JPS58147164A - 電界効果トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

電界効果トランジスタ及びその製造方法

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JPS58147164A
JPS58147164A JP2890082A JP2890082A JPS58147164A JP S58147164 A JPS58147164 A JP S58147164A JP 2890082 A JP2890082 A JP 2890082A JP 2890082 A JP2890082 A JP 2890082A JP S58147164 A JPS58147164 A JP S58147164A
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JP
Japan
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electrode
region
layer
buffer layer
type region
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Pending
Application number
JP2890082A
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English (en)
Inventor
Eiji Murata
英治 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は電界効果トランジスタ、特に砒化ガリウムシ
ョットキゲート電界効果トランジスタGaAsME8F
ET及びその製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年GaAs Mg8FETは、高周波帯において優れ
た低雑音、高利得特性を示す増幅素子としてマイク四波
帯通信機器のみならずテレビチューナ等の民生用機器に
も使用されるなど著しい発展を遂げている。
例えばプレナ形GaAsMg8FITは、例えば半絶縁
性GaAg基板上に設けられたp型低キャリヤ濃度エピ
タキシャルバッファ層と、このバッファ層中の一部に表
面から設けられたn型能動領域と、前記n型領域とオー
ム性接触するソース電極、ドレイン電極及びショットキ
接触するショットキゲート電極と、前記ゲート電極に接
続し前記バッファ層とショットキ接触するゲートパッド
電極とから構成されている。
撃 この構造FITを動作させる場合、通常ショットキゲー
ト電極はソース電極に対して数ボルト程度の負の値にバ
イアスされる。従ってゲート電極と接続するゲートパッ
ド電極本同様の負バイアス状態にある。ここでゲート電
極とn型能動領域とで形成されるショットキ障壁は逆バ
イアス状態であるため、障壁を通して流れるリーク電流
11゜は小さい。これに対しゲートパッド電極とバッフ
ァ層とで形成されるショットキ障壁は、バッファ層がp
型であるので、順バイアス状態にある。従って障壁を通
して流れるリーク電流Iiは、上記リーク電流I、6 
K比べてかなり大きくなり、この結果1.0とIiとの
和であるゲートソース間のリーク電流I。
は大きくなる。工、が大きくなると、例えばゲートと直
列に外部抵抗が挿入されているときには、抵抗両端での
電圧降下が無視できなくなり、GaAsME8FETの
ドレイン電流ID1相互コンダクタンス輻、電力利得P
Gなどの特性の変化を引きおこすなど好ましくない。
この構造に対しバッファ層を厩型とした場合にはパッド
電極とバッファ層とから形成されるショットキ障壁は、
上記と同一バイアス条件でも、逆バイアス状態であるた
めパッド電極からのリーク電流工、を小さくできる点で
好ましい。しかし能動層のキャリヤ濃度と比較してバッ
ファ層が十分に低濃度でないときには、素子間分離が不
充分となり、MBSFgTのピンチオフ電圧を大にし、
ピンチオフ近傍における相互コンダクタンスgmの低下
を著しくする々ど好ましくないことがおこる。このため
、バッファ層のキャリヤ濃度は例えば能動層の1/10
00程度の低濃度であることが必要であるが、このよう
な低キャリヤ濃度のバッファ層を安定K11作すること
は困難であって素子を製作するうえで大きな制約となっ
ている。
〔発明の目的〕
この発明はこのような従来のGaAa ME8FET+
7)欠点を除きトランジスタ特性変化を起さず又容易安
定に製作出来るように改良された電界効果トランジスタ
及びその製造方法を提供するものである。
〔発明の概要〕
このようなこの発明は(1)半絶縁性砒化ガリウム(G
aAs)基体の一主面上に設けられた低キャリヤ濃度バ
ッファ層と、このバッファ層の表面からバッファ層の一
部内部に選択的に設けられた第一のn型領域である能動
領域及びこの第一のn型領域より低キャリヤ濃度である
第二のn型領域と、前記能動領域とオーム性接触するソ
ース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極ドレイン
電極間に配置され前記能動領域とショットキ接触するシ
ョットキゲート電極と、前記ショットキゲート電極に接
続し前記第二のn型領域とショットキ接触するゲートパ
ッド電極とを備え成ね、前記ゲートパッド電極からのリ
ーク電流を少なくシ、従ってゲートソース間のリーク電
流を減少し得るようKした電界効果トランジスタ及びそ
の製造方法にある。
〔発明の実施例〕
以下こO発明の実施例について図面を用いて説明する。
この例のGaAsME8FETの平面図を第1図に、こ
のFETの製造工程#に得られる生成品断面図を第2図
イ、口、ハ、二に示す。第2図工は第1図AA’線に沿
う断面で描かれている。まず第2図でイに示すようKC
rドープ半絶縁性GaAs基体(1)の−主面上に、p
型低キャリヤ濃度エピタキシャルバッファ層(2)を、
例えば有機ガリウムとアルシン(AiHl)との熱分解
気相成長法(MOCVD法)を用いて成長させる。次い
で口に示すようにイオン注入法により前記バッファ層(
2)中に選択的にドナ−不純物として第一のシリコン8
1イオン注入層(3)をドース量−3x 10”/cd
、加速電圧120 keVで、又これより注入量の少な
い第二の81イオン注入層(4)をドース量3 x 1
0”/cds加速電圧120 key”設ける。続いて
前記第−及び第二の注入層の熱処理をアルシン雰囲気中
で温度850℃、15分間行ない、ハに示すように能動
領域となる第一のn型領域(3′)と、これより低キャ
リヤ濃度の第二のn型領域(4つを形成する。次いで=
に示すように前記能動領域(3′)上KPt/ムuGe
からなるソース電極(5)、ドレイン電極(6)及びA
nからなるゲート電極(7)を設け、さらに前記fi型
領領域4′)上に前記ゲート電極と接続するようIc 
Aa / P t / T iからなるゲートパッド電
極(8)を設ける。平面図は第1図の通りである。
この構成をとることにより、形成されたGaAsM H
8F B T (9)はゲート電極(7)及びゲート引
出し用パッド電極(8)に負バイアス電圧が印加された
場合、ゲート電極部のみならずゲートパッド電極部のシ
ョットキ障壁も逆バイアス状態になるため、ゲートパッ
ド電極部からのリーク電流が少ない。従ってゲートソー
ス間のリーク電流を小さくすることができる。
、4この実施例ではp型低キャリヤ濃度エピタキシャル
バッファ層を用いているが、上紀注大層の熱処理工程に
おける上記バッファ層のキャリヤ濃度の変化即ち熱変成
を考慮して10”/cd程度のn型低キャリヤ濃度エピ
タキシャル層を用いてもよい。
熱変性はこの熱処理条件では、10”/csr程度電子
濃度の減少従って正孔濃度の増加がおこることが実験的
に確められている。
エピタキシャル層の成長にはMOCVD法を用いている
が、三塩化砒素(As C1s )−水素(H3)系気
相成長法あるいは液相成長法などを用いてもよい。
GaAs基体としてはCrドープ半絶縁性基体を用いて
いるが、半絶縁性基体であれば例えばノンドープ基体を
用いてもよい。
ソース、ドレイン各電極はPt/4aGeの他日型Ch
人Sとオーム性接触する人uGe 、 Ni / Au
Ge 、 8nAg。
Iz+GeAgなどを用いてよい。ゲート電極としてF
iAjを用いていゐが、調型GaAsとショットキ接触
するTI、V、Nb、T巽、Ptなどもよく、ゲートパ
ッド電極には人u/Pi/Tiの他、ゲート電極と同材
としてさし支えない。
この実施例は、シングルゲー) GaλsM’B8FB
Tについて述べているが、二本のゲートを備えたデュア
ルゲー)GaAsME8FETKついても適用できる。
81イオンの注入は、加速電圧120keV、 ドース
量が夫々3 x 10’宜/(d、 3 X 10’・
/dで行なわれているが、これらの値に限られず、第二
のn型領域(4′)が第一のfi型領領域り低キャリヤ
濃度となるようにとればよろしい。そしてドナーイオン
としてSiイオンの他セレン(Se)、テルル(Te 
)、硫黄(8)などを用いてもよい。
この例はプレナ構造をとったものであるが、第一の81
イオン注入層を設けた後メサエッチを施してバッファ層
を霧出させ、霧出したバッファ層の一部に第二の旧イオ
ン注入層を設けるように構成してもよろしい。
この例のようにゲートパッド電極(8)は第二のl型領
域(4′)と接触していてよいが、必ずしもこの構造に
こだわらなくてよい。例えばゲートパッド電極の一部が
絶縁膜上にあり、他の部分が前記l型領域(4’)K接
触するように構成されて本、ゲートパッドとバッフ7層
(2)との接触は起らないから、ゲートパッド電極から
のリーク電流を少なくする目的が達成される。
〔発明の効果〕
以上述べたようにこの発明によれば、GmAsMI8F
ITにおいて半絶縁性GaAs基体上に設けた低キャリ
ヤ濃度エピタキシャル層の一部に1イオン注入法によっ
てn聖像キャリヤ濃度領域を設け、このイオン注入領域
にショットキ接触するゲートパッド電極を設けることに
よりGaAaMB8FBT動作時のゲートパッ動作極か
らのリーク電流を減少できるほか、低キャリヤ濃度エピ
タキシャル層はp型のみならず1011/clI程度で
あればn型であってもさし支えないことから、前記エピ
タキシャル層への制約を少なくして製造を容易にする電
界効−果トランジスタ及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例GaAs ME19FBT平
面図、第2図イ乃至二はこの発明の製造法で工程順に4
1られる生成品を示す各断面図である。 (1)・・・半絶縁性GaA@基体 (2)−・・p聖像キャリヤ濃度エピタキシャル層(3
)・・・第一のStイオン注入層 (3′)・−・第一のn型領域 (4)・・・第二の8+イオン注入層 (4′)・−第二のn型領域 (5)・・・ソース電極   (6)・・・ドレイン電
極代理人 弁理士 井 上 −男

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (D 半絶縁性砒化ガリウム(GaAs)基体の一主面
    上に設けられた低キャリヤ濃度バッファ層と、このバッ
    ファ屑の表面からバッファ層の一部内部にそれぞれ選択
    的に設けられた第一のn型領域である能動領域及びこの
    第一のn型領域より低キャリヤ#度である第二のn型領
    域と、前記能動領域とオーム性接触するソース電極及び
    ドレイン電極と、前記ノース電極ドレイン電極間に配置
    され前記第一の能動領域と整流接触するショットキゲー
    ト電極と、前記ショットキゲート電極に接続し前記第二
    の11型領域とショットキ接触するゲートパッド′11
    [極とを備えて成ることを特徴とする電界効果トランジ
    スタ。 ■ 半絶縁性砒化ガリウム(GaAs )基体の一主面
    上に低キャリヤ濃度バッファ層をエピタキシャル成長す
    る工程と、前記バッファ層中に第一のドナ不純物イオン
    注入層とこれより佳人量の少ない第二のドナー不純物イ
    オン注入層を設ける工程と、ヤリャ濃度の第二のn型領
    域とを形成する工程と、前記能動領域とオーム性接触す
    るソース電極及びドレイン電極を設ける工程と、前記ソ
    ース電極ドレイン電極間に前記能動領域と接触するショ
    ットキゲート電極を設ける工程と、前記ショットキゲー
    ト電極に接続し前記第二の口型領域と7ヨツトキ接触す
    るゲートパッド′wIL極とを設け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。
JP2890082A 1982-02-26 1982-02-26 電界効果トランジスタ及びその製造方法 Pending JPS58147164A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012059887A (ja) * 2010-09-08 2012-03-22 Toshiba Corp 半導体装置
US8384137B2 (en) 2010-02-23 2013-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
US9478790B2 (en) 2011-11-17 2016-10-25 Gs Yuasa International Ltd. Water addition plug for storage battery

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US8384137B2 (en) 2010-02-23 2013-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
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