JPS63224368A - 電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents
電界効果トランジスタの製造方法Info
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- JPS63224368A JPS63224368A JP5803587A JP5803587A JPS63224368A JP S63224368 A JPS63224368 A JP S63224368A JP 5803587 A JP5803587 A JP 5803587A JP 5803587 A JP5803587 A JP 5803587A JP S63224368 A JPS63224368 A JP S63224368A
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Landscapes
- 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。
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〕
本発明はへテロ接合を有する電界効果トランジスタの製
造方法に関する。
造方法に関する。
アンドープＧａＡｓとアンドープＡｆＧａＡｓの間に設
けられた高濃度ｎ型ＧａＡｓ層を動作層とするペテロ接
合電界効果トランジスタは、電流駆動能力が大きく配線
容量などの容量の大きい集積回路の基本素子として有望
視されている。
けられた高濃度ｎ型ＧａＡｓ層を動作層とするペテロ接
合電界効果トランジスタは、電流駆動能力が大きく配線
容量などの容量の大きい集積回路の基本素子として有望
視されている。
第２図はこのトランジスタの基本構造を説明するための
断面図である。
断面図である。
第２図において、２１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２２は
アンドープＡｅＧａＡｓ層、２５は高濃度ｎ型ＧａＡｓ
１ｌ、２４はアンドープＡＪ？ＧａＡｓ層、２５はショ
ットキーゲート電極、２６及び２７はオーミック電極で
あり、ショットキーゲート電極に印加する電圧を変化さ
せることにより、高濃度ｎ型ＧａＡｓ層２３の実効的抵
抗値を変化させ、オーミック電極２６と２７の間を流れ
る電流を制御するものである。
アンドープＡｅＧａＡｓ層、２５は高濃度ｎ型ＧａＡｓ
１ｌ、２４はアンドープＡＪ？ＧａＡｓ層、２５はショ
ットキーゲート電極、２６及び２７はオーミック電極で
あり、ショットキーゲート電極に印加する電圧を変化さ
せることにより、高濃度ｎ型ＧａＡｓ層２３の実効的抵
抗値を変化させ、オーミック電極２６と２７の間を流れ
る電流を制御するものである。
従来、このトランジスタの半導体層、すなわち、アンド
ープＧａＡｓ層２２、高濃度ｎ型ＧａＡｓＪ’１２３及
びアンドープＡｅＧａＡｓ層２４は、半絶縁性ＧａＡｓ
基板２１上にエピタキシャル成長させて形成していた。
ープＧａＡｓ層２２、高濃度ｎ型ＧａＡｓＪ’１２３及
びアンドープＡｅＧａＡｓ層２４は、半絶縁性ＧａＡｓ
基板２１上にエピタキシャル成長させて形成していた。
電界効果トランジスタ（以後、ＦＥＴと記す。）を基本
素子といて用いた集積回路の基本ゲート回路としては、
いくつかの種類のものが提案されている。その中で特に
消費電力が少なく大規模化に適しているＤＣＦＬ （Ｄ
ｉｒｅｃｔ Ｃｏｕｐｌｅｄ ＦＥＴ Ｌｏｇｉｃ）
回路を構成するには、駆動用素子としてのノーマリオン
型のＦＥＴと負荷用素子としてのノーマリオフ型のＦＥ
Ｔを同一基板上に形成する必要がある。
素子といて用いた集積回路の基本ゲート回路としては、
いくつかの種類のものが提案されている。その中で特に
消費電力が少なく大規模化に適しているＤＣＦＬ （Ｄ
ｉｒｅｃｔ Ｃｏｕｐｌｅｄ ＦＥＴ Ｌｏｇｉｃ）
回路を構成するには、駆動用素子としてのノーマリオン
型のＦＥＴと負荷用素子としてのノーマリオフ型のＦＥ
Ｔを同一基板上に形成する必要がある。
しかしながら、従来の製造方法によれば、高濃度ｎ型Ｇ
ａＡｓ層２３が選択的に形成されないため、ノーマリオ
フ型ＦＥＴとノーマリオン型ＦＥＴを同一基板上に形成
することは不可能であった。
ａＡｓ層２３が選択的に形成されないため、ノーマリオ
フ型ＦＥＴとノーマリオン型ＦＥＴを同一基板上に形成
することは不可能であった。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、同一基板上に形
成され、ノーマリオン型とノーマリオフ型のへテロ構造
を有する電界効果トランジスタの製造方法を提供するこ
とにある。
成され、ノーマリオン型とノーマリオフ型のへテロ構造
を有する電界効果トランジスタの製造方法を提供するこ
とにある。
本発明の電界効果トランジスタの製造方法は、半絶縁性
ガリウム砒素基板上に少なくともアンドープ・ガリウム
砒素層と高濃度ｎ型ガリウム砒素層とアンドープ・アル
ミニウムガリウム砒素層を順次エピタキシャル成長させ
る工程と、所望の領域にガリウム砒素中でドナーとなる
元素を少なくとも前記高濃度ｎ型ガリウム砒素層の存在
する深さまでイオン注入する工程と、イオン注入された
元素を電気的に活性化させるために熱処理を施す工程と
を含んで構成される。
ガリウム砒素基板上に少なくともアンドープ・ガリウム
砒素層と高濃度ｎ型ガリウム砒素層とアンドープ・アル
ミニウムガリウム砒素層を順次エピタキシャル成長させ
る工程と、所望の領域にガリウム砒素中でドナーとなる
元素を少なくとも前記高濃度ｎ型ガリウム砒素層の存在
する深さまでイオン注入する工程と、イオン注入された
元素を電気的に活性化させるために熱処理を施す工程と
を含んで構成される。
本発明においては、所望の領域にのみ選択的に元素をイ
オン注入することにより、同一基板上にしきい値電圧の
異なるＦＥＴを同時に作ることができる。
オン注入することにより、同一基板上にしきい値電圧の
異なるＦＥＴを同時に作ることができる。
以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図である。
めの工程順に示した半導体チップの断面図である。
まず第１図（ａ）に示すように、°半絶縁性ＧａＡｓ基
板１１上に、キャリア密度Ｉ Ｘ １０ ”ｃｉ’。
板１１上に、キャリア密度Ｉ Ｘ １０ ”ｃｉ’。
厚さ１μｍのアンドープＧａＡｓ層１２とキャリア密度
２Ｘ１０１８Ｃ１１−３，厚さ８０人の高濃度ｎ型Ｇａ
Ａｓ層１３及び厚さ１３０人のアンドープＡ ｌ！ ｏ
、ｓ Ｇ ａｏ、７Ａ ｓ層１４を順次分子線エピタキ
シャル法により連続的に成長させて形成する。
２Ｘ１０１８Ｃ１１−３，厚さ８０人の高濃度ｎ型Ｇａ
Ａｓ層１３及び厚さ１３０人のアンドープＡ ｌ！ ｏ
、ｓ Ｇ ａｏ、７Ａ ｓ層１４を順次分子線エピタキ
シャル法により連続的に成長させて形成する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、所望の領域に開口部
１５を設けたホトレジスト１６を形成した後、Ｓｉイオ
ンを、例えば加速エネルギー２５ｋｅＶで、４Ｘ１０１
２個／ｃｍ２注入する。この時の加速エネルギーは、Ｓ
ｉイオンが少なくとも高濃度ｎ ｆ！：ｉＧ ａ Ａ
ｓ層１３に到達するように設定する。
１５を設けたホトレジスト１６を形成した後、Ｓｉイオ
ンを、例えば加速エネルギー２５ｋｅＶで、４Ｘ１０１
２個／ｃｍ２注入する。この時の加速エネルギーは、Ｓ
ｉイオンが少なくとも高濃度ｎ ｆ！：ｉＧ ａ Ａ
ｓ層１３に到達するように設定する。
次に、第１図（Ｃ）に示すように、ホトレジスト１６を
除去した後、例えば厚さ２０００人の５ｉ０２膜を保護
膜として水素雰囲気中で８００℃、２０分間の熱処理を
行ない、イオン注入された元素を電気的に活性化させ、
ドナーが加えられた高濃度ｎ型ＧａＡｓ層１７を形成し
たのち保護膜を除去する。
除去した後、例えば厚さ２０００人の５ｉ０２膜を保護
膜として水素雰囲気中で８００℃、２０分間の熱処理を
行ない、イオン注入された元素を電気的に活性化させ、
ドナーが加えられた高濃度ｎ型ＧａＡｓ層１７を形成し
たのち保護膜を除去する。
この後第１図（ｄ）に示すように例えばメサエッチング
による素子間分離、ゲート電極１８及びオーミック電極
１９の形成を行ない、ＦＥＴを完成させる。
による素子間分離、ゲート電極１８及びオーミック電極
１９の形成を行ない、ＦＥＴを完成させる。
このようにして形成されたＦＥＴのしきい値電圧は−０
，５Ｖであった。一方、同一基板上で高濃度ｎ型ＧａＡ
ｓ層にＳｉイオンが注入されていない領域に形成された
ＦＥＴのしきい値電圧は＋Ｏ，ＩＶであり、同一基板上
にノーマリオン型とノーマリオフ型という異なるしきい
値電圧を持つ、ヘテロＦＥＴが形成された。
，５Ｖであった。一方、同一基板上で高濃度ｎ型ＧａＡ
ｓ層にＳｉイオンが注入されていない領域に形成された
ＦＥＴのしきい値電圧は＋Ｏ，ＩＶであり、同一基板上
にノーマリオン型とノーマリオフ型という異なるしきい
値電圧を持つ、ヘテロＦＥＴが形成された。
なお、上記実施例では、ゲート電極とオーミッり電極の
間の寄生抵抗低減のための高濃度ｎ型領域の形成は行な
われなかったが、可能であることは言うまでもない。こ
の場合、動作層に注入されたイオンの活性化のための熱
処理を、寄生抵抗低減のために注入されたイオンの活性
化のための熱処理と同時に行なうことが可能である。
間の寄生抵抗低減のための高濃度ｎ型領域の形成は行な
われなかったが、可能であることは言うまでもない。こ
の場合、動作層に注入されたイオンの活性化のための熱
処理を、寄生抵抗低減のために注入されたイオンの活性
化のための熱処理と同時に行なうことが可能である。
また半導体層として、表面にアンドープＡｌＧａＡｓが
露出した構造を用いたが、さらに、こと上にアンドープ
ＧａＡｓ層が積層された構造を用いてもよい。
露出した構造を用いたが、さらに、こと上にアンドープ
ＧａＡｓ層が積層された構造を用いてもよい。
以上説明したように、本発明により製造されなヘテロ接
合を有する電界効果トランジスタのしきい値電圧は、イ
オン注入により動作層に加えらえたドナーの量により制
御できるため、同一基板上に異なるしきい値電圧を持つ
電界効果トランジスタが形成できるという効果を有する
。
合を有する電界効果トランジスタのしきい値電圧は、イ
オン注入により動作層に加えらえたドナーの量により制
御できるため、同一基板上に異なるしきい値電圧を持つ
電界効果トランジスタが形成できるという効果を有する
。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第２図は従
来のへテロ接合を有する電界効果トランジスタの製造法
を説明するための断面図である。 １１．２１・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板、１２゜２２・
・・アンドープＧａＡｓ層、１４．２４・・・アンドー
プＡｊ’ＧａＡｓ層、１５・・・開口部、１６・・・ホ
トレジスト、１７・・・ドナーが加えられた高濃度ｎ型
ＧａＡｓ［，１８，２５・・・ゲート電極、１９゜２６
．２７・・・オーミック電極。 男１図 ２５ ショットキーゲ°−Ｌ電、繕 千２図
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第２図は従
来のへテロ接合を有する電界効果トランジスタの製造法
を説明するための断面図である。 １１．２１・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板、１２゜２２・
・・アンドープＧａＡｓ層、１４．２４・・・アンドー
プＡｊ’ＧａＡｓ層、１５・・・開口部、１６・・・ホ
トレジスト、１７・・・ドナーが加えられた高濃度ｎ型
ＧａＡｓ［，１８，２５・・・ゲート電極、１９゜２６
．２７・・・オーミック電極。 男１図 ２５ ショットキーゲ°−Ｌ電、繕 千２図
Claims (1)
- 半絶縁性ガリウム砒素基板上に少なくともアンドープ・
ガリウム砒素層と高濃度ｎ型ガリウム砒素層とアンドー
プ・アルミニウムガリウム砒素層を順次エピタキシャル
成長させる工程と、所望の領域にガリウム砒素中でドナ
ーとなる元素を少なくとも前記高濃度ｎ型ガリウム砒素
層の存在する深さまでイオン注入する工程と、イオン注
入された元素を電気的に活性化させるために熱処理を施
す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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5803587A JPS63224368A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5803587A JPS63224368A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63224368A true JPS63224368A (ja) | 1988-09-19 |
Family
ID=13072680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5803587A Pending JPS63224368A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63224368A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008072312A1 (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Shimadzu Corporation | 放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法 |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP5803587A patent/JPS63224368A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008072312A1 (ja) * | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Shimadzu Corporation | 放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法 |
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