JPH03209729A - 電界効果型半導体装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の技術分野 本発明は、例えばガリウム・ヒ素（ＧａＡｓ）等ででき
た半絶縁性（ｉ型）の基板を有する電界効果型半導体装
置に係り、特にはそのソース・ドレイン電極間の破壊耐
圧を向上させるための改良に関する。

（２）技術の背景 従来、電界効果型半導体装置のソース・ドレイン電極間
の破壊耐圧を向上させるために種々の提案がなされてい
る。

その最も一般的な解決方法はソースとドレイン間の間隔
を拡げたり、ゲート下にリセスと称する掘り込みを設け
て電界集中を防いだり、また活性層内のソース、ドレイ
ン電極下に高濃度層を形成する等が提案されているが、
ソースとドレイン間の間隔を拡げるにも限度があり、ま
た、活性層のゲートにリセスを設けて電界集中を防いだ
り、ソース、ドレイン電極下を高濃度層とするものでは
活性層内のみでなく活性層をはずれた部分で破壊を起こ
すという問題を生じ、これら問題を解決した電界効果型
半導体装置が要望されていた。

（３）従来技術と問題点 第１図及び第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は従来の電界
効果型半導体装置であり、第１図は側断面図、第２図（
Ａ）は第２図（Ｂ）のＡ−Ａ断面矢視図、第２図（Ｂ）
は平面図、第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）のＦ−Ｆ断面矢
視図である。第１図においては、ＧａＡｓ等の半絶縁性
基ｖｉ、１に活性層２を形成し、その上にソース（Ｓ）
用の電極４とドレイン（Ｄ）用の電極３を設けると共に
、活性層２の上面のうち画電極３．４間に位置する部分
を掘り込んでリセス６を形成し、このリセス上にゲート
（Ｇ）用の電極５を設けている。このようにソース、ド
レイン電極４，３間の活性層２にリセス６を形成するこ
とにより、ソース電極４から活性層２を介してドレイン
電極３に向かう電子によって生ずる電界集中を防いで、
ソース・ドレイン間の破壊耐圧を向上させている。

更に、活性層２上のソース電極４とドレイン電極３間の
間隔りを大きくとることによっても、ソース・ドレイン
電極間の破壊耐圧を向上させることができる。

更に他の方法として、第２図（Ａ）、（Ｂ）。

（Ｃ）に示すようにソース及びドレイン電極４゜３下の
活性層２部分のみに高濃度層７３．７Ｄを設けることで
、ソース・ドレイン電極間の破壊耐圧を向上させること
ができる。

上記構成によると活性層内では電界集中を防いで、ソー
ス・ドレイン電極間の破壊耐圧をある程度向上させるこ
とができるが、第２図（Ｂ）。

（Ｃ）に示すように、例えばソース電極４の引き出し配
線９とドレイン電極３（活性層２の斜線で示す部分）と
の対向部分１０で電界１１を生じて電気力線はｌｌａで
示すように引き出し配線９の端部の１ケ所に集中し、半
絶縁性基板ｌはその質によっては完全な絶縁性を保つこ
とができずに絶縁破壊を生ずる欠点があった。

（４）発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、電界効果型半導体装置
におけるソース・ドレイン電極間の電界集中を防いで破
壊耐圧を向上させることを目的とするものである。

（５）発明の構成 そして、この目的は本発明に於いては、半絶縁性基板上
に設けた活性層にゲート電極とソース及びドレイン電極
を有する電界効果型半導体装置に於いて、該半絶縁性基
板の活性領域外の半絶縁性の表面を挟んで対向する前記
ソース及びドレイン電極下に位置する部分に絶縁層を設
けた電界効果型半導体装置を提供することによって達成
される。

なお、ここで言う「ソース電極」、「ドレイン電極」と
は、活性領域上に形成された電極だけでなく、活性領域
上から半絶縁性の表面領域上まで延設された、いわゆる
「引き出し配線」をも含む意味である。

（６）発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面によって詳記する。

第３図は、本発明の一実施例の電界効果型半導体装置を
イオン注入技術によって得る場合の製作工程を示すもの
である。まず、第３図（Ａ）及びそのＢ−Ｂ断面図矢視
図である第３図（ａ）に示すように、ＧａＡｓ等の半絶
縁性（ｉ型）基板１に、将来のソース領域、ドレイン領
域及びその間のチャネル領域となる部分を作るためにシ
リコンを選択注入し、例えば矩形状に活性層２を形成す
る。

次に、第３図（Ｂ）及びそのＣ−Ｃ断面矢視図である第
３図（ｂ）に示すように、活性層２のうちソース領域及
びドレイン領域となる部分に、半絶縁性基板ｌに達する
深さまでシリコンを高濃度に選択注入することで、Ｎ型
の高濃度層（Ｎ”層）７Ｓ、７Ｓ’及び７Ｄ、７Ｄ’を
形成する。

その後、第３図（Ｃ）及びそのＤ−Ｄ断面矢視図である
第３図（ｃ）に示すように、活性層２の外部に存在する
半絶縁性基板１の表面であって、その上に将来ソース領
域（高濃度層７Ｓ）及びドレイン領域（高濃度層７Ｄ）
からの引き出し配線が形成される部分に、５ｉＯｚ等の
絶縁膜１３゜１２を形成する。

次に、通常の如くイオン注入後のアニールを行った後、
第３図（Ｄ）及びそのＥ−Ｅ、Ｇ−Ｃ断面矢視図である
第３図（ｄ）、（ｅ）に示すように、活性領域２内のソ
ース領域（高濃度層７３）及びドレイン領域（高濃度層
７Ｄ）上にそれぞれソース電極４及びドレイン電極３を
形成すると共に、これら電極から連なる引き出し配線１
４．９を絶縁膜１３．１２上に形成する。また、活性層
２の上面におけるソース電極４とドレイン電極３の中間
に位置する部分を掘り込んでリセス６を形成し、このリ
セス６上にゲート電極５を形成すると共に、これに連な
る引き出し配線１５を形成する。

以上の工程により、本実施例の電界効果型半導体装置が
得られる。本実施例によれば、半絶縁性基板１の表面（
活性層２の表面を除（）である半絶縁性（ｉ型）の表面
を挟んでソース電極４（またはその引き出し配ｗＡ１４
）とドレイン電極３（またはその引き出し配線９）とが
対向する部分には、その下部に絶縁膜が形成されている
（ただし、ソース領域上及びドレイン領域上には、絶縁
膜を形成しない）。すなわち、第３図（ｅ）に明らかな
ように、ソース電極４と半絶縁性の表面を挟んで対向す
るドレイン電極３の引き出し配線９の下部には、半絶縁
性基板ｌとの間に５ｉ０２等の絶縁膜１２が形成されて
いる。このような構成としたことにより、半絶縁性の表
面を介してソース電極４とドレイン電極３との間に電界
が加わった場合であっても、第３図（ｅ）に示すように
、高濃度層（ソース領域）７３から引き出し配線９へ向
かおうとする電気力線１１が絶縁膜１２で遮断されるた
め、ソース電極４と引き出し配線９との間の半絶縁性の
表面部分には電界が発生せず、従来のように電界が電極
の角の部分に集中するようなこと（第２図（Ｃ）参照）
がなくなる。よって、ソース・ドレイン電極間における
半絶縁性の表面の絶縁破壊耐圧を著しく向上させること
ができる。

しかも、第１図や第２図と同様に、ゲート電極５下の活
性層２の表面部にリセス６を形成すると共に、活性層２
内のソース、ドレイン電極４．３下に高濃度層７Ｓ、７
Ｄを設けたことにより、活性層２の内部での電界集中を
も防止することができるので、ソース・ドレイン電極間
の絶縁破壊耐圧はより一層高いものとなる。

なお、ソース電極とドレイン電極（及びそこから延びる
引き出し配線）のパターンは、上記実施例を示したパタ
ーン以外にも、各種のパターンを採用可能である。その
場合、絶縁性の表面を挟んでソース電極とドレイン電極
とが対向する部分は各パターンに応じて異なるが、どの
ようなパターンであっても、その対向部分で電界集中を
防止。

緩和する効果は同様に期待できる。

（７）発明の効果 以上、詳記したように、本発明の電界効果型半導体装置
によれば、絶縁性の表面を挟んでソース電極とドレイン
電極とが対向する部分での電界集中を防止又は緩和させ
ることができるので、ソース・ドレイン電極間の破壊耐
圧を向上させることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電界効果型半導体装置の一例を示す断面
図、 第２図（Ａ）は第２図（Ｂ）のＡ−Ａ断面矢視図、 第２図（Ｂ）は従来の電界効果型半導体装置の平面図、 第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）のＦ−Ｆ断面矢視図、 第３図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施例の電界効果型
半導体装置の製作工程を説明するための平面図、 第３図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ第３図（Ａ）〜（Ｄ）
のＢ−Ｂ、　Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ、　Ｅ−Ｅ、　Ｇ−Ｇ断面
矢視図である。 １・・・半絶縁性基板、 ２・・・活性層、 ３・・・ドレイン電極、 ４・・・ソース電極、 ５・・・ゲート電極、 ６・・・リセス、 ７Ｄ　　７３・・・高濃度層、 ９・・・引出し配線、 １１・・・電気力線、 １２．１３・・・絶縁膜、 １４．１５・・・引出し配線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半絶縁性基板上に設けた活性層にゲート電極とソース
   及びドレイン電極を有する電界効果型半導体装置に於い
   て、 該半絶縁性基板の活性領域外の半絶縁性の表面を挟んで
   対向する前記ソース及びドレイン電極下に位置する部分
   に絶縁層を設けることを特徴とする電界効果型半導体装
   置。