JPH07153779A - Field effect transistor and manufacture thereof - Google Patents

Field effect transistor and manufacture thereof

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JPH07153779A
JPH07153779A JP29766193A JP29766193A JPH07153779A JP H07153779 A JPH07153779 A JP H07153779A JP 29766193 A JP29766193 A JP 29766193A JP 29766193 A JP29766193 A JP 29766193A JP H07153779 A JPH07153779 A JP H07153779A
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JP
Japan
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barrier layer
layer
gate electrode
impurity concentration
semi
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Application number
JP29766193A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobutoshi Matsunaga
信敏 松永
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the performance of a hetero-junction FET by decreasing a parasitic capacitance and resistance of a gate electrode. CONSTITUTION:In a hetero-junction FET wherein a GaAs-made first barrier layer 3 and an AlGaAs-made second barrier layer 4 are piled up between a gate electrode 5a and a channel layer 2, the impurity concentration of the second barrier layer 4 except for a part just under the gate electrode 5a is made 5X10<17>/cm<3> or above by injecting impurities into the second barrier layer 4 by ion implantation self-alignedly with the gate electrode 5a.

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、電界効果トランジスタ
(Field Effect Transistor;FET)およびその製造技
術に関し、特に、化合物半導体基板上に形成されるヘテ
ロ接合FETの高性能化に適用して有効な技術に関す
る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a field effect transistor.
The present invention relates to (Field Effect Transistor; FET) and manufacturing technology thereof, and particularly to a technology effective when applied to high performance of a heterojunction FET formed on a compound semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】化合物半導体集積回路装置として、例え
ばGaAs(ガリウム・ヒ素)などの半絶縁性基板上に
FETを集積した、いわゆるGaAs半導体集積回路装
置の開発が行われている。
2. Description of the Related Art As a compound semiconductor integrated circuit device, a so-called GaAs semiconductor integrated circuit device in which FETs are integrated on a semi-insulating substrate such as GaAs (gallium arsenide) has been developed.

【0003】GaAs・FETは、Si(シリコン)基
板に形成されるFETに比べて電子の移動速度が大きい
ので高速性に優れており、なかでも高不純物濃度のチャ
ネル領域とショットキ・ゲート電極との間に低不純物濃
度で、かつバンドギャップの大きなバリア層を挟んだ構
造を持つヘテロ接合FETは、特に高速性に優れてい
る。
The GaAs • FET is superior in high speed because the electron moving speed is higher than that of the FET formed on the Si (silicon) substrate, and particularly, the GaAs • FET has a high impurity concentration between the channel region and the Schottky gate electrode. A heterojunction FET having a structure in which a barrier layer having a low impurity concentration and a large band gap is sandwiched therebetween is particularly excellent in high speed.

【0004】図9は、GaAs基板上に形成された代表
的なヘテロ接合FETの構造を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing the structure of a typical heterojunction FET formed on a GaAs substrate.

【0005】GaAsからなる半絶縁性基板30には、
MBE(Molecular Beam Epitaxy)法などのエピタキシャ
ル成長法によって形成された高不純物濃度のn型チャネ
ル層31と、低不純物濃度で、かつバンドギャップが大
きなAlGaAsからなるバリア層32とがそれぞれ設
けられている。
On the semi-insulating substrate 30 made of GaAs,
An n-type channel layer 31 having a high impurity concentration formed by an epitaxial growth method such as an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method, and a barrier layer 32 made of AlGaAs having a low impurity concentration and a large band gap are provided.

【0006】バリア層32の上部には、タングステンシ
リサイド(WSiX ) などからなるゲート電極33が設
けられており、このゲート電極33と自己整合されてソ
ース、ドレインのそれぞれのn型不純物層34,34が
設けられている。また、それぞれのn型不純物層34の
上には、MOCVD法などのエピタキシャル成長法によ
って形成されたソース、ドレインのn+ GaAs層35
が設けられ、さらに、その上にはAuGe合金などから
なるオーミック電極36が接続されている。
[0006] On top of the barrier layer 32, a tungsten silicide (WSi X) gate electrode 33 is provided made of, the gate electrode 33 and the self-aligned with the source, each of n-type impurity layer 34 of a drain, 34 are provided. Further, on each of the n-type impurity layers 34, the source and drain n + GaAs layers 35 formed by an epitaxial growth method such as MOCVD method.
And an ohmic electrode 36 made of AuGe alloy or the like is connected thereto.

【0007】上記チャネル層31とゲート電極33との
間に介在するバリア層32は、高不純物濃度のチャネル
層31とゲート電極33とが直接接触してゲート電極3
3のショットキ特性が劣化するのを防ぐために設けられ
ている。なお、この種のバリア層を備えたヘテロ接合F
ETについては、例えば「エクステンディッド・アブス
トラクト・オブ・インターナショナル・エレクトロン・
デバイス・ミーティング(1988年)(Extended Abst
ract of International Electron Devises Meeting (19
88) 」P692頁に記載がある。
The barrier layer 32 interposed between the channel layer 31 and the gate electrode 33 is in direct contact with the high impurity concentration channel layer 31 and the gate electrode 33, and the gate electrode 3 is formed.
It is provided to prevent the Schottky characteristic of No. 3 from deteriorating. In addition, a heterojunction F provided with this kind of barrier layer
Regarding ET, for example, "Extended Abstract of International Electron
Device Meeting (1988) (Extended Abst
ract of International Electron Devises Meeting (19
88) ”on page 692.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ヘテロ接合FETのよ
うなトランジスタを高性能化するためには、ゲート電極
を微細化すればよいが、ゲート長がサブミクロンのゲー
ト電極をさらに微細化することは、加工上の限界があ
る。
In order to improve the performance of a transistor such as a heterojunction FET, the gate electrode may be miniaturized, but it is not possible to further miniaturize the gate electrode having a submicron gate length. However, there are processing limitations.

【0009】しかし、ゲート電極やチャネル層などの真
性トランジスタ部分の寸法は変えなくとも、トランジス
タの寄生部分を小さくすれば高性能化は可能である。そ
のためには、トランジスタの構造を工夫して寄生容量と
寄生抵抗とを低減させる必要がある。例えば前述したヘ
テロ接合FETの場合は、ソース、ドレインの不純物濃
度を上げて寄生抵抗を下げるために、ゲート電極と自己
整合でイオン注入を行っている。
However, even if the dimensions of the intrinsic transistor portion such as the gate electrode and the channel layer are not changed, the performance can be improved by reducing the parasitic portion of the transistor. For that purpose, it is necessary to devise the structure of the transistor to reduce the parasitic capacitance and the parasitic resistance. For example, in the case of the heterojunction FET described above, in order to increase the impurity concentration of the source and drain and reduce the parasitic resistance, ion implantation is performed in self-alignment with the gate electrode.

【0010】ところが、本発明者が検討したところによ
ると、ゲート電極と自己整合でイオン注入を行うと、ゲ
ート電極のすぐ近傍まで不純物が導入されるためにゲー
ト電極の寄生容量が増加してしまい、期待通りの高性能
化を実現することができないことが判明した。
However, according to a study made by the present inventor, when the ion implantation is performed in a self-aligned manner with the gate electrode, impurities are introduced into the immediate vicinity of the gate electrode, so that the parasitic capacitance of the gate electrode increases. , It turned out that it is not possible to achieve the expected high performance.

【0011】本発明の目的は、ゲート電極の寄生容量を
増加させることなく寄生抵抗を低減することによってヘ
テロ接合FETの性能を向上させることのできる技術を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the performance of a heterojunction FET by reducing the parasitic resistance without increasing the parasitic capacitance of the gate electrode.

【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
Of the inventions disclosed in the present application, a representative one will be briefly described below.
It is as follows.

【0014】本発明のヘテロ接合FETは、ゲート電極
とチャネル層との間に基板よりも大きなバンドギャップ
を有するバリア層を設け、このバリア層にゲート電極と
自己整合で不純物をイオン注入することによって、ゲー
ト電極の直下を除いた領域の上記バリア層の不純物濃度
を5×1017/cm3 以上とする。
In the heterojunction FET of the present invention, a barrier layer having a bandgap larger than that of the substrate is provided between the gate electrode and the channel layer, and impurities are ion-implanted into the barrier layer in self-alignment with the gate electrode. The impurity concentration of the barrier layer in the region except directly below the gate electrode is set to 5 × 10 17 / cm 3 or more.

【0015】[0015]

【作用】上記した手段によれば、ゲート電極の直下を除
いた領域のバリア層の不純物濃度を5×1017/cm3
上とすることにより、バリア層の下部にキャリア濃度が
高く、かつキャリアの移動度が大きい2次元電子ガス層
ができるため、ゲート電極の寄生容量を増加させること
なく、ソース、ドレインとゲート電極との間の寄生抵抗
を下げることができる。
According to the above means, by setting the impurity concentration of the barrier layer in the region excluding the region directly below the gate electrode to be 5 × 10 17 / cm 3 or more, the carrier concentration in the lower portion of the barrier layer is high and the carrier concentration is high. Since a two-dimensional electron gas layer having high mobility can be formed, the parasitic resistance between the source / drain and the gate electrode can be reduced without increasing the parasitic capacitance of the gate electrode.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の一実施例であるヘテロ接
合FETの要部を示す半絶縁性基板の要部断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view of an essential part of a semi-insulating substrate showing an essential part of a heterojunction FET which is an embodiment of the present invention.

【0018】GaAsからなる半絶縁性基板1上にはn
型のGaAsからなるチャネル層2が形成されている。
このチャネル層2の上にはGaAsからなる第1のバリ
ア層3とAlGaAsからなる第2のバリア層4とが順
次積層され、第2のバリア層4の上にはタングステンシ
リサイド膜からなるゲート電極5aが形成されている。
また、ゲート電極5aの両側にはソース、ドレインを構
成するn+ GaAs層6が形成され、さらにそれぞれの
+ GaAs層6の上にはオーミック電極7が形成され
ている。
On the semi-insulating substrate 1 made of GaAs, n
A channel layer 2 made of GaAs is formed.
A first barrier layer 3 made of GaAs and a second barrier layer 4 made of AlGaAs are sequentially stacked on the channel layer 2, and a gate electrode made of a tungsten silicide film is formed on the second barrier layer 4. 5a is formed.
Further, n + GaAs layers 6 forming a source and a drain are formed on both sides of the gate electrode 5a, and an ohmic electrode 7 is further formed on each n + GaAs layer 6.

【0019】上記第1のバリア層3は、その不純物濃度
が1×1017/cm3 以下である。また、第2のバリア層
4は、半絶縁性基板1よりも大きなバンドギャップを有
し、ゲート電極5aの直下の領域の不純物濃度は1×1
17/cm3 以下であるが、ゲート電極5aの直下を除い
た領域の不純物濃度は5×1017/cm3 以上となってい
る。ゲート電極5aの直下を除いた第2のバリア層4の
下部には、FETの動作時に第2のバリア層4の不純物
から電子が供給されて導電層となる2次元電子ガス層8
が存在している。
The impurity concentration of the first barrier layer 3 is 1 × 10 17 / cm 3 or less. The second barrier layer 4 has a bandgap larger than that of the semi-insulating substrate 1, and the impurity concentration in the region immediately below the gate electrode 5a is 1 × 1.
Although it is 0 17 / cm 3 or less, the impurity concentration in the region excluding directly under the gate electrode 5a is 5 × 10 17 / cm 3 or more. A two-dimensional electron gas layer 8 which becomes a conductive layer by supplying electrons from impurities in the second barrier layer 4 during the operation of the FET is provided below the second barrier layer 4 except directly below the gate electrode 5a.
Exists.

【0020】次に、上記ヘテロ接合FETの製造方法を
図2〜図6を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the heterojunction FET will be described with reference to FIGS.

【0021】まず、図2に示すように、半絶縁性基板1
上に分子線エピタキシー法でn型のGaAsからなるチ
ャネル層2、GaAsからなる第1のバリア層3、Al
GaAsからなる第2のバリア層4を順次エピタキシャ
ル成長させた後、第2のバリア層4の上にスパッタ法で
タングステンシリサイド膜5を堆積する。
First, as shown in FIG. 2, the semi-insulating substrate 1
A channel layer 2 made of n-type GaAs, a first barrier layer 3 made of GaAs, and Al by molecular beam epitaxy.
After the second barrier layer 4 made of GaAs is sequentially epitaxially grown, the tungsten silicide film 5 is deposited on the second barrier layer 4 by the sputtering method.

【0022】上記チャネル層2は、膜厚が20nm程度、
不純物濃度が3×1018/cm3 程度であり、第1のバリ
ア層3の膜厚は2〜5nm程度、第2のバリア層4の膜厚
は10〜20nm程度である。また、タングステンシリサ
イド膜5の膜厚は300〜500nm程度である。
The channel layer 2 has a film thickness of about 20 nm,
The impurity concentration is about 3 × 10 18 / cm 3 , the thickness of the first barrier layer 3 is about 2 to 5 nm, and the thickness of the second barrier layer 4 is about 10 to 20 nm. The film thickness of the tungsten silicide film 5 is about 300 to 500 nm.

【0023】次に、図3に示すように、フォトレジスト
9をマスクにしてタングステンシリサイド膜5をエッチ
ングしてゲート電極5aを形成した後、図4に示すよう
に、第2のバリア層4にn型の不純物(例えばSi)を
イオン注入する。このとき、第2のバリア層4のみに不
純物がドープされるよう、イオン注入のエネルギーを最
適化する。例えば第2のバリア層4の膜厚が20nm程度
である場合は、イオン源としてSiF2 を用い、10k
eVのエネルギーでイオン注入を行う。
Next, as shown in FIG. 3, the tungsten silicide film 5 is etched by using the photoresist 9 as a mask to form the gate electrode 5a, and then the second barrier layer 4 is formed as shown in FIG. Ion implantation of n-type impurities (for example, Si) is performed. At this time, the energy of ion implantation is optimized so that only the second barrier layer 4 is doped with impurities. For example, when the film thickness of the second barrier layer 4 is about 20 nm, SiF 2 is used as the ion source and 10 k
Ion implantation is performed with energy of eV.

【0024】次に、上記不純物が第1のバリア層3に拡
散しないよう、800℃、5秒の高速アニールを行って
不純物を活性化すると、図5に示すように第2のバリア
層4と第1のバリア層3との界面に2次元電子ガス層8
が形成される。
Next, to prevent the impurities from diffusing into the first barrier layer 3, high-speed annealing is performed at 800 ° C. for 5 seconds to activate the impurities, so that the second barrier layer 4 and the second barrier layer 4 are formed as shown in FIG. The two-dimensional electron gas layer 8 is formed at the interface with the first barrier layer 3.
Is formed.

【0025】次に、図6に示すように、第2のバリア層
4の上にMOCVD法を用いた選択エピタキシャル成長
により、例えば不純物濃度が3×1018/cm程度、膜厚
が250nm程度のn+ GaAs層6を形成し、その後、
+ GaAs層6の上にAuGe合金を被着し、これを
400℃程度で2分間熱処理してオーミック電極7を形
成することにより、前記図1に示すヘテロ接合FETが
略完成する。
Next, as shown in FIG. 6, by selective epitaxial growth using the MOCVD method on the second barrier layer 4, for example, the impurity concentration is about 3 × 10 18 / cm and the film thickness is about 250 nm. + GaAs layer 6 is formed, then
An AuGe alloy is deposited on the n + GaAs layer 6 and heat-treated at about 400 ° C. for 2 minutes to form an ohmic electrode 7, whereby the heterojunction FET shown in FIG. 1 is substantially completed.

【0026】図7は、図1のB−B’断面におけるバン
ド図である。また、図1のA−A’断面(ゲート電極5
aの直下)のバンド図を比較のために図8に示す。
FIG. 7 is a band diagram in the BB 'cross section of FIG. In addition, the AA ′ cross section of FIG. 1 (gate electrode 5
A band diagram (immediately below a) is shown in FIG. 8 for comparison.

【0027】図7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5aとn+ GaAs層6と
の間の第2のバリア層4のドナーイオンは少なく、空乏
層が広がっているためゲート電極5aの端部の寄生容量
は小さい。しかし、このゲート電極5aの端部には2次
元電子ガス層8が存在し、ドナーイオンが少ないわりに
は電流が流れる部分のキャリアの数は多く、さらに2次
元電子ガス層8のキャリアの移動度が大きい。従って、
ゲート電極5aとソース、ドレイン(n+ GaAs層
6)との間の寄生抵抗は極めて低く、寄生容量と寄生抵
抗とが共に低い高性能のヘテロ接合FETとなってい
る。
As is apparent from FIG. 7, in the heterojunction FET of this embodiment, the number of donor ions in the second barrier layer 4 between the gate electrode 5a and the n + GaAs layer 6 is small and the depletion layer spreads. Therefore, the parasitic capacitance at the end of the gate electrode 5a is small. However, the two-dimensional electron gas layer 8 exists at the end of the gate electrode 5a, and although the number of donor ions is small, the number of carriers in the portion where the current flows is large, and the mobility of carriers in the two-dimensional electron gas layer 8 is further increased. Is big. Therefore,
The parasitic resistance between the gate electrode 5a and the source / drain (n + GaAs layer 6) is extremely low, and the high-performance heterojunction FET has low parasitic capacitance and low parasitic resistance.

【0028】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0029】前記実施例では、GaAsからなる半絶縁
性基板上に形成されるヘテロ接合FETの高性能化につ
いて説明したが、例えばAlGaAs、InGaAs、
InPのような他の化合物半導体からなる半絶縁性基板
上に形成されるヘテロ接合FETの高性能化にも適用す
ることができる。
In the above-mentioned embodiment, the performance improvement of the heterojunction FET formed on the semi-insulating substrate made of GaAs has been described. For example, AlGaAs, InGaAs,
It can also be applied to improve the performance of a heterojunction FET formed on a semi-insulating substrate made of another compound semiconductor such as InP.

【0030】[0030]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0031】本発明によれば、化合物半導体からなる半
絶縁性基板に形成されるヘテロ接合FETの寄生抵抗と
寄生容量を同時に低減することができるので、高性能の
化合物半導体集積回路装置を実現することができる。
According to the present invention, since the parasitic resistance and the parasitic capacitance of the heterojunction FET formed on the semi-insulating substrate made of a compound semiconductor can be reduced at the same time, a high-performance compound semiconductor integrated circuit device is realized. be able to.

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

【図1】本発明の一実施例であるヘテロ接合FETを示
す半絶縁性基板の要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a semi-insulating substrate showing a heterojunction FET according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例であるヘテロ接合FETの製
造方法を示す半絶縁性基板の要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of a semi-insulating substrate showing a method for manufacturing a heterojunction FET which is an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例であるヘテロ接合FETの製
造方法を示す半絶縁性基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of a semi-insulating substrate showing a method for manufacturing a heterojunction FET which is an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例であるヘテロ接合FETの製
造方法を示す半絶縁性基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of a semi-insulating substrate showing a method of manufacturing a heterojunction FET which is an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例であるヘテロ接合FETの製
造方法を示す半絶縁性基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of a semi-insulating substrate showing a method for manufacturing a heterojunction FET which is an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例であるヘテロ接合FETの製
造方法を示す半絶縁性基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of a semi-insulating substrate showing a method for manufacturing a heterojunction FET which is an embodiment of the present invention.

【図7】図1のB−B’断面におけるバンド図である。FIG. 7 is a band diagram in a B-B ′ cross section of FIG. 1.

【図8】図1のA−A’断面におけるバンド図である。FIG. 8 is a band diagram in the A-A ′ cross section of FIG. 1.

【図9】従来のヘテロ接合FETを示す半絶縁性基板の
要部断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of essential parts of a semi-insulating substrate showing a conventional heterojunction FET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半絶縁性基板 2 チャネル層 3 第1のバリア層 4 第2のバリア層 5 タングステンシリサイド膜 5a ゲート電極 6 n+ GaAs層 7 オーミック電極 8 2次元電子ガス層 9 フォトレジスト 30 半絶縁性基板 31 チャネル層 32 バリア層 33 ゲート電極 34 n型不純物層 35 n+ GaAs層 36 オーミック電極1 semi-insulating substrate 2 channel layer 3 first barrier layer 4 second barrier layer 5 tungsten silicide film 5a gate electrode 6 n + GaAs layer 7 ohmic electrode 8 two-dimensional electron gas layer 9 photoresist 30 semi-insulating substrate 31 Channel layer 32 Barrier layer 33 Gate electrode 34 n-type impurity layer 35 n + GaAs layer 36 Ohmic electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 化合物半導体からなる半絶縁性基板上に
チャネル層と、低不純物濃度で、かつ前記半絶縁性基板
よりも大きなバンドギャップを有するバリア層とを順次
積層し、前記バリア層の上にショットキ・ゲート電極を
設け、前記ショットキ・ゲート電極と自己整合で形成さ
れた不純物層の上にソース、ドレインの高不純物濃度層
を設けた電界効果トランジスタであって、前記ショット
キ・ゲート電極の直下を除いた領域の前記バリア層の不
純物濃度を5×1017/cm3 以上としたことを特徴とす
る電界効果トランジスタ。
1. A channel layer and a barrier layer having a low impurity concentration and a bandgap larger than that of the semi-insulating substrate are sequentially stacked on a semi-insulating substrate made of a compound semiconductor, and the barrier layer is formed on the barrier layer. A field effect transistor having a high impurity concentration layer of a source and a drain on an impurity layer formed in self-alignment with the Schottky gate electrode, which is directly below the Schottky gate electrode. A field effect transistor, characterized in that the impurity concentration of the barrier layer in the region excluding the region is 5 × 10 17 / cm 3 or more.
【請求項2】 化合物半導体からなる半絶縁性基板上に
不純物濃度が5×1017/cm3 以上のチャネル層と、不
純物濃度が1×1017/cm3 以下の第1のバリア層と、
不純物濃度が1×1017/cm3 以下で、かつ前記半絶縁
性基板よりも大きなバンドギャップを有する第2のバリ
ア層とを順次積層し、前記第2のバリア層の上にショッ
トキ・ゲート電極を設け、前記ショットキ・ゲート電極
と自己整合で形成された不純物層の上にソース、ドレイ
ンの高不純物濃度層を設けた電界効果トランジスタであ
って、前記ショットキ・ゲート電極の直下を除いた領域
の前記第2のバリア層の不純物濃度を5×1017/cm3
以上としたことを特徴とする電界効果トランジスタ。
2. A semi-insulating substrate made of a compound semiconductor, a channel layer having an impurity concentration of 5 × 10 17 / cm 3 or more, and a first barrier layer having an impurity concentration of 1 × 10 17 / cm 3 or less,
A second barrier layer having an impurity concentration of 1 × 10 17 / cm 3 or less and having a bandgap larger than that of the semi-insulating substrate is sequentially laminated, and a Schottky gate electrode is formed on the second barrier layer. A high-impurity concentration layer of a source and a drain is provided on an impurity layer formed in self-alignment with the Schottky gate electrode, and the field effect transistor is provided in a region excluding a region right below the Schottky gate electrode. The impurity concentration of the second barrier layer is 5 × 10 17 / cm 3
A field effect transistor characterized by the above.
【請求項3】 前記半絶縁性基板および前記チャネル層
がそれぞれGaAsからなり、前記バンドギャップの大
きなバリア層がAlGaAsからなることを特徴とする
請求項1または2記載の電界効果トランジスタ。
3. The field effect transistor according to claim 1, wherein the semi-insulating substrate and the channel layer are each made of GaAs, and the barrier layer having a large band gap is made of AlGaAs.
【請求項4】 前記半絶縁性基板がGaAsからなり、
前記チャネル層がInGaAsからなり、前記バンドギ
ャップの大きなバリア層がGaAsまたはAlGaAs
からなることを特徴とする請求項1または2記載の電界
効果トランジスタ。
4. The semi-insulating substrate is made of GaAs,
The channel layer is made of InGaAs, and the barrier layer having a large band gap is GaAs or AlGaAs.
The field effect transistor according to claim 1 or 2, comprising:
【請求項5】 下記の工程(a) 〜(c) を有することを特
徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 (a) 化合物半導体からなる半絶縁性基板上にチャネル層
と、低不純物濃度で、かつ前記半絶縁性基板よりも大き
なバンドギャップを有するバリア層とをMBE法で順次
エピタキシャル成長させる工程。 (b) 前記バリア層の上に堆積した導電膜をエッチングし
てショットキ・ゲート電極を形成した後、前記ショット
キ・ゲート電極をマスクにして前記バリア層に不純物を
イオン注入することにより、前記バリア層の不純物濃度
を5×1017/cm3 以上とする工程。 (c) 前記バリア層の上にソース、ドレインの高不純物濃
度層をMOCVD法でエピタキシャル成長させた後、前
記高不純物濃度層の上にオーミック電極を形成する工
程。
5. A method for manufacturing a field effect transistor, which comprises the following steps (a) to (c). (a) A step of sequentially epitaxially growing a channel layer and a barrier layer having a low impurity concentration and a bandgap larger than that of the semi-insulating substrate on a semi-insulating substrate made of a compound semiconductor by the MBE method. (b) The barrier layer is formed by etching a conductive film deposited on the barrier layer to form a Schottky gate electrode, and then ion-implanting impurities into the barrier layer using the Schottky gate electrode as a mask. The impurity concentration of 5 × 10 17 / cm 3 or more. (c) A step of epitaxially growing a high impurity concentration layer of a source and a drain on the barrier layer by MOCVD, and then forming an ohmic electrode on the high impurity concentration layer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6329677B1 (en) 1998-11-09 2001-12-11 Fujitsu Quantum Devices Limited Field effect transistor
KR100402784B1 (en) * 2000-12-22 2003-10-22 한국전자통신연구원 Low Temperature Measurement GaAs semiconductor device and the same method

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