JPH04321237A - 電界効果型トランジスタの製造方法 - Google Patents

電界効果型トランジスタの製造方法

Info

Publication number
JPH04321237A
JPH04321237A JP11543491A JP11543491A JPH04321237A JP H04321237 A JPH04321237 A JP H04321237A JP 11543491 A JP11543491 A JP 11543491A JP 11543491 A JP11543491 A JP 11543491A JP H04321237 A JPH04321237 A JP H04321237A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
channel layer
gate metal
mesa
etched
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11543491A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimasa Kobayashi
俊雅 小林
Naoko Kato
尚子 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11543491A priority Critical patent/JPH04321237A/ja
Publication of JPH04321237A publication Critical patent/JPH04321237A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

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】本発明はキャリア供給層及びチャ
ネル層を有してなる電界効果型トランジスタの製造方法
に関し、特に高電子移動度トランジスタの如きトランジ
スタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】化合物半導体を用いた超高速トランジス
タは、一般にシリコンに比べてその電子移動度が高く、
その応用範囲を拡げつつあり、このような超高速トラン
ジスタの1つとして、ヘテロ界面に生ずる2次元電子ガ
ス(2DEG)を利用する高電子移動度トランジスタ(
HEMT)系のデバイスが知られている。
【0003】図7は一般的な従来の高電子移動度トラン
ジスタの要部斜視図であり、化合物半導体基板71上に
、チャネル層及び電子供給層等からなる積層膜72が所
要のメサ状のパターンに形成されている。その積層膜7
2の両端は矩形状に拡げられ、オーミック電極73,7
3が形成されている。この電極間の部分には、ショット
キー電極であるゲートメタル74が配線されており、こ
のゲートメタル74に印加するゲート電圧の変化に応じ
てソース・ドレイン間の電流が変化する。
【0004】図8はゲート配線部の断面を示す。基板を
InP基板81とし、ゲートメタル85の下部には、メ
サエッチングされたバッファ層82,チャネル層83,
電子供給層84が積層されており、チャネル層83は例
えばGaInAs、電子供給層84は例えばn−AlI
nAsである。GaInAs層をチャネル層とすること
で、移動度が高くなり、トランジスタの高速動作が実現
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図7のメサエッチング
された活性領域において、ゲートメタル74はゲート幅
Wに亘って被着される必要がある。そして、図8に示す
ように、リソグラフィーの精度上、ゲートメタル85は
通常メサの両側部86,86に接するように形成される
【0006】ところが、高速用のGaInAs層をチャ
ネル層とする高電子移動度トランジスタでは、GaIn
As層とゲートメタル間のショットキーバリアが低くな
るため、リーク電流が発生する。リーク電流が大きい場
合、トランジスタの動作特性が劣化することは言うまで
もない。
【0007】リーク電流を低減するために、メサの両側
部にSiO2 やSi3 N4 などの絶縁膜のサイド
ウォールを形成する方法も考えられるが、CVDにより
形成された絶縁膜の表面にリークパスが発生し易くなり
、ポリイミドの如き有機物では工程上容易に作ることが
できない。またゲートメタルの蒸着方向を斜め方向では
なく垂直方向に限定することも考えられるが、結局、リ
ーク電流が抑えられるか否かが不安定であり、実用的で
はない。
【0008】そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑
み、リーク電流の発生を確実に抑制するような電界効果
型トランジスタの製造方法の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の電界効果型トランジスタの製造方法では基
体上にチャネル層及びキャリア供給層を形成し、チャネ
ル層にオーバーハングが生ずるように前記チャネル層を
エッチングし、次いでゲート配線を形成することを特徴
とする。
【0010】
【作用】チャネル層にオーバーハングが生ずるように前
記チャネル層をエッチングすることで、メサの側面部に
は空洞の凹部が形成される。従って、ゲート配線を行っ
ても、チャネル層とゲート配線が直接接触することがな
く、リーク電流が抑制されることになる。
【0011】
【実施例】本発明の好適な実施例を図面を参照しながら
説明する。
【0012】〔第1の実施例〕本実施例は、半絶縁性の
InP基板を用いた高電子移動度トランジスタの製造方
法である。以下、本実施例をその工程に従って説明する
【0013】まず、図1に示すように、半絶縁性InP
基板1上にチャネル層としてのノンドープGaInAs
層2が積層され、そのノンドープGaInAs層2上に
電子供給層としてのn−AlInAs層3が積層されて
いる。これらノンドープGaInAs層2及びn−Al
InAs層3は、それぞれMOCVD法若しくはMBE
法によりエピタキシャル成長される。一例として、ノン
ドープGaInAs層2は膜厚が2000Å程度、n−
AlInAs層3は膜厚が1000Å程度である。n−
AlInAs層3上には、GaInAsのキャップ層4
が20Å程度の薄膜で形成される。なお、ノンドープG
aInAs層2とInP基板1の間には、ノンドープA
lInAs層の如きバッファ層を介在させることができ
る。
【0014】次に、全面にフォトレジストを形成し、こ
のフォトレジストを選択的に露光し、露光後に現像する
。この現像によって活性領域のみにゲート幅Wのレジス
ト層5が残される。レジストパターンの形成後、そのレ
ジスト層5をマスクとして無選択エッチャントでパター
ニングを行う。このエッチャントは、例えばH3 PO
4 :H2 O2 (30%):H2 Oが3:1:5
0となるような溶液であり、温度20℃、時間5分の条
件でエッチングする。このパターニングにより、活性領
域以外では半絶縁性InP基板1が露出するように各層
2〜4が削られ、図2に示すような活性領域のメサが得
られる。
【0015】次に、レジスト層5を除去せずに、ノンド
ープGaInAs層2の側壁を選択的にエッチングして
、図3に示すように、オーバーハングとなる空洞の凹部
6を形成する。このようにチャネル層であるノンドープ
GaInAs層2の側壁を選択的にエッチングするため
のエッチャントの一例としては、例えば、NH4 OH
:H2 O2 (30%)が1:30となるような溶液
であり、温度4〜30℃、時間10分程度の条件でエッ
チングすれば良い。この選択的なエッチングでは、ノン
ドープGaInAs層2を12〜13Å/分の速度でエ
ッチングし、n−AlInAs層3を2〜3Å/分程度
の速度でエッチングし、ノンドープGaInAs層2の
方がn−AlInAs層3よりも速く削られるため、凹
部6がメサの側壁部に整合的に形成される。
【0016】続いて、アセトン溶液等に全体を浸漬し、
図4に示すように、レジスト層5等を除去する。その結
果、活性領域のメサの側壁に凹部6があり、該側壁にチ
ャネル層であるノンドープGaInAs層2が面してい
ない活性領域が前記レジストパターンを反映して形成さ
れる。
【0017】次に、図5に示すように、微細なパターン
でゲートメタル7を活性領域上に形成する。このゲート
メタル7は活性領域の表面に接続したショットキー電極
となる。そして、このゲートメタル7は、メサの側壁部
からInP基板1上に延在されるが、その側壁部ではノ
ンドープGaInAs層2が凹部6によってオーバーハ
ング状となっており、空洞の凹部6によってゲートメタ
ル7が直接チャネル層であるノンドープGaInAs層
2に接触することはない。従って、ゲートメタル7とチ
ャネル層の間のリーク電流は低減されることになる。
【0018】このような製造方法で製造された電界効果
型トランジスタは、チャネル層であるGaInAs層2
のn−AlInAs層3側の界面に、2次元電子ガス層
が形成され、極めて高い電子移動度が得られることにな
る。そして、メサの側壁でチャネル層であるGaInA
s層2に凹部6が形成されるため、ゲートメタル7とバ
ンドギャップの小さいGaInAs層3の直接的な接触
が防止され、リーク電流の増大が抑制されることになる
【0019】なお、本実施例では、凹部6を形成するた
めのエッチングをメサエッチングのためのエッチングと
使い分けたが、メサエッチング時に同時にチャネル層が
オーバーハングとなるようなエッチングを行っても良い
【0020】〔第2の実施例〕本実施例は、ダブルヘテ
ロ構造の高電子移動トランジスタの製造方法の例である
【0021】まず、デバイスの最終的な構造について簡
単に説明すると、図6に示すように、半絶縁性のInP
基板11上にバッファ層であるノンドープAlInAs
層12、下部電子供給層であるn−AlInAs層13
、チャネル層であるGaInAs層14、上部電子供給
層であるn−AlInAs層15、GaInAsからな
るキャップ層16が積層され、AlInAs層12から
上部の層はメサエッチングにより加工されている。ゲー
トメタル17がメサ形状の活性領域上に被着され、さら
に活性領域外にも延在される。このような構造のトラン
ジスタにおいても、チャネル層であるGaInAs層1
4の側壁部には、凹部18,18が形成されオーバーハ
ング状とされる。ゲートメタル17は、空洞の凹部18
によって直接GaInAs層14に接することがなく、
このためリーク電流が抑えられることになる。
【0022】このようなダブルヘテロ構造のトランジス
タは、順にMOCVDやMBE法によって、各層12〜
16を積層した後、活性領域のパターニングを行い、続
いてチャネル層であるGaInAs層14のみを側壁か
ら選択的にエッチングすれば良い。その選択エッチャン
トとしては、第1の実施例と同様に、NH4 OHを用
いた溶液等が挙げられる。そして、選択的なエッチング
により凹部18,18が形成されたところで、次いでゲ
ート配線を施せばよい。
【0023】なお、本実施例においても、メサエッチン
グ時に同時にチャネル層を側面からエッチングするよう
なエッチングを行うことができる。
【0024】また、本発明の電界効果型トランジスタの
製造方法では、上述のシングルヘテロ構造やダブルヘテ
ロ構造に限定されず、逆HEMTやその他の構造のデバ
イスにも適用可能とされる。
【0025】
【発明の効果】本発明の電界効果型トランジスタの製造
方法では、活性領域のパターニングと同時若しくはその
後に、チャネル層がオーバーハング状になるようにエッ
チングされる。このためゲート配線を形成した場合に、
ゲート配線とチャネル層が直接接触することがなくなり
、その結果、リーク電流が低減されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の
一例におけるInP基板上に各層を積層させた工程まで
の工程断面図
【図2】本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の
一例におけるレジストパターンの形成及びエッチング工
程までの工程断面図
【図3】本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の
一例におけるチャネル層の選択的なエッチング工程まで
の工程断面図
【図4】本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の
一例におけるレジスト層の除去工程までの工程断面図

図5】本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の一
例におけるゲートメタルの形成工程までの工程断面図

図6】本発明の電界効果型トランジスタの製造方法の他
の一例にかかるトランジスタの構造を示す断面図
【図7
】従来の電界効果型トランジスタの製造方法の一例にか
かるトランジスタを破断して示す要部斜視図
【図8】従
来の電界効果型トランジスタの製造方法の一例にかかる
トランジスタのゲート電極部分の素子断面図
【符号の説明】
1,11…InP基板 2,14…ノンドープGaInAs層 3,13,15…n−AlInAs層 5…レジスト層 6,18…凹部 7,17…ゲートメタル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基体上にチャネル層及びキャリア供給
    層を形成し、チャネル層にオーバーハングが生ずるよう
    に前記チャネル層をエッチングし、次いでゲート配線を
    形成することを特徴とする電界効果型トランジスタの製
    造方法。
JP11543491A 1991-04-19 1991-04-19 電界効果型トランジスタの製造方法 Withdrawn JPH04321237A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11543491A JPH04321237A (ja) 1991-04-19 1991-04-19 電界効果型トランジスタの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11543491A JPH04321237A (ja) 1991-04-19 1991-04-19 電界効果型トランジスタの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04321237A true JPH04321237A (ja) 1992-11-11

Family

ID=14662475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11543491A Withdrawn JPH04321237A (ja) 1991-04-19 1991-04-19 電界効果型トランジスタの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04321237A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05182991A (ja) * 1991-11-07 1993-07-23 Mitsubishi Electric Corp ヘテロ接合fet及びその製造方法
JP2018514954A (ja) * 2015-05-08 2018-06-07 レイセオン カンパニー ノッチ付きメサを有する電界効果トランジスタ構造

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05182991A (ja) * 1991-11-07 1993-07-23 Mitsubishi Electric Corp ヘテロ接合fet及びその製造方法
JP2018514954A (ja) * 2015-05-08 2018-06-07 レイセオン カンパニー ノッチ付きメサを有する電界効果トランジスタ構造

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009224801A (ja) 増強/空乏モード擬似形態高電子移動度トランジスタデバイス
EP1131849B1 (en) Pseudomorphic high electron mobility transistors
JP2735718B2 (ja) 化合物半導体装置及びその製造方法
JPH09321063A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3986573B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH10199896A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
US5231040A (en) Method of making a field effect transistor
JP2630446B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH04321237A (ja) 電界効果型トランジスタの製造方法
JP2000223504A (ja) 電界効果型半導体装置およびその製造方法
EP0394590B1 (en) Field effect transistors and method of making a field effect transistor
JPH0217934B2 (ja)
JPH065682B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2551427B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3039544B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3434623B2 (ja) 電界効果トランジスタ
JP2002270821A (ja) 電界効果型半導体装置の製造方法
JP2557430B2 (ja) 電界効果トランジスタおよびその製造方法
JP2004363150A (ja) パターン形成方法
JP2591436B2 (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
KR950003076Y1 (ko) 화합물 반도체장치
JP3153560B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100304869B1 (ko) 전계효과트랜지스터의제조방법
JPS6215861A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2607310B2 (ja) 電界効果トランジスタの製造方法

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: 19980711