JPH0418761A - 化合物半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH0418761A JPH0418761A JP12266990A JP12266990A JPH0418761A JP H0418761 A JPH0418761 A JP H0418761A JP 12266990 A JP12266990 A JP 12266990A JP 12266990 A JP12266990 A JP 12266990A JP H0418761 A JPH0418761 A JP H0418761A
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Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
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。
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−１−の利用分野］
本発明は、半導体電子デバイスに関し、特に化合物半導
体を基板とするＭＩＳ型電界効果トランジスタ（以下、
Ｍ Ｔ Ｓ ＦＥ Ｔと称する）およびその製造方法に
利用して好適な技術に関する。
体を基板とするＭＩＳ型電界効果トランジスタ（以下、
Ｍ Ｔ Ｓ ＦＥ Ｔと称する）およびその製造方法に
利用して好適な技術に関する。
［従来の技術］
ＧａＡｓ、ＩｎＰなとの化合物半導体は電子の移動度が
８１よりも高く、また耐放射線性、耐熱性などに優れ、
Ｓｌに代わる高周波、高速の′屯了−デバイス用基板と
して有望である。
８１よりも高く、また耐放射線性、耐熱性などに優れ、
Ｓｌに代わる高周波、高速の′屯了−デバイス用基板と
して有望である。
特にＧ ａ Ａ ｓにおいては、Ｇ ａ Ａ、 ｓ基板
の−Ｆ、（こアンドープＧａＡｓ層、ＡＱＧａＡｓ層を
設番またＨＥＭＴが実用化されている他、Ｉ ｎ Ｐに
おいてはＩ ｎ、 Ｇ ａ Ａ ｓ層の一ヒにＩｎＡＱ
Ａｓ層を設けたＨ Ｅ Ｍ Ｔの研究が盛んに行なわれ
ている。これら＋（ＹつＭ Ｔ構造の高速電子デバイス
では、Ｇａ Ａ ｓ系にあってはアンドープＣ； ａ、
Ａ ｓ層、ＩｎＰ系にあってはアンドープＩ ｎ Ｇ
ａ Ａ、 ｓ層に二次元型ｒ・を生成させることによ
り、高速化を図っている。
の−Ｆ、（こアンドープＧａＡｓ層、ＡＱＧａＡｓ層を
設番またＨＥＭＴが実用化されている他、Ｉ ｎ Ｐに
おいてはＩ ｎ、 Ｇ ａ Ａ ｓ層の一ヒにＩｎＡＱ
Ａｓ層を設けたＨ Ｅ Ｍ Ｔの研究が盛んに行なわれ
ている。これら＋（ＹつＭ Ｔ構造の高速電子デバイス
では、Ｇａ Ａ ｓ系にあってはアンドープＣ； ａ、
Ａ ｓ層、ＩｎＰ系にあってはアンドープＩ ｎ Ｇ
ａ Ａ、 ｓ層に二次元型ｒ・を生成させることによ
り、高速化を図っている。
すなわち、ＧａＡｓ系にあってはＡ Ｑ Ｇ ａ Ａ
ｓ層、ＩｎＰ系にあってはＩｎＡｌ１Ａｓ層のようなバ
ンドギャップの比較的大きな混晶半導体層を、イれぞれ
アンドープＧ ａ Ａ、 ｓ層、アンドープＩｎＧ ａ
Ａ ｓ層等の能動層の一■ユに、Ｍｌｌ沁ＭＯＣｖｌ
）などの気相成長法で形成させ、能動層のバンドの曲が
りを形成せしめ、これによって、ＡＱＧａＡｓ層、Ｉｎ
ＡＱＡｓ層から自由′市子を移動させ、高密度の２次元
電子を高バンドギャップ層と能動層の間に生成させ、こ
れをｆｆｌ Ｙ・が移動するヂャネル層とするものであ
った。
ｓ層、ＩｎＰ系にあってはＩｎＡｌ１Ａｓ層のようなバ
ンドギャップの比較的大きな混晶半導体層を、イれぞれ
アンドープＧ ａ Ａ、 ｓ層、アンドープＩｎＧ ａ
Ａ ｓ層等の能動層の一■ユに、Ｍｌｌ沁ＭＯＣｖｌ
）などの気相成長法で形成させ、能動層のバンドの曲が
りを形成せしめ、これによって、ＡＱＧａＡｓ層、Ｉｎ
ＡＱＡｓ層から自由′市子を移動させ、高密度の２次元
電子を高バンドギャップ層と能動層の間に生成させ、こ
れをｆｆｌ Ｙ・が移動するヂャネル層とするものであ
った。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、これら混晶系の電子デバイスは、Ｍ ＢＥやＭ
ＯＣＶＤといった制御性のあまり良くない気相成長法を
用いているため、均一性や再現性の点で高集積電子デバ
イスの製造に不向きである１−１気相成長法を用いてい
るため、エピタキシャル成長工程のコスＩ・か高くつく
なとの欠点があった。
ＯＣＶＤといった制御性のあまり良くない気相成長法を
用いているため、均一性や再現性の点で高集積電子デバ
イスの製造に不向きである１−１気相成長法を用いてい
るため、エピタキシャル成長工程のコスＩ・か高くつく
なとの欠点があった。
方、ＧａＡｓ、ＩｎＰを用いたＭ Ｉ Ｓ Ｆ Ｅ ’
ｒ。
ｒ。
Ｍ ＯＳ Ｆ Ｅ Ｔについて色々Ｅ）Ｆ’ｉυされて
ぎているものの、従来、ＧａＡｓについては浅いアクセ
プタである炭素、佛度が浅いドナー不純物濃度よりも大
きい拐料にあってＥＬ２という結晶固有の欠陥であるデ
ィープドナーで補償されるという機構で１′。
ぎているものの、従来、ＧａＡｓについては浅いアクセ
プタである炭素、佛度が浅いドナー不純物濃度よりも大
きい拐料にあってＥＬ２という結晶固有の欠陥であるデ
ィープドナーで補償されるという機構で１′。
絶縁性化さ才１だ基板しかなく、また、Ｉ ｎ Ｐ ｌ
ｉｔ、結晶については、ディープアクセプタとなるＦｅ
をド・−ピングし２てしか半絶縁性化できなかったため
に、いずれも実用可能な高速デバイスが実現されるには
至っていなかった。
ｉｔ、結晶については、ディープアクセプタとなるＦｅ
をド・−ピングし２てしか半絶縁性化できなかったため
に、いずれも実用可能な高速デバイスが実現されるには
至っていなかった。
本発明は１記のような背」大の土になされたもので、そ
の目的とするところは、コストの高い気相成長装置を用
いて混晶層を成長させることなく、Ｈｉ巳ｂＡＴと同程
度の高速性を有するＭ Ｉ Ｓ ｌこ１ス′１゛および
その！！８！遣方法を提供することにある。
の目的とするところは、コストの高い気相成長装置を用
いて混晶層を成長させることなく、Ｈｉ巳ｂＡＴと同程
度の高速性を有するＭ Ｉ Ｓ ｌこ１ス′１゛および
その！！８！遣方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
Ｉ ｎ Ｐ崖結晶は、通常残留不純物である浅いドナー
か残留不純物である浅いアクセプタよりも多いためアン
ドープ結晶はＩｆ型となる。そこで従来、電子デバイス
に用いる半絶縁性のＩ ｎ Ｐ単結晶としては、ディー
プアクセプタとなるＦｅをドープしたＴ’ ｅドープＩ
Ｉｉ Ｐか主として用いられている。
か残留不純物である浅いアクセプタよりも多いためアン
ドープ結晶はＩｆ型となる。そこで従来、電子デバイス
に用いる半絶縁性のＩ ｎ Ｐ単結晶としては、ディー
プアクセプタとなるＦｅをドープしたＴ’ ｅドープＩ
Ｉｉ Ｐか主として用いられている。
しかし７、Ｆ ｅの含有濃度が０ 、 ２ ｐｐｎｕｕ
以下であるＩ ｎ ｌ）単結晶は、抵抗率が１×１０″
Ω・Ｃ１ｎより低くなってしまい、半絶縁性が低下して
しまう。
以下であるＩ ｎ ｌ）単結晶は、抵抗率が１×１０″
Ω・Ｃ１ｎより低くなってしまい、半絶縁性が低下して
しまう。
これを１′絶縁性結晶とするためには、Ｆｅのドープ量
を−・定量（０，２ｐｐ匪）以上にしなければならなか
った。
を−・定量（０，２ｐｐ匪）以上にしなければならなか
った。
・般に、化合物半導体でＦｅ、Ｃｒ等の含有濃度が低く
なると抵抗率が下がってしまうのは、ドナーどなる不純
物がその水準まで残留不純物として結晶中に存在するた
めと考えられていた。ところが、本発明者等は、Ｉ ｒ
）Ｐ ！ｊｔ結晶の半絶縁性化の機構は、ドナーと深い
アクセプタによる補償のみでなく、さらに電気的に活性
な点欠陥も関与していると考え、鋭意研究の結果、リン
圧力下で結晶を熱処理することにより点欠陥の濃度を制
御することによって、従来に比し格段と低い深いアグセ
ブタ不純物濃度でも化合物半導体を半絶縁性化でき、し
かも移動度か低ドしないことを見い出した。
なると抵抗率が下がってしまうのは、ドナーどなる不純
物がその水準まで残留不純物として結晶中に存在するた
めと考えられていた。ところが、本発明者等は、Ｉ ｒ
）Ｐ ！ｊｔ結晶の半絶縁性化の機構は、ドナーと深い
アクセプタによる補償のみでなく、さらに電気的に活性
な点欠陥も関与していると考え、鋭意研究の結果、リン
圧力下で結晶を熱処理することにより点欠陥の濃度を制
御することによって、従来に比し格段と低い深いアグセ
ブタ不純物濃度でも化合物半導体を半絶縁性化でき、し
かも移動度か低ドしないことを見い出した。
すなわち、故意に不純物を添加することなく、かつ残留
不純物として存在するＦ ｅ 、 （”、、、 ｏまた
はＣｒのいずれか１種以」−の含有濃度の合泪が分析ド
限である０ 、 ０５ ｐｐｎｕｖ以下の１ｎＰ（ノ
ンドープＩｎＰ）単結晶と所定量のリンを、石英アンプ
ル内に配置して真空封入するとともに、石英アンプル内
を６ｋｇ ／ ｃｎｌ、 （絶対圧）を超えるリン蒸気
圧として石英アンプルを加熱することにより、抵抗率が
１ ｘ ｌ Ｏ”Ω−ｃｍ以Ｆ−で、移動度が３０００
ｃｎｔ／Ｎ、１・Ｓを超える半絶縁性Ｔ ｎ Ｐ単結晶
が得られるというものである。
不純物として存在するＦ ｅ 、 （”、、、 ｏまた
はＣｒのいずれか１種以」−の含有濃度の合泪が分析ド
限である０ 、 ０５ ｐｐｎｕｖ以下の１ｎＰ（ノ
ンドープＩｎＰ）単結晶と所定量のリンを、石英アンプ
ル内に配置して真空封入するとともに、石英アンプル内
を６ｋｇ ／ ｃｎｌ、 （絶対圧）を超えるリン蒸気
圧として石英アンプルを加熱することにより、抵抗率が
１ ｘ ｌ Ｏ”Ω−ｃｍ以Ｆ−で、移動度が３０００
ｃｎｔ／Ｎ、１・Ｓを超える半絶縁性Ｔ ｎ Ｐ単結晶
が得られるというものである。
本発明は上記知見に基づ′いてなされたもので、抵抗率
が１×１０“Ω・ｃｍ以上で、移動度が３０００ ｃ＋
＋ｔ ／ Ｉｆ−ｓを超える半絶縁性Ｔ ｎ Ｐ単結晶
基板上に絶縁膜を介してゲート電極を形成し、該電極の
両側の基板表面にソース、ドレイン領域を形成してなる
Ｍ Ｉ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔを提案するものである。
が１×１０“Ω・ｃｍ以上で、移動度が３０００ ｃ＋
＋ｔ ／ Ｉｆ−ｓを超える半絶縁性Ｔ ｎ Ｐ単結晶
基板上に絶縁膜を介してゲート電極を形成し、該電極の
両側の基板表面にソース、ドレイン領域を形成してなる
Ｍ Ｉ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔを提案するものである。
」―記の場合、好まし・くは、上記ＩｎＰ、ｌ結晶基板
を所定量のリンと酸素カスとともに真空アンプルに入れ
て加熱し、リン蒸気圧下で基板表面を酸化させることで
ゲート絶縁膜を形成する。
を所定量のリンと酸素カスとともに真空アンプルに入れ
て加熱し、リン蒸気圧下で基板表面を酸化させることで
ゲート絶縁膜を形成する。
［作用］
従来ＯＩＩ Ｅ Ｍ Ｔでは、高バンドギャップのＩｎ
、Ａ Ｑ、 Ａ ｓ層によって能動層たるアンドープＩ
ｎＧａＡｓ層内にバンドの曲がりを生ぜしめて能動層内
に高キャリア濃度のチャネル領域を形成させていた。こ
れに対し、この発明では混晶の代わりにバンドギャップ
の大きな熱酸化膜や３ｉＮｘ、８１０２等の１（！！縁
体を高バンドギャップ層とするとともに、能動層の代わ
りに移動度が３０００ｃｎ＋／■・Ｓを超えるＩｎＰ単
結晶基板そのものを用いるようにしている。
、Ａ Ｑ、 Ａ ｓ層によって能動層たるアンドープＩ
ｎＧａＡｓ層内にバンドの曲がりを生ぜしめて能動層内
に高キャリア濃度のチャネル領域を形成させていた。こ
れに対し、この発明では混晶の代わりにバンドギャップ
の大きな熱酸化膜や３ｉＮｘ、８１０２等の１（！！縁
体を高バンドギャップ層とするとともに、能動層の代わ
りに移動度が３０００ｃｎ＋／■・Ｓを超えるＩｎＰ単
結晶基板そのものを用いるようにしている。
従−つで、絶縁膜りのデーｌ−電極に市の電圧を印加し
たどき、第１図に示すように絶縁膜と基板の境界にバン
ドの曲がりが生じ、高電子密度のチャネルが形成される
。しかも基板が高純度で移動度が高いため、高速で電子
が移動可能な二次元′市子層が形成され、ＨＥ Ｍ Ｔ
と同程度に高速な電子デバイスが得られる。また、基板
内部は抵抗率１×１０″Ω・ｃｍ以Ｉ−の半絶縁性であ
るため、素子間の分離か容易で集積回路の形成にとって
好都合である。
たどき、第１図に示すように絶縁膜と基板の境界にバン
ドの曲がりが生じ、高電子密度のチャネルが形成される
。しかも基板が高純度で移動度が高いため、高速で電子
が移動可能な二次元′市子層が形成され、ＨＥ Ｍ Ｔ
と同程度に高速な電子デバイスが得られる。また、基板
内部は抵抗率１×１０″Ω・ｃｍ以Ｉ−の半絶縁性であ
るため、素子間の分離か容易で集積回路の形成にとって
好都合である。
さらに、リン蒸気圧下でＴｎＰ基板の表面を酸化させて
ゲート絶縁膜を形成するようにした場合、基板表面の不
純物が酸化膜中に取り込まれて界面準位密度が低ドし、
より高速な動作が可能となる。
ゲート絶縁膜を形成するようにした場合、基板表面の不
純物が酸化膜中に取り込まれて界面準位密度が低ドし、
より高速な動作が可能となる。
［実施例］
キャリア濃度１×１０”’ｔＪ″’の原料多結晶Ｉ ｎ
Ｐから液体封止チョクラルスキー法で引ト、げたＦｅ、
Ｃｏ、Ｃｒのいずれも分析下限（０，０５ｐｐｍｗ）以
下である直径２インチのノンドープｎ型の（１００）方
位１ｎＰ単結晶を引１−２げ軸と直交する方向に切断し
、切り出されたウェーハを有機洗浄後、クロームメタノ
ールでエツチングし、その後、酸化的ｎＩＪにＩｉ Ｆ
で洗浄した。
Ｐから液体封止チョクラルスキー法で引ト、げたＦｅ、
Ｃｏ、Ｃｒのいずれも分析下限（０，０５ｐｐｍｗ）以
下である直径２インチのノンドープｎ型の（１００）方
位１ｎＰ単結晶を引１−２げ軸と直交する方向に切断し
、切り出されたウェーハを有機洗浄後、クロームメタノ
ールでエツチングし、その後、酸化的ｎＩＪにＩｉ Ｆ
で洗浄した。
上記ノンドープＩ ｎ ’ｉ）ウェハ（薄板）を赤リン
とともに石英アンプル内にセットシ、石英アンプル内を
Ｉ Ｘ １０−’↑Ｏｒ ｒまで真空排気した後、酸水
素バーナーにより石英アンプルの開口部を封止した。
とともに石英アンプル内にセットシ、石英アンプル内を
Ｉ Ｘ １０−’↑Ｏｒ ｒまで真空排気した後、酸水
素バーナーにより石英アンプルの開口部を封止した。
、この際、赤リンの量は、石英アンプル内のリン蒸気圧
が熱処理温度で１５ｋｇ／ｃｎ＋ （絶対圧）となるよ
うに調整した、次に、この石英アンプルを横型加熱炉内
に設置し、熱処理温度９００℃で２０時間加熱保持した
後、冷却した。
が熱処理温度で１５ｋｇ／ｃｎ＋ （絶対圧）となるよ
うに調整した、次に、この石英アンプルを横型加熱炉内
に設置し、熱処理温度９００℃で２０時間加熱保持した
後、冷却した。
十記各実施例で得られたウェハについて、電気特性を調
べるためウェハの表面を５０ ｌ１ｍラッピングにより
除去した後、Ｖ ａ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｐ ａ ｕ
Ｗ法によって抵抗率おにび移動度を３００にでｓ＋ｑ定
した。その結果、ウェーハの抵抗率は１．５×１０゛Ω
−ｃｍ以」−で、移動度が４４００ｃｌ′Ｉｌ／Ｖ−８
であ）−）だ。
べるためウェハの表面を５０ ｌ１ｍラッピングにより
除去した後、Ｖ ａ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｐ ａ ｕ
Ｗ法によって抵抗率おにび移動度を３００にでｓ＋ｑ定
した。その結果、ウェーハの抵抗率は１．５×１０゛Ω
−ｃｍ以」−で、移動度が４４００ｃｌ′Ｉｌ／Ｖ−８
であ）−）だ。
次に、゛１′、絶縁性化された１−記Ｉ ｎ Ｐウェー
ハをリン酸系のエッチャントで１ｆｊｆ処理してから、
このＩｎＰウェーハを石英アンプル（１月こ、所定量の
り〉・とどもに入れ、真空にした後、室温で１．Ｏａｔ
。
ハをリン酸系のエッチャントで１ｆｊｆ処理してから、
このＩｎＰウェーハを石英アンプル（１月こ、所定量の
り〉・とどもに入れ、真空にした後、室温で１．Ｏａｔ
。
■１に相当する酸素ガスを導入してからアンプルを封１
１−シた。リンの量としては加熱時の圧力が０１９ａｔ
、ｍとなる量を決定し、入れておいた、リンおよび酸素
とウェーハを入れた［−記石英アンプルを、５０ Ｃ）
℃にて５時間加熱して、ウェーハ表面に熱酸化膜（Ｐ
ｘ Ｏｙ ）を形成さセた。アンプルを冷却した後、開
封し酸化膜の厚みを測定したところ約４００人であった
。
１−シた。リンの量としては加熱時の圧力が０１９ａｔ
、ｍとなる量を決定し、入れておいた、リンおよび酸素
とウェーハを入れた［−記石英アンプルを、５０ Ｃ）
℃にて５時間加熱して、ウェーハ表面に熱酸化膜（Ｐ
ｘ Ｏｙ ）を形成さセた。アンプルを冷却した後、開
封し酸化膜の厚みを測定したところ約４００人であった
。
次に、１−記熱酸化膜の１−から選択的イオン打込みで
ウェーハ表面にＳｉイオンを注入し、６２０℃で活性化
アニールを行なって、第２図に示すようにウェーハ１■
−にソース、ドレイン何１域となる対のｎ４コンタクト
層２ａ、２ｂを形成した。
ウェーハ表面にＳｉイオンを注入し、６２０℃で活性化
アニールを行なって、第２図に示すようにウェーハ１■
−にソース、ドレイン何１域となる対のｎ４コンタクト
層２ａ、２ｂを形成した。
ｎ＋コンタクト層２ａと２ｂの間隔は１μｍとした。
その後、ウェーハ１の表面の熱酸化膜こ３を選択的に穴
開〔づしてｎ＋コンタクト層２ａ、２ｂを露出させてか
らＡ ｕ ／ Ｇ ｅ層を蒸着してアニールし、パター
ニングを行なってソースおよびドレイン電４４１として
のオーミック電極４ａ、４ｂを形成した。
開〔づしてｎ＋コンタクト層２ａ、２ｂを露出させてか
らＡ ｕ ／ Ｇ ｅ層を蒸着してアニールし、パター
ニングを行なってソースおよびドレイン電４４１として
のオーミック電極４ａ、４ｂを形成した。
しかる後、アルミニウム層を２０００ 、への厚み（丁
蒸着し、パターニングを行なってＩＴ−１・電極５を形
成し、第２図に示ＴＭＩｓＦＥＴを作成した。
蒸着し、パターニングを行なってＩＴ−１・電極５を形
成し、第２図に示ＴＭＩｓＦＥＴを作成した。
得られたＦ ） ｉ’の特性を調べたところ、遮断周波
数ｆｒが３０ＭＨｚであり超高速デバイスであることが
確認された。
数ｆｒが３０ＭＨｚであり超高速デバイスであることが
確認された。
なお、上記実流側では、ゲート絶縁膜として熱酸化膜（
ｐ ｘ Ｏｙ ）を用いたが、熱酸化膜の代わりにスパ
ッタリング、プラズマＣＶ ｉ、）法等で形成したＳ
ｉ Ｎ ｘ膜やＳｉＯ□膜等を用いてもよい。
ｐ ｘ Ｏｙ ）を用いたが、熱酸化膜の代わりにスパ
ッタリング、プラズマＣＶ ｉ、）法等で形成したＳ
ｉ Ｎ ｘ膜やＳｉＯ□膜等を用いてもよい。
また、熱酸化により絶縁膜を形成するとウェーハ表面の
不純物が酸化膜中にゲッタリングされるので、熱酸化と
そのエツチング処理を数回繰り返すことで、ウェーハ表
面を高純度化させてからゲート絶縁膜を形成するように
してもよい。
不純物が酸化膜中にゲッタリングされるので、熱酸化と
そのエツチング処理を数回繰り返すことで、ウェーハ表
面を高純度化させてからゲート絶縁膜を形成するように
してもよい。
さらに、上記実施例では、ゲート絶縁膜形成後にｎ＋コ
ンタクト層を形成しているが、ｒ１＋コンタクト層を形
成した後でゲート絶縁膜を形成するようにしてもよい。
ンタクト層を形成しているが、ｒ１＋コンタクト層を形
成した後でゲート絶縁膜を形成するようにしてもよい。
［発明の効果］
以上のように、この発明は故意に不純物を添加すること
なく、かつ残留不純物として存在するＦｅ、Ｃｏまたは
Ｃｒのいずれか１種以十、の含有０度の合訓が０．Ｏ５
ｐｐｍ＋＋ｕ以１Ｚであり、かつ３００にでの抵抗率が
１×１０″Ω・Ｃｌ１１以トで、移動度が３０００ｃｍ
／ ％”ｓを超える半絶縁性１ ｎ Ｐ単結晶基板−１
−に絶縁膜を介してゲート電極を形成し、該電極の両側
の基板表面にソース、ド１ツイン＜１１域を形成してな
るので、絶縁膜−１−のゲート電極に正の電圧を印加し
たとき、絶縁膜と基板の境界にバンドの曲がりが生じ、
晶型ｒ密度のチャネルが形成される。しかも基板が高純
度で移動層が高いため、高速で電子が移動可能な二次元
電子層が形成され、ＨＥ Ｍ Ｔと同程度に高速な電子
デバイスか得られる。
なく、かつ残留不純物として存在するＦｅ、Ｃｏまたは
Ｃｒのいずれか１種以十、の含有０度の合訓が０．Ｏ５
ｐｐｍ＋＋ｕ以１Ｚであり、かつ３００にでの抵抗率が
１×１０″Ω・Ｃｌ１１以トで、移動度が３０００ｃｍ
／ ％”ｓを超える半絶縁性１ ｎ Ｐ単結晶基板−１
−に絶縁膜を介してゲート電極を形成し、該電極の両側
の基板表面にソース、ド１ツイン＜１１域を形成してな
るので、絶縁膜−１−のゲート電極に正の電圧を印加し
たとき、絶縁膜と基板の境界にバンドの曲がりが生じ、
晶型ｒ密度のチャネルが形成される。しかも基板が高純
度で移動層が高いため、高速で電子が移動可能な二次元
電子層が形成され、ＨＥ Ｍ Ｔと同程度に高速な電子
デバイスか得られる。
また、故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｔｕ以下である
Ｉ ｎ Ｐ単結晶基板を、６ ｋｇ／ ｃＡを超えるリ
ン蒸気圧雰囲気中で熱処理して半絶縁性化した後、該基
板を所定量のリンとともに石英アンプル中に入れて真空
にしてから酸素カスを導入してアンプルを月止し、この
アンプルを加熱して上記基板上に酸化膜を形成するよう
にしたので、基板表面の不純物が酸化膜中に取り込まれ
て界面準位密度が低下し、より高速な動作が可能な電子
デバイスが得られるという効果がある。
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｔｕ以下である
Ｉ ｎ Ｐ単結晶基板を、６ ｋｇ／ ｃＡを超えるリ
ン蒸気圧雰囲気中で熱処理して半絶縁性化した後、該基
板を所定量のリンとともに石英アンプル中に入れて真空
にしてから酸素カスを導入してアンプルを月止し、この
アンプルを加熱して上記基板上に酸化膜を形成するよう
にしたので、基板表面の不純物が酸化膜中に取り込まれ
て界面準位密度が低下し、より高速な動作が可能な電子
デバイスが得られるという効果がある。
第１図は本発明に係る半導体装置におけるＭＩＳ構造の
エネルギバンドを示す図、 第２図は本発明を適用して好適な半導体装置としてのＭ
ＴＳＦＥＴの一例を示す断面図である。 １・・・・半絶縁性基板、２ａ、２ｂ・・・・ｎ＋コン
タクトＭ（ソース、ドレイン領域）、３・ ・ゲート絶
縁膜、４ａ、４．ｂ・・・オーミック電極（ソース、ド
レイン電極）、５ ・・ゲート電極。 第１図 第２図 ｂ −テ続ネＬ１ｊ正−占 （ｒＩ発） １、事件の表示 平成２年特許願第１２２６６９号 ２、発明の名称 化合物半導体装置およびその製造方法 ３、補正をする者 事件との１Ｓｉｊ係 特ｄ１−出願人名称 日
本鉱業株式会社 ４、代理人 住 所 〒１６２ 東京都新宿区市谷本村町３番２０号 新盛堂ビル別館５階電話０３（２６９）２６１１６、補
止の内容 （１）特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 （２）明細書第１０頁第４行目および第１１頁第６行目
に「酸化膜（ＰｘＯｙ）を」とあるのを、それぞれ「酸
化膜を」と補正する。 ５、補＋Ｈの対象 （１）明細書の「特許請求の範囲」の欄２、特許請求の
範囲 （１）故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下であり、
かつ３００にでの抵抗率がｌＸｌ０°Ω’ｃｍ以上で、
移動度が３０００ｃｎｌ／Ｖ−ｓを超えるＴｎＰ単結晶
基板上に、絶縁膜を介してゲート電極が形成され、その
五皿夏基板表面にソース、ドレイン領域としての活性領
域が形成されてなることを特徴とする化合物半導体装置
。 （２）故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｔｕ以下である
ＩｎＰ単結晶基板を、６ ｋｇ／ｃｍを超えるリン蒸気
圧雰囲気中で熱処理して半絶縁性化する工程と、−Ｉ−
記基板を所定量のリンとともに石英アンプル中に入れて
真空にしてから、酸素ガスを導入してアンプルを封止し
、このアンプルを加熱して上記基板−１−に酸化膜を形
成する工程とを含むことを特徴とする化合物半導体装置
の製造方法。
エネルギバンドを示す図、 第２図は本発明を適用して好適な半導体装置としてのＭ
ＴＳＦＥＴの一例を示す断面図である。 １・・・・半絶縁性基板、２ａ、２ｂ・・・・ｎ＋コン
タクトＭ（ソース、ドレイン領域）、３・ ・ゲート絶
縁膜、４ａ、４．ｂ・・・オーミック電極（ソース、ド
レイン電極）、５ ・・ゲート電極。 第１図 第２図 ｂ −テ続ネＬ１ｊ正−占 （ｒＩ発） １、事件の表示 平成２年特許願第１２２６６９号 ２、発明の名称 化合物半導体装置およびその製造方法 ３、補正をする者 事件との１Ｓｉｊ係 特ｄ１−出願人名称 日
本鉱業株式会社 ４、代理人 住 所 〒１６２ 東京都新宿区市谷本村町３番２０号 新盛堂ビル別館５階電話０３（２６９）２６１１６、補
止の内容 （１）特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 （２）明細書第１０頁第４行目および第１１頁第６行目
に「酸化膜（ＰｘＯｙ）を」とあるのを、それぞれ「酸
化膜を」と補正する。 ５、補＋Ｈの対象 （１）明細書の「特許請求の範囲」の欄２、特許請求の
範囲 （１）故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下であり、
かつ３００にでの抵抗率がｌＸｌ０°Ω’ｃｍ以上で、
移動度が３０００ｃｎｌ／Ｖ−ｓを超えるＴｎＰ単結晶
基板上に、絶縁膜を介してゲート電極が形成され、その
五皿夏基板表面にソース、ドレイン領域としての活性領
域が形成されてなることを特徴とする化合物半導体装置
。 （２）故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｔｕ以下である
ＩｎＰ単結晶基板を、６ ｋｇ／ｃｍを超えるリン蒸気
圧雰囲気中で熱処理して半絶縁性化する工程と、−Ｉ−
記基板を所定量のリンとともに石英アンプル中に入れて
真空にしてから、酸素ガスを導入してアンプルを封止し
、このアンプルを加熱して上記基板−１−に酸化膜を形
成する工程とを含むことを特徴とする化合物半導体装置
の製造方法。
Claims (2)
- （１）故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下であり、
かつ３００Ｋでの抵抗率が１×１０＾６Ω・ｃｍ以上で
、移動度が３０００ｃｍ＾２／Ｖ・ｓを超えるＩｎＰ単
結晶基板上に、絶縁膜を介してゲート電極が形成され、
その両側方の基板表面にソース、ドレイン領域としての
活性領域が形成されてなることを特徴とする化合物半導
体装置。 - （２）故意に不純物を添加することなく、かつ残留不純
物として存在するＦｅ、ＣｏまたはＣｒのいずれか１種
以上の含有濃度の合計が０．０５ｐｐｍｗ以下であるＩ
ｎＰ単結晶基板を、６ｋｇ／ｃｍ＾２を超えるリン蒸気
圧雰囲気中で熱処理して半絶縁性化する工程と、上記基
板を所定量のリンとともに石英アンプル中に入れて真空
にしてから、酸素ガスを導入してアンプルを封止し、こ
のアンプルを加熱して上記基板上に酸化膜を形成する工
程とを含むことを特徴とする化合物半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12266990A JPH0418761A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 化合物半導体装置およびその製造方法 |
| US07/661,616 US5173127A (en) | 1990-03-02 | 1991-02-28 | Semi-insulating inp single crystals, semiconductor devices having substrates of the crystals and processes for producing the same |
| EP91301722A EP0455325B1 (en) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Single crystals of semi-insulating indium phosphide and processes for making them |
| DE69103464T DE69103464T2 (de) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Halbisolierende Indiumphosphid-Einkristalle und Verfahren zu ihrer Herstellung. |
| US07/943,686 US5254507A (en) | 1990-03-02 | 1992-09-11 | Semi-insulating InP single crystals, semiconductor devices having substrates of the crystals and processes for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12266990A JPH0418761A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 化合物半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0418761A true JPH0418761A (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=14841708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12266990A Pending JPH0418761A (ja) | 1990-03-02 | 1990-05-11 | 化合物半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0418761A (ja) |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP12266990A patent/JPH0418761A/ja active Pending
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