KR100616311B1 - Transistor of semiconductor element and a method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 반절연 기판 상에 완충층, 제1 실리콘 도핑층, 제1 전도층, 상기 제1 실리콘 도핑층과 다른 도핑 농도를 가지는 제2 실리콘 도핑층 및 제2 전도층이 순차적으로 적층된 에피 기판과, 상기 제1 실리콘 도핑층의 소정 깊이까지 침투되도록 상기 제2 전도층의 양측 상에 형성되어 오믹 접촉을 형성하는 소오스 전극 및 드레인 전극과, 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극 사이의 제2 전도층 상에 형성되어 상기 제2 전도층과 콘택을 형성하는 게이트 전극이 포함되되, 상기 게이트 전극과 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극간에는 절연막에 의해 전기적으로 절연되며, 상기 게이트 전극의 상부가 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극 중 적어도 하나에 소정부분 중첩되어 형성됨으로써, 게이트 턴-온 전압의 증가, 항복전압의 증가 및 수평전도성분의 감소로 인하여 스위치 소자에 인가되는 최대전압한계값을 증가시켜 스위치 장치의 파워수송능력의 개선에 따른 고전력 저왜곡 특성 및 격리도의 증가를 기대할 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transistor of a semiconductor device and a method of manufacturing the same, wherein a buffer layer, a first silicon doping layer, a first conductive layer, and a second silicon doping layer having a different doping concentration from the first silicon doping layer are provided on a semi-insulating substrate. An epitaxial substrate on which a second conductive layer is sequentially stacked, a source electrode and a drain electrode formed on both sides of the second conductive layer so as to penetrate to a predetermined depth of the first silicon doped layer to form an ohmic contact; A gate electrode formed on the second conductive layer between the source electrode and the drain electrode to form a contact with the second conductive layer, wherein the gate electrode and the source electrode and the drain electrode are electrically insulated by an insulating film. The upper portion of the gate electrode is formed by overlapping a predetermined portion on at least one of the source electrode and the drain electrode, Increasing the maximum voltage limit applied to the switch element due to the increase of the gate turn-on voltage, the breakdown voltage, and the decrease in the horizontal conduction component to increase the high power and low distortion characteristics and the isolation according to the improvement of the power transport capability of the switch device. You can expect the effect.

반도체 소자, 삽입 손실, 게이트 전극, 저손실 스위치, 고속 스위치 Semiconductor Devices, Insertion Loss, Gate Electrodes, Low Loss Switches, High Speed Switches

Description

반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조방법{Transistor of semiconductor element and a method for fabricating the same}Transistor of semiconductor element and a method for fabricating the same

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터를 설명하기 위한 개략적인 단면도.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a transistor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b는 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 온(ON)-상태와 오프(OFF)-상태에서 입력전력에 따른 출력전력 및 격리도 특성을 각각 나타내는 그래프.2A and 2B are graphs illustrating output power and isolation characteristics according to input power in the transistor ON-state and the OFF-state of the semiconductor device according to the prior art and the embodiment of the present invention, respectively.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터의 우수성을 비교하기 위한 4 SPDT(Single-Pole-Double-Throw) 스위치를 개략적으로 설명하기 위한 회로도.3 is a circuit diagram schematically illustrating a four single-pole-double-throw (SPDT) switch for comparing the superiority of transistors of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터를 사용한 SPDT 회로에서의 입력전력에 따른 출력 전력, 격리도 및 삽입손실 특성을 각각 나타내는 그래프.4A and 4B are graphs showing output power, isolation, and insertion loss characteristics according to input power in an SPDT circuit using a transistor of a semiconductor device according to the prior art and the present invention, respectively.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

10 : 반절연 기판, 20 : 완충층,10: semi-insulating substrate, 20: buffer layer,

21 : AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층, 23 : AlGaAs 버퍼층,21: AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer, 23: AlGaAs buffer layer,

30 : 제1 실리콘 도핑층, 40 : 제1 전도층,30: first silicon doped layer, 40: first conductive layer,

41 : 제1 스페이서, 43 : 채널층,41: first spacer, 43: channel layer,

45 : 제2 스페이서, 50 : 제2 실리콘 도핑층,45: second spacer, 50: second silicon doped layer,

60 : 제2 전도층, 61 : 쇼트키 콘택층,60: second conductive layer, 61: schottky contact layer,

63 : 캡층, 70 : 소오스 전극,63: cap layer, 70: source electrode,

80 : 드레인 전극, 90 : 게이트 전극,80: drain electrode, 90: gate electrode,

100 : 제1 절연막층, 110 : 제2 절연막층,100: first insulating film layer, 110: second insulating film layer,

120 : 금속패턴120: metal pattern

본 발명은 고전력 고주파 신호의 제어에 이용되는 화합물 반도체 스위치 MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit)의 핵심 소자인 화합물 반도체 스위치 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저삽입손실, 고격리도, 고스위칭속도와 함께 고전력 저왜곡 고주파 제어회로의 설계 및 제작에 적합한 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compound semiconductor switch device which is a key element of a compound semiconductor switch MMIC (Microwave Monolithic Integrated Circuit) used in the control of a high power high frequency signal, and a method of manufacturing the same. The present invention relates to a transistor of a semiconductor device suitable for designing and manufacturing a high power low distortion high frequency control circuit together with a switching speed, and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 휴대 전화기나 무선랜(wireless LAN) 등의 이동통신 기기에서는 GHz 대역의 마이크로파를 이용하는 경우가 많고, 안테나의 전환회로나 송수신 전환회로 등으로 이러한 고주파 신호를 전환하기 위한 스위치 소자가 이용되는 경우가 많다.In general, a mobile communication device such as a cellular phone or a wireless LAN often uses microwaves in the GHz band, and a switch element for switching such a high frequency signal using an antenna switching circuit or a transmission / reception switching circuit is used. There are many cases.

이러한 스위치 소자로는 고주파 대역에서 전송 특성과 낮은 소모전류 및 구 동전압 특성이 양호하며 바이어스회로가 간단하고 다중포트의 구현과 집적화가 용이하기 때문에 화합물 반도체 트랜지스터인 고전자 이동도 트랜지스터(High Electron Mobility Transistor, HEMT) 또는 금속-반도체 전계효과 트랜지스터(MEtal-Semiconductor Field Effect Transistor, MESFET) 등과 같은 전계효과 트랜지스터(FET)를 주로 이용한다.These switch elements are high electron mobility transistors, which are compound semiconductor transistors, because they have good transmission characteristics, low current consumption, and driving voltage characteristics in high frequency bands, simple bias circuits, and easy implementation and integration of multiple ports. Field Effect Transistors (FETs) such as Transistors, HEMTs, or Metal-Semiconductor Field Effect Transistors (MESFETs) are mainly used.

또한, 고주파 스위치 회로에서는 삽입손실(insertion loss)을 될 수 있는 한 작게 하고, 격리도(isolation)와 스위칭속도를 향상시키는 것이 요구되며, 특히 셀룰러나 아날로그 단말기용 전파 제어회로를 위해서는 선형성이 우수한 고전력 스위치 소자의 설계가 매우 중요하다.In addition, high frequency switch circuits require insertion loss to be as small as possible, and to improve isolation and switching speed, and particularly high power with excellent linearity for radio wave control circuits for cellular or analog terminals. The design of the switch element is very important.

종래 기술에서는 삽입손실을 줄이기 위하여 회로에 사용되는 트랜지스터 채널의 불순물 농도나 그 폭을 될 수 있는 한 크게 설계하여 채널영역의 저항을 줄이는 방법을 선택하였다.In the prior art, in order to reduce the insertion loss, a method of reducing the resistance of the channel region was selected by designing the impurity concentration or the width of the transistor channel used in the circuit as large as possible.

그러나, 게이트 전극과 채널영역 사이에서 형성되는 쇼트키 콘택에 기인되는 정전용량이 커져 이곳으로부터 고주파의 입력신호가 누설되어 격리도를 오히려 악화시키는 문제점이 있다.However, there is a problem that the capacitance caused by the Schottky contact formed between the gate electrode and the channel region is increased, and the high frequency input signal leaks from the leakage, thereby degrading the isolation.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 회로 설계 과정에서 션트(shunt) 트랜지스터를 설치하여 격리도를 개선하는 방법도 있으나, 칩 사이즈가 커져 비용이 증가하는 또 다른 문제점을 야기한다.In order to solve this problem, conventionally, there is a method of improving isolation by installing a shunt transistor in a circuit design process, but it causes another problem that the cost increases due to the large chip size.

따라서, 종래에는 저전력 스위치 소자를 이용하여 전력구동능력(power handling capability)이 개선된 고전력 고주파 제어회로를 제작하기 위하여 1) 임 피던스 변환 기술(impedance transformation technique), 2) stacked FETs method, 3) LC 공진회로 기술(LC resonant circuit technique)과 같은 회로설계 기법을 사용하거나, 4) squeezed-gate FET structure, 5) two kinds of pinch-off voltage FET structure, 5) 다중게이트구조(multigate structure)와 같은 소자 구조의 변경 기법을 주로 사용하였다.Therefore, in order to fabricate a high power high frequency control circuit with improved power handling capability using a low power switch device, 1) an impedance transformation technique, 2) a stacked FETs method, and 3) Using circuit design techniques such as LC resonant circuit technique, or 4) squeezed-gate FET structure, 5) two kinds of pinch-off voltage FET structure, and 5) multigate structure. The technique of changing the device structure is mainly used.

그러나, 회로설계 기법을 이용할 경우 4/λ 트랜스포머의 전송선로, 사용되는 다수의 FET, 스위치 소자의 주변에 추가되는 인덕터나 캐패시터로 인하여 칩 사이즈가 커져 비용이 증가하는 또 다른 문제점을 야기할 뿐만 아니라 종래의 소자 구조변경 기법을 이용할 경우에는 부가적인 마스크 공정, 소오스-드레인 간격의 증가로 인하여 회로설계 기법과 마찬가지로 칩의 제조단가가 증가하는 문제점을 야기한다.However, when using the circuit design technique, the transmission line of the 4 / λ transformer, the large number of FETs used, and the inductor or capacitor added to the periphery of the switch element increase the chip size, which causes another cost increase. In case of using the conventional device restructuring technique, the manufacturing cost of the chip increases like the circuit design technique due to the additional mask process and the increase of the source-drain spacing.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 온(ON)-상태의 삽입손실이 감소되고 오프(OFF)-상태의 격리도가 증가되도록 에피 기판의 구조를 최적화한 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to optimize the structure of the epi substrate so that the insertion loss in the ON-state is reduced and the isolation in the OFF-state is increased. A transistor of a device and a method of manufacturing the same are provided.

본 발명의 다른 목적은 게이트-드레인 항복전압 특성을 개선하여 스위치 동작 시 더 큰 RF 전압 스윙을 가능하게 하며, 저전압 동작이 가능한 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to improve a gate-drain breakdown voltage characteristic to allow a larger RF voltage swing during a switch operation, and to provide a transistor of a semiconductor device capable of low voltage operation and a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 인가되는 고주파 신호가 높을 경우에도 RF 스윙에 의하여 게이트 전극에 유도되는 양의 값인 유효 게이트 전압을 줄여주어 전력특성과 왜곡특성이 우수한 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a transistor of a semiconductor device having excellent power characteristics and distortion characteristics, and a method of manufacturing the same, by reducing an effective gate voltage, which is a positive value induced by an RF swing to a gate electrode even when an applied high frequency signal is high. It is.

본 발명의 또 다른 목적은 고전력 스위치 회로를 제작함에 있어서 트랜지스터 주변에 인덕터와 캐패시터로 구성된 회로를 추가함에 따른 칩 크기의 증가를 줄여주는 소형의 경제적인 회로를 설계하고 제작할 수 있는 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a transistor of a semiconductor device capable of designing and manufacturing a compact and economical circuit that reduces the increase in chip size by adding a circuit composed of an inductor and a capacitor around a transistor in manufacturing a high power switch circuit. It is to provide a method of manufacturing the same.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 반절연 기판 상에 완충층, 제1 실리콘 도핑층, 제1 전도층, 상기 제1 실리콘 도핑층과 다른 도핑 농도를 가지는 제2 실리콘 도핑층 및 제2 전도층이 순차적으로 적층된 에피 기판; 상기 제1 실리콘 도핑층의 소정 깊이까지 침투되도록 상기 제2 전도층의 양측 상에 형성되어 오믹 접촉을 형성하는 소오스 전극 및 드레인 전극; 및 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극 사이의 제2 전도층 상에 형성되어 상기 제2 전도층과 콘택을 형성하는 게이트 전극이 포함되되, 상기 게이트 전극과 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극간에는 절연막에 의해 전기적으로 절연되며, 상기 게이트 전극의 상부가 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극 중 적어도 하나에 소정부분 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터를 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a second silicon doped layer having a doping concentration different from that of the buffer layer, the first silicon doped layer, the first conductive layer, and the first silicon doped layer on a semi-insulated substrate. And an epitaxial substrate on which the second conductive layer is sequentially stacked; A source electrode and a drain electrode formed on both sides of the second conductive layer to penetrate to a predetermined depth of the first silicon doped layer to form an ohmic contact; And a gate electrode formed on a second conductive layer between the source electrode and the drain electrode to form a contact with the second conductive layer, wherein the gate electrode is electrically connected to the source electrode and the drain electrode by an insulating film. The semiconductor device is insulated from each other, and an upper portion of the gate electrode is formed to overlap at least one of the source electrode and the drain electrode.

여기서, 상기 게이트 전극의 상부가 상기 소오스 전극과 소정부분 중첩되도록 'ㄱ'자 형상으로 이루어짐이 바람직하다.Here, the upper portion of the gate electrode is preferably made of a 'b' shape so as to overlap a predetermined portion of the source electrode.

바람직하게는, 상기 게이트 전극의 상부가 상기 드레인 전극과 소정부분 중 첩되도록 감마(Γ) 형상을 가진다.Preferably, the gate electrode has a gamma (Γ) shape such that an upper portion of the gate electrode is overlapped with the drain electrode.

바람직하게는, 상기 게이트 전극의 상부가 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극과 각각 소정부분 중첩되도록 'T'자 형상을 가진다.Preferably, the gate electrode has a 'T' shape such that an upper portion of the gate electrode overlaps a predetermined portion of the source electrode and the drain electrode, respectively.

본 발명의 제2 측면은, (a) 반절연 기판 상에 완충층, 제1 실리콘 도핑층, 제1 전도층, 상기 제1 실리콘 도핑층과 다른 도핑 농도를 가지는 제2 실리콘 도핑층 및 제2 전도층을 순차적으로 적층하는 단계; (b) 상기 제2 전도층 상에 금속 박막을 형성하여 상기 제1 실리콘 도핑층의 소정 깊이까지 침투되도록 오믹 접촉을 형성하기 위한 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; (c) 상기 제2 전도층의 일부분을 소정 깊이로 식각하는 단계; 및 (d) 상기 결과물의 전체 상부면에 식각된 상기 제2 전도층의 소정영역이 노출되도록 제1 절연막을 형성하는 단계; (e) 노출된 상기 제2 전도층 상에 게이트 전극을 형성하되, 상기 게이트 전극의 상부를 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극 중 적어도 하나에 소정부분 중첩하게 형성하는 단계; 및 (f) 상기 결과물의 전체 상부면에 제2 절연막을 형성한 후, 상기 소오스 및 드레인 전극의 소정영역이 노출되도록 상기 제1 및 제2 절연막을 제거하고, 노출된 상기 소오스 및 드레인 전극 상에 소정의 금속패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 반도체 소자의 트랜지스터 제조방법을 제공하는 것이다.According to a second aspect of the present invention, (a) a buffer layer, a first silicon doped layer, a first conductive layer, a second silicon doped layer and a second conductive layer having a different doping concentration from the first silicon doped layer are provided on the semi-insulated substrate. Stacking the layers sequentially; (b) forming a metal thin film on the second conductive layer to form a source electrode and a drain electrode for forming an ohmic contact to penetrate to a predetermined depth of the first silicon doped layer; (c) etching a portion of the second conductive layer to a predetermined depth; And (d) forming a first insulating film to expose a predetermined region of the second conductive layer etched on the entire upper surface of the resultant product. (e) forming a gate electrode on the exposed second conductive layer, wherein an upper portion of the gate electrode overlaps at least one of the source electrode and the drain electrode; And (f) forming a second insulating film on the entire upper surface of the resultant, and then removing the first and second insulating films so that predetermined regions of the source and drain electrodes are exposed, and on the exposed source and drain electrodes. It is to provide a transistor manufacturing method of a semiconductor device comprising the step of forming a predetermined metal pattern.

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 그러나 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms and should not be construed that the scope of the present invention is limited by the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 온(ON)-상태의 삽입손실을 줄이기 위하여 채널층의 평균 도핑 농도를 증가시키고, 오프(OFF)-상태의 격리도를 증가시키기 위하여 게이트의 항복전압과 턴-온(turn-on) 전압을 증가시킴과 동시에 채널층 누설전류 성분을 줄일 수 있도록 에피 구조를 최적화 한다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a transistor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. An average doping concentration of a channel layer is increased to reduce an insertion loss in an on-state, and is turned off. The epistructure is optimized to reduce the channel layer leakage current component while increasing the gate breakdown and turn-on voltages to increase the isolation of the -state.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 즉, 고전력 고주파 스위치 소자는 GaAs 반절연 기판(10) 상에 완충층(20), 제1 실리콘 도핑층(Si planar doping)(30), 제1 전도층(40), 상기 제1 실리콘 도핑층(30)과 다른 도핑 농도를 가지는 제2 실리콘 도핑층(Si planar doping)(50) 및 제2 전도층(60)이 순차적으로 적층된 에피 기판(epitaxy substrate)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a transistor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, that is, a high power high frequency switch device, may include a buffer layer 20 and a first silicon doping layer (Si planar doping) on a GaAs semi-insulating substrate 10. 30), the first conductive layer 40, the second planar doping layer 50 having a different doping concentration from the first silicon doping layer 30, and the second conductive layer 60 are sequentially Stacked epitaxial substrates.

또한, 상기 제1 실리콘 도핑층(30)의 소정 깊이까지 침투되도록 상기 제2 전도층(60)의 양측에 형성되어 오믹 접촉을 형성하는 소오스 전극(70) 및 드레인 전극(80)을 포함하며, 상기 소오스 전극(70) 및 상기 드레인 전극(80) 사이의 제2 전도층(60) 상에 형성되어 상기 제2 전도층(60)과 콘택을 형성하는 게이트 전극(90)을 포함한다.In addition, a source electrode 70 and a drain electrode 80 are formed on both sides of the second conductive layer 60 so as to penetrate to a predetermined depth of the first silicon doped layer 30 to form an ohmic contact. And a gate electrode 90 formed on the second conductive layer 60 between the source electrode 70 and the drain electrode 80 to form a contact with the second conductive layer 60.

또한, 상기 게이트 전극(90)과 상기 소오스 전극(70) 및 상기 드레인 전극(80)간에 서로 전기적으로 절연시키기 위한 실리콘질화물(SiNx) 유전체 즉, 제1 절연막층(100) 및 제2 절연막층(110)을 포함하며, 상기 소오스 전극(70) 및 상기 드 레인 전극(80) 상에 각각 형성되는 소정의 금속패턴(120)을 포함한다.In addition, a silicon nitride (SiNx) dielectric, that is, a first insulating layer 100 and a second insulating layer for electrically insulating the gate electrode 90, the source electrode 70, and the drain electrode 80 from each other. And a predetermined metal pattern 120 formed on the source electrode 70 and the drain electrode 80, respectively.

여기서, 상기 완충층(20)은 상기 반절연 기판(10)의 상부에 형성되며, 에피택셜 성장 시 누설전류를 방지하기 위한 AlGaAs/GaAs 초격자(superlattice) 버퍼층(21)과, 상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(21)의 상부에 비도핑 AlGaAs로 형성된 AlGaAs 버퍼층(i-AlGaAs)(23)으로 이루어진다.Here, the buffer layer 20 is formed on the semi-insulating substrate 10, the AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer 21 and the AlGaAs / GaAs second to prevent leakage current during epitaxial growth An AlGaAs buffer layer (i-AlGaAs) 23 formed of undoped AlGaAs on the lattice buffer layer 21 is formed.

상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(21)은 약 30Å 내지 50Å 두께의 AlGaAs층과 약 30Å 내지 50Å 두께의 GaAs층을 약 30주기 내지 50주기 반복되어 형성됨이 바람직하다.The AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer 21 is preferably formed by repeating an AlGaAs layer having a thickness of about 30 μs to 50 μs and a GaAs layer having a thickness of about 30 μs to 50 μs by about 30 to 50 cycles.

또한, 상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(21) 중의 AlGaAs층에서 성장된 결정의 질과 채널층 캐리어 구속(carrier confinement) 능력을 높이기 위하여 성장되는 결정질의 Al의 조성비는 Ga의 조성비보다 작게 예컨대, 약 0.3 몰비 이하로 함유되어 형성됨이 바람직하다.In addition, in order to increase the quality of crystals grown in the AlGaAs layer and the channel layer carrier confinement capability in the AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer 21, the composition ratio of crystalline Al is smaller than the composition ratio of Ga, for example, about It is preferable that it is contained in 0.3 mol ratio or less.

상기 제1 전도층(40)은 상기 제1 실리콘 도핑층(30)의 상부에 비도핑 AlGaAs로 형성된 제1 스페이서(i-AlGaAs spacer)(41)와, 상기 제1 스페이서(41)의 상부에 비도핑 InGaAs로 형성된 채널층(undoped InGaAs)(43)과, 상기 채널층(43)의 상부에 비도핑 AlGaAs로 형성된 제2 스페이서(i-AlGaAs spacer)(45)로 이루어진다.The first conductive layer 40 may be formed of an i-AlGaAs spacer 41 formed of undoped AlGaAs on the first silicon doped layer 30 and an upper portion of the first spacer 41. A channel layer (undoped InGaAs) 43 formed of undoped InGaAs, and a second spacer (i-AlGaAs spacer 45) formed of undoped AlGaAs on top of the channel layer 43.

이때, 상기 제1 스페이서(41)는 약 1㎚ 내지 5㎚의 두께 범위로 형성되고, 상기 채널층(43)은 10㎚ 내지 20㎚의 두께 범위로 형성되며, 상기 제2 스페이서(45)는 약 2㎚ 내지 10㎚의 두께 범위로 형성됨이 바람직하다.In this case, the first spacer 41 is formed in a thickness range of about 1 nm to 5 nm, the channel layer 43 is formed in a thickness range of 10 nm to 20 nm, and the second spacer 45 is It is preferably formed in a thickness range of about 2 nm to 10 nm.

또한, 상기 제1 스페이서(41) 및 상기 제2 스페이서(45) 중의 AlGaAs층에서 성장된 결정의 질과 채널층 캐리어 구속(carrier confinement) 능력을 높이기 위하여 성장되는 결정질의 Al의 조성비는 Ga의 조성비보다 작게 예컨대, 약 0.3 몰비 이하로 함유되어 형성됨이 바람직하다.In addition, the composition ratio of crystalline Al grown to increase the quality of crystals grown in the AlGaAs layer and the channel layer carrier confinement capability in the first spacer 41 and the second spacer 45 is Ga. It is preferred to be formed smaller, for example, in an amount of about 0.3 molar ratio or less.

또한, 상기 채널층(43)에서 성장된 결정의 질과 채널층 캐리어 구속(carrier confinement) 능력을 높이기 위하여 성장되는 결정질의 In의 조성비는 Ga의 조성비보다 작게 예컨대, 약 0.25 몰비 이하로 함유되어 형성됨이 바람직하다.In addition, the composition ratio of the crystalline In grown to increase the quality of the crystal grown in the channel layer 43 and the channel layer carrier confinement ability is formed to be smaller than the composition ratio of Ga, for example, about 0.25 molar ratio or less. This is preferable.

상기 제2 전도층(60)은 상기 제2 실리콘 도핑층(50)의 상부에 비도핑 AlGaAs로 형성된 쇼트키 콘택층(undoped AlGaAs)(61)과, 상기 쇼트키 콘택층(61)의 상부에 비도핑 GaAs로 형성된 캡층(i-GaAs)(63)으로 이루어진다.The second conductive layer 60 is an undoped AlGaAs 61 formed of undoped AlGaAs on top of the second silicon doped layer 50 and an upper portion of the Schottky contact layer 61. It is made of a cap layer (i-GaAs) 63 formed of undoped GaAs.

이때, 상기 쇼트키 콘택층(61) 중의 AlGaAs층에서 성장된 결정의 질과 채널층 캐리어 구속(carrier confinement) 능력을 높이기 위하여 성장되는 결정질의 Al의 조성비는 Ga의 조성비보다 작게 예컨대, 약 0.3 몰비 이하로 함유되어 형성됨이 바람직하다.At this time, in order to increase the quality of crystals grown in the AlGaAs layer and the channel layer carrier confinement capability of the Schottky contact layer 61, the composition ratio of Al of crystalline Al is smaller than the composition ratio of Ga, for example, about 0.3 molar ratio. It is preferable to be contained and formed below.

또한, 상기 쇼트키 콘택층(61) 및 상기 캡층(63)은 약 20㎚ 내지 50㎚의 두께 범위로 형성됨이 바람직하다.In addition, the Schottky contact layer 61 and the cap layer 63 is preferably formed in a thickness range of about 20nm to 50nm.

한편, 상기 에피 기판(epitaxy substrate) 구조에서 오믹 콘택을 형성하는 소오스 전극(70) 및 드레인 전극(80)은 옴익 열처리에 의하여 상기 제1 실리콘 도핑층(30)까지 깊숙이 형성되어 있으나, 도 1에서는 편의상 생략되었다. 또한, 상기 소오스 전극(70) 및 상기 드레인 전극(80)사이에는 상기 쇼트키 콘택층(61)과 쇼트키 콘택을 형성하는 게이트 전극(90)이 형성되어 있다.Meanwhile, the source electrode 70 and the drain electrode 80 forming the ohmic contact in the epitaxial substrate structure are deeply formed to the first silicon doped layer 30 by ohmic heat treatment. It is omitted for convenience. In addition, a gate electrode 90 is formed between the source electrode 70 and the drain electrode 80 to form the schottky contact layer 61 and the schottky contact.

여기서, 상기 게이트 전극(90)은 상기 도핑되지 않은 GaAs 캡층(63)을 식각한 후, 상기 도핑되지 않은 AlGaAs 쇼트키 콘택층(61)에 형성됨이 바람직하다.Here, the gate electrode 90 is preferably formed in the undoped AlGaAs Schottky contact layer 61 after etching the undoped GaAs cap layer 63.

상기 도핑되지 않은 AlGaAs 쇼트키 콘택층(61)은 게이트-드레인 사이의 항복전압과 게이트 턴-온 전압을 향상시켜 스위치 회로의 선형성을 개선시키고, 수평전도(parallel conduction)를 줄여 줄 수 있다.The undoped AlGaAs Schottky contact layer 61 may improve the linearity of the switch circuit by reducing the gate-drain breakdown voltage and the gate turn-on voltage, and may reduce parallel conduction.

그리고, 스위치소자의 입출력 특성 측면에서 상기 게이트 전극(90)은 상기 소오스 전극(70)과 드레인 전극(80) 사이의 중간 거리에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 게이트 전극(90)과 상기 소오스 전극(70)간의 거리는 상기 게이트 전극(90)과 상기 드레인 전극(80)간의 거리와 동일하게 이루어짐이 바람직하다.In addition, the gate electrode 90 is preferably located at an intermediate distance between the source electrode 70 and the drain electrode 80 in terms of input / output characteristics of the switch element. That is, the distance between the gate electrode 90 and the source electrode 70 is preferably equal to the distance between the gate electrode 90 and the drain electrode 80.

한편, 상기 게이트 전극(90)의 형상은 상기 소오스 전극(70)과 상기 게이트 전극(90)의 머리부 즉, 상부 사이에 내장형 캐패시터(Cgs)가 형성되도록 역감마형 즉, 'ㄱ'자 형상으로 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 상기 내장형 캐패시터(Cgs)는 상기 게이트 전극(90), 상기 제1,2 절연막층(100,110) 및 상기 소오스 전극(70)으로 이루어진 MIM(Metal-Insulator-Metal) 구조로 형성될 수 있다. 이때, 겹쳐지는 면적으로부터 유전량(캐패시턴스)을 계산할 수 있으며, 설계 과정에서 필요한 값을 이용할 수 있다.On the other hand, the gate electrode 90 has an inverse gamma shape, that is, a '-' shape, so that an embedded capacitor Cgs is formed between the source electrode 70 and the head of the gate electrode 90, that is, an upper portion thereof. It is preferably made of. The embedded capacitor Cgs may be formed of a metal-insulator-metal (MIM) structure including the gate electrode 90, the first and second insulating layers 100 and 110, and the source electrode 70. In this case, the dielectric constant (capacitance) may be calculated from the overlapping area, and a value necessary in the design process may be used.

또한, 상기 게이트 전극(90)의 형상은 상기 드레인 전극(80)과 상기 게이트 전극(90)의 상부 사이에 내장형 캐패시터(Cgd)가 형성되도록 감마(Γ)형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 내장형 캐패시터(Cgd)는 상기 게이트 전극(90), 상기 제1,2 절연막층(100,110) 및 상기 드레인 전극(80)으로 이루어진 MIM 구조로 형성될 수 있다.In addition, the gate electrode 90 may have a gamma (Γ) shape such that an embedded capacitor Cgd is formed between the drain electrode 80 and the upper portion of the gate electrode 90. Cgd) may be formed in a MIM structure including the gate electrode 90, the first and second insulating layers 100 and 110, and the drain electrode 80.

또한, 상기 게이트 전극(90)의 형상은 상기 게이트 전극(90)의 상부와 상기 소오스 전극(70) 및 상기 드레인 전극(80)의 양측 사이에 내장형 캐패시터(Cgs, Cgd)가 형성되도록 티(T)자 형상으로 이루어질 수도 있다.In addition, the shape of the gate electrode 90 has a tee (T) such that internal capacitors Cgs and Cgd are formed between an upper portion of the gate electrode 90 and both sides of the source electrode 70 and the drain electrode 80. It may be made in the shape of a).

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 즉, 고주파 스위치 소자에서, 온(ON)-상태의 삽입손실의 감소는 상기 제1 실리콘 도핑층(30) 및 상기 제2 실리콘 도핑층(50)의 실리콘(Si) 농도의 증가뿐만 아니라 소오스-드레인의 옴익 접촉을 깊숙이 형성함으로써 발생하는 접촉저항의 감소로 구현할 수 있다.As described above, in the transistor of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, that is, the high frequency switch device, the reduction of the insertion loss in the ON-state is caused by the first silicon doping layer 30 and the second silicon. In addition to the increase in the silicon (Si) concentration of the doped layer 50 can be implemented by the reduction in contact resistance caused by deeply forming the ohmic contact of the source-drain.

한편, 오프(OFF)-상태의 스위치 소자의 기판 누설전류 성분을 줄이고 스위치 회로의 스위칭 속도를 증가시키기 위해서는, 오프(OFF)-상태에서 게이트 전극(90)에 인가되는 제어전압에 의하여 채널층 깊이 방향으로 분포하는 전기장의 세기가 갈수록 약해지므로, 채널층의 도핑농도 설계 시 이러한 점을 고려하여야 한다.On the other hand, in order to reduce the substrate leakage current component of the switch element in the OFF state and to increase the switching speed of the switch circuit, the channel layer depth is controlled by the control voltage applied to the gate electrode 90 in the OFF state. Since the strength of the electric field distributed in the direction becomes weaker, this should be taken into account when designing the doping concentration of the channel layer.

따라서, 쇼트키 콘택면으로부터 깊은 위치에 존재하는 제1 실리콘 도핑층(30)의 도핑 농도가 얕은 위치의 제2 실리콘 도핑층(50)보다 더 낮아야 동일한 게이트 전압에 대하여 더욱 빠르게 채널의 공핍영역을 상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(21) 쪽으로 확장시켜 줄 수 있어 스위칭 속도의 증가와 함께 기판 누설전류를 줄일 수 있어 결국 스위치 회로의 격리도 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the doping concentration of the first silicon doped layer 30 in the deep position from the Schottky contact surface must be lower than that of the second silicon doped layer 50 in the shallow position so that the depletion region of the channel can be made faster for the same gate voltage. The AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer 21 can be extended to increase the switching speed and reduce the board leakage current, thereby improving the isolation characteristics of the switch circuit.

상기 게이트 전극(90)의 전기장에 의하여 채널층의 공핍되는 깊이로부터 제2 실리콘 도핑층(50)과 상기 제1 실리콘 도핑층(30)의 농도비를 계산하였다. 그 결과 상기 제2 실리콘 도핑층(50)의 도핑 농도는 상기 제1 실리콘 도핑층(30)의 도핑 농도의 약 4배 이상이 되어야 하며, 온(ON)-상태의 삽입손실 감소를 고려하여 전체농도를 결정한다.The concentration ratio of the second silicon doped layer 50 and the first silicon doped layer 30 was calculated from the depth of the channel layer depleted by the electric field of the gate electrode 90. As a result, the doping concentration of the second silicon doped layer 50 should be about 4 times or more than the doping concentration of the first silicon doped layer 30, and the total doping concentration is considered in consideration of the reduction of ON-state insertion loss. Determine the concentration.

즉, 전술한 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 고주파 스위치 소자에서는 이중 면도핑 구조 즉, 제1 및 제2 실리콘 도핑층(30 및 50)을 가지는 에피 기판에서, 상부면인 제2 실리콘 도핑층(50)에서의 도핑 농도가 하부면인 제1 실리콘 도핑층(30)에서의 도핑 농도보다 크게, 바람직하게는 약 4배 이상이 되도록 설계되어 있다. 따라서, 채널 깊이에 따른 게이트 전극(90)의 전기장의 세기를 이용하여 공핍층의 확장 속도를 조절함으로써, 기판 누설 전류성분의 감소에 의한 격리도 특성이 개선되고 스위칭 속도 역시 개선할 수 있다.That is, in the high frequency switch device according to the present invention having the structure as described above, in the epi substrate having the double shaping structure, that is, the first and second silicon doped layers 30 and 50, the second silicon doped layer as an upper surface The doping concentration at 50 is designed to be larger than the doping concentration at the first silicon doped layer 30, which is the lower surface, preferably about four times or more. Therefore, by controlling the expansion speed of the depletion layer by using the strength of the electric field of the gate electrode 90 according to the channel depth, the isolation characteristic by the reduction of the substrate leakage current component can be improved and the switching speed can also be improved.

종래 기술에 따른 스위치 소자의 제조 방법에서는 오믹 콘택 저항을 낮추기 위하여 통상적으로 고농도로 도핑된 캡층을 사용하였으나, 이러한 구조는 게이트-소오스 또는 게이트-드레인 사이의 표면 누설 문제가 있어 이를 제거하기 위하여 광범위식각(wide recess)과 같은 별도의 공정이 추가되는 문제점을 가지고 있었다.In the manufacturing method of the switch device according to the prior art, a highly doped cap layer is typically used to reduce ohmic contact resistance, but such a structure has a problem of surface leakage between gate-source or gate-drain, so that the etching is extensive. The problem was that additional processes such as wide recesses were added.

그러나, 본 발명에서는 최적화된 급속열처리 방법을 이용하여 도핑되지 않은 GaAs 캡층(63)을 사용하면서도 낮은 콘택 저항을 갖는 소오스 전극(70) 및 드레인 전극(80)을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 소오스-게이트 및 게이트-드레인 사이의 항복 전압과 게이트 턴-온 전압을 증가시켜 전력 특성을 좋게 할 수 있다.However, in the present invention, the source electrode 70 and the drain electrode 80 having the low contact resistance can be formed as well as the source-gate using the undoped GaAs cap layer 63 by using an optimized rapid heat treatment method. And the breakdown voltage between the gate and the drain and the gate turn-on voltage may be increased to improve power characteristics.

이러한 구조적인 특징은 특히 오프-상태에서 그 우수성이 두드러짐을 알 수 있다. 일반적으로 전계효과 트랜지스터를 이용한 스위치회로의 격리도 특성은 오프 -상태에서 게이트 전극에 인가되는 전압의 증가(또는 동작전압의 감소나 저전압 동작)와 함께 열화가 되는데, 이는 게이트 전극에 인가되는 게이트 유효 제어전압이 양의 방향(positively)으로 증가하기 때문이다.It can be seen that this structural feature is particularly excellent in the off-state. In general, the isolation characteristic of a switch circuit using a field effect transistor is deteriorated with an increase in the voltage applied to the gate electrode (or a decrease in operating voltage or low voltage operation) in the off-state. This is because the control voltage increases positively.

이와 같이 상기 제2 실리콘 도핑층(50)은 상기 제1 실리콘 도핑층(30)보다 큰 도핑 농도(약 4배 이상)를 가지는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 제1 실리콘 도핑층(30)의 도핑 농도는 약 0.5×1012-2∼2.0×1012-2이고, 상기 제2 실리콘 도핑층(50)의 도핑 농도는 약 2×1012-2∼8×1012-2로 구현될 수 있다.As such, the second silicon doped layer 50 preferably has a greater doping concentration (about 4 times or more) than the first silicon doped layer 30. For example, the doping concentration of the first silicon doped layer 30 is about 0.5 × 10 12 cm −2 to 2.0 × 10 12 cm −2 , and the doping concentration of the second silicon doped layer 50 is about 2 × 10. 12 cm −2 to 8 × 10 12 cm −2 .

한편, 상기 에피기판 구조의 최적화를 위해, 상기 도핑되지 않은 AlGaAs 쇼트키 콘택층(61)과 상기 도핑되지 않은 GaAs 캡층(63)을 구비함으로써, 게이트 항복 전압과 턴-온(turn-on) 전압 특성을 향상시킬 수 있다. 이러한 특성은 고전력의 고주파를 전송할 경우 전압 스윙에 의하여 게이트에 유기되는 유효전압에 대한 저항성을 증가시켜 전력특성과 함께 왜곡특성을 개선시킨다.On the other hand, the gate breakdown voltage and the turn-on voltage by providing the undoped AlGaAs Schottky contact layer 61 and the undoped GaAs cap layer 63 for the optimization of the epi substrate structure. Properties can be improved. This characteristic improves the distortion characteristic along with the power characteristic by increasing the resistance to the effective voltage induced in the gate by the voltage swing when transmitting a high frequency high power.

이하에는 전술한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a transistor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration will be described in detail.

도 1을 참조하면, GaAs 반절연 기판(10) 상에 완충층(20)인 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층(21)과 비도핑 AlGaAs로 형성된 AlGaAs 버퍼층(23), 제1 실리콘 도핑층(30), 제1 전도층(40)인 비도핑 AlGaAs로 형성된 제1 스페이서(41)와 비도핑 InGaAs로 형성된 채널층(43) 및 비도핑 AlGaAs로 형성된 제2 스페이서(45), 상기 제1 실리콘 도핑층(30)과 다른 도핑 농도를 가지는 제2 실리콘 도핑층(50), 제2 전 도층(60)인 비도핑 AlGaAs로 형성된 쇼트키 콘택층(61)과 비도핑 GaAs로 형성된 캡층(63)을 순차적으로 적층한다.Referring to FIG. 1, an AlGaAs buffer layer 23 formed of an AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer 21, which is a buffer layer 20, and an undoped AlGaAs on a GaAs semi-insulating substrate 10, a first silicon doped layer 30, A first spacer 41 formed of undoped AlGaAs, a first conductive layer 40, a channel layer 43 formed of undoped InGaAs, a second spacer 45 formed of undoped AlGaAs, and the first silicon doped layer ( A second silicon doped layer 50 having a doping concentration different from 30), a Schottky contact layer 61 formed of undoped AlGaAs, which is the second conductive layer 60, and a cap layer 63 formed of undoped GaAs, in sequence. Laminated.

이때, 상기 제1 실리콘 도핑층(30) 및 상기 제2 실리콘 도핑층(50)은 실리콘(Si) 불순물이 플래너 도핑(planar doping)법에 의해서 각각 약 0.5×1012-2∼2.0×1012-2, 2×1012-2∼8×1012-2의 도핑 농도 범위로 함유되어 형성됨이 바람직하다.In this case, each of the first silicon doped layer 30 and the second silicon doped layer 50 has a silicon (Si) impurity of about 0.5 × 10 12 cm -2 to 2.0 × 10 by planar doping. It is preferable to contain and form in the doping concentration range of 12 cm <-2> , 2 * 10 <12> cm <-2> -8 * 10 <12> cm <-2> .

다음으로, 상기 도핑되지 않은 GaAs 캡층(63)의 상부에 예컨대, AuGe/Ni/Au와 같은 금속 박막을 형성하고, 급속열처리(Rapid Thermal Anneal, RTA)법으로 열처리함으로써, 옴익 콘택 형성을 위한 소오스 전극(70) 및 드레인 전극(80)을 형성한다.Next, a metal thin film such as AuGe / Ni / Au is formed on the undoped GaAs cap layer 63 and heat-treated by Rapid Thermal Anneal (RTA) to form a source for ohmic contact. The electrode 70 and the drain electrode 80 are formed.

한편, 종래 기술에 따른 스위치 소자의 제조 방법에서는 오믹 콘택 저항을 낮추기 위하여 통상적으로 고농도로 도핑된 캡층을 사용하였으나, 본 발명에서는 최적화된 열처리 시간-온도 프로필에 따라 열처리함으로써 금속 박막이 반도체 기판과 합금화되는 과정에서 제1 실리콘 도핑층(30)까지 깊이 침투되게 하였으며, 이로 인하여 종래 기술과는 달리 도핑되지 않은 GaAs 캡층(63)이 있음에도 불구하고 옴익 접촉저항이 낮은 소오스 전극(70) 및 드레인 전극(80)을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 항복 전압을 증가시켜 전력 특성을 좋게 할 수 있다.On the other hand, in the method of manufacturing a switch device according to the prior art, in order to lower ohmic contact resistance, a conventionally doped cap layer is used. However, in the present invention, the metal thin film is alloyed with the semiconductor substrate by heat treatment according to an optimized heat treatment time-temperature profile. In order to penetrate deeply to the first silicon doped layer 30, the source electrode 70 and the drain electrode having low ohmic contact resistance despite the undoped GaAs cap layer 63 unlike the prior art. 80 can be formed as well as the breakdown voltage can be increased to improve power characteristics.

상기 오믹 콘택이 형성된 후, 도핑되지 않은 GaAs 캡층(63) 상에 예컨대, 포토레지스트 등을 이용하여 형상반전패턴(미도시)을 형성한 후, 게이트 리세스 공정 을 이용하여 상기 쇼트키 콘택층(61)의 일부 영역이 노출되도록 도핑되지 않은 GaAs 캡층(63)을 먼저 식각한다.After the ohmic contact is formed, a shape reversal pattern (not shown) is formed on the undoped GaAs cap layer 63 using, for example, a photoresist or the like, and then the gate contact process is performed using a gate recess process. The undoped GaAs cap layer 63 is first etched to expose a portion of 61.

다음으로, 예컨대, 실리콘나이트라이드(Si3N4)로 상기 제1 절연막층(100)을 증착한 다음 예컨대, 포토레지스트 등을 이용하여 0.5미크론의 게이트 패턴을 형성한다. 그리고, 예컨대, 반응성이온식각법(Reactive Ion Etching, RIE)을 이용하여 상기 실리콘나이트라이드 박막을 제거한 후, 형상반전공정을 이용하여 패턴을 형성한다. 그리고, 상기 노출된 도핑되지 않은 AlGaAs 쇼트키 콘택층(61)은 쇼트키콘택 특성을 개선하기 위하여 약 5nm 정도의 표면산화물을 제거한 후, 상기 게이트 전극(90)을 형성할 Ti/Pt/Au 물질을 증착한다.Next, for example, the first insulating layer 100 is deposited using silicon nitride (Si 3 N 4 ), and then, for example, a 0.5 micron gate pattern is formed using a photoresist or the like. For example, after removing the silicon nitride thin film by using reactive ion etching (RIE), a pattern is formed by using a shape inversion process. The exposed undoped AlGaAs Schottky contact layer 61 removes about 5 nm of surface oxide to improve the Schottky contact property, and then forms a Ti / Pt / Au material to form the gate electrode 90. Deposit.

그 후, 상기 결과물의 전체 상부면에 상기 제1 절연막층(100)과 동일한 물질로 제2 절연막층(110)을 형성한 다음, 상기 소오스 전극(70)과 상기 드레인 전극(80) 상부의 제2 절연막층(110)을 제거하고, 그 각각의 상부에 예컨대, 전기도금법을 이용하여 도금된 소오스 및 드레인 전극용 금속패턴(120)을 형성하면 제작이 완료된다.Thereafter, a second insulating film layer 110 is formed on the entire upper surface of the resultant material with the same material as that of the first insulating film layer 100, and then, the first and second upper portions of the source electrode 70 and the drain electrode 80 are formed. 2, the insulating film layer 110 is removed, and the metal pattern 120 for the source and drain electrodes plated by, for example, an electroplating method is formed on each of them, thereby completing the fabrication.

일반적으로 스위치 회로가 동작될 때 게이트 누설 전류가 존재하면 게이트 유효제어전압(effective control voltage)의 감소가 발생하며, 이는 높은 전력 수준에서 RF 전체주기(full cycle)동안 온-전압과 오프-전압 자체가 스위치에 걸리게 되어 비선형적(non linear)인 특성을 나타내게 되어 스위치로서 효과적이지 못하며 동작전압을 증가시켜야 하는 문제점을 갖고 있으나, 개선된 게이트 누설전류 특성 과 턴-온 전압 및 항복전압의 증가는 이러한 문제점을 없애주어 선형적인 고전력 고주파 스위치 소자를 제작할 수 있게 한다.In general, the presence of a gate leakage current when the switch circuit is operated causes a reduction in the gate effective control voltage, which is the on-voltage and off-voltage itself during the RF full cycle at high power levels. Has a problem in that it is not effective as a switch and increases the operating voltage due to the nonlinear characteristic of the switch. However, the improved gate leakage current characteristics and the increase of the turn-on voltage and the breakdown voltage are such a problem. Eliminating the problem, it is possible to manufacture linear high power high frequency switch elements.

그런 다음, 예컨대, 리프트 오프(lift-off)의 방법으로 소오스 전극(70) 및 드레인 전극(80) 사이에 게이트 전극(90)을 형성한다. 그리고, 스위치소자의 입출력 특성 측면에서, 상기 게이트 전극(90)과 상기 소오스 전극(70)간의 거리는 상기 게이트 전극(90)과 상기 드레인 전극(80)간의 거리와 동일하게 형성됨이 바람직하다. 한편, 상기 게이트 전극(90)은 전술한 바와 같이, 'ㄱ'자, 감마(Γ) 또는 티(T)자 중 어느 하나의 형상으로 형성됨이 바람직하다.The gate electrode 90 is then formed between the source electrode 70 and the drain electrode 80 by, for example, a lift-off method. In addition, in terms of input / output characteristics of the switch element, the distance between the gate electrode 90 and the source electrode 70 is preferably equal to the distance between the gate electrode 90 and the drain electrode 80. On the other hand, as described above, the gate electrode 90 is preferably formed in the shape of any one of the letter 'a', gamma (Γ) or tee (T).

본 발명은 이하의 비제한적인 실험 예들을 통해 보다 자세히 설명될 것이다. 한편, 여기에 기재되지 않은 내용은 당업자라면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.The invention will be explained in more detail through the following non-limiting experimental examples. In addition, since the content which is not described here can be deduced technically enough by those skilled in the art, the description is abbreviate | omitted.

<실험예 1>Experimental Example 1

도 2a 및 도 2b는 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 온(ON)-상태와 오프(OFF)-상태에서 입력전력에 따른 출력전력 및 격리도 특성을 각각 나타내는 그래프이다.2A and 2B are graphs illustrating output power and isolation characteristics according to input power in the transistor ON-state and the OFF-state of the semiconductor device according to the prior art and the embodiment of the present invention, respectively. .

도 2a를 참조하면, 종래 기술에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 즉, 스위치 소자를 제작하여 동작 주파수 약 2.4㎓에서 입력전력에 따른 온(ON)-상태(-○-)와 오프(OFF)-상태(-□-)에서의 출력전력의 특성 변화를 보여준다.Referring to FIG. 2A, a transistor of a semiconductor device, that is, a switch device according to the related art is manufactured, and the ON-state (-○-) and the OFF-state ( -□-) shows the characteristic change of output power.

상기 제작된 스위치 소자의 폭은 약 1.2㎜로 단위 게이트 폭은 약 150 미크론이었다. 스위치의 전력수송능력(power handling capability)은 오프(OFF)-상태의 격리도(isolation)가 나빠지는 입력전력으로 정의되는데, 도 2a에서 보면 종래 기술의 스위치 소자의 경우 약 23㏈m 정도이다. 이 값은 온(ON)-상태와 오프(OFF)-상태의 출력전력의 차로 표시된 격리도(-△-)의 변화로부터 쉽게 알 수 있다.The fabricated switch element had a width of about 1.2 mm and a unit gate width of about 150 microns. The power handling capability of the switch is defined as the input power of which the isolation of the OFF-state is poor. In FIG. 2A, the switch has a power of about 23 μm. This value is easily seen from the change in isolation (-Δ-) expressed as the difference between the output power of the ON- and OFF-states.

도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 역감마형 즉, 'ㄱ'자 형상의 게이트 전극(90)을 갖는 스위치 소자를 제작하여 동작주파수 약 2.4㎓에서 입력전력에 따른 온(ON)-상태(-●-)와 오프(OFF)-상태(-■-)에서의 출력전력의 특성 변화를 보여준다. 본 발명의 경우 전력수송능력은 약 25㏈m 정도로, 이 값은 온(ON)-상태와 오프(OFF)-상태의 출력전력의 차로 표시된 격리도(-▲-)의 변화로부터 쉽게 알 수 있다.Referring to FIG. 2B, a switch device having a gate electrode 90 having an inverse gamma-type, ie '-' shape according to an embodiment of the present invention is fabricated and turned on according to input power at an operating frequency of about 2.4 GHz. It shows the characteristic change of output power in) -state (-●-) and OFF-state (-■-). In the case of the present invention, the power transport capacity is about 25 mW, and this value can be easily seen from the change in isolation (-▲-) expressed as the difference between the output power of the on-state and the off-state. .

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 'ㄱ'자 형상의 게이트 전극(90)을 갖는 스위치 소자의 경우, 종래 기술의 게이트 구조(직사각형)에 비하여 전력수송능력이 약 2㏈ 정도 개선됨을 알 수 있다. 이러한 전력전송능력의 개선은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 소자를 이용하여 도 3과 같은 스위치 회로를 제작할 경우 더욱 두드러짐을 알 수 있다.That is, in the case of the switch element having a '-' shaped gate electrode 90 according to an embodiment of the present invention, it can be seen that the power transport capacity is improved by about 2 비 compared to the conventional gate structure (rectangular). have. This improvement in power transfer capability can be seen more prominent when fabricating the switch circuit as shown in FIG. 3 using the switch element according to an embodiment of the present invention.

<실험예 2>Experimental Example 2

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터의 우수성을 비교하기 위한 4 SPDT(Single-Pole-Double-Throw) 스위치를 개략적으로 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram schematically illustrating a four single-pole-double-throw (SPDT) switch for comparing the superiority of transistors of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 게이트 폭 약 1.2㎜인 시리즈 트랜지스터 2개(NFET12, NFET21)와 약 0.3㎜인 션트 트랜지스터 8개(OFET11, OFET22)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 3, two series transistors (NFET 12 and NFET 21 ) having a gate width of about 1.2 mm and eight shunt transistors (OFET 11 and OFET 22 ) having about 0.3 mm are formed.

본 발명의 우수성은 이들 트랜지스터 중 션트로 결합된 8개의 트랜지스터를 종래 기술의 게이트 전극 구조를 갖도록 하였으며, 다만 시리즈로 연결된 2개(NFET12, NFET21)를 종래 기술의 게이트 전극 구조를 갖는 경우와 예컨대, 'ㄱ'자 형상의 게이트 전극(90)을 갖는 경우에 대하여 전력특성을 비교함으로서 평가하였다.The superiority of the present invention is that eight transistors coupled by shunt among these transistors have a gate electrode structure of the prior art, except that two (NFET 12 , NFET 21 ) connected in series have a gate electrode structure of the prior art. For example, the case where the gate electrode 90 has a '-' shape was evaluated by comparing the power characteristics.

도 4a 및 도 4b는 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터를 사용한 SPDT 회로에서의 입력전력에 따른 출력 전력, 격리도 및 삽입손실 특성을 각각 나타내는 그래프로서, 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 소자로 도 3의 SPDT 스위치 회로(MMIC) 장치를 제조하여 동작 주파수 약 2.4㎓에서 입력전력에 따른 온(ON)-상태와 오프(OFF)-상태의 출력전력의 특성을 각각 보여준다.4A and 4B are graphs illustrating output power, isolation, and insertion loss characteristics according to input power in an SPDT circuit using a transistor of a conventional device and a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, respectively. An SPDT switch circuit (MMIC) device of FIG. 3 is manufactured by using a switch device according to an embodiment of the present invention, and the output power of ON-state and OFF-state according to input power at an operating frequency of about 2.4 GHz is measured. Show the characteristics of each.

도 4a에서 -○-는 종래의 비교예에 따른 온(ON)-상태의 출력전력을, -□-는 오프(OFF)-상태의 출력전력을, -△-는 온(ON)-상태와 오프(OFF)-상태의 출력 전력의 차이로, SPDT에서 결국 두 경로(double throw) 사이의 격리도를 의미하며, -◇-는 온(ON)-상태의 출력전력과 입력전력의 차이로 결국 RF 신호의 삽입손실(insertion loss)의 크기를 의미한다.In FIG. 4A,-○-is the output power in the ON-state according to the conventional comparative example,-□-is the output power in the OFF-state, and-△-is the ON-state. The difference in output power in the OFF state is the isolation between the two throws in the SPDT, and-◇-is the difference between the output power and input power in the ON state and is eventually RF The amount of insertion loss of a signal.

스위치 회로의 전력수송능력(power handling capability)은 온(ON)-상태의 경우 트랜지스터의 최대전류한계값(maximum current limit)에 의하여, 오프(OFF)- 상태에서는 소자에 인가되는 최대전압한계값(maximum voltage limit)에 의하여 결정되지만, 실질적으로는 온(ON)-상태에서 RF 신호의 압축(compression)보다는 오프(OFF)-상태에서 격리도의 손실이 일어나기 때문에 제한된다.The power handling capability of the switch circuit is determined by the maximum current limit of the transistor in the ON state, and the maximum voltage limit applied to the device in the OFF state. maximum voltage limit, but is substantially limited because loss of isolation occurs in the OFF-state rather than the compression of the RF signal in the ON-state.

따라서, 스위치 회로의 전력수송능력은 오프(OFF)-상태의 격리도가 약 1㏈ 악화가 일어나는 입력전력값으로 정의되어진다. 격리도나 삽입손실 특성이 약 1㏈ 감소하는 입력전력은 약 26㏈m으로 이 값이 종래의 비교예에 따른 SPDT 스위치 회로의 전력수송능력이다.Thus, the power transport capability of the switch circuit is defined as the input power value at which the off-state isolation is about 1 dB worse. The input power of which the isolation or insertion loss characteristic is reduced by about 1 dB is about 26 dB, which is the power carrying capacity of the SPDT switch circuit according to the conventional comparative example.

도 4b에서, -●-는 본 발명의 일 실시예에 따른 온(ON)-상태의 출력전력을, -■-는 오프(OFF)-상태의 출력전력을, -▲-는 온(ON)-상태와 오프(OFF)-상태의 출력전력의 차이로, SPDT에서 두 경로 사이의 격리도를 의미하며, -▼-는 온(ON)-상태의 출력전력과 입력전력의 차이로 결국 RF 신호의 삽입손실의 크기를 의미한다. 도 4a에서와 마찬가지로 격리도와 삽입손실 특성이 약 1㏈ 감소하는 입력전력은 약 30㏈m으로 이 값은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPDT 스위치 회로의 전력구동능력을 나타낸다. 종래의 비교예보다 약 4㏈ 정도의 전력수송능력이 개선됨을 알 수 있다.In Fig. 4b,-●-is the output power of the ON-state,-■-is the output power of the OFF-state, and-▲-is ON according to an embodiment of the present invention. The difference between the output power of the state and the OFF state is the isolation between the two paths in the SPDT, and the difference of the output power and input power of the ON state is the result of the RF signal. The amount of insertion loss. As in FIG. 4A, the input power of which the isolation and insertion loss characteristics are reduced by about 1 dB is about 30 mA, which represents the power driving capability of the SPDT switch circuit according to an embodiment of the present invention. It can be seen that the power transport capacity of about 4 kW is improved compared to the conventional comparative example.

이러한 데이터는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 소자의 게이트 전극(90) 구조가 오프(OFF)-상태에서 출력전력의 증가를 억제하며, 이는 소오스 전극(70)과 'ㄱ'자 형상의 게이트 전극(90) 사이에 내장된 캐패시터에 의한 캐패시턴스 성분(Cgs)의 증가로 인하여 게이트 전극(90)에 인가되는 유효전압의 감소를 가져와 결국 전력특성과 왜곡특성이 우수한 스위치 회로로 구현할 수 있음을 암시한다.This data suppresses an increase in output power when the gate electrode 90 structure of the switch element according to the exemplary embodiment of the present invention is in an OFF state, which means that the source electrode 70 and the gate of the '-' shape are shaped. The increase in the capacitance component Cgs by the capacitor embedded between the electrodes 90 implies that the effective voltage applied to the gate electrode 90 is reduced, resulting in a switch circuit having excellent power and distortion characteristics. do.

전술한 본 발명에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.Although a preferred embodiment of a transistor and a method of manufacturing the semiconductor device according to the present invention described above have been described, the present invention is not limited to this, but the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings in various ways It is possible to carry out modifications and this also belongs to the present invention.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조방법에 따르면, 이중 면도핑 구조를 가지는 최적화된 에피 기판으로부터 얻어진 스위치 소자의 경우, 채널 깊이에 따른 공핍영역의 확장 속도(트랜스컨덕턴스의 기울기 변화율에 비례)를 변화시킴으로써 얻어지는 장점 즉, 격리도의 증가와 스위칭 속도의 증가뿐만 아니라, 도핑되지 않은 AlGaAs 층에 형성되는 쇼트키 게이트 접촉을 형성함에 따른 장점 즉, 게이트 턴-온 전압의 증가, 항복전압의 증가 그리고 수평전도성분의 감소로 인하여 스위치 소자에 인가되는 최대전압한계값을 증가시켜 결국에는 스위치 장치의 파워수송능력의 개선에 따른 고전력 저왜곡 특성 및 격리도의 증가를 기대할 수 있는 이점이 있다.According to the transistor of the semiconductor device of the present invention as described above and the method of manufacturing the same, in the case of a switch device obtained from an optimized epi substrate having a double shaping structure, the expansion speed of the depletion region according to the channel depth (the slope of the transconductance Gains by varying the rate of change, i.e. increased isolation and increased switching speed, as well as the advantage of forming Schottky gate contacts formed in the undoped AlGaAs layer, i.e., increased gate turn-on voltage, breakdown Increasing the voltage and decreasing the horizontal conductance component increases the maximum voltage limit applied to the switch element, which can be expected to increase the high power and low distortion characteristics and isolation in the event of an improvement in the power transport capability of the switch device. .

또한, 본 발명에 따르면, 내장형 캐패시터를 갖는 스위치 소자를 이용하여 스위치 회로(MMIC)를 설계할 경우, 전력수송능력 향상을 위한 별도의 4/λ 트랜스포머 전송선로나 인덕터나 캐패시터를 스위치 소자 부근에 사용하지 않아도 되므로 칩 사이즈를 줄일 수 있고 이로 인한 스위치 회로 제조 공정의 수율과 직접도의 향상을 통한 생산 단가 절감의 이점이 있다.According to the present invention, when designing a switch circuit (MMIC) using a switch element having a built-in capacitor, a separate 4 / λ transformer transmission line, an inductor, or a capacitor for improving power transmission capability is not used near the switch element. The chip size can be reduced, thereby reducing the production cost by improving the yield and directness of the switch circuit manufacturing process.

Claims (15)

반절연 기판 상에 완충층, 제1 실리콘 도핑층, 제1 전도층, 상기 제1 실리콘 도핑층과 다른 도핑 농도를 가지는 제2 실리콘 도핑층 및 제2 전도층이 순차적으로 적층된 에피 기판;An epitaxial substrate in which a buffer layer, a first silicon doped layer, a first conductive layer, a second silicon doped layer having a different doping concentration from the first silicon doped layer, and a second conductive layer are sequentially stacked on the semi-insulated substrate; 상기 제1 실리콘 도핑층의 소정 깊이까지 침투되도록 상기 제2 전도층의 양측 상에 형성되어 오믹 접촉을 형성하는 소오스 전극 및 드레인 전극; 및A source electrode and a drain electrode formed on both sides of the second conductive layer to penetrate to a predetermined depth of the first silicon doped layer to form an ohmic contact; And 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극 사이의 제2 전도층 상에 형성되어 상기 제2 전도층과 콘택을 형성하는 게이트 전극이 포함되되,A gate electrode formed on the second conductive layer between the source electrode and the drain electrode to form a contact with the second conductive layer, 상기 게이트 전극과 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극간에는 절연막에 의해 전기적으로 절연되며, 상기 게이트 전극의 상부가 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극 중 적어도 하나에 소정부분 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터.An insulating film is electrically insulated between the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode, and an upper portion of the gate electrode is formed to overlap at least one of the source electrode and the drain electrode. transistor. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 전극의 상부가 상기 소오스 전극과 소정부분 중첩되도록 'ㄱ'자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터.The transistor of claim 1, wherein an upper portion of the gate electrode has a '-' shape so as to overlap a predetermined portion with the source electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 전극의 상부가 상기 드레인 전극과 소정부분 중첩되도록 감마(Γ) 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터.The transistor of claim 1, wherein the upper portion of the gate electrode has a gamma (Γ) shape so as to overlap a predetermined portion with the drain electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 전극의 상부가 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극과 각각 소정부분 중첩되도록 'T'자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터.The semiconductor device transistor of claim 1, wherein an upper portion of the gate electrode has a 'T' shape so as to overlap a predetermined portion with the source electrode and the drain electrode, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 완충층은,The method of claim 1, wherein the buffer layer, 상기 반절연 기판의 상부에 형성되며, 에피택셜 성장 시 누설전류를 방지하기 위한 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층; 및An AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer formed on the semi-insulating substrate to prevent leakage current during epitaxial growth; And 상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층의 상부에 비도핑 AlGaAs로 형성된 AlGaAs 버퍼층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터.And an AlGaAs buffer layer formed of undoped AlGaAs on top of the AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 전도층은,The method of claim 1, wherein the first conductive layer, 상기 제1 실리콘 도핑층의 상부에 비도핑 AlGaAs로 형성된 제1 스페이서;A first spacer formed of undoped AlGaAs on the first silicon doped layer; 상기 제1 스페이서의 상부에 비도핑 InGaAs로 형성된 채널층; 및A channel layer formed of undoped InGaAs on the first spacer; And 상기 채널층의 상부에 비도핑 AlGaAs로 형성된 제2 스페이서를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터.And a second spacer formed of undoped AlGaAs on the channel layer. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 전도층은,The method of claim 1, wherein the second conductive layer, 상기 제2 실리콘 도핑층의 상부에 비도핑 AlGaAs로 형성된 쇼트키 콘택층; 및A schottky contact layer formed of undoped AlGaAs on the second silicon doped layer; And 상기 쇼트키 콘택층의 상부에 비도핑 GaAs로 형성된 캡층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터.And a cap layer formed of undoped GaAs on the Schottky contact layer. (a) 반절연 기판 상에 완충층, 제1 실리콘 도핑층, 제1 전도층, 상기 제1 실리콘 도핑층과 다른 도핑 농도를 가지는 제2 실리콘 도핑층 및 제2 전도층을 순차적으로 적층하는 단계;(a) sequentially depositing a buffer layer, a first silicon doped layer, a first conductive layer, a second silicon doped layer and a second conductive layer having a different doping concentration from the first silicon doped layer on the semi-insulated substrate; (b) 상기 제2 전도층 상에 금속 박막을 형성하여 상기 제1 실리콘 도핑층의 소정 깊이까지 침투되도록 오믹 접촉을 형성하기 위한 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;(b) forming a metal thin film on the second conductive layer to form a source electrode and a drain electrode for forming an ohmic contact to penetrate to a predetermined depth of the first silicon doped layer; (c) 상기 제2 전도층의 일부분을 소정 깊이로 식각하는 단계; 및(c) etching a portion of the second conductive layer to a predetermined depth; And (d) 상기 결과물의 전체 상부면에 식각된 상기 제2 전도층의 소정영역이 노출되도록 제1 절연막을 형성하는 단계;(d) forming a first insulating film to expose a predetermined region of the second conductive layer etched on the entire upper surface of the resultant product; (e) 노출된 상기 제2 전도층 상에 게이트 전극을 형성하되, 상기 게이트 전극의 상부를 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극 중 적어도 하나에 소정부분 중첩하게 형성하는 단계; 및(e) forming a gate electrode on the exposed second conductive layer, wherein an upper portion of the gate electrode overlaps at least one of the source electrode and the drain electrode; And (f) 상기 결과물의 전체 상부면에 제2 절연막을 형성한 후, 상기 소오스 및 드레인 전극의 소정영역이 노출되도록 상기 제1 및 제2 절연막을 제거하고, 노출된 상기 소오스 및 드레인 전극 상에 소정의 금속패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 반도체 소자의 트랜지스터 제조방법.(f) forming a second insulating film on the entire upper surface of the resultant, and then removing the first and second insulating films so that predetermined regions of the source and drain electrodes are exposed, and predetermined on the exposed source and drain electrodes. Forming a metal pattern of a transistor manufacturing method comprising a semiconductor device. 제 8 항에 있어서, 상기 단계(a)에서 상기 완충층은,The method of claim 8, wherein the buffer layer in the step (a), 상기 반절연 기판의 상부에 에피택셜 성장 시 누설전류를 방지하기 위한 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층을 형성하는 단계; 및Forming an AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer on the semi-insulating substrate to prevent leakage current during epitaxial growth; And 상기 AlGaAs/GaAs 초격자 버퍼층의 상부에 비도핑 AlGaAs로 AlGaAs 버퍼층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터 제조방법.And forming an AlGaAs buffer layer with undoped AlGaAs on top of the AlGaAs / GaAs superlattice buffer layer. 제 8 항에 있어서, 상기 단계(a)에서 상기 제1 전도층은, 상기 제1 실리콘 도핑층의 상부에 비도핑 AlGaAs로 제1 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 제1 스페이서의 상부에 비도핑 InGaAs로 채널층을 형성하는 단계와, 상기 채널층의 상부에 비도핑 AlGaAs로 제2 스페이서를 형성하는 단계를 포함하며,The method of claim 8, wherein in the step (a), the first conductive layer comprises: forming a first spacer with undoped AlGaAs on top of the first silicon doped layer, and undoping on top of the first spacer. Forming a channel layer with InGaAs, and forming a second spacer with undoped AlGaAs on top of the channel layer, 상기 제2 전도층은, 상기 제2 실리콘 도핑층의 상부에 비도핑 AlGaAs로 쇼트키 콘택층을 형성하는 단계와, 상기 쇼트키 콘택층의 상부에 비도핑 GaAs로 캡층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터 제조방법.The second conductive layer includes forming a schottky contact layer with undoped AlGaAs on top of the second silicon doped layer, and forming a cap layer with undoped GaAs on top of the schottky contact layer. A transistor manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that made. 제 8 항에 있어서, 상기 단계(e)에서, 상기 게이트 전극의 상부를 상기 소오스 전극과 소정부분 중첩하도록 'ㄱ'자 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터의 제조방법.The method of claim 8, wherein in the step (e), an upper portion of the gate electrode is formed to have a '-' shape so as to overlap a predetermined portion with the source electrode. 제 8 항에 있어서, 상기 단계(e)에서, 상기 게이트 전극의 상부를 상기 드레인 전극과 소정부분 중첩하도록 감마(Γ) 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터의 제조방법.10. The method of claim 8, wherein in the step (e), an upper portion of the gate electrode is formed in a gamma shape to overlap a portion of the drain electrode. 제 8 항에 있어서, 상기 단계(e)에서, 상기 게이트 전극의 상부를 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극과 각각 소정부분 중첩하도록 'T'자 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터의 제조방법.The semiconductor device transistor of claim 8, wherein in the step (e), an upper portion of the gate electrode is formed in a 'T' shape so as to overlap a predetermined portion with the source electrode and the drain electrode, respectively. Way. 제 8 항에 있어서, 상기 제2 실리콘 도핑층은 상기 제1 실리콘 도핑층보다 4배 이상의 도핑농도로 형성됨을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터의 제조방법.9. The method of claim 8, wherein the second silicon doped layer is formed at a doping concentration of at least four times that of the first silicon doped layer. 제 14 항에 있어서, 상기 제1 실리콘 도핑층의 도핑 농도는 0.5×1012-2∼2.0×1012-2이고, 상기 제2 실리콘 도핑층의 도핑 농도는 2×1012-2∼8×1012-2로 구현됨을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터의 제조방법.15. The method of claim 14, wherein the doping concentration of the first silicon doped layer is 0.5 × 10 12 cm -2 to 2.0 × 10 12 cm -2 , the doping concentration of the second silicon doped layer is 2 × 10 12 cm -2. A method of manufacturing a transistor of a semiconductor device, characterized in that implemented in the ~ 8 × 10 12 cm -2 .
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