JPH0355853A

JPH0355853A - 高電子移動度電界効果トランジスタの製造方法

Info

Publication number: JPH0355853A
Application number: JP19187489A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kamata; 幹夫鎌田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1989-07-25
Publication date: 1991-03-11
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: JP2936586B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、高電子移動度電界効果トランジスタに係わる
。

〔発明の概要〕

本発明は、高電子移動度電界効果トランジスタに係わり
、絶縁性ないしは半絶縁性基体上に少くともチャンネル
層とバリア層とが順次積層され他と分離する島状動作領
域すなわちメサ状の動作領域と、これとは離間する他の
島状部とに差し渡ってゲート電極の延長部が平面的に架
橋するようにしてこのゲート電極の延長部がチャンネル
層の側面に沿って設けられることに・よる寄生ショット
キーの発生を回避する。

〔従来の技術］従来、２次元電子ガスチャンネルによる高電子移動度電
界効果トランジスタ、例えばＨＥＭＴにおいて、特にこ
れを回路素子とする集積回路においては、第１２図に示
すように絶縁性ないしは半絶縁性の基体（１）例えばＩ
ｎＰ基体上にチャンネル層例えばＧａｌｎＡｓあるいは
ＩｎＡｓよりなるチャンネル層（２）と例えばＡ７１ｎ
Ａ５より戒るバリア層（３）が積層されてメサエッチン
グによって島状の動作領域（４）が形威される。この島
状動作領域（４）の所定部には、ソース及びドレイン各
電極（６Ｓ）及び（６ｄ）がオーミックに設けられ、こ
れら電極（６ｓ）及び（６ｄ）間を横切ってバリア層（
３）に対してショットキー接合を形戊するショットキー
メタルによるゲート電極（７）が形威される。このゲー
ト電極（７）には、他との接続に供する延長部（７ａ）
がこの島状動作領域（４）より他の回路素子の島状動作
領域若しくは他との接続に供するパッド部を構威する他
の島状部（５）上に差し渡って設けられる。

この場合、島状動作領域（４）と他の島状部（５）とは
同工程のメサエッチングによって形威され、その後にゲ
ート電極（７）を形威することから、このゲート電極（
７）は島状動作領域（４）の側面に露出するチャンネル
層（２）の側面にも被着形或される。

一方、島状動作領域（４）においては、そのチャンネル
層（２）のバリア層（３）との界面にゲート電極（７）
への所定の印加電圧によってチャンネルすなわち２次元
電子ガス層チャンネルの形戒がなされるものであって、
これがためチャンネル層（２）のバンドギャップ幅はバ
リア層（３）におけるそれよりも小に選定された材料に
よって構威されることからこの側面にゲート電極（７）
が被着形或される場合、このチャンネル層（２）の側面
のゲート電極（７）との接触部に本来のショットキーゲ
ート部よりバリアが小さい寄生ショットキー接合が形威
されるという問題がある．〔発明が解決しようとする課題〕本発明は、上述したメサ型構威によって回路素子間分離
を行うようにした高電子移動度電界効果トランジスタに
おいての寄生シゴットキー接合の発生を回避することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図にその路線的拡大斜視図を示すように
、絶縁性ないしは半絶縁性基体（１）上に、少くともチ
ャンネル層（２）とバリア層（３）とが積層された島状
動作領域（４）と、これより離間して例えば他の回路素
子形威領域若しくはパッド部を構或する他の島状部（５
）とを設け、ゲート電極（７）の延長部（７ａ）を島状
部（５）に差し渡ってほぼ平面的にすなわちプレナー的
に設けて、その延長部（７ａ）に゛、このゲート電極（
７）が島状動作領域（４）の側面に露出するチャンネル
層（２）より離間して島状動作領域（４）と島状部（５
）とに差し渡る架橋部（７ａ　Ｉ）を設ける。

〔作用〕

上述の本発明構戒によれば、ゲート電極（７）より延長
部（７ａ）が島状動作領域（４）と離間した島状部（５
）上に差し渡って平面的に架橋するように設けてこれが
チャンネル層（２）の側面にすなわちチャンネル層（２
）自体に被着することを回避できることによって寄生シ
ョットキー接合の発生を回避できる。

〔実施例〕

本発明の一実施例をその製造方法と共に説明する。

まず、第２図にその一部を断面とする略線的拡大斜視図
を示すように、絶縁性ないしは半絶縁性の例えばＩｎＰ
よりなる基体（１）を設け、これの上に例えばｉｏｏｏ
入〜５０００人の厚さの例えばＧａｌｎＡｓよりなるチ
ャンネル層（２）と、さらにこれの上に例えば厚さ３０
０人のバリア層（３）とをそれぞれ順次エビタキシャル
威長ずる。そして、その所定部すなわちソース領域及び
ドレイン領域を形威する部分上に、ソース電極（６Ｓ）
及びドレイン電極（６ｄ）を被着する。

これらソース電極（６Ｓ）及びドレイン電極（６ｄ）は
例えばＡｕＧｅ層のアロイ層とこれの上にＡＵ層を形威
したＡｕＧｅ／Ａｕ層によって構或する。また、これら
間のゲート部に、すなわちソース及びドレイン各電極（
６Ｓ）及び（６ｄ〉間を横切って例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａ
ｕによるゲート電極（７）を形威し、これより例えばバ
ッド部を形威する延長部（７ａ）を有するパターンとす
る。

そして、これらソース電極（６Ｓ）及びゲート電極（６
ｄ）と両者間のゲート部を形或するゲート電極（７）と
のすなわち最終的に得る高電子移動度電界効果トランジ
スタを構威する動作領域部を覆って後述するエッチング
レジストとなるフォトレジスト等のレジスト（８）を周
知の技術例えばフォトレジストの全面塗布、パターン露
光及び現像処理によって形戒する。

そして、第３図に示すようにこのレジスト（８）とゲー
ト電極（７）の延長部（７ａ）をエッチングマスクとし
てこれらが被着されず外部に露呈するバリア層（３）と
その下のチャンネル層（２）とをメサエッチングする。

この場合、ゲート電極（７）の延長部（７ａ）には、ゲ
ート電極（７）側に、ゲート電極（７）と同程度に幅狭
例えばＩＩ！ｍ以下のチャンネル長に相当する幅の架橋
部（７ａ　＋　）を設けておく。そして、メサエッチン
グは等方性エッチングによって行う。このようにすると
、ゲート電極（７）の延長部（７ａ）とレジスト（８）
によって覆われている部分のバリア層（３）及びチャン
ネル層（２）のエッチングと同時にゲート電極（７）の
延長部（７）の幅狭架橋部（７ａ＋）下のバリア層（３
）及びチャンネル層（２）が等方性エッチングによる横
方向のエッチングの進行によってえぐりとられ、島状動
作領域（４）とこれと離間して他の島状部（５）とが分
離画威される。その後、レジスト（８）を除去すれば第
ｌ図で説明したゲート電極（７）の延長部（７ａ）が動
作領域（４）と島状部（５）とに差し渡ってほぼ平面的
に形威されて架橋する架橋部（７ａ，）が形威され、こ
のゲート電極（７）の延長部（７ａ）が鳥状のすなわち
メサ状の動作領域（４）の側面に露出するチャンネル層
（２）から離間するようになされた本発明による高電子
移動度電界効果トランジスタを得ることができる。

尚、上述した例においては、レジスト（８）とゲート電
極（７）とその延長部（７ａ）とによってメサエッチン
グのマスクを構戒するようにした場合であるが、メサエ
ッチングのエッチング液として例えばりん酸と過酸化水
素水と水とが３：１：５０の混合液を用いる場合、Ｔｉ
／Ｐｔ／Ａｕゲート電極（７）及びその延長部（７ａ）
の存在によって電池効果が生じ、バリア層（３）とチャ
ンネル層（２）とが異常に太き《サイドエッチングして
レジスト層（８）及びゲート電極（７）下に入り込んで
不必要なくびれを発生する恐れがある。

この場合には、メサエッチングすなわち島状動作領域（
４）と島状領域（５）の形戒前に、ゲート電極（７）及
びその延長部（７ａ）の形或を回避して、このゲート電
極（７）及び延長部（７ａ）と同パターンの絶縁層例え
ばＳｉＮを全面蒸着、フォトリソグラフィ等によって所
要のパターンに形成し、上述のメサエッチング後に、こ
の絶縁層を導電層と置換して電極（７）とその延長部（
７ａ）の形戒を行うようにすることもできる。

この場合の製造方法の一例を第４図ないし第１１図を参
照して説明する。各第４図〜第１１図の各Ａ図はそれぞ
れ各工程の路線的拡大平面図を示し、各Ｂ図は各Ａ図の
Ｂ−Ｂ線上の断面図を示す。まずこの場合においても基
体（１）上にはチャンネル層（２）とバリア層（３）と
が順次エビタキシャル威長される。そしてこれの上に第
４図に示すように、最終的に得る前述のゲート電極（７
）及びその延長端（７ａ）を含めたパターンをもって絶
縁層例えばＳｉＮよりなるダミーゲー｝　（１７）を、
例えば全面的ＣＶＤ（化学的気相戒長法）及びフォトリ
ソグラフィをもって所要のパターンに形成する。

次に第５図に示すように、最終的に前述の島状動作領域
（４）を構威する部分上にフォトレジスト等のエッチン
グレジスト（８）を同様に全面塗布、パターン露光及び
現象処理によって形戒する。

次に第６図に示すように、このレジスト（８）とダξ−
ゲー｝　（１７）とをエッチングマスクとしてこれらが
被覆されていないバリア層（３）とその下のチャンネル
層（２）を例えばりん酸と過酸化水素水と水との混合比
が３：１：５０のエッチング液を用いてメサエッチング
して島状動作領域（４）と島状部（５）とを形或する。

この場合、等方性エッチングによることによって最終的
に得る幅狭ゲート電極（７）の延長部（７ａ）の幅狭架
橋部（７ａ，）に相当する幅狭部分下においてエッチン
グが進行し、ここに空洞（１０）が生ずる。

その後、第７図に示すように、レジスト（８）を必要に
応じて一旦除去し、再びフォトレジスト（ｌ８）を空洞
（ｌＯ〉内を埋め込むように全面的に塗布する。

第８図に示すように、このフォトレジスト（１８）に対
してその表面よりエッチバックを行ってダミーゲート（
１７）の上面を露出する位置までエッチングを行う。

第９図に示すようにダミーゲート（１７）をエッチング
除去する。このようにすればこのダミーゲート（１７）
のパターンに応じた凹部（１１）がフォトレジスト（１
８）の上面に生ずる。

次に第１０図に示すように、フォトレジスト（１８）の
凹部（１１）内を含んで全面的に例えばＴｉ，　Ｐｔ及
びＡｕを順次蒸着して金属層（２７）を形或する。

その後、第１１図に示すようにレジスト（１８）を除去
する。このようにすれば、レジスト（１８）上に被着さ
れていたＴｉ，　Ｐｔ，　Ａｕ金属層（２７）が除去さ
れて凹部（１１）のパターンのゲート電極（７）及びそ
の延長部　（７ａ）が形威される。そしてそのゲート電
極（７）の延長部（７ａ〉の一部下に空洞（１０）が生
じた、すなわち動作領域（４）と島状部（５）とが画威
され、かつゲート電極（７）とその延長部（７ａ）がほ
ぼ一平面をなして島状動作領域（４）と島状部（５）に
差し渡る架橋部（７ａ＋）が形威される。

また、上述した例においては基体（１）がＩｎＰよりな
り、チャンネル層（２）がＧａｌｎＡｓである場合で、
バリア層がＡｆｉＨＡ５によって構威した場合であるが
、例えばＧ　ａ　ｋｌ　Ａ　ｓ系の構或をとって基体（
１）として半絶縁性のＧａＡｓを用い、チャンネル形成
領域としてＧａＡｓ＋バリア層としてｕＧａＡｓを用い
得るなど種々の材料構或をとることができる。

また、動作領域（４）と分離した島状領域（５）は、パ
ッド部を構或する場合に限られずこれが他の｝ＩＥＭＴ
等の回路素子の動作領域である場合に本発明を適用し得
るなど、上述の例に限られず、種々の変形変更を行うこ
とができる。

〔発明の効果〕

上述の本発明構或によれば、ゲート電極（７）よりの延
長部（７ａ）が鳥状動作領域（４）と、これと離間した
島状部（５）上に差し渡って平面的に架橋するように設
けてこれがチャンネル層（２）の側面にすなわちチャン
ネル層（２）自体に被着することを回避したことによっ
て寄生ショットキー接合の発生、したがってゲートリー
クの問題の解決をはかることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高電子移動度電界効果トランジス
タの一例の略線的拡大斜視図、第２図及び第３図はその
製造方法の一例の説明に供する各製造工程における略線
的拡大斜視図、第４図〜第１１図は他の例の製造工程図
で各Ａ図は各工程の要部の平面図、各Ｂ図は各Ａ図のＡ
−Ａ線上の断面図、第１２図は従来の高電子移動度電界
効果トランジスタの路線的拡大斜視図である。（１）は基体、（２）はチャンネル層、（３）はバリア
層、（４）は島状動作領域、（５）は他の島状部、（６
ｓ）及び（６ｄ）はソース及びドレイン電極、（７）は
ゲート電極、（７ａ）はその延長部である。代理人松隈秀盛弟１凶弟３凶手続補正書平底１年９月６日平威１年特許願第ｌ９１８７４号３．補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

　絶縁性ないしは半絶縁性基体上に、少くともチャンネ
ル層とこれに比しバンドキャップ幅が大なるバリア層と
が順次積層され他と分離する島状動作領域と、これとは
離間する他の島状部とを有し、上記島状動作領域上のゲ
ート電極の延長部が上記チャンネル層の側面から離間す
るようにほぼ平面的に該島状領域と上記他の島状部とに
差し渡って架橋する架橋部を有してなることを特徴とす
る高電子移動度電界効果トランジスタ。