JPS59213172A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPS59213172A
JPS59213172A JP8851583A JP8851583A JPS59213172A JP S59213172 A JPS59213172 A JP S59213172A JP 8851583 A JP8851583 A JP 8851583A JP 8851583 A JP8851583 A JP 8851583A JP S59213172 A JPS59213172 A JP S59213172A
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JP
Japan
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semiconductor layer
region
conductivity type
electrode
gate
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Pending
Application number
JP8851583A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Konuma
小沼 毅
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS59213172A publication Critical patent/JPS59213172A/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)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (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】 産業上の利用分野 (raAsの如き化合物半導体は、電子の移動度が大き
い、半絶縁性基板が得られる等の理由で高速。
高周波領域の半導体装置に用いられている。かかる半導
体装置としてはショットキ障壁ゲート型電界効果トラン
ジスタ(以下MES−FETと略記す)が通常用いられ
ている。MES−FETと同様に接合型電界効果トラン
ジスタ(以下J−FETと略記する)も高速、高周波領
域の半導体装置として有用なデバイスである。J−FE
TはMES=FETに比して熱的に安定である、サージ
に強イ反エンハンスメンI・型F E T (norm
ally −off、 QQF E T 、以下E−F
ETと略記する)をJ−NETで構成し論理回路に用い
ると、論理振「1]が大きく出来る等の長所を有する。
一方欠点として、ゲート長の短縮が困難である、ゲート
抵抗が大きい、工程が繁雑である、ソース抵抗の減少が
困難である等を有し、化合物半導体を用いたJ−FET
は高速、高周波領域の半導体装置として用いられていな
い。
第1図は従来のJ−FETの製造工程の概略図である。
第1図&で半絶縁性GaAs1V’Cイオン庄人法を用
いてn型導電P1ミ半導体層2を形成する。
第1図すは/リコン窒化膜3をマスクとして亜鉛(Zn
)は拡散源としてP型拡散層4を形成する。
第1図CはAu−Ge系を用いてオーム性電極を形成し
、ソース電極6.ドレイノ電極7とする。
Au−Zn系を用いてP型拡散層にオーム性電極を形成
し、ゲート電通8とする。
この様にして形成したJ−FETに於ては、P型拡散層
4を形成後オーム性電極となるゲート電極を形成するの
でオーム均一電極8がP型拡散層4を貫通しない様に、
デーI・領域となるP型拡散層4を深く形成せねばなら
ないので横方向拡散のためゲート長の短縮が難しく、高
周波4!f性で最大発振周波数が向上しない。したがっ
て、高速論理回路等に用いた場合、伝播遅延時間の短縮
化が困難となる。又P型拡散層4を形成後デー]・電極
8を形成するので工程が繁雑にある。
発明の目的 本発明は1−記の様な従来の問題に鑑み、ゲート長の短
縮が容易で、製造工程が簡単なJ−FET状 の新しい構造とその製造方法を提供することを目的とす
る。
発明の構成 本発明は一型導電性半導体層に反対導電型不純物となる
元零を含有する高融点金属からなる合金をゲート電、極
と°して熱処理して、反対導電型拡散層f:影形成るこ
とにより、ゲート長の短縮が容易で製j告工程がIi?
i中なJ−FETおよびその製造方法を提供するもので
ある。
実施例の説明 第2図a −eは本発明の一実施例で、GaAsJ−F
F、Tの製造に稈の概略図である。
半絶縁plGaAs基板10にSi5NSi3N4lを
マスクとして選択イオン注入法を用いて注入量として8
1を用い、加速電子120Kevで注入量3〕< 1o
12cm  ’  1に1人し、As lモFで820
°Cで20分間熱処理j〜、チャネル領域となるn型半
導体層12を形成する(第2図a)。n型半導体層12
の表面にW−8i”Be  からなる合金を設は通常の
写真食刻法によりフォトレジスト13をマスクとしてド
ライエツチング法を用いてW−SニーBeから合金をエ
ツチングし、ゲート電極14f:形成する(第2図b 
)n Wi−8i−Beは重量比で90−9−1からな
るW−3i−Be  のターケラトを用いて高周波スパ
ッタ堆積法で形成した。ゲート電極14はフォトレジス
ト13より短かくしている。
しかるのち、フォトレジスト13.ゲート電極14f:
マスクとしてイオン/11人法によりSlをLに人種と
して16oKevで5X10  cm  注入しn+注
入層1cs 、 16f形成する(第2図OL、フォト
レジスト13を除去しAs [E下で800°Cで20
分間熱処理し、n 半導体層からなるソース領域15′
、ドレイ/領域16′を形成する。
このとき、ゲート領域となるP型半導体層17はゲート
電極14に含まれている不純物であるBeがSOOoC
の熱処理で拡散しで形成される(第2図cl ) 。W
−3i−Be  からなる合金は80o ”(Hの熱処
理ではGaAsとほとんど反応せず熱的に安定で良好な
P型半導体層17が形成される。ゲート領域となるP型
半導体層17とn 半導体層からなるソース領域16′
、ドレイ/領域16′は接触しないことが肝要で、接触
するとゲートソース間容量、ゲートードレイン間容電が
増大し、J−FKTの高周波!l−!rl/J:が低F
する。そのためゲート電極14をフォトレジスト13よ
り短縮しており、P型半導体層17のゲート長を短かく
できる。ソース領域16′、ドレイン領域16′にAu
−Ge系からなるオーム性電極を形成し、ソース電極1
8.ドレイン電極19とする(第2図e)。
以」二の工程にてゲート電極13に印加する電圧により
、P型半導体層17.n型半導体層12のP−n接合を
介してn型半導体層12の導電度を制電するJ−FIC
Tを得ることが出来る。
実施例では基板としてGaASで説明したが、InP、
InGaAs  等用いても区い。又高融点金属として
W−3iの合金で説明したが、W、MO,T工等の中休
或はそれらの合金を用いても良い。高融点金属としてP
型拡散層1了を形成する熱処理温度で安定で、P型拡散
層の特性を1tわない様に基板とほとんど反応しない材
料が望ましい。又P型不純物となる元素としてBe を
W−3iに含有させたが、他の元素例えばZn、Mg、
Cd等を用いても良い。実施例ではイオン注入法を用い
てn+半導体層を形成し、ソース、ドレイ/領域を減少
せしめたが、この工程は必ずしも必要ではない。又J−
FETの接合形成を説、明したが、本発明は、トランジ
スタのエミッタ接合の形成、レーザの接合形成等にも用
いられることは云うまでもない。
発明の効果 以上の様に本発明は高融点金属に、−導電型不純物とな
る元素を含有せしめ、それをたとえばゲート電極として
熱処理することにより、−導電型デート領域を形成する
ため、ゲート長の短縮が可能となり、J −F ET 
(/J最高発振周波数の向−1−9高速論即回路用の素
子として用いた場合伝播遅延時間が短縮する等の性能向
」二を得ることかできる。。
さらに、たとえばJ−FETではゲート電極中に含有し
た元素を拡散してゲート領域を形成するので、製造工程
が簡略化できる等の大きる」、業的価値を有するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図a −cは従来のJ−FETの製造工程の概略断
面図、第2図a −eは本発明の一実施例のJ−FET
(DI!ll!!造丁程の断面図である。 10・・・・・半絶縁11!tEGaAs、 11−・
−813Na 膜、12・・・・・・n型半導体層、1
3・・・・・・フォトレジスト、14パ°・°・ゲー]
・電極、16′・・・・・ソース領域、16′・・・・
・ドレイ/領域、17・・・・・・P型半導体層。 代坤人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名第1
図 z  //  7 第2図 2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)半導体中で導電性不純物となる元素を含有する高
    融点金属からなる合金を電極とすることを特徴とする半
    導体装置。 (2)半絶縁性化合物半導体に形成された導電性半導体
    層と、前記導電性半導体層に形成され、前記導電性半導
    体層と異なる導電型を呈する元素を含有する高融点金属
    からなるゲート電極とを有する電界効果トランジスタを
    備えたことを特徴とする半導体装置。 (3)導電性半導体層とゲート電極間に前記半導体層と
    異なる導電型を有する半導体層を介在させたことを特徴
    とする特許請求の範囲第2項記載の半導体装置。 (4)半絶縁性化合物体に一導電型半導体層を形成し、
    前記半導体層の所望の領域に反対導電型不純物となる元
    素を含有する高融点金属層を形成したる後、熱処理し反
    対導電型領域を形成することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。 (6)半絶縁性化合物半導体に一導電型半導体層を形成
    する二り程、前記半導体層の所望の領域に反対導電型不
    純物となる元素を含有する高融点金属層を形成する工程
    、前記高融点金属層をマスクとして、イオン注入法で一
    導型半導体層となる領域を形成する二「程、n+5記不
    純物をriiJ記半導体層に拡散する工程を沈むことを
    特徴とする半導体装置の製造ノブ法。
JP8851583A 1983-05-19 1983-05-19 半導体装置およびその製造方法 Pending JPS59213172A (ja)

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