JPH04252035A - Field-effect transistor - Google Patents
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は電界効果トランジスタに
関し、特にくし形のゲート電極を備えた電界効果トラン
ジスタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to field effect transistors, and more particularly to field effect transistors with comb-shaped gate electrodes.
【0002】0002
【従来の技術】図20は従来のくし形ゲート電極を備え
た電界効果トランジスタ(以下、くし形FETという。
)の表面のパターンを示し、また、図21は図20にお
けるA−A線断面図である。20 shows a surface pattern of a conventional field effect transistor (hereinafter referred to as a comb FET) having a comb-shaped gate electrode, and FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line A--A in FIG. 20. It is.
【0003】これらの図から明らかなようにソース電極
(S)及びドレイン電極(D)がゲート電極(G)を挟
んで交互に配置されている。As is clear from these figures, source electrodes (S) and drain electrodes (D) are alternately arranged with a gate electrode (G) in between.
【0004】ところで、この種のくし形FETには、一
般的にソース抵抗が小であること、及び、ドレイン耐圧
が大であることが要求される。By the way, this type of comb FET is generally required to have a low source resistance and a high drain breakdown voltage.
【0005】この要求を満足するものとして図22に示
す如く、リセスを形成し、このリセスのソース電極寄り
にゲート電極を形成する構造(非対称リセス構造)が提
案されている。この種の技術は、例えば、信学技報
ED84−58に詳しい。In order to satisfy this requirement, a structure (asymmetric recess structure) has been proposed in which a recess is formed and a gate electrode is formed near the source electrode of this recess, as shown in FIG. This type of technology, for example,
I am familiar with ED84-58.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述の非対称リセス構
造では、リセスをエッチングにより形成する必要があり
、このエッチングは非常に高い精度を要求される。すな
わち、非対称リセス構造を実現するには、電子ビーム露
光装置等の高い位置合わせ精度を有する装置が必要とな
る。In the above-mentioned asymmetric recess structure, it is necessary to form the recess by etching, and this etching requires extremely high precision. That is, in order to realize an asymmetric recess structure, a device having high positioning accuracy, such as an electron beam exposure device, is required.
【0007】しかしながら、電子ビーム露光装置等の装
置は非常に高価であり、しかも、このような装置を用い
て、くし形FETを作成したのでは量産性が上がらない
という問題がある。However, equipment such as electron beam exposure equipment is very expensive, and there is a problem in that mass productivity cannot be improved if comb-shaped FETs are manufactured using such equipment.
【0008】本発明は上記問題に鑑みて為されたもので
あり、高精度のリセスを備えることなく、ソース抵抗が
小さく、ドレイン耐圧が大きい電界効果トランジスタを
提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a field effect transistor having a low source resistance and a high drain breakdown voltage without having a highly accurate recess.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、半絶縁性基板
と、この半絶縁性基板に形成されたコンタクト層と、前
記半絶縁性基板の前記コンタクト層の両側に形成された
前記コンタクト層よりも不純物濃度が低い動作層と、前
記コンタクト層上に形成されたソース電極と、夫々の前
記動作層上に形成されたゲート電極及びドレイン電極と
、を備えてなることを特徴とする電界効果トランジスタ
である。Means for Solving the Problems The present invention provides a semi-insulating substrate, a contact layer formed on the semi-insulating substrate, and a contact layer formed on both sides of the contact layer of the semi-insulating substrate. , a source electrode formed on the contact layer, and a gate electrode and a drain electrode formed on each of the active layers. It is a transistor.
【0010】0010
【作用】本発明によれば、ソース電極は不純物濃度が高
いコンタクト層上に形成されるので、ソース抵抗が小さ
くなる。また、ドレイン電極は不純物濃度が低い動作層
上に形成されるので、ドレイン耐圧が高くなる。According to the present invention, the source electrode is formed on the contact layer with high impurity concentration, so that the source resistance is reduced. Furthermore, since the drain electrode is formed on the active layer with a low impurity concentration, the drain breakdown voltage is increased.
【0011】[0011]
【実施例】本発明の第1の実施例を図1〜図7に基づい
て説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
【0012】GaAs半絶縁性基板(1)の主表面にフ
ォトレジスト(例えば、東京応化社製の OEBR10
00M)(2)を形成し、フォトエングレ−ビング工程
により、所望の部位に開孔(3)を形成する。続いて、
主表面全面からフォトレジスト(2)をマスクとしてイ
オン注入を行い、n型動作層(4)を形成する(図1)
。注入条件は、注入イオン29Si+ 、加速エネルギ
ー80keV、ド−ズ量3×1012cm2 とした。A photoresist (for example, OEBR10 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied to the main surface of the GaAs semi-insulating substrate (1).
00M) (2) is formed, and apertures (3) are formed at desired locations by a photoengraving process. continue,
Ion implantation is performed from the entire main surface using the photoresist (2) as a mask to form an n-type operating layer (4) (Figure 1)
. The implantation conditions were implantation ions of 29 Si+, acceleration energy of 80 keV, and dose of 3×10 12 cm 2 .
【0013】フォトレジスト(2)を除去した後、主表
面全面に窒化シリコン(SiN)膜(5)を3000Å
形成する(図2)。After removing the photoresist (2), a silicon nitride (SiN) film (5) with a thickness of 3000 Å is applied over the entire main surface.
form (Figure 2).
【0014】再びGaAs半絶縁性基板(1)の主表面
にフォトレジスト(6)を形成し、フォトエングレ−ビ
ング工程により、所望の部位に開孔(7)を形成する。
続いて、フォトレジスト(6)をマスクとしてSiN膜
(5)をサイドエッチング部(8)が所望の寸法になる
までエッチングする。主表面全面からフォトレジスト(
6)及びSiN膜(5)をマスクとしてイオン注入を行
い、n+型コンタクト層(9)を形成する(図3)。
注入条件は、注入イオン29Si+、加速エネルギー1
50keV、ド−ズ量3×1013cm2とした。A photoresist (6) is again formed on the main surface of the GaAs semi-insulating substrate (1), and holes (7) are formed at desired locations by a photoengraving process. Subsequently, the SiN film (5) is etched using the photoresist (6) as a mask until the side etched portion (8) has a desired dimension. Photoresist (
6) and the SiN film (5) as a mask, ion implantation is performed to form an n+ type contact layer (9) (FIG. 3). The implantation conditions were: implanted ions 29Si+, acceleration energy 1
The voltage was 50 keV and the dose was 3×10 13 cm 2 .
【0015】ECRCVD法によりSiN膜(10)を
全面に1000Å形成する(図4)。A SiN film (10) with a thickness of 1000 Å is formed on the entire surface by the ECRCVD method (FIG. 4).
【0016】次に、フォトレジスト(6)を除去するこ
とにより、該フォトレジスト(6)上のSiN膜(10
)を除去する。その後、n型動作層(4)及びn+型コ
ンタクト層(9)の熱処理を行い、イオン注入した不純
物を活性化させる(図5)。熱処理条件は、As加圧状
態下において、800℃、20分とした。Next, by removing the photoresist (6), the SiN film (10) on the photoresist (6) is removed.
) to remove. Thereafter, the n-type active layer (4) and the n+-type contact layer (9) are heat-treated to activate the ion-implanted impurities (FIG. 5). The heat treatment conditions were 800° C. for 20 minutes under As pressurization.
【0017】次に、周知のリフトオフ法を用いて、Au
+Ge/Niからなるソース電極(11)及びドレイン
電極(12)を形成し、水素雰囲気中で450℃、15
0秒の熱処理を施す(図6)。尚、ソース電極(11)
はn+型コンタクト層(9)上に、また、ドレイン電極
(12)はn型動作層(4)上に形成されている。また
、SiN膜(5)の窓開けはバレル型プラズマエッチン
グを用いて行った。Next, using the well-known lift-off method, Au
A source electrode (11) and a drain electrode (12) made of +Ge/Ni were formed and heated at 450°C for 15 minutes in a hydrogen atmosphere.
Heat treatment is performed for 0 seconds (Figure 6). In addition, the source electrode (11)
is formed on the n+ type contact layer (9), and the drain electrode (12) is formed on the n type operating layer (4). Furthermore, opening of the SiN film (5) was performed using barrel plasma etching.
【0018】さらに、周知のリフトオフ法を用いて、T
i/Pt/Auからなるゲート電極(13)をソース電
極(11)及びドレイン電極(12)間のn型動作層(
4)上に夫々に形成する(図7)。Furthermore, using the well-known lift-off method, T
A gate electrode (13) made of i/Pt/Au is connected to an n-type active layer (
4) Form each on the top (FIG. 7).
【0019】その後、図示はしないが、配線を施すこと
により第1の実施例のくし形FETが完成する。Thereafter, although not shown, wiring is provided to complete the comb-shaped FET of the first embodiment.
【0020】本発明の第2の実施例を図8〜図11に基
づいて説明する。上述の第1の実施例の図4に示した工
程に続いて、ECRCVD法によりSiN膜(10)を
全面に1000Å形成し、フォトレジスト(6)を除去
することにより、該フォトレジスト(6)上のSiN膜
(10)を除去する(図8)。A second embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 8 to 11. Following the step shown in FIG. 4 of the first embodiment described above, a SiN film (10) of 1000 Å is formed on the entire surface by ECRCVD, and the photoresist (6) is removed. The upper SiN film (10) is removed (FIG. 8).
【0021】スパッタ法により、W、WSi、WSiN
等の耐熱性金属(14)を全面に形成し、その後、n型
動作層(4)及びn+型コンタクト層(9)の熱処理を
行い、イオン注入した不純物を活性化させる(図9)。
熱処理条件は、窒素雰囲気中で、850℃、5秒とした
。[0021] By sputtering, W, WSi, WSiN
A heat-resistant metal (14) such as the like is formed on the entire surface, and then the n-type operating layer (4) and the n+-type contact layer (9) are heat-treated to activate the ion-implanted impurities (FIG. 9). The heat treatment conditions were 850° C. for 5 seconds in a nitrogen atmosphere.
【0022】次に、主表面にフォトレジスト(図示省略
)を形成し、フォトエングレ−ビング工程により少なく
ともSiN膜(5)とSiN膜(10)間を除く所望の
部位に開孔を形成し、残存するフォトレジストをマスク
として耐熱性金属(14)をエッチングすることでSi
N膜(5)とSiN膜(10)間のn型動作層(4)上
にゲート電極(15)を形成する(図10)。Next, a photoresist (not shown) is formed on the main surface, and apertures are formed in desired areas except at least between the SiN film (5) and the SiN film (10) by a photoengraving process. By etching the heat-resistant metal (14) using the remaining photoresist as a mask, the Si
A gate electrode (15) is formed on the n-type operating layer (4) between the N film (5) and the SiN film (10) (FIG. 10).
【0023】周知のリフトオフ法を用いて、Au+Ge
/Niからなるソース電極(11)及びドレイン電極(
12)を形成し、水素雰囲気中で450℃、150秒の
熱処理を施す(図11)。尚、ソース電極(11)はn
+型コンタクト層(9)上に形成され、ドレイン電極(
12)はn型動作層(4)上に形成される。また、Si
N膜(5)の窓開けはバレル型プラズマエッチングを用
いて行った。[0023] Using the well-known lift-off method, Au+Ge
/Ni source electrode (11) and drain electrode (
12) and heat-treated at 450° C. for 150 seconds in a hydrogen atmosphere (FIG. 11). Note that the source electrode (11) is n
It is formed on the + type contact layer (9) and the drain electrode (
12) is formed on the n-type active layer (4). Also, Si
The windows in the N film (5) were opened using barrel plasma etching.
【0024】その後、図示はしないが、配線を施すこと
により第2の実施例のくし形FETが完成する。Thereafter, although not shown, wiring is provided to complete the comb-type FET of the second embodiment.
【0025】本発明の第3の実施例を図12〜図19に
基づいて説明する。GaAs半絶縁性基板(1)の主表
面にフォトレジスト(例えば、東京応化社製の OEB
R1000M)(2)を形成し、フォトエングレ−ビン
グ工程により所望の部位に開孔(3)を形成する。続い
て、主表面全面からフォトレジスト(2)をマスクとし
てイオン注入を行い、n型動作層(4)を形成する(図
12)。注入条件は、注入イオン29Si+ 、加速エ
ネルギー80keV、ド−ズ量3×1012cm2 と
した。A third embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 12 to 19. A photoresist (for example, OEB manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied to the main surface of the GaAs semi-insulating substrate (1).
R1000M) (2) is formed, and apertures (3) are formed at desired locations by a photoengraving process. Subsequently, ions are implanted from the entire main surface using the photoresist (2) as a mask to form an n-type operating layer (4) (FIG. 12). The implantation conditions were implantation ions of 29 Si+, acceleration energy of 80 keV, and dose of 3×10 12 cm 2 .
【0026】フォトレジスト(2)を除去した後、主表
面全面に酸化シリコン(SiO)膜(16)を3000
Å形成する(図13)。After removing the photoresist (2), a silicon oxide (SiO) film (16) with a thickness of 3,000 yen is applied to the entire main surface.
Å is formed (Fig. 13).
【0027】再びGaAs半絶縁性基板(1)の主表面
にフォトレジスト(6)を形成し、フォトエングレ−ビ
ング工程により所望の部位に開孔(7)を形成する。続
いて、フォトレジスト(6)をマスクとしてSiO膜(
16)をサイドエッチング部(8)が所望の寸法になる
までエッチングする。主表面全面からフォトレジスト(
6)及びSiO膜(16)をマスクとしてイオン注入を
行い、n+型コンタクト層(9)を形成する(図14)
。注入条件は、注入イオン29Si+、加速エネルギー
150keV、ド−ズ量3×1013cm2とした。A photoresist (6) is again formed on the main surface of the GaAs semi-insulating substrate (1), and holes (7) are formed at desired locations by a photoengraving process. Next, using the photoresist (6) as a mask, the SiO film (
16) is etched until the side etched portion (8) has the desired dimensions. Photoresist (
6) and perform ion implantation using the SiO film (16) as a mask to form an n+ type contact layer (9) (FIG. 14)
. The implantation conditions were implantation ions of 29 Si+, acceleration energy of 150 keV, and dose of 3×10 13 cm 2 .
【0028】ECRCVD法によりSiO膜(17)を
全面に1000Å形成する(図15)。A SiO film (17) with a thickness of 1000 Å is formed over the entire surface by the ECRCVD method (FIG. 15).
【0029】次に、フォトレジスト(6)を除去するこ
とにより、該フォトレジスト(6)上のSiO膜(17
)を除去する(図16)。Next, by removing the photoresist (6), the SiO film (17) on the photoresist (6) is removed.
) (Figure 16).
【0030】ECRCVD法によりSiN膜(18)を
全面に1000Å形成し、その後、n型動作層(4)及
びn+型コンタクト層(9)の熱処理を行い、イオン注
入した不純物を活性化させる(図17)。熱処理条件は
、窒素雰囲気中で、850℃、5秒とした。A SiN film (18) with a thickness of 1000 Å is formed on the entire surface by ECRCVD, and then the n-type active layer (4) and the n+-type contact layer (9) are heat-treated to activate the ion-implanted impurities (see Fig. 17). The heat treatment conditions were 850° C. for 5 seconds in a nitrogen atmosphere.
【0031】次に、周知のリフトオフ法を用いて、Au
+Ge/Niからなるソース電極(11)及びドレイン
電極(12)を形成し、水素雰囲気中で450℃、15
0秒の熱処理を施す(図18)。尚、ソース電極(11
)はn+型コンタクト層(9)上に形成され、ドレイン
電極(12)はn型動作層(4)上に形成される。また
、SiO膜(17)及びSiN膜(18)の窓開けはバ
レル型プラズマエッチングとRIBEを併用して用いて
行った。Next, using the well-known lift-off method, Au
A source electrode (11) and a drain electrode (12) made of +Ge/Ni were formed and heated at 450°C for 15 minutes in a hydrogen atmosphere.
Heat treatment is performed for 0 seconds (FIG. 18). In addition, the source electrode (11
) are formed on the n+ type contact layer (9), and the drain electrode (12) is formed on the n type active layer (4). In addition, the windows in the SiO film (17) and the SiN film (18) were opened using a combination of barrel plasma etching and RIBE.
【0032】さらに、周知のリフトオフ法を用いて、T
i/Pt/Auからなるゲート電極(13)をソース電
極(11)及びドレイン電極(12)間のn型動作層(
4)上に夫々に形成する(図19)。尚、SiN膜(1
8)の窓開けはバレル型プラズマエッチングを用いて行
った(このエッチング法におけるSiO膜とSiN膜の
選択比は5:1と大きいためにSiO膜で覆われた部分
が窓開けされることはない。)。Furthermore, using the well-known lift-off method, T
A gate electrode (13) made of i/Pt/Au is connected to an n-type active layer (
4) Form each on the top (FIG. 19). In addition, the SiN film (1
The opening of the window in 8) was performed using barrel plasma etching (the selectivity ratio between the SiO film and the SiN film in this etching method is as large as 5:1, so it was difficult to open the window in the area covered with the SiO film). do not have.).
【0033】その後、図示はしないが、配線を施すこと
により第3の実施例のくし形FETが完成する。Thereafter, although not shown, wiring is provided to complete the comb-type FET of the third embodiment.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなように
、高精度のリセスを形成することなく、ソース抵抗を小
さく、ドレイン耐圧を大きくすることができるので、高
価な電子ビーム露光装置等の装置は不要となり、しかも
、これにより量産性を向上させることができる。Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention can reduce the source resistance and increase the drain breakdown voltage without forming a high-precision recess. No equipment is required, and mass productivity can be improved.
【図1】本発明の第1の実施例の工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例の工程断面図である。FIG. 2 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例の工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施例の工程断面図である。FIG. 4 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施例の工程断面図である。FIG. 5 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1の実施例の工程断面図である。FIG. 6 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1の実施例の工程断面図である。FIG. 7 is a process sectional view of the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施例の工程断面図である。FIG. 8 is a process sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第2の実施例の工程断面図である。FIG. 9 is a process sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第2の実施例の工程断面図である。FIG. 10 is a process sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第2の実施例の工程断面図である。FIG. 11 is a process sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第3の実施例の工程断面図である。FIG. 12 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第3の実施例の工程断面図である。FIG. 13 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第3の実施例の工程断面図である。FIG. 14 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第3の実施例の工程断面図である。FIG. 15 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第3の実施例の工程断面図である。FIG. 16 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図17】本発明の第3の実施例の工程断面図である。FIG. 17 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第3の実施例の工程断面図である。FIG. 18 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図19】本発明の第3の実施例の工程断面図である。FIG. 19 is a process sectional view of a third embodiment of the present invention.
【図20】従来のくし形FETの上面図である。FIG. 20 is a top view of a conventional comb-type FET.
【図21】従来のくし形FETの断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view of a conventional comb-type FET.
【図22】従来のくし形FETの断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view of a conventional comb-type FET.
(1) GaAs半絶縁性基板
(2) フォトレジスト
(3) 開孔
(4) n型動作層
(5) 窒化シリコン(SiN)膜
(6) フォトレジスト
(7) 開孔
(8) サイドエッチング部
(9) n+型コンタクト層
(10) SiN膜
(11) ソース電極
(12) ドレイン電極
(13) ゲート電極
(14) 耐熱性金属
(15) ゲート電極
(16) 酸化シリコン(SiO)膜(17) S
iO膜
(18) SiN膜(1) GaAs semi-insulating substrate (2) Photoresist (3) Opening (4) N-type active layer (5) Silicon nitride (SiN) film (6) Photoresist (7) Opening (8) Side etching part (9) N+ type contact layer (10) SiN film (11) Source electrode (12) Drain electrode (13) Gate electrode (14) Heat-resistant metal (15) Gate electrode (16) Silicon oxide (SiO) film (17) S
iO film (18) SiN film
Claims (1)
形成されたコンタクト層と、前記半絶縁性基板の前記コ
ンタクト層の両側に形成された前記コンタクト層よりも
不純物濃度が低い動作層と、前記コンタクト層上に形成
されたソース電極と、夫々の前記動作層上に形成された
ゲート電極及びドレイン電極と、を備えてなることを特
徴とする電界効果トランジスタ。1. A semi-insulating substrate, a contact layer formed on the semi-insulating substrate, and an active layer having a lower impurity concentration than the contact layer formed on both sides of the contact layer of the semi-insulating substrate. A field effect transistor comprising: a source electrode formed on the contact layer; and a gate electrode and a drain electrode formed on each of the active layers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP858491A JPH04252035A (en) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Field-effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP858491A JPH04252035A (en) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Field-effect transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04252035A true JPH04252035A (en) | 1992-09-08 |
Family
ID=11697057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP858491A Pending JPH04252035A (en) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | Field-effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04252035A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015103549A (en) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | 日亜化学工業株式会社 | Field-effect transistor |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP858491A patent/JPH04252035A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015103549A (en) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | 日亜化学工業株式会社 | Field-effect transistor |
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