JPS61179580A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS61179580A
JPS61179580A JP6385A JP6385A JPS61179580A JP S61179580 A JPS61179580 A JP S61179580A JP 6385 A JP6385 A JP 6385A JP 6385 A JP6385 A JP 6385A JP S61179580 A JPS61179580 A JP S61179580A
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JP
Japan
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layer
recess
electrode
gaas
channel layer
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Japanese (ja)
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Haruhisa Kinoshita
木下 治久
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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    • 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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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of processes for forming a recess by shaping the recess up to the depth of a channel layer from the surface of a metallic thin-film through one-time etching process. CONSTITUTION:A source electrode 4 and a drain electrode 5 as first and second main electrodes are formed to a semiconductor proper 3 consisting of an N- GaAs channel layer 2 shaped to a semi-insulating GaAs substrate 1, an AuGe alloy layer 8 is applied onto the surface of the channel layer 2 between the source electrode 4 and the drain electrode 5 through evaporation, and an ohmic junction between the AuGe alloy layer 8 and the N-GaAs layer 2 is formed through heat treatment. A resist with an etching window 9 is applied and shaped as an etching mask 10, and the AuGe alloy layer 8 and the N-GaAs layer 2 are etched simultaneously by Ar ion beams 11 to form a recess 12. A metallic layer 13 such as a Ti layer as a gate electrode material is evaporated onto the surface of the wafer, the Ti layer 13 evaporated to sections except the recess 12 is removed through a lift-off, and the Ti layer 13 in the recess 12 is left as a gate electrode 7.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はリセス構造の半導体装置、特にソース抵抗の
小さい電界効果トランジスタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor device with a recessed structure, and particularly to a field effect transistor with low source resistance.

(従来の技術) このようなリセス構造の半導体装置は文献:昭和57年
度電子通信学会光・電波部門全国体会講演論文集(昭和
57年8月)第1−125頁にも開示されている。
(Prior Art) A semiconductor device having such a recessed structure is also disclosed in the literature: Proceedings of the 1985 National Congress of Optical and Radio Division of the Institute of Electronics and Communication Engineers (August 1981), pages 1-125.

第3図はこの種の半導体装置のうち電界効果トランジス
タの従来構造及びその製造方法を説明するための横断面
図である。この従来構造を得るため次のような工程を取
っていた。半絶縁性GaAs基板l上にチャンネル層と
して供しかつSiを4×10cf3程度添加した約15
00λの厚さのn −GaAs 2を積層し半導体本体
3を形成する0次に、このチャンネル層z上にAuGe
/Xi/Auの順にそれぞれの金属を積層させて三層構
造のソース電極4及びドレイン電極5をそれぞれ形成す
る0次に、ソース及びドレイン電極4及び5間に存在す
るチャンネル層2の表面から厚さ約1000人にわたり
エツチングを行ってリセス6を形成し、このリセス内に
Ti金属を被着してTiゲート7を形成する。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the conventional structure of a field effect transistor among this type of semiconductor device and its manufacturing method. In order to obtain this conventional structure, the following steps were taken. Approx.
A semiconductor body 3 is formed by stacking n-GaAs 2 with a thickness of 00λ. Next, AuGe is deposited on this channel layer z.
The respective metals are laminated in the order of /Xi/Au to form a three-layered source electrode 4 and drain electrode 5, respectively. Approximately 1,000 etching steps are performed to form a recess 6, and Ti metal is deposited within this recess to form a Ti gate 7.

このようにして得られた構造の電界効果トランジスタで
は、ソース電極4からn −GaAs層としてのチャン
ネル層2に流入した伝導電子は、ゲート電極7の電位の
制御によってチャンネルが狭められるゲート電極7の直
下にあるチャンネル層部分2aを経由してドレイン電極
5に達する。すなわち、この電子が伝導する際、ソース
電極4からゲート電極7の直下のチャンネル層部分2a
へ流れ、この部分2aからドレイン電極へと流れる。こ
の場合、これらソース電極とゲート電極との間の寄生抵
抗及びゲート電極とドレイン電極との間の寄生抵抗は電
界効果トランジスタのトランスコンダクタンス5−の大
きさに強く影響するので、これら二電極間の抵抗を出来
るだけ小さくすることが必要である。この抵抗を小さく
するため、従来構造ではゲート電極形成部分にリセスを
設けてこのりセス内にゲート電極を設けると共に、ソー
ス電極とゲート電極との間及びゲート電極とドレイン電
極との間にある二つのn−GaAsチャンネル層部分2
b及び2cの厚みを厚く形成していた。
In the field effect transistor having the structure thus obtained, conduction electrons flowing from the source electrode 4 into the channel layer 2 as an n-GaAs layer are transferred to the gate electrode 7 whose channel is narrowed by controlling the potential of the gate electrode 7. It reaches the drain electrode 5 via the channel layer portion 2a located directly below. In other words, when these electrons conduct, they flow from the source electrode 4 to the channel layer portion 2a directly under the gate electrode 7.
and flows from this portion 2a to the drain electrode. In this case, since the parasitic resistance between the source electrode and the gate electrode and the parasitic resistance between the gate electrode and the drain electrode strongly influence the magnitude of the transconductance 5- of the field effect transistor, It is necessary to make the resistance as small as possible. In order to reduce this resistance, in the conventional structure, a recess is provided in the gate electrode forming part, and the gate electrode is provided within this recess, and two holes are provided between the source electrode and the gate electrode and between the gate electrode and the drain electrode. n-GaAs channel layer part 2
b and 2c were formed thickly.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このチャンネル層を形成するn−GaA
s層はこれにいかに高濃度のSiを添加しても100Ω
10程度のシート抵抗しか得られないため、トランスコ
ンダクタンス211が小さくなってしまい、電界効果ト
ランジスタの高速動作が期待出来ないという問題があっ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) However, n-GaA forming this channel layer
The s-layer is 100Ω no matter how high the concentration of Si is added to it.
Since a sheet resistance of only about 10 is obtained, the transconductance 211 becomes small, resulting in a problem in that high-speed operation of the field effect transistor cannot be expected.

そこで、この出願の発明者等はトランスコンダクタンス
の大きい電界効果トランジスタを作る多くの実験研究を
重ねたところ、ゲート電極の周辺すなわちゲート電極と
ソース電極及びドレイン電極との間のチャンネル層上に
このチャンネル層のシート抵抗よりも小さいシート抵抗
を有する金属薄膜を設けると、ゲート電極とソース電極
との間及びゲート電極とドレイン電極との間の寄生抵抗
が小さくなって、トランスコンダクタンス2厘が大きく
なることを発見した。
Therefore, the inventors of this application conducted many experimental studies to create field effect transistors with large transconductance, and found that this channel exists around the gate electrode, that is, on the channel layer between the gate electrode and the source and drain electrodes. Providing a metal thin film with a sheet resistance smaller than the sheet resistance of the layer reduces the parasitic resistance between the gate electrode and the source electrode and between the gate electrode and the drain electrode, increasing the transconductance. discovered.

しかしながら、この金属薄膜を被着した後、この膜にチ
ャンネル層のリセス形成用の窓を一旦形成し、続いて別
のエツチング工程で新たにチャンネル層にリセスを形成
するとすると、工程が複雑で手+1JJが掛るという欠
点があった。
However, after depositing this metal thin film, if a window for forming a recess in the channel layer is formed in this film, and then a new recess is formed in the channel layer in another etching process, the process is complicated and manual. There was a drawback that +1JJ was applied.

この発明の目的は、このようなシート抵抗の小さい金属
薄膜を設けた場合に、ゲート電極が形成されるべきチャ
ンネル層の溝すなわちリセスを当該金FIt薄膜のエツ
チングと同時に形成し、よってセルファラインでゲート
電極を形成するようにした、トランスコンダクタンスの
大きい半導体装置の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to form a groove or recess in a channel layer where a gate electrode is to be formed simultaneously with etching of the gold FIt thin film when such a metal thin film with a low sheet resistance is provided, thereby making it possible to form a self-aligned metal thin film. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device having a large transconductance in which a gate electrode is formed.

(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この発明によれば半導体本
体のチャンネル層に第一及び第二主電極を形成する工程
と、 このチャンネル層にリセスを形成するエツチング工程と
、 このリセスに制御電極を形成する工程とを含むリセス構
造の半導体装置の製造方法において。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, the present invention includes a step of forming first and second main electrodes in the channel layer of the semiconductor body, and forming a recess in the channel layer. In a method of manufacturing a semiconductor device having a recessed structure, the method includes an etching step and a step of forming a control electrode in the recess.

さらに、このチャンネル層よりもシート抵抗が小さい金
属薄膜をこのチャンネル層トに被葺ナス工程を含み、 この金属薄膜の表面からこのチャンネル層の一部分の深
さにまで一回のエツチング工程によりこのリセスを形成
する ことを特徴とする。
Furthermore, the channel layer is coated with a thin metal film having a sheet resistance lower than that of the channel layer, and the recess is recessed from the surface of the metal thin film to the depth of a portion of the channel layer by a single etching process. It is characterized by the formation of

(作用) このように、この発明の方法によれば、シート抵抗の小
さい金属薄膜をチャンネル層とオーミック接合するよう
に設けてあり、この金属薄膜のエツチングとチャンネル
層のエツチングをイオンビームエツチングにより同時に
行うことが出来るので、リセス形成の工程数を低減出来
ると共に、リセスを短時間に形成することが出来る。
(Function) As described above, according to the method of the present invention, a metal thin film with low sheet resistance is provided in ohmic contact with the channel layer, and etching of this metal thin film and etching of the channel layer are simultaneously performed by ion beam etching. Therefore, the number of steps for forming the recess can be reduced, and the recess can be formed in a short time.

このエツチングの際に使用したマスクを用いてセルファ
ラインでゲート電極を形成することが出来る。
A gate electrode can be formed in a self-aligned manner using the mask used in this etching.

さらに、シート抵抗が小さい金属薄膜を用いているので
、電流経路はゲート電極→金属薄膜→リセス周辺部のチ
ャンネル層部分→ゲート電極直下のチャンネル層部分→
リセス周辺部のチャン木ル層部分→ドレイン金属薄膜→
トレイン電極と形成されるので、経路が短くなり、従っ
て、寄生抵抗か小さくなり、その結果トランスコンダク
タンスy−が大きくなるという利点がある。この場合、
トランスコンタクタンス9−は従来の場合よりも少なく
とも2割程度大きくなる。
Furthermore, since a metal thin film with low sheet resistance is used, the current path is gate electrode → metal thin film → channel layer part around the recess → channel layer part directly under the gate electrode →
Chang wood layer area around the recess → drain metal thin film →
Being formed with a train electrode has the advantage that the path is shorter and therefore the parasitic resistance is smaller, resulting in a larger transconductance y-. in this case,
The transconductance 9- becomes at least 20% larger than in the conventional case.

(実施例) 以下、第1図(A)〜(F)及び第2図によりこの発明
の実施例につき説明する。尚、これら図はこの発明が理
解出来る程度に各構成成分の形状、寸法及び配置関係概
略的に示したにすぎない、また、各図は半導体装置の一
部分を横断面図で示してあり、第3図に示した構成成分
と同一の構成成分には同一の符合を付して示し、図の複
雑化を回避するため、断面を示すハツチングを一部省略
している。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1(A) to (F) and FIG. 2. It should be noted that these figures merely schematically illustrate the shapes, dimensions, and arrangement relationships of each component to the extent that the present invention can be understood. Furthermore, each figure shows a portion of a semiconductor device in a cross-sectional view, and Components that are the same as those shown in FIG. 3 are indicated with the same reference numerals, and hatching indicating a cross section is partially omitted to avoid complicating the diagram.

第1図(A)〜(F)はこの発明の方法の一実施例を説
明するための製造工程図で、各図は主要工程段階でのウ
ェハの状態を示す断面図である。この実施例の半導体装
置は第3図に示した従来の半導体装置の層構造と同一の
構造のものである。
FIGS. 1A to 1F are manufacturing process diagrams for explaining one embodiment of the method of the present invention, and each figure is a sectional view showing the state of a wafer at a main process step. The semiconductor device of this embodiment has the same layer structure as the conventional semiconductor device shown in FIG.

先ず、半絶縁性GaAs基板1の上側に設けたn−Ga
Asのチャンネル層2から成る半導体本体3に第一及び
第二主電極であるソース電極4及びドレイン電極5を形
成する(第1図(A))。
First, the n-Ga layer provided on the upper side of the semi-insulating GaAs substrate 1 is
A source electrode 4 and a drain electrode 5, which are first and second main electrodes, are formed on a semiconductor body 3 made of a channel layer 2 of As (FIG. 1(A)).

次に、ソース電極4及びドレイン電極5の間チャンネル
層2の表面にこのチャンネル層2よりシート抵抗が小さ
い金属薄膜8、例えば厚さが約500人前後のAuGe
合金層を蒸着により被着する(第1図(B))、続いて
、このウェハを約450℃の温度で1分間熱処理を行っ
て、AuGe合金層8からチャンネル層2にGeを拡散
させて、AuGe合金層8とn −GaAs層2とのオ
ーミック接合を形成する。
Next, on the surface of the channel layer 2 between the source electrode 4 and the drain electrode 5, a metal thin film 8 having a sheet resistance lower than that of the channel layer 2 is formed, for example, an AuGe film having a thickness of about 500 nm.
An alloy layer is deposited by vapor deposition (FIG. 1(B)), and the wafer is then heat treated at a temperature of about 450° C. for 1 minute to diffuse Ge from the AuGe alloy layer 8 into the channel layer 2. , to form an ohmic junction between the AuGe alloy layer 8 and the n-GaAs layer 2.

次に、制御電極7であるゲート電極を形成する領域に対
応してエツチング窓9を有するレジストをエツチングマ
スク10として被着形成する(第1図(C:))、この
マスクlOはAuGe合金層8上及びソース及びドレイ
ン電極4及び5上に形成される。
Next, a resist having an etching window 9 corresponding to the region where the gate electrode, which is the control electrode 7, is to be formed is deposited as an etching mask 10 (FIG. 1(C)). 8 and on the source and drain electrodes 4 and 5.

次ニ、Arイオンビーム11でAuGe合金層8及びn
−GaAs層2を同時にエツチングしてリセス12を形
成する(第1図(D))。このエツチングにより、Au
Ge合金層はソース電極に接合したAuGe電極部分8
aと、ドレイン電極5と接合したAuGe電極部分8b
とに電気的に分離される。
Next, the Ar ion beam 11 is used to remove the AuGe alloy layers 8 and n.
- At the same time, the GaAs layer 2 is etched to form a recess 12 (FIG. 1(D)). By this etching, Au
The Ge alloy layer is an AuGe electrode portion 8 connected to the source electrode.
a, and the AuGe electrode portion 8b connected to the drain electrode 5
are electrically separated from each other.

次に、このウェハの表面にゲート電極材料である金属層
13例えばTi層を蒸着しく第1図(E))、続いて、
リフトオフによってリセス12以外に蒸着されたTi層
13を除去し、リセス12内のTi層13をゲート電極
7として残存させる(第1図(F))。
Next, a metal layer 13, for example, a Ti layer, which is a gate electrode material, is deposited on the surface of this wafer (FIG. 1(E)), and then,
The Ti layer 13 deposited outside the recess 12 is removed by lift-off, leaving the Ti layer 13 inside the recess 12 as the gate electrode 7 (FIG. 1(F)).

上述した説明からも明らかなように、この発明によれば
、ゲート及びドレイン電極4及び5の間であってリセス
12の周辺のn−GaAs層2の表面に、n−GaAs
層2とオーミック接合しこのn −GaAs層2よりも
シート抵抗の小さいAuGe電極部分8a及び8bを形
成することが出来るので、寄生抵抗を小さくすることが
出来、その結果トランスコンダクタンス9−を大きくす
ることが出来る。
As is clear from the above description, according to the present invention, n-GaAs is formed on the surface of the n-GaAs layer 2 between the gate and drain electrodes 4 and 5 and around the recess 12.
Since the AuGe electrode portions 8a and 8b can be formed in ohmic contact with the layer 2 and have a sheet resistance lower than that of the n-GaAs layer 2, the parasitic resistance can be reduced, and as a result, the transconductance 9- can be increased. I can do it.

さらに、ゲート電極7の形成に当り、イオンビームエツ
チングによって、n−GaAs層2のりセス12の形成
とAuGe合金層8のエツチングとを同時に簡単容易に
行うことが出来る。
Furthermore, in forming the gate electrode 7, the formation of the recess 12 in the n-GaAs layer 2 and the etching of the AuGe alloy layer 8 can be easily and simultaneously performed by ion beam etching.

さらに、ゲート電極7の形成はリフトオフ技術を用いる
ことによって、セルファライン的に簡単容易に行うこと
が出来る。
Furthermore, the formation of the gate electrode 7 can be easily and easily performed in a self-line manner by using a lift-off technique.

尚、この実施例ではGaAsを半導体として用いたが、
他の種類の半導体を用いても良く、また、チャンネル層
2の導電型をn型としたがp型としても良い。
Although GaAs was used as the semiconductor in this example,
Other types of semiconductors may be used, and although the conductivity type of the channel layer 2 is n-type, it may be p-type.

第2図(A)はこの発明の他の実施例を説明するための
高電子移動度電界効果トランジスタの一部分を概略的に
示す横断面図である。この構造では、半導体本体3は半
絶縁性GaAs基板l、その上に順次に積層された不純
物無添加のAQGaAs層14、Siをl X 10”
c+a−3程度添加した約200人の厚さのn”−AQ
GaAs層15、不純物無添加の約500人程度!? の厚さのGaAs層16、Siを5 X 10  cm
−3程度添加した約500人程度の厚さのn −GaA
sR17及びSiを2 X 10’ Cm−’程度添加
したn”−GaAs層18から成っている。そして、こ
の場合にはチャンネル層2は層16.17及び18から
成っている。尚、19はイーMIGaAs層15とGa
As層16との接合界面のGaAs層16側に蓄積した
二次元電子層である。
FIG. 2(A) is a cross-sectional view schematically showing a part of a high electron mobility field effect transistor for explaining another embodiment of the present invention. In this structure, the semiconductor body 3 consists of a semi-insulating GaAs substrate l, an undoped AQGaAs layer 14 stacked sequentially on the semi-insulating GaAs substrate l, and a Si layer l x 10".
n”-AQ with a thickness of about 200 people with additions of about c+a-3
15 GaAs layers, approximately 500 without added impurities! ? GaAs layer 16, Si with a thickness of 5 x 10 cm
-GaA with a thickness of about 500 with addition of about -3
It consists of an n''-GaAs layer 18 doped with sR 17 and Si to an extent of 2 x 10'Cm-'. In this case, the channel layer 2 consists of layers 16, 17 and 18. Note that 19 is E MIGaAs layer 15 and Ga
This is a two-dimensional electron layer accumulated on the GaAs layer 16 side of the bonding interface with the As layer 16.

この半導体本体3に対するソース電極4及びドレイン電
極5、金属薄膜8の被着、リセス12のエツチング及び
ゲート電極7の形成は上述した第一実施例の場合と同様
にして行うことが出来るので、その詳細な説明は省略す
る。尚、この実施例において、ソース及びドレイン電極
4及び5を形成するAuGe以外 i/Au層とAuG
e電極部分8a及び8bとを約450°Cの温度で1分
間熱処理を行ってnj−GaAs層18とオーミック接
合を形成するが、このn” −GaAs層18にSiを
例えばl X 10′qcm−3の程度の高濃度で添加
する場合には、熱処理を行わなくてもこのイーGaAs
層18はAuGe合金層8とオーミック接合をする。
The deposition of the source electrode 4, the drain electrode 5, the metal thin film 8, the etching of the recess 12, and the formation of the gate electrode 7 on the semiconductor body 3 can be performed in the same manner as in the first embodiment described above. Detailed explanation will be omitted. In this example, other than AuG which forms the source and drain electrodes 4 and 5, the i/Au layer and AuG
The e-electrode portions 8a and 8b are heat-treated at a temperature of about 450°C for 1 minute to form an ohmic contact with the nj-GaAs layer 18. When added at a high concentration of -3, this e-GaAs can be added without heat treatment.
Layer 18 forms an ohmic contact with AuGe alloy layer 8 .

この構造のA−A線上及びB−B線上の断面でのエネル
ギーバンド図を第2図(B)及び(C)にそれぞれ示す
。このエネルギーバンド図はソース電極4とゲート電極
7とをショートさせた時の状態を示し、20はフェルミ
レベルである。
Energy band diagrams of this structure in cross sections along the line AA and line BB are shown in FIGS. 2(B) and 2(C), respectively. This energy band diagram shows the state when the source electrode 4 and gate electrode 7 are short-circuited, and 20 is the Fermi level.

この構造のトランジスタを動作させるためには、ソース
電極4と接合したAuGe電極部分8aからイーGaA
s層18へと電子を流入させ、この流入した電子をn 
−GaAs層17を経由して二次元電子層19よりなる
チャンネル内へ流入させ、このチャンネル内の伝導電子
の流量をゲート電極7に印加したゲート電圧によって制
御する。ゲート電極7の直下を流れた電子はn −Ga
As層17及びn”−GaAs層18を経由してAuG
e電極部分8bへ流れこれと接合するドレイン電極5へ
と流出する。
In order to operate a transistor with this structure, e-GaA
Electrons are caused to flow into the s layer 18, and the inflow electrons are
- The conduction electrons flow into a channel formed by the two-dimensional electron layer 19 via the GaAs layer 17, and the flow rate of conduction electrons in this channel is controlled by the gate voltage applied to the gate electrode 7. The electrons flowing directly under the gate electrode 7 are n -Ga
AuG via the As layer 17 and the n''-GaAs layer 18
It flows to the e-electrode portion 8b and flows out to the drain electrode 5 connected thereto.

尚、この実施例において、nj−GaAs層18へのS
i添力「量がIXlocm−’と高濃度である場合には
、各電極4.5.8a、8bはAuGe以外の他の金属
膜で形成しても良い。
Incidentally, in this embodiment, S is applied to the nj-GaAs layer 18.
When the i-addition amount is as high as IXlocm-', each electrode 4.5.8a, 8b may be formed of a metal film other than AuGe.

さらに、上述したGaAsとAQGaAsとの組み合わ
せの代わりに、In、gGa、47As/InP、 A
QGaAsの代わりにInPまたはGaAsの代わりに
Ga547.In、53As、AQ GaAs0代わり
にAQo、41 ■”oJLA Sを用いても良い。
Furthermore, instead of the combination of GaAs and AQGaAs described above, In, gGa, 47As/InP, A
InP instead of QGaAs or Ga547. In, 53As, AQ GaAs0, AQo, 41 ■”oJLA S may be used instead.

また、導電型がn型のGaAsとAQGaAsとの組み
合わせの代わりに、p型のGaAsとAQGaAsとの
組み合わせを用いても良い、その場合には、AuGeの
各電極4.5.8a、8bをAuZn層とするのが好適
である。
Furthermore, instead of the combination of n-type GaAs and AQGaAs, a combination of p-type GaAs and AQGaAs may be used. In that case, each AuGe electrode 4.5.8a, 8b Preferably, it is an AuZn layer.

さらに、上述した実施例では第一主電極を先に形成し、
その後に第二主電極を形成しているが、この第二主電極
の形成を先に行うことも出来る。
Furthermore, in the embodiments described above, the first main electrode is formed first,
Although the second main electrode is formed after that, it is also possible to form the second main electrode first.

また、各層の厚みは上述した厚み以外の目的のに応じた
適切な厚みとすることが出来る。
Moreover, the thickness of each layer can be set to an appropriate thickness depending on the purpose other than the thickness mentioned above.

尚、この発明は第一及び第二主電極及び制御電極を具え
るリセス構造のトランジスタに広く適用することが出来
る。
Note that the present invention can be widely applied to transistors having a recessed structure including first and second main electrodes and a control electrode.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明の方法に
よれば、半導体装置の第−主電極及び制御電極間、この
制御電極及び第二主電極間に下地のチャンネル層のシー
ト抵抗よりも小さいシート抵抗を有しこのチャンネル層
とオーミック接合する金属電極層を設けているので、n
型のGaAs層の場合に従来と比べて寄生抵抗は1桁以
上小さい約10Ω/口以下となり、トランスコンダクタ
ンス9mが大きくなることが期待される。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the method of the present invention, the underlying channel layer is formed between the first main electrode and the control electrode of the semiconductor device, and between the control electrode and the second main electrode. Since a metal electrode layer is provided which has a sheet resistance smaller than the sheet resistance and is in ohmic contact with this channel layer, n
In the case of the type GaAs layer, the parasitic resistance is reduced by more than an order of magnitude to about 10Ω/hole or less compared to the conventional one, and the transconductance of 9m is expected to increase.

また、この発明の方法によれば、シート抵抗の小さい金
属薄膜をチャンネル層とオーミック接合するよ′うに設
けて、この金属薄膜のエツチングとチャンネル層のエツ
チングをイオンビームエツチングにより同時に行うこと
が出来るので、リセス形成の工程数を低減出来ると共に
、リセスを短時間に形成することが出来る。
Furthermore, according to the method of the present invention, a metal thin film with low sheet resistance is provided in ohmic contact with the channel layer, and etching of this metal thin film and channel layer can be performed simultaneously by ion beam etching. , the number of steps for forming the recess can be reduced, and the recess can be formed in a short time.

このエツチングの際に使用したマスクを用いてセルファ
ラインでゲート電極を形成することが出来る。
A gate electrode can be formed in a self-aligned manner using the mask used in this etching.

従って、この発明によれば、寄生抵抗が小さくなり、製
造が簡単かつ容易となるので、遮断周波数の高いマイク
ロ波用電界効果トランジスタ、高速動作のデジタル回路
用電界効果トランジスタに適用して好適である。
Therefore, according to the present invention, parasitic resistance is reduced and manufacturing is simple and easy, so it is suitable for application to field effect transistors for microwaves with a high cutoff frequency and field effect transistors for high speed digital circuits. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(A)〜(F)はこの発明の半導体製造方法の一
実施例を説明するための半導体装置の製造工程を示す工
程図、 第2図(A)〜(C)はこの発明の半導体製造方法の他
の実施例を説明するための半導体装置の構造を示す略図
的横断面図、 第3図は従来の半導体装置の製造方法を説明するための
半導体装置の構造を示す略図的横断面図である。 ■・・・半絶縁性GaAs基板 2・・・チャンネール層(又はn −GaAs層)3・
・・半導体本体 4・・・第一主電極(ソース電極) 5・・・第二主電極(ドレイン電極) 7・・・制御電極(ゲート電極) 8・・・金属薄Hり、    8a、8b・・・AuG
e電極部分9・・・エフチンク窓、   10・・・エ
ツチングマスク11・・・Arイオンビーム、 12・
・・リセス13・・・金属層 14・・・不純物無添加のAQGaAs層15−n′″
−AQGaAs層 16・・・不純物無添加のGaAs層 17−・−n −GaAs層、    l 8 ・・・
イーGaAs層18・・・二次元電子層、  20・・
・フェルミレベル。 特許出願人     沖電気工業株式会社\へ”’> 
% S ’−Q h 2 bミリ)1 く も                も〜      
        N =           Q −ノ                     J2
か   、2’a    2C 手続補正書 昭和61年3月6日
FIGS. 1(A) to (F) are process diagrams showing the manufacturing process of a semiconductor device for explaining one embodiment of the semiconductor manufacturing method of the present invention, and FIGS. A schematic cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device for explaining another embodiment of the semiconductor manufacturing method; FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device for explaining the conventional semiconductor device manufacturing method; It is a front view. ■... Semi-insulating GaAs substrate 2... Channel layer (or n-GaAs layer) 3...
...Semiconductor body 4...First main electrode (source electrode) 5...Second main electrode (drain electrode) 7...Control electrode (gate electrode) 8...Thin metal electrode, 8a, 8b ...AuG
e-electrode portion 9...Effink window, 10...Etching mask 11...Ar ion beam, 12.
...Recess 13...Metal layer 14...AQGaAs layer 15-n''' with no impurity added
-AQGaAs layer 16... Impurity-free GaAs layer 17-...-n -GaAs layer, l8...
E-GaAs layer 18... two-dimensional electronic layer, 20...
・Fermi level. Patent applicant Oki Electric Industry Co., Ltd.
% S'-Q h 2 b mm) 1 spider ~
N = Q - no J2
, 2'a 2C Procedural amendment March 6, 1986

Claims (1)

【特許請求の範囲】  半導体本体のチャンネル層に第一及び第二主電極を形
成する工程と、 該チャンネル層にリセスを形成するエッチング工程と、 該リセスに制御電極を形成する工程と を含むリセス構造の半導体装置の製造方法において、 さらに、該チャンネル層よりもシート抵抗が小さい金属
薄膜を該チャンネル層上に被着する工程を含み、 該金属薄膜の表面から該チャンネル層の一部分の深さに
まで一回の前記エッチング工程により前記リセスを形成
する ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Claims] A recess comprising the steps of forming first and second main electrodes in a channel layer of a semiconductor body, an etching step of forming a recess in the channel layer, and a step of forming a control electrode in the recess. The method for manufacturing a semiconductor device having a structure further includes the step of depositing a metal thin film having a sheet resistance smaller than that of the channel layer on the channel layer, and depositing the metal thin film from the surface of the metal thin film to a depth of a part of the channel layer. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the recess is formed by one etching step.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002016085A (en) * 2000-06-28 2002-01-18 Sumitomo Electric Ind Ltd Junction field-effect transistor

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