JPH01150367A - Manufacture of junction type fet - Google Patents

Manufacture of junction type fet

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JPH01150367A
JPH01150367A JP30910787A JP30910787A JPH01150367A JP H01150367 A JPH01150367 A JP H01150367A JP 30910787 A JP30910787 A JP 30910787A JP 30910787 A JP30910787 A JP 30910787A JP H01150367 A JPH01150367 A JP H01150367A
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JP
Japan
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layer
gate
semiconductor layer
mask
electrode
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JP30910787A
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Japanese (ja)
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Yoshitaka Furutsu
古津 美貴
Haruhisa Soda
晴久 雙田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To realize a short gate length and to manufacture a high-speed JFET by etching a lower semiconductor layer with the metal stripe of a gate electrode as a mask, and forming a gate. CONSTITUTION:An n-type InGaAsP layer is caused to grow as a channel layer 2, a p-type InP layer 31 and a p-type InGaAsP layer 32 are caused to grow as a gate forming semiconductor layer on an SI-InP substrate 1, and a gate electrode 4 is formed. Then, with the electrode 4 as a mask the layer 32 is etched with mixture solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide water thereby to form a gate 32A as an upper layer. In this case, the length of the gate can be made shorter than the gate electrode 4 by a side etching effect. Then, the layer 31 is etched thereby to form a gate 31A as a lower layer. Further, a metal material for source, drain electrodes is deposited directly on the substrate, a metal layer except a predetermined region is removed, and source, drain electrodes 5, 6 are formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 接合型電界効果トランジスタ(JPET)の製造方法に
関し。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] This invention relates to a method for manufacturing a junction field effect transistor (JPET).

ゲート電極の金属ストライプをマスクにして下層の半導
体層をエツチングしてゲートの形成を可能として、短ゲ
ート長を実現してJPETの高速化を目的とし。
The purpose of this method is to enable the formation of a gate by etching the underlying semiconductor layer using the metal stripe of the gate electrode as a mask, thereby realizing a short gate length and increasing the speed of JPET.

チャネル層上に順に第1の半導体層と核層より薄い第2
の半導体層を成長し、その上にゲート金属電極を形成し
、該ゲート金属電極をマスクにして第2の半導体層を選
択的にエツチングして第1の半導体層を露出させ9次い
で該ゲート金属電極および第2の半導体層をマスクにし
て第1の半導体層を選択的にエツチングしてチャネル層
を露出さる工程を有するように構成する。
A first semiconductor layer and a second semiconductor layer thinner than the core layer are sequentially formed on the channel layer.
A semiconductor layer is grown, a gate metal electrode is formed thereon, and the second semiconductor layer is selectively etched using the gate metal electrode as a mask to expose the first semiconductor layer. The method includes a step of selectively etching the first semiconductor layer using the electrode and the second semiconductor layer as a mask to expose the channel layer.

前記チャネル層がn型InGaAsP、  第1の半導
体層がInP +第2の半導体層がInGaAsPから
なる場合は、第2の半導体層を硫酸と過酸化水素を含む
混合液で、第1の半導体層を塩酸でエツチングするよう
に構成する。
When the channel layer is made of n-type InGaAsP, and the first semiconductor layer is made of InP and the second semiconductor layer is made of InGaAsP, the second semiconductor layer is made of a mixed solution containing sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the first semiconductor layer is made of InGaAsP. is configured to be etched with hydrochloric acid.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は接合型電界効果トランジスタの製造方法に関す
る。
The present invention relates to a method for manufacturing a junction field effect transistor.

JFETは光半導体デバイスの駆動素子として用いられ
ている。
JFET is used as a driving element for optical semiconductor devices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

JPETの高速性を向上させるためには、ゲート長を短
くすることが有効である。
In order to improve the high-speed performance of JPET, it is effective to shorten the gate length.

従来、短ゲート形成のために第2図に示される技術が使
われていた1)。
Conventionally, the technique shown in FIG. 2 has been used to form short gates1).

1) J、Cheng and S、R,Forres
t+High 5peed Ina、53Gaa、nt
AS/InP JunctionField−effe
ct Transistor for Optoele
ctronicIntegration、 in Op
t、Fiber Commun、 Conf。
1) J. Cheng and S. R. Forres
t+High 5peed Ina, 53Gaa, nt
AS/InP JunctionField-effe
ct Transistor for Optoele
ctronicIntegration, in Op
t, Fiber Commun, Conf.

Tech、 Digest、 Feb; 11−13.
1985゜第2図<1)〜(3)は従来例のゲート形成
方法を説明する断面図である。
Tech, Digest, Feb; 11-13.
1985. FIG. 2<1) to (3) are cross-sectional views illustrating a conventional gate forming method.

第2図(1)において、半絶縁性(SI) −InP基
板1上にチャネル層2としてn型1nP(n−1nP)
層、およびゲート形成用のp型TnGaAsP(p−1
nGaAsP)層3を成長する。
In FIG. 2 (1), an n-type 1nP (n-1nP) channel layer 2 is formed on a semi-insulating (SI)-InP substrate 1.
p-type TnGaAsP (p-1
(nGaAsP) layer 3 is grown.

次に、金属(例えば、 Au/Pt/Ti)ストライプ
からなるゲート電極4を形成する。
Next, a gate electrode 4 made of metal (eg, Au/Pt/Ti) stripes is formed.

第2図(2)において、ゲート電極4をマスクにしてゲ
ート形成用のInGaAsP層3を化学的にエツチング
してゲー)3Aを形成する。
In FIG. 2(2), the InGaAsP layer 3 for gate formation is chemically etched using the gate electrode 4 as a mask to form a gate layer 3A.

この際、サイドエツチングの効果により、ゲート長をゲ
ート電極4よりも短くできる。
At this time, the gate length can be made shorter than the gate electrode 4 due to the effect of side etching.

第2図(3)において、基板の真上からソースドレイン
電極用の金属材料(Au/AuGe)を蒸着し、リフト
オフ工程を用いて所定領域以外の金属層を除去し、ソー
スドレイン電極5.6を形成する。
In FIG. 2(3), a metal material (Au/AuGe) for the source and drain electrodes is deposited from directly above the substrate, and a lift-off process is used to remove the metal layer other than a predetermined area, and the source and drain electrodes 5.6 form.

この方法では、ゲート電極の庇と、ゲートの厚みで、ゲ
ートとソースドレイン電極を絶縁している。
In this method, the gate and source/drain electrodes are insulated by the eaves of the gate electrode and the thickness of the gate.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来例において、ゲート電極4をマスクにしてゲート形
成用のInGaAsP層3をエツチングする際。
In the conventional example, when etching the InGaAsP layer 3 for gate formation using the gate electrode 4 as a mask.

マスクとの界面のエツチングレートが大きいため。This is because the etching rate at the interface with the mask is high.

ゲートの層厚が大きいと、チャネル層が露出する前に第
3図に示されるようにゲート電極4が剥がれてしまうと
いう問題が生ずる。
If the gate layer thickness is large, a problem arises in that the gate electrode 4 is peeled off before the channel layer is exposed, as shown in FIG.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点の解決は、チャネル層上に順に第1の半導体
層と核層より薄い第2の半導体層を成長し、その上にゲ
ート金属電極を形成し、該ゲート金属電極をマスクにし
て第2の半導体層を選択的にエツチングして第1の半導
体層を露出させ1次いで該ゲート金属電極および第2の
半導体層をマスクにして第1の半導体層を選択的にエツ
チングしてチャネル層を露出さる工程を有する接合型F
ETの製造方法により達成される。
The solution to the above problem is to grow a first semiconductor layer and a second semiconductor layer thinner than the core layer in order on the channel layer, form a gate metal electrode thereon, and use the gate metal electrode as a mask to form a second semiconductor layer. The second semiconductor layer is selectively etched to expose the first semiconductor layer. Next, the first semiconductor layer is selectively etched using the gate metal electrode and the second semiconductor layer as a mask to form a channel layer. Joining type F with exposed process
This is achieved by the ET manufacturing method.

前記チャネル層がn型InGaAsP、  第1の半導
体層がTnP 、第2の半導体層がTnGaAsPから
なる場合は、第2の半導体層1nGaAsPを硫酸と過
酸化水素を含む混合液で、第1の半導体層TnPを塩酸
でエツチングする。
When the channel layer is made of n-type InGaAsP, the first semiconductor layer is made of TnP, and the second semiconductor layer is made of TnGaAsP, the second semiconductor layer 1nGaAsP is mixed with a mixture containing sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the first semiconductor layer is made of n-type InGaAsP. Etch the TnP layer with hydrochloric acid.

〔作用〕[Effect]

本発明は、ゲートを2N構造とし、ゲート電極の金属と
ゲートの半導体との界面のエツチングレートが特に大き
いため、エツチング時間を短くする必要があり、そのた
め界面と接する上層の半導体層を十分薄くシ、またゲー
トは前記のようにソースドレイン電極と絶縁するため成
る程度の厚みが必要であるから、下層の半導体層で厚み
を補うようにしたものである。
In the present invention, the gate has a 2N structure, and the etching rate at the interface between the metal of the gate electrode and the semiconductor of the gate is particularly high, so it is necessary to shorten the etching time. Furthermore, since the gate needs to be thick enough to be insulated from the source and drain electrodes as described above, the thickness is compensated for by the underlying semiconductor layer.

2層構造ゲートのエツチングで、下層のエッチャントは
上層をエツチングしないものを選ぶと。
When etching a two-layer gate, choose an etchant for the lower layer that will not etch the upper layer.

上層の真下の領域の下層はサイドエツチングされないの
で、理想的な断面形状のゲートが得られる。
Since the lower layer in the area directly below the upper layer is not side-etched, a gate with an ideal cross-sectional shape can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(11〜(5)は本発明の一実施例によるゲート
形成方法を説明する断面図と平面図である。
FIGS. 11-(5) are a sectional view and a plan view illustrating a gate forming method according to an embodiment of the present invention.

体層としてp−1nP層31および第2の半導体層とし
てp−1nGaAsP (発光波長組成1.3.crm
)層32を成長する。
A p-1nP layer 31 as a body layer and a p-1nGaAsP as a second semiconductor layer (emission wavelength composition 1.3.crm
) growing layer 32;

各半導体層の諸元は次のとおりである。The specifications of each semiconductor layer are as follows.

図番  層   ト肪ト F−ブ濃度  厚さ(cm−
’)   (人) 2   n−1nGaAsF  Sn   IE17 
1000〜200031   p−1nP    Cd
   51E17 3500〜500032     
p−1nGaAsP   Zn      IE19 
 3500〜5000次に1例えば1幅1μm、厚さ1
μm10.1μm70.1μmのAu/Pt/Ti  
層で形成した金属ストライプからなるゲート電極4を形
成する。
Drawing number Layer F-bu concentration Thickness (cm-
') (person) 2 n-1nGaAsF Sn IE17
1000-200031 p-1nP Cd
51E17 3500-500032
p-1nGaAsP Zn IE19
3500-5000 1 For example 1 width 1 μm, thickness 1
μm10.1μm70.1μm Au/Pt/Ti
A gate electrode 4 consisting of a metal stripe formed in layers is formed.

第1図(2)において、ゲート電極4をマスクにしてI
nGaAsP層32を硫酸と過酸化水素水の混合液でエ
ツチングして上層のゲート32Aを形成する。
In FIG. 1(2), with the gate electrode 4 as a mask, I
The nGaAsP layer 32 is etched with a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide to form the upper gate 32A.

この際、サイドエツチングの効果により、ゲート長をゲ
ート電極4よりも短くできる。
At this time, the gate length can be made shorter than the gate electrode 4 due to the effect of side etching.

第1図(3)において、塩酸でInP層31をエツチン
グして下層のゲート31Aを形成する。
In FIG. 1(3), the InP layer 31 is etched with hydrochloric acid to form the lower gate 31A.

この際、ゲート32Aの下側はサイドエツチングされな
いので1図のような理想的な断面形状のゲートが得られ
る。
At this time, since the lower side of the gate 32A is not side-etched, a gate having an ideal cross-sectional shape as shown in FIG. 1 can be obtained.

第1図(4)において、基板の真上からソースドレイン
電極用の金属材料(厚さ2000人)300人のAu/
AuGe)を蒸着し、リフトオフ工程を用いて所定領域
以外の金属層を除去し、ソースドレイン電極5.6を形
成する。
In Figure 1 (4), 300 layers of Au/metal material for source/drain electrodes (thickness: 2000 layers) are measured from just above the substrate.
Then, a lift-off process is used to remove the metal layer except for a predetermined region, thereby forming a source/drain electrode 5.6.

第1図(5)は平面図である。FIG. 1(5) is a plan view.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、ゲート電極の金属
ストライプをマスクにして下層の半導体をエツチングで
きるよにになった。
As explained above, according to the present invention, the underlying semiconductor layer can be etched using the metal stripe of the gate electrode as a mask.

従って、金属ストライプをリソグラフィ技術の最小幅で
形成すると、ゲート長はさらに短くすることができ、 
JPETの高速化ができる。
Therefore, if the metal stripe is formed with the minimum width of lithography technology, the gate length can be further shortened.
JPET speed can be increased.

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

第1図+11〜(5)は本発明の一実施例によるゲート
形成方法を説明する断面図と平面図。 第2図fil〜(3)は従来例のゲート形成方法を説明
する断面図。 第3図は問題点を説明する断面図である。 図において。 1は5l−1nP基板。 2はチャネJし層2でn−1nGaAsF層。 31は第1の半導体層でp−1nP層。 32は第2の半導体層でp−InGaAsP層。 31Aは下層のゲート 32Aは上層のゲート。 4はゲート電極でAu/Pt/Ti層。 5.6はソースドレイン電極でAu/AuGe層実施例
の副一実施例=P面図 $1 図 (5〕千面図 V施f列の軒面囚と平面図 $ 1 図 早 ′3 図
11-(5) are a sectional view and a plan view illustrating a gate forming method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 fil-(3) is a sectional view illustrating a conventional gate forming method. FIG. 3 is a sectional view illustrating the problem. In fig. 1 is a 5l-1nP substrate. 2 is a channel J layer 2, which is an n-1nGaAsF layer. 31 is a first semiconductor layer, which is a p-1nP layer. 32 is a second semiconductor layer, which is a p-InGaAsP layer. 31A is a lower layer gate, and 32A is an upper layer gate. 4 is a gate electrode made of Au/Pt/Ti layer. 5.6 is a source/drain electrode, and a sub-embodiment of the Au/AuGe layer embodiment = P side view $1 Figure (5) Thousand-sided view

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)チャネル層上に順に第1の半導体層と該層より薄
い第2の半導体層を成長し、その上にゲート金属電極を
形成し、該ゲート金属電極をマスクにして第2の半導体
層を選択的にエッチングして第1の半導体層を露出させ
、次いで該ゲート金属電極および第2の半導体層をマス
クにして第1の半導体層を選択的にエッチングしてチャ
ネル層を露出さる工程を有することを特徴とする接合型
FETの製造方法。
(1) A first semiconductor layer and a second semiconductor layer thinner than the first semiconductor layer are grown in order on the channel layer, a gate metal electrode is formed thereon, and the second semiconductor layer is grown using the gate metal electrode as a mask. selectively etching to expose the first semiconductor layer, and then selectively etching the first semiconductor layer using the gate metal electrode and the second semiconductor layer as a mask to expose the channel layer. A method for manufacturing a junction FET, comprising:
(2)前記チャネル層がn型InGaAsP、第1の半
導体層がInP、第2の半導体層がInGaAsPから
なり、第2の半導体層を硫酸と過酸化水素を含む混合液
で、第1の半導体層を塩酸でエッチングすることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の接合型FETの製造
方法。
(2) The channel layer is made of n-type InGaAsP, the first semiconductor layer is made of InP, and the second semiconductor layer is made of InGaAsP, and the second semiconductor layer is made of a mixed solution containing sulfuric acid and hydrogen peroxide, and the first semiconductor layer is made of A method for manufacturing a junction FET according to claim 1, characterized in that the layer is etched with hydrochloric acid.
JP30910787A 1987-12-07 1987-12-07 Manufacture of junction type fet Pending JPH01150367A (en)

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