JPS6254459A - 相補型電界効果トランジスタ - Google Patents

相補型電界効果トランジスタ

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JPS6254459A
JPS6254459A JP60193606A JP19360685A JPS6254459A JP S6254459 A JPS6254459 A JP S6254459A JP 60193606 A JP60193606 A JP 60193606A JP 19360685 A JP19360685 A JP 19360685A JP S6254459 A JPS6254459 A JP S6254459A
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JP
Japan
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effect transistor
field effect
thin film
channel field
gaas
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Pending
Application number
JP60193606A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Oshima
弘之 大島
Hideaki Iwano
岩野 英明
Keitaro Fujimori
啓太郎 藤森
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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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
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/26Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys
    • H01L29/267Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys in different semiconductor regions, e.g. heterojunctions
    • 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
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/161Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table including two or more of the elements provided for in group H01L29/16, e.g. alloys
    • H01L29/165Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table including two or more of the elements provided for in group H01L29/16, e.g. alloys in different semiconductor regions, e.g. heterojunctions

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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〕 本発明は高速動作が可能で安価な相補型電界効果トラン
ジスタの構造に関する。
〔発明の概要〕
本発明に相補!電界効果トランジスタにおいて単結晶7
リコン(以下、81と記す。)基板上のゲルマニウム(
以下、Gθと記す)4d中にPチャネル型電界効果トラ
ンジスタを設け、かつ、ヒ化ガリウム(以下、GaAs
と記す。)薄膜中にNチャネル型電界効果トランジスタ
を設けて相補型電界効果トランジスタを構成することに
より、高速動作及び高集積化が可能で安価な相補型電界
効果トランジスタを提供するものである。
〔従来の技術〕
近年、GaAs f用いた電界効果トランジスタの開発
が活発に進められている。これはGaAs中の電子の高
い移動度を利用して、より高速動作が可能なトランジス
タを実す沌しようとするものである。
また、トランジスタの性能向上にはデバイスの微細化が
必要不可欠であるが、その限界はデバイスの発熱により
決定される。したがって、低油at力動作がOT能で発
熱の少ない相補型電界効果トランジスタの実現が霞まれ
ている。このためには[高速相補型回路用のuaA s
自己整合型PチャネルMine  IFI!:T3第4
2回デバイスリサーチ会議VI B−6(1984) 
(”’GaAs  Self−AlignedP−Ch
annel MffiS  PET  for Hlg
h−8peedComplementary C1rc
uit” 42 nd  Annual Device
Research Conference M B −
6(198A ) )のように高速に動作するPチャネ
ル型電界効果トランジスタが必要となる。
〔発明が解決しようとする間d点及び目的〕しかし、G
aAs中の正孔の移蛸度は、電子の移動E 8600 
cM/V−8に比べて、約4007/V−8と小さいた
め、高速に動作するPチャネル型′醒界効果トランジス
タの実現は不可能である。このため、相補型電界効果ト
ランジスタt?構成しても、Pチャネル型とNチャネル
型のトランジスタの特性が大きく異なり、高速動作に適
さないという問題点があった。
また、GaAsの単結晶基板は、結晶品頁が十分でなく
、しかも高1曲であるという問題点も甘わせ持っていた
本発明はこのような問題点を解決するものであり、その
目的とするところは、安価で高品質なS1基板上に設け
られ、高速動作が可目巨な相補型電界効果トランジスタ
を提供することにある。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明の相補+u K界効果トランジスタは、単結晶8
1基根上に少なくともGe薄膜とGaAs薄膜を有し、
該Gθ博膜中KPチャネル型区界効果トランジスタが設
けられ、かつ、該GFLAs薄膜中にNチャネル型区界
効果トランジスタが設けられたことを特徴とする。
〔作用〕
不発明の上記のFA成によれば1900cr/4/V・
Sという大きい正孔6動度を持つGe博膜中にPチャネ
ル型電界効果トランジスタを、また、8600ct/i
/v−8という大きい電子移動度を待つGaAs #膜
中にNチャネル型電界効果トランジスタをそれぞれ構成
して、高速動作が可能な相補型電界効果トランジスタを
、高品質で吐1曲格の81基根上に実現することができ
る。
〔実施例〕
以下、実施例に基づいて不発明の詳細な説明する。なお
、説明の便宜上、以下の例ではすべてショットキ14壁
tM電界効果トランジスタ(MKSFIT )について
説明+るが、$!鎌ゲート型′成界効果トランジスタ(
M工S F K T ) *接合観α界効来トランジス
4(、TFKT )などの他の電界効果トランジスタに
ついても同様に本発明は適用される。
41図は第1の実施例であり、不発明による4目補型電
界効果トランジスタの基本的な構造を示す断面図である
。図のように、81基板101上に、GeT′1#d1
02とGaA34m 10ろが形成され、それぞれの中
にPチャネル型電界効果トランジスタとNチャネルmg
界効果トランジスタカ設けられる。104ど105はそ
れぞれのゲート電極であり、102,105の半導体層
とショットキ障壁を形成している。層間絶縁膜106に
開口されたコンタクトホールを介して、ソース・ドレイ
ン区4107.108が設けられている。
このように構成された相補型電界効果トランジスタは、
1900cTA/v−8という大きい正孔移動度を待つ
Gθ薄膜にPチャネル型電界効果トランジスタが、また
、8600 cdi/ V’S  という大きい電子移
動度を持つGaAs薄膜にNチャネル型電界効果トラン
ジスタがそれぞれ@成され、高速動作が可能である。ま
た基板の81は、高品質で低価格であるのみならず、熱
伝導率が大きいために、トランジスタを微細比する際に
問題となる放熱効果が大きく、高集積化に通している。
特に上記のy口く、移動ばか大きく高速に動作するトラ
ンジスタでは動作中の発熱量が多く、放熱効果が重要で
ある。
第一2図は第2の実施例であり、本発明による相+lf
l型電界効果トランジスタのfsaを示す断面図である
。61基根201上に、Ge薄膜202が全面に形成さ
れ、その上にGaAs f4d 205が形成されてい
る。ゲートα4204.205はそれぞれの半導体j−
と凄し、ショットキ障壁を形成している。Nチャネルn
tllyliL効果トランジスタはGaA s薄膜20
5中に、またP4′ヤネル型電界効果トランジスタはG
e薄膜202中にそれぞれ設けられている。
本実施例の特徴は、81基板、Go博膜、 GaAaR
膜が順次積層されている点にある。Sl及びGeは共に
単一元素の半導体であるため、ストイキオメトリなどの
問題を考藏中る必要がなく、81基板上へのGe薄膜の
形成は比較的容易にできる・またGaAaは化合切半導
体であるが、格子足載及び熱膨張係数がGeと艮〈一致
し、Gei膜上へのGaAe薄膜の形成は容易である。
したがって、本実施例の構造は作製が容易であるという
特徴を有する。
第5図は第5の実施例であり、本発明による相補型電界
効果トランジスタの構造を示す断面図である。61基板
501上に、Si 、 −xGex バッファlω50
2が設けられ、その上にGθ7!!膜7.05が、さレ
ーにその上にGaAs薄膜304が形成されている。5
05,506はショットキ障壁を形成するゲート電極で
ある。11チヤネル型電界効果トランジスタB GaA
s #d 504中に、またPチャネル型区界効果トラ
ンジスタはGelわC05中にそれぞれ設けられている
不央弛例の%徴は、81基板上にE i 1− X G
 8Xバッファ層が設けられている点である。S i 
、 −xGexバッフ了律はg!厚全全体わたって単一
の組成比Xを有しても良いし、あるいは81基根との界
面でx=0.Ge薄膜との界面でX=1というように膜
厚方向に組成比Xが徐々に、変fヒしていても良い。
f!R,者の方が作製は複雑であるが、SlとGeの格
子不整合をより緩オロする点で有利である。C1とGe
の間には、4%程度の格子不整合が存在するカ、5it
−xGexバッファ層を設けることにより、これが援和
され、良質fl G e薄膜を形成することが可能とな
る。
〔発明の効果〕
不発明は次のような効果を有する。
第1に、高速動作が可能な相補型電界効果トランジスタ
をm成することができる。これは、1900tyl /
 V−8という大きい正孔移動度を持つGe薄膜にPチ
ャネル型電界効果トランジスタを、また、8600 a
d/V−8という大きい電子移m度を待つGaAs (
薄膜にNチャネル型電界効果トランジスタをそれぞれ構
成することによる。slの正孔移動[480ffl/V
−8、電子移7y 1550 o4/V・Sと比較すれ
ば、本発明による相補型電界効果トランジスタがいかに
高速にwJt′F−するか容易に推察できる。またGe
とGaA3は格子足載及び熱l彫張率が良く一致し、良
質な薄膜を得る点で有効である。
第2に、高品質・大口径で安価なS1ウエノ・を使用す
ることができる。周知の如く、S1ウエハは、半導体来
積回路からの需要を背景に、大口径で良質な4結晶基板
として極めて安価に供給されている0その品質はGaA
El 基板に比べて格段に浸れており安定している。し
かも原料1lSt無尽蔵に存在する。このように優れた
S L A IkL fil”使用することができる点
は大きな長所である。
第3に、高速動作が可能な相補型電界効果トランジスタ
を、放熱効果の高い81基版上に構成するため、より高
集積化が可能で今る。トランジスタの集積化の限界は自
らの発熱により失まると言われているが、本発明のよう
な高速トランジスタでは必然的に動作を流が大きくなる
ため発熱量が多くなる。このため一般には画集積比には
不利であるが、本発明でに放熱効果の高い81基版を用
いるため、より高集積化が可能である。Slは例えばG
aAsに比べて5倍もの熱伝導率を有している。すなわ
ち、本発明のように高移動度材料を用いた高速電界効果
トランジスタは、81基板上に形成して初めて高集積化
に逓した構成となる。また、将来、順方向の大電流を利
用した発光デバイスを集積した光電子集積回路(OKI
C)を構成する際にも有利である。
以上述べた如く、本発明は数多くの優れた効果を有する
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第6図は本発明による相補型電界効果
トランジスタの構造を示す断面図である。 101.201,501・・・81基版102.202
.505・”GeJ膜 105.203.5 Q 4 ・−0aAs薄膜502
         −−・Si、−xGex バッフ了
1′#15コl弓ムっ。ヱ比山仁− new tq☆131J←ラシン°ス9.さハ七す邑第
−り区 )1・S:1石に オ@*Vt1%カ東トラシジ〕しり・mlAI号1ンj
−tv      p+〒〉工1υjoJ&”!拳。 ス弓m !! @、 %動態しランシ”λ9Q■訂1−
鵠第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 単結晶シリコン基板上に少なくともゲルマニウム薄膜と
    ヒ化ガリウム薄膜を有し、該ゲルマニウム薄膜中にPチ
    ャネル型電界効果トランジスタが設けられ、かつ、該ヒ
    化ガリウム薄膜中にNチャネル型電界効果トランジスタ
    が設けられたことを特徴とする相補型電界効果トランジ
    スタ。
JP60193606A 1985-09-02 1985-09-02 相補型電界効果トランジスタ Pending JPS6254459A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155571A (en) * 1990-08-06 1992-10-13 The Regents Of The University Of California Complementary field effect transistors having strained superlattice structure
EP1089338A2 (en) * 1999-07-29 2001-04-04 STMicroelectronics, Inc. CMOS circuit of GaAs/Ge on Si substrate
JP2009099956A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Samsung Electronics Co Ltd Cmos素子及びその製造方法
JP2012516037A (ja) * 2009-01-20 2012-07-12 レイセオン カンパニー シリコン基板上に形成されるcmosデバイスおよびiii−v族デバイスのための電気コンタクト
US11411091B2 (en) * 2019-06-11 2022-08-09 Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences Structure of stacked gate-all-around nano-sheet CMOS device and method for manufacturing the same

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155571A (en) * 1990-08-06 1992-10-13 The Regents Of The University Of California Complementary field effect transistors having strained superlattice structure
EP1089338A2 (en) * 1999-07-29 2001-04-04 STMicroelectronics, Inc. CMOS circuit of GaAs/Ge on Si substrate
US6531351B2 (en) 1999-07-29 2003-03-11 Stmicroelectronics, Inc. Method for forming a CMOS circuit of GaAS/Ge on Si substrate
US6563143B2 (en) * 1999-07-29 2003-05-13 Stmicroelectronics, Inc. CMOS circuit of GaAs/Ge on Si substrate
US6689677B2 (en) 1999-07-29 2004-02-10 Stmicroelectronics, Inc. CMOS circuit of GaAs/Ge on Si substrate
EP1089338A3 (en) * 1999-07-29 2005-03-23 STMicroelectronics, Inc. CMOS circuit of GaAs/Ge on Si substrate
JP2009099956A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Samsung Electronics Co Ltd Cmos素子及びその製造方法
JP2012516037A (ja) * 2009-01-20 2012-07-12 レイセオン カンパニー シリコン基板上に形成されるcmosデバイスおよびiii−v族デバイスのための電気コンタクト
US11411091B2 (en) * 2019-06-11 2022-08-09 Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences Structure of stacked gate-all-around nano-sheet CMOS device and method for manufacturing the same

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