics of this Schottky gate type FET. 8th
In the figure, the step of the gate voltage Vc is 0.2■. Note that the FET characteristics shown in FIG. 8 are measurement results for a Schottky gate type FET whose element structure and manufacturing process have not been optimized. By optimizing the element structure and manufacturing process of the Schottky gate FET, gl is approximately one order of magnitude higher than g calculated from Figure 8.
It is thought that it is possible to obtain

なお、以上の特性の測定に用いたショットキーゲート型
FETの各部の寸法(第5図A参照)は、W9 =7.
8amSL*a=3.7Hm、Lg =1500人、L
、、=5000人である。
The dimensions of each part of the Schottky gate FET used to measure the above characteristics (see FIG. 5A) are W9 = 7.
8amSL*a=3.7Hm, Lg=1500 people, L
,,=5000 people.

以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではな(、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments (various modifications based on the technical idea of the present invention are possible).

例えば、実施例■において、ショットキーゲート電極2
0の材料としては、W以外の材料、例えばタングステン
シリサイド(WSiz )や白金(Pt)を用いること
も可能である。また、実施例■において、半絶縁性Ga
As基板11と半絶縁性GaAs層1日との間に障壁層
として例えばAIXGaI−XAs(0≦X≦1)層を
形成すれば、ショットキーゲート電極20が極微細幅と
なった場合に、チャネルが閉じるべき時にチャネルが閉
じない現象、すなわちショートチャネル効果が発生する
のを防止することが可能となる。
For example, in Example 2, the Schottky gate electrode 2
As the material for 0, it is also possible to use a material other than W, such as tungsten silicide (WSiz) or platinum (Pt). In addition, in Example ①, semi-insulating Ga
If, for example, an AIXGaI-XAs (0≦X≦1) layer is formed as a barrier layer between the As substrate 11 and the semi-insulating GaAs layer, when the Schottky gate electrode 20 has an extremely fine width, It is possible to prevent the phenomenon that the channel does not close when it should close, that is, the short channel effect.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明による半導体装置によれば、
化合物半導体層の上にゲート絶縁膜を形成した場合にそ
れらの界面に存在する界面準位のキャリアによる占有率
を制御することができる。
As described above, according to the semiconductor device according to the present invention,
When a gate insulating film is formed on a compound semiconductor layer, it is possible to control the occupation rate of carriers in the interface states existing at the interface between the gate insulating film and the compound semiconductor layer.

また、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
によれば、化合物半導体を用いた高性能の絶縁ゲート型
電界効果トランジスタを実現することができる。
Further, according to the insulated gate field effect transistor according to the present invention, a high performance insulated gate field effect transistor using a compound semiconductor can be realized.

さらに、本発明によるショットキーゲート電界効果トラ
ンジスタによれば、トランスコンダクタンスが極めて大
きいショットキーゲート型電界効果トランジスタを実現
することができる。
Further, according to the Schottky gate field effect transistor according to the present invention, it is possible to realize a Schottky gate field effect transistor with extremely large transconductance.

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

第1図は本発明の詳細な説明するための断面図、第2図
はGaAs層の表面からのδドープ層の深さと2DEC
の濃度との関係を示すグラフ、第3図は。 本発明の実施例IによるGaAs  MISFETを示
す断面図、第4図は本発明の実施例■によるGaAsM
ISFETを示す断面図、第5図Aは本発明の実施例■
によるGaAsショットキーゲート型FETを示す平面
図、第5図Bは第5図AのB−B線に沿っての断面図、
第6図A〜第6図Cは第5図A及び第5図Bに示すGa
As ’/ aットキーゲート型FETの製造方法を工
程順に示す断面図、第7図Aはショットキーゲート電極
を形成した後、熱処理を行う前の状態におけるGaAs
ショットキーゲート型FETのソース・ゲート間のI−
V特性の−例を示すグラフ、第7図Bはショットキーゲ
ート電極を形成してから熱処理を行った後の状態におけ
るGaAsショットキーゲート型FETのソース・ゲー
ト間のI−V特性の一例を示すグラフ、第8図は第5図
A及び第5図Bに示すGaAsショットキーゲート型F
ETの特性の一例を示すグラフである。 図面における主要な符号の説明 11:半絶縁性GaAs基板、  12:n型GaAs
層、13.19:δドープ層、  14:ゲート絶縁膜
、15:ゲート電極、 16:ソース、 17:ドレイ
ン、  18:半絶縁性GaAs層、  20:ショッ
トキーゲート電極、 22:電子ビーム、 23ニレジ
スト。 代理人   弁理士 杉 浦 正 知 事ダご6月の厘y里 第1図 d(A) Σド−ア贋のJ策づこ2DEGの儂厚とのA’l を第
2図 ン31.トキーケ―トでFETの製造大法第6図B ’/a、ン’h’c−/y−JiFETt)裳p jr
5去第8図C + (pA) ソース・ゲ=ト間トvンテP1 Vo(V) IO−Vo特性 第8図 第7図B
Fig. 1 is a cross-sectional view for explaining the present invention in detail, and Fig. 2 shows the depth of the δ-doped layer from the surface of the GaAs layer and the 2DEC.
Figure 3 is a graph showing the relationship between . A sectional view showing a GaAs MISFET according to Example I of the present invention, FIG.
A cross-sectional view showing an ISFET, FIG. 5A is an embodiment of the present invention.
FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 5A,
FIGS. 6A to 6C are Ga shown in FIGS. 5A and 5B.
7A is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an As'/a Schottky gate FET in the order of steps.
I- between the source and gate of Schottky gate type FET
FIG. 7B is a graph showing an example of the V characteristic, and shows an example of the I-V characteristic between the source and gate of a GaAs Schottky gate FET after forming the Schottky gate electrode and performing heat treatment. The graph shown in FIG. 8 is the GaAs Schottky gate type F shown in FIGS. 5A and 5B.
It is a graph which shows an example of the characteristic of ET. Explanation of main symbols in the drawings 11: Semi-insulating GaAs substrate, 12: N-type GaAs
layer, 13.19: δ-doped layer, 14: gate insulating film, 15: gate electrode, 16: source, 17: drain, 18: semi-insulating GaAs layer, 20: Schottky gate electrode, 22: electron beam, 23 Ni resist. Agent Patent Attorney Tadashi Sugiura Governor Dago June's Riyari Figure 1 d (A) Σ Doa Fake J Plan 2 DEG's A'l with Atsushi I in Figure 2 N31. Fig. 6 B'/a, n'h'c-/y-JiFETt) 裳p jr
5 Figure 8 C + (pA) Source-gate voltage P1 Vo (V) IO-Vo characteristics Figure 8 Figure 7 B

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、化合物半導体層の表面からデバイ長以下の深さにデ
ィラック−デルタドープ層が形成されていることを特徴
とする半導体装置。 2、化合物半導体層の表面からデバイ長以下の深さに形
成されているディラック−デルタドープ層と、チャネル
層とを有することを特徴とする絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ。 3、化合物半導体層の表面からデバイ長以下の深さd_
1に形成されている第1のディラック−デルタドープ層
と、上記化合物半導体層の表面から深さd_2(ただし
、d_2>d_1)に形成されている第2のディラック
−デルタドープ層とを有することを特徴とするショット
キーゲート型電界効果トランジスタ。
[Scope of Claims] 1. A semiconductor device characterized in that a Dirac-delta doped layer is formed at a depth below the Debye length from the surface of a compound semiconductor layer. 2. An insulated gate field effect transistor comprising a Dirac-delta doped layer and a channel layer formed at a depth below the Debye length from the surface of a compound semiconductor layer. 3. Depth d below the Debye length from the surface of the compound semiconductor layer
1, and a second Dirac-delta doped layer formed at a depth d_2 (however, d_2>d_1) from the surface of the compound semiconductor layer. Schottky gate field effect transistor.
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