KR20030081596A - STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD FOR MONOLITHICALLY INTEGRATED ENHANCEMENT/DEPLETION MODE (p-)HEMT DEVICES - Google Patents

STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD FOR MONOLITHICALLY INTEGRATED ENHANCEMENT/DEPLETION MODE (p-)HEMT DEVICES Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A single integrated enhancement and depletion mode (p-)HEMT(High Electron Mobility Transistor) device structure and a method for manufacturing the same are provided to be capable of controlling the threshold voltage of an enhancement mode (p-)HEMT by controlling the impurity concentration of a barrier instead of controlling the thickness of the barrier. CONSTITUTION: A single integrated enhancement and depletion mode (p-)HEMT device structure is provided with a semi-insulating compound semiconductor substrate(100), a channel layer(104) formed at the upper portion of the substrate, a dopant doped barrier(106) formed on the channel layer, source/drain ohmic layers(108) spaced apart from each other at the upper portion of the barrier, a source/drain electrode(110) formed on each source/drain ohmic layer, and a gate electrode(112) formed at the exposed portion of the barrier between the source/drain ohmic layers. At this time, the device structure further includes an impurity concentration reduced region(116) formed in the barrier corresponding to the lower portion of the gate electrode by implanting hydrogen ions.

Description

단일 집적화된 증가 및 공핍 모드 (p-)HEMT 소자의 구조 및 그 제조 방법{STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD FOR MONOLITHICALLY INTEGRATED ENHANCEMENT/DEPLETION MODE (p-)HEMT DEVICES}STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD FOR MONOLITHICALLY INTEGRATED ENHANCEMENT / DEPLETION MODE (p-) HEMT DEVICES}

본 발명은 (p-)HEMT (고 전자 이동도 트랜지스터인 High Electron Mobility Transistor: HEMT 또는 스트레인된 고 전자 이동도 트랜지스터인 pseudomorphic-HEMT: p-HEMT를 의미함)의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 증가 모드(Enhancement Mode) (p-)HEMT 및 공핍 모드(Depletion Mode) (p-)HEMT가 단일 집적화된 소자의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the preparation of (p-) HEMT (meaning High Electron Mobility Transistor: HEMT or strained high electron mobility transistor: pseudomorphic-HEMT: p-HEMT). The mode (p-) HEMT and the depletion mode (p-) HEMT are related to the structure of a single integrated device and a manufacturing method thereof.

일반적으로 화합물 반도체 소자인 (p-)HEMT는 실리콘을 이용한 전자소자에 비하여 전자의 속도 특성이 우수하여 마이크로웨이브 또는 밀리미터웨이브(10GHz∼100GHz) 대역의 소자 응용에 널리 응용되고 있다. 특히 낮은 초고주파 잡음 특성 등의 장점을 보유하고 있어 고성능의 밀리미터웨이브 대역의 무선통신용 회로 및 부품 또는 수십 Gbps급 이상의 광통신용 회로 및 부품의 개발에 응용되고 있는 매우 중요한 소자 기술이다.In general, (p-) HEMT, which is a compound semiconductor device, has excellent electron speed characteristics compared to an electronic device using silicon, and thus is widely applied to device applications in the microwave or millimeter wave (10 GHz to 100 GHz) band. In particular, it has the advantages of low ultra-high frequency noise characteristics, so it is a very important device technology applied to the development of high-performance millimeter wave band wireless communication circuits and components or optical communication circuits and components of several tens of Gbps or more.

(p-)HEMT는 문턱전압(Threshold Voltage: VT)이 음수값인 공핍 모드의 트랜지스터와 양수값인 증가 모드의 트랜지스터로 구분된다. MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)의 제작에는 일반적으로 공핍 모드의 (p-)HEMT가 사용된다.The (p-) HEMT is classified into a depletion mode transistor in which a threshold voltage (V T ) is a negative value and a transistor in an increase mode in a positive value. Depletion mode (p-) HEMT is generally used to fabricate MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit).

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에서 공핍 모드의 (p-)HEMT들이 집적화된 회로와 그 수직 단면도의 예를 나타낸 것이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 공핍 모드 (p-)HEMT(10, 12)만을 이용한 집적회로는 + 및 - 값(+VDD및 -VG)을 갖는 두 개의 전압원(power supply)이 요구된다. 이 때문에 공핍 모드의 (p-)HEMT만으로 구성된 집적회로를 이용하여 무선 통신용 모듈을 제작할 때에는 두 개의 전압원이 필요하므로 전체 모듈의 크기가 커지는 단점이 있었다.1A and 1B show an example of a circuit in which (p-) HEMTs in the depletion mode are integrated and a vertical cross-sectional view thereof in the prior art. As shown in FIG. 1A, an integrated circuit using only the depletion mode (p-) HEMTs 10, 12 requires two power supplies with + and-values (+ V DD and -V G ). . For this reason, when manufacturing a module for wireless communication using an integrated circuit composed of only (p-) HEMT in the depletion mode, two voltage sources are required, resulting in an increase in the size of the entire module.

이에 따라 이동통신용 단말기등의 응용과 같이 가볍고 초소형인 부품이 필요한 경우 단일 전압원에 의해 동작될 수 있는 집적회로를 제작할 수 있는 소자기술이 요구된다. 이러한 단일 전압원에 의해 동작될 수 있는 회로를 구현하기 위해서는 도 2a에 도시된 바와 같이, 공핍 모드와 증가 모드의 트랜지스터를 조합하여 사용할 경우 가능하다.Accordingly, there is a need for a device technology capable of fabricating an integrated circuit that can be operated by a single voltage source when a light and small component is required, such as an application for a mobile communication terminal. In order to implement a circuit that can be operated by such a single voltage source, as shown in FIG. 2A, it is possible to use a combination of a depletion mode and an increase mode transistor.

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에서 증가 모드의 (p-)HEMT와 공핍 모드의 (p-)HEMT가 집적화된 회로와 그 수직 단면도의 예를 나타낸 것이다. 도 2a와 같이, 공핍 모드의 (p-)HEMT(10)와 증가 모드의 (p-)HEMT(20)를 직접화할 경우 하나의 전원(VDD)만 필요하게 되므로 전체 회로의 크기가 줄어든다.2A and 2B show examples of a circuit in which the (p-) HEMT in the incremental mode and the (p-) HEMT in the depletion mode and the vertical cross-sectional view thereof are integrated in the prior art. As shown in FIG. 2A, when directly directing the (p-) HEMT 10 in the depletion mode and the (p-) HEMT 20 in the incremental mode, only one power source V DD is required, thereby reducing the size of the entire circuit.

그런데, 종래 기술에서 공핍 모드와 증가 모드를 단일 집적화한 회로를 구현하기 위해서는 도 2b와 같이 하나의 기판위에 공핍 모드의 (p-)HEMT(10)와 증가 모드의 (p-)HEMT(20)를 함께 제작해야한다.However, in order to implement a circuit in which the depletion mode and the increase mode are integrated in the prior art, the depletion mode (p-) HEMT 10 and the increase mode (p-) HEMT 20 are formed on one substrate as shown in FIG. 2B. Should be produced together.

(p-)HEMT의 문턱전압은 대개 장벽층(Barrier layer)의 불순물 도핑 농도와 그 두께에 따라 아래 수학식1과 같이 결정된다.The threshold voltage of the (p-) HEMT is usually determined by the impurity doping concentration of the barrier layer and its thickness as shown in Equation 1 below.

여기에서Φ B 는 쇼트키(Schottky) 전위 장벽,ΔE C 는 장벽층과 채널층사이의 전도성 밴드 불연속점(Conduction band discontinuity)이며,N D 는 활성화된 도너(Donor) 농도이며,d는 장벽층의 두께이다.Where Φ B is the Schottky potential barrier, ΔE C is the conduction band discontinuity between the barrier layer and the channel layer, N D is the activated donor concentration, and d is the barrier layer Is the thickness.

도 1b와 같이, 공핍 모드의 (p-)HEMT들(10, 12)로 집적회로를 구현할 경우에는 공핍 모드의 문턱 전압이 음수이므로 장벽층(106)의 두께를 조정할 필요성이 없다. 하지만, 도 2b와 같이 공핍 모드 및 증가 모드의 (p-)HEMT로 단일화된 집적회로를 구현할 경우에는 증가 모드의 장벽층 두께(d)를 조절해야만 한다. 이와 같이 (p-)HEMT의 동작 모드를 결정하는 장벽층의 두께 조정은 주로 게이트 전극의 형성전 식각 공정을 통해 이루어진다.As illustrated in FIG. 1B, when the integrated circuit is implemented with the (p−) HEMTs 10 and 12 in the depletion mode, the threshold voltage of the depletion mode is negative, and thus, there is no need to adjust the thickness of the barrier layer 106. However, when implementing a single integrated circuit with (p-) HEMT in depletion mode and increase mode as shown in FIG. 2B, the barrier layer thickness d of the increase mode must be adjusted. As such, the thickness adjustment of the barrier layer that determines the operation mode of the (p-) HEMT is mainly performed through an etching process before forming the gate electrode.

도 2b를 참조하면, 공핍 모드의 (p-)HEMT(10)에 대하여 포토레지스트(미도시함)를 이용한 게이트 마스크 패턴(미도시함)을 형성하고 선택적 식각 방법으로 소오스/드레인 오믹층(108)을 식각하여 장벽층(106) 표면을 노출시킨 후에, 게이트 마스크 패턴을 제거한다. 이때 장벽층(106)의 두께는 공핍 모드의 (p-)HEMT로 동작하기 위한 음수 값의 문턱 전압을 얻을 수 있는 두께이다. 그 다음 증가 모드의 (p-)HEMT에 대하여 포토레지스트를 이용한 게이트 마스크 패턴(미도시함)을 형성하고 선택적 식각 방법으로 소오스/드레인 오믹층(108)을 식각하여 장벽층(106) 표면을 노출시킨 후에 장벽층(106)을 소정 깊이(114)로 추가 식각하여 장벽층(106)의 두께를 감소시킨다. 이로 인해 소정 깊이(114)로 추가 식각된 장벽층(106)의 두께는 증가 모드의 (p-)HEMT로 동작하기 위한 양수 값의 문턱 전압을 얻을 수 있는 두께이다.Referring to FIG. 2B, a gate mask pattern (not shown) using a photoresist (not shown) is formed on the (p-) HEMT 10 in the depletion mode, and the source / drain ohmic layer 108 is formed by a selective etching method. After etching to expose the barrier layer 106 surface, the gate mask pattern is removed. At this time, the thickness of the barrier layer 106 is a thickness for obtaining a negative threshold voltage for operating in the depletion mode (p-) HEMT. A gate mask pattern (not shown) using photoresist is then formed for the (p-) HEMT in incremental mode and the source / drain ohmic layer 108 is etched by selective etching to expose the barrier layer 106 surface. After the barrier layer 106 is further etched to a predetermined depth 114, the thickness of the barrier layer 106 is reduced. As a result, the thickness of the barrier layer 106 further etched to a predetermined depth 114 is a thickness capable of obtaining a positive threshold voltage for operating with the (p-) HEMT in the incremental mode.

도 3은 통상적인 증가 모드 및 공핍 모드의 (p-)HEMT가 집적화된 회로에서 게이트 전극 아래 장벽층 두께와 문턱 전압과의 관계를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between the barrier layer thickness and the threshold voltage under the gate electrode in a circuit in which (p-) HEMTs of the conventional increase mode and the depletion mode are integrated.

도 3의 그래프를 참조하면, 일반적인 증가 모드 및 공핍 모드의 (p-)HEMT에 있어서, 게이트 전극 아래에 있는 장벽층의 두께에 따른 문턱 전압값의 변화를 보여준다. 이에 따르면 장벽층의 두께에 따라 문턱 전압의 크기가 조절되므로 식각 공정을 이용한 장벽층의 두께 조절을 통하여 공핍 모드와 증가 모드의 (p-)HEMT를 단일 칩으로 집적화할 수 있음을 알 수 있다.Referring to the graph of FIG. 3, the change of the threshold voltage value according to the thickness of the barrier layer under the gate electrode is shown in (p−) HEMT of the general increase mode and the depletion mode. According to this, since the magnitude of the threshold voltage is adjusted according to the thickness of the barrier layer, it can be seen that the depletion mode and the increment mode (p-) HEMT can be integrated into a single chip by controlling the thickness of the barrier layer using an etching process.

그런데, 집적회로에서는 소자 특성의 균일도와 집적회로의 수율 향상을 위해서 각 모드 (p-)HEMT의 장벽층 두께가 균일해야만 된다. 종래 공핍 모드 (p-)HEMT의 경우 소오스/드레인 오믹층과 장벽층이 서로 다른 물질인 관계로 선택적 식각 방법을 이용할 경우 장벽층의 두께가 에피 구조 성장시 결정된 두께로 형성되기 때문에 높은 문턱전압의 균일도를 얻을 수 있다. 하지만, 증가 모드 (p-)HEMT의 경우 동일한 물질로 이루어진 장벽층을 소정의 두께까지 식각하여야 하므로 선택적 식각방법을 사용할 수 없으며 식각되는 장벽층 두께의 균일도 및 재현성이 높지 않게 되는 문제점이 있다. 이에 따라 식각 공정에서 야기되는 장벽층 두께의 불균일성은 문턱전압의 불균일성으로 나타나게 되고, 증가 모드 (p-)HEMT 소자의 문턱전압의 불균일성은 이러한 소자를 활용하여 제작되는 MMIC의 수율을 저하시키는 원인으로 작용한다.However, in the integrated circuit, the barrier layer thickness of each mode (p-) HEMT must be uniform for the uniformity of device characteristics and the yield of the integrated circuit. In the case of the conventional depletion mode (p-) HEMT, since the source / drain ohmic layer and the barrier layer are different materials, when the selective etching method is used, the barrier layer has a high threshold voltage because the thickness of the barrier layer is formed at the epitaxial growth. Uniformity can be obtained. However, in the case of the increased mode (p-) HEMT, since the barrier layer made of the same material must be etched to a predetermined thickness, a selective etching method cannot be used, and there is a problem in that the uniformity and reproducibility of the barrier layer thickness to be etched are not high. As a result, the nonuniformity of the barrier layer thickness caused by the etching process is represented by the nonuniformity of the threshold voltage, and the nonuniformity of the threshold voltage of the incremental mode (p-) HEMT device is a cause of lowering the yield of the MMIC fabricated using such a device. Works.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 증가 모드 (p-)HEMT의 문턱전압을 식각에 의한 장벽층의 두께로 조절하기보다는 장벽층의 불순물 농도 조절을 이용하여 문턱 전압을 조절함으로써 소자 특성이 균일한 증가 모드 (p-)HEMT를 제작하여 수율이 높은 공핍 및 증가 모드의 (p-)HEMT로 이루어진 단일 집적회로를 제작할 수 있는 단일 집적화된 증가 및 공핍 모드 (p-)HEMT 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to adjust the threshold voltage using the impurity concentration of the barrier layer rather than adjusting the threshold voltage of the increase mode (p-) HEMT to the thickness of the barrier layer by etching in order to solve the problems of the prior art as described above. By adjusting, a single integrated increment and depletion mode (p-) can be fabricated to produce a single integrated circuit consisting of high yield depletion and (p-) HEMT with high yield depletion and (p-) HEMT with uniform device characteristics. An HEMT device and a method of manufacturing the same are provided.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반절연 화합물 반도체기판 상부에 형성되며 불순물이 도핑되지 않은 채널층과, 채널층 상부에 형성되며 불순물이 도핑된 장벽층과, 장벽층 상부에 서로 이격되게 형성된 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 소오스/드레인 오믹층과, 소오스/드레인 오믹층과 접촉되게 형성된 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 소오스/드레인 전극과, 소오스/드레인 오믹층 사이에서 장벽층이 노출된 공간에 형성된 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의게이트 전극으로 이루어진 단일 집적화된 증가 모드 및 공핍 모드의 (p-)HEMT에 있어서, 증가 모드 (p-)HEMT 소자의 게이트 전극 하부에 대응하는 장벽층내에 수소 이온이 주입되어 불순물 농도가 조절된 불순물 농도 감소영역을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a channel layer which is formed on the semi-insulating compound semiconductor substrate and which is not doped with impurities, a barrier layer formed on the channel layer and doped with impurities, and spaced apart from each other on the barrier layer. Between the source / drain ohmic layer of mode and depletion mode (p-) HEMT, the source / drain electrode of incremental and depletion mode (p-) HEMT formed in contact with the source / drain ohmic layer, and the source / drain ohmic layer. In a single integrated increase mode and depletion mode (p-) HEMT consisting of gate electrodes of increase mode and depletion mode (p-) HEMT formed in the exposed space of the barrier layer, the gate of the increase mode (p-) HEMT device And an impurity concentration reducing region in which hydrogen ions are implanted into the barrier layer corresponding to the lower electrode to control the impurity concentration.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반절연 화합물 반도체기판 상부에 불순물이 도핑되지 않은 채널층과 불순물이 도핑된 장벽층을 순차적으로 형성하는 단계와, 장벽층 상부에 서로 이격되게 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 소오스/드레인 오믹층을 형성하는 단계와, 소오스/드레인 오믹층과 접촉되게 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계와, 소오스/드레인 오믹층 사이에 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 장벽층을 노출시키는 단계와, 증가 모드 (p-)HEMT의 장벽전압을 조절하기 위한 공정을 수행하는 단계와, 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 장벽층이 노출된 공간에 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT용 게이트 전극을 형성하는 단계를 구비하는 증가 모드 및 공핍 모드의 (p-)HEMT들이 단일 집적화된 소자를 제조하는 방법에 있어서, 증가 모드 (p-)HEMT의 장벽전압을 조절하기 위해 증가 모드 (p-)HEMT 소자의 게이트 전극 하부에 대응하는 장벽층내에 수소 이온 주입 공정을 통하여 불순물 농도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention sequentially forms a channel layer without impurities and a barrier layer doped with impurities on the semi-insulating compound semiconductor substrate, and an increase mode and depletion spaced apart from each other on the barrier layer. Forming a source / drain ohmic layer of mode (p-) HEMT, forming a source / drain electrode of incremental and depletion mode (p-) HEMT in contact with the source / drain ohmic layer, and source / drain Exposing the barrier layer of the increase mode and depletion mode (p-) HEMT between the ohmic layers, performing a process for adjusting the barrier voltage of the increase mode (p-) HEMT, and the increase mode and depletion mode ( Fabrication of a single integrated device of incremental and depletion mode (p-) HEMTs comprising forming a gate electrode for an incremental and depletion mode (p-) HEMT in a space where a barrier layer of p-) HEMT is exposed Ha A method of controlling an impurity concentration through a hydrogen ion implantation process in a barrier layer corresponding to a lower gate electrode of an incremental mode (p-) HEMT device to control the barrier voltage of the incremental mode (p-) HEMT device. It further comprises.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에서 공핍 모드의 (p-)HEMT들이 집적화된 회로와 그 수직 단면도의 예,1A and 1B show an example of a circuit in which (p-) HEMTs of the depletion mode are integrated in the prior art and a vertical cross-sectional view thereof,

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에서 증가 모드의 (p-)HEMT와 공핍 모드의 (p-)HEMT가 집적화된 회로와 그 수직 단면도의 예,2A and 2B are examples of a circuit in which the (p-) HEMT in the incremental mode and the (p-) HEMT in the depletion mode and the vertical cross-sectional view thereof are integrated in the prior art,

도 3은 통상적인 증가 모드 및 공핍 모드의 (p-)HEMT가 집적화된 회로에서 게이트 전극 아래 장벽층 두께와 문턱 전압과의 관계를 나타낸 그래프,3 is a graph showing the relationship between the barrier layer thickness and the threshold voltage under the gate electrode in a circuit in which (p-) HEMTs of the conventional increase mode and the depletion mode are integrated;

도 4는 본 발명에 따라 공핍 모드의 (p-)HEMT와 수소 이온이 주입된 장벽층을 갖는 증가 모드 (p-)HEMT가 단일 집적화된 소자의 수직 단면도,4 is a vertical cross-sectional view of a device in which a depletion mode (p-) HEMT and a monolithic increase mode (p-) HEMT having a barrier layer implanted with hydrogen ions are integrated according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따라 증가 및 공핍 모드의 (p-)HEMT가 단일 집적화되며, 증가 모드에 수소 이온이 주입된 장벽층을 갖는 (p-)HEMT에서 게이트 전극 아래 장벽층 불순물 농도와 문턱 전압과의 관계를 나타낸 그래프,Fig. 5 shows the barrier layer impurity concentration and threshold voltage under the gate electrode in (p-) HEMT having a single integration of (p-) HEMT in increasing and depletion mode according to the present invention and having a barrier layer implanted with hydrogen ions in increasing mode. Graph showing the relationship between

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증가 모드 (p-)HEMT 소자의 제조시 RIE를 이용한 수소 이온 공정 및 열처리 공정 조건에 따른 (p-)HEMT의 문턱전압의 변화를 나타내는 그래프,6 is a graph illustrating a change in the threshold voltage of (p-) HEMT according to a hydrogen ion process and a heat treatment process condition using RIE when fabricating an increase mode (p-) HEMT device according to an embodiment of the present invention;

도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 증가 및 공핍 모드가 집적화된 (p-)HEMT에서 증가 모드의 (p-)HEMT 제조 공정의 일 예를 나타낸 공정 순서도.7A to 7E are process flow diagrams illustrating an example of an (p-) HEMT manufacturing process of an incremental mode in (p-) HEMT in which an incremental and depletion mode is integrated according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10, 12 : 공핍 모드 (p-)HEMT 20 : 증가 모드 (p-)HEMT10, 12: depletion mode (p-) HEMT 20: incremental mode (p-) HEMT

100 : 반절연 화합물 반도체기판 102 : 버퍼층100: semi-insulating compound semiconductor substrate 102: buffer layer

104 : 채널층 106 : 장벽층104: channel layer 106: barrier layer

108 : 소오스/드레인 오믹층 110 : 소오스/드레인 전극108: source / drain ohmic layer 110: source / drain electrode

111 : 마스크 패턴 112 : 공핍 모드의 게이트 전극111 mask pattern 112 gate electrode in depletion mode

112a : 증가 모드의 게이트 전극 116 : 불순물 농도 감소영역112a: gate electrode in increasing mode 116: impurity concentration decreasing region

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따라 공핍 모드의 (p-)HEMT와 수소 이온이 주입된 장벽층을 갖는 증가 모드 (p-)HEMT가 단일 집적화된 소자의 수직 단면도이다.4 is a vertical cross-sectional view of a device in which a depletion mode (p-) HEMT and an incremental mode (p-) HEMT with a barrier layer implanted with hydrogen ions are integrated according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집적회로는 반절연(semi-insulating) 화합물 반도체기판(100) 상부에 형성된 버퍼층(102)과, 버퍼층(102) 상부에 형성되며 불순물이 도핑되지 않은 채널층(104)과, 채널층(104) 상부에 형성되며 불순물이 도핑된 장벽층(106)을 갖는다.As shown in FIG. 4, the integrated circuit according to the present invention includes a buffer layer 102 formed on a semi-insulating compound semiconductor substrate 100 and a buffer layer 102 formed on the buffer layer 102 and doped with impurities. And a channel layer 104 and a barrier layer 106 formed on the channel layer 104 and doped with impurities.

그리고 본 발명의 집적회로는 장벽층(106) 상부에 서로 이격되게 형성된 공핍 모드 및 증가 모드 (p-)HEMT(10, 20)의 소오스/드레인 오믹층(108)과, 소오스/드레인 오믹층(108)과 접촉되게 형성된 공핍 모드 및 증가 모드 (p-)HEMT의 소오스/드레인 전극(110)과, 소오스/드레인 오믹층(108) 사이에서 장벽층(106)이 노출된 공간에 형성된 스택형 공핍 모드의 게이트 전극(112) 및 'T'자형 증가 모드의 게이트 전극(112a)을 갖는다.In the integrated circuit of the present invention, the source / drain ohmic layer 108 and the source / drain ohmic layer of the depletion mode and the increase mode (p-) HEMT 10 and 20 formed on the barrier layer 106 are spaced apart from each other. 108 is a stacked depletion formed in the space where the barrier layer 106 is exposed between the source / drain electrode 110 of the depletion mode and the incremental mode (p-) HEMT formed in contact with the source 108 and the source / drain ohmic layer 108. Gate electrode 112 in mode and gate electrode 112a in 'T' shaped incremental mode.

특히 본 발명에 따른 증가 모드 및 공핍 모드의 (p-)HEMT를 갖는 단일 집적회로는 증가 모드의 (p-)HEMT(20)의 장벽층(106)이 공핍 모드의 (p-)HEMT와 같은 장벽층(106) 두께를 갖는다. 이때, 공핍 모드의 (p-)HEMT 장벽층(106)의 불순물 도핑 농도(Donor 농도: ND)는 장벽층(106)의 결정 성장시 결정된다. 그러므로 공핍모드의 (p-)HEMT는 음수 값의 문턱 전압(VT)으로 설정된다.In particular, in a single integrated circuit having (p-) HEMT in incremental and depletion mode according to the present invention, the barrier layer 106 of (p-) HEMT 20 in incremental mode is equal to (p-) HEMT in depletion mode. Barrier layer 106 has a thickness. In this case, the impurity doping concentration (Don concentration: N D ) of the (p-) HEMT barrier layer 106 in the depletion mode is determined during crystal growth of the barrier layer 106. Therefore, the (p-) HEMT in the depletion mode is set to a negative threshold voltage (V T ).

한편, 본 발명은 증가 모드의 (p-)HEMT에서 게이트 전극 아래에 수소 이온 주입 공정으로 불순물 농도 감소영역(116)을 형성하며 이 영역 내의 장벽층(106)의 불순물 도핑 농도(ND)를 수소 이온에 의해 패시베이션(passivation)시켜 중성화함으로써 ND'로 감소시킨다. 이로 인해, 증가 모드의 (p-)HEMT는 양수 값의 문턱 전압(VT)으로 설정된다.Meanwhile, the present invention forms an impurity concentration reducing region 116 under the hydrogen ion implantation process under the gate electrode in the (p-) HEMT in the increasing mode, and changes the impurity doping concentration (N D ) of the barrier layer 106 in this region. Passivation with hydrogen ions neutralizes to reduce to N D '. Because of this, the (p-) HEMT in incremental mode is set to a positive threshold voltage (V T ).

도 5는 본 발명에 따라 증가 및 공핍 모드의 (p-)HEMT가 단일 집적화되며, 증가 모드에 수소 이온이 주입된 장벽층을 갖는 (p-)HEMT에서 게이트 전극 아래 장벽층 불순물 농도(ND')와 문턱 전압(VT)과의 관계를 나타낸 그래프이다.FIG. 5 shows the barrier layer impurity concentration (N D ) under the gate electrode in (p-) HEMT having a single integration of (p-) HEMT in increasing and depletion mode and implanted with hydrogen ions in increasing mode according to the present invention. ') Is a graph showing the relationship between the threshold voltage (V T ).

도 5의 그래프에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 장벽층에 주입된 수소 이온 양을 조절해서 장벽층의 불순물 농도(ND')를 조정할 수 있으며, 이에 따라 문턱 전압(VT)이 0보다 큰 증가 모드의 (p-)HEMT 소자의 제작이 가능하다.As can be seen in the graph of FIG. 5, the impurity concentration N D ′ of the barrier layer can be adjusted by adjusting the amount of hydrogen ions injected into the barrier layer according to the present invention, and thus the threshold voltage V T is greater than zero. It is possible to fabricate (p-) HEMT devices in large incremental mode.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증가 모드 (p-)HEMT 소자의 제조시 RIE를 이용한 수소 이온 공정 및 열처리 공정 조건에 따른 (p-)HEMT의 문턱전압의 변화를 나타내는 그래프이다. 여기서 수소 이온 공정의 조건 예는 온도 = 상온, 수소 유량 = 50 sccm, RIE 챔버 압력 = 50 mT, 시간 = 0분, 2 분 및 4분, RF 전력 = 0 W, 30W 및 100W이다. 열처리 조건의 예는 온도 = 470 ℃, 시간 = 20 초이다.FIG. 6 is a graph illustrating a change in the threshold voltage of (p-) HEMT according to a hydrogen ion process and a heat treatment process condition using RIE when fabricating an increase mode (p-) HEMT device according to an embodiment of the present invention. Examples of conditions for the hydrogen ion process here are temperature = room temperature, hydrogen flow rate = 50 sccm, RIE chamber pressure = 50 mT, time = 0 minutes, 2 minutes and 4 minutes, RF power = 0 W, 30 W and 100 W. Examples of heat treatment conditions are temperature = 470 deg. C, time = 20 seconds.

도 6의 그래프를 참조하면, RIE의 RF 전력이 증가함에 따라 수소의 주입량이많아지고 장벽층의 불순물 농도가 더욱 감소하여 (p-)HEMT의 문턱전압이 양(+)방향으로 이동되어 증가 모드 (p-)HEMT의 제작이 가능하다.Referring to the graph of FIG. 6, as the RF power of the RIE increases, the amount of hydrogen injection increases and the impurity concentration of the barrier layer further decreases, so that the threshold voltage of the (p−) HEMT is moved in the positive direction (+) to increase the mode. It is possible to manufacture (p-) HEMT.

도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 증가 및 공핍 모드가 집적화된 (p-)HEMT에서 증가 모드의 (p-)HEMT 제조 공정의 일 예를 나타낸 공정 순서도이다. 이들을 참조하면 본 발명의 증가 모드의 (p-)HEMT 제조 방법은 다음과 같다. 상기 공정 순서도에서는 설명의 간략화를 위해서 증가 모드 (p-)HEMT만을 도시하기로 한다.7A to 7E are process flow diagrams illustrating an example of an (p-) HEMT manufacturing process of an incremental mode in (p-) HEMT in which an incremental and depletion mode is integrated according to the present invention. Referring to these, the (p-) HEMT manufacturing method of the increase mode of this invention is as follows. In the above process flowchart, only the incremental mode (p-) HEMT is shown for simplicity of explanation.

먼저 도 7a에 도시된 바와 같이, 반절연 화합물 반도체기판(100) 상부에 버퍼층(102)과, 불순물이 도핑되지 않은 채널층(104)을 형성한다. 여기서, 반절연 화합물 반도체기판(100)은 GaAs, InP, 사파이어 등이며 채널층은 GaAs계 HEMT일 경우 불순물 도핑이 되지 않은 GaAs, GaAs계 p-HEMT의 경우 불순물 도핑이 되지 않은 InxGa1-xAs(x>0), InP계 HEMT의 경우 In0.53Ga0.47As, InP계 p-HEMT의 경우 InxGa1-xAs(x>0.53), GaN계 HEMT의 경우 GaN, GaN계 p-HEMT의 경우 InxGa1-xN(x>0) 등으로 이루어질 수 있다.First, as shown in FIG. 7A, a buffer layer 102 and a channel layer 104 doped with impurities are formed on the semi-insulating compound semiconductor substrate 100. Here, the semi-insulating compound semiconductor substrate 100 is GaAs, InP, sapphire, etc., and the channel layer is GaAs-based HEMT, if one is not a non-impurity-doped GaAs, doped with an impurity for GaAs-based p-HEMT In x Ga 1- x As (x> 0), In 0.53 Ga 0.47 As for InP HEMT, In x Ga 1-x As (x> 0.53) for InP pHEHE, GaN and GaN p- for HEN GaMT The HEMT may be formed of In x Ga 1-x N (x> 0).

그리고 채널층(106) 상부에 불순물이 도핑된 장벽층(106)을 형성한다. 여기서, 장벽층(106)은 일반적으로 채널층(104)보다 큰 밴드갭 에너지를 갖는 물질로 이루어져 있으며 GaAs계 (p-)HEMT의 경우 InGaP 또는 AlGaAs, InP계 (p-)HEMT의 경우 InAlAs, GaN계 (p-)HEMT의 경우 GaN 또는 AlGaN로 이루어진다. 또한 장벽층(106)은 일반적으로 n형으로 모듈레이션 도핑(modulation doping)되어 있으며, 도핑의 분포 형태(profile)에 따라 균일 도핑 구조, 델타 도핑 구조, 균일 및델타 도핑의 혼합 구조 등이 있을 수 있다.The barrier layer 106 doped with impurities is formed on the channel layer 106. Here, the barrier layer 106 is generally made of a material having a greater bandgap energy than the channel layer 104, and is InGaP or AlGaAs for GaAs-based (p-) HEMT, InAlAs for InP-based (p-) HEMT, GaN-based (p-) HEMT is made of GaN or AlGaN. In addition, the barrier layer 106 is generally modulated doping to n-type, and may include a uniform doping structure, a delta doping structure, a mixed structure of uniform and delta doping according to a distribution profile of the doping. .

또한 장벽층(106) 상부에 증가 모드 및 공핍 모드 트랜지스터의 소오스/드레인 오믹층(108)을 서로 이격되게 형성한다. 여기서, 소오스/드레인 오믹층(108)은 (p-)HEMT의 소오스와 드레인에 낮은 저항값을 갖는 금속 전극의 형성을 위해서 작은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체로 이루어져 있으며, 그 예를 들면 GaAs계열 (p-)HEMT의 경우 GaAs, InP계열 (p-)HEMT의 경우 In0.53Ga0.47As, GaN계 (p-)HEMT의 경우 GaN 또는 InxGa1-xN(x>0)가 사용되며 일반적으로 고농도 n형으로 도핑된다.In addition, source / drain ohmic layers 108 of the incremental mode and depletion mode transistors are formed on the barrier layer 106 to be spaced apart from each other. Here, the source / drain ohmic layer 108 is made of a semiconductor having a small bandgap energy for forming a metal electrode having a low resistance value at the source and drain of the (p-) HEMT, for example, a GaAs series ( GaAs for p-) HEMT, In 0.53 Ga 0.47 As for InP series (p-) HEMT, GaN or In x Ga 1-x N (x> 0) for GaN-based (p-) HEMT are used. It is doped with a high concentration n type.

그 다음 소오스/드레인 오믹층(108)과 접촉되게 증가 모드 및 공핍 모드 트랜지스터의 소오스/드레인 전극(110)을 형성한다.The source / drain electrodes 110 of the incremental and depletion mode transistors are then formed in contact with the source / drain ohmic layer 108.

계속해서 도 7b에 도시된 바와 같이, 소오스/드레인 전극(110)이 형성된 결과물에 사진 공정을 실시하여 증가 모드 (p-)HEMT의 게이트 전극 영역을 정의하고 이후 수소 이온 주입시 마스킹 역할을 하는 마스크 패턴(111)을 형성한다. 여기서, 마스크 패턴(111)은 포토레지스트(photoresist), 폴리이미드(polyimide), 실리콘산화막 (SiO2), 실리콘질화막(Si3N4) 등이 활용될 수 있다. 이러한 마스크 패턴(111)을 채택하지 않고 이후 소자 전면에 수소를 이온 주입할 경우 소오스 및 드레인 오믹층의 저항 특성이 열화될 수 있으며 게이트와 소오스 및 드레인 사이의 채널층이 공핍되어 소오스 및 드레인의 시리즈 저항(Series resistance)이 증가되어 소자의 특성이 열화된다. 따라서 증가 모드 (p-)HEMT의 게이트 영역을 제외한 나머지 부분에 수소 이온 주입이 일어나지 않도록 마스크 패턴(111)을 씌워야 한다. 이러한 마스크 패턴(111)에 의해 노출된 증가 모드 (p-)HEMT의 장벽층(106)에 수소 이온(H+)을 주입한다.Subsequently, as shown in FIG. 7B, a mask is formed to perform the photolithography process on the resultant source / drain electrode 110 to define the gate electrode region of the incremental mode (p-) HEMT, and then to mask the hydrogen ion implantation. The pattern 111 is formed. The mask pattern 111 may be a photoresist, a polyimide, a silicon oxide film (SiO 2 ), a silicon nitride film (Si 3 N 4 ), or the like. If the hydrogen is ion implanted into the front surface of the device without adopting the mask pattern 111, the resistance characteristics of the source and drain ohmic layers may be deteriorated, and the channel layer between the gate and the source and drain may be depleted, resulting in a series of sources and drains. Series resistance is increased to deteriorate device characteristics. Therefore, the mask pattern 111 must be covered to prevent hydrogen ion implantation in the remaining portions except for the gate region of the increment mode (p-) HEMT. Hydrogen ions (H +) are implanted into the barrier layer 106 of the increased mode (p−) HEMT exposed by the mask pattern 111.

상기 수소 이온(H+) 주입 공정은 이온 주입기(Ion Implanter)를 이용하거나, 수소를 가스 소스로 한 반응성 이온 식각 장비(RIE : Reactive Ion Etch)를 이용하여 진행할 수 있다. 이온 주입기를 이용하는 경우에는 수소의 주입 에너지 (energy) 및 양(dosage)은 장벽층(106)내 불순물 농도가 감소되는 정도에 영향을 주게 된다. 반응성 이온 식각 장비를 이용하는 경우에는 수소 가스량(flow rate), 챔버(chamber)의 압력, RF 전력 등의 공정 조건이 장벽층(106)내 불순물 농도가 감소되는 정도에 영향을 주게 된다.The hydrogen ion (H +) implantation process may be performed by using an ion implanter or by using a reactive ion etching equipment (RIE) using hydrogen as a gas source. In the case of using an ion implanter, the energy and dosage of hydrogen affect the extent to which the impurity concentration in the barrier layer 106 is reduced. In the case of using the reactive ion etching equipment, process conditions such as the flow rate of hydrogen, the pressure of the chamber, the RF power, and the like affect the extent to which the impurity concentration in the barrier layer 106 is reduced.

이온 주입후에 열처리 공정을 추가로 실시한다. 이로 인해 도 7c에 도시된 바와 같이, 증가 모드 (p-)HEMT의 장벽층(106)에 수소 이온이 주입된 불순물 농도 감소영역(116)이 형성된다. 이온 주입후에 열처리 공정에 의해 활성화된 수소 이온은 장벽층(106) 내에 있는 많은 n형 불순물과 결합하여 패시베이션된 상태로 존재하게 된다. 일반적으로 n형 불순물은 전자를 방출한 후 양전하를 띠지만 수소에 의해 패시베이션될 경우 중성 상태를 유지하여 이온화된 n형 불순물(ND+)로서 작용을 하지 못하게 된다. 결과적으로, 장벽층(106) 내에 있는 n형 불순물 일부가 수소 패시베이션에 의해 중성화될 때 유효 n형 불순물 농도가 감소되는 효과를 나타낸다. 그러므로, 본 발명은 이러한 원리를 이용하여 수소 이온에 의해 장벽층의 불순물 농도가 감소된 영역(116)을 추가 형성함으로써 종래와 같이 별도의 장벽층식각 공정을 거치지 않고서도 증가 모드 (p-)HEMT의 문턱 전압을 조정할 수 있다.After the ion implantation, a heat treatment step is further performed. As a result, as shown in FIG. 7C, the impurity concentration reducing region 116 into which the hydrogen ions are implanted is formed in the barrier layer 106 of the increase mode (p-) HEMT. After ion implantation, the hydrogen ions activated by the heat treatment process are present in a passivated state in combination with many n-type impurities in the barrier layer 106. Generally, the n-type impurity is positively charged after emitting electrons, but when passivated by hydrogen, the n-type impurity does not function as an ionized n-type impurity (N D +). As a result, the effective n-type impurity concentration is reduced when some of the n-type impurities in the barrier layer 106 are neutralized by hydrogen passivation. Therefore, the present invention uses this principle to further form a region 116 in which the impurity concentration of the barrier layer is reduced by hydrogen ions, thereby increasing the incremental mode (p-) HEMT without going through a separate barrier layer etching process as in the prior art. Threshold voltage can be adjusted.

또한, 수소에 의하여 패시베이션된 불순물 농도 감소영역(116)의 불순물 양은 장벽층(106)을 이루는 물질의 종류에 따라 다르지만 열처리에 의하여 조절될 수 있다. 즉 수소 주입 공정 이후에 열처리할 경우 불순물을 패시베이션하고 있는 수소의 일부가 제거되어 정상적인 불순물로 환원된다. 정상적으로 환원되는 불순물의 양은 열처리 온도 및 시간이 증가할수록 (단, 소자의 오믹 특성 또는 장벽층의 표면 상태 등을 열화시킬 수 있는 온도보다는 낮은 온도 영역 내에서) 증가된다. 그러므로, 본 발명은 수소 이온 주입후 열처리 공정을 통해서 증가 모드의 (p-)HEMT 장벽층의 불순물 농도를 조절할 수가 있어 종래 장벽층의 식각 공정보다 훨씬 더 불순물의 농도 조절에 대한 재현성과 균일성을 보장할 수 있다.In addition, the amount of impurities in the impurity concentration reducing region 116 passivated by hydrogen varies depending on the type of material forming the barrier layer 106 but may be controlled by heat treatment. In other words, when the heat treatment after the hydrogen injection process, a portion of the hydrogen passivating impurities are removed and reduced to normal impurities. The amount of impurities normally reduced increases with increasing heat treatment temperature and time (in a temperature region lower than a temperature that may degrade the ohmic characteristics of the device or the surface state of the barrier layer). Therefore, the present invention can control the impurity concentration of the (p-) HEMT barrier layer in the incremental mode through the heat treatment process after hydrogen ion implantation, so that the reproducibility and uniformity of the impurity concentration control is much higher than that of the conventional barrier layer etching process. I can guarantee it.

그리고 나서 도 7d 및 도 7e에 도시된 바와 같이, 불순물 농도 감소영역(116)이 노출된 공간에 수소 주입 마스크 패턴을 활용하여 자기 정렬(self-aligned)된 증가 모드 (p-)HEMT의 게이트 전극(112a)을 형성하고 마스크 패턴(111)을 제거한다. 이와 동시에 도면에 미도시된 공핍 모드 (p-)HEMT에서도 노출된 장벽층(106)에 공핍 모드 (p-)HEMT의 게이트 전극을 형성한다.7D and 7E, the gate electrode of the incremental mode (p-) HEMT self-aligned using a hydrogen injection mask pattern in a space where the impurity concentration reducing region 116 is exposed. 112a is formed and the mask pattern 111 is removed. At the same time, the gate electrode of the depletion mode (p-) HEMT is formed in the exposed barrier layer 106 even in the depletion mode (p-) HEMT not shown in the drawing.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 공핍 모드 및 증가 모드의 (p-)HEMT가 단일 집적화된 회로에서 증가 모드의 게이트 하부에 위치한 장벽층에 수소 이온을 주입하고 열처리함으로써 종래와 같이 장벽층 식각 공정을 이용하지 않고서도 쉽게 증가 모드의 문턱 전압을 조절할 수 있다.As described above, according to the present invention, the barrier layer etching process is conventionally performed by injecting and heat-treating hydrogen ions into the barrier layer positioned below the gate of the increase mode in the depletion mode and the increase mode (p-) HEMT in a single integrated circuit. It is easy to adjust the threshold voltage in incremental mode without using it.

따라서, 본 발명은 증가 모드 (p-)HEMT의 문턱전압을 두께로 조절하기보다는 장벽층의 불순물 농도를 조절해서 문턱 전압을 조정하기 때문에 소자 특성이 균일한 증가 모드 (p-)HEMT를 제작하여 수율이 높은 공핍 및 증가 모드의 (p-)HEMT로 이루어진 단일 집적회로를 제작할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention manufactures the increase mode (p-) HEMT with uniform device characteristics because the threshold voltage is adjusted by adjusting the impurity concentration of the barrier layer rather than adjusting the threshold voltage of the increase mode (p-) HEMT to the thickness. It is effective to manufacture a single integrated circuit composed of (p-) HEMT in high yield depletion and increase mode.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later.

Claims (6)

반절연 화합물 반도체기판 상부에 형성되며 불순물이 도핑되지 않은 채널층과, 상기 채널층 상부에 형성되며 불순물이 도핑된 장벽층과, 상기 장벽층 상부에 서로 이격되게 형성된 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 소오스/드레인 오믹층과, 상기 소오스/드레인 오믹층과 접촉되게 형성된 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 소오스/드레인 전극과, 상기 소오스/드레인 오믹층 사이에서 상기 장벽층이 노출된 공간에 형성된 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 게이트 전극으로 이루어진 단일 집적화된 증가 모드 및 공핍 모드의 (p-)HEMT에 있어서,A channel layer formed on the semi-insulating compound semiconductor substrate and not doped with impurities, a barrier layer formed on the channel layer and doped with impurities, and an increase mode and a depletion mode formed on the barrier layer and spaced apart from each other (p−). The barrier layer is exposed between the source / drain ohmic layer of HEMT, the source / drain electrode of the increase and depletion mode (p-) HEMT formed in contact with the source / drain ohmic layer, and the source / drain ohmic layer. In a single integrated incremental mode and depletion mode (p-) HEMT consisting of a gate electrode of an incremental mode and a depletion mode (p-) HEMT formed in a closed space, 상기 증가 모드 (p-)HEMT 소자의 게이트 전극 하부에 대응하는 상기 장벽층내에 수소 이온이 주입되어 불순물 농도가 조절된 불순물 농도 감소영역을 구비한 것을 특징으로 하는 단일 집적화된 증가 및 공핍 모드 (p-)HEMT 소자의 구조.And a single integrated increase and depletion mode (p-), wherein the impurity concentration is reduced by implanting hydrogen ions into the barrier layer corresponding to the gate electrode of the HEMT device. -) Structure of HEMT device. 반절연 화합물 반도체기판 상부에 불순물이 도핑되지 않은 채널층과 불순물이 도핑된 장벽층을 순차적으로 형성하는 단계;Sequentially forming an impurity doped channel layer and an impurity doped barrier layer over the semi-insulating compound semiconductor substrate; 상기 장벽층 상부에 서로 이격되게 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 소오스/드레인 오믹층을 형성하는 단계;Forming a source / drain ohmic layer in an incremental mode and a depletion mode (p-) HEMT spaced apart from each other on top of the barrier layer; 상기 소오스/드레인 오믹층과 접촉되게 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계;Forming a source / drain electrode in incremental mode and depletion mode (p-) HEMT in contact with the source / drain ohmic layer; 상기 소오스/드레인 오믹층 사이에 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 장벽층을 노출시키는 단계;Exposing a barrier layer of increasing mode and depletion mode (p-) HEMT between the source / drain ohmic layers; 상기 증가 모드 (p-)HEMT의 장벽전압을 조절하기 위한 공정을 수행하는 단계; 및Performing a process to adjust the barrier voltage of the increase mode (p-) HEMT; And 상기 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT의 장벽층이 노출된 공간에 증가 모드 및 공핍 모드 (p-)HEMT용 게이트 전극을 형성하는 단계를 구비하는 증가 모드 및 공핍 모드의 (p-)HEMT들이 단일 집적화된 소자를 제조하는 방법에 있어서,Forming a gate electrode for an incremental mode and a depletion mode (p-) HEMT in a space where the barrier layer of the incremental mode and the depletion mode (p-) HEMT is exposed; In the method of manufacturing a single integrated device, 상기 증가 모드 (p-)HEMT의 장벽전압을 조절하기 위해 상기 증가 모드 (p-)HEMT 소자의 게이트 전극 하부에 대응하는 장벽층내에 수소 이온 주입 공정을 통하여 불순물 농도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 집적화된 증가 및 공핍 모드 (p-)HEMT 소자의 제조 방법.Adjusting an impurity concentration through a hydrogen ion implantation process in a barrier layer corresponding to a lower gate electrode of the incremental mode (p-) HEMT device to control the barrier voltage of the incremental mode (p-) HEMT; A method of fabricating a single integrated incremental and depletion mode (p-) HEMT device. 제 2항에 있어서, 상기 불순물 농도 감소영역을 형성하는 단계에서 상기 증가 모드의 게이트 아래 부분을 제외한 영역에 수소 이온 주입을 방지하기 위한 마스크를 형성하는 것을 특징으로 하는 단일 집적화된 증가 및 공핍 모드 (p-)HEMT 소자의 제조 방법.The method of claim 2, wherein in forming the impurity concentration reducing region, a mask for preventing hydrogen ion implantation is formed in a region other than the lower portion of the gate of the increasing mode. Method for manufacturing p-) HEMT device. 제 2항에 있어서, 상기 불순물 농도 감소영역을 형성하는 단계에서 이온 주입기 또는 반응성 이온 식각(RIE) 장비를 사용하여 수소 이온을 주입하는 것을 특징으로 하는 단일 집적화된 증가 및 공핍 모드 (p-)HEMT 소자의 제조 방법.3. The single integrated increase and depletion mode (p-) HEMT of claim 2, wherein hydrogen ions are implanted using an ion implanter or reactive ion etching (RIE) equipment to form the impurity concentration reducing region. Method of manufacturing the device. 제 2항에 있어서, 상기 불순물 농도 감소영역을 형성하는 단계는 수소 이온을 주입한 후 열처리 공정을 실시하여 패시베이션되어 중성화된 불순물의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 단일 집적화된 증가 및 공핍 모드 (p-)HEMT 소자의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the forming of the impurity concentration reducing region comprises implanting hydrogen ions and performing a heat treatment to control the amount of passivated and neutralized impurities to form a single integrated increase and depletion mode (p). -) Method of manufacturing the HEMT device. 제 2항에 있어서, 상기 증가 모드 (p-)HEMT의 게이트 전극을 형성할 때 수소 이온 주입 방지를 위한 마스크를 이용하여 자기 정렬된 T형의 게이트 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 단일 집적화된 증가 및 공핍 모드 (p-)HEMT 소자의 제조 방법.3. The single integrated increase of claim 2, wherein a self-aligned T-type gate electrode is formed using a mask for preventing hydrogen ion implantation when forming the gate electrode of the incremental mode (p-) HEMT. And depletion mode (p-) HEMT device manufacturing method.
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