JPH05308082A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

Info

Publication number
JPH05308082A
JPH05308082A JP11188792A JP11188792A JPH05308082A JP H05308082 A JPH05308082 A JP H05308082A JP 11188792 A JP11188792 A JP 11188792A JP 11188792 A JP11188792 A JP 11188792A JP H05308082 A JPH05308082 A JP H05308082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
mesa
schottky gate
layer
carrier supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11188792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yano
浩 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP11188792A priority Critical patent/JPH05308082A/en
Publication of JPH05308082A publication Critical patent/JPH05308082A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable a mesa-shaped part to be an element region by etching a buffer layer, a channel layer, and a carrier supply layer in the mesa shape, at the same time prevent contact between a Schottky gate electrode and the channel region by contacting the Schottky gate only to the top surface of the mesa-shaped part. CONSTITUTION:A buffer layer 2, a channel layer 3, and a carrier supply layer 4 are laminated on a substrate 1 in sequence and then an ohmic source electrode and a drain electrode as well as a Schottky gate electrode 11 are formed on the carrier supply layer 4 in the title semiconductor device. In this device, the buffer layer 2, the channel layer 3, and the carrier supply layer 4 are etched in mesa shape so that they surround the source electrode, the drain electrode, and the Schottky gate electrode for forming the mesa-shaped part as an element region and at the same time the Schottky gate electrode 11 is extended for formation to the other part of the edge on the top surface from one part of the edge of the top surface so that it contacts only the top surface of the mesa- shaped part.

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、HEMT(高電子移動
度トランジスタ)などの半導体装置およびその製造方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device such as HEMT (High Electron Mobility Transistor) and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、GaInAs層をチャネル層として
用い、このチャネル層にAlInAs層をキャア供給層として
積層し、このキャリア供給層上にゲート電極を形成した
HEMT(高電子移動度トランジスタ)が開発されてい
る。このようなHEMTでは、ゲート電極がGaInAsに接
触しないように、素子間分離をイオン注入で行ったり、
GaInAs層の部分でエアブリッジを形成したりしている。
これは、GaInAs層に対するショットキ接触は、バリア高
さが非常に低く、リーク電流が大きいからである。すな
わち、素子領域をメサ形状にエッチングすることより素
子の分離を行った場合などには、メサ形状部の傾斜面に
おいてゲート電極がGaInAsに接触し、FET特性の劣化
が生じるため、上記のような工夫が必要となるのであ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a HEMT (high electron mobility transistor) in which a GaInAs layer is used as a channel layer, an AlInAs layer is laminated as a carrier supply layer on the channel layer, and a gate electrode is formed on the carrier supply layer is known. Being developed. In such a HEMT, element isolation is performed by ion implantation so that the gate electrode does not contact GaInAs,
An air bridge is formed at the GaInAs layer.
This is because the Schottky contact with the GaInAs layer has a very low barrier height and a large leak current. That is, when the element is separated by etching the element region into a mesa shape, the gate electrode comes into contact with GaInAs on the inclined surface of the mesa shape portion and the FET characteristics are deteriorated. Ingenuity is needed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、素子間分離
をイオン注入で行うと、イオン注入により一旦高抵抗と
なった領域がその後の熱プロセスで低抵抗化する場合が
あり、素子の分離が不良となるという問題が生じてい
た。また、ゲート電極の引き出し部分をエアブリッジに
すると、ゲート電極形成工程が複雑になるばかりでな
く、エアブリッジの強度によっては素子の信頼性の劣化
を招きかねない。
However, when the element isolation is performed by ion implantation, a region once having a high resistance due to the ion implantation may have a low resistance in the subsequent thermal process, resulting in poor element isolation. There was a problem that became. Further, if the lead-out portion of the gate electrode is an air bridge, not only the gate electrode forming process becomes complicated, but also the reliability of the device may be deteriorated depending on the strength of the air bridge.

【0004】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、素子間の分離が良好に行えるとともに、製
造工程が簡易で、素子の信頼性が良好であり、また良好
な素子特性を得ることができる半導体装置およびその製
造方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems, to achieve good isolation between elements, to simplify the manufacturing process, to provide good element reliability, and to provide good element characteristics. A semiconductor device and a method for manufacturing the same are provided.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するための請求項1記載の半導体装置は、基板上に
バッファ層、チャネル層およびキャリア供給層を順に積
層し、キャリア供給層上にオーム性のソース電極および
ドレイン電極ならびにショットキゲート電極を形成した
半導体装置において、上記ソース電極、ドレイン電極お
よびショットキゲート電極を包囲するように、上記バッ
ファ層、チャネル層およびキャリア供給層をメサ形状に
エッチングして、このメサ形状部を素子領域としている
とともに、上記ショットキゲート電極は、上記メサ形状
部の頂面にのみ接触するように、この頂面の端縁の或る
箇所から、当該頂面の端縁の他の箇所まで延びて形成さ
れていることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a buffer layer, a channel layer, and a carrier supply layer, which are sequentially stacked on a substrate; and the carrier supply layer. In a semiconductor device having an ohmic source electrode and drain electrode and a Schottky gate electrode formed thereon, the buffer layer, the channel layer and the carrier supply layer are etched in a mesa shape so as to surround the source electrode, the drain electrode and the Schottky gate electrode. The mesa-shaped portion is used as an element region, and the Schottky gate electrode is contacted only with the top surface of the mesa-shaped portion from a certain portion of the edge of the top surface to the top surface of the top surface. It is characterized in that it is formed so as to extend to other portions of the edge.

【0006】この構成によれば、バッファ層、チャネル
層およびキャリア供給層をメサ形状にエッチングするこ
とにより素子領域が分離されるから、素子の分離が不完
全になることはない。一方、ショットキゲート電極は、
メサ形状部の頂面のみに接触するように形成されてい
る。このため、メサ形状部の傾斜面にゲート電極が接触
することがないから、このゲート電極とチャネル層との
接触に起因する素子特性の劣化が生じることはない。し
かも、ショットキゲート電極は、メサ形状部の頂面にお
いて、端縁の或る箇所から当該頂面の端縁の他の箇所ま
で延びて形成されているから、ソース・ドレイン間の電
流を良好に制御することができる。
According to this structure, since the element regions are separated by etching the buffer layer, the channel layer and the carrier supply layer in a mesa shape, the element separation is not incomplete. On the other hand, the Schottky gate electrode is
It is formed so as to contact only the top surface of the mesa-shaped portion. Therefore, since the gate electrode does not come into contact with the inclined surface of the mesa-shaped portion, the device characteristics are not deteriorated due to the contact between the gate electrode and the channel layer. Moreover, since the Schottky gate electrode is formed on the top surface of the mesa-shaped portion so as to extend from a certain portion of the edge to another portion of the edge of the top surface, it is possible to improve the current between the source and the drain. Can be controlled.

【0007】また、メサ形状部の傾斜面とショットキゲ
ート電極との接触を防ぐためにエアブリッジが形成され
ることもないから、素子の製造工程が複雑化したり、素
子の信頼性が低下したりすることもない。請求項2記載
の半導体装置は、上記メサ形状部において、ショットキ
ゲート電極の両端部近傍には、このショットキゲート電
極の両端部を回り込んで流れる電流経路を遮断するよう
に上記バッファ層、チャネル層およびキャリア供給層を
エッチング除去して形成した除去領域が形成されている
ことを特徴とする。
Further, since the air bridge is not formed to prevent the contact between the inclined surface of the mesa-shaped portion and the Schottky gate electrode, the manufacturing process of the element is complicated and the reliability of the element is lowered. Not even. 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein in the mesa-shaped portion, the buffer layer and the channel layer are provided in the vicinity of both ends of the Schottky gate electrode so as to interrupt a current path that flows around both ends of the Schottky gate electrode. And a removed region formed by removing the carrier supply layer by etching.

【0008】このような構成にすると、ショットキゲー
ト電極をメサ形状部の頂面の端縁よりもやや内側で止ま
るようにパターン形成しても、除去領域の働きにより、
ショットキゲート電極を回り込むソース・ドレイン間の
電流経路を遮断することができる。このため、マスク合
わせの精度による制限などに起因して、ショットキゲー
ト電極をメサ形状部の頂面の端縁に正確に整合させるこ
とができない場合でも、素子特性の劣化を招来すること
がない。
With such a structure, even if the Schottky gate electrode is patterned so as to stop slightly inside the edge of the top surface of the mesa-shaped portion, the function of the removal region causes
The current path between the source and drain that goes around the Schottky gate electrode can be blocked. Therefore, even if the Schottky gate electrode cannot be accurately aligned with the edge of the top surface of the mesa-shaped portion due to the limitation of the accuracy of mask alignment or the like, the device characteristics will not be deteriorated.

【0009】すなわち、ショットキゲート電極を長めに
形成すると、このショットキゲート電極の端部がメサ形
状部の傾斜面においてチャネル層に接触するおそれがあ
る。したがって、マスク合わせの精度などを考慮する
と、このショットキゲート電極は短めに形成することが
好ましい。しかし、ショットキゲート電極を短めに形成
すると、チャネル領域においてショットキゲート電極の
両端部の近傍には、ショットキゲート電極による電流の
制御が及ばない領域が出現する。このような領域を流れ
る電流を、上記の除去領域で遮断することにより、ショ
ットキゲート電極を短めに形成しつつ、素子の特性を良
好に維持することができる。
That is, if the Schottky gate electrode is formed to be long, the end of the Schottky gate electrode may come into contact with the channel layer at the inclined surface of the mesa-shaped portion. Therefore, it is preferable that the Schottky gate electrode is formed to be short in consideration of the accuracy of mask alignment. However, when the Schottky gate electrode is formed to be short, a region where current control by the Schottky gate electrode does not appear appears in the channel region near both ends of the Schottky gate electrode. By interrupting the current flowing in such a region by the above-mentioned removal region, it is possible to form the Schottky gate electrode with a short length while maintaining good device characteristics.

【0010】請求項1記載の半導体装置は、請求項3記
載の方法により製造することができる。すなわち、請求
項3記載の半導体装置の製造方法は、基板上にバッファ
層、チャネル層およびキャリア供給層を順に積層する工
程と、素子領域の周囲のバッファ層、チャネル層および
キャリア供給層をエッチング除去してメサ形状部を形成
する工程と、上記メサ形状部の頂面に、ソース・ドレイ
ン電極となるオーム性電極をパターン形成する工程と、
上記メサ形状部の頂面に、このメサ形状部の頂面にのみ
接触するように、この頂面の端縁の或る箇所から、当該
頂面の端縁の他の箇所まで延びるショットキゲート電極
をパターン形成する工程とを含むことを特徴とする。
The semiconductor device according to claim 1 can be manufactured by the method according to claim 3. That is, in the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, a step of sequentially stacking a buffer layer, a channel layer and a carrier supply layer on a substrate, and etching and removing the buffer layer, the channel layer and the carrier supply layer around the element region. A step of forming a mesa-shaped portion, and a step of patterning an ohmic electrode serving as a source / drain electrode on the top surface of the mesa-shaped portion,
A Schottky gate electrode that extends from a portion of the edge of the mesa-shaped portion to another portion of the edge of the top surface of the mesa-shaped portion so as to contact only the top surface of the mesa-shaped portion. And a pattern forming step are included.

【0011】また、請求項2記載の半導体装置は、請求
項4記載の製造方法により製造することができる。すな
わち、請求項4記載の半導体装置の製造方法は、上記シ
ョットキゲート電極を形成する工程の後に、上記ショッ
トキゲート電極の両端部近傍のメサ形状部をエッチング
することにより、このショットキゲート電極の両端部を
回り込んで流れる電流経路を遮断する除去領域を形成す
る工程をさらに含むことを特徴とする。
The semiconductor device according to the second aspect can be manufactured by the manufacturing method according to the fourth aspect. That is, in the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, after the step of forming the Schottky gate electrode, both end portions of the Schottky gate electrode are etched by etching the mesa-shaped portions near both end portions of the Schottky gate electrode. It is characterized by further including a step of forming a removal region that cuts off a current path that flows around.

【0012】請求項2記載の半導体装置はさらに、請求
項5記載の方法によっても製造され得る。すなわち、請
求項5記載の半導体装置の製造方法は、基板上にバッフ
ァ層、チャネル層およびキャリア供給層を順に積層する
工程と、上記キャリア供給層上に、ソース・ドレイン電
極となるオーム性電極を形成する工程と、上記キャリア
供給層上に、所定パターンのショットキゲート電極を形
成する工程と、上記ショットキゲート電極、ソース電極
およびドレイン電極を包囲する領域の周囲のバッファ
層、チャネル層およびキャリア供給層をエッチング除去
することによって、分離された素子領域をメサ形状に形
成する工程とを含み、上記素子領域をメサ形状に形成す
る工程において、上記ショットキゲート電極の両端部近
傍に、このショットキゲート電極の両端部を回り込んで
流れる電流経路を遮断する除去領域を同時に形成するこ
とを特徴とする。
The semiconductor device according to claim 2 can be further manufactured by the method according to claim 5. That is, in the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, a step of sequentially stacking a buffer layer, a channel layer, and a carrier supply layer on a substrate, and an ohmic electrode to be a source / drain electrode on the carrier supply layer. A step of forming, a step of forming a Schottky gate electrode having a predetermined pattern on the carrier supply layer, a buffer layer around a region surrounding the Schottky gate electrode, the source electrode and the drain electrode, a channel layer and a carrier supply layer By etching away the separated element region into a mesa shape, and in the step of forming the element region into a mesa shape, in the vicinity of both ends of the Schottky gate electrode, the Schottky gate electrode A special feature is to simultaneously form the removal region that wraps around both ends and blocks the current path. To.

【0013】[0013]

【実施例】以下では、本発明の実施例を、添付図面を参
照して詳細に説明する。図1(a) は、本発明の半導体装
置の一実施例であるHEMT(高電子移動度トランジス
タ)の構成を示す断面図であり、図1(b) は図1(a) の
切断面線I−Iから見た断面図である。InP基板1の
表面に、全体としてメサ形状部5を成すInPバッファ
層2、GaInAsチャネル層3およびAlInAsキャリア供給層
4が積層されている。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 (a) is a cross-sectional view showing the structure of a HEMT (high electron mobility transistor) which is an embodiment of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 1 (b) is a sectional line of FIG. 1 (a). It is sectional drawing seen from II. On the surface of the InP substrate 1, an InP buffer layer 2, a GaInAs channel layer 3, and an AlInAs carrier supply layer 4, which form a mesa-shaped portion 5 as a whole, are laminated.

【0014】メサ形状部5は、SiNなどからなる絶縁
膜6で被覆されている。この絶縁膜6に、ソース、ゲー
トおよびドレインの各電極を形成するためのコンタクト
孔7,8,9が形成されている。コンタクト孔7,9に
は、AlInAsキャリアル供給層4にオーミック接触するオ
ーム性電極10A,10Bが形成されている。さらに、
このオーム性電極10A,10Bの間のコンタクト孔8
には、ショットキゲート電極11が形成されている。
The mesa-shaped portion 5 is covered with an insulating film 6 made of SiN or the like. Contact holes 7, 8 and 9 for forming source, gate and drain electrodes are formed in the insulating film 6. In the contact holes 7 and 9, ohmic electrodes 10A and 10B which make ohmic contact with the AlInAs carrier supply layer 4 are formed. further,
Contact hole 8 between the ohmic electrodes 10A and 10B
A Schottky gate electrode 11 is formed on the.

【0015】オーム性電極10A,10Bに接触するよ
うに引出し配線12A,12Bが形成されている。ま
た、図1(b) に示すようにショットキゲート電極11の
一端部には、ゲート引出し配線13が接続されている。
図1(c) は、図1(a) および図(b) に示された構成の平
面図であり、引出し配線12A,12B,13および絶
縁膜6を除いた構成が示されている。この図1(c) から
判るように、ショッキゲート電極11は、メサ形状部5
の頂面5aにのみ形成されている。換言すれば、ショッ
トキゲート電極11は、メサ形状部5の傾斜面5bには
形成されておらず、この傾斜面5bには絶縁膜6が介在
された状態でゲート引出し配線13が形成されているの
みである。
Lead wires 12A and 12B are formed so as to come into contact with the ohmic electrodes 10A and 10B. Further, as shown in FIG. 1B, a gate lead wiring 13 is connected to one end of the Schottky gate electrode 11.
FIG. 1 (c) is a plan view of the structure shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), and shows the structure excluding the lead wirings 12A, 12B, 13 and the insulating film 6. As can be seen from FIG. 1C, the Schottky gate electrode 11 has the mesa-shaped portion 5
Is formed only on the top surface 5a. In other words, the Schottky gate electrode 11 is not formed on the inclined surface 5b of the mesa-shaped portion 5, and the gate lead wiring 13 is formed on the inclined surface 5b with the insulating film 6 interposed. Only.

【0016】一方、ゲート電極11の両端部11a,1
1bの近傍には、この両端部11a,11bからメサ形
状部5の端縁に至る領域にわたって、このメサ形状部5
をエッチング除去した除去領域14a,14b,14
c,14d(総称するときには「除去領域14」とい
う。)が形成されている。この除去領域14は、ゲート
電極11が形成されていない領域15a,15bを回り
込んでソース・ドレイン間を流れる電流を遮断するため
に形成されている。
On the other hand, both ends 11a, 1 of the gate electrode 11 are
In the vicinity of 1b, the mesa-shaped portion 5 extends from the both ends 11a and 11b to the edge of the mesa-shaped portion 5.
Removal regions 14a, 14b, 14
c and 14d (collectively referred to as "removed region 14") are formed. The removal region 14 is formed to cut off the current flowing between the source and the drain by wrapping around the regions 15a and 15b where the gate electrode 11 is not formed.

【0017】すなわち、ゲート電極11をメサ形状部5
の頂面5aの一端縁から他の端縁まで正確に整合するよ
うに形成することができれば、上記のような電流の回り
込みが生じないのであるが、マスク合わせの精度などに
起因して、ゲート電極11の両端部11a,11bの近
傍には、メサ形状部5の頂面5aの端縁との間に、電極
が形成されていない領域15a,15bが必然的に生じ
るのである。このような領域15a,15bが形成され
ないようにするために、ゲート電極11を長く形成する
ことが考えられるが、このゲート電極11を長く形成す
ると、メサ形状部5の傾斜面5bにまでゲート電極11
が形成されるおそれがある。この場合には、ゲート電極
11の端部が傾斜面5bにおいてGaInAsチャネル層3に
接触するおそれがある。上述のように金属とGaInAsとの
間では良好なショットキ接触が得られないから、傾斜面
5bにおけるGaInAsチャネル層3とゲート電極11との
接触により、ゲートリーク電流が大きくなり、素子特性
が劣化することになる。
That is, the gate electrode 11 is formed into the mesa-shaped portion 5
If it can be formed so as to be accurately aligned from one edge to the other edge of the top surface 5a, the above-mentioned current sneak does not occur. However, due to the accuracy of mask alignment, etc. In the vicinity of both ends 11a and 11b of the electrode 11, regions 15a and 15b where electrodes are not formed are inevitably formed between the ends of the top surface 5a of the mesa-shaped portion 5. In order to prevent such regions 15a and 15b from being formed, it is conceivable to form the gate electrode 11 long. However, when the gate electrode 11 is formed long, the gate electrode 11 reaches the inclined surface 5b of the mesa-shaped portion 5. 11
May be formed. In this case, the end of the gate electrode 11 may come into contact with the GaInAs channel layer 3 on the inclined surface 5b. As described above, since good Schottky contact cannot be obtained between the metal and GaInAs, the contact between the GaInAs channel layer 3 and the gate electrode 11 on the inclined surface 5b increases the gate leakage current and deteriorates the device characteristics. It will be.

【0018】このような問題は、上記のように、ゲート
電極11をメサ形状部5の頂面5aの長さよりも若干短
く形成するとともに、ゲート電極11の両端部11a,
11bの近傍で、ゲート電極11を回り込んでGaInAsチ
ャネル層3を流れる電流経路を遮断するように除去領域
14を形成することによって解決される。この除去領域
14のエッチングの際には、ゲート電極11がマスクと
して働く。このため、ゲート電極11に良好に整合した
除去領域14が形成される。
As described above, the problem is that the gate electrode 11 is formed to be slightly shorter than the length of the top surface 5a of the mesa-shaped portion 5, and both end portions 11a of the gate electrode 11 are formed.
This is solved by forming the removal region 14 in the vicinity of 11b so as to wrap around the gate electrode 11 and block the current path flowing through the GaInAs channel layer 3. When etching the removal region 14, the gate electrode 11 functions as a mask. Therefore, the removal region 14 that is well aligned with the gate electrode 11 is formed.

【0019】図2(a) は、本実施例のHEMTのゲート
ショットキ特性を示す図であり、ゲート電極11に印加
される電圧と、このゲート電極11に流れる電流との関
係が示されている。図2(b) には、メサエッチングによ
り素子分離を行った従来のHEMTにおける同様なゲー
トショットキ特性が示されている。図2(a) と(b) との
比較から、本実施例のHEMTでは、ゲートリーク電流
を効果的に低減して、ショットキ特性が格段に向上され
ていることが理解される。
FIG. 2 (a) is a diagram showing the gate Schottky characteristics of the HEMT of this embodiment, and shows the relationship between the voltage applied to the gate electrode 11 and the current flowing through this gate electrode 11. .. FIG. 2B shows a similar gate Schottky characteristic in the conventional HEMT in which elements are isolated by mesa etching. From the comparison between FIGS. 2A and 2B, it is understood that the HEMT of the present embodiment effectively reduces the gate leakage current and the Schottky characteristic is remarkably improved.

【0020】また、図3には、本実施例のHEMTのド
レイン電流−電圧特性が示されている。なお、各曲線L
1,L2,L3,L4,L5,L6とゲート電圧VG
の対応関係は次のとおりである。 L1 ・・・・ VG =−1.0V L2 ・・・・ VG =−0.8V L3 ・・・・ VG =−0.6V L4 ・・・・ VG =−0.4V L5 ・・・・ VG =−0.2V L6 ・・・・ VG = 0.0V この図3から、本実施例のHEMTでは、良好なピンチ
オフ特性が得られることが理解される。これは上述のよ
うにゲート電極11を回り込む電流経路を除去領域14
で遮断しているからである。
Further, FIG. 3 shows the drain current-voltage characteristics of the HEMT of this embodiment. In addition, each curve L
The correspondence between 1, L2, L3, L4, L5, L6 and the gate voltage V G is as follows. L1 ···· V G = -1.0V L2 ···· V G = -0.8V L3 ···· V G = -0.6V L4 ···· V G = -0.4V L5 · from ··· V G = -0.2V L6 ···· V G = 0.0V FIG 3, the HEMT of this embodiment, that a good pinch-off characteristics can be obtained is understood. This is because the current path that goes around the gate electrode 11 is removed by the removal region 14 as described above.
Because it is blocked by.

【0021】図4および図5は、上述の構成のHEMT
の製造方法を工程順に示す断面図である。先ず、図4
(a) に示すように、有機金属気相成長法(OMVPE
法)などによって、InP基板1の表面に、InPバッ
ファ層2、GaInAsチャネル層3およびAlInAsキャリア供
給層4が順に積層されて成長させられる。次に、図4
(b) に示すように、メサエッチングにより、素子間の分
離が行われる。これにより、InP基板1上には各素子
ごとに分離された、メサ形状部5が形成されることにな
る。
4 and 5 show the HEMT having the above-mentioned structure.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing in the order of steps. First, FIG.
As shown in (a), metalorganic vapor phase epitaxy (OMVPE
Method, etc., the InP buffer layer 2, the GaInAs channel layer 3, and the AlInAs carrier supply layer 4 are sequentially stacked and grown on the surface of the InP substrate 1. Next, FIG.
As shown in (b), the elements are separated by mesa etching. As a result, the mesa-shaped portion 5 separated for each element is formed on the InP substrate 1.

【0022】続いて、図4(c) に示すように、SiN膜
などの絶縁膜6が形成される。さらに、図4(d) に示す
ように、AuGe/Ni からなるオーム性電極10A,10B
がリフトオフ法によりコンタクト孔7,9内にパターン
形成され、さらに400℃の温度で1分間にわたって合
金化処理が行われる。次に、コンタクト孔8内に、Ti/P
t/Auからなるショットキゲート電極11がリフトオフ法
によりパターン形成される。このショットキゲート電極
11は、メサ形状部5の頂面5aにのみ形成されるよう
に、マスク合わせの精度などを考慮して、その長さが設
定される。なお、コンタクト孔7,8,9はそれぞれ電
極形成直前に開孔される。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, an insulating film 6 such as a SiN film is formed. Furthermore, as shown in FIG. 4 (d), ohmic electrodes 10A and 10B made of AuGe / Ni are used.
Are patterned in the contact holes 7 and 9 by the lift-off method, and alloying treatment is further performed at a temperature of 400 ° C. for 1 minute. Next, in the contact hole 8, Ti / P
The Schottky gate electrode 11 made of t / Au is patterned by the lift-off method. The length of the Schottky gate electrode 11 is set so as to be formed only on the top surface 5a of the mesa-shaped portion 5 in consideration of mask alignment accuracy and the like. The contact holes 7, 8 and 9 are opened immediately before the electrodes are formed.

【0023】さらに、図5(e) に示すように、ゲート電
極11の両端部11a,11b(図1(c) 参照。)の近
傍がエッチング除去され、除去領域14が形成される。
これに引き続いて、図5(f),(g) に示すように、引出し
配線12A,12Bおよびゲート引出し配線13が形成
される。このようにして、図1〜図3に示されたHEM
Tが完成する。ただし、図5(g) は図5(f) の切断面線
V−Vから見た断面図である。
Further, as shown in FIG. 5 (e), the vicinity of both ends 11a and 11b (see FIG. 1 (c)) of the gate electrode 11 is removed by etching to form a removed region 14.
Subsequent to this, as shown in FIGS. 5F and 5G, the lead-out wirings 12A and 12B and the gate lead-out wiring 13 are formed. In this way, the HEM shown in FIGS.
T is completed. However, FIG. 5 (g) is a sectional view taken along the line V-V in FIG. 5 (f).

【0024】図6は、上記のHEMTの他の製造方法の
一部の工程を示す断面図である。この製造方法では、図
6(a) のようにInP基板1上にInPバッファ層2、
GaInAsチャネル層3およびAlInAsキャリア供給層4を順
次積層成長した後に、図6(b) に示すように、オーム性
電極10A,10Bおよびショットキゲート電極11が
それぞれパターン形成される。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of the steps of another method for manufacturing the HEMT described above. In this manufacturing method, as shown in FIG. 6A, the InP buffer layer 2 is formed on the InP substrate 1,
After the GaInAs channel layer 3 and the AlInAs carrier supply layer 4 are successively grown, the ohmic electrodes 10A and 10B and the Schottky gate electrode 11 are patterned respectively, as shown in FIG. 6 (b).

【0025】次いで、図6(c) に示すように、素子分離
のためのメサエッチングが行われるのであるが、メサエ
ッチングの際に、除去領域14が同時に形成される。こ
の後には、図6(d) に示すように、絶縁膜6が全面に形
成され、電極10A,10B,11の上部にコンタクト
孔17,18,19が形成される。この後の工程は、図
4および図5に示された第1の製造方法と同様である。
Next, as shown in FIG. 6 (c), mesa etching for element isolation is performed, and the removal region 14 is formed at the same time during the mesa etching. After this, as shown in FIG. 6D, the insulating film 6 is formed on the entire surface, and contact holes 17, 18, 19 are formed on the electrodes 10A, 10B, 11 respectively. Subsequent steps are similar to those of the first manufacturing method shown in FIGS. 4 and 5.

【0026】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではない。たとえば、上記の実施例では、ゲート電
極11の両端部11a,11bの近傍において、ゲート
電極11を挟むように各一対の除去領域14a,14
b;14c,14dをそれぞれ形成しているが、ゲート
電極11が形成されていない領域15a,15bを回り
込む電流を遮断するためには、除去領域14a,14b
のいずれか一方は形成されなくてもよく、同様に除去領
域14c,14dのいずれか一方は形成されなくてもよ
い。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, each pair of removal regions 14a and 14 is sandwiched in the vicinity of both ends 11a and 11b of the gate electrode 11 so as to sandwich the gate electrode 11.
b; 14c and 14d are formed respectively, but in order to cut off the current flowing into the regions 15a and 15b where the gate electrode 11 is not formed, the removal regions 14a and 14b are formed.
One of the removal regions 14c and 14d may not be formed in the same manner.

【0027】さらに、図7に示されているように、領域
15a,15bをエッチング除去して除去領域24を形
成することによっても、ゲート電極11の両端部を回り
込む電流経路を遮断することができる。ただし、この場
合には、ゲート電極11の端部11a,11bに正確に
整合した除去領域24を形成する必要があるので、図1
などの場合に比較して、除去領域24の形成が困難にな
る。すなわち、ゲート電極11の端縁と除去領域24と
が離れていると、ゲート電極11を回り込む電流を阻止
することができず、また、除去領域24を形成するため
のエッチングを過度に行うと、ゲート電極11の下部の
結晶部分がアンダーカットされて、素子特性の劣化を招
くおそれがある。
Further, as shown in FIG. 7, by removing the regions 15a and 15b by etching to form the removed region 24, the current path that goes around both ends of the gate electrode 11 can be cut off. .. However, in this case, since it is necessary to form the removal region 24 that is accurately aligned with the end portions 11a and 11b of the gate electrode 11, FIG.
It becomes difficult to form the removal region 24 as compared with the above case. That is, if the edge of the gate electrode 11 and the removal region 24 are separated from each other, it is impossible to block the current flowing around the gate electrode 11, and if the etching for forming the removal region 24 is excessively performed, The crystal part under the gate electrode 11 may be undercut, which may lead to deterioration of device characteristics.

【0028】また、上記の実施例では、InP基板1上
に、InPバッファ層2、GaInAsチャネル層3およびAl
InAsキャリア供給層4が形成されているHEMTについ
て説明したが、本発明はチャネル層とゲート電極との接
触により素子特性が劣化するおそれのある材料を用いた
HEMTに対して広く適用することができる。具体的に
は、基板にGaAsを用い、バッファ層にGaAsを用
い、チャネル層にGaInAsを用い、キャリア供給層にAlGa
Asを用いたHEMTにも本発明は適用可能である。
Further, in the above embodiment, the InP buffer layer 2, the GaInAs channel layer 3 and the Al are formed on the InP substrate 1.
Although the HEMT in which the InAs carrier supply layer 4 is formed has been described, the present invention can be widely applied to the HEMT using a material that may deteriorate device characteristics due to contact between the channel layer and the gate electrode. .. Specifically, GaAs is used for the substrate, GaAs is used for the buffer layer, GaInAs is used for the channel layer, and AlGa is used for the carrier supply layer.
The present invention is also applicable to HEMTs using As.

【0029】さらに、上記の図1などの構成において、
InPバッファ層2の代わりに、AlInAsバッファ層が用
いられてもよい。また、AlInAsキャリア供給層4の表面
に、GaInAsコンタクト層が設けられてもよい。その他、
本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更を施すこと
が可能である。
Furthermore, in the configuration shown in FIG.
Instead of the InP buffer layer 2, an AlInAs buffer layer may be used. A GaInAs contact layer may be provided on the surface of the AlInAs carrier supply layer 4. Other,
Various changes can be made without changing the gist of the present invention.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、バッファ
層、チャネル層およびキャリア供給層をメサ形状にエッ
チングすることにより素子領域が分離されるから、素子
の分離が完全に行える。一方、ショットキゲート電極
は、メサ形状部の頂面のみに接触するように形成されて
おり、メサ形状部の傾斜面にショットキゲート電極が接
触することがない。このため、ショットキゲート電極と
チャネル層との接触に起因する素子特性の劣化が防がれ
る。
As described above, according to the present invention, the element regions are separated by etching the buffer layer, the channel layer and the carrier supply layer in a mesa shape, so that the elements can be completely separated. On the other hand, the Schottky gate electrode is formed so as to contact only the top surface of the mesa-shaped portion, and the Schottky gate electrode does not contact the inclined surface of the mesa-shaped portion. Therefore, it is possible to prevent deterioration of device characteristics due to contact between the Schottky gate electrode and the channel layer.

【0031】しかも、ショットキゲート電極は、メサ形
状部の頂面において、端縁の或る箇所から当該頂面の端
縁の他の箇所まで延びて形成されているから、ソース・
ドレイン間を流れる電流を良好に制御することができ
る。また、メサ形状部の傾斜面とショットキゲート電極
との接触を防ぐためにエアブリッジが形成されることも
ないから、素子の製造工程が複雑化したり、素子の信頼
性が低下したりすることもない。
Moreover, since the Schottky gate electrode is formed on the top surface of the mesa-shaped portion so as to extend from a certain portion of the edge to another portion of the edge of the top surface,
The current flowing between the drains can be well controlled. Further, since the air bridge is not formed to prevent the contact between the inclined surface of the mesa-shaped portion and the Schottky gate electrode, the manufacturing process of the element is not complicated and the reliability of the element is not deteriorated. ..

【0032】また、上記メサ形状部において、ショット
キゲート電極の両端部近傍に、ショットキゲート電極を
回り込んで流れる電流経路を遮断する除去領域を形成し
たときには、ショットキゲート電極をメサ形状部の頂面
の端縁よりもやや内側で止まるようにパターン形成した
としても、上記除去領域によりショットキゲート電極の
両端部を回り込んでソース・ドレイン間に流れる電流を
遮断することができる。このため、マスク合わせの精度
による制限などに起因して、ショットキゲート電極をメ
サ形状部の頂面の端縁に正確に整合させることができな
い場合でも、素子特性を良好に維持することができる。
Further, in the above mesa-shaped portion, when a removal region for cutting off a current path flowing around the Schottky gate electrode is formed near both ends of the Schottky gate electrode, the Schottky gate electrode is provided on the top surface of the mesa-shaped portion. Even if a pattern is formed so as to stop slightly inside the edge of the Schottky gate electrode, the removal region can wrap around both ends of the Schottky gate electrode and interrupt the current flowing between the source and drain. Therefore, even if the Schottky gate electrode cannot be accurately aligned with the edge of the top surface of the mesa-shaped portion due to a limitation due to the accuracy of mask alignment, the device characteristics can be maintained well.

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

【図1】本発明の半導体装置の一実施例であるHEMT
の構成を示す図であり、(a) は断面図、(b) は(a) の切
断面線I−Iから見た断面図、(c) は平面図である。
FIG. 1 is a HEMT that is an embodiment of a semiconductor device of the present invention.
2A is a cross-sectional view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the section line I-I of FIG. 2A, and FIG.

【図2】上記実施例のHEMTと従来のHEMTとのシ
ョットキ特性を比較して示す図であり、(a) は上記実施
例に対応し、(b) は従来のHEMTに対応している。
FIG. 2 is a diagram showing a comparison of the Schottky characteristics of the HEMT of the above-mentioned embodiment and the conventional HEMT, (a) corresponding to the above-mentioned embodiment, and (b) corresponding to the conventional HEMT.

【図3】上記実施例のHEMTのドレイン電流−電圧特
性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing drain current-voltage characteristics of the HEMT of the above-mentioned embodiment.

【図4】上記実施例のHEMTの製造方法を工程順に示
す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the HEMT of the above-described embodiment in the order of steps.

【図5】上記実施例のHEMTの製造方法を工程順に示
す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the HEMT of the above-described embodiment in the order of steps.

【図6】上記実施例のHEMTの他の製造方法を工程順
に示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another method of manufacturing the HEMT of the above-described embodiment in the order of steps.

【図7】本発明の他の実施例のHEMTの構成を示す平
面図である。
FIG. 7 is a plan view showing the configuration of a HEMT according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 InP基板 2 InPバッファ層 3 GaInAsチャネル層 4 AlInAsキャリア供給層 5 メサ形状部 6 絶縁膜 10A,10B オーム性電極 11 ショットキゲート電極 12A,12B 引出し配線 13 ゲート引出し配線 14 除去領域 24 除去領域 1 InP Substrate 2 InP Buffer Layer 3 GaInAs Channel Layer 4 AlInAs Carrier Supply Layer 5 Mesa Shaped Part 6 Insulating Film 10A, 10B Ohmic Electrode 11 Schottky Gate Electrode 12A, 12B Lead-out Wiring 13 Gate Lead-out Wiring 14 Removal Area 24 Removal Area 24

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上にバッファ層、チャネル層およびキ
ャリア供給層を順に積層し、キャリア供給層上にオーム
性のソース電極およびドレイン電極ならびにショットキ
ゲート電極を形成した半導体装置において、 上記ソース電極、ドレイン電極およびショットキゲート
電極を包囲するように、上記バッファ層、チャネル層お
よびキャリア供給層をメサ形状にエッチングして、この
メサ形状部を素子領域としているとともに、 上記ショットキゲート電極は、上記メサ形状部の頂面に
のみ接触するように、この頂面の端縁の或る箇所から、
当該頂面の端縁の他の箇所まで延びて形成されているこ
とを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device in which a buffer layer, a channel layer, and a carrier supply layer are sequentially stacked on a substrate, and an ohmic source electrode and drain electrode and a Schottky gate electrode are formed on the carrier supply layer. The buffer layer, the channel layer, and the carrier supply layer are etched in a mesa shape so as to surround the drain electrode and the Schottky gate electrode, and the mesa-shaped portion is used as an element region. From some point of the edge of this top surface so that it only contacts the top surface of the part,
A semiconductor device, which is formed so as to extend to another portion of the edge of the top surface.
【請求項2】上記メサ形状部において、ショットキゲー
ト電極の両端部近傍には、このショットキゲート電極の
両端部を回り込んで流れる電流経路を遮断するように上
記バッファ層、チャネル層およびキャリア供給層をエッ
チング除去して形成した除去領域が形成されていること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The buffer layer, the channel layer, and the carrier supply layer in the mesa-shaped portion near the both ends of the Schottky gate electrode so as to interrupt a current path flowing around the both ends of the Schottky gate electrode. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a removed region is formed by etching away.
【請求項3】基板上にバッファ層、チャネル層およびキ
ャリア供給層を順に積層する工程と、 素子領域の周囲のバッファ層、チャネル層およびキャリ
ア供給層をエッチング除去してメサ形状部を形成する工
程と、 上記メサ形状部の頂面に、ソース・ドレイン電極となる
オーム性電極をパターン形成する工程と、 上記メサ形状部の頂面に、このメサ形状部の頂面にのみ
接触するように、この頂面の端縁の或る箇所から、当該
頂面の端縁の他の箇所まで延びるショットキゲート電極
をパターン形成する工程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。
3. A step of sequentially laminating a buffer layer, a channel layer and a carrier supply layer on a substrate, and a step of etching and removing the buffer layer, the channel layer and the carrier supply layer around the element region to form a mesa-shaped portion. And a step of forming an ohmic electrode serving as a source / drain electrode on the top surface of the mesa-shaped portion, and a step of contacting only the top surface of the mesa-shaped portion with the top surface of the mesa-shaped portion, And a step of patterning a Schottky gate electrode extending from a certain position on the edge of the top surface to another position on the edge of the top surface.
【請求項4】上記ショットキゲート電極を形成する工程
の後に、上記ショットキゲート電極の両端部近傍のメサ
形状部をエッチング除去することにより、このショット
キゲート電極の両端部を回り込んで流れる電流経路を遮
断する除去領域を形成する工程をさらに含むことを特徴
とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
4. After the step of forming the Schottky gate electrode, a mesa-shaped portion near both ends of the Schottky gate electrode is removed by etching, so that a current path flowing around both ends of the Schottky gate electrode is formed. 4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, further comprising the step of forming a removal region for blocking.
【請求項5】基板上にバッファ層、チャネル層およびキ
ャリア供給層を順に積層する工程と、 上記キャリア供給層上に、ソース・ドレイン電極となる
オーム性電極を形成する工程と、 上記キャリア供給層上に、所定パターンのショットキゲ
ート電極を形成する工程と、 上記ショットキゲート電極、ソース電極およびドレイン
電極を包囲する領域の周囲のバッファ層、チャネル層お
よびキャリア供給層をエッチング除去することによっ
て、分離された素子領域をメサ形状に形成する工程とを
含み、 上記素子領域をメサ形状に形成する工程において、上記
ショットキゲート電極の両端部近傍に、このショットキ
ゲート電極の両端部を回り込んで流れる電流経路を遮断
する除去領域を同時に形成することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
5. A step of sequentially laminating a buffer layer, a channel layer and a carrier supply layer on a substrate, a step of forming ohmic electrodes to be source / drain electrodes on the carrier supply layer, and the carrier supply layer. A Schottky gate electrode having a predetermined pattern is formed thereon, and the buffer layer, the channel layer and the carrier supply layer around the region surrounding the Schottky gate electrode, the source electrode and the drain electrode are removed by etching. A step of forming the element region in a mesa shape, and in the step of forming the element area in a mesa shape, a current path flowing around both ends of the Schottky gate electrode in the vicinity of both ends of the Schottky gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises simultaneously forming a removal region for blocking the above.
JP11188792A 1992-04-30 1992-04-30 Semiconductor device and its manufacture Pending JPH05308082A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11188792A JPH05308082A (en) 1992-04-30 1992-04-30 Semiconductor device and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11188792A JPH05308082A (en) 1992-04-30 1992-04-30 Semiconductor device and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05308082A true JPH05308082A (en) 1993-11-19

Family

ID=14572638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11188792A Pending JPH05308082A (en) 1992-04-30 1992-04-30 Semiconductor device and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05308082A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010062321A (en) * 2008-09-03 2010-03-18 Toshiba Corp Semiconductor device and fabrication method for the same
US20100308373A1 (en) * 2009-06-09 2010-12-09 Tetsuzo Nagahisa Field-effect transistor
US8133776B2 (en) 2008-09-03 2012-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and fabrication method for the same
CN107787524A (en) * 2015-05-08 2018-03-09 雷声公司 Field-effect transistor structure with jagged table top

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010062321A (en) * 2008-09-03 2010-03-18 Toshiba Corp Semiconductor device and fabrication method for the same
US8133776B2 (en) 2008-09-03 2012-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and fabrication method for the same
US8445341B2 (en) 2008-09-03 2013-05-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and fabrication method for the same
US20100308373A1 (en) * 2009-06-09 2010-12-09 Tetsuzo Nagahisa Field-effect transistor
US8258544B2 (en) * 2009-06-09 2012-09-04 Sharp Kabushiki Kaisha Field-effect transistor
CN107787524A (en) * 2015-05-08 2018-03-09 雷声公司 Field-effect transistor structure with jagged table top
JP2018514954A (en) * 2015-05-08 2018-06-07 レイセオン カンパニー Field effect transistor structure with a notched mesa.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2786307B2 (en) Field effect transistor and method of manufacturing the same
EP1843390B1 (en) Semiconductor device provided with mis structure and method for manufacturing the same
JP2702338B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8592878B2 (en) Semiconductor devices with low leakage Schottky contacts
JP2009224801A (en) Transistor device having enhancement/depletion mode pseudomorphic high electron mobility
US5294566A (en) Method of producing a semiconductor integrated circuit device composed of a negative differential resistance element and a FET transistor
JP2000022089A (en) Field effect transistor and manufacture thereof
US5548144A (en) Recessed gate field effect transistor
JPH05308082A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2003338510A (en) Compound field effect semiconductor device
JPH05182991A (en) Heterojunction fet and its manufacture
KR100261461B1 (en) Method of making compound semiconductor device with asymmetry recess structure
JPH08115924A (en) Field effect transistor and its manufacture
EP0276981B1 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of producing same
JP2894801B2 (en) Semiconductor transistor and method of manufacturing the same
JPH0513464A (en) Manufacture of e/d type field effect semiconductor device
JP3235548B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4413472B2 (en) Compound semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH07201887A (en) Field effect transistor
JPH0513467A (en) High electron mobility transistor and manufacture thereof
JP2989333B2 (en) Method for manufacturing field effect transistor
JPH06216326A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH11135477A (en) Manufacture of compound semiconductor device
JPH0357228A (en) Compound semiconductor device
JPS6323665B2 (en)