JPS59152669A - 電界効果トランジスタ - Google Patents

電界効果トランジスタ

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Publication number
JPS59152669A
JPS59152669A JP2873383A JP2873383A JPS59152669A JP S59152669 A JPS59152669 A JP S59152669A JP 2873383 A JP2873383 A JP 2873383A JP 2873383 A JP2873383 A JP 2873383A JP S59152669 A JPS59152669 A JP S59152669A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
gate electrode
gallium arsenide
schottky gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2873383A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Hayashi
一夫 林
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2873383A priority Critical patent/JPS59152669A/ja
Publication of JPS59152669A publication Critical patent/JPS59152669A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • 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(以下[FETJと略
記する)に係り、特にン、′:3ットキーゲートヒ化ガ
リウム(GaAs) F K Tの改良に関するもので
ある。
第1図は従来のショットキ゛−ゲー) GaAs FE
Tの一例を示す断面図である。
    − 図において、(1)は半絶縁性GaA3基板(以下「S
■基板」と呼ぶ) 、(2)はSI基板(1)の主面上
に形成された高比抵抗のn−形GaAaバッファ層(以
下「n−形7777層」と呼ぶ)、に()はn−形バツ
ファ層(2)の表面上に形成きれたn形GaAs動作層
(以下「n形動作層」と呼ぶ) 、(4)および(5)
はそれぞれn形動作層(3)の表面上に互いの間に所定
間隔をおいて形成場れたソース電極およびドレイン電極
、(b)tIin形動作着動作層の表面部のソース電極
(4)とドレイン−電極(5)との間の部分にこれらの
電極(4) 、 (5)にそれぞれ所定距離をおいて形
成され両電億(4)、(5)間を−流れる電流を所定値
にするための凹部、(7)は凹部(6)の底面所要部分
上に形成されたショットキーゲ−ト電極である。
ところで、このような従来例の構成では、ソース電極(
4)に対してドレイン電極(5)およびショットキーゲ
ート電極(7)にそれぞれドレイン電圧およびゲート電
圧を印加すると、ショットキーゲート電極(7)からn
形動作層(3)の凹部(6)の底面の下め部分に一点鎖
線で示すゲート空乏層Gが伸びる。そして、このゲート
空乏層Gには、ショットキーゲート電極(7)のn形動
作層(3)と接するソース電極(4)およびドレイン電
極(5)側の端縁からそれぞれ横方向に大きく伸びる横
方向伸びG、およびG、ができる。
これらの横方向伸びG、、G、によって、ソース8電極
(4)とショットキーゲート電極(7)との間に動作上
好ましくない寄生容tK、とこれに連らなる寄生抵抗R
6とが生ずると同時に、ドレイン電極(5)とショット
キーゲート電極(7)との間にを生谷量に、とこれに連
らなる寄生抵抗Rdとが生ずる。従って、動作特性の向
上を図るためには、これらの寄生抵抗R,,R,および
寄生容t K、、x、の減少を図ることが必要であった
このために、光行技術によって、第2図に断面図を示す
ようなショットキーゲートGaAsFETが開発されて
いる。
図において、第1図に示した従来例の符号と同一符号は
同等部分を示す。(8)はn形動作層(3)の両電極(
4) 、 (5)の下の部分にその表面からn−形バツ
ファ層(2)に達するようにn形不純物を高濃度に拡散
して形成場れを主抵抗R1Rdを減少させるためのn+
形高不純物濃度層、(6a)は第1図に示した従来例の
四部(6)の深きより深い深さを有し、底面の下の電流
通路の厚さが従来例のそれより一層薄くなるようにした
凹部である。
ところが、この先行技術になるFETでは、北述の寄生
抵抗R,、Rdの減少を図るためにソース電極(4)お
よびドレイン電極(5)の下にn+形高不純物濃度層(
8)を設けたが、これらの電極(4) 、 (5)間を
流れる電流がソース電極(4〕およびドレイン電極(5
)のショットキーゲート電極(7)側の約2μm程度の
端部W。
およびWdにのみ集中するので、n+形高不純物浸度層
(8)による寄生抵抗R,,R,の減少効果は期待さ。
れた程著しいものではなかった。また、ゲート空乏層G
による上述の寄生容量に、 、に、の減少については、
ショットキーゲート電極(7)の下の電流通路の厚ざを
薄くするとともにそのゲート長をサブミクロン程度に微
細化することによって行うものであるが、サブミクロン
程度のゲート長のショットキーゲート電極(7)を再現
性よく形成することは、現状の技術では限界に近いので
、容易ではなかった。また、ショットキーゲート電極(
7)の下の電流通路の厚さを薄くしそのゲート長をサブ
ミクロン程度に微細化しても、第1図に示した従来例の
場合と同様に、ショットキーゲート電極(7)から伸び
るゲート空乏層Gには数千人程度の横方向伸びG。
およびG、ができるので、ショットキ、−ゲート′市極
(7)のゲート長がサブミクロン程度に微細化されるに
連れて、ゲート空乏層Gの横方向の全体の幅に対する横
方向伸びG、、G、の割合が増大してショットキーゲー
ト電極(7)のゲート長の微細化にょる寄生容量に、、
Kdの減少効果は少なくなる。その上、ショットキーゲ
ート電極(7)のゲート長がサブミクロン程度に微細化
されると、ショットキーゲート電極(7)の抵抗の増大
や断線によって信頼性が低下するという問題がめった。
〔発明の概要〕
この発明は、上述の欠点を解消する目的でなされたもの
で、n形動作層がtlとんどショットキーゲート電極の
下にのみ形成されるようにすることによって、ショット
キーゲート電極を微細化することなく、ショットキーゲ
ート電極から伸びる空乏層による寄生抵抗や寄生容量を
著しく減少させた信頼性のよいショットキーゲートFE
Tを提供するものである。
〔発明の実施例〕
以下、第3図についてこの発明の一実施例のショットキ
ーゲー) FE’l’を製造する方法を示すことによっ
て、この実施例の構成を説明することにする。
第3図(A)〜(C) (dこの実施例を製造する方法
の主要段階の状態を示す断面図である。
まず、第3図(A)に示すように、S工基板(ilの主
面上にn−形バツファ層(121を形成し、このn−形
バツファ層(12)の表面の所要部分上にn形動保全0
□□□を選択的に形成する。次に、第3図(B)に示す
ように、n形動保全01の表面上に窒化シリコン膜、酸
化シリコン膜などの絶縁膜(14)を形成し、この絶縁
膜(14Jをマスクとしてn形動保全031およ°びn
−形バツ7ア層0噂の各無用表面を清浄にするためのエ
ツチングを行なう。次いで、再度絶縁膜(14)をマス
クとして、不純物拡散法、不純物イオン注入法などの不
純物導入法によって、n形動作者(131の側面部およ
びn−形バツファ層(12)の表面部にわたってn形不
純物を1018cm−3程度の高濃度に導入してn+形
嵩高不純物濃度層16)を形成し、しかるのちに、n形
高不純物濃度r* (+grのn形動保全031の両側
の表面上にそれぞれソース電極(16)およびドレイン
電極07)を形成する。
次に、第3図(C)に示すように、絶縁膜04)を除去
したのちに、ソース電極(【6)およびドレイン電極I
+、7)をマスクとして、n形動保全霞およびn+形嵩
高不純物濃度層I5)の表面部をエツチングして、n形
動作者(+場の厚さが所望の厚さになるようにする0し
かるのち、n形動保全teaの表面上にショットキーゲ
ート電極端を形成すると、この実施例のFETが得られ
る。
このように構成されたこの実施例のF E Tでは、n
形動″保全(131がほとんどショットキーゲート電極
部の下にのみ形成されており、しかもn形動保全Oat
の側面上にはn+形嵩高不純物濃度層16)が影成烙れ
ているので、第1図に示した従来例のように、ショット
キーケート電極(18+から伸びるケート空乏層G(図
示せず)には横方向伸びG8およびGdがtlとんどで
きない。従って、ゲート尋乏層Gによる寄生抵抗R,、
R,および薔生容量に、、Kdを著しく減少させること
ができる。しかも、第2図に示した先行技術になる玉”
ETのように、ショットキーゲート電極(18)をサブ
ミクロン程度に微細化する必要がないので、ショットキ
ーゲート電極(1樽の抵抗の増大や断線を防止すること
ができ、信頼性をよくすることができる。
なお、この実施例を製造する方法の第3図(B)に示し
た段階においで、n形高不純物濃度層(I5)の形成に
不純物導入法を用いたが、必ずしもこれは不純物導入法
である必要がなく、結晶成長法を用いてもよい。
第4図はこの発明の他の実施例を示す断面図である。
この実施例の構成は、第3図に示した実施例において、
ショットキーゲート電極(1榎とn形動保全0:4およ
び♂形高不純物濃度層(1旬との間にn−形像不純物濃
度層(19)を設けたものである。
この実施例では、n−形像不純物濃度層09)を設ける
ことによって、1シヨツトキーゲート電極Hとn形動作
者(I3)およびt形高不純物濃度層(16)との接触
を防止することが可能となシ、ショットキーゲート電極
部の耐圧の向上を図ることができる。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、この発明のFETでは、n形動
作者がショットキーゲート電極の下にのみ形成されてお
り、しかもn形動作者の側面上にはn+形嵩高不純物濃
度層形成されているので、上記ショットキーゲート−極
から伸びるゲート空乏層には、従来例のような横方向伸
びがほとんどできない。従って、上記ゲート空乏層によ
る寄生抵抗および寄生容置を著しく減少でせることかで
きる。
しかも、上記ショットキーゲート電極をサブミクロン程
度に微細化する必要がないので、上記ショットキーケー
ト電極の抵抗の増大や断線を防止することができ、信頼
性をよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のショットキーゲー) GaAs FET
の一例を示す断面図、第2図は先行技術になるショット
キーゲートGaA3FETを示す断面図、第3図はこの
発明の一実施例を製造する方法の主要段階の状態を示す
断面図、第4図はこの発明の他の実施例を示す断面図で
ある。 図において、(11)は半絶縁性GaAs基板、Il々
はn−形GaA3バッファ増、u3[n形GaAs動作
層、ll[i)はn+形高不純物礎度GaAs層、餌は
ソース′也極、Ilηはドレイン電極、賭はショットキ
ーゲート電極、(19)はn−形低不純物濃度GaAs
層である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。 代理人 為野信−(外1名) 第114 第21〈1 第3図 (,4) (C) 第414 手続補正書(自発) 昭和 −7□ ′□ 特許庁長官殿 1、事件の表示   特願昭58428733号2、発
明の名称  電界効果トラシジスタ3、補正をする者 代表者片山仁へ部 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面の第3図(A
) 6、補正の内容 fil  明細書の第4頁第12行〜第14行に「深さ
を有し、底面の一一−−凹部である。」とあるのを「深
さを有する凹部である。」と訂正する。 ’t21 /同、第5頁第5行〜第6行に[下の電流通
路の一一一一ともにその」とあるのを削除する。 (3)同、第5頁第11行〜第12行に「下の一二−薄
くしその」とあるのを削除する。 (4)同、第7頁第2行〜第5行に「S工基板(lυの
主面上−−−形成する。」とあるのを「S工基板(Il
)の主面上にn−形バツファ層02)およびD形動保全
03)を順次形成し、このn形動保全α(至)の表面の
所要部分上に窒化シリコン膜、酸化シ′リコン膜などの
絶縁膜(I4)を形成し、次いで、この絶縁膜(14)
をマスクとしたエツチングによって、n形動保全(13
)の絶縁膜Q4)の下の部分以外の部分を除去する。」
と訂正する。 (5)同、第7頁第5行〜第10行に「n形動保全α(
至)の−m−マスクとして、」とあるのを「再度絶縁膜
04)をマスクとした」と訂正する。 (6)図面の第3図(A)を別紙添付図面の第3図(A
)のとおりに訂正する。 7、添付書類の目録 訂正後の第3図(A)を示す図面      1通以上 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半絶縁性ヒ化ガリウム基板、この半絶縁性ヒ化ガ
    リクム基板の主面上に形成された高比抵抗のn形ヒ化カ
    リ9ムバッファ層、このn形ヒ化ガリウムバツラア層の
    表面の所要部分上に形成されたn形ヒ化ガリウム動作層
    、このn形ヒ化カリウム動作層の側面部および上記n形
    ヒ化ガリウムバ゛ツ7ア鳩の表面部に形成されたn形高
    不純物濃度ヒ化ガリワム層、このn形高不純物渥度ヒ化
    ガリウム層の上記n形ヒ化ガリウム動作層の両側の表面
    上にそれぞれ形成されたソース電極およびドレイン電極
    、並びに上記n形ヒ化ガリウム動作層の表面上に形成場
    れたショットキーゲート電極を僑えた電界効果トランジ
    スタ
  2. (2)  ショットキーゲート電極が低比抵抗のn形低
    不純@磯藏ヒ化ガリウム層を介してn杉ヒ化ガリウム動
    作層の表面上に設けられたことを特徴とする特許請求の
    範眠第1項記載の電界効果トランジスタ。
JP2873383A 1983-02-21 1983-02-21 電界効果トランジスタ Pending JPS59152669A (ja)

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