JPH09270522A - Field-effect transistor and manufacture thereof - Google Patents

Field-effect transistor and manufacture thereof

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JPH09270522A
JPH09270522A JP8076921A JP7692196A JPH09270522A JP H09270522 A JPH09270522 A JP H09270522A JP 8076921 A JP8076921 A JP 8076921A JP 7692196 A JP7692196 A JP 7692196A JP H09270522 A JPH09270522 A JP H09270522A
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semiconductor layer
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the source resistance and improve the current driving capability, by forming a barrier layer using a semiconductor layer with a greater band gap than a channel layer and with no impurity added thereto, and forming source and drain regions using a high-density semiconductor layer. SOLUTION: In a field-effect transistor using a III-V compound semiconductor, a barrier layer 13 and a channel layer 12 are formed in a stacked manner under a gate electrode 20. The barrier layer 13 is made of a semiconductor layer having a greater band gap than a semiconductor layer constituting the channel layer 12 and with no impurity added thereto. In the barrier layer 13, a doped layer 14 doped with impurity on one atomic surface thereof is formed. Source and drain regions 30 are made of a high-density semiconductor layer. The barrier layer 13 restrains a gate leak, and the doped layer 13 improves the currents driving capability. Also, the source and drain regions 30 realize reduction in resistance.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はIII −V族化合物半
導体を用いた電界効果トランジスタ及びその製造方法に
関するものであり、さらに詳しくはコンプリメンタリ素
子に適用するpチャンネル電界効果トランジスタに適用
して好適な電界効果トランジスタ及びその製造方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor using a III-V compound semiconductor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a p-channel field effect transistor suitable for a complementary element. The present invention relates to a field effect transistor and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAs,InPに代表されるIII −V
族化合物半導体を用いたMESFETや高電子移動度ト
ランジスタ(HEMT)等の電界効果トランジスタ(F
ET)は、高周波デバイスや低雑音デバイスに広く応用
されている。また最近では、その低消費電力性が注目さ
れ、光通信用ICとしても用いられている。特に化合物
半導体でコンプリメンタリ回路を構成した場合には、シ
リコンCMOSの性能をはるかに上回る高速、低消費電
力回路が期待でき、各所で開発が盛んに行われている。
2. Description of the Related Art III-V represented by GaAs and InP
Field effect transistors (F) such as MESFETs and high electron mobility transistors (HEMTs) using group III compound semiconductors
ET) is widely applied to high frequency devices and low noise devices. Recently, attention has been paid to its low power consumption, and it has been used as an optical communication IC. In particular, when a complementary circuit is composed of a compound semiconductor, a high-speed and low-power-consumption circuit far exceeding the performance of a silicon CMOS can be expected, and development is being actively conducted in various places.

【0003】ここで問題となるのは、p型素子の性能向
上である。たとえば、GaAsの場合、電子の移動度は
Siと比較して数倍速いが、ホールの移動度はSiとほ
とんど変わらないため、移動度向上の工夫が必要とな
る。その一つは、2次元電子ガスを用いるHEMTと同
様に、ヘテロ接合を形成して2次元ホールガスを発生さ
せ、これを利用する方法である。実際にJ.K.Abr
okwahらや田川らがこの構造でpチャンネル素子作
製を試みている。なお、Abrokwahらのデバイス
構造は、i−AlGaAs/i−InGaAsによるM
ISFET(Metal-Insulater-Semiconductor FET)
であり、田川らはp−AlGaAs/InGaAsで構
成されるpチャンネルHFET(HeterojunctionFE
T)である。これらの構造をとることにより、ホ−ル移
動度の向上とgmの向上を報告している。(J.K.Abrokw
ah et al. GaAS IC Symposium Digest p127,1993:田川
ら、1994年春季応用物理学予稿集 NO.3 p11
87)。
The problem here is the improvement of the performance of the p-type element. For example, in the case of GaAs, the mobility of electrons is several times faster than that of Si, but the mobility of holes is almost the same as that of Si. One of them is a method of forming a heterojunction to generate a two-dimensional hole gas and using the same as in a HEMT using a two-dimensional electron gas. Actually J. K. Abr
Okwah et al. and Tagawa et al. attempt to fabricate a p-channel device with this structure. The device structure of Abrokwah et al. Is based on i-AlGaAs / i-InGaAs.
ISFET (Metal-Insulater-Semiconductor FET)
Tagawa et al. Have a p-channel HFET (Heterojunction FE) composed of p-AlGaAs / InGaAs.
T). It is reported that these structures are used to improve the hole mobility and gm. (JKAbrokw
ah et al. GaAS IC Symposium Digest p127, 1993: Tagawa et al., Spring 1994 Applied Physics Preprints NO. 3 p11
87).

【0004】また他の方法として、歪格子を用いる方法
もある。すなわちGaAsに対してInGaAsは格子
定数が大きいため、In組成を大きくしてGaAs上に
成長すると、GaAsと歪応力を発生する。このような
歪層にp型ドーパントを添加すると、バンドの構造変化
により、p型不純物の移動度が向上するのである。この
性質を利用して、歪チャンネルにドーピングしたデバイ
スも作製されている。(P.P.Ruden et al.IEEE Transac
tion on Electron Devices Vol.36 p2371,1989)
As another method, there is a method using a strained grating. That is, since InGaAs has a larger lattice constant than GaAs, if InGaAs is grown on GaAs with a large In composition, a strain stress is generated with GaAs. When a p-type dopant is added to such a strained layer, the mobility of the p-type impurity is improved due to a change in the band structure. Utilizing this property, a device in which a strain channel is doped has also been manufactured. (PPRuden et al. IEEE Transac
tion on Electron Devices Vol.36 p2371,1989)

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上に述べた従来技術
では、次のような問題がある。まず、2次元ホールガス
を利用するHFETでは、ホ−ル供給層としてAlGa
As層にドーピングしてあるため、ゲートリークが起こ
りやすい構造になっている。MISFETではAlGa
As層はバリア層としてノンドープにしてあるので、ゲ
ートリークは少ないが、チャンネルにドーピングされて
いないため、電流駆動能力が落ちるという問題がある。
また歪チャンネルにドーピングするデバイスも含めて、
従来例のデバイスではバリア層の抵抗が高いため、ソー
ス抵抗Rsが極めて大きくなるという問題がある。
The above-mentioned prior art has the following problems. First, in an HFET utilizing a two-dimensional hole gas, AlGa is used as a hole supply layer.
Since the As layer is doped, the structure is liable to cause gate leakage. AlGa in MISFET
Since the As layer is non-doped as a barrier layer, there is little gate leakage, but there is a problem that the current driving capability is lowered because the channel is not doped.
Also, including the devices that dope the strain channel,
In the device of the conventional example, there is a problem that the resistance of the barrier layer is high, so that the source resistance Rs becomes extremely large.

【0006】本発明の目的は、かかる問題を解決したp
チャンネル電界効果トランジスタとその製造方法を提供
することにある。
[0006] An object of the present invention is to solve such a problem.
An object of the present invention is to provide a channel field effect transistor and a method of manufacturing the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の電界効果トラン
ジスタは、III −V族化合物半導体基板を用いており、
ゲート電極下にバリア層とチャンネル層とが積層状態に
形成されており、前記バリア層はチャンネル層を構成す
る半導体層より禁制帯幅が大きく、不純物を添加しない
半導体層で形成され、かつソース、ドレイン領域は高濃
度半導体層で形成されることを特徴とする。ここで、バ
リア層にはホール供給層としての不純物が1原子面もし
くはその近傍に添加された構成とされる。また、チャン
ネル層は、不純物が添加され、基板半導体よりも禁制帯
幅が小さく、かつ格子歪みを有する半導体層で構成され
てもよい。
The field effect transistor of the present invention uses a III-V compound semiconductor substrate.
A barrier layer and a channel layer are formed in a stacked state under the gate electrode, and the barrier layer is formed of a semiconductor layer having a larger forbidden band width than a semiconductor layer forming the channel layer, without adding impurities, and a source, The drain region is formed of a high-concentration semiconductor layer. Here, the barrier layer has a structure in which an impurity serving as a hole supply layer is added to or near one atomic plane. Further, the channel layer may be formed of a semiconductor layer to which impurities are added, which has a band gap smaller than that of the substrate semiconductor and has lattice distortion.

【0008】また、本発明の製造方法は、半絶縁性半導
体基板上にバッファ層となる半導体層と、チャンネル層
となる高純度半導体層と、チャンネル層よりも禁制帯幅
が大きいバリア層となる半導体層とを順次エピタキシャ
ル成長する工程と、バリア層の表面上にマスクを形成
し、このバリア層およびチャンネル層をゲート部分を残
して選択的に除去する工程と、この除去部分に有機金属
気相成長法もしくは有機金属分子線エピタキシャル法を
用いた選択成長法により高濃度不純物半導体層を形成す
る工程と、バリア層の表面のゲート部分にゲート電極を
形成する工程と、前記高濃度不純物半導体層の表面にそ
れぞれソース、ドレインの各電極を形成する工程とを含
んでいる。ここで、バリア層には、1原子面もしくはそ
の近傍に不純物を添加する。また、チャンネル層として
は不純物を添加して基板半導体よりも禁制帯幅が小さ
く、かつ格子歪みを有する半導体層を用いる。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, a semiconductor layer serving as a buffer layer, a high-purity semiconductor layer serving as a channel layer, and a barrier layer having a band gap larger than that of the channel layer are formed on a semi-insulating semiconductor substrate. A step of sequentially epitaxially growing a semiconductor layer, a step of forming a mask on the surface of the barrier layer, and a step of selectively removing the barrier layer and the channel layer with the gate portion left, and a metal-organic vapor phase epitaxy at the removed portion. Forming a high-concentration impurity semiconductor layer by a selective growth method using a sputtering method or a metal organic molecular beam epitaxy method, forming a gate electrode on the gate portion on the surface of the barrier layer, and the surface of the high-concentration impurity semiconductor layer And a step of forming respective source and drain electrodes. Here, impurities are added to the barrier layer at or near one atomic plane. Further, as the channel layer, a semiconductor layer in which impurities are added and which has a band gap smaller than that of the substrate semiconductor and has lattice distortion is used.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の電界効果トランジス
タの第1の実施形態を示す構成断面図である。同図にお
いて、半絶縁性GaAs基板10上にi−GaAs(3
00nm)からなるバッファ層11が形成されており、
このバッファ層11上に高純度i−GaAs層(15n
m)からなるチャンネル層12が形成されている。さら
に、この上にi−Al0.8 Ga0.2 As(30nm)か
らなるバリア層13が形成されている。そして、このバ
リア層13の表面上にWSiからなるゲート電極20が
形成されている。ここではショットキ障壁を高くするた
め、バリア層13のAlを0.8と高くしている。ま
た、前記バリア層13では、前記チャンネル層12から
10nm上方の位置にp型不純物であるBeをデルタド
ープしたドープ層14を形成している。その面密度は1
×1013cm-2である。なお、この場合は1原子面のみ
にドーピングを行っているが、10nm以下の狭い領域
ならばステップドーピングでもかまわない。さらにソー
ス、ドレイン領域30はそれぞれp+ −GaAs選択成
長層(500nm,1×1020cm-3)により形成さ
れ、各領域30の表面上にTi/Pt/Auからなるオ
ーミック金属電極40が形成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a first embodiment of the field-effect transistor of the present invention. In FIG. 1, i-GaAs (3) is formed on a semi-insulating GaAs substrate 10.
00 nm) is formed.
A high-purity i-GaAs layer (15 n
m) is formed. Further, a barrier layer 13 made of i-Al 0.8 Ga 0.2 As (30 nm) is formed thereon. A gate electrode 20 made of WSi is formed on the surface of the barrier layer 13. Here, in order to increase the Schottky barrier, the Al of the barrier layer 13 is increased to 0.8. In the barrier layer 13, a doped layer 14 in which Be, which is a p-type impurity, is delta-doped is formed at a position 10 nm above the channel layer 12. The area density is 1
× 10 13 cm -2 . In this case, doping is performed only on one atomic plane, but step doping may be performed in a narrow region of 10 nm or less. Further, the source and drain regions 30 are each formed by ap + -GaAs selective growth layer (500 nm, 1 × 10 20 cm −3 ), and an ohmic metal electrode 40 made of Ti / Pt / Au is formed on the surface of each region 30. Have been.

【0010】この構成によれば、ゲート電極20の下
を、禁制帯幅が大きく、かつ不純物を添加しないバリア
層13で構成することにより、ゲートリークを抑えるこ
とができる。また、チャンネル層12はその直上のバリ
ア層13とでヘテロ接合構造とされており、かつバリア
層13に設けたp型不純物が1原子面あるいは極めて狭
い領域に添加されていることにより、ゲート電極20の
直下をノンドープ層にしたまま十分な2次元ホールガス
を得ることができる。これにより、高い電流駆動能力を
得ることができる。また、ソース、ドレインの各領域
は、低抵抗のP+ 半導体層30で構成されるため、ソー
ス抵抗が低減でき、gm等のデバイス特性を向上させる
ことができる。
According to this structure, the gate leak can be suppressed by forming the barrier layer 13 below the gate electrode 20 with a large forbidden band width and without adding impurities. In addition, the channel layer 12 has a heterojunction structure with the barrier layer 13 immediately above the channel layer 12, and the p-type impurity provided in the barrier layer 13 is added to one atomic plane or an extremely narrow region, so that the gate electrode A sufficient two-dimensional hole gas can be obtained with the non-doped layer directly under 20. Thereby, a high current driving capability can be obtained. Further, since each of the source and drain regions is formed of the low-resistance P + semiconductor layer 30, the source resistance can be reduced and the device characteristics such as gm can be improved.

【0011】この第1の実施形態の構造において、ゲー
ト長を0.5μmとして、デバイス特性を評価したとこ
ろ、gm=100ms/mm,Rs=2Ωmmとpチャ
ンネルFETとしては優れた特性を示した。また、順方
向立ち上がり電圧Vf=−2.0V,ゲート耐圧BVg
は10Vと十分大きな値を示した。なお、チャンネル層
として、i−In0.2 Ga0.8 As層を用いるとさらに
移動度が高くなり、デバイス特性の向上を図ることが可
能であることが確認されている。
In the structure of the first embodiment, when the gate length was 0.5 μm and the device characteristics were evaluated, gm = 100 ms / mm and Rs = 2 Ωmm, showing excellent characteristics as a p-channel FET. Also, the forward rise voltage Vf = −2.0 V, the gate breakdown voltage BVg
Showed a sufficiently large value of 10 V. Note that it has been confirmed that the use of an i-In 0.2 Ga 0.8 As layer as a channel layer further increases the mobility and can improve device characteristics.

【0012】図2は前記第1の実施形態の電界効果トラ
ンジスタの製造方法を工程順に示す断面図である。先
ず、図2(a)に示すように、半絶縁性GaAs基板1
0上に分子線エピタキシャル法(MBE)により、i−
GaAsバッファ層11を300nmの厚さに成長し、
その上にi−In0.2 Ga0.8 Asチャンネル層15を
15nmの厚さに成長し、さらにその上にi−Al0.8
Ga0.2 Asバリア層13を30nmの厚さに成長す
る。そして、チャンネル層から10nm上方の深さ位置
にp型不純物であるBe14を1×1013cm-2の濃度
で1原子面のみにデルタドープする。この構造で、ホー
ル測定を行ったところ、2次元ホール濃度2×1012
-2,移動度200cm2/Vsを示した。
FIG. 2 is a sectional view showing a method of manufacturing the field effect transistor according to the first embodiment in the order of steps. First, as shown in FIG. 2A, the semi-insulating GaAs substrate 1
0 on the surface of the substrate by molecular beam epitaxy (MBE).
Growing a GaAs buffer layer 11 to a thickness of 300 nm;
An i-In 0.2 Ga 0.8 As channel layer 15 is grown thereon to a thickness of 15 nm, and an i-Al 0.8
A Ga 0.2 As barrier layer 13 is grown to a thickness of 30 nm. Then, Be14, which is a p-type impurity, is delta-doped at a concentration of 1 × 10 13 cm −2 to only one atomic plane at a depth of 10 nm above the channel layer. When a hole measurement was performed with this structure, a two-dimensional hole concentration of 2 × 10 12 c
m -2 and a mobility of 200 cm2 / Vs.

【0013】次に、図2(b)に示すように、熱CVD
で堆積したSiO2 膜50によりゲート部分のみカバー
をしてマスクとし、ソース、ドレイン領域の前記バリア
層13、チャンネル層12をウェットまたはドライエッ
チング法により除去する。次いで、図2(c)に示すよ
うに、有機金属気相成長法(MOVPE)もしくは有機
金属分子線エピタキシャル法(MOMBE)を用いて、
前記除去した部分にp+ −GaAs層30を選択成長す
る。このとき、MOMBEを用いた場合には原料として
トリメチルガリウム(TMG)と金属砒素(As)を用
い、成長温度450℃とすれば、自動的に炭素がドーピ
ングされた1×1020cm-3以上のp+−GaAsが得
られ、さらに選択性も良好となる。最後に、図2(d)
に示すように、前記SiO2 膜50を除去し、ゲート電
極20のWSiと、オーミック電極30のTi/Pt/
Auをそれぞれ蒸着しかつパターン形成すれば、図1の
電界効果トランジスタが完成する。ここで、ゲート電極
とオーミック電極を形成する順番や方法は、任意性があ
るのでここでは詳細な説明は省略する。
Next, as shown in FIG.
The barrier layer 13 and the channel layer 12 in the source and drain regions are removed by a wet or dry etching method by using only the gate portion as a mask while covering the gate portion with the SiO 2 film 50 deposited by the above method. Next, as shown in FIG. 2C, metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) or metalorganic molecular beam epitaxy (MOMBE) is used.
A p + -GaAs layer 30 is selectively grown on the removed portion. At this time, when MONBE is used, trimethylgallium (TMG) and metal arsenic (As) are used as raw materials, and if the growth temperature is 450 ° C., the carbon is automatically doped with 1 × 10 20 cm −3 or more. P + -GaAs is obtained, and the selectivity is also improved. Finally, FIG. 2 (d)
As shown in FIG. 5, the SiO 2 film 50 is removed, and WSi of the gate electrode 20 and Ti / Pt /
By depositing and patterning Au respectively, the field effect transistor of FIG. 1 is completed. Here, since the order and method of forming the gate electrode and the ohmic electrode are arbitrary, detailed description is omitted here.

【0014】図3は、本発明の電界効果トランジスタの
第2の実施形態を示す構成断面図である。この第2の実
施形態においては、第1の実施形態の電界効果トランジ
スタのi−GaAsからなるチャンネル層12を、Be
をドーピングしたp−In0.3 Ga0.7 As(15n
m,2×1018cm-3)からなるチャンネル層15とし
て構成している。また、その上にi−Al0.8 Ga0.2
As(30nm)からなるバリア層13には何もドープ
を行っていない。その他は、図1の構成と同様である。
FIG. 3 is a structural sectional view showing a second embodiment of the field effect transistor of the present invention. In the second embodiment, the channel layer 12 made of i-GaAs of the field-effect transistor of the first embodiment is
Doped p-In 0.3 Ga 0.7 As (15 n
m, 2 × 10 18 cm −3 ) as the channel layer 15. In addition, i-Al 0.8 Ga 0.2
The barrier layer 13 made of As (30 nm) is not doped at all. Others are the same as the configuration of FIG.

【0015】この第2の実施形態の構造では、チャンネ
ル層15を構成するInGaAsは、基板11を構成す
るGaAsより格子定数が大きく、チャンネル層内に歪
応力が加わる。この結果、InGaAsのバンド構造が
変化し、ヘビーホールとライトホールの分離が生じ、ラ
イトホールの利用によりホールの移動度が向上する。こ
の第2の実施形態による構造の電界効果トランジスタ
は、gm=80ms/mmを示し、他の特性は第1の実
施形態と同様であった。
In the structure of the second embodiment, InGaAs forming the channel layer 15 has a larger lattice constant than GaAs forming the substrate 11, and strain stress is applied to the channel layer. As a result, the band structure of InGaAs changes, a heavy hole and a light hole are separated, and the use of the light hole improves the mobility of the hole. The field effect transistor having the structure according to the second embodiment exhibited gm = 80 ms / mm, and other characteristics were the same as those of the first embodiment.

【0016】なお、この第2の実施形態の電界効果トラ
ンジスタの製造方法は、第1の実施形態の製造方法で説
明した図2(a)の工程において、チャンネル層15と
してドーピングしたp−In0.3 Ga0.7 As層(15
nm,2×1018cm-3)を形成し、その上にバリア層
13としてi−Al0.8 Ga0.2 As層(30nm)を
形成し、かつこのバリア層13には何もドープを行わ
ず、その後の工程を第1の実施形態と同様に行えば、製
造が可能である。
[0016] The manufacturing method of a field effect transistor of the second embodiment, in the step of FIG. 2 described in the manufacturing method of the first embodiment (a), p-In 0.3 doped as a channel layer 15 Ga 0.7 As layer (15
nm, 2 × 10 18 cm −3 ), an i-Al 0.8 Ga 0.2 As layer (30 nm) is formed thereon as a barrier layer 13, and the barrier layer 13 is not doped with anything. If the subsequent steps are performed in the same manner as in the first embodiment, manufacturing is possible.

【0017】ここで、前記した各実施形態における各層
の組成、膜厚、ドーパント、ドーピング濃度は、すべて
任意的なものである。また、基板、バッファ層、チャン
ネル層、バリア層は、InP等の他のIII −V族化合物
半導体でも適用可能である。さらに、ソース、ドレイ
ン、ゲート上の電極材料も適した材料であれば何でもよ
い。同様に、電極形成方法、成長方法等は、すべて任意
性があり、何れの方法を用いてもかまわない。
Here, the composition, thickness, dopant, and doping concentration of each layer in each embodiment described above are all arbitrary. The substrate, the buffer layer, the channel layer, and the barrier layer can be applied to other III-V compound semiconductors such as InP. Further, the electrode material on the source, drain and gate may be any suitable material. Similarly, the electrode formation method, the growth method, and the like are all arbitrary, and any method may be used.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電界効果
トランジスタ及びその製造方法を用いることにより、従
来のpチャンネル電界効果トランジスタにおいて生じて
いた電流駆動能力が小さいこと、ゲートリークしやすい
こと、ソース抵抗が高いといった問題を解決することが
でき、デバイス特性を向上させることができる。したが
って、本発明を化合物コンプリメンタリ回路を構成する
pチャネル電界効果トランジスタに適用することによ
り、nとpのバランスの良好な高性能のコンプリメンタ
リ素子を得ることができる。
As described above, by using the field effect transistor and the method of manufacturing the same according to the present invention, the current driving capability, which is generated in the conventional p-channel field effect transistor, is small, and the gate leakage is easy. The problem that the source resistance is high can be solved, and the device characteristics can be improved. Therefore, by applying the present invention to a p-channel field-effect transistor included in a compound complementary circuit, a high-performance complementary element having a good balance between n and p can be obtained.

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

【図1】本発明の電界効果トランジスタの第1の実施形
態の構造断面図である。
FIG. 1 is a structural sectional view of a first embodiment of a field-effect transistor of the present invention.

【図2】図1の電界効果トランジスタの製造方法を工程
順に示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating a method of manufacturing the field-effect transistor in FIG. 1 in the order of steps.

【図3】本発明の第2の実施形態の構造断面図である。FIG. 3 is a structural sectional view of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半絶縁性GaAs基板 11 i−GaAsバッファ層 12 高純度i−GaAsチャンネル層 13 i−AlGaAsバリア層 14 Beデルタドープ層 15 i−InGaAsチャンネル層 20 ゲート電極 30 ソース・ドレイン領域 40 ソース・ドレイン電極 50 SiO2 膜(マスク)REFERENCE SIGNS LIST 10 semi-insulating GaAs substrate 11 i-GaAs buffer layer 12 high-purity i-GaAs channel layer 13 i-AlGaAs barrier layer 14 Be delta-doped layer 15 i-InGaAs channel layer 20 gate electrode 30 source / drain region 40 source / drain electrode 50 SiO 2 film (mask)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 III −V族化合物半導体を用いた電界効
果トランジスタにおいて、ゲート電極下にバリア層とチ
ャンネル層とが積層状態に形成されており、前記バリア
層はチャンネル層を構成する半導体層より禁制帯幅が大
きく、不純物を添加しない半導体層で形成され、かつソ
ース、ドレイン領域は高濃度半導体層で形成されること
を特徴とする電界効果トランジスタ。
1. A field effect transistor using a III-V group compound semiconductor, wherein a barrier layer and a channel layer are formed in a laminated state under a gate electrode, and the barrier layer is formed from a semiconductor layer forming the channel layer. A field-effect transistor having a large forbidden band width, formed of a semiconductor layer to which impurities are not added, and source and drain regions formed of a high-concentration semiconductor layer.
【請求項2】 バリア層にはホール供給層としての不純
物が1原子面もしくはその近傍に添加されてなる請求項
1の電界効果トランジスタ。
2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the barrier layer is doped with an impurity as a hole supply layer at or near one atomic plane.
【請求項3】 チャンネル層は、不純物が添加され、基
板半導体よりも禁制帯幅が小さく、かつ格子歪みを有す
る半導体層で構成される請求項1の電界効果トランジス
タ。
3. The field effect transistor according to claim 1, wherein the channel layer is formed of a semiconductor layer to which impurities are added, which has a band gap smaller than that of the substrate semiconductor and has lattice distortion.
【請求項4】 pチャンネル電界効果トランジスタとし
て構成される請求項1ないし3のいずれかの電界効果ト
ランジスタ。
4. Field-effect transistor according to claim 1, configured as a p-channel field-effect transistor.
【請求項5】 半絶縁性半導体基板上にバッファ層とな
る半導体層と、チャンネル層となる高純度半導体層と、
チャンネル層よりも禁制帯幅が多く、かつ不純物を1原
子面もしくはその近傍に添加したバリア層となる半導体
層とを順次エピタキシャル成長する工程と、前記バリア
層の表面上にマスクを形成し、前記バリア層およびチャ
ンネル層をゲート部分を残して選択的に除去する工程
と、この除去部分に有機金属気相成長法もしくは有機金
属分子線エピタキシャル法を用いた選択成長法により高
濃度不純物半導体層を形成する工程と、前記バリア層の
表面のゲート部分にゲート電極を形成する工程と、前記
高濃度不純物半導体層の表面にそれぞれソース、ドレイ
ンの各電極を形成する工程とを含むことを特徴とする電
界効果トランジスタの製造方法。
5. A semiconductor layer to be a buffer layer, a high-purity semiconductor layer to be a channel layer, on a semi-insulating semiconductor substrate,
A step of sequentially epitaxially growing a semiconductor layer having a forbidden band width larger than that of the channel layer and having an impurity added at or near one atomic plane to form a barrier layer; and forming a mask on the surface of the barrier layer to form the barrier layer. A step of selectively removing the layer and the channel layer leaving a gate portion, and forming a high-concentration impurity semiconductor layer on the removed portion by a selective growth method using a metal organic chemical vapor deposition method or a metal organic molecular beam epitaxial method A field effect, comprising: a step, a step of forming a gate electrode on the gate portion on the surface of the barrier layer, and a step of forming source and drain electrodes on the surface of the high-concentration impurity semiconductor layer, respectively. Manufacturing method of transistor.
【請求項6】 半絶縁性半導体基板上にバッファ層とな
る半導体層と、不純物を添加して基板半導体よりも禁制
帯幅が小さく、かつ格子歪みを有するチャンネル層とな
る半導体層と、バリア層となる半導体層とを順次エピタ
キシャル成長する工程と、前記バリア層の表面上にマス
クを形成し、前記バリア層およびチャンネル層をゲート
部分を残して選択的に除去する工程と、この除去部分に
有機金属気相成長法もしくは有機金属分子線エピタキシ
ャル法を用いた選択成長法により高濃度不純物半導体層
を形成する工程と、前記バリア層の表面のゲート部分に
ゲート電極を形成する工程と、前記高濃度不純物半導体
層の表面にそれぞれソース、ドレインの各電極を形成す
る工程とを含むことを特徴とする電界効果トランジスタ
の製造方法。
6. A semiconductor layer which serves as a buffer layer on a semi-insulating semiconductor substrate, a semiconductor layer which becomes a channel layer having a band gap smaller than that of a substrate semiconductor by adding impurities, and a barrier layer. A step of sequentially epitaxially growing a semiconductor layer to be a barrier layer, a step of forming a mask on the surface of the barrier layer, and selectively removing the barrier layer and the channel layer leaving a gate portion, and an organic metal layer on the removed portion. A step of forming a high-concentration impurity semiconductor layer by a selective growth method using a vapor phase epitaxy method or a metal organic molecular beam epitaxial method; a step of forming a gate electrode at a gate portion on the surface of the barrier layer; And a step of forming respective source and drain electrodes on the surface of the semiconductor layer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012514348A (en) * 2008-12-31 2012-06-21 インテル コーポレイション Quantum well MOSFET channel with uniaxial strain generated by metal source / drain and conformal regrowth source / drain
US20120217543A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Fujitsu Limited Compound semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2013513945A (en) * 2009-12-23 2013-04-22 インテル コーポレイション Techniques and configurations for distorting integrated circuit devices

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05160163A (en) * 1991-04-25 1993-06-25 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPH06188274A (en) * 1992-12-17 1994-07-08 Hitachi Ltd Hetero junction field effect transistor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05160163A (en) * 1991-04-25 1993-06-25 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPH06188274A (en) * 1992-12-17 1994-07-08 Hitachi Ltd Hetero junction field effect transistor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012514348A (en) * 2008-12-31 2012-06-21 インテル コーポレイション Quantum well MOSFET channel with uniaxial strain generated by metal source / drain and conformal regrowth source / drain
JP2013513945A (en) * 2009-12-23 2013-04-22 インテル コーポレイション Techniques and configurations for distorting integrated circuit devices
KR101391015B1 (en) * 2009-12-23 2014-04-30 인텔 코포레이션 Techniques and configurations to impart strain to integrated circuit devices
US20120217543A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Fujitsu Limited Compound semiconductor device and method of manufacturing the same
US9496380B2 (en) * 2011-02-25 2016-11-15 Fujitsu Limited Compound semiconductor device comprising compound semiconductor layered structure having buffer layer and method of manufacturing the same

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