JPH05182991A - Heterojunction fet and its manufacture - Google Patents

Heterojunction fet and its manufacture

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JPH05182991A
JPH05182991A JP7277792A JP7277792A JPH05182991A JP H05182991 A JPH05182991 A JP H05182991A JP 7277792 A JP7277792 A JP 7277792A JP 7277792 A JP7277792 A JP 7277792A JP H05182991 A JPH05182991 A JP H05182991A
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JP
Japan
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layer
active layer
gate electrode
semiconductor substrate
semiconductor
Prior art date
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Application number
JP7277792A
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Japanese (ja)
Inventor
Teruyuki Shimura
輝之 紫村
直人 ▲吉▼田
Naoto Yoshida
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH05182991A publication Critical patent/JPH05182991A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a heterojunction FET wherein the generation of a gate leakage current can be suppressed at the sidewall part of an active layer and a good high-frequency characteristic is displayed and to provide a manufacturing method for obtaining it. CONSTITUTION:A gate electrode 9b is formed on a semiconductor layer provided with a heterojunction; then, the semiconductor layer is etched; a mesa-shaped active layer 20b is formed; after that, an insulating film 18 is formed on the surface of the active layer 20b so as to bury the circumference of the gate electrode 9b; a gate extraction electrode 17 one part of which is joined to the surface of the gate electrode 9b which is exposed from the insulating film 18 is formed on the surface of the insulating film 18.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ヘテロ接合FETとそ
の製造方法に関し、特に、ゲートリークが抑制されたヘ
テロ接合FETとその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heterojunction FET and a method for manufacturing the same, and more particularly to a heterojunction FET with suppressed gate leakage and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、従来のInP系選択ドープヘテ
ロ接合FET(以下、HEMTと称す。)の構造を示す
図であり、図9(a) は上方から見た平面図、図9(b) は
図9(a) 中のIXb−IXb線における断面図である。
これらの図において、20は能動層、21はAu系また
はAl系材料で形成されたゲート電極、22,23はそ
れぞれAuGe系合金で形成されたソース及びドレイン
電極、24は能動層の側壁部のメサ段差、25はInP
基板、26はi−InAlAsバッファ層、27はi−
InGaAsチャネル層、28はn−InAlAs電子
供給層、29はi−InAlAsショットキー形成層で
あり、上記能動層20はi−InAlAsバッファ層2
6,i−InGaAsチャネル層27,i−InAlA
sショットキー形成層及びi−InAlAsショットキ
ー形成層29の多層構造の半導体層から構成されてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a diagram showing the structure of a conventional InP-based selectively doped heterojunction FET (hereinafter referred to as HEMT). FIG. 9 (a) is a plan view seen from above, and FIG. 9] is a cross-sectional view taken along line IXb-IXb in FIG.
In these figures, 20 is an active layer, 21 is a gate electrode formed of Au-based or Al-based material, 22 and 23 are source and drain electrodes respectively formed of AuGe-based alloy, and 24 is a side wall of the active layer. Mesa step, 25 is InP
Substrate, 26 is i-InAlAs buffer layer, 27 is i-
The InGaAs channel layer, 28 is an n-InAlAs electron supply layer, 29 is an i-InAlAs Schottky formation layer, and the active layer 20 is the i-InAlAs buffer layer 2.
6, i-InGaAs channel layer 27, i-InAlA
The s schottky formation layer and the i-InAlAs schottky formation layer 29 are composed of a semiconductor layer having a multilayer structure.

【0003】次に、上記HEMTの動作について説明す
る。2つのオーミック電極であるソース電極22とドレ
イン電極23との間にバイアスをかけると、i−InG
aAsチャネル層27内のn−InAlAs電子供給層
28との近傍付近に形成された2次元電子ガスがチャネ
ルとなって電流が流れる。そして、この電流をゲート電
極21に印加する電圧で制御することによりFET動作
が行われる。
Next, the operation of the HEMT will be described. When a bias is applied between the source electrode 22 and the drain electrode 23, which are two ohmic electrodes, i-InG
The two-dimensional electron gas formed in the vicinity of the n-InAlAs electron supply layer 28 in the aAs channel layer 27 becomes a channel, and a current flows. The FET operation is performed by controlling this current with the voltage applied to the gate electrode 21.

【0004】ここで、ゲート電極21が形成されるIn
AlAsショットキー形成層29は通常、上記のような
不純物濃度の低い低濃度層か、或いはアンドープ層で形
成され、これらを用いることにより、ゲート電極21の
リーク電流を抑制している。
Here, the In which the gate electrode 21 is formed
The AlAs Schottky forming layer 29 is usually formed of a low concentration layer having a low impurity concentration as described above or an undoped layer, and by using these, the leak current of the gate electrode 21 is suppressed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のヘテロ接合FE
Tは以上のように構成されており、ゲート電極21がそ
の上面に形成されるInAlAsショットキー形成層2
9を不純物濃度の低い低濃度層か、或いはアンドープ層
によって形成し、ゲート電極21のリーク電流を抑制し
ている。しかるに、図9(b) に示すように、能動層20
の側壁部24において、ゲート電極21が能動層20を
構成する各層と接触するため、この接触部においてゲー
トリーク電流が発生し、装置の高周波特性が劣化すると
いう問題点があった。特に、するという問題点があっ
た。特に、該ゲート電極21はn−InAlAs電子供
給層28,i−InGaAsチャネル層27とは良好な
ショットキー接合を形成することができず、これらに接
触するとゲートリーク電流が増大し、高周波特性の劣化
がより顕著に現れていた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Conventional heterojunction FE
T is configured as described above, and the InAlAs Schottky forming layer 2 having the gate electrode 21 formed on the upper surface thereof is formed.
9 is formed by a low-concentration layer having a low impurity concentration or an undoped layer to suppress the leak current of the gate electrode 21. However, as shown in FIG. 9 (b), the active layer 20
Since the gate electrode 21 comes into contact with each layer forming the active layer 20 on the side wall portion 24, a gate leak current is generated at this contact portion, and the high frequency characteristics of the device deteriorate. In particular, there was a problem of doing. In particular, the gate electrode 21 cannot form a good Schottky junction with the n-InAlAs electron supply layer 28 and the i-InGaAs channel layer 27, and if they come into contact with them, the gate leakage current increases and the high frequency characteristics are deteriorated. The deterioration was more pronounced.

【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、能動層の側壁部におけるゲート
リーク電流の発生を抑制でき、良好な高周波特性を示す
高性能のヘテロ接合FETとこれを製造する方法を提供
することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and a high-performance heterojunction FET which can suppress the generation of a gate leak current in the side wall portion of an active layer and exhibits excellent high frequency characteristics. It is an object to provide a method for producing this.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明にかかるヘテロ
接合FETは、能動層の側壁部に露出するゲート電極と
はショットキー接合しにくい半導体層をサイドエッチン
グし、この半導体層とゲート電極とを接触しないように
したものである。
In a heterojunction FET according to the present invention, a semiconductor layer which is hard to form a Schottky junction with a gate electrode exposed on the side wall of an active layer is side-etched, and the semiconductor layer and the gate electrode are separated from each other. It was designed so that it would not come into contact with them.

【0008】更に、この発明にかかるヘテロ接合FET
は、能動層の側壁部とゲート電極との間に絶縁膜を挿設
したものである。
Further, the heterojunction FET according to the present invention
Is an insulating film inserted between the side wall of the active layer and the gate electrode.

【0009】更に、この発明にかかるヘテロ接合FET
は、ゲート電極を能動層の上面のみに対して形成し、該
ゲート電極の周囲を埋め込むように形成された絶縁膜上
にその一部が該ゲート電極表面と接合するゲート引き出
し電極を配設したものである。
Further, the heterojunction FET according to the present invention
Forming a gate electrode only on the upper surface of the active layer, and disposing a gate extraction electrode, a part of which is joined to the surface of the gate electrode, on an insulating film formed so as to fill the periphery of the gate electrode. It is a thing.

【0010】更に、この発明にかかるヘテロ接合FET
の製造方法は、メサ形状の能動層を半導体基板上に形成
し、次いで、該能動層の側壁部に露出するゲート電極と
はショットキー接合しにくい半導体層をサイドエッチン
グした後、ゲート電極を上記能動層の上面から半導体基
板の上面に向けて上記能動層の側壁部に沿うように延設
するものである。
Further, the heterojunction FET according to the present invention
In the method for manufacturing the same described above, a mesa-shaped active layer is formed on a semiconductor substrate, and then a semiconductor layer that is hard to form a Schottky junction with the gate electrode exposed on the side wall of the active layer is side-etched. It extends from the upper surface of the active layer toward the upper surface of the semiconductor substrate along the side wall of the active layer.

【0011】更に、この発明にかかるヘテロ接合FET
の製造方法は、メサ形状の能動層を半導体基板上に形成
した後、該能動層の側壁部に対して絶縁膜を形成し、こ
の後、ゲート電極を上記能動層の上面から半導体基板の
上面に向けてこの絶縁膜に沿うように延設するものであ
る。
Further, the heterojunction FET according to the present invention
In the manufacturing method of (1), a mesa-shaped active layer is formed on a semiconductor substrate, and then an insulating film is formed on a side wall of the active layer. Thereafter, a gate electrode is formed from the upper surface of the active layer to the upper surface of the semiconductor substrate. To extend along the insulating film.

【0012】更に、この発明にかかるヘテロ接合FET
の製造方法は、多層構造の半導体層の上面に対してゲー
ト電極を形成し、次いで、上記半導体層をエッチングし
てメサ形状の能動層を形成した後、上記ゲート電極の周
囲を埋め込むように上記能動層全面に対して絶縁膜を形
成し、該絶縁膜上にその一部が上記ゲート電極の表面と
接合するゲート引き出し電極を形成するものである。
Further, the heterojunction FET according to the present invention
In the manufacturing method of (1), a gate electrode is formed on the upper surface of the semiconductor layer having a multi-layer structure, then the semiconductor layer is etched to form a mesa-shaped active layer, and then the periphery of the gate electrode is embedded. An insulating film is formed on the entire surface of the active layer, and a gate extraction electrode, a part of which is joined to the surface of the gate electrode, is formed on the insulating film.

【0013】[0013]

【作用】この発明においては、能動層の側壁部において
ゲート電極とショットキー接合しにくい半導体層がサイ
ドエッチングされているため、該半導体層はゲート電極
と接触しなくなり、ゲートリーク電流の発生を抑制する
ことができる。
According to the present invention, the side wall of the active layer is side-etched with the semiconductor layer that is less likely to make a Schottky junction with the gate electrode, so that the semiconductor layer does not come into contact with the gate electrode and the generation of the gate leakage current is suppressed. can do.

【0014】更に、この発明においては、能動層の側壁
部とゲート電極との間に絶縁膜が挿設されているため、
該ゲート電極が能動層の側壁部に接触せず、ゲートリー
ク電流の発生を抑制することができる。
Further, in the present invention, since the insulating film is inserted between the side wall of the active layer and the gate electrode,
The gate electrode does not come into contact with the side wall of the active layer, so that the generation of gate leakage current can be suppressed.

【0015】更に、この発明においては、ゲート電極を
能動層の上面のみに対して形成し、該ゲート電極の周囲
を埋め込む絶縁膜上にその一部が該ゲート電極表面と接
合するゲート引き出し電極を形成したため、該ゲート電
極が能動層の側壁部に接触せず、ゲートリーク電流の発
生を抑制することができる。
Further, according to the present invention, the gate electrode is formed only on the upper surface of the active layer, and the gate lead-out electrode, a part of which is joined to the surface of the gate electrode, is formed on the insulating film filling the periphery of the gate electrode. Since the gate electrode is formed, the gate electrode does not come into contact with the side wall of the active layer, and the generation of the gate leak current can be suppressed.

【0016】[0016]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は、この発明の一実施例によるヘテロ接合F
ETの構造の断面を示す図であり、図1(a) は、ソース
電極,ドレイン電極に沿う方向に装置を分断した断面、
図1(b) は図1(a) 中のIb−Ib線における断面図で
ある。これらの図において、1は半絶縁性InP基板、
2はAlInAsバッファ層、3はInGaAsチャネ
ル層、4はAlInAsスペーサ層、5はn−AlIn
As電子供給層、6はAlInAsショットキー形成
層、7はn−InGaAsコンタクト層、8aはAu G
e 系合金からなるソース電極、8bはAu Ge 系合金か
らなるドレイン電極、9はAu系, Al系,WSi等の
高融点金属からなるゲート電極、9aはゲート電極引き
出し部、11はイオン注入によって高抵抗化された能動
層領域、12はサイドエッチングによって形成されたI
nGaAsチャネル層3の窪み、20aは能動層、24
は能動層の側壁部である。ここで、能動層20aの側壁
部24のInGaAsチャネル層3はサイドエッチング
されて窪み12が形成されており、能動層20aの側壁
部24においてゲート電極9と接触しない構造になって
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a heterojunction F according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1A is a view showing a cross section of the structure of ET, and FIG. 1A is a cross section in which the device is divided in a direction along the source electrode and the drain electrode,
FIG. 1B is a sectional view taken along line Ib-Ib in FIG. In these figures, 1 is a semi-insulating InP substrate,
2 is an AlInAs buffer layer, 3 is an InGaAs channel layer, 4 is an AlInAs spacer layer, and 5 is n-AlIn.
As electron supply layer, 6 AlInAs Schottky formation layer, 7 n-InGaAs contact layer, 8a Au G
A source electrode made of an e-based alloy, 8b a drain electrode made of an Au Ge-based alloy, 9 a gate electrode made of a refractory metal such as Au-based, Al-based, or WSi, 9a a gate electrode lead portion, 11 an ion-implanted portion. High resistance active layer region, 12 is I formed by side etching
The depression of the nGaAs channel layer 3, 20a is an active layer, 24
Is the sidewall of the active layer. Here, the InGaAs channel layer 3 on the side wall portion 24 of the active layer 20a is side-etched to form the depression 12, and the side wall portion 24 of the active layer 20a does not come into contact with the gate electrode 9.

【0017】また、図2は、図1に示すヘテロ接合FE
Tの製造工程を示す工程別断面図であり、図において、
7aはn−InGaAsコンタクト層7の窪み、14,
15はレジストパターンである。
FIG. 2 is a heterojunction FE shown in FIG.
It is sectional drawing according to process which shows the manufacturing process of T. In the figure,
7a is a depression of the n-InGaAs contact layer 7, 14,
Reference numeral 15 is a resist pattern.

【0018】以下、図2を用いて図1に示すヘテロ接合
FETの製造工程を説明する。先ず、半絶縁性のInP
基板1上にAlInAsバッファ層2,InGaAsチ
ャネル層3,AlInAsスペーサ層4,n−AlIn
As電子供給層5,AlInAsショットキー形成層
6,n−InGaAsコンタクト層7を順次結晶成長さ
せる。次に、レジストを全面に塗布し、通常の写真製
版,エッチング技術によりレジストパターン14を形成
する。次に、このレジストパターン14をマスクとし
て、図2(a) に示すように、上記得られたAlInAs
バッファ層2,InGaAsチャネル層3,AlInA
sスペーサ層4,n−AlInAs電子供給層5,Al
InAsショットキー形成層6及びn−InGaAsコ
ンタクト層7の端部にボロンイオンをイオン注入し、こ
の部分を高抵抗化する。次に、上記レジストパターン1
4を除去した後、再度レジストを全面に塗布して、通常
の写真製版,エッチング技術によってレジストパターン
15を形成する。次に、図2(b) に示すように、このレ
ジストパターン15をマスクとして、酒石酸系のエッチ
ング液を用いたウエットエッチングにより各半導体層
2,3,4,5,6及び7をエッチングしてメサ形状の
能動層20aを形成し、更に、CH4 系のガスを用いた
プラズマエッチングにより該能動層20aをサイドエッ
チングすると、InGaAsチャネル層3とn−InG
aAsコンタクト層7とにそれぞれ窪み7aと窪み12
が形成される。そして、この後、通常のオーミック電極
形成工程及びゲートリセスリフトオフ工程によりオーミ
ック電極としてのソース及びドレイン電極8a,8b及
びゲート電極9を形成すると図1に示すゲート電極9と
能動層20aの側壁部24のInGaAsチャネル層3
とが接触しないヘテロ接合FETが完成する。
The manufacturing process of the heterojunction FET shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG. First, semi-insulating InP
On the substrate 1, AlInAs buffer layer 2, InGaAs channel layer 3, AlInAs spacer layer 4, n-AlIn
The As electron supply layer 5, the AlInAs Schottky formation layer 6, and the n-InGaAs contact layer 7 are sequentially crystal-grown. Next, a resist is applied on the entire surface, and a resist pattern 14 is formed by a usual photoengraving and etching technique. Next, using the resist pattern 14 as a mask, as shown in FIG. 2A, the AlInAs obtained above is obtained.
Buffer layer 2, InGaAs channel layer 3, AlInA
s spacer layer 4, n-AlInAs electron supply layer 5, Al
Boron ions are ion-implanted into the end portions of the InAs Schottky formation layer 6 and the n-InGaAs contact layer 7 to increase the resistance of this portion. Next, the resist pattern 1
After removing 4, the resist is applied again on the entire surface, and a resist pattern 15 is formed by a usual photolithography and etching technique. Next, as shown in FIG. 2B, each of the semiconductor layers 2, 3, 4, 5, 6 and 7 is etched by wet etching using the resist pattern 15 as a mask and using a tartaric acid-based etching solution. When the mesa-shaped active layer 20a is formed and the active layer 20a is side-etched by plasma etching using a CH 4 -based gas, the InGaAs channel layer 3 and the n-InG are formed.
The aAs contact layer 7 and the depression 7a and the depression 12 respectively.
Is formed. After that, when the source and drain electrodes 8a and 8b and the gate electrode 9 as the ohmic electrodes are formed by the normal ohmic electrode forming process and the gate recess lift-off process, the gate electrode 9 and the sidewall portion 24 of the active layer 20a shown in FIG. 1 are formed. InGaAs channel layer 3
A heterojunction FET that is not in contact with is completed.

【0019】次に、動作について説明する。動作は、図
9に示した従来のヘテロ接合FETと基本的に同じであ
り、この実施例のヘテロ接合FETでは、ソース及びド
レイン電極8a,8bにバイアスをかけるとInGaA
sチャネル層3内のAlInAsスペーサ層4との近傍
付近に2次元電子ガスが形成され、これがチャネルとな
って電流が流れる。そして、この電流をゲート電極9に
印加する電圧によって制御することで、FET動作が行
われる。
Next, the operation will be described. The operation is basically the same as that of the conventional heterojunction FET shown in FIG. 9, and in the heterojunction FET of this embodiment, when the source and drain electrodes 8a and 8b are biased, InGaA
A two-dimensional electron gas is formed in the vicinity of the AlInAs spacer layer 4 in the s-channel layer 3 and serves as a channel to flow a current. Then, the FET operation is performed by controlling this current by the voltage applied to the gate electrode 9.

【0020】図3は、本実施例のヘテロ接合FETと従
来のヘテロ接合FET、即ち、能動層の側壁部において
ゲート電極とショットキー接合しにくい半導体層(チャ
ネル層)がサイドエッチングされず、この部分に窪みが
形成されていないヘテロ接合FETの静特性を示す図で
あり、図3(a) はゲートリーク電流対ゲート電圧特性を
示し、図3(b) は、ドレイン電流対ゲート電圧特性を示
している。図から明らかなように本実施例のヘテロ接合
FETはゲート電極とショットキー接合しにくいInG
aAsチャネル層3が窪み12によってゲート電極9と
接触しない構造になっているため、ゲートリーク電流の
発生が抑制され、FET特性が向上していることがわか
る。
FIG. 3 shows that the heterojunction FET of this embodiment and the conventional heterojunction FET, that is, the semiconductor layer (channel layer) which is hard to form a Schottky junction with the gate electrode on the side wall of the active layer is not side-etched. FIG. 3A is a diagram showing static characteristics of a heterojunction FET in which no dent is formed, FIG. 3A shows gate leakage current-gate voltage characteristics, and FIG. 3B shows drain current-gate voltage characteristics. Shows. As is clear from the figure, the heterojunction FET of this embodiment has a InG that is hard to form a Schottky junction with the gate electrode.
It can be seen that since the aAs channel layer 3 has a structure in which it does not contact the gate electrode 9 due to the depression 12, the generation of a gate leak current is suppressed and the FET characteristics are improved.

【0021】このような本実施例のヘテロ接合FETの
製造工程では、能動層20aの側壁部24のゲート電極
とはショットキー接合しにくいInGaAsチャネル層
3にサイドエッチングによって窪み12を形成するた
め、ゲート電極9とInGaAsチャネル層3とが能動
層20aの側壁部24において接触せず、その結果、得
られる装置はゲートリーク電流の発生が抑制され、良好
な高周波特性が得られるものとなる。また、本実施例の
ヘテロ接合FETの製造工程では、能動層の側端部をイ
オン注入によって高抵抗化しているため、ゲートリーク
電流の発生が一層抑制され、FET特性を一層向上する
ことができる。
In the manufacturing process of the heterojunction FET of this embodiment, since the recess 12 is formed by side etching in the InGaAs channel layer 3 which is hard to make a Schottky junction with the gate electrode of the sidewall 24 of the active layer 20a, The gate electrode 9 and the InGaAs channel layer 3 do not come into contact with each other at the side wall portion 24 of the active layer 20a, and as a result, the resulting device suppresses the generation of a gate leak current and obtains excellent high frequency characteristics. Further, in the manufacturing process of the heterojunction FET of the present embodiment, since the side end of the active layer is made to have a high resistance by ion implantation, the generation of gate leakage current is further suppressed, and the FET characteristics can be further improved. ..

【0022】図4は本発明の第2の実施例によるヘテロ
接合FETの構造を示す断面図であり、図4(a) はソー
ス及びドレイン電極8a,8bに沿って分断した断面
図、図4(b) は図4(a) 中のIVb−IVb線における
断面図である。これらの図において、図1と同一符号は
同一または相当する部分を示し、13はSiO2 からな
る絶縁膜である。この実施例のヘテロ接合FETでは能
動層20の側壁部24に対して絶縁膜13が設けられ、
この絶縁膜13上にゲート電極9が形成されている。
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a heterojunction FET according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 (a) is a sectional view taken along the source and drain electrodes 8a and 8b. 4B is a sectional view taken along line IVb-IVb in FIG. In these figures, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions, and 13 is an insulating film made of SiO2. In the heterojunction FET of this embodiment, the insulating film 13 is provided on the side wall portion 24 of the active layer 20,
The gate electrode 9 is formed on the insulating film 13.

【0023】また、図5は、図4に示すヘテロ接合FE
Tの製造工程を示す工程別断面図であり、図において、
16はレジストパターンである。
FIG. 5 is a heterojunction FE shown in FIG.
It is sectional drawing according to process which shows the manufacturing process of T. In the figure,
16 is a resist pattern.

【0024】以下、図5を用いてこのヘテロ接合FET
の製造工程を説明する。先ず、半絶縁性のInP基板1
上にAlInAsバッファ層2,InGaAsチャネル
層3,AlInAsスペーサ層4,n−AlInAs電
子供給層5,AlInAsショットキー形成層6及びn
−InGaAsコンタクト層7を順次結晶成長させる。
次に、レジストを全面に塗布し、通常の写真製版,エッ
チング技術によりレジストパターン16を形成する。次
いで、このレジストパターン16をマスクとして酒石酸
系のエッチング液を用いたウエットエッチングにより、
各半導体層をエッチングして、図5(a) に示すように、
メサ形状の能動層20aを形成する。次いで、図5(b)
に示すように、レジストパターン16を残したまま電子
ビーム蒸着法によりSiO2 を全面に蒸着し、能動層の
側壁部24にSiO2 膜13を形成する。この時、レジ
ストパターン16上にもSiO2 膜13が形成される。
次いで、図5(c) に示すように、リフトオフにてSiO
2 膜13がその上面に形成されたレジストパターン16
を除去する。そして、この後、通常のオーミック電極形
成工程及びゲートリセスリフトオフ工程によりソース及
びドレイン電極8a,8bとゲート電極9を形成する
と、図4に示すヘテロ接合FETが完成する。
The heterojunction FET will be described below with reference to FIG.
The manufacturing process of will be described. First, the semi-insulating InP substrate 1
AlInAs buffer layer 2, InGaAs channel layer 3, AlInAs spacer layer 4, n-AlInAs electron supply layer 5, AlInAs Schottky formation layer 6 and n
-The InGaAs contact layer 7 is successively crystallized.
Next, a resist is applied on the entire surface, and a resist pattern 16 is formed by ordinary photoengraving and etching techniques. Then, by wet etching using a tartaric acid-based etching solution with the resist pattern 16 as a mask,
By etching each semiconductor layer, as shown in FIG. 5 (a),
A mesa-shaped active layer 20a is formed. Then, FIG. 5 (b)
As shown in FIG. 3, SiO2 is vapor-deposited on the entire surface by electron beam vapor deposition while leaving the resist pattern 16 to form the SiO2 film 13 on the side wall portion 24 of the active layer. At this time, the SiO2 film 13 is also formed on the resist pattern 16.
Then, as shown in FIG. 5C, SiO is lifted off.
2 A resist pattern 16 having a film 13 formed on its upper surface
To remove. Then, after that, the source / drain electrodes 8a and 8b and the gate electrode 9 are formed by the normal ohmic electrode formation step and the gate recess lift-off step, whereby the heterojunction FET shown in FIG. 4 is completed.

【0025】このような本実施例のヘテロ接合FETの
製造工程では、メサ形状の能動層20aの側壁部24に
SiO2 膜からなる絶縁膜13を形成し、この絶縁膜1
3上にゲート電極9を延設するため、ゲート電極9とシ
ョットキー接合しにくいn−AlInAs電子供給層
5,InGaAsチャネル層3は能動層20aの側壁部
24においてゲート電極9と接触せず、その結果、得ら
れる装置は、図3で示した上記実施例のヘテロ接合FE
Tと同様に、ゲートリーク電流の発生が抑制され、良好
な高周波特性を得ることができる。
In the manufacturing process of the heterojunction FET of this embodiment, the insulating film 13 made of a SiO2 film is formed on the side wall portion 24 of the mesa-shaped active layer 20a.
Since the gate electrode 9 is extended on the gate electrode 9, the n-AlInAs electron supply layer 5 and the InGaAs channel layer 3 which are hard to form a Schottky junction with the gate electrode 9 do not come into contact with the gate electrode 9 at the side wall 24 of the active layer 20a. As a result, the obtained device is the heterojunction FE of the above-mentioned embodiment shown in FIG.
Similar to T, generation of a gate leak current is suppressed, and good high frequency characteristics can be obtained.

【0026】図6は、本発明の第3の実施例によるヘテ
ロ接合FETの構造を示す図であり、図6(a) は上方か
らみた平面図、図6(b) は図6(a) 中のVIb−VIb
線における断面図である。これらの図において、図1及
び図9と同一符号は同一または相当する部分を示し、2
aはi−AlInAsバッファ層、3aはi−InGa
Asチャネル層、6aはi−AlInAsショットキー
形成層、9bはAu 系, Al 系,WSi 等の高融点金属
からなるゲート電極、17はAu 系,Al 系からなるゲ
ート引き出し電極、18は絶縁膜である。そして、この
実施例のヘテロ接合FETの能動層20bは図9で示し
た従来のヘテロ接合FETの能動層30と基本的に同じ
層構成であり、また、能動層20bの側壁部24に対し
てはゲート電極は形成されず、能動層20bの上面に対
してゲート電極9bが形成され、ゲート引き出し部は、
ゲート電極9bの周囲を埋め込むように能動層20bの
全面に対して設けられた絶縁膜18上に、上記ゲート電
極9bの表面とその一部が接合するゲート引き出し電極
17によって構成されている。
6A and 6B are views showing the structure of a heterojunction FET according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6A is a plan view seen from above, and FIG. 6B is FIG. 6A. VIb-VIb in
It is sectional drawing in a line. In these figures, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 9 indicate the same or corresponding parts.
a is an i-AlInAs buffer layer, 3a is i-InGa
As channel layer, 6a is an i-AlInAs Schottky formation layer, 9b is a gate electrode made of a refractory metal such as Au, Al, WSi, 17 is a gate lead electrode made of Au, Al and 18 is an insulating film. Is. The active layer 20b of the heterojunction FET of this embodiment has basically the same layer structure as the active layer 30 of the conventional heterojunction FET shown in FIG. , The gate electrode is not formed, the gate electrode 9b is formed on the upper surface of the active layer 20b, and the gate lead portion is
On the insulating film 18 provided on the entire surface of the active layer 20b so as to fill the periphery of the gate electrode 9b, the surface of the gate electrode 9b and a part thereof are formed by the gate lead electrode 17.

【0027】また、図7は図6に示すヘテロ接合FET
の製造工程を示す工程別断面図であり、図6(a) 中のV
II−VII線における断面を示したものである。
FIG. 7 is a heterojunction FET shown in FIG.
6A to 6C are cross-sectional views showing the manufacturing process of each of the steps,
11 is a cross-sectional view taken along line II-VII.

【0028】以下、この図に基づいて製造工程を説明す
る。先ず、半絶縁性InP基板1上に図7(a) に示すよ
うに、i−AlInAsバッファ層2a,i−InGa
Asチャネル層3a、n−AlInAs電子供給層,及
びi−AlInAsショットキー形成層6aを順次結晶
成長させる。次に、上記i−AlInAsショットキー
形成層6a上にゲート電極9bを蒸着リフトオフ法また
はスパッタ法+反応性イオンエッチング法(RIE法)
で形成する。次に、ウェットエッチングで上記半導体層
をエッチングしてメサ形状の能動層20bを形成し、更
に、蒸着リフトオフ法にてソース及びドレイン電極8
a,8bを形成し、図7(b) に示すような、能動層20
bの上面にゲート電極9bが形成され、ゲート電極9b
と直交する方向に能動層20bの上面から能動層20b
の側壁部24及び半絶縁性InP基板1の上面に向けて
ソース及びドレイン電極8a,8bを延設された状態に
する。次に、マイクロ波ECRプラズマを用いたECR
CVD法により、上記ゲート電極9bの周囲と能動層2
0bの上方全体が埋め込まれるようにSiO等からなる
絶縁膜18を形成する。尚、このECRCVD法による
絶縁膜の形成工程においてゲート電極9b上に絶縁膜が
残らないように、上述したゲート電極9bの形成工程に
おいてゲート電極9bの幅は細く一定の幅に形成してお
くのがよく、幅の広い部分があるとそこに絶縁膜が残
り、ゲート電極9bの表面が絶縁膜18から露出しない
ためである。そして、この絶縁膜18からその表面が露
出したゲート電極9bに、その一部がゲート電極9bと
接合するゲート引き出し電極17を蒸着リフトオフ法に
て形成すると、図7(c) に示す状態となり、図6(b) に
示した能動層20bの側壁部24にゲートメタルが全く
接触しない構造のヘテロ接合EFTが得られる。
The manufacturing process will be described below with reference to this drawing. First, as shown in FIG. 7A, the i-AlInAs buffer layers 2a and i-InGa are formed on the semi-insulating InP substrate 1.
The As channel layer 3a, the n-AlInAs electron supply layer, and the i-AlInAs Schottky formation layer 6a are sequentially crystal-grown. Next, the gate electrode 9b is formed on the i-AlInAs Schottky formation layer 6a by a vapor deposition lift-off method or a sputtering method + reactive ion etching method (RIE method).
To form. Next, the semiconductor layer is etched by wet etching to form a mesa-shaped active layer 20b, and the source and drain electrodes 8 are further formed by vapor deposition lift-off method.
a and 8b are formed, and the active layer 20 as shown in FIG. 7 (b) is formed.
the gate electrode 9b is formed on the upper surface of the gate electrode 9b.
From the upper surface of the active layer 20b in a direction orthogonal to
The source and drain electrodes 8a and 8b are extended toward the side wall 24 and the upper surface of the semi-insulating InP substrate 1. Next, ECR using microwave ECR plasma
By the CVD method, the periphery of the gate electrode 9b and the active layer 2 are
An insulating film 18 made of SiO or the like is formed so as to fill the entire area above 0b. In addition, in order to prevent the insulating film from remaining on the gate electrode 9b in the step of forming the insulating film by the ECRCVD method, the width of the gate electrode 9b is formed to be thin and constant in the above-described step of forming the gate electrode 9b. This is because, when there is a wide portion, the insulating film remains there and the surface of the gate electrode 9b is not exposed from the insulating film 18. Then, when the gate extraction electrode 17 whose part is joined to the gate electrode 9b is formed on the gate electrode 9b whose surface is exposed from the insulating film 18 by the vapor deposition lift-off method, the state shown in FIG. 7C is obtained. A heterojunction EFT having a structure in which the gate metal does not contact the sidewall portion 24 of the active layer 20b shown in FIG. 6B is obtained.

【0029】このような本実施例のヘテロ接合FETの
製造工程では、メサ形状の能動層20bの上面にゲート
電極9bを形成し、該ゲート電極9bの表面が露出する
ように上記能動層20bの上面に対して絶縁膜18を形
成し、該絶縁膜上に上記ゲート電極9bの表面にその一
部が接合するゲート引き出し電極17を形成するため、
能動層20bの側壁部24においてn−AlInAs電
子供給層5,i−InGaAsチャネル層3aはゲート
メタルと全く接触せず、その結果、得られる装置は、図
3で示した上記第1の実施例のヘテロ接合FETと同様
に、ゲートリーク電流の発生が抑制され、良好なFET
特性を示すものとなる。また、この実施例のヘテロ接合
FETでは、ゲート電極9bとゲート引き出し電極17
とによってT型ゲート電極を実現できるため、ゲート抵
抗が低減され、装置特性を更に向上させることができ
る。更に、ゲート引き出し電極17の材料はゲート電極
9bとは別に選択できるため、材料選択によりゲート抵
抗を一層低減することも可能である。
In the process of manufacturing the heterojunction FET of this embodiment, the gate electrode 9b is formed on the upper surface of the mesa-shaped active layer 20b, and the active layer 20b is exposed so that the surface of the gate electrode 9b is exposed. Since the insulating film 18 is formed on the upper surface and the gate extraction electrode 17 partly joined to the surface of the gate electrode 9b is formed on the insulating film,
At the side wall 24 of the active layer 20b, the n-AlInAs electron supply layer 5 and the i-InGaAs channel layer 3a are not in contact with the gate metal at all, and as a result, the device obtained is the same as the first embodiment shown in FIG. Similar to the heterojunction FET, the generation of gate leakage current is suppressed, and a good FET
It is a characteristic. Further, in the heterojunction FET of this embodiment, the gate electrode 9b and the gate extraction electrode 17 are
Since a T-shaped gate electrode can be realized by and, the gate resistance can be reduced and the device characteristics can be further improved. Furthermore, since the material of the gate extraction electrode 17 can be selected separately from the gate electrode 9b, it is possible to further reduce the gate resistance by selecting the material.

【0030】図8は、この発明の第4の実施例によるヘ
テロ接合FETの構造を示す断面図であり、図におい
て、図6と同一符号は同一または相当する部分を示し、
このヘテロ接合FETは、i−AlInAsショットキ
ー形成層6aにリセスが形成され、この部分にゲート電
極9bが形成された構成からなっている。そして、この
ヘテロ接合FETは、ゲート電極9bの形成前に予めi
−AlInAsショットキー形成層6aに通常の写真製
版,エッチング技術を用いてリセスを形成しておく以外
は、上記第3の実施例と同様の工程にて製造され、ゲー
ト引き出し部、即ち、ゲート引き出し電極17は上記第
3の実施例と同様にゲート電極9bの周囲を埋め込む絶
縁膜18上に形成されるため、上記第3の実施例と同様
に、ゲートメタルを能動層20bに接触させることな
く、T型ゲートを形成することができ、得られる装置は
ゲートリーク電流の発生が抑制された、良好なFET特
性を示すものとなる。
FIG. 8 is a sectional view showing the structure of a heterojunction FET according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 6 indicate the same or corresponding portions,
This heterojunction FET has a structure in which a recess is formed in the i-AlInAs Schottky formation layer 6a and a gate electrode 9b is formed in this part. Then, this heterojunction FET is pre-formed i before forming the gate electrode 9b.
The gate lead-out portion, that is, the gate lead-out portion, that is, the gate lead-out portion, is manufactured by the same process as that of the third embodiment except that the recess is formed in the AlInAs Schottky formation layer 6a by using the ordinary photoengraving and etching techniques. Since the electrode 17 is formed on the insulating film 18 that fills the periphery of the gate electrode 9b as in the third embodiment, the gate metal is not brought into contact with the active layer 20b as in the third embodiment. , A T-type gate can be formed, and the obtained device has excellent FET characteristics in which generation of a gate leak current is suppressed.

【0031】尚、上記実施例ではInGaAsチャネル
層3はアンドープ層か低濃度層の何れかであるが、n型
にドーピングを行ったInGaAsチャネル層を用いた
ヘテロ接合FETの場合でも、能動層の側壁部でゲート
リークが生ずる場合に、本発明を適用できることはいう
までもない。
Although the InGaAs channel layer 3 is either an undoped layer or a low-concentration layer in the above embodiment, even in the case of a heterojunction FET using an n-type doped InGaAs channel layer, the InGaAs channel layer 3 is an active layer. Needless to say, the present invention can be applied to the case where a gate leak occurs at the side wall.

【0032】また、上記実施例では、チャネル層にIn
GaAsを用いたが、InAs,InSb,InAsS
bを用いた場合でも、能動層が、該能動層の側壁部とゲ
ートメタルと接触によってゲートリークを生ずるような
層構成からなる場合、本発明が適用できることはいうま
でもない。
In the above embodiment, the channel layer is made of In
GaAs was used, but InAs, InSb, InAsS
Needless to say, even when b is used, the present invention can be applied when the active layer has a layer structure in which a gate leak occurs due to contact between the side wall of the active layer and the gate metal.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、メサ
形状の能動層の側壁部に露出するゲート電極とショット
キー接合しにくい半導体層をサイドエッチングし、この
後、ゲート電極を上記能動層の上面から半導体基板の上
面に向けて上記能動層の側壁部に沿うように形成したの
で、この半導体層は能動層の側壁部においてゲート電極
と接触せず、その結果、ゲートリーク電流の発生が抑制
され、高周波特性が向上した高性能のヘテロ接合FET
を得ることができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the semiconductor layer which is hard to form a Schottky junction with the gate electrode exposed on the side wall of the mesa-shaped active layer is side-etched, and then the gate electrode is formed into the active layer. Since the semiconductor layer is formed from the upper surface of the layer to the upper surface of the semiconductor substrate along the side wall of the active layer, the semiconductor layer does not contact the gate electrode on the side wall of the active layer, and as a result, the gate leakage current is generated. High-performance heterojunction FET with improved high-frequency characteristics
There is an effect that can be obtained.

【0034】更に、この発明によれば、メサ形状の能動
層の側壁部に対して絶縁膜を形成し、この後、ゲート電
極を上記能動層の上面から半導体基板の上面に向けてこ
の絶縁膜に沿うように形成したので、ゲート電極とショ
ットキー接合しにくい半導体層は能動層の側壁部におい
てゲート電極と接触せず、その結果、ゲートリーク電流
の発生が抑制され、高周波特性が向上した高性能のヘテ
ロ接合FETを得ることができる効果がある。
Further, according to the present invention, an insulating film is formed on the side wall of the mesa-shaped active layer, and then the gate electrode is directed from the upper surface of the active layer to the upper surface of the semiconductor substrate. Since the semiconductor layer which is formed along the gate electrode does not easily contact the gate electrode at the side wall of the active layer, the semiconductor layer that is hard to make a Schottky junction with the gate electrode is suppressed. As a result, the generation of the gate leakage current is suppressed, and the high frequency characteristics are improved. There is an effect that a high-performance heterojunction FET can be obtained.

【0035】更に、この発明によれば、ゲート電極を能
動層の上面のみに対して形成し、該ゲート電極と能動層
の周囲を埋め込む絶縁膜上にその一部がゲート電極表面
と接合するゲート引き出し電極を形成するようにしたの
で、ゲート電極とはショットキー接合しにくい半導体層
が能動層の側壁部においてゲート電極と接触せず、その
結果、ゲートリーク電流の発生が抑制されて、高周波特
性が向上した高性能のヘテロ接合FETを得ることがで
きる効果がある。また、ゲート電極とゲート引き出し電
極とによってT型ゲートが形成されるため、これによっ
て、ゲート抵抗を低減することができ、より一層装置特
性を向上できる効果がある。
Further, according to the present invention, the gate electrode is formed only on the upper surface of the active layer, and a part of the gate electrode is bonded to the surface of the gate electrode on the insulating film filling the periphery of the gate electrode and the active layer. Since the extraction electrode is formed, the semiconductor layer that is hard to make a Schottky junction with the gate electrode does not come into contact with the gate electrode on the side wall of the active layer, and as a result, the generation of gate leakage current is suppressed, and high frequency characteristics It is possible to obtain a high-performance heterojunction FET with improved characteristics. Moreover, since the T-shaped gate is formed by the gate electrode and the gate extraction electrode, the gate resistance can be reduced, and the device characteristics can be further improved.

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

【図1】この発明の一実施例によるヘテロ接合FETの
構造の断面を示す図であり、図1(a) は、ソース電極,
ドレイン電極に沿う方向に装置を分断した断面、図1
(b) は図1(a) 中のIb−Ib線における断面図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a structure of a heterojunction FET according to an embodiment of the present invention, FIG.
A cross section of the device cut along the direction of the drain electrode, FIG.
1B is a sectional view taken along line Ib-Ib in FIG.

【図2】図1に示すヘテロ接合FETの製造工程を示す
工程別断面図である。
2A to 2D are cross-sectional views of respective steps showing a manufacturing process of the heterojunction FET shown in FIG.

【図3】図1に示すヘテロ接合FETと従来のヘテロ接
合FETとの静特性を示す図であり、図3(a) はゲート
リーク電流対ゲート電圧特性を示す図、図3(b) はドレ
イン電流対ゲート電圧特性を示す図である。
3A and 3B are diagrams showing static characteristics of the heterojunction FET shown in FIG. 1 and a conventional heterojunction FET, FIG. 3A showing a gate leakage current vs. gate voltage characteristic, and FIG. It is a figure which shows a drain current-gate voltage characteristic.

【図4】この発明の第2の実施例によるヘテロ接合FE
Tの構造を示す断面図であり、図4(a) はソース及びド
レイン電極8a,8bに沿って分断した断面図、図4
(b) は図4(a) 中のIVb−IVb線における断面図で
ある。
FIG. 4 is a heterojunction FE according to a second embodiment of the present invention.
4A is a sectional view showing the structure of T, and FIG. 4A is a sectional view taken along the source and drain electrodes 8a and 8b.
4B is a sectional view taken along line IVb-IVb in FIG.

【図5】図4に示すヘテロ接合FETの製造工程を示す
工程別断面図である。
5A to 5C are cross-sectional views for each process showing a manufacturing process of the heterojunction FET shown in FIG.

【図6】この本発明の第3の実施例によるヘテロ接合F
ETの構造を示す図であり、図6(a) は上方からみた平
面図、図6(b) は図6(a) 中のVIb−VIb線におけ
る断面図である。
FIG. 6 is a heterojunction F according to the third embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the structure of ET, FIG.6 (a) is the top view seen from above, FIG.6 (b) is sectional drawing in the VIb-VIb line in FIG.6 (a).

【図7】図7は図6に示すヘテロ接合FETの製造工程
を示す工程別断面図であり、図6(a) 中のVII−VI
I線における断面を示したものである。
7A to 7C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the heterojunction FET shown in FIG. 6, which are taken along the line VII-VI in FIG. 6A.
It is a cross section taken along line I.

【図8】図8はこの発明の第4の実施例によるヘテロ接
合FETの構造を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing the structure of a heterojunction FET according to the fourth embodiment of the present invention.

【図9】図9は、従来のInP系HEMTの構造を示す
図であり、図9(a) は上方から見た平面図、図9(b) は
図9(a) 中のIXb−IXb線における断面図である。
9 is a diagram showing a structure of a conventional InP-based HEMT, FIG. 9 (a) is a plan view seen from above, and FIG. 9 (b) is IXb-IXb in FIG. 9 (a). It is sectional drawing in a line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半絶縁性InP基板 2 AlInAsバッファ層 2a i−AlInAsバッファ層 3 InGaAsチャネル層 3a i−InGaAsチャネル層 4 AlInAsスペーサ層 5 n−AlInAs電子供給層 6 AlInAsショットキー形成層 6a i−AlInAsショットキー形成層 7 n−InGaAsコンタクト層 7a エッチングにより形成されたコンタクト層のくぼ
み 8a ソース電極 8b ドレイン電極 9 ゲート電極 9a ゲート電極引きだし部 9b ゲート電極 11 イオン注入によって高抵抗化された能動層領域 12 エッチングにより形成されたチャネル層のくぼみ 13 絶縁膜 14,15,16 レジストパターン 17 ゲート引き出し電極 18 絶縁膜 20,20a,20b 能動層 21 ゲート電極 22 ソース電極 23 ドレイン電極 24 側壁部
1 semi-insulating InP substrate 2 AlInAs buffer layer 2a i-AlInAs buffer layer 3 InGaAs channel layer 3a i-InGaAs channel layer 4 AlInAs spacer layer 5 n-AlInAs electron supply layer 6 AlInAs Schottky formation layer 6a i-AlInAs Schottky formation Layer 7 n-InGaAs contact layer 7a Indentation of contact layer formed by etching 8a Source electrode 8b Drain electrode 9 Gate electrode 9a Gate electrode lead-out part 9b Gate electrode 11 Active layer region made high in resistance by ion implantation 12 Formed by etching Indentation of the formed channel layer 13 Insulating film 14, 15, 16 Resist pattern 17 Gate extraction electrode 18 Insulating film 20, 20a, 20b Active layer 21 Gate electrode 22 Source electrode 3 the drain electrode 24 side wall

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、チャネル層と該チャネル
層に対してヘテロ接合する半導体層とを含む多層構造の
半導体層からなり、上記半導体基板上にメサ形状に配設
されてなる能動層と、上記半導体基板上面から上記能動
層上面に向けて上記能動層の側壁部を通って延設された
ソース及びドレイン電極と、上記ソース及びドレイン電
極の間に、これらと直交する方向に上記半導体基板上面
から上記能動層上面に向けて上記能動層の側壁部を通っ
て延設されたゲート電極とを備えたヘテロ接合FETで
あって、 上記能動層の側壁部において上記ゲート電極とショット
キー接合しにくい半導体層がサイドエッチングされてい
ることを特徴とするヘテロ接合FET。
1. An active layer comprising a semiconductor substrate, a semiconductor layer having a multi-layer structure including a channel layer and a semiconductor layer heterojunction to the channel layer, the active layer being arranged in a mesa shape on the semiconductor substrate. A source and drain electrode extending from the upper surface of the semiconductor substrate toward the upper surface of the active layer through a side wall of the active layer, and the semiconductor substrate in a direction orthogonal to the source and drain electrode. What is claimed is: 1. A heterojunction FET comprising: a gate electrode extending from an upper surface to an upper surface of the active layer through a sidewall portion of the active layer, the FET being a Schottky junction with the gate electrode at the sidewall portion of the active layer. A heterojunction FET characterized in that a difficult semiconductor layer is side-etched.
【請求項2】 請求項2に記載のヘテロ接合FETにお
いて、 上記能動層の側壁部がイオン注入によって高抵抗化され
ていることを特徴とするヘテロ接合FET。
2. The heterojunction FET according to claim 2, wherein the sidewall of the active layer has a high resistance by ion implantation.
【請求項3】 半導体基板と、チャネル層と該チャネル
層に対してヘテロ接合する半導体層とを含む多層構造の
半導体層からなり、上記半導体基板上にメサ形状に配設
されてなる能動層と、上記半導体基板上面から上記能動
層上面に向けて上記能動層の側壁部を通って延設された
ソース及びドレイン電極と、上記ソース及びドレイン電
極の間に、これらと直交する方向に上記半導体基板上面
から上記能動層上面に向けて上記能動層の側壁部を通っ
て延設されたゲート電極とを備えたヘテロ接合FETで
あって、 上記能動層の側壁部と上記ゲート電極との間に絶縁膜が
挿設されていることを特徴とするヘテロ接合FET。
3. An active layer comprising a semiconductor substrate, a semiconductor layer having a multi-layered structure including a channel layer and a semiconductor layer heterojunction to the channel layer, the active layer being arranged in a mesa shape on the semiconductor substrate. A source and drain electrode extending from the upper surface of the semiconductor substrate toward the upper surface of the active layer through a side wall of the active layer, and the semiconductor substrate in a direction orthogonal to the source and drain electrode. What is claimed is: 1. A heterojunction FET comprising: a gate electrode extending from a top surface to a top surface of the active layer through a sidewall portion of the active layer, wherein the heterojunction FET is insulated from the sidewall portion of the active layer and the gate electrode. A heterojunction FET having a film inserted therein.
【請求項4】 半導体基板と、チャネル層と該チャネル
層に対してヘテロ接合する半導体層とを含む多層構造の
半導体層からなり、上記半導体基板上にメサ形状に配設
されてなる能動層と、上記半導体基板上面から上記能動
層上面に向けて上記能動層の側壁部を通って延設された
ソース及びドレイン電極と、上記ソース及びドレイン電
極の間に、これらと直交する方向に上記能動層の上面に
形成されたゲート電極とを有するヘテロ接合FETであ
って、 上記ゲート電極の周囲を埋め込み、該ゲート電極の表面
がその上面から露出するように上記能動層上に配設され
た絶縁膜と、 上記ゲート電極の表面にその一部が接合し、上記ゲート
電極表面から上記絶縁膜上に向けて延設されたゲート引
き出し電極とを備えたことを特徴とするヘテロ接合FE
T。
4. A semiconductor substrate, a channel layer and the channel
A multilayer structure including a semiconductor layer heterojunction to the layer
Composed of a semiconductor layer and arranged in a mesa shape on the semiconductor substrate
And the active layer formed from the top surface of the semiconductor substrate.
Extended through the sidewall of the active layer towards the top of the layer
The source and drain electrodes and the source and drain electrodes
Between the poles, in the direction perpendicular to these, on the top surface of the active layer
A heterojunction FET having a formed gate electrode
By embedding the periphery of the gate electrode, the surface of the gate electrode
Are disposed on the active layer so that they are exposed from the top surface.
Part of the insulating film and the surface of the gate electrode
Gate pull extended from the electrode surface to the above-mentioned insulating film
Heterojunction FE characterized in that it is provided with a bare electrode
T.
【請求項5】 半導体基板上にチャネル層と該チャネル
層に対してヘテロ接合する半導体層とを含む多層構造の
半導体層を形成し、該半導体層をエッチングして上記半
導体基板上にメサ形状の能動層を形成する工程と、該能
動層の上面から該半導体基板上面に向けて該能動層の側
壁部に沿うようにソース及びドレイン電極をそれぞれ形
成する工程と、該ソース及びドレイン電極の間に、これ
らと直交する方向に上記能動層の上面から上記半導体基
板上面に向けて上記能動層の側壁部に沿うようにゲート
電極を形成する工程とを含むヘテロ接合FETの製造方
法において、 上記ゲート電極の形成工程に先立って、上記能動層の側
壁部に露出する上記ゲート電極とはショットキー接合し
にくい半導体層をサイドエッチングすることを特徴とす
るヘテロ接合FETの製造方法。
5. A semiconductor layer having a multi-layer structure including a channel layer and a semiconductor layer heterojunction to the channel layer is formed on a semiconductor substrate, and the semiconductor layer is etched to form a mesa-shaped structure on the semiconductor substrate. Between the step of forming the active layer, the step of forming the source and drain electrodes from the upper surface of the active layer toward the upper surface of the semiconductor substrate along the side wall of the active layer, and between the source and drain electrodes. A step of forming a gate electrode along the side wall of the active layer from the upper surface of the active layer to the upper surface of the semiconductor substrate in a direction orthogonal to these, the gate electrode Prior to the step of forming the semiconductor layer, a semiconductor layer which is hard to form a Schottky junction with the gate electrode exposed on the side wall of the active layer is side-etched. Method for producing a B junction FET.
【請求項6】 請求項5に記載のヘテロ接合FETの製
造方法において、 上記サイドエッチング工程に先立って、上記能動層の側
壁部にイオン注入を行い、該側壁部を高抵抗化すること
を特徴とするヘテロ接合FETの製造方法。
6. The method for manufacturing a heterojunction FET according to claim 5, wherein prior to the side etching step, ion implantation is performed on the side wall of the active layer to increase the resistance of the side wall. And a method for manufacturing a heterojunction FET.
【請求項7】 半導体基板上にチャネル層と該チャネル
層に対してヘテロ接合する半導体層とを含む多層構造の
半導体層を形成し、該半導体層をエッチングして上記半
導体基板上にメサ形状の能動層を形成する工程と、該能
動層の上面から該半導体基板上面に向けて該能動層の側
壁部に沿うようにソース及びドレイン電極をそれぞれ形
成する工程と、該ソース及びドレイン電極の間に、これ
らと直交する方向に上記能動層の上面から上記半導体基
板上面に向けて上記能動層の側壁部に沿うようにゲート
電極を形成する工程とを含むヘテロ接合FETの製造方
法において、 上記ゲート電極の形成工程に先立って、上記能動層の側
壁部表面に絶縁膜を形成することを特徴とするヘテロ接
合FETの製造方法。
7. A mesa-shaped semiconductor layer is formed on the semiconductor substrate by forming a semiconductor layer having a multi-layer structure including a channel layer and a semiconductor layer heterojunction to the channel layer on the semiconductor substrate and etching the semiconductor layer. Between the step of forming the active layer, the step of forming the source and drain electrodes from the upper surface of the active layer toward the upper surface of the semiconductor substrate along the side wall of the active layer, and between the source and drain electrodes. A step of forming a gate electrode along the side wall of the active layer from the upper surface of the active layer to the upper surface of the semiconductor substrate in a direction orthogonal to these, the gate electrode Prior to the step of forming the above-mentioned step, an insulating film is formed on the surface of the side wall of the active layer.
【請求項8】 半導体基板上にチャネル層と該チャネル
層に対してヘテロ接合する半導体層とを含む多層構造の
半導体層を形成し、該半導体層をエッチングして上記半
導体基板上にメサ形状の能動層を形成し、次いで、該能
動層に対してゲート,ソース及びドレイン電極を形成し
てなるヘテロ接合FETの製造方法において、 上記能動層の上面にゲート電極を形成する工程と、 上記ゲート電極と直交する方向に、上記能動層の上面か
ら該半導体基板上面に向けて該能動層の側壁部に沿うよ
うにソース及びドレイン電極をそれぞれ形成する工程
と、 上記ゲート電極の周囲を埋め込み、上記ゲート電極の表
面がその上面から露出するように上記能動層上に絶縁膜
を形成する工程と、 上記ゲート電極の表面にその一部が接合するゲート引き
出し電極を、上記ゲート電極表面から上記絶縁膜上に向
けて延設する工程とを含むことを特徴とするヘテロ接合
FETの製造方法。
8. A mesa-shaped semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate by forming a semiconductor layer having a multi-layer structure including a channel layer and a semiconductor layer heterojunction to the channel layer, and etching the semiconductor layer. In a method of manufacturing a heterojunction FET, which comprises forming an active layer and then forming gate, source and drain electrodes on the active layer, a step of forming a gate electrode on the upper surface of the active layer, Forming a source and drain electrode from the upper surface of the active layer toward the upper surface of the semiconductor substrate along the side wall of the active layer in a direction orthogonal to A step of forming an insulating film on the active layer so that the surface of the electrode is exposed from the upper surface; and a gate extraction electrode part of which is bonded to the surface of the gate electrode. The method of manufacturing a heterojunction FET which comprises the step of extending toward from the surface of the gate electrode on said insulating film.
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