JPH04247627A - 半導体装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＧａＡｓ等の化合物半
導体を用いた電界効果型の半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に従来の標準的な電界効果型トラン
ジスタ（ＦＥＴ）５１の断面図を示す。低不純物の半導
体基板５２の表面には、エピタキシャル成長法等によっ
て高不純物の半導体活性層５３が形成されており、半導
体活性層５３の表面には、距離Ｌをあけてソース電極（
オーミック電極）５４及びドレイン電極（オーミック電
極）５５が設けられており、ソース電極５４及びドレイ
ン電極５５間には、ゲート長ｂのゲート電極（ショット
キー電極）５６が設けられている。

【０００３】このような構造のＦＥＴ５１にあっては、
より高い周波数で動作できるようにするためには、電子
移動距離を小さくするためソース及びドレイン電極間の
距離Ｌを短くする必要があり、さらに、ソース及びゲー
ト間距離ａとドレイン及びゲート間距離ｃを各ＦＥＴに
おいて精密に等しくする必要がある。

【０００４】しかしながら、従来例にあっては、その構
造上中間にゲート電極５６が存在しているので、ソース
及びドレイン電極間の距離Ｌは５μｍ程度が限度であっ
た。また、ソース電極５４とドレイン電極５５とは同時
に形成されるので、ソース及びドレイン間距離Ｌは精密
にできるが、ゲート電極５６は別に形成されるため、ソ
ース及びゲート間距離ａとドレイン及びゲート間距離ｃ
の比を精密に得ることが困難であった。このため、従来
のような構造のＦＥＴにあっては、高周波用に対応させ
ることが困難であった。

【０００５】また、上記のような構造のＦＥＴ５１では
、図７に破線で示すように、高抵抗の半導体基板５２を
通ってソース電極５４とドレイン電極５５の間に漏れ電
流ｉＬが流れるため、良好な電流−電圧特性を得ること
ができなかった。

【０００６】さらに、ソース及びドレイン電極間の距離
Ｌを小さくすると、それに応じてゲート長ｂを短くする
必要があり、ゲート抵抗が大きくならざるを得なかった
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、叙上の従来
例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、ソース及びドレイン電極間の距離を短く、か
つ精度良く形成することにより、より高い動作周波数を
得ることができ、かつ、ソース及びドレイン電極間の漏
れ電流をなくすことにより、良好な電流−電圧特性を得
ることができる半導体装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板の表面に形成された半導体活性層からなる突
起部と、この突起部の上面に形成された第一のオーミッ
ク電極と、突起部の一方側面側において突起部の下部に
設けられた第二のオーミック電極と、突起部の他方側面
側において少なくとも突起部の下端部に設けられたショ
ットキー電極とから成ることを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明の半導体装置にあっては、突起部内でシ
ョットキー電極から広がる空乏層の広がりにより、突起
部の上面に形成されたオーミック電極と突起部の下部に
設けられたオーミック電極との間に流れるソース−ドレ
イン間電流を制御することができる。

【００１０】このような構造の半導体装置にあっては、
２つのオーミック電極間にショットキー電極が存在して
おらず、しかも突起部の高さを小さくすることによって
容易にオーミック電極間の距離を短くすることができる
。また、突起部の高さを制御することにより、オーミッ
ク電極間の距離を精度良く制御することもできる。さら
に、オーミック電極間の距離によってショットキー電極
（ゲート電極）のゲート長が制約を受けないので、ショ
ットキー電極の幅を大きくしてゲート抵抗を小さくする
こともできる。この結果、より高い周波数で動作する高
周波用の半導体装置を製作することができる。

【００１１】また、ソース−ドレイン間電流は、突起部
の上面に形成されたオーミック電極と突起部の下部に設
けられたオーミック電極との間に流れるので、半導体基
板を迂回することがなく、漏れ電流を完全になくすこと
ができ、良好な電流−電圧特性を得ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳
述する。１はＧａＡｓ等の化合物半導体からなる半絶縁
性基板、２は半絶縁性基板１の表面に形成された半導体
活性層からなる突起部である。この突起部２は、エピタ
キシャル成長法等によって形成されており、この実施例
では断面角型に形成されている。突起部２の上面には、
ソース電極もしくはドレイン電極となるオーミック電極
３が設けられている。突起部２の一方側面側においては
、半絶縁性基板１の表面にドレイン電極もしくはソース
電極となるオーミック電極４が設けられており、このオ
ーミック電極４は側端面（厚み部分）で突起部２の側面
とオーミック接触している。突起部２の他方側面側にお
いては、半絶縁性基板１の表面にゲート電極となるショ
ットキー電極５が設けられており、ショットキー電極５
は側端面（厚み部分）で突起部２の下端側面とショット
キー接触している。

【００１３】しかして、活性層からなる突起部２におい
ては、ショットキー電極５から空乏層６が広がっている
。ソース−ドレイン間電流ｉは、突起部２を通って上面
のオーミック電極３と下端部のオーミック電極４との間
を流れ、ショットキー電極５に印加するバイアス電圧に
よって空乏層６の広がりを制御することにより、ソース
−ドレイン間電流ｉの電流量を制御することができる。 特に、突起部２の全幅にわたって空乏層６が広がった状
態では、ソース−ドレイン間電流ｉは完全に遮断される
。

【００１４】上記のように、ソース−ドレイン間電流ｉ
は突起部２の上面と下端部との間に流れ、その構造上半
絶縁性基板１を流れることがないので、漏れ電流を完全
になくすことができ、良好な電流−電圧特性を得ること
ができる。また、両オーミック電極３，４間にショット
キー電極５が配置されておらず、しかも両オーミック電
極３，４間の距離（ソース−ドレイン間距離）Ｈは電極
形成精度によらず、突起部２の形成精度によって決まる
ので、突起部２の高さ（厚み）を小さくすることによっ
て非常に小さくすることができる。具体的には、従来の
ＦＥＴでソース−ドレイン間距離Ｌが５μｍ程度であっ
たのに対し、本実施例の構造によれば、両オーミック電
極３，４間の距離Ｈを０．１〜０．５μｍ程度にするこ
とができる。この結果、両オーミック電極３，４間の電
流経路（電子移動距離）を十分小さくすることができ、
良好な高周波動作特性を得ることができる。

【００１５】なお、突起部２の幅ｄは突起部２の不純物
分布によって変更すると都合がよい。例えば、突起部２
の不純物濃度を小さくすると空乏層６の広がりが大きく
なるので、突起部２の幅ｄが多少大きくてもショットキ
ー電極５から反対側の突起部側面まで空乏層６が広がっ
て、ノーマリーオフタイプのＦＥＴを作製することがで
きる。

【００１６】図２に示すものは本発明の別な実施例であ
って、ショットキー電極５を突起部２の側面に沿って若
干立ち上げたものである。すなわち、本実施例のような
構造によれば、両オーミック電極３，４間の距離を大き
くすることなく、ショットキー電極５のゲート幅ｇを大
きくすることができ、ゲート抵抗を低減させることがで
きる。また、図３に示すように、突起部２の側面の下端
部にのみショットキー電極５を設けてもよい。

【００１７】図４は、本発明のさらに別な実施例の断面
図である。この実施例にあっては、半絶縁性基板１の表
面に断面Ｌ型をした突起部２を設け、突起部２の横に張
り出した側の側面に沿ってショットキー電極５を設けた
ものである。このような構造によれば、ショットキー電
極５を上面のオーミック電極３により近い位置に形成す
ることができ、突起部２の高い位置まで空乏層６を広げ
ることができる。また、ゲート電極の面積が非常に大き
くなり、ゲート抵抗を一層小さくできる。

【００１８】このようにして空乏層６の位置を高くすれ
ば、図５に示すように、オーミック電極４を立ち上げて
突起部２との接触面積を大きくすることもでき、両オー
ミック電極３，４間に大きなソース−ドレイン間電流ｉ
を流すことができるようになる。

【００１９】図６に本発明のさらに別な実施例を示す。 この実施例にあっては、半絶縁性基板１の表面にオーミ
ック電極４及びショットキー電極５を設け、オーミック
電極４及びショットキー電極５と一部重複するようにし
て半絶縁性基板１の上に半導体活性層からなる突起部２
を設け、突起部２の上面にさらにオーミック電極３を設
けたものである。また、突起部２の上面にあるオーミッ
ク電極３は、ショットキー電極５に近い位置に設けられ
ている。

【００２０】しかして、ショットキー電極５から広がる
空乏層６によって両オーミック電極３，４間に流れる電
流量を制御することができ、図６に示すように、上面の
オーミック電極３の端まで空乏層６が広がると電流経路
が完全に塞がれ、ソース−ドレイン間電流ｉが遮断され
る。また、このような構造によれば、オーミック電極３
，４及びショットキー電極５と突起部２との接合面積を
大きくできる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の半導体装置によれば、高さ（厚
み）の小さな突起部を形成し、この上面及び下端部にそ
れぞれオーミック電極を形成することにより、両オーミ
ック電極間の距離を小さくすることができ、より高い周
波数で動作する高周波用の半導体装置を製作することが
できる。しかも、両オーミック電極間の距離に制約され
ることなくショットキー電極のゲート幅を大きくするこ
とができるので、ゲート抵抗を小さくすることができる
。さらに、半導体基板の高抵抗領域を回って流れる漏れ
電流を完全になくすことができ、良好な電流−電圧特性
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の別な実施例を示す断面図である。

【図３】本発明のさらに別な実施例を示す断面図である
。

【図４】本発明のさらに別な実施例を示す断面図である
。

【図５】本発明のさらに別な実施例を示す断面図である
。

【図６】本発明のさらに別な実施例を示す断面図である
。

【図７】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１　　半絶縁性基板 ２　　突起部 ３，４　　オーミック電極 ５　　ショットキー電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体基板の表面に形成された半導体
   活性層からなる突起部と、この突起部の上面に形成され
   た第一のオーミック電極と、突起部の一方側面側におい
   て突起部の下部に設けられた第二のオーミック電極と、
   突起部の他方側面側において少なくとも突起部の下端部
   に設けられたショットキー電極とから成る半導体装置。