JPH01290266A - 化合物半導体素子 - Google Patents

化合物半導体素子

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JPH01290266A
JPH01290266A JP63119390A JP11939088A JPH01290266A JP H01290266 A JPH01290266 A JP H01290266A JP 63119390 A JP63119390 A JP 63119390A JP 11939088 A JP11939088 A JP 11939088A JP H01290266 A JPH01290266 A JP H01290266A
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JP
Japan
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gaas
amorphous
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schottky junction
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JP63119390A
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Kanetake Takasaki
高崎　金剛
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 ｍ−ｖ族化合物半導体素子のゲート電極に係り、特にＧ
ａＡｓショットキーゲート電界トランジスタ（ＧａＡｓ
　ＭＩＥＳＦＥＴ）のゲート電極に関し、非晶質３ｉ　
−Ｇｅ　−ＢとＧａＡｓとの間のバリア１ハイドの高さ
を保持したまま、ショットキー接合の安定性を増加させ
るｍ−ｖ族化合物半導体素子におけるゲート電極を提供
することを目的とし、ｍ−ｖ族化合物半導体基板上にＰ
型非晶質ＳｉＣ層と非晶質Ｓｉ　−Ｇｅ　−Ｂ層とを順
次形成したショットキー接合電極を有してなることを構
成とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は化合物半導体素子に係り、特にＧａＡｓショッ
トキーゲート電界トランジスタ（ＧａＡｓ　ＭＥＳＦＥ
Ｔ）のゲート電極に関するものである。
ｍ−ｖ族化合物半導体、例えばＧａＡｓは室温でバンド
ギャップが１．４３ｅＶとシリコンに比較して大きく、
高抵抗（抵抗率が１０８Ω・１以上）の結晶が得られ、
これを基板として、単体デバイスや集積回路を作ると寄
生容量を小さくできかつ素子間分離も容易となるためＧ
ａＡｓを用いたトランジスタ特にＭＥＳＦＥＴ　ＨＥＭ
Ｔあるいはショットキーダイオードとしてよく用いられ
ている。
〔従来の技術〕
ＧａＡｓ　ＭＥＳＦＥＴは第４図に示すように半絶縁性
ＧａＡｓ基板１上に形成された薄い能動層であるｎ型Ｇ
ａＡｓ層２上にソース電極３、ドレイン電極４、及びゲ
ート電極１５が形成され、ゲート電極１５とＧａＡｓ間
のバリアーハイド（障壁高さ）を高くするために従来ゲ
ート電極材料として非晶質Ｓｉ　−Ｇｅ−Ｂを用いてい
た。そのゲート電極とＧａＡｓハイドは約１．ＯｅＶで
あった。
〔発明が解決しようとする課題〕
バリアーハイドを高くするためのゲート電極材料である
非晶質Ｓｉ　−Ｇｅ　−ＢＪｉＧａＡｓとのショットキ
ー接合が不安定なため例えばアニール後の■い電圧が経
時的に変化（低下）する。（第３図参照） 本発明は非晶質Ｓｉ　−Ｇｅ−Ｂ層とＧａＡｓとのバリ
アーハイドの高さを保持したままショットキー接合の安
定性を増加させるｍ−ｖ族化合物半導体素子におけるゲ
ート電極を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は本発明によればｍ−ｖ族化合物半導体基板上
にＰ型非晶質ＳｉＣ層と非晶質Ｓｉ　−Ｇｅ−ＢＮとを
順次形成してなることを特徴とする化合物半導体素子に
よって解決される。
本発明では半絶縁性ＧａＡｓ　、　　Ａ　１　ｇＧａｌ
−ｘＡｓ　、　ＩｎＰ　。
ＩｎヨＧａｐ−ｘＡｓ等のｍ−ｖ族化合物半導体素子、
特に５ＦＥＴ　、　ＭＥＭＴあるいはショットキーダイ
オード等に適用される。
〔作　用〕
非晶質Ｓｉ　−Ｇｅ−Ｂ中のＧｅはＧａＡｓ中に拡散し
易＜　ＧａＡｓ中に浅いドナーレベルを形成するためシ
ョットキー接合によるＧａＡｓ中の空乏層がｎ型化され
チャネルが形成されるがＳｉ　−Ｇｅ　−ＢとＧａＡｓ
との間にＰ型ＳｉＣ層を設けるとＳｉ　−Ｇｅ　−Ｂ中
のＧｅがＧａＡｓ側へ拡散するのが防止される。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明に係るＧａＡｓ　ＭＩｌｉＳＦＥＴの１
実施例を示す模式図である。
第１図において半絶縁性ＧａＡｓ基板１、ｎ型ＧａＡｓ
層２、ＡｕＧｅ／Ｎｉのソース、ドレイン電極３．４は
従来と同様の構造である。ゲート電極５は８００人の厚
さのＰ型非晶質炭化珪素（ａ−ＳｉＣ）層５ａと厚さ３
０００人の従来の非晶質Ｓｉ　−Ｇｅ　−Ｂ層との２層
構造とした。本発明のａ−ＳｉＣ層は１５０〜１０００
人の厚さが適当である。
製造方法としては従来方法によりｎ型ＧａＡｓ層２上に
ＡｕＧｅ／Ｎｉを真空蒸着し、２次元電子チャネルとオ
ーミック接触するため合金化を行ない、ソースドレイン
電極を形成した。続いて、プラズマＣＶＤ法を用いて、
３００〜４５０℃の成長温度でＰ型ａ−ＳｉＣ層５ａを
成長させた。反応ガスはＳｉＨ４，。
Ｃ）１．、　　、Ｂ、Ｈ，を使用し反応ガス圧を０．２
〜２ｔｏ−とした。Ｐ型ａ−ＳｉＣ層５ａの成長後、従
来と同様に減圧ＣＶＤ法によりＳｉＨ＋　、　ＧｅＨ＊
　、　ＢＪａガスを用いてａ　　Ｓｉ　−Ｇｅ−Ｂ層５
ｂを３０００人の厚さに形成した。
なお上記ａ−ＳｉＣの形成方法としてプラズマＣＶＤ法
の他に：５ｉＪ６．　ＣｔＨａ　、　Ｃ２Ｈｂ　、　Ｃ
ｘＨｓガスを用いた、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴
）ＣＶＤ法が用いられる。
第２図は本発明により得られた２Ｎ構造のゲート電極と
ＧａＡｓ基板のバンドダイヤグラムを示す。
ａ−ＳｉＣによりバリアーバイトが安定となっている。
第３図は３５０℃アニール後のＦＥＴ特性（ｖｔｉ、）
の変動を本発明と従来例で比較したグラフである。
本発明の方が経時的に安定しているのがわかる。
〔発明の効果〕
以上説明した様に非晶質Ｓｉ　−Ｇｅ　−Ｂ層とＧａＡ
ｓ基板の間にＰ型ＳｉＣ層を設けるとＳｉＣＮ中ではＧ
ｅは拡散しにくいためにＧｅ０ＧａＡｓ側への拡散が抑
えられバリアーハイドの高さを保持したままショットキ
ー接合を安定させることができる。
本発明は上記ＭＥＳＦＥＴのゲート電極のみならず。
ＧａＡｓを能動層（活性層）、Ａ　Ｉ　ＧａＡｓを電子
供給層とするＨＥＭＴ、及びｍ−ｖ族化合物半導体を基
板とするショットキーダイオードのゲート電極にも用い
られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るＧａＡｓ　ＭＥ！５ＦＥＴの１実
施例を示す模式図であり、 第２図は本発明により得られた２層構造のゲート電極と
ＧａＡｓ基板のバンドダイヤグラムであり、第３図は３
００℃アニール後（７）ＦＥＴ特性（Ｖｔｈ）の変動を
本発明と従来例で比較したグラフであり、第４図は従来
例を説明するための模式図である。 １−ＧａＡｓ基板、　　　　　’ｌ−ｎ型ＧａＡｓ層、
３　、４　・・・ソース・ドレイン電極（ＡｕＧｅ／　
Ｎ　ｉ）、５・・・ゲート電極、　　　５ａ・・・ａ−
ＳｉＣ層、５　ｂ・・・ａ−Ｓｉ　−Ｇｅ　−Ｂ層。 実施例 第１回 １　・半絶縁性ＧａＡａ基板 ２・・ｎ型ＧａＡｓ層 ５ｑ・・Ｑ−５□Ｃ層 ５ｂ、＝ａ　−５＝−Ｇｅ−Ｂ層 第２回

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、III−Ｖ族化合物半導体基板上にＰ型非晶質ＳｉＣ
    層と非晶質Ｓｉ−Ｇｅ−Ｂ層とを順次形成したショット
    キー接合電極を有してなることを特徴とする化合物半導
    体素子。
JP63119390A 1988-05-18 1988-05-18 化合物半導体素子 Pending JPH01290266A (ja)

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US07/346,456 US4929985A (en) 1988-05-18 1989-05-02 Compound semiconductor device
EP89304800A EP0342866B1 (en) 1988-05-18 1989-05-11 III-V group compounds semiconductor device Schottky contact
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