JPH012364A - semiconductor equipment - Google Patents
semiconductor equipmentInfo
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- JPH012364A JPH012364A JP62-158344A JP15834487A JPH012364A JP H012364 A JPH012364 A JP H012364A JP 15834487 A JP15834487 A JP 15834487A JP H012364 A JPH012364 A JP H012364A
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- layer
- semiconductor layer
- region
- drain region
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置、特に化合物半導体を用いたSI
S )’HT 、 MIS FET等のへテロ界面を有
する電界効果トランジスタ(NET)に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to semiconductor devices, particularly SI using compound semiconductors.
S)' It relates to field effect transistors (NET) having a hetero interface such as HT and MIS FET.
(発明の概要〕
本発明は、狭バンドギャップの第1の半導体層と広いバ
ンドギャップの第2の半導体層とを有し、第1の半導体
層中の第2の半導体層との界面に所定の間隔をおいてソ
ース領域及びドレイン領域が形成され、ソース及びドレ
イン領域間の第2の半導体層上にゲート電極が形成され
てなる半導体装置において、ソース領域及びドレイン領
域i域を同一の半導体層で形成すると共に、第1の半導
体層に接する第2の半導体層によって分離するように構
成することによって、短チヤンネルデバイスを精度よく
作製できるようにしたものである。(Summary of the Invention) The present invention has a first semiconductor layer with a narrow bandgap and a second semiconductor layer with a wide bandgap, and has a predetermined position at the interface between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. In a semiconductor device in which a source region and a drain region are formed with an interval of , and a gate electrode is formed on a second semiconductor layer between the source and drain regions, the source region and the drain region By configuring the first semiconductor layer to be separated by a second semiconductor layer in contact with the first semiconductor layer, a short channel device can be manufactured with high precision.
(従来の技術〕
第3図は従来のn′″−GalnAsゲートのSIS(
Semiconductor jnsulaLor S
em1conductor ) FETを示す。(Prior art) Figure 3 shows a conventional n'''-GalnAs gate SIS (
Semiconductor jnsulaLor S
em1conductor ) FET.
このSIS Ft!Tの作製法としては、先ず第3図A
に示すように半絶縁性1nP基板+1+上に、順次エピ
タキシャル成長によりチャンふル形成層となる厚さ10
00人程度0狭バンドギャップのアンドープGa1nA
srjf(2)、絶縁y−となる厚さ500人程1の広
バンドギャップのアンドープ八lInAs1画(31及
びゲート電極となる厚さ2000人程度1不純物’11
1度5 X IQl″cm−’、+l[!度のn ”−
Ga InAs1皆(41を被着形成する。This SIS Ft! As for the manufacturing method of T, first, Fig. 3A
As shown in Fig. 1, a chamfer forming layer with a thickness of 10 is formed by sequential epitaxial growth on a semi-insulating 1nP substrate +1+.
Undoped Ga1nA with a narrow bandgap of about 0
srjf (2), a wide bandgap undoped 8 lInAs film with a thickness of about 500 mm (31) and an impurity'11 with a thickness of about 2000 mm (31 mm) to serve as the gate electrode.
1 degree 5 X IQl″cm-', +l [!degree n ''-
Ga InAs 1 (41) is deposited.
次に、第3図Bに示すようにn ”−Ga InAsM
f41をパターニングしてゲート′d1極(5)を形
成して後、第3図Cに示すようにゲート電pli+51
をマスクとしてn形不純物例えばSiをセルファライン
でイオン注入し、700℃程度のアニールによって活性
化してアンドープGa InAs1cif (21内に
n3形のソース領域(6)及びトレイン領域(7)を形
成する。Next, as shown in FIG. 3B, n''-GaInAsM
After patterning f41 to form the gate 'd1 pole (5), the gate voltage pli+51 is applied as shown in FIG. 3C.
Using a mask as a mask, an n-type impurity such as Si is ion-implanted using a self-line, and activated by annealing at about 700° C. to form an n3-type source region (6) and a train region (7) in the undoped GaInAs1cif (21).
次いで、第3図りに示すようにソース領1!3. (6
1及びトレイン領域(7)に夫々オーミック電極(8)
及び(9)を形成してSIS PET (10)を得
る。Next, as shown in the third diagram, the source area 1!3. (6
Ohmic electrodes (8) in 1 and train region (7), respectively.
and (9) to obtain SIS PET (10).
上述の構成のSIS FET (10)においては、
ソース領域(6)及びドレイン領域(7)間の距離が実
効ゲート長に相当するが、イオン注入後のアニール処理
の際に、n“形のソース鎖酸(6)及びドレイン領域(
7)は第4図に示す如く破線(11)のように内側に入
り込む性質があり、このため短チャンネル(り豆ゲート
長)デバイスの作製を困難なものにしている。In the SIS FET (10) with the above configuration,
The distance between the source region (6) and the drain region (7) corresponds to the effective gate length.
7) has the property of penetrating inside as shown by the broken line (11) in FIG. 4, which makes it difficult to fabricate short channel (small gate length) devices.
本発明は、上述の点に謳み、短チャンネルが411度よ
く得られる 半導体装置を提供するものである。The present invention addresses the above points and provides a semiconductor device in which a short channel of 411 degrees can be obtained well.
本発明は、狭バンドギャップの第1の半導体層(2)と
広いバンドギャップの第2の半導体層(3)とを有し、
第1の半導体層(2)中の第2の半導体層(3)との界
面に所定の間隔をおいて、ソース領域(14)及びドレ
イン領域(15)が形成され、ソース領域(14)とド
レイン領域(15)間の第2の半導体層(3)上にゲー
ト電極(5)が形成されてなる半導体装置において、ソ
ース領域(14)及びドレイン領域(15)を同一の半
導体層(13)で形成すると共に、第1の半導体層(2
)に接する第2の半導体層(3)にょって分離するよう
に構成する。The present invention has a first semiconductor layer (2) with a narrow bandgap and a second semiconductor layer (3) with a wide bandgap,
A source region (14) and a drain region (15) are formed at a predetermined interval at the interface with the second semiconductor layer (3) in the first semiconductor layer (2). In a semiconductor device in which a gate electrode (5) is formed on a second semiconductor layer (3) between drain regions (15), a source region (14) and a drain region (15) are formed on the same semiconductor layer (13). The first semiconductor layer (2
) is separated by the second semiconductor layer (3) in contact with the second semiconductor layer (3).
ソース領域(14)及びドレイン領域(15)はイオン
注入を用いずに、同一半導体[(13)によって形成さ
れる。そして、ソースvA域(14)及びドレイン領域
(15)を形成した後の第2の半導体層(3)及びゲー
ト電極(5)は従来のイオン注入後のアニール温度より
低温のエピタキシャル成長で形成される。従ってソース
MJ5(14)及びドレイン領域(15)の再分布は少
なく短チヤンネルデバイスが精度よく得られる。The source region (14) and drain region (15) are formed of the same semiconductor [(13) without using ion implantation. After forming the source vA region (14) and drain region (15), the second semiconductor layer (3) and gate electrode (5) are formed by epitaxial growth at a temperature lower than the annealing temperature after conventional ion implantation. . Therefore, redistribution of the source MJ5 (14) and drain region (15) is small and a short channel device can be obtained with high precision.
又、ソース領域(14)及びドレイン領域(15)の不
純物濃度はイオン注入層よりも高濃度にできるのでソー
ス抵抗を下げることができる。Further, since the impurity concentration of the source region (14) and drain region (15) can be made higher than that of the ion implantation layer, the source resistance can be lowered.
さらに、ソース領域(14)及びドレイン領域(15)
が第1の半導体rti(21に接する第2の半導体J#
+31によって分離されるので、所謂矩チャンネル効
果を抑制することができる。Furthermore, a source region (14) and a drain region (15)
is the first semiconductor rti (the second semiconductor J# in contact with 21
Since the signals are separated by +31, the so-called rectangular channel effect can be suppressed.
以下、第1図を参脇して本発明の半導体装置の一例をそ
の製法と共に説明する。Hereinafter, an example of the semiconductor device of the present invention will be explained along with its manufacturing method with reference to FIG.
先ず、第1図Aに示すように半絶縁性1nP 4坂(1
1上にチャンネル形成層となる厚さ1000人程度0狭
バンドギャップのアンドープGa1nAs層(2)及び
その上にソース領域及びドレイン領域となる厚さ500
人程1、.不純物濃度5 X 1011″cm−’程度
のn ”−GalnAs層(13)をエピタキシャル成
長により形成する。First, as shown in Figure 1A, a semi-insulating 1nP 4 slope (1
On top of 1 is an undoped Ga1nAs layer (2) with a narrow bandgap of about 1000 nm thick, which becomes a channel forming layer, and on it is a 500 nm thick undoped Ga1nAs layer (2), which becomes a source region and a drain region.
About 1 person. An n''-GalnAs layer (13) with an impurity concentration of about 5 x 1011''cm-' is formed by epitaxial growth.
次に、第2図Bに示すようにゲートに対応する部分のn
”−GalnAs層(13)を選択的にエッチンク除去
する。このとき、多少Ga1nAs層(2)に(い込む
ようにオーバーエツチングする。これによってn ”−
GalnAsによるソース領域(14)及びドレイン領
域(15)が形成される。Next, as shown in FIG. 2B, n of the part corresponding to the gate is
The ``-GalnAs layer (13) is selectively etched away. At this time, the Ga1nAs layer (2) is slightly over-etched.
A source region (14) and a drain region (15) made of GalnAs are formed.
次に、第1図Cに示すように2度目のエピタキシャル成
長により、絶縁層となる厚さ500人程瓜の広いバンド
ギャップのアンドープG1nAs層+31及びゲート電
極となる厚さ2000人程度1不純物濃1度5×101
′am−’程度のn ”−GalnAs層輔(41を形
成する。Next, as shown in FIG. 1C, a second epitaxial growth is performed to form an undoped G1nAs layer +31 with a wide bandgap of approximately 500 nm thick, which will become an insulating layer, and an impurity concentration layer of approximately 2000 nm thick, which will become a gate electrode. degree 5×101
An n''-GalnAs layer (41) of the order of 'am-' is formed.
面、この2度目のエピタキシャル成長にお(、sて、第
2図に示すようにアンドープGalnAs1w (16
)を少し成長させてからアンドープA11nAsJii
f(3)及びn ”−Ga I nAsjif (41
を成長させた方かへテロ界面は良好となる。In this second epitaxial growth, undoped GalnAs1w (16
) and then undoped A11nAsJii.
f(3) and n”-Ga I nAsjif (41
The hetero interface becomes better when grown.
そして、第1図C(或は第2図)のエピタキシャル成長
工程においては、既に形成されたソースer1kfi(
14)及びドレイン領域(15)にも熱工程が入るが、
成長温度は600℃程度に低くできるので、ソース領域
(14)及びドレイン領域(15)のしみ出しは少ない
。In the epitaxial growth process of FIG. 1C (or FIG. 2), the already formed source er1kfi (
14) and the drain region (15) are also subjected to a thermal process,
Since the growth temperature can be as low as about 600° C., seepage from the source region (14) and drain region (15) is small.
次に、第1図りに示すようにn”−GalnAs層(4
)のケート部に対応する凹み部(17)内に例えばホト
レジスト(18)を埋込む。Next, as shown in the first diagram, an n”-GalnAs layer (4
), for example, a photoresist (18) is embedded in the recess (17) corresponding to the cage part.
そして、このホトレジスト(18)をマスクしてセリフ
アラインで他部のn ”−Ga1nAslj#(41を
選択的にエツチング除去してn ”−GalnAsによ
るゲート電極(5)を形成する。しかる後、AllnA
s層(3)を窓あけして、ソース領域(14)及びドレ
イン領域(15)に接するように夫々オーミ・ツク電極
叩らソース電極(8)及びトレイン電極(9)を形成す
る。斯くすることによって、第1図りに示すように、ナ
ヤン♀ル形成層であるアンドープGa InAs1tj
(21上にn′″−GalnAsによるソース領域(
14)及びドレイン領域(15)が形成され、このソー
ス領b39(14)及びトレイン領域(15)がゲート
部におけるGa1n^s1m (21と階するAlIn
As層(3)によって互に分離されてなる目的のsls
POT (19)を得る。Then, this photoresist (18) is masked and the other n''-Ga1nAslj# (41) is selectively etched away using serif alignment to form a gate electrode (5) made of n''-GalnAs.
A window is opened in the S layer (3), and a source electrode (8) and a train electrode (9) are formed by contacting the source region (14) and drain region (15), respectively. By doing so, as shown in the first diagram, the undoped Ga InAs layer forming the Nayan metal layer is formed.
(A source region made of n′″-GalnAs on 21 (
14) and a drain region (15) are formed, and the source region b39 (14) and the train region (15) form an AlIn layer with Ga1n^s1m (21) in the gate part.
The target sls are separated from each other by an As layer (3).
Obtain POT (19).
かかる構成のSIS FET (19)によれは、ソ
ース領域(14)及びドレイン領域(15)をイオン注
入ではなく、エピタキシャルTwitによる同一のn”
−GalnAs層(13)で形成し、その後2度L1の
エピタキシャル成長で1色縁層となる八11nAs層t
3)及びゲート電極n ”−Ga InAs1j4 +
41を形成するようにしている。このときの成長温度は
600℃程度と低いためにソース領域(14)及びドレ
イン領域(15)の再分布は少なく、従って、短ゲート
長のSIS FE’rが精度よく得られる。In the SIS FET (19) having such a configuration, the source region (14) and drain region (15) are not implanted by ion implantation but by epitaxial Twit.
- Formed as a GalnAs layer (13), and then epitaxially grown twice in L1 to become a one-color edge layer t.
3) and gate electrode n''-GaInAs1j4+
41. Since the growth temperature at this time is as low as about 600.degree. C., there is little redistribution of the source region (14) and drain region (15), so that a short gate length SIS FE'r can be obtained with high accuracy.
又、ソース領域(14)及びトレイン領域(15)の不
純物濃度もイオン注入による層よりも+11i濃度にす
ることができるので(イオン注入ではl Q” cm
−’台、Ga1nAsでは約10”am″3)、ソース
抵抗を下げることができる。Furthermore, since the impurity concentration of the source region (14) and the train region (15) can be made to be +11i higher than that of the layer formed by ion implantation (l Q" cm in the case of ion implantation)
The source resistance can be lowered by approximately 10"am"3) for Ga1nAs.
又、浅いソース領域(14)及びドレイン領域(15)
が簡単に形成できるので、短チャンネル’21J果を抑
制することができる。Also, shallow source region (14) and drain region (15)
can be easily formed, so short channel '21J effects can be suppressed.
尚、上例では半絶縁性1nPJJ+&を用いGa1nA
sのチャンネル層、八l 1nAsの絶縁層、n ”−
GalnAsのソース領域及びドレイン領域、n”−G
alnAsのゲート電極を形成して構成したが、その他
の化合物半導体例えば半絶縁性GaAs基板を用い、G
aAsのチャンネル層、AlGaAsの絶縁層、n ”
−GaAsのソース領域及びドレイン領域、n ”−G
aAsのゲート電極を形成する構成とすることもできる
。In the above example, semi-insulating 1nPJJ+& is used to make Ga1nA
s channel layer, 8l 1nAs insulating layer, n''-
GalnAs source and drain regions, n”-G
Although the structure was constructed by forming a gate electrode of alnAs, other compound semiconductors such as semi-insulating GaAs could be used to form the gate electrode.
aAs channel layer, AlGaAs insulating layer, n”
-GaAs source and drain regions, n''-G
A configuration in which an aAs gate electrode is formed can also be used.
又、上例ではゲート電極として高濃度の半導体層を用い
たが、これに代えて例えば酎等のメタルによるゲート電
極を用いた構成MIS (MetalInsulato
r Se+*1conductor ) NETとする
こともできる。In addition, in the above example, a highly concentrated semiconductor layer was used as the gate electrode, but instead of this, a configuration MIS (Metal Insulator) using a gate electrode made of a metal such as
rSe+*1conductor) NET.
さらに、上例ではnチャンネル形であるがPチャンネル
形に構成することもできる。Furthermore, although the above example is an n-channel type, it can also be configured as a p-channel type.
(発明の効果〕
本発明によれば、ソース領域及びトレイン領域を同一の
半導体層で形成すると共に、第1の半導体層(いわゆる
ナヤンネル形成屓)に接する第2の半導体層(いわゆる
絶縁N)で分離した構成とすることにより、類チャンネ
ルの513Fl:T、旧5FET等を精度よく作製する
ことができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, the source region and the train region are formed of the same semiconductor layer, and the second semiconductor layer (so-called insulating N) in contact with the first semiconductor layer (so-called Nayannel formation layer) is formed of the same semiconductor layer. By having a separate configuration, similar channels such as 513Fl:T and old 5FET can be manufactured with high precision.
しかも、ソース抵抗が低減し、■つ短チャンネル効果の
抑制されたSIS FIST 、旧S FETがf4I
られる。Moreover, the source resistance has been reduced, and the short channel effect has been suppressed.
It will be done.
第1図A−Eは本発明による半導体装置の例を示す製造
工程順の断面図、第2図は第1図Cの工程の他の例を示
す断面図、第3図A−Dは従来の半導体装置の例を示す
製造工程順の断面図、第4図は本発明の説明に供するl
lr面図である。
+1)は半絶縁性1nP基扱、(2)はアンドープGa
lnAsJ−、(3)はアンドープALInAsr舗、
(5)はゲート電極、(13)はn ”−GalnAs
層、(14)はソース領域、(15)はドレイン領域で
ある。1A to 1E are cross-sectional views showing an example of a semiconductor device according to the present invention in the order of manufacturing steps, FIG. 2 is a sectional view showing another example of the process of FIG. 1C, and FIGS. 3A to 3D are conventional FIG. 4 is a sectional view showing an example of a semiconductor device in the order of manufacturing steps, and FIG.
It is an lr side view. +1) is treated as semi-insulating 1nP base, (2) is undoped Ga
lnAsJ-, (3) is undoped ALInAsr,
(5) is the gate electrode, (13) is n”-GalnAs
The layer (14) is a source region, and (15) is a drain region.
Claims (1)
ップの第2の半導体層とを有し、上記第1の半導体層中
の上記第2の半導体層との界面に所定の間隔をおいて、
ソース領域及びドレイン領域が形成され、該ソース領域
とドレイン領域間の上記第2の半導体層上にゲート電極
が形成されてなる半導体装置において、 上記ソース領域及びドレイン領域が同一の半導体層から
なり、上記第1の半導体層に接する上記第2の半導体層
によって分離されて成る半導体装置。[Scope of Claims] It has a first semiconductor layer with a narrow bandgap and a second semiconductor layer with a wide bandgap, and a predetermined layer is formed at the interface between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. At intervals,
In a semiconductor device in which a source region and a drain region are formed, and a gate electrode is formed on the second semiconductor layer between the source region and the drain region, the source region and the drain region are made of the same semiconductor layer, A semiconductor device separated from the first semiconductor layer by the second semiconductor layer in contact with the first semiconductor layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15834487A JPS642364A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15834487A JPS642364A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH012364A true JPH012364A (en) | 1989-01-06 |
| JPS642364A JPS642364A (en) | 1989-01-06 |
Family
ID=15669589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15834487A Pending JPS642364A (en) | 1987-06-25 | 1987-06-25 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS642364A (en) |
-
1987
- 1987-06-25 JP JP15834487A patent/JPS642364A/en active Pending
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