JPH04233739A - Field-effect transistor - Google Patents
Field-effect transistorInfo
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- JPH04233739A JPH04233739A JP40940990A JP40940990A JPH04233739A JP H04233739 A JPH04233739 A JP H04233739A JP 40940990 A JP40940990 A JP 40940990A JP 40940990 A JP40940990 A JP 40940990A JP H04233739 A JPH04233739 A JP H04233739A
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は、電界効果トランジス
タに関し、特に活性層におけるゲート電極直下の領域の
キャリア濃度勾配が急峻で優れた特性が得られる電界効
果トランジスタ(以下、FETともいう)に関するもの
である。[Field of Industrial Application] The present invention relates to field effect transistors, and more particularly to field effect transistors (hereinafter also referred to as FETs) which have a steep carrier concentration gradient in the region immediately below the gate electrode in the active layer, resulting in excellent characteristics. It is.
【0002】0002
【従来の技術】一般に、FETの特性は、活性層の深さ
方向キャリア濃度分布に依存し、その濃度勾配を急峻化
させるほど相互コンダクタンスgmの均一化等が得られ
て特性が向上することが知られている。BACKGROUND OF THE INVENTION Generally, the characteristics of an FET depend on the carrier concentration distribution in the depth direction of the active layer, and the steeper the concentration gradient, the more uniform the mutual conductance gm can be obtained, and the characteristics can be improved. Are known.
【0003】活性層の形成方法の一つにイオン注入法が
あるが、この方法を用いて活性層を形成すると、イオン
注入層深部の低濃度領域で深さ方向のキャリア濃度勾配
がなだらかとなり、特性向上を望むことは難かしい。One of the methods for forming the active layer is ion implantation, but when the active layer is formed using this method, the carrier concentration gradient in the depth direction becomes gentle in the low concentration region deep in the ion implanted layer. It is difficult to hope for improved characteristics.
【0004】一方、FETのソース抵抗の軽減、ゲート
・ソース間及びゲート・ドレイン間距離を一定に保つこ
とによる特性向上のため、近年、自己整合法が盛んに行
われている。On the other hand, self-alignment methods have been widely used in recent years to reduce the source resistance of FETs and to improve characteristics by keeping the gate-source and gate-drain distances constant.
【0005】図3は、このような自己整合法を用いると
ともに、p型のバッファ層13上にn型の活性層2が形
成された構造として、活性層2の深さ方向キャリア濃度
勾配を急峻化した従来のGaAsMESFETを示して
いる。同図において、1は半絶縁性GaAs基板であり
、n型活性層2及びp型バッファ層13はイオン注入法
又はエピタキシャル成長法により、基板1の全面に形成
されている。3はn+ソース領域、4はn+ドレイン領
域、5は窒化シリコン膜、6は酸化シリコン膜、7はゲ
ート電極であり、ゲート電極7は活性層2とショットキ
ー接合が形成されている。8はソース電極、9はドレイ
ン電極であり、ソース電極8はn+ソース領域3にオー
ミック接合され、ドレイン電極9はn+ドレイン領域4
にオーミック接合されている。FIG. 3 shows a structure in which an n-type active layer 2 is formed on a p-type buffer layer 13 using such a self-alignment method, and the carrier concentration gradient in the depth direction of the active layer 2 is made steep. A conventional GaAs MESFET is shown. In the figure, 1 is a semi-insulating GaAs substrate, and an n-type active layer 2 and a p-type buffer layer 13 are formed over the entire surface of the substrate 1 by ion implantation or epitaxial growth. 3 is an n+ source region, 4 is an n+ drain region, 5 is a silicon nitride film, 6 is a silicon oxide film, and 7 is a gate electrode, and the gate electrode 7 forms a Schottky junction with the active layer 2. 8 is a source electrode, 9 is a drain electrode, the source electrode 8 is ohmically connected to the n+ source region 3, and the drain electrode 9 is connected to the n+ drain region 4.
It is ohmic connected to.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来は、p型バッファ
層が基板の全面に形成されていたため、特に、ブレーク
ダウン電圧を向上させる目的でゲート・ドレイン間距離
を広げた場合、内部抵抗(ソース・ドレイン間抵抗)が
上ってゲインが低下してしまうという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, the p-type buffer layer was formed over the entire surface of the substrate, so when the gate-drain distance was increased in order to improve the breakdown voltage, the internal resistance (source・There was a problem in that the resistance between the drains increased and the gain decreased.
【0007】そこで、この発明は、内部抵抗を上げずに
活性層の深さ方向キャリア濃度勾配を急峻化させること
ができて特性を向上させることのできる電界効果トラン
ジスタを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a field effect transistor that can steepen the carrier concentration gradient in the depth direction of the active layer without increasing the internal resistance and improve the characteristics. .
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、一方の導電型を有する半導体からなる活
性層と、該活性層の一方の面上に設けられ当該活性層と
ショットキー接合を形成するゲート電極と、該ゲート電
極からそれぞれ所定距離をおいて設けられ前記活性層と
オーミック接合を形成するソース電極及びドレイン電極
と、前記活性層の他方の面の部分で且つ前記ゲート電極
と対向する領域に設けられ他方の導電型を有する前記半
導体からなる逆導電型領域とを具備することを要旨とす
る。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes an active layer made of a semiconductor having one conductivity type, and an active layer provided on one surface of the active layer and having a Schottky contact with the active layer. A gate electrode forming a junction, a source electrode and a drain electrode provided at a predetermined distance from the gate electrode and forming an ohmic contact with the active layer, and a portion on the other surface of the active layer and the gate electrode. and an opposite conductivity type region formed of the semiconductor having the other conductivity type and provided in an opposing region.
【0009】逆導電型領域は、イオン注入法により形成
されるのが望ましい。The opposite conductivity type region is preferably formed by ion implantation.
【0010】ソース電極及びドレイン電極がオーミック
接合される活性層部分は、他の活性層部分よりもキャリ
ア濃度が高く形成される。The active layer portion where the source electrode and the drain electrode are ohmically connected is formed to have a higher carrier concentration than other active layer portions.
【0011】[0011]
【作用】ゲート電極と対向する活性層領域にのみ、当該
活性層の導電型と異なる導電型の逆導電型領域が設けら
れているので、ゲート電極直下の活性層の深さ方向キャ
リア濃度勾配は急峻となる。また、ゲート・ソース間及
びゲート・ドレイン間の活性層は、ゲート電極直下の部
分よりも厚み及びキャリア濃度が高くなり、内部抵抗を
悪化させることがない。したがって、特にピンチオフ電
圧近傍でのgm、ゲインの向上など、特性の向上が得ら
れる。[Function] Only in the active layer region facing the gate electrode is an opposite conductivity type region that is different from the conductivity type of the active layer, so the carrier concentration gradient in the depth direction of the active layer directly under the gate electrode is It becomes steep. Furthermore, the active layer between the gate and the source and between the gate and the drain has a higher thickness and carrier concentration than the portion directly under the gate electrode, so that the internal resistance is not deteriorated. Therefore, improved characteristics such as improved gm and gain especially near the pinch-off voltage can be obtained.
【0012】0012
【実施例】以下、この発明の実施例を図1及び図2に基
づいて説明する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained based on FIGS. 1 and 2.
【0013】この実施例は、GaAsMESFETに適
用されている。This embodiment is applied to a GaAs MESFET.
【0014】なお、図1及び図2において前記図3にお
ける部材及び部位と同一ないし均等のものは、前記と同
一符号を以って示す。In FIGS. 1 and 2, members and parts that are the same or equivalent to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals.
【0015】まず、図1を用いて、GaAsMESFE
Tの構成及び作用を説明する。First, using FIG. 1, GaAsMESFE
The structure and operation of T will be explained.
【0016】この実施例では、n型活性層2の他方の面
(下面)の部分で且つゲート電極7と対向する領域に、
p型の逆導電型領域12がイオン注入法により埋込まれ
るようにして形成されている。In this embodiment, on the other surface (lower surface) of the n-type active layer 2 and in the region facing the gate electrode 7,
A p-type opposite conductivity type region 12 is formed by being buried by ion implantation.
【0017】この実施例のGaAsMESFETは、上
述のように構成されているので、ゲート電極7直下のピ
ンチオフする部分だけの活性層2の深さ方向キャリア濃
度勾配が急峻となる。また、ゲート電極7とソース電極
8との間及びゲート電極7とドレイン電極9との間の活
性層2の部分は、ゲート電極7直下の部分よりも厚み及
びキャリア濃度が高くなり、内部抵抗(ソース・ドレイ
ン間抵抗)を悪化させることがない。したがって、特に
ピンチオフ電圧近傍でのgm、ゲインの向上など、特性
の向上が得られる。Since the GaAs MESFET of this embodiment is constructed as described above, the carrier concentration gradient in the depth direction of the active layer 2 is steep only in the pinch-off portion directly below the gate electrode 7. In addition, the parts of the active layer 2 between the gate electrode 7 and the source electrode 8 and between the gate electrode 7 and the drain electrode 9 have a higher thickness and carrier concentration than the part directly below the gate electrode 7, and have an internal resistance ( The source-drain resistance (resistance between source and drain) does not deteriorate. Therefore, improved characteristics such as improved gm and gain especially near the pinch-off voltage can be obtained.
【0018】次に、図2を用いて製造方法の一例を説明
する。Next, an example of the manufacturing method will be explained using FIG. 2.
【0019】なお、以下の説明において(a)〜(d)
の各項目記号は、図2の(a)〜(d)のそれぞれに対
応する。[0019] In the following explanation, (a) to (d)
Each item symbol corresponds to each of (a) to (d) in FIG.
【0020】(a)半絶縁性GaAs基板1の主面にS
iを深さ0.3μm、ドープ量4×1012cm−2程
度にイオン注入して、n型の活性層2を形成する。活性
層2を形成した基板1上に、プラズマCVD法により第
1の絶縁膜として窒化シリコン膜5を形成し、その上に
、同じくプラズマCVD法により第2の絶縁膜として酸
化シリコン膜6を形成する。続いて、開口を形成したフ
ォトレジストをマスクとしてドライエッチング法により
、酸化シリコン膜6にゲート電極開口部、ソース領域開
口部及びドレイン領域開口部を形成する。(a) S on the main surface of the semi-insulating GaAs substrate 1
An n-type active layer 2 is formed by ion-implanting i to a depth of 0.3 μm and a doping amount of about 4×10 12 cm −2 . On the substrate 1 on which the active layer 2 has been formed, a silicon nitride film 5 is formed as a first insulating film by a plasma CVD method, and a silicon oxide film 6 is formed as a second insulating film thereon by the same plasma CVD method. do. Subsequently, a gate electrode opening, a source region opening, and a drain region opening are formed in the silicon oxide film 6 by dry etching using the photoresist in which the opening has been formed as a mask.
【0021】(b)ゲート電極開口部を覆うフォトレジ
スト10を形成する。このフォトレジスト10及び酸化
シリコン膜6をマスクとして、Siを深さ0.8μm、
ドープ量5×1013cm−2程度にそれぞれイオン注
入し、n+ソース領域3及びn+ドレイン領域4を形成
する。(b) A photoresist 10 is formed to cover the gate electrode opening. Using this photoresist 10 and silicon oxide film 6 as a mask, Si was deposited to a depth of 0.8 μm.
Ions are implanted to a doping amount of approximately 5×10 13 cm −2 to form an n+ source region 3 and an n+ drain region 4.
【0022】(c)ゲート電極開口部のフォトレジスト
10を除去した後、ソース領域開口部及びドレイン領域
開口部を覆うフォトレジスト11を形成する。このフォ
トレジスト11及び酸化シリコン膜6をマスクとしてB
eをイオン注入し、アニール処理を施してn型活性層2
の他方の面(下面)の部分で且つゲート電極と対向する
領域部分にp型の逆導電型領域12を埋込むように形成
する。Beのイオン注入の際のエネルギーは、Beイオ
ンの投影飛程が、n型活性層2形成のためのSiイオン
注入時の投影飛程より大になるエネルギーで、且つその
ピークキャリア濃度がSiイオンのピークキャリア濃度
を超えない1×1012cm−2程度のドープ量とする
。(c) After removing the photoresist 10 in the gate electrode opening, a photoresist 11 is formed to cover the source region opening and the drain region opening. Using this photoresist 11 and silicon oxide film 6 as a mask, B
The n-type active layer 2 is formed by ion implantation and annealing.
A p-type opposite conductivity type region 12 is formed so as to be buried in the other surface (lower surface) of the gate electrode and in the region facing the gate electrode. The energy during Be ion implantation is such that the projected range of Be ions is larger than the projected range during Si ion implantation for forming the n-type active layer 2, and the peak carrier concentration is such that the projected range of Be ions is higher than that of Si ions. The doping amount is about 1×10 12 cm −2 which does not exceed the peak carrier concentration of .
【0023】(d)ゲート電極開口部、ソース領域開口
部及びドレイン領域開口部の窒化シリコン膜5を選択的
に除去した後、活性層2にショットキー接合するT型の
ゲート電極7、n+ソース領域3にオーミック接合する
ソース電極8及びn+ドレイン領域4にオーミック接合
するドレイン電極9をそれぞれ形成する。(d) After selectively removing the silicon nitride film 5 at the gate electrode opening, the source region opening, and the drain region opening, a T-shaped gate electrode 7 and an n+ source are formed to form a Schottky junction with the active layer 2. A source electrode 8 making an ohmic contact with the region 3 and a drain electrode 9 making an ohmic contact with the n+ drain region 4 are formed, respectively.
【0024】上述の製造方法によれば、n型活性層2及
びp型の逆導電型領域12を、ともにイオン注入法で形
成しているので、キャリア濃度及び深さの制御が容易と
なり、活性槽2の下面の部分に精度よく逆導電型領域1
2を形成することができる。また、ゲート電極直下の活
性層構造はLDD構造となり、ゲート耐圧の向上が得ら
れる。According to the above manufacturing method, since both the n-type active layer 2 and the p-type opposite conductivity type region 12 are formed by ion implantation, the carrier concentration and depth can be easily controlled, and the active Reverse conductivity type region 1 is accurately placed on the bottom surface of tank 2.
2 can be formed. Further, the active layer structure directly under the gate electrode has an LDD structure, and the gate breakdown voltage can be improved.
【0025】自己整合法を用いているので、ゲート・ソ
ース間距離及びソース・ドレイン間距離を独立に設定す
ることができて所要の耐圧特性等を得ることが容易とな
る。ゲート電極はT型に形成できるので、電極内部抵抗
を低くすることができる。Since the self-alignment method is used, the gate-source distance and the source-drain distance can be set independently, making it easy to obtain desired breakdown voltage characteristics. Since the gate electrode can be formed into a T-shape, the internal resistance of the electrode can be lowered.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、活性層の他方の面の部分で且つゲート電極と対向する
領域にのみ当該活性層と逆導電型の逆導電型領域を設け
たため、内部抵抗を上げずに活性層の深さ方向キャリア
濃度勾配を急峻化させることができて特性を向上させる
ことができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, an opposite conductivity type region opposite to that of the active layer is provided only in the region on the other side of the active layer and facing the gate electrode. , the carrier concentration gradient in the depth direction of the active layer can be made steeper without increasing the internal resistance, and the characteristics can be improved.
【図1】この発明に係る電界効果トランジスタの実施例
を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a field effect transistor according to the present invention.
【図2】図1の電界効果トランジスタの製造方法の一例
を示す工程図である。FIG. 2 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing the field effect transistor shown in FIG. 1;
【図3】従来の電界効果トランジスタを示す縦断面図で
ある。FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing a conventional field effect transistor.
1 半絶縁性GaAs基板 2 n型活性層 7 ゲート電極 8 ソース電極 9 ドレイン電極 12 逆導電型領域 1 Semi-insulating GaAs substrate 2 N-type active layer 7 Gate electrode 8 Source electrode 9 Drain electrode 12. Opposite conductivity type region
Claims (1)
活性層と、該活性層の一方の面上に設けられ当該活性層
とショットキー接合を形成するゲート電極と、該ゲート
電極からそれぞれ所定距離をおいて設けられ前記活性層
とオーミック接合を形成するソース電極及びドレイン電
極と、前記活性層の他方の面の部分で且つ前記ゲート電
極と対向する領域に設けられ他方の導電型を有する前記
半導体からなる逆導電型領域とを具備することを特徴と
する電界効果トランジスタ。1. An active layer made of a semiconductor having one conductivity type, a gate electrode provided on one surface of the active layer and forming a Schottky junction with the active layer, and a predetermined distance from the gate electrode, respectively. a source electrode and a drain electrode provided at a distance from each other to form an ohmic contact with the active layer; and a semiconductor having the other conductivity type provided on the other surface of the active layer and in a region facing the gate electrode. 1. A field effect transistor comprising a region of opposite conductivity type.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40940990A JPH04233739A (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Field-effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40940990A JPH04233739A (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Field-effect transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04233739A true JPH04233739A (en) | 1992-08-21 |
Family
ID=18518747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40940990A Withdrawn JPH04233739A (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Field-effect transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04233739A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6002148A (en) * | 1995-06-30 | 1999-12-14 | Motorola, Inc. | Silicon carbide transistor and method |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP40940990A patent/JPH04233739A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6002148A (en) * | 1995-06-30 | 1999-12-14 | Motorola, Inc. | Silicon carbide transistor and method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |