JPH06104290A - Manufacture of compound semiconductor device - Google Patents

Manufacture of compound semiconductor device

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JPH06104290A
JPH06104290A JP4252752A JP25275292A JPH06104290A JP H06104290 A JPH06104290 A JP H06104290A JP 4252752 A JP4252752 A JP 4252752A JP 25275292 A JP25275292 A JP 25275292A JP H06104290 A JPH06104290 A JP H06104290A
Authority
JP
Japan
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type
layer
supply layer
carrier supply
hemt
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4252752A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kuroda
滋 黒田
Masahiko Takigawa
正彦 滝川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP4252752A priority Critical patent/JPH06104290A/en
Publication of JPH06104290A publication Critical patent/JPH06104290A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a method for manufacturing a compound semiconductor device having a complementary transistor by which when forming a complementary circuit, leak current is remarkably reduced without damaging the crystallinity and the surface flatness of a semiconductor layer can be secured. CONSTITUTION:In this method, a process wherein an intrinsic carrier drifting layer 2 and an n-type carrier supplying layer 3 are formed in this order and a process wherein by driving a p-type impurity into a formation region of a p-type HEMT by ion implantation, the n-type carrier supplying layer 3 in the formation region X of the p-type HEMT is converted to a p-type carrier supplying layer 2 are included. A process wherein a gate electrode 14 is brought into Schottky contact with the surface of the p-type carrier supplying layer 7 and a source electrode 15 and a drain electrode 16 are ohmic-connected to both sides of the gate electrode 14 to form a p-type HEMT and a process wherein a gate electrode 11 is brought into Schottky contact with the surface of the n-type carrier supplying layer 3 which is not doped with p-type impurity and a source electrode 12, and a drain electrode 13 are ohmic-connected to both sides of the gate electrode 11 to form an n-type HEMT are also included in this method.

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、化合物半導体装置の製
造方法に関し、より詳しくは、相補型トランジスタを有
する化合物半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a compound semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a compound semiconductor device having complementary transistors.

【0002】近年、電子デバイスは、集積密度の増大に
伴って低消費電力化が必要である。このため、シリコン
半導体では、nチャネルとpチャネルを相補的に用い
て、DC成分の消費電力を小さくするコンプリメタリ
(相補型)回路がよく用いられている。
In recent years, electronic devices are required to have low power consumption as the integration density increases. For this reason, in silicon semiconductors, a complementary (complementary) circuit that uses the n channel and the p channel complementarily to reduce the power consumption of the DC component is often used.

【0003】しかしながら、高速デバイスの一つである
化合物半導体材料では、nチャネルとpチャネルを制御
性良く作り分けて、低消費電力型の相補型回路を実現し
た例は少ない。
However, in a compound semiconductor material, which is one of high-speed devices, there are few examples in which an n-channel and a p-channel are formed with good controllability to realize a low power consumption type complementary circuit.

【0004】これは、化合物半導体では、シリコンのよ
うな良質な酸化膜はなく、ショットキー接合によりゲー
ト電極を作成していることに起因している。
This is because the compound semiconductor does not have a high-quality oxide film such as silicon, and the gate electrode is formed by the Schottky junction.

【0005】[0005]

【従来の技術】GaAs系のMESFET(metal-semicond
uctor FET)を用いた化合物半導体相補型回路では、正孔
の移動度がシリコン並に低く(〜400cm2 /V・sec
)、高移動度の電子をチャネルとするFETとの組み
合わせでは、高速性は望めない。
2. Description of the Related Art GaAs MESFETs (metal-semicond
In a compound semiconductor complementary circuit using a uctor FET), hole mobility is as low as that of silicon (up to 400 cm 2 / V · sec).
), In combination with a FET having a high mobility electron as a channel, high speed cannot be expected.

【0006】従って、ヘテロ構造を用いる場合が多い。
例えば、図6に示すように、GaAs基板60の上にi-GaAs
層61とi-AlGaAs層62を積層し、そのうちのn型FE
T領域のi-AlGaAs層62の上に間隔をおいてイオン注入
法により2つのn+ 型導電層63を形成し、それらの上
にソース電極64とドレイン電極65を形成し、その間
の領域にあるi-AlGaAs層62の上にゲート電極66を形
成してn型FETt1 を形成する。一方、p型FET領
域には、同じ方法により2つのp+ 導電層67を設け、
その間のi-AlGaAs層62の上にソース電極68とドレイ
ン電極69を形成し、その間のi-AlGaAs層62の上にゲ
ート電極70を形成し、これによりp型FETt2 を形
成する。
Therefore, a heterostructure is often used.
For example, as shown in FIG. 6, i-GaAs is formed on a GaAs substrate 60.
Layer 61 and i-AlGaAs layer 62 are laminated, and n-type FE
Two n + conductive layers 63 are formed by ion implantation at intervals on the i-AlGaAs layer 62 in the T region, a source electrode 64 and a drain electrode 65 are formed on them, and a region between them is formed. A gate electrode 66 is formed on a certain i-AlGaAs layer 62 to form an n-type FET t 1 . On the other hand, two p + conductive layers 67 are provided in the p-type FET region by the same method,
A source electrode 68 and a drain electrode 69 are formed on the i-AlGaAs layer 62 between them, and a gate electrode 70 is formed on the i-AlGaAs layer 62 between them, thereby forming a p-type FET t 2 .

【0007】この場合、n型FETt1 のi-GaAs層61
とi-AlGaAs層62の界面にnチャネルが形成され、また
p型FETt2 のi-GaAs層61とi-AlGaAs層62の界面
にpチャネルが形成され、これらのFETにより相補型
回路が構成される。
In this case, the i-GaAs layer 61 of the n-type FET t 1 is
An n channel is formed at the interface between the i-AlGaAs layer 62 and the i-AlGaAs layer 62, and a p channel is formed at the interface between the i-GaAs layer 61 and the i-AlGaAs layer 62 of the p-type FET t 2 , and these FETs form a complementary circuit. To be done.

【0008】これによれば、p型とn型のFETの閾値
電圧の差が大きく、大きな電源電圧を必要とするため
に、逆バイアス時にゲートリーク電流が生じ、低消費電
力化が難しい。
According to this, since the difference between the threshold voltages of the p-type and n-type FETs is large and a large power supply voltage is required, a gate leak current occurs during reverse bias, and it is difficult to reduce power consumption.

【0009】これに対して、電子供給層を持つnチャネ
ルHEMTと正孔供給層を持つpチャネルHEMTによ
り相補型回路を構成する方法が考えられる。例えば図7
(a) に示すように、半導体絶縁性GaAs基板71の上にi-
GaAs層72とn-InGaP 電子供給層73を積層した後に、
図7(b) に示すように、p型HEMT領域Aにあるi-Ga
As層72とn-InGaP 電子供給層73をエッチングして凹
部74を形成する。ついで、図7(c) に示すように、そ
の凹部74内に、半導体を選択成長し、i-GaAs層75と
p-InGaP 正孔供給層76を順に積層する。
On the other hand, a method of forming a complementary circuit by an n-channel HEMT having an electron supply layer and a p-channel HEMT having a hole supply layer can be considered. For example, in FIG.
As shown in (a), the i-
After stacking the GaAs layer 72 and the n-InGaP electron supply layer 73,
As shown in FIG. 7B, the i-Ga in the p-type HEMT region A is
The As layer 72 and the n-InGaP electron supply layer 73 are etched to form a recess 74. Then, as shown in FIG. 7C, a semiconductor is selectively grown in the recess 74 to form an i-GaAs layer 75 and
The p-InGaP hole supply layer 76 is sequentially stacked.

【0010】この後に、図7(d) に示すように、p-InGa
P 層76の上にゲート電極77をショットキー接触さ
せ、また、その両側の領域には、それぞれソース電極7
8とドレイン電極79をオーミック接続すれば、pチャ
ネルのHEMTが完成する。
After this, as shown in FIG. 7 (d), p-InGa
The gate electrode 77 is in Schottky contact on the P layer 76, and the source electrode 7 is formed in the regions on both sides of the gate electrode 77.
By ohmic-connecting 8 and the drain electrode 79, a p-channel HEMT is completed.

【0011】さらに、n-InGaP 層73の上にゲート電極
80、ソース電極81及びドレイン電極82を形成すれ
ば、nチャネルのHEMTが完成する。
Further, by forming a gate electrode 80, a source electrode 81 and a drain electrode 82 on the n-InGaP layer 73, an n-channel HEMT is completed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法により相補型回路を形成すれば、凹部74内に積層さ
れたi-GaAs層75及びp-InGaP 正孔供給層76と、その
周囲のi-GaAs層72及びn-InGaAs電子供給層73との界
面に界面準位が形成されるので、大きなリーク電流が流
れる。しかも、凹部74の中に成長したi-GaAs層75及
びp-InGaP 正孔供給層76の周辺部分が盛り上がり、そ
の凹凸により、ゲート電極77等の電極形成に支障とな
る。
However, if the complementary circuit is formed by such a method, the i-GaAs layer 75 and the p-InGaP hole supply layer 76 laminated in the recess 74 and the surroundings thereof are formed. Since an interface state is formed at the interface between the i-GaAs layer 72 and the n-InGaAs electron supply layer 73, a large leak current flows. In addition, the peripheral portions of the i-GaAs layer 75 and the p-InGaP hole supply layer 76 grown in the recess 74 rise, and the irregularities hinder the formation of electrodes such as the gate electrode 77.

【0013】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、相補型回路を形成する際に、結晶性を損
なわずにリーク電流を大幅に抑制し、しかも半導体層の
表面の平坦性を確保できる化合物半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and when forming a complementary circuit, the leakage current is significantly suppressed without impairing crystallinity, and the surface of the semiconductor layer is flat. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a compound semiconductor device capable of ensuring the reliability.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1に
例示するように、半導体基板1の上に、真性キャリア走
行層2、一導電型キャリア供給層3を順に積層する工程
と、反対導電型HEMTの形成領域Xに反対導電型不純
物をイオン注入することにより、該反対導電型HEMT
の形成領域Xにある前記一導電型キャリア供給層3を反
対導電型キャリア供給層7にする工程と、前記反対導電
型キャリア供給層7の上にゲート電極14をショットキー
接触し、該ゲート電極14の両側にソース電極15とドレイ
ン電極16をオーミック接続して反対導電型HEMTを形
成する工程と、前記反対導電型不純物がイオン注入され
ない前記一導電型キャリア供給層3の上に、ゲート電極
11をショットキー接触し、該ゲート電極11の両側にソー
ス電極12とドレイン電極13をオーミック接続して一導電
型HEMTを形成する工程とを有することを特徴とする
化合物半導体装置の製造方法によって達成する。
The above-mentioned problem is opposite to the step of sequentially laminating the intrinsic carrier transit layer 2 and the one conductivity type carrier supply layer 3 on the semiconductor substrate 1 as illustrated in FIG. The opposite conductivity type HEMT is formed by ion-implanting the opposite conductivity type impurity into the formation region X of the conductivity type HEMT.
Forming the opposite-conductivity-type carrier supply layer 7 in the formation region X, and making a gate electrode 14 on the opposite-conductivity-type carrier supply layer 7 in Schottky contact. A step of forming an opposite conductivity type HEMT by ohmic-connecting the source electrode 15 and the drain electrode 16 on both sides of 14; and a gate electrode on the one conductivity type carrier supply layer 3 into which the opposite conductivity type impurity is not ion-implanted.
11 is in Schottky contact, and the source electrode 12 and the drain electrode 13 are ohmic-connected on both sides of the gate electrode 11 to form one conductivity type HEMT. To do.

【0015】または、図3に例示するように、前記反対
導電型不純物をイオン注入する際に、加速電圧を大きく
して、前記反対導電型キャリア供給層7の上層部を一導
電型に保持するか真性化することを特徴とする化合物半
導体装置の製造方法により達成する。
Alternatively, as illustrated in FIG. 3, when the opposite conductivity type impurities are ion-implanted, the acceleration voltage is increased to keep the upper layer portion of the opposite conductivity type carrier supply layer 7 at one conductivity type. This is achieved by a method of manufacturing a compound semiconductor device, which is characterized by being intrinsic.

【0016】または、図5に例示するように、前記反対
導電型不純物をイオン注入する前に、前記イオン注入を
行う領域の一導電型キャリア供給層3の表面をエッチン
グして該表面を空乏化する工程を有することを特徴とす
る化合物半導体装置の製造方法により達成する。
Alternatively, as illustrated in FIG. 5, before the ion implantation of the opposite conductivity type impurity, the surface of the one conductivity type carrier supply layer 3 in the region where the ion implantation is performed is etched to deplete the surface. This is achieved by a method for manufacturing a compound semiconductor device, which comprises the step of:

【0017】または、図4に例示するように、半導体基
板1の上に、真性キャリア走行層2、n型キャリア供給
層3、n型キャップ層4を順に積層する工程と、p型H
EMT領域Xにある前記n型キャップ層3のうちソース
領域とドレイン領域を薄層化して凹部33、34を形成する
工程と、前記p型HEMT領域Xにある前記n型キャリ
ア供給層3及び前記n型キャップ層4にp型不純物をイ
オン注入することにより、前記p型HEMT領域Xにあ
る前記n型キャリア供給層3及び前記n型キャップ層4
をp型化してp型キャリア供給層7及びp型キャップ層
8を形成するとともに、前記凹部33、34の下を高p型不
純物濃度化する工程と、前記p型キャリア供給層7の上
にゲート電極14をショットキー接触し、該ゲート電極14
の両側のp型キャップ層8にソース電極15とドレイン電
極16をオーミック接続してp型HEMTを形成する工程
と、前記p型不純物が注入されない前記n型キャリア供
給層3の上に、ゲート電極をショットキー接触し、該ゲ
ート電極の両側のn型キャップ層4にソース電極12とド
レイン電極13をオーミック接続してn型HEMTを形成
する工程とを有することを特徴とする化合物半導体装置
の製造方法によって達成する。
Alternatively, as illustrated in FIG. 4, a step of sequentially laminating an intrinsic carrier transit layer 2, an n-type carrier supply layer 3, and an n-type cap layer 4 on a semiconductor substrate 1, and a p-type H layer.
Thinning the source region and the drain region of the n-type cap layer 3 in the EMT region X to form the recesses 33 and 34; and the n-type carrier supply layer 3 and the n-type carrier supply layer 3 in the p-type HEMT region X. By implanting p-type impurities into the n-type cap layer 4, the n-type carrier supply layer 3 and the n-type cap layer 4 in the p-type HEMT region X are implanted.
To form a p-type carrier supply layer 7 and a p-type cap layer 8 and increase the p-type impurity concentration under the recesses 33 and 34; and on the p-type carrier supply layer 7. When the gate electrode 14 is in Schottky contact, the gate electrode 14
Forming a p-type HEMT by ohmic-connecting the source electrode 15 and the drain electrode 16 to the p-type cap layer 8 on both sides of the gate electrode on the n-type carrier supply layer 3 into which the p-type impurity is not implanted. To form a n-type HEMT by ohmic-connecting the source electrode 12 and the drain electrode 13 to the n-type cap layer 4 on both sides of the gate electrode. Achieve by method.

【0018】[0018]

【作 用】第1の本発明によれば、一導電型キャリア供
給層3の一部に反対導電型イオンを注入することによ
り、その領域を反対導電型キャリア供給層7となし、こ
の反対導電型キャリア供給層7に反対導電型HEMTを
形成するようにしている。
[Operation] According to the first aspect of the present invention, by implanting opposite conductivity type ions into a part of the one conductivity type carrier supply layer 3, the region is formed as the opposite conductivity type carrier supply layer 7. The opposite conductivity type HEMT is formed on the type carrier supply layer 7.

【0019】このため、反対導電型キャリア供給層7を
形成するために、半導体の再成長を行う必要はなく、再
成長界面の界面準位や再成長部分の凹凸が発生すること
はない。
Therefore, it is not necessary to re-grow the semiconductor in order to form the opposite conductivity type carrier supply layer 7, and the interface level of the re-growth interface and the unevenness of the re-growth portion do not occur.

【0020】また、一導電型HEMTや反対導電型HE
MTの双方については、不純物濃度の調整により閾値電
圧を調整することは容易であり、それらの閾値電圧差を
小さくでき、逆バイアス時のゲートリーク電流の抑制に
有効である。
Further, one conductivity type HEMT and opposite conductivity type HE
For both MT, it is easy to adjust the threshold voltage by adjusting the impurity concentration, the difference between the threshold voltages can be reduced, and it is effective in suppressing the gate leak current during reverse bias.

【0021】また、第2の発明によれば、反対導電型不
純物のイオン注入の際の加速電圧を大きくしてるので、
反対導電型HEMT領域の反対導電型キャリア供給層7
の上部は、真性又は一導電型の領域に保持され、反対導
電型HEMTではnp接合ゲート、或いはip(又はi
n)接合ゲートとなるので、ゲートリーク電流を減らし
て相補型回路の消費電力の低減に有効である。
Further, according to the second aspect of the invention, since the acceleration voltage at the time of ion implantation of impurities of opposite conductivity type is increased,
Opposite conductivity type carrier supply layer 7 in opposite conductivity HEMT region
Is held in a region of intrinsic or one conductivity type, and in the opposite conductivity HEMT an np junction gate, or ip (or i
n) Since it is a junction gate, it is effective in reducing the gate leakage current and the power consumption of the complementary circuit.

【0022】また、第3の本発明によれば、反対導電型
キャリア供給層7の上部をエッチングして空乏化してい
るので、反対導電型HEMTのゲート電極14の下のp
型キャリア供給層7の表面が空乏化するので、閾値電圧
を小さくすることができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, since the upper portion of the opposite conductivity type carrier supply layer 7 is etched and depleted, p under the gate electrode 14 of the opposite conductivity type HEMT is used.
Since the surface of the type carrier supply layer 7 is depleted, the threshold voltage can be reduced.

【0023】また、第4の実施例によれば、p型HEM
Tのp型キャリア供給層7とドレイン/ソース電極1
5、16の間に介在するキャップ層8を、n型HEMT
のそれよりも薄くしているので、移動度の小さい正孔を
キャリアとするp型HEMTのソース/ドレイン電極1
5,16の下の層が、セルフアライン的にp+ 領域とな
り、p型HEMTのソースの寄生抵抗の低減に有効であ
る。
Further, according to the fourth embodiment, a p-type HEM is used.
P-type carrier supply layer 7 of T and drain / source electrode 1
The cap layer 8 interposed between the layers 5 and 16 is formed by an n-type HEMT.
The source / drain electrode 1 of the p-type HEMT that uses holes with low mobility as carriers because it is thinner than that of
The layers under 5 and 16 serve as p + regions in a self-aligned manner, which is effective in reducing the parasitic resistance of the source of the p-type HEMT.

【0024】[0024]

【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 (a)本発明の第1実施例の説明 図1は、本発明の第1実施例の工程を示す断面図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (A) Description of the First Embodiment of the Present Invention FIG. 1 is a cross-sectional view showing the steps of the first embodiment of the present invention.

【0025】図1において符号1は、半絶縁性のGaAs基
板で、この上には、MOCVD法等のエピタキシャル成
長法によりi-GaAsキャリア走行層2、n-InGaP キャリア
供給層3及びn-GaAsキャップ層4がそれぞれ300Åず
つ積層されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a semi-insulating GaAs substrate on which an i-GaAs carrier transit layer 2, an n-InGaP carrier supply layer 3 and an n-GaAs cap are formed by an epitaxial growth method such as MOCVD. Layers 4 are laminated in 300 Å each.

【0026】この場合、n-InGaP キャリア供給層3及び
n-GaAsキャップ層4はSiドープによってn型化されてお
り、その濃度は1×1018/cm3 である。この状態で、
フォトレジスト5を塗布し、これを露光、現像して、p
型HEMT形成領域Xに窓6を形成してn-GaAsキャップ
層4を露出させる。
In this case, the n-InGaP carrier supply layer 3 and
The n-GaAs cap layer 4 is made n-type by Si doping, and its concentration is 1 × 10 18 / cm 3 . In this state,
Photoresist 5 is applied, exposed and developed, and p
A window 6 is formed in the type HEMT formation region X to expose the n-GaAs cap layer 4.

【0027】この後に、窓6を通してBeイオンをイオン
注入する。この場合、ドーズ量を3×1012/cm2 、加
速電圧を30keV とし、n-GaAsキャップ層4とn-InGaP
キャリア供給層3の界面にBeイオンのピークが存在する
ように設定する。
After this, Be ions are ion-implanted through the window 6. In this case, the dose amount is 3 × 10 12 / cm 2 , the acceleration voltage is 30 keV, the n-GaAs cap layer 4 and the n-InGaP are
The Be ion peak is set to exist at the interface of the carrier supply layer 3.

【0028】次に、フォトレジスト5を剥離した後に、
700℃、30秒間のランプアニールを行うと、Beイオ
ンは100%活性化し、その領域のn-InGaP キャリア供
給層3とn-GaAsキャップ層4は補償されてp型化し、図
1(b) に示すようにp-InGaPキャリア供給層7とp-GaAs
キャップ層8となる。
Next, after peeling off the photoresist 5,
When lamp annealing is performed at 700 ° C. for 30 seconds, 100% of Be ions are activated, and the n-InGaP carrier supply layer 3 and the n-GaAs cap layer 4 in that region are compensated to be p-type, and FIG. 1 (b) P-InGaP carrier supply layer 7 and p-GaAs
It becomes the cap layer 8.

【0029】なお、n-InGaP キャリア供給層の下のi-Ga
Asキャリア走行層のnチャネルは、前記条件のランプア
ニールにより劣化することはなく、二次元電子ガス濃度
は1.0×1012/cm2 、移動度は6000cm2 /V・se
c である。
Note that i-Ga under the n-InGaP carrier supply layer is
The n-channel of the As carrier transit layer is not deteriorated by the lamp annealing under the above conditions, the two-dimensional electron gas concentration is 1.0 × 10 12 / cm 2 , and the mobility is 6000 cm 2 / V · se.
c.

【0030】この後に、図1(c) に示すように、n-GaAs
キャップ層4とp-GaAsキャップ層8のそれぞれのゲート
領域をエッチング除去して凹部9、10を設け、n-InGa
P キャリア供給層3とp-InGaP キャリア供給層7の一部
を露出させる。
After this, as shown in FIG. 1 (c), n-GaAs
The gate regions of the cap layer 4 and the p-GaAs cap layer 8 are removed by etching to form recesses 9 and 10, and n-InGa
Part of the P carrier supply layer 3 and the p-InGaP carrier supply layer 7 is exposed.

【0031】そして、図1(d) に示すように、n-InGaP
キャリア供給層3の上にゲート電極11をショトキー接
触させて形成し、その両側のn-GaAsキャップ層4の上に
はソース電極12とドレイン電極13をオーミック接続
し、これによりn型のHEMTが形成される。そして、
キャリア走行層2のうちのn-InGaP キャリア供給層3と
の接合面には、二次元電子ガスが存在する。
Then, as shown in FIG. 1 (d), n-InGaP
A gate electrode 11 is formed on the carrier supply layer 3 in Schottky contact, and a source electrode 12 and a drain electrode 13 are ohmic-connected on the n-GaAs cap layer 4 on both sides of the gate electrode 11, thereby forming an n-type HEMT. It is formed. And
Two-dimensional electron gas is present at the interface of the carrier transit layer 2 with the n-InGaP carrier supply layer 3.

【0032】また、p-InGaP キャリア供給層7の上にゲ
ート電極14を形成し、その両側のp-GaAsキャップ層8
の上にソース電極15とドレイン電極16を形成し、こ
れにより、p型のHEMTが完成する。そして、キャリ
ア走行層2のうちのp-InGaPキャリア供給層7との接合
面には、二次元正孔ガスが生成され、その二次元正孔ガ
ス濃度は1.2×1012/cm2 となる。
Further, the gate electrode 14 is formed on the p-InGaP carrier supply layer 7, and the p-GaAs cap layers 8 on both sides thereof are formed.
A source electrode 15 and a drain electrode 16 are formed on top of this, whereby a p-type HEMT is completed. Then, a two-dimensional hole gas is generated at the interface of the carrier transit layer 2 with the p-InGaP carrier supply layer 7, and the two-dimensional hole gas concentration is 1.2 × 10 12 / cm 2 . Become.

【0033】この場合、2つのドレイン電極13,16
は導通されて、図1(e) に示すような等価回路の相補型
回路が形成される。以上のような工程によれば、p型H
EMTを構成するp-GaAsキャップ層8とp-InGaP キャリ
ア供給層7は、Beのイオン注入により形成しているの
で、半導体の再成長を行う必要はなく、再成長界面の界
面準位や再成長部分の凹凸が発生することはない。
In this case, the two drain electrodes 13 and 16
Are conducted to form a complementary circuit of an equivalent circuit as shown in FIG. 1 (e). According to the above steps, p-type H
Since the p-GaAs cap layer 8 and the p-InGaP carrier supply layer 7 forming the EMT are formed by ion implantation of Be, it is not necessary to re-grow the semiconductor, and the interface level and the re-growth interface are not required. There is no unevenness in the grown portion.

【0034】また、n型HEMTやp型HEMTの双方
について、不純物濃度の調整により閾値電圧を調整する
ことは容易であり、それらの閾値電圧差を小さくでき、
逆バイアス時のゲートリーク電流を最小限に抑えること
ができる。 (b)本発明の第2実施例の説明 上記した実施例では、p型HEMTとn型HEMTの境
界部分をpn接合としているが、その境界部分にアイソ
レーション領域を設けて素子分離を行ってもよく、その
製造工程を第2実施例として説明する。
Further, for both the n-type HEMT and the p-type HEMT, it is easy to adjust the threshold voltage by adjusting the impurity concentration, and the difference between the threshold voltages can be reduced.
The gate leak current during reverse bias can be minimized. (B) Description of Second Embodiment of the Present Invention In the above-mentioned embodiment, the boundary between the p-type HEMT and the n-type HEMT is a pn junction, but an isolation region is provided at the boundary to separate the elements. The manufacturing process will be described as a second embodiment.

【0035】図2は、本発明の第2実施例の製造工程を
示す断面図である。まず、図2(a) に示すように、第1
実施例と同様な方法によって、半絶縁性のGaAs基板1の
上に、i-GaAsキャリア走行層2、n-InGaP キャリア供給
層3、n-GaAsキャップ層4を順にエピタキシャル成長す
る。この場合の層厚、不純物濃度は第1実施例と同じと
する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 2 (a), the first
The i-GaAs carrier transit layer 2, the n-InGaP carrier supply layer 3, and the n-GaAs cap layer 4 are epitaxially grown in this order on the semi-insulating GaAs substrate 1 by the same method as in the embodiment. In this case, the layer thickness and the impurity concentration are the same as those in the first embodiment.

【0036】ついで、フォトレジストRを塗布し、これ
を露光、現像して、p型HEMT領域Xとn型HEMT
領域Yの境界部分に窓17を設ける。そして、窓17を
通して酸素イオンを加速電圧120keV、ドーズ量5×1012
/cm2 の条件で注入して、アイソレーション領域18を
形成し、ついで、フォトレジストRを剥離する。
Next, a photoresist R is applied, and this is exposed and developed to form a p-type HEMT region X and an n-type HEMT.
The window 17 is provided at the boundary of the region Y. Then, oxygen ions are accelerated through the window 17 at an acceleration voltage of 120 keV and a dose of 5 × 10 12
Implantation is performed under the condition of / cm 2 to form the isolation region 18, and then the photoresist R is peeled off.

【0037】次に、図2(b) に示すように、再びフォト
レジスト19を塗布し、これを露光、現像して、p型H
EMT領域Xに窓20を形成し、第1実施例と同様な条
件でBeイオンをp型HEMT領域Xに注入してから、約
700℃、30秒間のランプアニールを行ってBeイオン
を活性化する。これにより、n-GaAsキャップ層4をp-Ga
Asキャップ層8に変えるとともに、n-InGaP キャリア供
給層3をp-InGaP キャリア供給層7に変化させる。
Next, as shown in FIG. 2 (b), a photoresist 19 is applied again, and this is exposed and developed to form a p-type H
A window 20 is formed in the EMT region X, Be ions are implanted into the p-type HEMT region X under the same conditions as in the first embodiment, and then lamp annealing is performed at about 700 ° C. for 30 seconds to activate the Be ions. To do. As a result, the n-GaAs cap layer 4 is changed to p-Ga.
While changing to the As cap layer 8, the n-InGaP carrier supply layer 3 is changed to the p-InGaP carrier supply layer 7.

【0038】この後に、第1実施例と同様にして、n-Ga
Asキャップ層4とp-GaAsキャップ層8のゲート領域を図
2(c) に示すようにエッチング除去して凹部9、10を
設け、これにより露出したn-InGaP キャリア供給層3と
p-InGaP キャリア供給層7の上に、図2(d) に示すよう
にそれぞれアルミニウムよりなるゲート電極11、14
を形成する。
After this, in the same manner as in the first embodiment, n-Ga
As shown in FIG. 2 (c), the gate regions of the As cap layer 4 and the p-GaAs cap layer 8 are removed by etching to form recesses 9 and 10, and the exposed n-InGaP carrier supply layer 3 and
On the p-InGaP carrier supply layer 7, as shown in FIG. 2 (d), the gate electrodes 11 and 14 respectively made of aluminum are formed.
To form.

【0039】また、ゲート領域により分離されるn-GaAs
キャップ層4の2つの領域に、AuGeとAuをそれぞれ20
0Å、3000Åずつ積層し、アイソレーション領域1
8に近い方をドレイン電極13、他方をソース電極12
とし、これにより、n型HEMTが完成する。
Also, n-GaAs separated by the gate region
In each of the two regions of the cap layer 4, 20 AuGe and 20 Au are provided.
Isolation area 1 by stacking 0Å and 3000Å each
8 is closer to the drain electrode 13 and the other is closer to the source electrode 12
Thus, the n-type HEMT is completed.

【0040】さらに、ゲート領域に分離されたp-GaAsコ
ンタクト層8の2つの領域に、CrとAuをそれぞれ500
Å、2500Åずつ積層し、アイソレーション領域18
に近い方をドレイン電極16、他方をソース電極15と
し、これにより、p型HEMTが完成する。
Further, Cr and Au are respectively added to 500 in two regions of the p-GaAs contact layer 8 separated into the gate region.
Å Stacking 2500 Å each, isolation area 18
The side closer to is the drain electrode 16 and the other is the source electrode 15, whereby the p-type HEMT is completed.

【0041】なお、ここで、ゲート長を1μmとした場
合の素子特性は、n型HEMTの閾値電圧Vthは0.1
V、コンダクタンスgm は250ms/mmとなり、また、
pチャネルHEMTの閾値電圧Vthは−0.1V、コン
ダクタンスgm は60ms/mmとなる。
Here, regarding the device characteristics when the gate length is 1 μm, the threshold voltage Vth of the n-type HEMT is 0.1.
V, conductance g m is 250 ms / mm, and
The p-channel HEMT has a threshold voltage Vth of −0.1 V and a conductance g m of 60 ms / mm.

【0042】この実施例によれば、第1実施例と同様
に、p型HEMTを構成するp-GaAsキャップ層8とp-In
GaP キャリア供給層7は、Beのイオン注入によりp型化
しているので、結晶成長の界面準位は生ぜず、しかも、
成長部分に凹凸が発生することはない。
According to this embodiment, similarly to the first embodiment, the p-GaAs cap layer 8 and the p-In forming the p-type HEMT are formed.
Since the GaP carrier supply layer 7 is made p-type by Be ion implantation, no interface state of crystal growth occurs, and
No unevenness is generated in the grown portion.

【0043】しかも、n型HEMTとp型HEMTのド
レイン電極13,16を異なる材料により形成する場合
には、アイソレーション領域を設けることは、ドレイン
電極形成の際のマージンがとれて、歩留りの低下が抑制
される。 (c)本発明の第3実施例の説明 上記した第1、2実施例では、Beイオンの注入深さを、
キャリア供給層とキャップ層の界面にピークを設定して
いるが、さらに深くしても良く、その実施例を次に説明
する。
In addition, when the drain electrodes 13 and 16 of the n-type HEMT and the p-type HEMT are formed of different materials, the provision of the isolation region allows a margin at the time of forming the drain electrode and reduces the yield. Is suppressed. (C) Description of Third Embodiment of the Present Invention In the first and second embodiments described above, the implantation depth of Be ions is
Although the peak is set at the interface between the carrier supply layer and the cap layer, it may be deeper, and an example thereof will be described below.

【0044】図3は、本発明の第3実施例の製造工程を
示す断面図である。まず、図3(a) に示すように、第2
実施例と同様に、半絶縁性のGaAs基板1の上に、i-GaAs
キャリア走行層2、n-InGaP キャリア供給層3及びn-Ga
Asキャップ層4を順に積層した後に、p型HEMT領域
Xとn型HEMT領域Yの境界に酸素イオンを注入して
アイソレーション領域18を形成する。
FIG. 3 is a sectional view showing the manufacturing process of the third embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 3 (a), the second
Similar to the embodiment, i-GaAs is placed on the semi-insulating GaAs substrate 1.
Carrier traveling layer 2, n-InGaP carrier supply layer 3 and n-Ga
After the As cap layer 4 is sequentially stacked, oxygen ions are implanted into the boundary between the p-type HEMT region X and the n-type HEMT region Y to form the isolation region 18.

【0045】この後に、図3(b) に示すように、フォト
レジスト21を塗布し、これを露光、現像することによ
り、p型HEMT領域Xのゲート領域に窓22を形成
し、その窓22を通してBeイオンをイオン注入する。こ
の場合、ドーズ量を3.5×1012/cm2 とし、加速電
圧を40keV として、n-InGaP キャリア供給層4の下部
にp型不純物を存在させる。ついで、フォトレジスト2
1を剥離する。
After this, as shown in FIG. 3B, a photoresist 21 is applied, and the photoresist 22 is exposed and developed to form a window 22 in the gate region of the p-type HEMT region X, and the window 22 is formed. Be ions are implanted through. In this case, the dose amount is 3.5 × 10 12 / cm 2 , the acceleration voltage is 40 keV, and the p-type impurity is present under the n-InGaP carrier supply layer 4. Next, photoresist 2
1 is peeled off.

【0046】この後に、図3(c) に示すように、再度フ
ォトレジスト23を塗布し、これを露光、現像して、n
型HEMT領域Yをフォトレジスト23により覆うとと
もに、p型HEMT領域Xのうちのゲート領域以外の部
分に窓24を形成する。
After this, as shown in FIG. 3C, a photoresist 23 is applied again, and this is exposed and developed, and n
The type HEMT region Y is covered with a photoresist 23, and a window 24 is formed in a portion of the p type HEMT region X other than the gate region.

【0047】そして、第1、第2実施例と同じ条件でBe
イオンを注入し、アニールすると、p型HEMT領域X
のうちのゲート領域以外のn-GaAsキャップ層4とn-InGa
P キャリア供給層3がp型化され、p-GaAsキャップ層2
5とp型化されたInGaP キャリア供給層26が形成され
る。
Then, under the same conditions as in the first and second embodiments, Be
When ions are implanted and annealed, p-type HEMT region X
N-GaAs cap layer 4 and n-InGa other than the gate region
The P carrier supply layer 3 is made p-type, and the p-GaAs cap layer 2 is formed.
5 and the p-type InGaP carrier supply layer 26 is formed.

【0048】この場合、p型化されたInGaP キャリア供
給層26のうち、ゲート領域の上層部はn型又はi型の
非p型領域27となる。次に、第2実施例と同様にし
て、n-GaAsキャップ層とp-GaAsキャップ層26のゲート
領域をエッチング除去し、それらの領域にアルミニウム
のゲート電極11、14を形成するとともに、それらの
両側に、第2実施例と同じ材料を用いてソース電極1
2、15及びドレイン電極13、16を形成する。
In this case, in the p-type InGaP carrier supply layer 26, the upper layer portion of the gate region becomes the n-type or i-type non-p-type region 27. Next, in the same manner as in the second embodiment, the gate regions of the n-GaAs cap layer and the p-GaAs cap layer 26 are removed by etching, aluminum gate electrodes 11 and 14 are formed in those regions, and The source electrode 1 is formed on both sides by using the same material as the second embodiment.
2, 15 and drain electrodes 13, 16 are formed.

【0049】この実施例によれば、第2実施例に示すよ
うな作用の他に、p型HEMTではnp接合ゲート、或
いはip接合ゲートとなるので、ゲートリーク電流を減
らして相補型回路の消費電力を低減できることになる。 (d)本発明の第4実施例の説明 上記した3つの実施例では、n型HEMTとp型HEM
Tのキャップ層を同じ厚さにしているが、pチャネルの
HEMTのキャップ層を薄くしてもよく、その実施例を
次に説明する。
According to this embodiment, in addition to the operation as shown in the second embodiment, the p-type HEMT has an np junction gate or an ip junction gate, so that the gate leakage current is reduced and the complementary circuit is consumed. The power can be reduced. (D) Description of Fourth Embodiment of the Present Invention In the above-mentioned three embodiments, the n-type HEMT and the p-type HEM are used.
Although the T cap layer has the same thickness, the p channel HEMT cap layer may be thin, and an example thereof will be described below.

【0050】まず、第2実施例と同様にして、半絶縁性
のGaAs基板1の上に、i-GaAsキャリア走行層2、n-InGa
P キャリア供給層3及びn-GaAsキャップ層4を順に積層
した後に、p型HEMT領域Xとn型HEMT領域Yの
境界に酸素イオンを注入してアイソレーション領域18
を形成する。
First, similarly to the second embodiment, the i-GaAs carrier transit layer 2 and n-InGa are formed on the semi-insulating GaAs substrate 1.
After the P carrier supply layer 3 and the n-GaAs cap layer 4 are laminated in this order, oxygen ions are implanted at the boundary between the p-type HEMT region X and the n-type HEMT region Y to isolate the isolation region 18.
To form.

【0051】この後で、図4(a) に示すように、フォト
レジスト30を塗布し、これを露光、現像して、p型H
EMT領域Xのソース/ドレイン領域に窓31を形成
し、ついで、窓31から露出したn-GaAsキャリア供給層
3の上部をRIE法等により薄層化して凹部32、33
を設ける。ついで、フォトレジスト30を剥離する。
After this, as shown in FIG. 4 (a), a photoresist 30 is applied, and this is exposed and developed to form a p-type H
A window 31 is formed in the source / drain region of the EMT region X, and then the upper portion of the n-GaAs carrier supply layer 3 exposed from the window 31 is thinned by the RIE method or the like to form the recesses 32 and 33.
To provide. Then, the photoresist 30 is peeled off.

【0052】次に、フォトレジスト35を塗布し、これ
をパターニングして、p型HEMT領域Xを露出する窓
36を形成する。そして、図4(b) に示すように、第1
実施例と同様な条件でBeイオンをイオン注入して、その
領域Xにあるn-GaAsキャップ層4、n-InGaP キャリア供
給層3をp型化してp-GaAsキャップ層8、p-InGaP キャ
リア供給層7を形成し、ついでアニールを行う。それか
らフォトレジスト35を除去する。
Next, a photoresist 35 is applied and patterned to form a window 36 exposing the p-type HEMT region X. Then, as shown in FIG. 4 (b), the first
Be ions were ion-implanted under the same conditions as in the embodiment, and the n-GaAs cap layer 4 and the n-InGaP carrier supply layer 3 in the region X were p-typed to form the p-GaAs cap layer 8 and the p-InGaP carrier. The supply layer 7 is formed, and then annealing is performed. Then, the photoresist 35 is removed.

【0053】その後で、第2実施例と同様にして、n-Ga
Asキャップ層4とp-GaAsキャップ層8の2つのゲート領
域をエッチングして凹部9、10を設ける(図4(c))。
そして、凹部9、10から露出したn-InGaP キャリア供
給層3、p-InGaP キャリア供給層7にそれぞれゲート電
極11,14を形成し、その両側のn-GaAsキャップ層4
とp-GaAsキャップ層8にソース電極12,15とドレイ
ン電極13,16を形成する。
After that, in the same manner as in the second embodiment, n-Ga
The two gate regions of the As cap layer 4 and the p-GaAs cap layer 8 are etched to form recesses 9 and 10 (FIG. 4 (c)).
Then, gate electrodes 11 and 14 are respectively formed on the n-InGaP carrier supply layer 3 and the p-InGaP carrier supply layer 7 exposed from the recesses 9 and 10, and the n-GaAs cap layer 4 on both sides thereof is formed.
Source electrodes 12 and 15 and drain electrodes 13 and 16 are formed on the p-GaAs cap layer 8.

【0054】このような構造によれば、ソース/ドレイ
ン領域のキャップ層4を薄くしてからBeイオンを注入し
ているので、第2実施例に示した作用の他に、pチャネ
ルのHEMTのソース/ドレイン電極15,16の下の
層が、セルフアライン的にp + 領域となり、p型HEM
Tのソースの寄生抵抗の低減に有効である。 (e)本発明の第5実施例の説明 図5は、本発明の第5実施例の製造工程を示す断面図で
ある。
According to such a structure, the source / drain
Thinning the cap layer 4 in the region
Therefore, in addition to the operation shown in the second embodiment, p channel
Under the HEMT source / drain electrodes 15, 16
Layer is p self-aligned +Area, p-type HEM
This is effective in reducing the parasitic resistance of the source of T. (E) Description of the fifth embodiment of the present invention FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of the fifth embodiment of the present invention.
is there.

【0055】まず、図2(a) に示す第2実施例と同様に
して、半絶縁性のGaAs基板1の上に、i-GaAsキャリア走
行層2、n-InGaP キャリア供給層3及びn-GaAsキャップ
層4を順に積層した後に、p型HEMT領域Xとn型H
EMT領域Yの境界に酸素イオンを注入してアイソレー
ション領域18を形成する。
First, similarly to the second embodiment shown in FIG. 2A, the i-GaAs carrier transit layer 2, n-InGaP carrier supply layer 3 and n- are formed on the semi-insulating GaAs substrate 1. After sequentially stacking the GaAs cap layer 4, the p-type HEMT region X and the n-type H are formed.
Oxygen ions are implanted into the boundary of the EMT region Y to form the isolation region 18.

【0056】次に、図5(a) に示すように、フォトレジ
スト38を塗布し、これをパターニングしてp型HEM
T領域Xにあるn-GaAsキャップ層4を露出する窓39を
形成し、ついでRIE法等によってそのn-GaAsキャップ
層4及びn-InGaP キャリア供給層3をエッチングし、n-
InGaP キャリア供給層3の上部が空乏化するまで薄層化
する。ついで、フォトレジスト38を剥離する。
Next, as shown in FIG. 5A, a photoresist 38 is applied and patterned to form a p-type HEM.
A window 39 exposing the n-GaAs cap layer 4 in the T region X is formed, and then the n-GaAs cap layer 4 and the n-InGaP carrier supply layer 3 are etched by the RIE method or the like, and n-
The InGaP carrier supply layer 3 is thinned until the upper portion is depleted. Then, the photoresist 38 is peeled off.

【0057】その後に、図5(b) に示すように、フォト
レジスト40をマスクに使用して、ドーズ量1.5×1
12/cm2 、加速電圧15keV としてBeイオンをp型H
EMT領域Xに注入して、その後で700℃、30分間
でアーニールを行う。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, the photoresist 40 is used as a mask and the dose amount is 1.5 × 1.
0 12 / cm 2 , accelerating voltage of 15 keV and Be ions of p-type H
After implanting in the EMT region X, anneal is performed at 700 ° C. for 30 minutes.

【0058】これにより、上記実施例と同様に、不純物
の補償によってn-InGaP キャリア供給層4はp-InGaP キ
ャリア供給層7となり、そのp-InGaP キャリア供給層7
の上部は空乏化している。
As a result, the n-InGaP carrier supply layer 4 becomes the p-InGaP carrier supply layer 7 by compensating for the impurities, as in the above embodiment, and the p-InGaP carrier supply layer 7 is formed.
The upper part of is depleted.

【0059】次に、図5(c) に示すように、n型HEM
T領域Yのゲート領域にあるn-GaAsキャップ層4をエッ
チングして凹部9を形成する。この後に、n-InGaP キャ
ップ層4のゲート領域にゲート電極11を形成し、その
両側のn-GaAsキャップ層4のそれぞれの上にソース電極
12、ドレイン電極13を形成する。さらに、露出した
p-InGaP キャリア供給層7の中央にゲート電極14を形
成し、その両側に間隔をおいてソース電極15及びドレ
イン電極16を形成する。
Next, as shown in FIG. 5 (c), an n-type HEM is used.
The n-GaAs cap layer 4 in the gate region of the T region Y is etched to form the recess 9. After that, the gate electrode 11 is formed in the gate region of the n-InGaP cap layer 4, and the source electrode 12 and the drain electrode 13 are formed on each of the n-GaAs cap layers 4 on both sides thereof. Furthermore, exposed
A gate electrode 14 is formed in the center of the p-InGaP carrier supply layer 7, and a source electrode 15 and a drain electrode 16 are formed on both sides of the gate electrode 14 at intervals.

【0060】なお、ゲート電極11,14、ソース電極
12,15及びドレイン電極13,16の材料は、第2
実施例と同じものを用いている。このような実施例によ
れば、p型HEMTのゲート電極14の下のp-InGaP キ
ャリア供給層7の表面が空乏化するので、閾値電圧を小
さくすることができる。なお、その両側のソース電極1
5とドレイン電極16は、オーミック接続されるので、
空乏化による導電性の影響はない。 (f)本発明のその他の実施例の説明 上記した実施例の装置として、第3と第4実施例の双方
の特徴をもつ構造も形成でき、ゲート電極の下のキャリ
ア供給層をn型又はi型にするとともに、その両側のキ
ャップ層を薄くしてその下のキャリア走行層までをp+
領域にしてもよい。
The material of the gate electrodes 11 and 14, the source electrodes 12 and 15 and the drain electrodes 13 and 16 is the second
The same thing as the example is used. According to such an embodiment, since the surface of the p-InGaP carrier supply layer 7 under the gate electrode 14 of the p-type HEMT is depleted, the threshold voltage can be reduced. In addition, the source electrodes 1 on both sides thereof
5 and the drain electrode 16 are ohmic-connected,
There is no influence of conductivity due to depletion. (F) Description of Other Embodiments of the Present Invention As the device of the above-mentioned embodiment, a structure having the characteristics of both the third and fourth embodiments can be formed, and the carrier supply layer below the gate electrode is of n-type or In addition to making it i-type, thin the cap layer on both sides to p + up to the carrier running layer below it.
It may be a region.

【0061】また、HEMTの材料は、上記したものに
限定されるものではなく、キャリア供給層の材料として
InAlAsやAlGaAsを使用し、その上下のキャップ層やキャ
リア走行層の材料としてGaAsやInGaAsを使用してもよ
い。
Further, the material of HEMT is not limited to the above-mentioned one, but as a material of the carrier supply layer.
InAlAs or AlGaAs may be used, and GaAs or InGaAs may be used as the material for the cap layer and the carrier transit layer above and below it.

【0062】また、上記した実施例では、Beイオンを注
入してn-InGaAs、n-GaAsをp型化するようにしたが、炭
素(C)等のp型元素を用いてもよい。さらに、上記し
た実施例では、n-InGaAs、n-GaAsをp型化するようにし
たが、この逆に、p-InGaAs、p-GaAsをn型化して相補型
回路を形成してもよい。
Further, in the above embodiment, Be ions were implanted to make n-InGaAs and n-GaAs p-type, but a p-type element such as carbon (C) may be used. Further, in the above-described embodiment, n-InGaAs and n-GaAs are made to be p-type, but conversely, p-InGaAs and p-GaAs may be made to be n-type to form a complementary circuit. .

【0063】[0063]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、一導
電型キャリア供給層の一部に反対導電型イオンを注入す
ることにより、その領域を反対導電型キャリア供給層と
なし、この反対導電型キャリア供給層に反対導電型HE
MTを形成するようにしたので、反対導電型キャリア供
給層を形成するために、半導体の再成長を行う必要はな
く、再成長界面の界面準位や再成長部分の凹凸が発生す
ることを未然に防止できる。
As described above, according to the present invention, by implanting opposite conductivity type ions into a part of one conductivity type carrier supply layer, the region is formed as the opposite conductivity type carrier supply layer. The opposite conductivity type HE to the conductivity type carrier supply layer
Since the MT is formed, it is not necessary to re-grow the semiconductor in order to form the opposite conductivity type carrier supply layer, and the interface level of the re-growth interface and the unevenness of the re-growth part may occur. Can be prevented.

【0064】また、一導電型HEMTや反対導電型HE
MTの双方については、不純物濃度の調整により閾値電
圧を調整することは容易であり、それらの閾値電圧差を
小さくでき、逆バイアス時のゲートリーク電流を最小限
に抑えることができる。
Further, one conductivity type HEMT and opposite conductivity type HEMT
For both MTs, it is easy to adjust the threshold voltage by adjusting the impurity concentration, the difference between the threshold voltages can be reduced, and the gate leak current during reverse bias can be minimized.

【0065】また、第2の発明によれば、反対導電型不
純物のイオン注入の際の加速電圧を大きくしてるので、
反対導電型HEMT領域の反対導電型キャリア供給層の
上部は、真性又は一導電型の領域に保持され、反対導電
型HEMTではnp接合ゲート、或いはip(又はi
n)接合ゲートとなるので、ゲートリーク電流を減らし
て相補型回路の消費電力を低減できる。
Further, according to the second aspect of the invention, since the acceleration voltage at the time of ion implantation of impurities of opposite conductivity type is increased,
The upper part of the opposite conductivity type carrier supply layer of the opposite conductivity type HEMT region is held in the intrinsic or one conductivity type region, and in the opposite conductivity type HEMT, an np junction gate, or ip (or i).
n) Since it is a junction gate, the gate leakage current can be reduced and the power consumption of the complementary circuit can be reduced.

【0066】また、第3の本発明によれば、反対導電型
キャリア供給層の上部をエッチングして空乏化している
ので、反対導電型HEMTのゲート電極の下のp型キャ
リア供給層の表面が空乏化するので、閾値電圧を小さく
することができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, since the upper portion of the opposite conductivity type carrier supply layer is etched and depleted, the surface of the p type carrier supply layer below the gate electrode of the opposite conductivity type HEMT is formed. Since it is depleted, the threshold voltage can be reduced.

【0067】また、第4の実施例によれば、p型HEM
Tのp型キャリア供給層とドレイン/ソース電極の間に
介在するキャップ層を、n型HEMTのそれよりも薄く
しているので、移動度の小さい正孔をキャリアとするp
型HEMTのソース/ドレイン電極の下の層が、セルフ
アライン的にp+ 領域となり、p型HEMTのソースの
寄生抵抗を低減することができる。
Further, according to the fourth embodiment, the p-type HEM
Since the cap layer interposed between the p-type carrier supply layer of T and the drain / source electrode is made thinner than that of the n-type HEMT, p having holes with low mobility as carriers is used.
The layer below the source / drain electrodes of the p-type HEMT becomes the p + region in a self-aligned manner, and the parasitic resistance of the source of the p-type HEMT can be reduced.

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

【図1】本発明の第1実施例の製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例の製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例の製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例の製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施例の製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the fifth embodiment of the present invention.

【図6】第1の従来例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first conventional example.

【図7】第2の従来例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板(半導体基板) 2 i-GaAsキャリア走行層 3 n-InGaP キャリア供給層 4 n-GaAsキャップ層 5 フォトレジスト 6 窓 7 p-InGaP キャリア供給層 8 p-GaAsキャップ層 9、10 凹部 11、14 ゲート電極 12、15 ソース電極 13、16 ドレイン電極 18 アイソレーション領域 25 p-InGaP キャリア供給層 26 p-GaAsキャップ層 27 非p型領域 33、34 凹部 1 GaAs substrate (semiconductor substrate) 2 i-GaAs carrier transit layer 3 n-InGaP carrier supply layer 4 n-GaAs cap layer 5 photoresist 6 window 7 p-InGaP carrier supply layer 8 p-GaAs cap layer 9, 10 recess 11 , 14 gate electrode 12, 15 source electrode 13, 16 drain electrode 18 isolation region 25 p-InGaP carrier supply layer 26 p-GaAs cap layer 27 non-p-type region 33, 34 recess

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板(1)の上に、真性キャリア走
行層(2)、一導電型キャリア供給層(3)を順に積層
する工程と、 反対導電型HEMTの形成領域(X)に反対導電型不純
物をイオン注入することにより、該反対導電型HEMT
の形成領域(X)にある前記一導電型キャリア供給層
(3)を反対導電型キャリア供給層(7)にする工程
と、 前記反対導電型キャリア供給層(7)の上にゲート電極
(14)をショットキー接触し、該ゲート電極(14)の両
側にソース電極(15)とドレイン電極(16)をオーミッ
ク接続して反対導電型HEMTを形成する工程と、 前記反対導電型不純物がイオン注入されない前記一導電
型キャリア供給層(3)の上に、ゲート電極(11)をシ
ョットキー接触し、該ゲート電極(11)の両側にソース
電極(12)とドレイン電極(13)をオーミック接続して
一導電型HEMTを形成する工程とを有することを特徴
とする化合物半導体装置の製造方法。
1. A step of sequentially laminating an intrinsic carrier transit layer (2) and a one conductivity type carrier supply layer (3) on a semiconductor substrate (1), and a step opposite to the opposite conductivity type HEMT formation region (X). The opposite conductivity type HEMT is obtained by ion-implanting conductivity type impurities.
Forming the one-conductivity type carrier supply layer (3) in the formation region (X) of the opposite conductivity type carrier supply layer (7), and forming a gate electrode (14) on the opposite conductivity type carrier supply layer (7). ) In Schottky contact with the source electrode (15) and the drain electrode (16) on both sides of the gate electrode (14) to form an opposite conductivity type HEMT, and the opposite conductivity type impurity is ion-implanted. The gate electrode (11) is in Schottky contact on the one-conductivity type carrier supply layer (3) which is not protected, and the source electrode (12) and the drain electrode (13) are ohmic-connected on both sides of the gate electrode (11). And a step of forming one conductivity type HEMT, and a method of manufacturing a compound semiconductor device.
【請求項2】前記反対導電型不純物をイオン注入する際
に、加速電圧を大きくして、前記反対導電型キャリア供
給層(7)の上層部を一導電型に保持するか、真性化す
ることを特徴とする請求項1記載の化合物半導体装置の
製造方法。
2. When the impurity of the opposite conductivity type is ion-implanted, the acceleration voltage is increased so that the upper layer portion of the carrier supply layer (7) of the opposite conductivity type is maintained at one conductivity type or made intrinsic. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, wherein
【請求項3】前記反対導電型不純物をイオン注入する前
に、前記イオン注入を行う領域の一導電型キャリア供給
層(3)の表面をエッチングして該表面を空乏化する工
程を有することを特徴とする請求項1記載の化合物半導
体装置の製造方法。
3. Before the ion implantation of the opposite conductivity type impurity, a step of etching the surface of the one conductivity type carrier supply layer (3) in the region where the ion implantation is performed to deplete the surface. The method of manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, wherein
【請求項4】半導体基板(1)の上に、真性キャリア走
行層(2)、n型キャリア供給層(3)、n型キャップ
層(4)を順に積層する工程と、 p型HEMT領域(X)にある前記n型キャップ層
(3)のうちソース領域とドレイン領域を薄層化して凹
部(33、34)を形成する工程と、 前記p型HEMT領域(X)にある前記n型キャリア供
給層(3)及び前記n型キャップ層(4)にp型不純物
をイオン注入することにより、前記p型HEMT領域
(X)にある前記n型キャリア供給層(3)及び前記n
型キャップ層(4)をp型化してp型キャリア供給層
(7)及びp型キャップ層(8)を形成するとともに、
前記凹部(33、34)の下を高p型不純物濃度化する工程
と、 前記p型キャリア供給層(7)の上にゲート電極(14)
をショットキー接触し、該ゲート電極(14)の両側のp
型キャップ層(8)にソース電極(15)とドレイン電極
(16)をオーミック接続してp型HEMTを形成する工
程と、 前記p型不純物が注入されない前記n型キャリア供給層
(3)の上に、ゲート電極をショットキー接触し、該ゲ
ート電極の両側のn型キャップ層(4)にソース電極
(12)とドレイン電極(13)をオーミック接続してn型
HEMTを形成する工程とを有することを特徴とする化
合物半導体装置の製造方法。
4. A step of sequentially laminating an intrinsic carrier transit layer (2), an n-type carrier supply layer (3) and an n-type cap layer (4) on a semiconductor substrate (1), and a p-type HEMT region ( Thinning the source region and the drain region of the n-type cap layer (3) in (X) to form recesses (33, 34); and the n-type carrier in the p-type HEMT region (X). By implanting p-type impurities into the supply layer (3) and the n-type cap layer (4), the n-type carrier supply layer (3) and the n-type carrier supply layer (3) in the p-type HEMT region (X).
The mold cap layer (4) is made p-type to form a p-type carrier supply layer (7) and a p-type cap layer (8), and
A step of increasing the p-type impurity concentration under the recesses (33, 34); and a gate electrode (14) on the p-type carrier supply layer (7).
In Schottky contact with p on both sides of the gate electrode (14)
Forming a p-type HEMT by ohmic-connecting the source electrode (15) and the drain electrode (16) to the mold cap layer (8), and on the n-type carrier supply layer (3) into which the p-type impurity is not implanted. And forming a n-type HEMT by ohmic-connecting the source electrode (12) and the drain electrode (13) to the n-type cap layer (4) on both sides of the gate electrode by Schottky contact. A method of manufacturing a compound semiconductor device, comprising:
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