JPH03227530A - Field effect transistor and manufacture thereof - Google Patents

Field effect transistor and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH03227530A
JPH03227530A JP2411390A JP2411390A JPH03227530A JP H03227530 A JPH03227530 A JP H03227530A JP 2411390 A JP2411390 A JP 2411390A JP 2411390 A JP2411390 A JP 2411390A JP H03227530 A JPH03227530 A JP H03227530A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
semiconductor
group
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.)
Pending
Application number
JP2411390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Ueno
和良 上野
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2411390A priority Critical patent/JPH03227530A/en
Publication of JPH03227530A publication Critical patent/JPH03227530A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To prevent a decrease in an effective barrier height due to a tunneling current and a Schottky effect by providing a second semiconductor layer laminated reversely to a first semiconductor layer, and providing an insulating layer or a gate electrode for causing a tensile stress at the first and second layers. CONSTITUTION:A [111] laminated GaAs layer 21 (first semiconductor layer) is formed on a substrate 11, a [1'1'1'] laminated GaAs layer 41 (second semiconductor layer) is formed thereon, and a gate electrode 61 is further formed. In this case, a condition in which tensile stresses are generated as indicated by arrows 71-a, 71-b at the end of a gate electrode is selected as sputtering condition of the gate electrode. Thereafter, for example, it is selectively coated with AuGa and Ni, heat treated to be alloyed to form ohmic source and drain electrodes 81, 91. In this case, a reverse piezoelectric polar electrodes are generated as indicated by arrows 101, 111 by a tensile stress 17 with a Ge intermediate layer 31 as a boundary. Thus, a decrease in an effective barrier height due to a tunneling current and a Schottky effect can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速論理回路、高周波増幅器などに用イラれる
電界効果トランジスタおよびその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a field effect transistor used in high speed logic circuits, high frequency amplifiers, etc., and a method for manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

■−■族化合物半導体を用いた電界効果トランジスタ(
FET)は、高速論理回路、高周波増幅器などの基本素
子として開発、実用化が進んでいる。
Field effect transistor using ■-■ group compound semiconductor (
FET) is being developed and put into practical use as a basic element for high-speed logic circuits, high-frequency amplifiers, etc.

中でも、GaAsME8FETは最も開発が進んでいる
。この様なMESFETを集積化する上では、電流駆動
能力を表わす相互コンダクタンスの向上と、ゲートの順
方向耐圧を向上して充分なノイズマージンを確保する必
要がある。
Among them, GaAsME8FET is the most advanced in development. In integrating such MESFETs, it is necessary to improve mutual conductance, which represents current drive capability, and to improve forward breakdown voltage of the gate to ensure a sufficient noise margin.

MESFETの高性能化のためにはゲート長の短縮が有
効である。短チヤネル効果を抑制して高性能化をはかる
ために、チャネルの高濃度薄層化とチャネルからのキャ
リアのしみだしを防ぐ工夫がなされてきている。チャネ
ルからの基板へのキャリアのしみだしを抑制する方法の
一つとして圧電効果を応用した方法が例えば、アイ・イ
ー・イー・イー・トランザクション・オン・エレクトロ
ン デバイセズ(IEEE Transaction 
on Electron Devjces)、32巻、
2314頁(1985)に示されている。この中で、M
ESFETを覆っている絶縁膜の応力が誘起する圧電分
極を用いて基板側へのキャリアのしみだしを抑制できる
ことが示されている。
Shortening the gate length is effective for improving the performance of MESFETs. In order to suppress the short channel effect and improve performance, efforts have been made to make the channel highly concentrated and thin and to prevent carriers from seeping out from the channel. For example, IEEE Transaction on Electron Devices, Inc. (IEEE Transaction
on Electron Devjces), Volume 32,
2314 (1985). Among these, M
It has been shown that the leakage of carriers toward the substrate can be suppressed using piezoelectric polarization induced by stress in the insulating film covering the ESFET.

すなわち、第7図に示すように、ゲート自己整合型のM
ESFETの表面に8 s 02膜140を堆積したも
のでは、性能指数にとしきい電圧Vthのゲート長依存
性が8 s 02膜の厚さによって好ましい変化を示す
ことが示されている。こ\で、K=8μW/2dLでl
)、εは基板10(GaAs(100)内基板)の誘電
率、μdn型チャネル50中の電子移動度、dはチャネ
ルの実効的な厚さ、Wはゲート幅、Lはゲート長である
That is, as shown in FIG.
In the ESFET in which the 8 s 02 film 140 is deposited on the surface, the figure of merit shows that the dependence of the threshold voltage Vth on the gate length changes favorably depending on the thickness of the 8 s 02 film. Here, K=8μW/2dL and l
), ε is the dielectric constant of the substrate 10 (substrate in GaAs (100)), electron mobility in the μdn type channel 50, d is the effective thickness of the channel, W is the gate width, and L is the gate length.

一方、チャネルを高濃度にしていくと、高濃度層に直接
ゲート接合を形成するために、表面での電界強度が増加
してショットキー効果とトンネル電流の増加をもたらす
。これらは、実効的なバリアハイドの低下をひきおこし
、ノイズマージンを小さくする。ノイズマージンは、集
積度に比例して増加させる必要があり、設計上出来る限
9高い方がよい。ゲートの実効的なパリアノ1イト低下
を防ぐために、ゲート電極とチャネルの間に低濃度ドー
プ層あるいはノンドープ層を導入する方法が知られてい
る。
On the other hand, when the channel is made highly doped, the electric field strength at the surface increases because a gate junction is formed directly in the highly doped layer, resulting in an increase in the Schottky effect and tunnel current. These cause a reduction in the effective barrier hide and reduce the noise margin. The noise margin must be increased in proportion to the degree of integration, and should be as high as possible in terms of design. A known method is to introduce a lightly doped layer or a non-doped layer between the gate electrode and the channel in order to prevent the effective reduction of the gate.

また、我々はG a A s M E 8 F E T
を(111)基板上に製造した場合、しみだしを抑制す
る効果のある圧電分極の大きさがあらゆるゲート方向に
対して一定となることを、例えば、テクニカル・ダイジ
ェスト・オン・1988 インターナシ目ナル・エレク
トロンーデバイセズ・ミーティンf(Tech−nic
al Digests of 1988 Intern
ational ElectronDevices M
eeting ) 846頁に報告した。従って、(1
11)基板が一定の圧電分極をあらゆるゲート方向にた
いして得る上で有利であることが知られている。
Also, we are Ga As M E 8 F E T
When manufactured on a (111) substrate, the magnitude of piezoelectric polarization, which is effective in suppressing seepage, is constant in all gate directions, as reported in, for example, Technical Digest on 1988 International Journal.・Electron Devices Meeting f (Tech-nic
al Digests of 1988 Intern
ational ElectronDevices M
(eating) reported on page 846. Therefore, (1
11) It is known that the substrate is advantageous in obtaining constant piezoelectric polarization for all gate directions.

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

チャネルの高濃度化に伴うチャネルからのキャリアのし
みだしの増加に対しては、従来の技術で述べたような対
策が知られているが、集積度を向上していく上で充分で
はない。そこでキャリアのしみだしの抑止と実効的なバ
リアハイド低下の抑止を同時に解決する方法が必要であ
る。本発明は以上述べたチャネルの高濃度化に伴う素子
特性の劣化を抑止することのできる電界効果トランジス
タを提供することを目的とする。また本発明の電界効果
トランジスタの製造方法は、そうした電界効果トランジ
スタを容易に安定して製造できる製造方法を提供するこ
とを目的とする。
Countermeasures such as those described in the prior art are known to deal with the increase in carrier seepage from the channel due to the increase in the concentration of the channel, but these are not sufficient to improve the degree of integration. Therefore, there is a need for a method that simultaneously prevents the carrier from seeping out and effectively prevents the reduction of the barrier hide. An object of the present invention is to provide a field effect transistor that can suppress the deterioration of device characteristics due to the high concentration of the channel described above. Further, it is an object of the method for manufacturing a field effect transistor of the present invention to provide a manufacturing method that can easily and stably manufacture such a field effect transistor.

〔課題を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

本願第1の発明の電界効果トランジスタは、基板上に閃
亜鉛鉱型結晶を構成する■−■族化合物半導体の■族原
子層と■族原子層を〔111〕軸方向に積層した第一の
半導体層と、該第一の半導体層上に該第一の半導体層と
逆方向に積層した第二の半導体層を設け、前記第一およ
び第二の半導体層に引っ張り応力を生ずる絶縁膜あるい
はゲート電極を備え、前記第一及び第二の半導体層間の
界面とその近傍にn型チャネルを有し、該n型チャネル
に電気的に接続してなるソース電極およびドレイン電極
を有してなるというものである。
The field effect transistor of the first invention of the present application has a first structure in which a group III atomic layer and a group III atomic layer of a group III compound semiconductor constituting a zincblende crystal are laminated in the [111] axis direction on a substrate. a semiconductor layer, and a second semiconductor layer stacked on the first semiconductor layer in a direction opposite to the first semiconductor layer, and an insulating film or a gate that generates tensile stress in the first and second semiconductor layers. comprising an electrode, an n-type channel at and near the interface between the first and second semiconductor layers, and a source electrode and a drain electrode electrically connected to the n-type channel. It is.

また、本願第2の発明の電界効果トランジスタは、基板
上に閃亜鉛鉱型結晶を構成する■−■族化合物半導体の
■族原子層と■族原子層を(111)軸方向に積層した
第一の半導体層と、該第一の半導体層上に該第一の半導
体層と逆方向に積層した第二の半導体層を設け、前記第
一および第二の半導体に圧縮応力を生ずる絶縁膜あるい
はゲート電極を備え、前記第一及び第二の半導体層間の
界面とその近傍にn型チャネルを有し、該nfjlチャ
ネルに電気的に接続してなるソース電極およびドレイン
電極を有してなるというものである。
In addition, the field effect transistor of the second invention of the present application has a structure in which a group atomic layer and a layer atomic group atomic layer of a group ■-■ group compound semiconductor constituting a zincblende crystal are laminated in the (111) axis direction on a substrate. an insulating film that provides a first semiconductor layer and a second semiconductor layer stacked on the first semiconductor layer in the opposite direction to the first semiconductor layer, and that generates compressive stress in the first and second semiconductors; comprising a gate electrode, an n-type channel at and near the interface between the first and second semiconductor layers, and a source electrode and a drain electrode electrically connected to the nfjl channel. It is.

また、本願第3の発明の電界効果トランジスタは、基板
上に閃亜鉛鉱型結晶を構成する■−■族化合物半導体の
■族原子層と■族原子層を(111)軸方向に積層した
第一の半導体と、該第一の半導体層上に該第一の半導体
層と逆方向に積層した第二の半導体層を設け、前記第一
および第二の半導体に圧縮応力を生ずる絶縁膜あるいは
ゲート電極を備え、前記第一及び第二の半導体層間の界
面とその近傍にp型チャネルを有し、該p型チャネルに
電気的に接続してなるソース電極およびドレイン電極を
有してなるという本のである。
In addition, the field effect transistor of the third invention of the present application is a field effect transistor in which a group atomic layer and a layer atomic layer of a group ■ of a group ■-■ compound semiconductor constituting a zincblende crystal are laminated in the (111) axis direction on a substrate. a second semiconductor layer stacked on the first semiconductor layer in the opposite direction to the first semiconductor layer; an insulating film or gate that generates compressive stress in the first and second semiconductors; A book comprising an electrode, a p-type channel at and near the interface between the first and second semiconductor layers, and a source electrode and a drain electrode electrically connected to the p-type channel. It is.

また、本願第4の発明の電界効果トランジスタは、基板
上に閃亜鉛鉱型結晶を偏成する■−■族化合物半導体の
■族原子層と■族原子層を〔iT丁〕軸方向に積層した
第一の半導体層と、該第一の半導体層上に該第一の半導
体層と逆方向に積層した第二の半導体層を設け、前記第
一および第二の半導体に引っ張り応力を生ずる絶縁膜あ
るいはゲート電極を備え、前記第一及び第二の半導体層
間の界面とその近傍にp型チャネルを有し、該p型チャ
ネルに電気的に接続してなるソース電極およびドレイン
電極を有してなることを特徴とするものである。
Further, in the field effect transistor of the fourth invention of the present application, a group ■ atomic layer and a group ■ atomic layer of a ■-■ group compound semiconductor having polarized zincblende crystals are laminated in the [IT] axis direction on a substrate. and a second semiconductor layer laminated in the opposite direction to the first semiconductor layer on the first semiconductor layer, and an insulator that generates tensile stress in the first and second semiconductors. comprising a film or a gate electrode, a p-type channel at and near the interface between the first and second semiconductor layers, and a source electrode and a drain electrode electrically connected to the p-type channel. It is characterized by:

また、本願第5の発明の電界効果トランジスタの製造方
法は、基板上に閃亜鉛鉱型結晶を構成する■−v族化合
物半導体の■族原子層と■族原子層を〔111〕軸方向
あるいは(111)軸方向に積層して第一の半導体層を
形成する工程と、前記第一の半導体層上に■族原子層を
少なくとも一層積層する工程と、更に前記■族原子層上
に前記第の半導体層と逆方向に積層して第二の半導体層
を形成する工程と、前記第一及び第二の半導体層の界面
とその近傍に不純物を導入してn型チャネルあるいはp
型チャネルを形成する工程と、前記第二の半導体層上に
前記第一および第二の半導体層に引っ張り応力あるいは
圧縮応力を生ずる絶縁膜あるいはゲート電極を形成する
工程とを少なくとも含んでなるというものである。
Further, the method for manufacturing a field effect transistor according to the fifth invention of the present application is such that the group atomic layer and the group atomic layer of the atomic group vol. (111) forming a first semiconductor layer by laminating them in the axial direction; laminating at least one group (III) atomic layer on the first semiconductor layer; forming a second semiconductor layer by stacking the first and second semiconductor layers in the opposite direction; and introducing impurities into the interface and vicinity of the first and second semiconductor layers to form an n-type channel or a p-type semiconductor layer.
and forming an insulating film or a gate electrode on the second semiconductor layer that generates tensile stress or compressive stress in the first and second semiconductor layers. It is.

〔作用〕[Effect]

本発明ではある一定応力下で圧電効果に基ずいてFET
のチャネルに生じる分極が閃亜鉛鉱型の■−■族化合物
半導体の(111)面ではゲート方向によらず一定で、
(111)面と(111)面で極性が反転するという結
晶固有の性質と、チャネルを挾んで結晶の積層方向を逆
にする構造的工夫によシチャネルにキャリアを閉じこめ
ることが有効に作用する。本願第1の発明の電界効果ト
ランジスタにおいては、n型チャネルを挾んで基板側か
らは引っ張9応力によって〔111〕積層結晶中に生じ
た圧電分極と、ゲート電極側からは〔111〕積層結晶
中に生じた逆方向の圧電分極によってチャネルへの電子
の閉じこめ効果が増大し、更にゲト電極側の圧電分極に
よって実効的なバリアの厚さが増加しトンネル電流とシ
ョットキー効果による実効的なバリアハイドの低下を防
ぐものである。
In the present invention, the FET is operated based on the piezoelectric effect under a certain stress.
The polarization that occurs in the channel of is constant regardless of the gate direction in the (111) plane of the zincblende type ■-■ group compound semiconductor.
It is effective to confine carriers in the channel by using the inherent property of the crystal that the polarity is reversed between the (111) plane and the (111) plane, and by a structural device that reverses the stacking direction of the crystal by sandwiching the channel. In the field effect transistor of the first invention of the present application, piezoelectric polarization generated in the [111] laminated crystal due to tensile stress from the substrate side across the n-type channel, and piezoelectric polarization generated in the [111] laminated crystal from the gate electrode side. The piezoelectric polarization in the opposite direction increases the electron confinement effect in the channel, and the piezoelectric polarization on the gate electrode side increases the effective barrier thickness, resulting in an effective barrier hydration due to tunneling current and Schottky effect. This prevents a decline in

また、本願第2の発明の電界効果トランジスタにおいて
は、n型チャネルを挾んで基板側からは圧縮応力によっ
て(111)積層結晶中に生じた圧電分極と、ゲート電
極側からは(111)積層結晶中に生じた逆方向の圧電
分極によってチャネルへの電子の閉じこめ効果が増大し
、更にゲート電極側の圧電分極によって、実効的なバリ
アの厚さが増加し、トンネル電流とショットキー効果に
よる実効的なパリアノ・イトの低下を防ぐ。
In addition, in the field effect transistor of the second invention of the present application, piezoelectric polarization generated in the (111) laminated crystal due to compressive stress is observed from the substrate side sandwiching the n-type channel, and piezoelectric polarization is generated in the (111) laminated crystal from the gate electrode side. The opposite piezoelectric polarization generated in the gate electrode increases the electron confinement effect in the channel, and the piezoelectric polarization on the gate electrode side increases the effective barrier thickness, increasing the effective barrier thickness due to tunneling current and Schottky effect. Prevents the decline of Paliano Ito.

また、本願第3の発明の電界効果トランジスタにおいて
は、p型チャネル金挾んで基板側からは圧縮応力によっ
て〔111〕積層結晶中に生じた圧電分極と、ゲート電
極側からは〔111〕積層結晶中に生じた逆方向の圧電
分極によってチャネルへの正孔の閉じこめ効果が増大し
、更にゲート電極側の圧電分極によって実効的なバリア
の厚さが増加しトンネル電流とショットキー効果による
実効的なバリアハイドの低下を防ぐ。
In addition, in the field effect transistor of the third invention of the present application, piezoelectric polarization generated in the [111] laminated crystal due to compressive stress from the substrate side with the p-type channel metal sandwiched, and piezoelectric polarization generated in the [111] laminated crystal from the gate electrode side. The piezoelectric polarization in the opposite direction that occurs in the gate electrode increases the hole confinement effect in the channel, and the piezoelectric polarization on the gate electrode side increases the effective barrier thickness, increasing the effective barrier thickness due to tunneling current and Schottky effect. Prevents barrier hide from decreasing.

また、本願第4の発明の電界効果トランジスタにおいて
は、p型チャネルtaんで基板側からは引っ張り応力に
よって(111)積層結1中に生じた圧電分極と、ゲー
ト電極側からは(111)積層結晶中に生じた逆方向の
圧電分極によってチャネルへの正孔の閉じこめ効果が増
大し、更にゲート電極側の圧電分極によって、実効的な
バリアの厚さが増加し、トンネル電流とショットキー効
果による実効的なバリアハイドの低下を防ぐ。
In addition, in the field effect transistor of the fourth invention of the present application, piezoelectric polarization generated in the (111) laminated layer 1 due to tensile stress from the substrate side in the p-type channel ta, and (111) laminated crystal from the gate electrode side. The piezoelectric polarization in the opposite direction increases the hole confinement effect in the channel, and the piezoelectric polarization on the gate electrode side increases the effective barrier thickness, increasing the effective barrier thickness due to tunneling current and Schottky effect. Prevents the deterioration of barrier hide.

さらに本願第4の発明の電界効果トランジスタの製造方
法では、本発明の電界効果トランジスタにおける結晶積
層方向の反転した結晶構造を非極性半導体を構成する■
族生間層を用いているため容易に安定して製造すること
ができる結晶成長上の性質が製造において有効に作用す
る。
Furthermore, in the method for manufacturing a field effect transistor according to the fourth invention of the present application, a crystal structure in which the crystal lamination direction in the field effect transistor of the present invention is reversed constitutes a non-polar semiconductor.
Since the interlayer is used, crystal growth properties that can be produced easily and stably work effectively in production.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本願第1の発明の一実施例のGaAsME8F
ETを示す断面図である。温度550tに保たれた半絶
縁性GaAs (111) A面基板(基板11)上に
、G a 、 A sの順に交互に一原子層づつ分子線
エピタキシー法で堆積させて(111)積層GaA s
層21(第一の半導体層)を厚さ500nm成長し、人
Sの層で終端する。その上に連続的にGe47)3原子
層からなるGe中間層31を成長し、次にA s t 
G aの順に交互に一原子層ずつ分子線エピタキシー法
で堆積させて(111)積層GaA s層41(第二の
半導体層)を3Qnm成長する。なお、(111)積層
G aA s層21の上端から10nmおよび〔111
〕積層GaA s層41の下から101mにわたって例
えば8iをドープしてn型チャネル51を形成する。
FIG. 1 shows GaAsME8F, which is an embodiment of the first invention of the present application.
It is a sectional view showing ET. On a semi-insulating GaAs (111) A-plane substrate (substrate 11) maintained at a temperature of 550 t, one atomic layer of Ga and As are alternately deposited in the order of molecular beam epitaxy to form a (111) stacked GaAs.
A layer 21 (first semiconductor layer) is grown to a thickness of 500 nm and terminated with a layer S. A Ge intermediate layer 31 consisting of a Ge47) 3 atomic layer is continuously grown thereon, and then A s t
A (111) stacked GaAs layer 41 (second semiconductor layer) is grown to a thickness of 3 Q nm by alternately depositing one atomic layer at a time in the order of Ga by molecular beam epitaxy. Note that 10 nm from the top of the (111) stacked GaAs layer 21 and [111
] An n-type channel 51 is formed by doping, for example, 8i over 101 m from the bottom of the laminated GaAs layer 41.

さらに、スパッタ法および反応性ドライエツチングによ
シWNxから力るゲルト電極61を形成する。このとき
、ゲート電極のスパッタ条件(基板温度、ガス圧力、ス
パッタ電力)としてゲート電極端に矢印71−a、71
−bで示したように引っ張り応力が生じる条件を選択す
る。例えば窒素分圧比0.05のアルゴンと窒素の混合
ガス(圧力80mTorr)中において300Wのスパ
ッタ電力を加えて直流スパッタによ1WNx膜を形成す
る。このようにして形成されたWNxllは熱膨張係数
がG aA sよシ大なので、室温に冷即すると前述の
引っ張り応力(!l留応カが生じる。その後、例えばA
uGe及びNiを選択的に被着し、合金化熱処理を行な
ってオーム性のソース電極81、ドレイン電極91を形
成して完成する。この時、引っ張り応カフ1によってG
e中間431を境として矢印101.111で示すよう
に互いに逆方向の圧電分極が生じる。
Furthermore, a gel electrode 61 made of the silicone WNx is formed by sputtering and reactive dry etching. At this time, the sputtering conditions (substrate temperature, gas pressure, sputtering power) for the gate electrode are indicated by arrows 71-a and 71 at the end of the gate electrode.
- Select the conditions under which tensile stress occurs as shown in b. For example, a 1WNx film is formed by DC sputtering in a mixed gas of argon and nitrogen (pressure: 80 mTorr) with a nitrogen partial pressure ratio of 0.05 and applying a sputtering power of 300 W. Since the WNxll formed in this way has a coefficient of thermal expansion larger than GaA s, the above-mentioned tensile stress (!l stress) occurs when it is cooled to room temperature.
UGe and Ni are selectively deposited and an alloying heat treatment is performed to form an ohmic source electrode 81 and a drain electrode 91 to complete the process. At this time, G by the tensile response cuff 1
Piezoelectric polarization occurs in mutually opposite directions as shown by arrows 101 and 111 with the e-intermediate 431 as a boundary.

ここではよシ展造の容易な本発明の電界効果トランジス
タの製造方法による実施例を示したが、中間層を被着し
なくても製造は可能である。このことは、以下に示す本
願第2、第3、第4の発明についても共通である。また
、中間層は充分薄いためGaA sと格子整合するGe
以外に、Siなども専能である。
Although an embodiment of the method for manufacturing a field effect transistor of the present invention, which is easy to develop and manufacture, has been shown here, it is also possible to manufacture the field effect transistor without depositing an intermediate layer. This is also common to the second, third, and fourth inventions of the present application described below. In addition, the intermediate layer is thin enough to contain Ge, which is lattice-matched to GaAs.
In addition, we also specialize in Si and other materials.

第2図は、本願第1の発明の一実施例のゲート電極下に
おけるバンドの様子を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the appearance of a band under the gate electrode in an embodiment of the first invention of the present application.

伝導帯端C21は、表面側の(111)積層G a A
 s層41の圧電分極が矢印110で示したように、n
型チャネル51の下側の圧電分極(矢印111で示す)
と逆になっているので、図示のように、n型チャネルの
上下で圧電分極が同じ(矢印111で示す方向)もの(
つまり31.41を(111)積層G aA s層に置
き換えたもの)の伝導帯端C1lに比較して高くなシ、
実効的なバリア層厚さが増加することになる。なお価電
子帯端V21も価電子帯端Vllよシ伝導帯端同様高く
なる。従って電子をn型チャネルに閉じ込める作用は大
きくなる。
The conduction band edge C21 is the (111) stacked layer G a A on the surface side.
As shown by the arrow 110, the piezoelectric polarization of the s layer 41 is n
Piezoelectric polarization on the underside of mold channel 51 (indicated by arrow 111)
Since the piezoelectric polarization is the same at the top and bottom of the n-type channel (in the direction shown by arrow 111), as shown in the figure,
In other words, it is higher than the conduction band edge C1l of (31.41 replaced with (111) stacked GaAs layer)
The effective barrier layer thickness will increase. Note that the valence band edge V21 is also higher than the valence band edge Vll, similar to the conduction band edge. Therefore, the effect of confining electrons in the n-type channel increases.

第3図は本願第2の発明の一実施例のG a A sM
E8FETを示す断面図である。
FIG. 3 shows the G a A sM of an embodiment of the second invention of the present application.
It is a sectional view showing E8FET.

温度550℃に保持した半絶縁性GaAs (111)
B面基板(基板12)上に、As、Gaの順に交互に一
原子層づつ分子線エピタキシー法で堆積させて(111
)積層GaAs層22(第一f)半導体m )を59Q
nm成長する。その上に連続的にGeの3原子層からな
るGe中間層32を成長し、次にGa、Asの順に交互
に一原子層づつ堆積させて(111)積層GaA s層
42(第二)半導体層)ヲ30nm成長する。なお、(
111)積層GaA s層22の上端からlQnmおよ
び(111)積層GaA s層42の下からlQnmに
わたって例えばSiをドープしてn型チャネル52を形
成する。さらに、スパッタ法および反応性ドライエツチ
ングによシWNxからなるゲート電極62を形成する。
Semi-insulating GaAs (111) maintained at a temperature of 550°C
On the B-plane substrate (substrate 12), one atomic layer of As and Ga are deposited alternately in the order of molecular beam epitaxy (111
) Laminated GaAs layer 22 (first f) semiconductor m) 59Q
grow by nm. A Ge intermediate layer 32 consisting of three atomic layers of Ge is successively grown thereon, and then Ga and As are alternately deposited one atomic layer at a time in that order (111) to form a laminated GaAs layer 42 (second) semiconductor. layer) is grown to a thickness of 30 nm. In addition,(
111) For example, Si is doped to form an n-type channel 52 for 1Q nm from the top of the (111) stacked GaAs s layer 22 and 1Q nm from the bottom of the (111) stacked GaAs s layer 42. Furthermore, a gate electrode 62 made of WNx is formed by sputtering and reactive dry etching.

このとき、ゲート電極のスパッタ条件(ガス圧力、スパ
ッタ電力)としてゲート電極端に矢印72−a。
At this time, an arrow 72-a is shown at the end of the gate electrode as sputtering conditions (gas pressure, sputtering power) for the gate electrode.

72−bで示したように圧縮応力が生じる条件を選択す
る。例えば、窒素分圧比0.05のアルゴンと窒素の混
合ガス(圧力40m Torr)中において、150W
のスパッタ電力を加え直流スパッタによシWNx膜を形
成する。このようにして形成されたWNx膜は熱膨張係
数がG aA sよシ小なので、室温に冷却すると前述
の圧縮応力が生じる。その後、例えばAuGe及びNi
を選択的に被着し、合金化熱処理を行なってオーム性の
ソース電極83、ドレイン電極93を形成して完成する
。この時、圧縮応力によってGe中間層33を境として
矢印112.102で示すように互いに逆方向の圧電分
極が生じる。
Select conditions under which compressive stress occurs as shown in 72-b. For example, in a mixed gas of argon and nitrogen with a nitrogen partial pressure ratio of 0.05 (pressure 40 m Torr), 150 W
A WNx film is formed by direct current sputtering by applying a sputtering power of . Since the WNx film thus formed has a coefficient of thermal expansion smaller than GaAs, the above-mentioned compressive stress occurs when the film is cooled to room temperature. Then, for example, AuGe and Ni
is selectively deposited and subjected to an alloying heat treatment to form an ohmic source electrode 83 and a drain electrode 93, thereby completing the process. At this time, due to the compressive stress, piezoelectric polarization occurs in mutually opposite directions as shown by arrows 112 and 102 with the Ge intermediate layer 33 as a boundary.

本実施例のゲート電極下におけるバンドの様子は本願第
1の発明の一実施例と同様に第2図のようになって、バ
リアの厚さが増加する。
The appearance of the band under the gate electrode in this embodiment is as shown in FIG. 2, similar to the embodiment of the first invention of the present application, and the thickness of the barrier is increased.

第4図れ本願第3の発明の一実施例のMESFETを示
す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a MESFET according to an embodiment of the third invention of the present application.

温度550℃に保った半絶縁性GaAs(111)A面
基板(基板13)上に、Ga、Asの順に交互に分子線
エピタキシー法で堆積させて(111)積層GaAs層
23(第一の半導体層)を500nm成長する。その上
に連続的にGeA3原子層からなるGe中間層33を成
長し、次にAs、[[族元素(AJ 、 Ga )の順
に堆積させて〔art)積層A!α3Ga0,7As層
43(第二の半導体層)を20nm成長する。なお、(
111)積層GaAs層23の上端から15nmにわた
って例えばBeをドープしてp型チャネル53を形成す
る。さらに、スパッタ法および反応性ドライエツチング
によF)WNxからなるゲート電極63を形成する。こ
のとき、ゲート電極のスパッタ条件(ガス圧力、スパッ
タ電力)としてゲート電極端に矢印73−a、73−1
)で示す圧縮応力が生じる条件を選択する。例えば、窒
素分圧比0.05のアルゴンと窒素の混合ガス(圧力4
0mTorr)中において、15owo スパッタ電力
を加えて直流スパッタによ1)WNx膜を形成する。
On a semi-insulating GaAs (111) A-plane substrate (substrate 13) maintained at a temperature of 550° C., Ga and As are alternately deposited in that order by molecular beam epitaxy to form a (111) laminated GaAs layer 23 (first semiconductor layer). layer) to a thickness of 500 nm. A Ge intermediate layer 33 consisting of three atomic layers of GeA is successively grown thereon, and then As and [[ group elements (AJ, Ga) are deposited in this order to form a stacked layer A! An α3Ga0,7As layer 43 (second semiconductor layer) is grown to a thickness of 20 nm. In addition,(
111) A p-type channel 53 is formed by doping, for example, Be over 15 nm from the upper end of the laminated GaAs layer 23. Furthermore, a gate electrode 63 made of F) WNx is formed by sputtering and reactive dry etching. At this time, arrows 73-a and 73-1 are placed at the end of the gate electrode as sputtering conditions (gas pressure, sputtering power) for the gate electrode.
) Select the conditions under which compressive stress occurs. For example, a mixed gas of argon and nitrogen with a nitrogen partial pressure ratio of 0.05 (pressure 4
1) A WNx film is formed by DC sputtering at a temperature of 0 mTorr with a sputtering power of 15 owo applied.

その後、例えばAuZnとNiを選択的に被着し、合金
化熱処理を行なってオーム性のソース電極84、ドレイ
ン電極94を形成して完成する。この時、矢印73−a
、73−bで示す圧縮応力によってGe中間層34を境
として互いに逆方向の矢印103.113で示す圧電分
極が生じる。
Thereafter, for example, AuZn and Ni are selectively deposited and an alloying heat treatment is performed to form an ohmic source electrode 84 and a drain electrode 94, thereby completing the structure. At this time, arrow 73-a
, 73-b causes piezoelectric polarizations shown by arrows 103 and 113 in opposite directions with the Ge intermediate layer 34 as a boundary.

第5図は、この実施例のゲート電極下におけるバンドの
様子を示す模式図である。価電子帯端V23は、表面側
の[111)積層AI’ 0.30a 0.7As層4
3の圧電分極が矢印103で示したように、p型チャネ
ル53の下側の圧電分極(矢印113で示す)と逆にな
っているので、図示のように、p型チャネルの上下で圧
電分極が同じ(゛矢印113で示す方向)もの(つまり
33,43を(111)積層Aj!、、3Ga5.7 
As層で置き換えたもの)の価電子帯端V13に比較し
て高くなシ、実効的なバリア層厚さ叡増加している。伝
導帯端C23も伝導帯端C13よシ価電子帯端同様高く
なる。又、第1図に示したものに比較するとヘテロ接合
になっている分だけキャリアのしみ出しは少なくなって
いる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the state of the band under the gate electrode of this example. The valence band edge V23 is the [111) laminated AI' 0.30a 0.7As layer 4 on the surface side.
As shown by arrow 103, the piezoelectric polarization of 3 is opposite to the piezoelectric polarization on the lower side of p-type channel 53 (indicated by arrow 113), so that piezoelectric polarization is caused above and below the p-type channel 53 as shown. are the same (direction shown by arrow 113) (that is, 33, 43 are (111) laminated Aj!, 3Ga5.7
The effective barrier layer thickness is higher than that of the valence band edge V13 (replaced with an As layer), and the effective barrier layer thickness is increased. The conduction band edge C23 is also higher than the conduction band edge C13, similar to the valence band edge. Moreover, compared to the one shown in FIG. 1, carrier seepage is reduced due to the heterojunction.

第6図は本願第4の発明の一実施例のMESFETを示
す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a MESFET according to an embodiment of the fourth invention of the present application.

温度550t″の半絶縁性(faAs(111)B面基
板(基板14)上に、As、Gaの順に交互に分子線エ
ピタキシー法で堆積して〔111〕積層GaAs層24
を5QQnm成長する。その上に連続的にGeの3原子
層からなるGe中間層34を成長し、次に■族元素(A
I、Ga ) 、A sの順に交互に堆積して〔111
〕積層AI O,3GaO,7As層44を20nmF
y、長する。なお、(111)積層GaA s層2.4
の上端から15nmにわたって例えばBeをドープして
p型チャネル54を形成する。さらに、スパッタ法およ
び反応性ドライエツチングによF) WNxからなるゲ
ート電極64を形成する。このとき、ゲート電極のスパ
ッタ条件(ガス圧力、スパッタ電力)としてゲート電極
端に矢印74−a、74−bで示すように引っ張り応力
が生じる条件を選択する。例えは、窒素分圧比α05の
アルゴンと窒素の混合ガス(圧力80mTorr )に
おいて300Wのスパッタ電力を加えて直流スパッタに
よりWNx膜を形成する。その後、例えばAuZnとN
iを選択的に被着し、合金化熱処理を行なってオーム性
のソース電極84、ドレイン電極94を形成して完成す
る。この時、引っ張り応力によってGe中間層34を境
として矢印104,114で示すように互いに逆方向の
圧電分極が生じる。
On a semi-insulating (faAs (111) B-plane substrate (substrate 14) at a temperature of 550 t'', As and Ga are alternately deposited in that order by molecular beam epitaxy to form a [111] laminated GaAs layer 24.
Grow 5QQnm. On top of this, a Ge intermediate layer 34 consisting of three atomic layers of Ge is continuously grown, and then a group Ⅰ element (A
[111
] Laminated AI O, 3GaO, 7As layer 44 with a thickness of 20 nmF
y, lengthen. In addition, (111) stacked GaAs layer 2.4
A p-type channel 54 is formed by doping, for example, Be with 15 nm from the upper end. Furthermore, a gate electrode 64 made of F) WNx is formed by sputtering and reactive dry etching. At this time, as the sputtering conditions (gas pressure, sputtering power) for the gate electrode, conditions are selected that generate tensile stress at the ends of the gate electrode as shown by arrows 74-a and 74-b. For example, a WNx film is formed by direct current sputtering in a mixed gas of argon and nitrogen (pressure: 80 mTorr) with a nitrogen partial pressure ratio α05 and a sputtering power of 300 W applied. Then, for example, AuZn and N
Then, an ohmic source electrode 84 and a drain electrode 94 are formed by selectively depositing the oxide and performing an alloying heat treatment. At this time, due to the tensile stress, piezoelectric polarization occurs in mutually opposite directions as shown by arrows 104 and 114 with the Ge intermediate layer 34 as a boundary.

ゲート電極下におゆるバンドの様子は第3の発明と同様
に第5図のようになシ、バリアの厚さが増加する。又、
第3図に示したものに比較すると、ヘテロ接合を使用し
ている分だけキャリアのにじみ出しは少なくなっている
Similar to the third invention, the appearance of the band below the gate electrode remains as shown in FIG. 5, and the thickness of the barrier increases. or,
Compared to the one shown in FIG. 3, carrier oozing is reduced due to the use of a heterojunction.

以上、ゲート電極によう応力を加える例について説明し
たが、8i0□膜などの絶縁膜を、第7図に示したのと
同様に、表面に堆積させることによって圧縮応力や引っ
張り応力を発生させることができる。例え11、sio
□膜の場合、低圧化学気相成長法でα1μmのSiO□
膜を形成した後、さらに、プラズマ化学気相成長法で1
μmの8i02膜を形成すると、3〜5X10  dy
ne/csL の圧縮応力を発生させることができる。
Although we have described an example of applying stress to the gate electrode above, it is also possible to generate compressive stress or tensile stress by depositing an insulating film such as an 8i0□ film on the surface, as shown in Figure 7. I can do it. Example 11, sio
□For the film, α1μm SiO□ is produced using low-pressure chemical vapor deposition method.
After forming the film, 1 layer is further deposited using plasma chemical vapor deposition method.
When 8i02 film of μm is formed, 3~5X10 dy
A compressive stress of ne/csL can be generated.

また、常圧化学気相成長法で1μ惰のSiO□膜を形成
した場合、lXl0  dyne/cmの引っ張り応力
を発生させることができる。
Furthermore, when a SiO□ film with a thickness of 1 μm is formed by atmospheric pressure chemical vapor deposition, a tensile stress of 1×10 dyne/cm can be generated.

以上、GaAs系のMESFETを例にとって説明した
が、本発aAはLfaAs系に限らすInP等の閃亜鉛
鉱型化合物半導体を用い九FETにも適用可能である。
Although the above description has been made using a GaAs-based MESFET as an example, the aA of the present invention is also applicable to a 9FET using a zinc blende compound semiconductor such as InP, which is not limited to an LfaAs-based MESFET.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本願第1の発明の電界効果トラン
ジスタにおいては、例えば本発明の実施例で示した場合
にはn型チャネルを挾んで基板側からは引っ張り応力に
よって(111)積層G a A s中に生じた圧電分
極と、ゲート電極側からは〔111〕積層GaA s中
に生じた逆方向の圧電分極によってチャネルへの電子の
閉じこめ効果が増大し、更にゲート電極側の圧電分極に
よって、実効的なバリアの厚さが増加し、トンネル電流
とショットキー効果による実効的なバリアハイドの低下
を防ぐ効果がある。このことは、集積度を向上する上で
、短チヤネル化に伴うキャリアのしみだしの増加による
短チヤネル効果の増大を防いで、電流駆動能力を増大さ
せることを可能とするとともに、ノイズマージンの劣化
を抑制する効果がある。
As explained above, in the field effect transistor of the first invention of the present application, for example, in the case shown in the embodiment of the present invention, the (111) stacked G a The electron confinement effect in the channel increases due to the piezoelectric polarization generated during s and the piezoelectric polarization in the opposite direction generated in the [111] stacked GaAs s from the gate electrode side, and furthermore, due to the piezoelectric polarization on the gate electrode side, The effective barrier thickness increases, which has the effect of preventing a decrease in the effective barrier hide due to tunnel current and Schottky effect. In order to improve the degree of integration, this makes it possible to prevent the short channel effect from increasing due to the increase in carrier seepage due to short channels, increase the current drive capability, and reduce the noise margin. It has the effect of suppressing

また、本願第2の発明の電界効果トランジスタにおいて
は、例えば本発明の実施例で示した場合にはn型チャネ
ルを挾んで基板側からは圧縮応力によって(111)積
層GaA s中に生じた圧電分極と、ゲート電極側から
は(111)積層G a A s中に生じた逆方向の圧
電分極によってチャネルへの電子の閉じこめ効果が増大
し、更にゲート電極側の圧電分極によって、実効的なバ
リアの厚さが増加し、トンネル電流とショットキー効果
による実効的なバリアハイドの低下を防ぐ効果がある。
In addition, in the field effect transistor of the second invention of the present application, for example, in the case shown in the embodiment of the present invention, a piezoelectric current generated in the (111) stacked GaAs from the substrate side due to compressive stress across the n-type channel. Polarization and piezoelectric polarization in the opposite direction generated in the (111) stacked Ga As from the gate electrode side increases the electron confinement effect in the channel, and furthermore, the piezoelectric polarization on the gate electrode side increases the effective barrier This increases the thickness of the barrier layer, which has the effect of preventing a decrease in the effective barrier hydride due to tunnel current and the Schottky effect.

このことは、本願第1の発明の電界効果トランジスタと
同様、集積度を向上する上で、短チヤネル化に伴うキャ
リアのしみだしの増加による短チヤネル効果の増大を防
いで、電流駆動能力を増大させることを可能とするとと
もに、ノイズマージンの劣化を抑制する効果をもたらす
Similar to the field effect transistor of the first invention of the present application, in order to improve the degree of integration, this prevents an increase in the short channel effect due to an increase in carrier seepage due to short channels, and increases the current drive capability. This has the effect of suppressing deterioration of the noise margin.

また、本願第3の電界効果トランジスタにおいては、例
えば実施例で示した場合にはp型チャネルを挾んで基板
側からは圧縮応力によって(111)積層GaA s中
に生じた圧電分極と、ゲート電極側からは(111)積
層AjxGa+−xAs中に生じた逆方向の圧電分極に
よってチャネルへの正孔の閉じこめ効果が増大し、更に
ゲート電極側の圧電分極によって、実効的なバリアの厚
さが増加し、トンネル電流とショットキー効果による実
効的なバリアハイドの低下を防ぐ効果がある。このこと
は、集積度を向上する上で、短チヤネル化に伴うキャリ
アのしみだしの増加による短チヤネル効果の増大を防い
で、電流駆動能力を増大させることを可能とするととも
に、ノイズマージンの劣化を抑制する効果がある。
In addition, in the third field effect transistor of the present application, for example, in the case shown in the embodiment, the piezoelectric polarization generated in the (111) stacked GaAs from the substrate side due to compressive stress across the p-type channel, and the gate electrode From the side, the piezoelectric polarization in the opposite direction that occurs in the (111) stacked AjxGa+-xAs increases the hole confinement effect in the channel, and furthermore, the piezoelectric polarization on the gate electrode side increases the effective barrier thickness. However, it has the effect of preventing a decrease in the effective barrier hydride due to tunnel current and the Schottky effect. In order to improve the degree of integration, this makes it possible to prevent the short channel effect from increasing due to the increase in carrier seepage due to short channels, increase the current drive capability, and reduce the noise margin. It has the effect of suppressing

また、本願第4の発明の電界効果トランジスタにおいて
は、例えば実施例で示した場合にはp型チャネルを挾ん
で基板側から引っ張り応力によって〔111〕積層G 
aA s中に生じた圧電分極と、ゲート電極側からは(
111)積層A/xGat−xAs中に生じた逆方向の
圧電分極によってチャネルへの正孔の閉じこめ効果が増
太し、更にゲート電極側の圧電分極によって、実効的な
バリアの厚さが増加し、トンネル電流とショットキー効
果による実効的なバリアハイドの低下を防ぐ効果がある
。このことは、集積度を向上する上で、短チヤネル化に
伴うキャリアのしみだしの増加による短チヤネル効果の
増大を防いで、電流駆動能力を増大させることを可能と
するとともに、ノイズマージンの劣化を抑制する効果が
ある。
Further, in the field effect transistor of the fourth invention of the present application, for example, in the case shown in the embodiment, [111] laminated G
The piezoelectric polarization generated during aA s and from the gate electrode side (
111) The piezoelectric polarization in the opposite direction that occurs in the stacked A/xGat-xAs increases the hole confinement effect in the channel, and furthermore, the piezoelectric polarization on the gate electrode side increases the effective barrier thickness. This has the effect of preventing a decrease in the effective barrier hydride due to tunnel current and the Schottky effect. In order to improve the degree of integration, this makes it possible to prevent the short channel effect from increasing due to the increase in carrier seepage due to short channels, increase the current drive capability, and reduce the noise margin. It has the effect of suppressing

さらに本発明の電界効果トランジスタの製造方法によれ
ば、以上述べた効果を有する本発明の電界効果トランジ
スタにおける結晶積層方向の反転した結晶製造を非極性
半導体を構成する■族生間層を用いて容易に安定して製
造することができるという効果がある。
Further, according to the method for manufacturing a field effect transistor of the present invention, crystals in which the crystal stacking direction is reversed in the field effect transistor of the present invention having the above-mentioned effects can be manufactured by using a group interlayer constituting a nonpolar semiconductor. It has the advantage that it can be easily and stably manufactured.

以上述べた本発明は、本項目で効果をしめしたG a 
A sの場合のみならず、InPなとのあらゆる閃亜鉛
鉱型の■−■族化合物半導体を用いた電界効果トランジ
スタにおいて効果があシ応用範囲が広い。
The present invention described above has G a
It is effective not only in the case of As, but also has a wide range of applications in field effect transistors using all zinc blende type ■-■ group compound semiconductors such as InP.

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

第1図は本願第1の発明の一実施例を示す断面図、第2
図は第1図に示した実施のバンド構造を示す模式図、第
3図は本願第2の発明の一実施例を示す断面図、第4図
は本願第3の発明の一実施例を示す断面図、第5図は第
4図に示した実施例のバンド構造を示す模式図、第6図
は本願第4の発明の一実施例を示す断面図、第7図は従
来例を示す断面図である。 10〜14・・・基板、21,42,23・・・(11
1)積層GaAs層、31,32,33,34 =−G
e中間層、41.22−(TTT”l積層GaAs層、
4a−(Tri)積層A I 6.30 a 6.1 
A s層、44・・−(111)積層Aj、3G a 
o、7A s層、50,51.53−n型チャネル、5
2.54・・・p型チャネル、60,61,62,63
.64・・・ゲート電極、71−a、71−b、74−
a、74−b −・・引っ張り応力を示す矢印、72−
a、72−b、 73−a。 73−b・・・圧縮応力を示す矢印、80,81,82
,83゜84・・・ソース電極、90,91,92,9
3.94・・・ドレイン電極、120・・・計型ンース
領域、130・・・n十型ドレイン領域、140−・・
S t Oz膜、C11゜C21,C13,C23・・
・伝導帯端、Vll、V21.V13゜V23・・・価
電子帯端。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the first invention of the present application, and FIG.
The figure is a schematic diagram showing the band structure of the embodiment shown in Fig. 1, Fig. 3 is a sectional view showing an embodiment of the second invention of the present application, and Fig. 4 shows an embodiment of the third invention of the present application. 5 is a schematic diagram showing the band structure of the embodiment shown in FIG. 4, FIG. 6 is a sectional view showing an embodiment of the fourth invention of the present application, and FIG. 7 is a sectional view showing a conventional example. It is a diagram. 10-14...Substrate, 21, 42, 23...(11
1) Laminated GaAs layer, 31, 32, 33, 34 = -G
e intermediate layer, 41.22-(TTT”l stacked GaAs layer,
4a-(Tri) Laminated AI 6.30 a 6.1
A s layer, 44...-(111) laminated Aj, 3G a
o, 7A s layer, 50, 51.53-n type channel, 5
2.54...p-type channel, 60, 61, 62, 63
.. 64... Gate electrode, 71-a, 71-b, 74-
a, 74-b ---arrow indicating tensile stress, 72-
a, 72-b, 73-a. 73-b...arrow indicating compressive stress, 80, 81, 82
, 83° 84...source electrode, 90, 91, 92, 9
3.94...Drain electrode, 120...Meter-shaped drain region, 130...N-type drain region, 140-...
S t Oz film, C11°C21, C13, C23...
・Conduction band edge, Vll, V21. V13°V23...Valence band edge.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基板上に閃亜鉛鉱型結晶を構成するIII−V族化合
物半導体のIII族原子層とV族原子層を〔111〕軸方
向に積層した第一の半導体層と、該第一の半導体層上に
該第一の半導体層と逆方向に積層した第二の半導体層を
設け、前記第一および第二の半導体層に引っ張り応力を
生ずる絶縁膜あるいはゲート電極を備え、前記第一及び
第二の半導体層間の界面とその近傍にn型チャネルを有
し、該n型チャネルに電気的に接続してなるソース電極
およびドレイン電極を有してなることを特徴とする電界
効果トランジスタ。 2 基板上に閃亜鉛鉱型結晶を構成するIII−V族化合
物半導体のIII族原子層とV族原子層を〔111〕軸方
向に積層した第一の半導体層と、該第一の半導体層上に
該第一の半導体層と逆方向に積層した第二の半導体層を
設け、前記第一および第二の半導体に圧縮応力を生ずる
絶縁膜あるいはゲート電極を備え、前記第一及び第二の
半導体層間の界面とその近傍にn型チャネルを有し、該
n型チャネルに電気的に接続してなるソース電極および
ドレイン電極を有してなることを特徴とする電界効果ト
ランジスタ。 3 基板上に閃亜鉛鉱型結晶を構成するIII−V族化合
物半導体のIII族原子層とV族原子層を〔111〕軸方
向に積層した第一の半導体層と、該第一の半導体層上に
該第一の半導体層と逆方向に積層した第二の半導体層を
設け、前記第一および第二の半導体に圧縮応力を生ずる
絶縁膜あるいはゲート電極を備え、前記第一及び第二の
半導体層間の界面とその近傍にp型チャネルを有し、該
p型チャネルに電気的に接続してなるソース電極および
ドレイン電極を有してなることを特徴とする電界効果ト
ランジスタ。 4 基板上に閃亜鉛鉱型結晶を構成するIII−V族化合
物半導体のIII族原子層とV族原子層を〔@1@@1@
@1@〕軸方向に積層した第一の半導体層と、該第一の
半導体層上に該第一の半導体層と逆方向に積層した第二
の半導体層を設け、前記第一および第二の半導体に引っ
張り応力を生ずる絶縁膜あるいはゲート電極を備え、前
記第一及び第二の半導体層間の界面とその近傍にp型チ
ャネルを有し、該p型チャネルに電気的に接続してなる
ソース電極およびドレイン電極を有してなることを特徴
とする電界効果トランジスタ。 5 基板上に閃亜鉛鉱型結晶を構成するIII−V族化合
物半導体のIII族原子層とV族原子層を〔111〕軸方
向あるいは〔111〕軸方向に積層して第一の半導体層
を形成する工程と、前記第一の半導体層上に、IV族原子
層を少なくとも一層積層する工程と、更に前記IV族原子
層上に前記第一の半導体層と逆方向に積層して第二の半
導体層を形成する工程と、前記第一及び第二の半導体層
の界面とその近傍に不純物を導入してn型チャネルある
いはp型チャネルを形成する工程と、前記第二の半導体
層上に前記第一および第二の半導体層に引っ張り応力あ
るいは圧縮応力を生ずる絶縁膜あるいはゲート電極を形
成する工程とを少なくとも含んでなることを特徴とする
電界効果トランジスタの製造方法。
[Claims] 1. A first semiconductor layer in which a group III atomic layer and a group V atomic layer of a III-V group compound semiconductor constituting a zincblende crystal are laminated in the [111] axis direction on a substrate; A second semiconductor layer is provided on the first semiconductor layer in a direction opposite to the first semiconductor layer, and an insulating film or a gate electrode is provided that generates tensile stress in the first and second semiconductor layers, An electric field characterized by having an n-type channel at and near the interface between the first and second semiconductor layers, and having a source electrode and a drain electrode electrically connected to the n-type channel. effect transistor. 2. A first semiconductor layer in which a group III atomic layer and a group V atomic layer of a group III-V compound semiconductor constituting a zincblende crystal are laminated in the [111] axis direction on a substrate, and the first semiconductor layer A second semiconductor layer stacked in the opposite direction to the first semiconductor layer is provided thereon, an insulating film or a gate electrode is provided that produces compressive stress on the first and second semiconductor layers, and A field effect transistor comprising an n-type channel at and near an interface between semiconductor layers, and a source electrode and a drain electrode electrically connected to the n-type channel. 3. A first semiconductor layer in which a group III atomic layer and a group V atomic layer of a III-V group compound semiconductor constituting a zincblende crystal are laminated in the [111] axis direction on a substrate, and the first semiconductor layer. A second semiconductor layer stacked in the opposite direction to the first semiconductor layer is provided thereon, an insulating film or a gate electrode is provided that produces compressive stress on the first and second semiconductor layers, and A field effect transistor comprising a p-type channel at and near an interface between semiconductor layers, and a source electrode and a drain electrode electrically connected to the p-type channel. 4 A group III atomic layer and a group V atomic layer of a III-V group compound semiconductor constituting a zincblende crystal are placed on a substrate [@1@@1@
@1@] A first semiconductor layer laminated in the axial direction, and a second semiconductor layer laminated in the opposite direction to the first semiconductor layer on the first semiconductor layer, a source comprising an insulating film or a gate electrode that produces tensile stress in the semiconductor, a p-type channel at and near the interface between the first and second semiconductor layers, and electrically connected to the p-type channel; A field effect transistor comprising an electrode and a drain electrode. 5 A first semiconductor layer is formed by laminating a group III atomic layer and a group V atomic layer of a III-V group compound semiconductor constituting a zincblende crystal on a substrate in the [111] axis direction or in the [111] axis direction. a step of laminating at least one group IV atomic layer on the first semiconductor layer; and a step of laminating at least one group IV atomic layer on the group IV atomic layer in the opposite direction to the first semiconductor layer. forming a semiconductor layer; forming an n-type channel or a p-type channel by introducing impurities into and near the interface between the first and second semiconductor layers; and forming a semiconductor layer on the second semiconductor layer. 1. A method for manufacturing a field effect transistor, comprising at least the step of forming an insulating film or a gate electrode that generates tensile stress or compressive stress in the first and second semiconductor layers.
JP2411390A 1990-02-01 1990-02-01 Field effect transistor and manufacture thereof Pending JPH03227530A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2411390A JPH03227530A (en) 1990-02-01 1990-02-01 Field effect transistor and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2411390A JPH03227530A (en) 1990-02-01 1990-02-01 Field effect transistor and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03227530A true JPH03227530A (en) 1991-10-08

Family

ID=12129275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2411390A Pending JPH03227530A (en) 1990-02-01 1990-02-01 Field effect transistor and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03227530A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6498359B2 (en) * 2000-05-22 2002-12-24 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. Field-effect transistor based on embedded cluster structures and process for its production

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6498359B2 (en) * 2000-05-22 2002-12-24 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. Field-effect transistor based on embedded cluster structures and process for its production
US6872625B2 (en) 2000-05-22 2005-03-29 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. Field-effect transistor based on embedded cluster structures and process for its production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3393602B2 (en) Semiconductor device
JP2000223697A (en) Heterojunction field effect transistor
JP4134575B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH1056168A (en) Field-effect transistor
JPH027532A (en) Laminated channel field effect transistor
JP3259106B2 (en) High electron mobility field effect semiconductor device
JPH08306909A (en) Ingaas field effect transistor
JP2758803B2 (en) Field effect transistor
JP2005005646A (en) Semiconductor device
JP2964637B2 (en) Field effect transistor
JPH03227530A (en) Field effect transistor and manufacture thereof
JP3094500B2 (en) Field effect transistor
JPH03145139A (en) Field-effect transistor and manufacture thereof
JPS6242569A (en) Field effect transistor
JP3237458B2 (en) Semiconductor wafer and semiconductor device
JPH01119065A (en) Iii-v compound semiconductor field-effect transistor
JP3119207B2 (en) Resonant tunnel transistor and method of manufacturing the same
JP2808671B2 (en) Field effect transistor
JP2687937B2 (en) Field effect transistor
JP2541280B2 (en) Semiconductor device
JP2616634B2 (en) Field effect transistor
JP2917719B2 (en) Field effect transistor
JP3127863B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH01124268A (en) Resonance tunneling barrier structure device
JPS6115375A (en) Hetero junction fet