JPH08222579A - Field effect transistor - Google Patents

Field effect transistor

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JPH08222579A
JPH08222579A JP7087761A JP8776195A JPH08222579A JP H08222579 A JPH08222579 A JP H08222579A JP 7087761 A JP7087761 A JP 7087761A JP 8776195 A JP8776195 A JP 8776195A JP H08222579 A JPH08222579 A JP H08222579A
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effect transistor
field effect
temperature
threshold voltage
insulating film
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Muneo Fukaishi
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Abstract

PURPOSE: To suppress the drop of allowance in operation based on the temperature change of a field effect type transistor without incurring size up or increase of power consumption by compensating the temperature change of threshold voltage with a protective insulating film itself which compensates the said temperature change by the temperature change of film stress. CONSTITUTION: A GaAs layer 12, an AlGaAs layer 13, a GaAs layer 14, an Inlays layer 15, an n-type AlGaAs layer 16, and an n-type GaAs layer 17 are epitaxially grown in order on a semiinsulating GaAs substrate 11. Next, recess structure is made by etching the n-type GaAs layer, and WSi/Pt/Au is stacked, and this is patterned to form a gate electrode 18. Subsequently, it is covered with AuGe/Ni/Au, and is patterned and sintered to form an ohmic electrode 18. To compensate the dependency on temperature of threshold voltage, the whole is covered with an insulating film 20 inclusive of the gate part, selecting a silicon nitride-oxide film which has temperature coefficient of the film stress of 9×10<6> dyn/cm<2> . deg.C.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電界効果型トランジスタ
に関し、特に基板の圧電性を利用して、トランジスタの
しきい値電圧の温度変化に起因する変動を極めて小さく
した電界効果型トランジスタに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field-effect transistor, and more particularly to a field-effect transistor in which the piezoelectricity of a substrate is utilized to minimize the fluctuation of the threshold voltage of the transistor due to temperature change. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、GaAsなどのIII −V族化合物
半導体を用いた電界効果型トランジスタを集積化したL
SIに関する研究・開発が活発に行われているが、その
主要なテーマの一つは低消費電力化である。この低消費
電力化には電源電圧の低電圧化が有効である。ところ
が、電源電圧を低電圧化した場合には、回路動作を可能
にするしきい値電圧の余裕度が小さくなる。
2. Description of the Related Art At present, an L-type field-effect transistor using a III-V compound semiconductor such as GaAs is integrated.
Research and development related to SI is being actively conducted, and one of the main themes is low power consumption. To reduce the power consumption, lowering the power supply voltage is effective. However, when the power supply voltage is lowered, the margin of the threshold voltage that enables the circuit operation becomes small.

【0003】一方、電源電圧とは無関係に、電界効果型
トランジスタのしきい値電圧は、ゲート金属と基板材料
とのショットキー障壁の高さや半導体基板中のキャリア
濃度等が温度に依存して変化するため、温度に依存して
変動する。このため、回路動作が可能な温度範囲が限定
される。また、この温度変化に起因する余裕度の低下
は、電源電圧の低電圧化に伴い、更に顕著となる。
On the other hand, regardless of the power supply voltage, the threshold voltage of a field effect transistor changes depending on the temperature such as the height of the Schottky barrier between the gate metal and the substrate material and the carrier concentration in the semiconductor substrate. Therefore, it fluctuates depending on the temperature. Therefore, the temperature range in which the circuit can operate is limited. Further, the decrease in the margin due to the temperature change becomes more remarkable as the power supply voltage is lowered.

【0004】そこで、温度変化に係わりなくLSIを安
定に動作させるために、温度変化に伴うしきい値電圧の
変動をなんらかの手段により補償しようとする試みがな
されている。 その第1の方法は、特開昭61
−160960号公報に記載されたものであって、これ
は、基板温度を検出することができ、その温度により生
ずる電界効果型トランジスタのしきい値電圧を補償する
ような基板電位設定回路を集積回路内に設けるものであ
る。
Therefore, in order to stably operate the LSI irrespective of the temperature change, it has been attempted to compensate the fluctuation of the threshold voltage due to the temperature change by some means. The first method is disclosed in JP-A-61
JP-A-160960, which discloses a substrate potential setting circuit capable of detecting a substrate temperature and compensating for a threshold voltage of a field effect transistor caused by the temperature. It is provided inside.

【0005】第2の方法は、特開平1−137701号
公報に示されるように、GaAs上に電界効果型トラン
ジスタを形成した場合において、電界効果型トランジス
タ近傍にサイドゲートを配置し、サイドゲート電圧を環
境温度に応じて制御することでしきい値電圧の環境温度
変化による変動を抑制するものである。この温度補償の
方法では、環境温度を検出する温度検出回路が必要とな
るほか、トランジスタに近接してサイドゲートを設ける
ことが必要となる。
In the second method, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 1-137701, when a field effect transistor is formed on GaAs, a side gate is arranged near the field effect transistor and a side gate voltage is applied. Is controlled according to the ambient temperature to suppress the fluctuation of the threshold voltage due to the ambient temperature change. This temperature compensation method requires a temperature detection circuit for detecting the ambient temperature, and also needs to provide a side gate close to the transistor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した公報に記載さ
れた従来例では、温度検出回路や補償回路あるいはサイ
ドゲートを必要するものであるため、回路的に複雑にな
りまた部品点数の増加を招くため集積化に対する阻害要
因となる。また、これらの従来例では、追加回路によっ
て消費電力が増加し低消費電力化の傾向に逆行するもの
となっている。さらに、サイドゲートを設ける例では動
作速度も低下する。したがって、本発明の目的は、部品
点数を増加させることなく、しきい値電圧の温度変動を
自己補償するができるようにして、大型化や消費電力の
増大を招くことなく、電界効果型トランジスタの温度変
化に基づく動作余裕度の低下を抑制できるようにするこ
とである。
The conventional example described in the above publication requires a temperature detection circuit, a compensation circuit, or a side gate, which makes the circuit complicated and increases the number of parts. Therefore, it becomes an obstacle to integration. Further, in these conventional examples, the power consumption increases due to the additional circuit, which goes against the tendency of low power consumption. Furthermore, in the example in which the side gate is provided, the operating speed also decreases. Therefore, an object of the present invention is to enable self-compensation for temperature fluctuations of the threshold voltage without increasing the number of parts, and to increase the size and power consumption of a field-effect transistor. It is to be able to suppress the decrease of the operational margin due to the temperature change.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、圧電性を有する半導体基板上に形
成された電界効果型トランジスタであって、該電界効果
型トランジスタ上には、該電界効果型トランジスタのし
きい値電圧の温度変動を、その膜応力の温度変化により
補償する保護絶縁膜が形成されていることを特徴とする
電界効果型トランジスタ、が提供される。
To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a field effect transistor formed on a semiconductor substrate having piezoelectricity, wherein the field effect transistor comprises: There is provided a field-effect transistor characterized in that a protective insulating film for compensating the temperature fluctuation of the threshold voltage of the field-effect transistor by the temperature change of the film stress is formed.

【0008】[0008]

【作用】上記のように形成された電界効果型トランジス
タでは、温度変化によるしきい値電圧の変動を電界効果
型トランジスタ自身で補正することができる。圧電性を
有する基板材料を用いた電界効果型トランジスタには、
たとえば1984年10月、アイ・イー・イー・イー・
トランザクションズ・オン・エレクロトロン・デバイセ
ス、第ED−31巻、第10号(P.M.Asbeck et al.; IE
EE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL. ED-31, N
O. 10, OCTOBER, 1984)に示されるように、電界効果型
トランジスタ上部に形成されるパッシベーションおよび
層間絶縁膜の膜応力によるピエゾ効果に起因してしきい
値電圧が変化することが知られている。而して、膜応力
は温度によって変化するので、ピエゾ効果によるしきい
値電圧の変動は温度変化に追随することになる。
In the field effect transistor formed as described above, the fluctuation of the threshold voltage due to the temperature change can be corrected by the field effect transistor itself. Field effect transistors using piezoelectric substrate materials include:
For example, October 1984, I E E E
Transactions on Electrotron Devices, ED-31, No. 10 (PMAsbeck et al .; IE
EE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL. ED-31, N
O. 10, OCTOBER, 1984), it is known that the threshold voltage changes due to the piezo effect due to the passivation formed on the field effect transistor and the film stress of the interlayer insulating film. There is. Since the film stress changes depending on the temperature, the fluctuation of the threshold voltage due to the piezo effect follows the temperature change.

【0009】たとえば、基板材料がGaAsである電界
効果型トランジスタにおいて、膜応力としきい値電圧の
間には、ゲート長を0.25μm、絶縁膜の膜厚を1μ
mとして、図1に示すような関係が成立する。すなわ
ち、膜応力の変化に対して、しきい値電圧はほぼ直線的
に変化する。また、絶縁膜応力の温度係数は、その材質
・膜質を変化させることにより、圧縮応力を負、引っ張
り応力を正として、−1.5〜10×106 dyn/c
2 ・℃の範囲で変化させることができる。そして、絶
縁膜はその自己の温度係数に応じてその応力が直線的に
変化するものであるから、結局、絶縁膜の及ぼすピエゾ
効果により、温度変化に比例してしきい値電圧を変化さ
せることができることになる。一方、電界効果型トラン
ジスタのしきい値電圧は、絶縁膜が形成されていない場
合、−1〜−2mV/℃程度の温度係数を持って変動す
る。
For example, in a field effect transistor in which the substrate material is GaAs, the gate length is 0.25 μm and the insulating film thickness is 1 μm between the film stress and the threshold voltage.
As m, the relationship shown in FIG. 1 is established. That is, the threshold voltage changes almost linearly with the change of the film stress. The temperature coefficient of the insulating film stress is -1.5 to 10 × 10 6 dyn / c by changing the material and film quality with negative compressive stress and positive tensile stress.
It can be changed within the range of m 2 · ° C. Since the stress of the insulating film changes linearly according to its own temperature coefficient, the piezo effect exerted by the insulating film eventually changes the threshold voltage in proportion to the temperature change. You will be able to On the other hand, the threshold voltage of the field effect transistor varies with a temperature coefficient of about -1 to -2 mV / ° C when the insulating film is not formed.

【0010】図2は上記した電界効果型トランジスタに
おける温度としきい値電圧の変化の関係を示す線図であ
る。図2において、横軸に温度をとっており、縦軸には
しきい値電圧の変化量をとっている。なお、図2に示し
ているピエゾ効果によるしきい値電圧の変化量の計算に
は、ゲート長として0.25μm、絶縁膜の膜厚として
1μmを仮定している。図2より、温度変化によるしき
い値電圧変動の温度係数の範囲は−1〜−2mV/℃で
あり、ピエゾ効果に起因したしきい値電圧変動の温度係
数の範囲は約−0.2〜1.7mV/℃である。したが
って、このピエゾ効果に起因したしきい値電圧変動で、
電界効果型トランジスタのしきい値電圧の温度変動を補
償できることが分かる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the temperature and the change in threshold voltage in the above-mentioned field effect transistor. In FIG. 2, the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents the amount of change in threshold voltage. In the calculation of the amount of change in threshold voltage due to the piezo effect shown in FIG. 2, it is assumed that the gate length is 0.25 μm and the thickness of the insulating film is 1 μm. From FIG. 2, the temperature coefficient range of the threshold voltage fluctuation due to temperature change is -1 to -2 mV / ° C, and the temperature coefficient range of the threshold voltage fluctuation due to the piezo effect is about -0.2 to. It is 1.7 mV / ° C. Therefore, with the threshold voltage fluctuation caused by this piezo effect,
It can be seen that the temperature variation of the threshold voltage of the field effect transistor can be compensated.

【0011】[0011]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図3は、本発明の一実施例の電界効果型ト
ランジスタを、一部を拡大して示した断面図である。こ
の実施例は、高電子移動度のトランジスタに関するもの
である。このトランジスタは以下のように作製される。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of a field effect transistor according to an embodiment of the present invention. This embodiment relates to a transistor having a high electron mobility. This transistor is manufactured as follows.

【0012】(100)面を主面とする半絶縁性GaA
s基板11上に、分子線エピタキシャル(MBE)法に
より、バッファ層となる膜厚約400nmでアンドープ
のGaAs層12、バッファ層となる膜厚約200nm
でアンドープのAlGaAs層13、バッファ層となる
膜厚約60nmでアンドープのGaAs層14、チャネ
ル層となる膜厚約15nmでアンドープのInGaAs
層15、電子供給層となる、膜厚約30nmで不純物濃
度が約2×1018cm-3のn型AlGaAs層16、コ
ンタクト層となる膜厚約600nmで不純物濃度が約4
×1018cm-3のn型GaAs17を、順次エピタキシ
ャル成長させた。
Semi-insulating GaA having (100) plane as main surface
On the s substrate 11, by a molecular beam epitaxial (MBE) method, a buffer layer having a thickness of about 400 nm and an undoped GaAs layer 12 and a buffer layer having a thickness of about 200 nm are formed.
And an undoped AlGaAs layer 13, a buffer layer having a thickness of about 60 nm and an undoped GaAs layer 14, and a channel layer having a thickness of about 15 nm, undoped InGaAs.
The layer 15, the n-type AlGaAs layer 16 having a film thickness of about 30 nm and the impurity concentration of about 2 × 10 18 cm −3 to be the electron supply layer, the contact layer having a film thickness of about 600 nm to have an impurity concentration of about 4
The n-type GaAs17 of × 10 18 cm -3, were sequentially epitaxially grown.

【0013】次に、ドレイン電流の流れる方向が[01
1]となるように、ホトレジストをマスクにn型GaA
s層30をエッチングしてリセス構造を形成し、スパッ
タ法および蒸着によりWSi/Ti/Pt/Auを堆積
し、これをパターニングしてゲート電極18を形成す
る。続いて、AuGe/Ni/Auを被着し、パターニ
ング、シンターリングを行ってオーミック電極19を形
成する。これにより、絶縁膜(パッシベーション膜)形
成前のトランジスタ構造が完成する。
Next, the direction in which the drain current flows is [01
1] with n-type GaA using a photoresist as a mask.
The s layer 30 is etched to form a recess structure, WSi / Ti / Pt / Au is deposited by sputtering and vapor deposition, and this is patterned to form the gate electrode 18. Subsequently, AuGe / Ni / Au is deposited, and patterning and sintering are performed to form the ohmic electrode 19. As a result, the transistor structure before the formation of the insulating film (passivation film) is completed.

【0014】ここで、絶縁膜形成前のしきい値電圧の温
度依存性は、図4に示されるように、−1.5mV/℃
であった。このしきい値電圧の温度依存性を補償するた
めには、9×106 dyn/cm2 ・℃の膜ストレスの
温度係数を持つ絶縁膜が必要となる(図1参照)。一
方、絶縁膜については、材料(SiO 、SiON、S
iN、AlNなど)、その成膜法(スパッタ法、熱CV
D法、プラズマCVD法など)と成膜条件により、その
ストレスの温度係数が予め調査されている。ここでは、
9×106 dyn/cm2 ・℃の膜ストレスの温度係数
を実現できる絶縁膜として、プラズマCVD法によるシ
リコン窒化酸化膜(SiON)が選択される。そして、
上記の温度係数を実現できる成膜条件に制御されて、ゲ
ート部を含んで全体を被覆する絶縁膜20が膜厚1.0
μmに形成される。
Here, as shown in FIG. 4, the temperature dependence of the threshold voltage before the formation of the insulating film is -1.5 mV / ° C.
Met. In order to compensate for the temperature dependence of the threshold voltage, an insulating film having a temperature coefficient of film stress of 9 × 10 6 dyn / cm 2 · ° C. is required (see FIG. 1). On the other hand, for the insulating film, materials (SiO 2, SiON, S
iN, AlN, etc., film forming method (sputtering method, thermal CV)
The temperature coefficient of the stress has been investigated in advance according to the film forming conditions (D method, plasma CVD method, etc.). here,
A silicon oxynitride film (SiON) formed by the plasma CVD method is selected as an insulating film capable of realizing a temperature coefficient of film stress of 9 × 10 6 dyn / cm 2 · ° C. And
The insulating film 20 covering the whole including the gate portion is controlled to have a film thickness of 1.0 under the control of film forming conditions capable of realizing the above temperature coefficient.
μm.

【0015】図4に、この絶縁膜20により被覆した後
のトランジスタのしきい値の温度依存性が、絶縁膜で被
覆する前の状態と対比して示されている。図4におい
て、横軸は温度、縦軸はしきい値電圧の変化量をとって
いる。図4より、絶縁膜形成前に存在していたしきい値
電圧の温度依存性は、絶縁膜形成後にはほぼ解消されて
いることが分かる。これは、絶縁膜の膜応力によるピエ
ゾ効果に起因したしきい値電圧の温度依存性により、も
ともとのしきい値電圧の温度依存性が補償されたためで
ある。
FIG. 4 shows the temperature dependence of the threshold value of the transistor after being covered with the insulating film 20 in comparison with the state before being covered with the insulating film. In FIG. 4, the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents the amount of change in threshold voltage. It can be seen from FIG. 4 that the temperature dependence of the threshold voltage that existed before the insulating film was formed was almost eliminated after the insulating film was formed. This is because the temperature dependence of the original threshold voltage was compensated by the temperature dependence of the threshold voltage caused by the piezoelectric effect due to the film stress of the insulating film.

【0016】なお、以上の説明では、基板材料としてG
aAsを用いていたが、これに代え、SiGe、In
P、InAlAs、GaSb、InSb、GaInP、
GaNなど、他の圧電性を有する半導体材料を用いても
よい。通常、化合物半導体を用いた電界効果型半導体装
置では、しきい値電圧(トランジスタ本来の)は負の温
度依存性を持っている。一方、化合物半導体基板を用い
る場合、基板主面として(100)面を選択し、ドレイ
ン電流の方向を[011]方向とするとき、絶縁膜の圧
縮応力を負、引っ張り応力を正として、絶縁膜が及ぼす
ピエゾ効果によるしきい値電圧の変化と膜圧力との間に
は正の比例関係がある。したがって、この方向に電流方
向を選択するとき、絶縁膜のストレスの温度係数は、圧
縮応力を負、引っ張り応力を正として、正であることが
必要となる。
In the above description, G is used as the substrate material.
AAs was used, but instead of this, SiGe, In
P, InAlAs, GaSb, InSb, GaInP,
Other semiconductor materials having piezoelectricity such as GaN may be used. Usually, in a field effect semiconductor device using a compound semiconductor, the threshold voltage (original transistor) has a negative temperature dependence. On the other hand, in the case of using a compound semiconductor substrate, when the (100) plane is selected as the substrate main surface and the direction of the drain current is the [011] direction, the compressive stress of the insulating film is negative and the tensile stress is positive, and the insulating film is There is a positive proportional relationship between the change in threshold voltage due to the piezo effect and the film pressure. Therefore, when the current direction is selected in this direction, the temperature coefficient of stress of the insulating film needs to be positive, with compressive stress being negative and tensile stress being positive.

【0017】これに対して、基板主面として(100)
面を用い、ドレイン電流の方向を[01-1](「-1」は
1が上線有していることの代わり)方向とするとき、絶
縁膜が及ぼすピエゾ効果によるしきい値電圧の変化と膜
圧力との間には負の比例関係がある。したがって、トラ
ンジスタの電流方向を[01-1]方向に選択するとき、
絶縁膜のストレスの温度係数は、圧縮応力を負、引っ張
り応力を正として、負であることが必要となる。
On the other hand, (100)
When the direction of the drain current is [01-1] ("-1" means that 1 has an upper line) direction using the plane, the change in the threshold voltage due to the piezo effect of the insulating film There is a negative proportional relationship with the membrane pressure. Therefore, when selecting the current direction of the transistor in the [01-1] direction,
The temperature coefficient of stress of the insulating film needs to be negative, with compressive stress being negative and tensile stress being positive.

【0018】また、上記実施例では、電子供給層である
n型AlGaAs層16の不純物ドーピング方法とし
て、一様なドーピングを行っていたが、この方法に代
え、δドーピング(層内に高不純物濃度薄層を形成す
る)を行ってもよい。また、チャネルドーピングを行っ
てもよい。また、ゲート電極材料としてAl、Ti/A
uなど、他のショットキー接合を形成できる材料を用い
てもよく、また、オーミック電極を、AuMg、NiG
eなど、他のオーミック電極材料を用いて形成してもよ
い。さらに、Ti/Pt/Auなどを用いてノンアロイ
コンタクト法によりオーミック電極を形成するようにし
てもよい。
Further, in the above embodiment, the n-type AlGaAs layer 16 which is the electron supply layer is uniformly doped with impurities. However, instead of this method, δ doping (high impurity concentration in the layer) Forming a thin layer). In addition, channel doping may be performed. Also, Al, Ti / A as the gate electrode material
Other materials such as u that can form a Schottky junction may be used, and the ohmic electrode may be formed of AuMg, NiG, or the like.
Other ohmic electrode materials such as e may be used. Further, the ohmic electrode may be formed by a non-alloy contact method using Ti / Pt / Au or the like.

【0019】また、絶縁膜材料としては上記の材料の
外、パッシベーション膜として通常用いられている材料
を適宜使用することができる。さらに、それらの材料の
複合膜を形成するようにしてもよい。複合膜を用いる場
合には、単独の膜では実現困難な温度係数の膜を実現す
ることができる。なお、トランジスタ上に形成する保護
絶縁膜は、ウェハ全面に同一の材料で形成することもで
きるが、トランジスタに応じて異なる材料を用いるよう
にすることもできる。また、本発明は、MES構造の電
界効果型トランジスタのみならず絶縁ゲート型のトラン
ジスタにも適用が可能なものである。
As the insulating film material, in addition to the above-mentioned materials, a material usually used as a passivation film can be appropriately used. Furthermore, you may make it form the composite film of those materials. When a composite film is used, a film having a temperature coefficient that is difficult to achieve with a single film can be realized. Note that the protective insulating film formed over the transistor can be formed over the entire surface of the wafer with the same material, or different materials can be used depending on the transistor. Further, the present invention can be applied not only to the field effect transistor having the MES structure but also to the insulated gate transistor.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による電界
効果型トランジスタでは、温度変化によるしきい値電圧
の変動を膜応力の温度変化に起因したピエゾ効果により
補償しているため、環境温度変化によりしきい値電圧が
変動することはなく、温度変化に対する回路動作の余裕
度を確保することができる。また、本発明による電界効
果型トランジスタでは、温度に対するしきい値電圧変動
を電界効果型トランジスタ自身が自己補償しているた
め、外部温度補償回路を設ける必要がなく、消費電力の
増大、部品点数の増加、回路構成の複雑化および動作速
度の低下などの不都合を招くことなく上記の効果を得る
ことができる。
As described above, in the field effect transistor according to the present invention, the fluctuation of the threshold voltage due to the temperature change is compensated for by the piezo effect caused by the temperature change of the film stress, so that the environmental temperature change As a result, the threshold voltage does not fluctuate, and it is possible to secure a margin of circuit operation with respect to temperature changes. Further, in the field effect transistor according to the present invention, since the field effect transistor itself self-compensates for the threshold voltage fluctuation with respect to temperature, it is not necessary to provide an external temperature compensating circuit, which increases power consumption and reduces the number of parts. The above effects can be obtained without causing inconveniences such as an increase, a complicated circuit configuration, and a reduction in operating speed.

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

【図1】本発明の作用を説明するための、電界効果型ト
ランジスタ上に形成された絶縁膜の膜応力としきい値電
圧変化量との関係を示すグラフ。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the film stress of an insulating film formed on a field effect transistor and the amount of change in threshold voltage for explaining the operation of the present invention.

【図2】本発明の作用を説明するための、本来の電界効
果型トランジスタのしきい値電圧の温度依存性と、絶縁
膜ストレスによるピエゾ効果に基づくしきい値電圧の温
度依存性を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing the temperature dependence of the threshold voltage of the original field effect transistor and the temperature dependence of the threshold voltage based on the piezo effect due to the insulating film stress for explaining the operation of the present invention. .

【図3】本発明の一実施例を示す電界効果型トランジス
タの断面図。
FIG. 3 is a sectional view of a field effect transistor showing an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の効果を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the effect of one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半絶縁性GaAs基板 12、14 GaAs層 13 AlGaAs層 15 InGaAs層 16 n型AlGaAs層 17 n型GaAs層 18 ゲート電極 19 オーミック電極 20 絶縁膜 11 semi-insulating GaAs substrate 12, 14 GaAs layer 13 AlGaAs layer 15 InGaAs layer 16 n-type AlGaAs layer 17 n-type GaAs layer 18 gate electrode 19 ohmic electrode 20 insulating film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電性を有する半導体基板上に形成され
た電界効果型トランジスタであって、該電界効果型トラ
ンジスタ上には、該電界効果型トランジスタのしきい値
電圧の温度変動を、その膜応力の温度変化により補償す
る保護絶縁膜が形成されていることを特徴とする電界効
果型トランジスタ。
1. A field effect transistor formed on a semiconductor substrate having a piezoelectric property, wherein a film of temperature fluctuation of threshold voltage of the field effect transistor is formed on the field effect transistor. A field effect transistor characterized in that a protective insulating film is formed to compensate for changes in stress with temperature.
【請求項2】 前記保護絶縁膜が、シリコン窒化酸化
物、シリコン窒化物、シリコン酸化物、窒化アルミニウ
ムの中から選択された一乃至複数の材料により形成され
ていることを特徴とする請求項1記載の電界効果型トラ
ンジスタ。
2. The protective insulating film is formed of one or more materials selected from silicon nitride oxide, silicon nitride, silicon oxide, and aluminum nitride. The field effect transistor described.
【請求項3】 前記半導体基板の主面が(100)面
で、前記電界効果型トランジスタのドレイン電流の流れ
る方向が[011]と平行であるように形成され、前記
絶縁膜の膜応力の温度依存性が、圧縮応力を負、引っ張
り応力を正として、前記電界効果型トランジスタのしき
い値電圧の温度変化と逆符号の傾きを持つことを特徴と
する請求項1記載の電界効果型トランジスタ。
3. The main surface of the semiconductor substrate is a (100) surface, and the drain current of the field-effect transistor is formed so as to flow in a direction parallel to [011]. 2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the dependency has a slope having a sign opposite to that of a temperature change of a threshold voltage of the field effect transistor, with the compressive stress being negative and the tensile stress being positive.
【請求項4】 前記半導体基板の主面が(100)面
で、前記電界効果型トランジスタのドレイン電流の流れ
る方向が[01-1](「-1」は1が上線有していること
の代わり)と平行であるように形成され、前記絶縁膜の
膜応力の温度依存性が、圧縮応力を負、引っ張り応力を
正として、前記電界効果型トランジスタのしきい値電圧
の温度変化と同符号の傾きを持つことを特徴とする請求
項1記載の電界効果型トランジスタ。
4. The main surface of the semiconductor substrate is a (100) surface, and the drain current flowing direction of the field effect transistor is [01-1] ("-1" has an upper line 1). Instead, the temperature dependence of the film stress of the insulating film has the same sign as the temperature change of the threshold voltage of the field-effect transistor, with compressive stress being negative and tensile stress being positive. The field effect transistor according to claim 1, wherein the field effect transistor has a slope of.
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