JPH0360161A - Insulated gate type field effect transistor and its manufacture - Google Patents

Insulated gate type field effect transistor and its manufacture

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JPH0360161A
JPH0360161A JP19600589A JP19600589A JPH0360161A JP H0360161 A JPH0360161 A JP H0360161A JP 19600589 A JP19600589 A JP 19600589A JP 19600589 A JP19600589 A JP 19600589A JP H0360161 A JPH0360161 A JP H0360161A
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film
insulating film
layer
forming
active layer
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JP19600589A
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Japanese (ja)
Inventor
Chiharu Nozaki
野崎 千晴
Shigeru Yasuami
安阿弥 繁
Hiroshi Ishimura
石村 浩
Hirokuni Tokuda
徳田 博邦
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce current drift and obtain an InP MISFET of high performance, by constituting a gate insulating film of a compound film, and constituting only the operating layer side of an oxide film or a nitride film containing no silicon. CONSTITUTION:An N<+> type InP layer 2, as an operating layer, whose impurity concentration is 1.5X10<17>/cm<-3> is deposited on an InP substrate 1 by vapor phase epitaxy. On the surface of the layer 2, an AuGe/Ni layer is formed by vapor deposition method, and subjected to alloying process by heating; then source drain electrodes 3, 4 are formed by patterning. The substrate is transferred in a reaction vessel, and nitrogen (N2) radical and phosphine (PH3) are introduced, thereby depositing a P-N film as a gate insulating film. At this time, the substrate temperature is kept at 30 deg.C. Further, an aluminum film is vapor-deposited and patterned, thereby forming a gate electrode 6.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、絶縁ゲート型電界効果トランジスタおよびそ
の製造方法に係り、特に、動作層として燐化インジウム
層(InP)を用いた絶縁ゲート型電界効果トランジス
タのゲート絶縁膜の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an insulated gate field effect transistor and a method for manufacturing the same, and particularly relates to an insulated gate field effect transistor using an indium phosphide layer (InP) as an active layer. This invention relates to improvements in the gate insulating film of insulated gate field effect transistors.

(従来の技術) 従来、化合物半導体を用いた絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタ(MISFET)として、GaAs系の材料を
用いたものが最も精力的に研究開発されてきたが、近年
、更なる素子の高速化、高性能化を目指してInP系の
材料を用いたMISFETの研究が活発化してきている
(Prior art) Conventionally, insulated gate field effect transistors (MISFETs) using compound semiconductors have been most actively researched and developed using GaAs-based materials. Research on MISFETs using InP-based materials is becoming more active with the aim of improving the performance and performance of MISFETs.

InPは、GaAsに比べて電子飽和速度が大きく、ま
た熱伝導率が大きいことからGaAsを上まわる高周波
動作および高出力を得ることができる電子マイクロ波半
導体素子用材料として注目を集めている。
InP has a higher electron saturation velocity and higher thermal conductivity than GaAs, so it is attracting attention as a material for electronic microwave semiconductor devices that can obtain higher frequency operation and higher output than GaAs.

ところで、InPはGaAsのように逆方向リーク電流
が小さく良好なショットキ接合を形成することが困難で
あるため、電界効果トランジスタとしでは、ショットキ
接合をゲートとするMES型ではなく、金属/絶縁膜/
半導体接合をゲートとするMIS型FETの開発が進め
られてきた。
By the way, unlike GaAs, InP has a small reverse leakage current and it is difficult to form a good Schottky junction. Therefore, as a field effect transistor, instead of an MES type with a Schottky junction as a gate, a metal/insulating film/metal/insulating film/field effect transistor is used.
Development of MIS type FETs using semiconductor junctions as gates has been progressing.

しかしInPMISFETを実現するにあたって最も大
きな問題点の1つはドレイン電流が時間と共に変動する
いわゆる電流ドリフトが生じるこである。
However, one of the biggest problems in realizing an InPMISFET is that a so-called current drift occurs in which the drain current changes over time.

このような電流ドリフトの原因としては、絶縁膜とIn
Pとの界面に存在する界面準位への電子の充放電により
チャネルを走行する電子の密度が時間と共に変動するた
めと考えられている。
The cause of such current drift is that the insulating film and In
It is thought that this is because the density of electrons traveling through the channel changes over time due to charging and discharging of electrons to the interface state existing at the interface with P.

従って電流ドリフトを低減させるためには、絶縁膜とI
nPとの界面の界面準位密度を極力低減させる必要があ
る。
Therefore, in order to reduce current drift, it is necessary to
It is necessary to reduce the interface state density at the interface with nP as much as possible.

このため、従来、例えば熱酸化法、陽極酸化法、化学的
気相成長(CVD)法、光CVD法などの種々の絶縁膜
形成方法により、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜など
種々の絶縁膜の形成が試みられてきた。
For this reason, conventionally, various insulating film formation methods such as thermal oxidation, anodic oxidation, chemical vapor deposition (CVD), and photo-CVD have been used to form various insulating films such as silicon oxide films and silicon nitride films. attempts have been made to form

InPは2元化合物であり、かつ成分元素である燐の蒸
気圧が高いため、一般に400℃以上の温度で絶縁膜を
堆積しようとすると燐の解離が急速に進み、InP/絶
縁膜界面に欠陥が発生し、このことが高密度の界面準位
の生成につながるという報告がなされている。従って、
InP表面に良好な絶縁膜を形成するには、300℃以
下の低温で形成することが必要と考えられる。事実、低
温下での堆積が可能なCVD法により形成した酸化シリ
コン膜や窒化シリコン膜を用いて比較的良好な界面特性
を得ることができることが提案されている。
InP is a binary compound, and the vapor pressure of the component element phosphorus is high, so if an insulating film is deposited at a temperature of 400°C or higher, the phosphorus dissociates rapidly, causing defects at the InP/insulating film interface. It has been reported that this leads to the generation of high-density interface states. Therefore,
In order to form a good insulating film on the InP surface, it is considered necessary to form it at a low temperature of 300° C. or lower. In fact, it has been proposed that relatively good interface characteristics can be obtained using a silicon oxide film or a silicon nitride film formed by a CVD method that allows deposition at low temperatures.

さらに、最近では、より積極的に絶縁膜堆積中に燐を反
応容器に導入することにより、1nP基板からの燐の解
離を抑制することが可能であることが見出だされ、通常
のMISダイオードの容量−電圧特性から例えば界面準
位密度が5 X 10 ++。
Furthermore, it has recently been discovered that it is possible to suppress the dissociation of phosphorus from a 1nP substrate by more actively introducing phosphorus into the reaction vessel during the deposition of an insulating film. From the capacitance-voltage characteristics, for example, the interface state density is 5 x 10 ++.

/ cJ CV以下の良好な値が報告されている。Good values of / cJ CV or less have been reported.

しかし、この膜をゲート絶縁膜とするInPMISFE
Tを試作したところ、30分間でドレイン電流が約10
%変動し実用には供し得ないものであった。
However, InPMISFE using this film as the gate insulating film
When we made a prototype T, the drain current increased to about 10% in 30 minutes.
% fluctuation and could not be put to practical use.

このように界面準位密度が低減されたにもかかわらずM
ISFETでドレイン電流のドリフトは起っている。こ
の理由はまだ明確にはなっていないが、これは界面準位
を介しての電子の充放電の時定数が時定数が大きいもの
から小さいものまで広く分布しているためと推測される
。すなわち、7It流ドリフトに寄与する界面準位は、
その充放電の時定数が数秒〜数十秒と大きい準位である
が、これらの準位は上述した容量−電圧特性から観JI
IJされる準位に比べて時定数が大きすぎるために従来
の容量−電圧特性曲線から準位密度を見積もる方法では
算出されないと考えられる。
Even though the interface state density is reduced in this way, M
Drain current drift occurs in ISFETs. Although the reason for this is not yet clear, it is presumed that this is because the time constants for charging and discharging electrons via the interface states are widely distributed from large to small time constants. In other words, the interface states contributing to the 7It flow drift are:
These levels have a large charging/discharging time constant of several seconds to several tens of seconds, but these levels are
Since the time constant is too large compared to the level subjected to IJ, it is considered that the level density cannot be calculated by the conventional method of estimating the level density from the capacitance-voltage characteristic curve.

この観点からすると従来の容量−電圧特性は界面評価と
しては不満足であり、このためにInPMI 5FET
のドレイン電流ドリフトと絶縁膜/InPIn時性との
関係が不明確なままであったため、ドレイン電流ドリフ
トに対して有効な対策を見出だすことは出来なかった。
From this point of view, the conventional capacitance-voltage characteristics are unsatisfactory for interface evaluation, and for this reason, InPMI 5FET
Since the relationship between the drain current drift and the insulating film/InPIn characteristics remained unclear, it was not possible to find an effective countermeasure against the drain current drift.

(発明が解決しようとする課題) このように、従来のI n P M I S F E 
Tのドレイン電流ドリフトを解消することができず、こ
れがI n P M I S F E Tの実用化を阻
む問題となっていた。
(Problem to be solved by the invention) In this way, the conventional I n P M I S F E
It has not been possible to eliminate the drain current drift of T, and this has been a problem that has hindered the practical application of I n PMI S FET.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、電流ドリ
フトの低減をはかり高性能の1 n P M l5FE
Tを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and aims to reduce current drift and provide a high-performance 1 n P M 15 FE.
The purpose is to provide T.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) そこで本発明では、燐化インジウム層を動作層とする絶
縁ゲート型電界効果トランジスタにおいて、ゲート絶縁
膜と動作層との界面を形成するゲート絶縁膜を、構成元
素としてシリコンを含有しない酸化膜あるいは窒化膜で
構成するようにしている。
(Means for Solving the Problems) Therefore, in the present invention, in an insulated gate field effect transistor having an indium phosphide layer as an active layer, the gate insulating film forming the interface between the gate insulating film and the active layer is made of constituent elements. As such, it is made of an oxide film or a nitride film that does not contain silicon.

また、望ましくは、ゲート絶縁膜を複合膜で構成し、動
作層との界面を形成する動作層側のみ、構成元素として
シリコンを含有しない酸化膜あるいは窒化膜からなる絶
縁膜で構成する。
Preferably, the gate insulating film is made of a composite film, and only the active layer side that forms the interface with the active layer is made of an insulating film made of an oxide film or a nitride film that does not contain silicon as a constituent element.

また、本発明の方法では構成元素としてシリコンを含有
しない酸化膜あるいは窒化膜を基板温度250〜400
℃に維持しつつ堆積するようにしている。
In addition, in the method of the present invention, an oxide film or a nitride film that does not contain silicon as a constituent element is heated at a substrate temperature of 250 to 400
The temperature is maintained at ℃ while depositing.

また、本発明の方法では構成元素としてシリコンを含有
しない酸化膜あるいは窒化膜を堆積した後、250〜4
00℃の加熱処理工程を付加するようにしている。
In addition, in the method of the present invention, after depositing an oxide film or nitride film that does not contain silicon as a constituent element,
A heat treatment process at 00°C is added.

(作用) 本発明者らは、種々の実験の結果、電流ドリフトが大き
いトランジスタは、ゲート絶縁膜と動作層との界面の絶
縁物側に結晶性突起物が形成されていることを発見し、
これが電流ドリフトの原因ではないかという推測を立て
た。
(Function) As a result of various experiments, the present inventors discovered that in transistors with large current drift, crystalline protrusions are formed on the insulating material side of the interface between the gate insulating film and the active layer.
We hypothesized that this may be the cause of current drift.

そこで、研究を重ねた結果、ゲート絶縁膜をシリコンを
含有しない酸化膜あるいは窒化膜で構成することにより
、ゲート絶縁膜と動作層との界面が結晶性突起物のない
平滑な界面を構成し、電流ドリフトのない表面を得るこ
とができることを発見した。
As a result of repeated research, we have found that by forming the gate insulating film with an oxide film or nitride film that does not contain silicon, the interface between the gate insulating film and the active layer forms a smooth interface without crystalline protrusions. We discovered that it is possible to obtain a surface without current drift.

この結果を考察してみると次のように考えられる。Considering this result, we can think of the following.

例えば、CVD法により酸化シリコン膜をIn2表面に
堆積する場合、In2表面にはまず自然酸化膜であるI
nPO4層と、この上にIn2Q3層が生成されている
。この状態でシリコン原子が存在すると、反応の初期に
おいてはシリコンがInPO4層やこの上のI n20
3層中の酸素と反応し、酸化シリコンとなり、界面には
InやPが残される。そしてこの上に酸化シリコン層が
形成されるが、Inは酸化膜中を拡散する性質を持つた
め、酸化シリコン層中に拡散していく。一方、Pは界面
に残留して、InP基板結晶を核とした固相成長が起り
、Pを構成元素とする結晶性突起を形成するものと考え
られる。
For example, when depositing a silicon oxide film on the In2 surface by the CVD method, first a natural oxide film of I
An nPO4 layer and an In2Q3 layer are formed thereon. If silicon atoms exist in this state, silicon will form the InPO4 layer and the In20 layer above it at the beginning of the reaction.
It reacts with oxygen in the three layers to form silicon oxide, leaving In and P at the interface. A silicon oxide layer is then formed on this, and since In has the property of diffusing in the oxide film, it diffuses into the silicon oxide layer. On the other hand, it is thought that P remains at the interface and solid-phase growth occurs with the InP substrate crystal as a core, forming crystalline protrusions containing P as a constituent element.

そこで、構成元素としてシリコンを含有しない絶縁膜を
用いるようにすることにより、自然酸化膜の還元を防止
することができ、結晶性突起の生成を防止することがで
きるものと考えられる。
Therefore, it is considered that by using an insulating film that does not contain silicon as a constituent element, it is possible to prevent the natural oxide film from being reduced and to prevent the formation of crystalline protrusions.

また、ゲート絶縁膜を複合膜で構成し、動作層との界面
を形成する動作層側のみ、構成元素としてシリコンを含
有しない酸化膜あるいは窒化膜からなる絶縁膜で構成す
ることによっても、良好な界面を形成することができる
一方、ゲート電極側のゲート絶縁膜は自由に材料選択を
行うことができる。
In addition, good performance can also be achieved by configuring the gate insulating film as a composite film, and configuring only the active layer side that forms the interface with the active layer with an insulating film made of an oxide film or nitride film that does not contain silicon as a constituent element. While an interface can be formed, the material for the gate insulating film on the gate electrode side can be freely selected.

なお、望ましくは、ゲート絶縁膜としてシリコンを含有
しない酸化膜あるいは窒化膜を堆積するに際し、堆積時
あるいは堆積後に250〜400℃の熱処理を行うこと
により、極めて良好な界面を得ることができた。
Preferably, when depositing an oxide film or nitride film that does not contain silicon as the gate insulating film, an extremely good interface could be obtained by performing heat treatment at 250 to 400° C. during or after the deposition.

ここで、250℃以下では界面の凹凸が大きくなり、一
方400℃以上では膜質の劣化を生じる上、InPの解
離が激しくなって良好な界面を得るのは困難となる。
Here, below 250° C., the unevenness of the interface becomes large, while above 400° C., the film quality deteriorates and the dissociation of InP becomes severe, making it difficult to obtain a good interface.

また、250℃以下で堆積して、界面に多数の凹凸を有
しているものも、後の熱処理によってこの凹凸が消失し
、良好な界面を形成することが可能となる。
Furthermore, even if the material is deposited at 250° C. or lower and has many irregularities at the interface, the irregularities disappear by subsequent heat treatment, making it possible to form a good interface.

さらに望ましくは、この温度は300℃〜400℃とす
る。
More preferably, this temperature is between 300°C and 400°C.

(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明実施例のI n P M I S F
 E Tを示す断面図である。
FIG. 1 shows an example of the present invention
It is a sectional view showing ET.

このI n P M I S F E Tはゲート絶縁
膜5として窒化燐(P N)を用いたことを特徴とする
ものである。
This InPMISFET is characterized in that phosphorous nitride (PN) is used as the gate insulating film 5.

すなっわち、InPMISFETは、半絶縁性のInP
基板1上に積層された動作層としての膜厚0.2μm不
純物濃度1 、 5 X 1017/cm−3のn串型
InP層2と、この表面に離間して配設されたソース・
ドレイン電極3,4としてのAuGe / N i層と
、これらソース・ドレイン電極3゜4の間に膜厚600
AのPN層からなるゲート絶縁膜5を介して形成された
アルミニウム(Al)層からなるゲート電極6とから構
成きれている。
In other words, InPMISFET is a semi-insulating InP
An n-shaped InP layer 2 with a film thickness of 0.2 μm and an impurity concentration of 1.5×10 17 /cm −3 is laminated on the substrate 1 as an active layer, and a source layer 2 is arranged at a distance on this surface.
There is a film thickness of 600 mm between the AuGe/Ni layer as the drain electrodes 3 and 4 and these source/drain electrodes 3°4.
It consists of a gate electrode 6 made of an aluminum (Al) layer formed through a gate insulating film 5 made of a PN layer of A.

次にこのInPMISFETの製造方法について説明す
る。
Next, a method for manufacturing this InPMISFET will be explained.

まず、InP基板1上に、気相エピタキシャル成長法に
より動作層としての膜厚0,2μm不純物濃度1.5×
10177cIll−3のn串型InP層2を堆積する
First, an active layer with a film thickness of 0.2 μm and an impurity concentration of 1.5× is formed on an InP substrate 1 by vapor phase epitaxial growth.
An n-shaped InP layer 2 of 10177cIll-3 is deposited.

この後、このn串型InP層2の表面に、蒸着法により
A u G e / N i層を形成し、加熱して合金
化処理を施したのち、フォトリソ法によりこれをパター
ニングしソース・ドレイン電極3.4を形成する。
Thereafter, an AuGe/Ni layer is formed on the surface of this n-skewer type InP layer 2 by vapor deposition, heated and alloyed, and then patterned by photolithography to form source and drain layers. Form electrode 3.4.

さらにこの基板を反応容器に移し、この反応容器中に窒
素(N2)ラジカルおよびフォスフイン(PH3)を導
入しゲート絶縁膜として膜厚60〇へのPN膜を堆積し
た。このとき基板温度は30℃に維持するようにした。
Further, this substrate was transferred to a reaction vessel, nitrogen (N2) radicals and phosphine (PH3) were introduced into the reaction vessel, and a PN film was deposited to a thickness of 600 mm as a gate insulating film. At this time, the substrate temperature was maintained at 30°C.

この後、さらにアルミニウム膜を蒸着し、フォトリソ法
によりこれをパターニングし、ゲート電極6を形成する
Thereafter, an aluminum film is further deposited and patterned by photolithography to form the gate electrode 6.

このようにして形成されたInPMISFETのn串型
InP層2とゲート絶縁膜5としてのPN層との界面を
原子オーダーで測定した結果、第2図に示すように平滑
な界面が得られていることがわかる。
As a result of measuring the interface between the n-shaped InP layer 2 of the InPMISFET thus formed and the PN layer serving as the gate insulating film 5 on an atomic scale, a smooth interface was obtained as shown in FIG. I understand that.

比較のために、第5図に、n生型InP層と酸化シリコ
ン層との界面の状態を示す。ここでは、界面に結晶性突
起が多数形成されており凹凸の激しい膜となっているこ
とが分かる。第2図と第5図との比較からも、本発明実
施例のI n P M I 5FETのゲート絶縁膜と
動作層との界面は極めて平滑で優れたものとなっている
ことが分かる。
For comparison, FIG. 5 shows the state of the interface between the n-type InP layer and the silicon oxide layer. Here, it can be seen that many crystalline protrusions are formed at the interface, resulting in a highly uneven film. A comparison between FIG. 2 and FIG. 5 also shows that the interface between the gate insulating film and the active layer of the InPMI 5FET according to the example of the present invention is extremely smooth and excellent.

さらに、このInPMISFETのドレイン電流ドリフ
トを測定した結果、第3図に曲線aで示すように、測定
時間30分にわたり電流の変化は3%以内であった。こ
こでソース・ドレイン電極間電圧は5vとし、ゲート・
ドレイン電極間電圧を時間t−Qで、0から一4vに変
化させた場合のドレイン電流の時間変化をドレイン電流
の初期値で正規化したものである。
Furthermore, as a result of measuring the drain current drift of this InPMISFET, as shown by curve a in FIG. 3, the change in current was within 3% over a measurement time of 30 minutes. Here, the voltage between the source and drain electrodes is 5V, and the voltage between the gate and drain electrodes is 5V.
The time change in the drain current when the voltage between the drain electrodes is changed from 0 to -4V at time tQ is normalized by the initial value of the drain current.

また比較のために、ゲート絶縁膜を酸化シリコン膜で構
成し、他の構成は第1図に示したInPMISFETに
ついて同様の測定を行った結果を第3図に曲線すで示す
。この場合、30分で9%のドリフトが生じている。
For comparison, FIG. 3 shows the curves obtained by performing similar measurements on an InPMISFET in which the gate insulating film was made of a silicon oxide film and other configurations were shown in FIG. In this case, a 9% drift occurs in 30 minutes.

これらの比較からも、本発明実施例のInPMI 5F
ETによれば電流ドリフトが大幅に低減されていること
が分かる。
From these comparisons, it is clear that InPMI 5F of the present invention example
According to ET, it can be seen that current drift is significantly reduced.

なお、前記実施例ではPN層の形成に際し、基板温度を
300℃にしたが、室温での堆積の後、250〜400
℃でアニールすることにより、室温での堆積でも十分な
界面特性を得ることができる。
In the above example, the substrate temperature was set at 300°C when forming the PN layer, but after the deposition at room temperature, the temperature was set at 250-400°C.
By annealing at .degree. C., sufficient interfacial properties can be obtained even during deposition at room temperature.

また、前記実施例では、ゲート絶縁膜をPN層1層で構
成したが、第2の実施例として、第4図に示すように、
100八程度のPN層5aを形成した後この上に300
人程度の窒化シリコン膜5bを形成し2層構造とするな
ど、複合膜で構成しても良い。このとき、第2のゲート
絶縁膜としては、窒化シリコン膜に限定されることなく
必要に応じて適宜選択可能、である。なお、他部につい
ては、前記第1の実施例と全く同様に形成した。なお同
一部位には同一符号を付した。
Further, in the above embodiment, the gate insulating film was composed of a single PN layer, but as a second embodiment, as shown in FIG.
After forming a PN layer 5a of about 100%, a layer of 300%
A composite film may be used, such as forming a silicon nitride film 5b as thick as a human being to have a two-layer structure. At this time, the second gate insulating film is not limited to a silicon nitride film, and can be selected as appropriate as necessary. Note that other parts were formed in exactly the same manner as in the first embodiment. Note that the same parts are given the same symbols.

さらに、前記実施例ではゲート絶縁膜をPN層で形成し
たが、I nPxoy、A I203など、シリコンを
含まない他の酸化物あるいは窒化物を用いても同様の効
果を得ることができる。
Furthermore, although the gate insulating film is formed of a PN layer in the above embodiment, similar effects can be obtained by using other oxides or nitrides that do not contain silicon, such as InPxoy or AI203.

さらに、不純物としてのシリコンは0.01%以下であ
れば、第5図に示したような突起物は形成されることな
く、良好な界面を得ることがてきた。
Furthermore, if the amount of silicon as an impurity is 0.01% or less, a good interface can be obtained without forming protrusions as shown in FIG.

加えて、I n P M I S F E Tの他、I
 nGaPMISFET、InAsPMISFET等I
nP系の絶縁ゲート型電界効果トランジスタに適用可能
である。
In addition, in addition to I n P M I S F E T
nGaPMISFET, InAsPMISFET, etc. I
It is applicable to nP-based insulated gate field effect transistors.

加えて、その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することが可能である。
In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.

〔効果〕〔effect〕

以上説明してきたように、本発明によれば、ゲト絶縁膜
と動作層との界面をシリコンを含有しない酸化膜あるい
は窒化膜で溝底することにより、電流ドリフトがなく特
性の良好なI n P M I S FETを得ること
が可能となる。
As explained above, according to the present invention, by forming the groove bottom of the interface between the gate insulating film and the active layer with an oxide film or nitride film that does not contain silicon, an I n P film with good characteristics and no current drift is formed. It becomes possible to obtain an MI S FET.

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

第1図は本発明実施例のI n P M I S F 
E Tを示す断面図、第2図は同1 n P M I 
S F E TのPN / I n P界面の格子像を
示す図、第3図は本発明実施例のI n P M I 
S F E Tと従来例のInPMISFETのゲート
電流の時間変化を示す比較図、第4図は本発明の第2の
実施例のI n P M l5FETを示す図、第5図
は従来例の酸化シリコンとInP界面の格子像を示す図
である。 1・・・半絶縁性1nP基板、2・・・n中型InP層
、3・・・ドレイン電極、4・・・ソース電極、5・・
・ゲート絶縁膜(PN層)、6・・・ゲート電極、5a
・・・第1のゲート絶縁膜(PN層)、5b・・・第2
のゲート絶縁膜(窒化シリコン層)。 第1図 第2図 −−1− 第3図 第5図
FIG. 1 shows an example of the present invention.
A cross-sectional view showing E T, FIG. 2 is the same 1 n P M I
A diagram showing a lattice image of the PN/I n P interface of S F ET, FIG.
A comparison diagram showing the time change of the gate current of SFET and a conventional InPMISFET. FIG. 4 is a diagram showing the InPMISFET of the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the gate current of the conventional InPMISFET. FIG. 3 is a diagram showing a lattice image of a silicon-InP interface. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Semi-insulating 1nP substrate, 2...N medium-sized InP layer, 3...Drain electrode, 4...Source electrode, 5...
・Gate insulating film (PN layer), 6...gate electrode, 5a
...first gate insulating film (PN layer), 5b...second
gate insulating film (silicon nitride layer). Figure 1 Figure 2--1- Figure 3 Figure 5

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)燐化インジウムを主成分とする層を動作層とする
絶縁ゲート型電界効果トランジスタにおいて、 ゲート絶縁膜と動作層との界面を形成する絶縁膜が、構
成元素としてシリコンを含有しない酸化膜あるいは窒化
膜であ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。
(1) In an insulated gate field effect transistor whose active layer is a layer mainly composed of indium phosphide, the insulating film forming the interface between the gate insulating film and the active layer is an oxide film that does not contain silicon as a constituent element. Or an insulated gate field effect transistor characterized by a nitride film.
(2)半絶縁性基板上に燐化インジウムを主成分とする
動作層を形成する動作層形成工程と、動作層上の所定の
領域にソース・ドレイン 電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、構成
元素としてシリコンを含有しない酸化 膜あるいは窒化膜を基板温度を250℃〜400℃に維
持しつつ堆積するゲート絶縁膜形成工程と、前記ゲート
絶縁膜上にゲート電極を形成す るゲート電極形成工程とを具備したことを特徴とする絶
縁ゲート型電界効果トランジスタの製造方法。
(2) An active layer forming step in which an active layer containing indium phosphide as a main component is formed on a semi-insulating substrate, and a source/drain electrode forming step in which source/drain electrodes are formed in predetermined regions on the active layer. , a gate insulating film forming step of depositing an oxide film or nitride film that does not contain silicon as a constituent element while maintaining the substrate temperature at 250°C to 400°C, and a gate electrode forming step of forming a gate electrode on the gate insulating film. A method for manufacturing an insulated gate field effect transistor, comprising:
(3)半絶縁性基板上に燐化インジウムを主成分とする
動作層を形成する動作層形成工程と、動作層上の所定の
領域にソース・ドレイン 電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程と、構成
元素としてシリコンを含有しない酸化 膜あるいは窒化膜を堆積するゲート絶縁膜形成工程と、 前記基板を250℃〜400℃に加熱する 加熱工程と、 前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成す るゲート電極形成工程とを具備したことを特徴とする絶
縁ゲート型電界効果トランジスタの製造方法。
(3) An active layer forming step of forming an active layer mainly composed of indium phosphide on a semi-insulating substrate, and a source/drain electrode forming process of forming source/drain electrodes in predetermined regions on the active layer. , a gate insulating film forming step of depositing an oxide film or nitride film that does not contain silicon as a constituent element; a heating step of heating the substrate to 250°C to 400°C; and a gate forming step of forming a gate electrode on the gate insulating film. 1. A method for manufacturing an insulated gate field effect transistor, comprising the step of forming an electrode.
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