JPH10173137A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH10173137A JPH10173137A JP8328696A JP32869696A JPH10173137A JP H10173137 A JPH10173137 A JP H10173137A JP 8328696 A JP8328696 A JP 8328696A JP 32869696 A JP32869696 A JP 32869696A JP H10173137 A JPH10173137 A JP H10173137A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 同一のGaAs基板上にチャネル層との間隔
が異なる2つのゲート電極を制御性よく形成できる半導
体装置およびその製造方法を得る。 【解決手段】 GaAs基板1上にi−GaAsバッフ
ァ層2、i−InGaAsチャネル層3、n−AlGa
As電子供給層4、n−InGaPゲート層5、n−G
aAsコンタクト層6を順次成長し、n−GaAsコン
タクト層6をエッチングしてn−InGaPゲート層5
表面を露出させ、次にn−InGaPゲート層5をエッ
チングしn−AlGaAs電子供給層4を露出させる。
そしてゲート金属を全面に堆積し、各FETのゲート電
極を形成する。
が異なる2つのゲート電極を制御性よく形成できる半導
体装置およびその製造方法を得る。 【解決手段】 GaAs基板1上にi−GaAsバッフ
ァ層2、i−InGaAsチャネル層3、n−AlGa
As電子供給層4、n−InGaPゲート層5、n−G
aAsコンタクト層6を順次成長し、n−GaAsコン
タクト層6をエッチングしてn−InGaPゲート層5
表面を露出させ、次にn−InGaPゲート層5をエッ
チングしn−AlGaAs電子供給層4を露出させる。
そしてゲート金属を全面に堆積し、各FETのゲート電
極を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
びその製造方法に関し、特にGaAs化合物半導体装置
において、同一基板上にチャネル層との間隔が異なる2
つのゲート電極を制御性よく形成できるようにしたもの
に関する。
びその製造方法に関し、特にGaAs化合物半導体装置
において、同一基板上にチャネル層との間隔が異なる2
つのゲート電極を制御性よく形成できるようにしたもの
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の分野においては、デ
バイスの高性能化の要求に伴い、高速化に有利なGaA
s基板上のヘテロ接合型のエピタキシャル結晶を用いた
ICの開発が盛んに行われている。そしてより一層の高
機能化の要求から同一基板上にしきい値電圧が相異なる
FETを形成したICや、1つのトランジスタに2つの
ゲート電極を有するFET(デュアルゲートFET)等
が必要となってきている。
バイスの高性能化の要求に伴い、高速化に有利なGaA
s基板上のヘテロ接合型のエピタキシャル結晶を用いた
ICの開発が盛んに行われている。そしてより一層の高
機能化の要求から同一基板上にしきい値電圧が相異なる
FETを形成したICや、1つのトランジスタに2つの
ゲート電極を有するFET(デュアルゲートFET)等
が必要となってきている。
【0003】例えば、デジタル信号処理用のICではそ
の低消費電力化のためにしきい値電圧(Vth)がプラ
スのE−FETとマイナスのD−FETの両方を有する
ものを用いる。また、FETの利得を外部信号によりコ
ントロールできる機能を持たせるためにはデュアルゲー
トFETが必要となる。
の低消費電力化のためにしきい値電圧(Vth)がプラ
スのE−FETとマイナスのD−FETの両方を有する
ものを用いる。また、FETの利得を外部信号によりコ
ントロールできる機能を持たせるためにはデュアルゲー
トFETが必要となる。
【0004】ところで、これらの半導体装置ではチャネ
ル層との間隔が相異なるように2つのゲート電極を形成
する必要がある。
ル層との間隔が相異なるように2つのゲート電極を形成
する必要がある。
【0005】図5にこの種の半導体装置の従来例として
の,同一基板上に形成されたE−FET及びD−FET
の断面構造の一例を示す。また表1には各結晶層の厚
み、組成及びドーピング量の一例を示す。
の,同一基板上に形成されたE−FET及びD−FET
の断面構造の一例を示す。また表1には各結晶層の厚
み、組成及びドーピング量の一例を示す。
【0006】
【表1】
【0007】図5において、1は半絶縁性GaAs基
板、2はこの半絶縁性GaAs基板1上に形成されたi
−GaAsバッファ層、3はこのi−GaAsバッファ
層2上に形成されたi−InGaAsチャネル層、4は
このi−InGaAsチャネル層3上に形成されたn−
AlGaAs電子供給層、44はこのn−AlGaAs
電子供給層4上に形成されたn−GaAs層、55はこ
のn−GaAs層44上に形成されたn−AlGaAs
ゲート層、6はこのn−AlGaAsゲート層55上に
形成されたn−GaAsコンタクト層、7はこのn−G
aAsコンタクト層6の表面から半絶縁性GaAs基板
1の内部にまで達するように形成された水素注入領域、
101,102,103はそれぞれ図5中の水素注入領
域7より左側の領域に形成されたE−FET100のソ
ース電極,ドレイン電極,ゲート電極、201,20
2,203はそれぞれ図5中の水素注入領域7より右側
の領域に形成されたD−FET200のソース電極,ド
レイン電極,ゲート電極である。
板、2はこの半絶縁性GaAs基板1上に形成されたi
−GaAsバッファ層、3はこのi−GaAsバッファ
層2上に形成されたi−InGaAsチャネル層、4は
このi−InGaAsチャネル層3上に形成されたn−
AlGaAs電子供給層、44はこのn−AlGaAs
電子供給層4上に形成されたn−GaAs層、55はこ
のn−GaAs層44上に形成されたn−AlGaAs
ゲート層、6はこのn−AlGaAsゲート層55上に
形成されたn−GaAsコンタクト層、7はこのn−G
aAsコンタクト層6の表面から半絶縁性GaAs基板
1の内部にまで達するように形成された水素注入領域、
101,102,103はそれぞれ図5中の水素注入領
域7より左側の領域に形成されたE−FET100のソ
ース電極,ドレイン電極,ゲート電極、201,20
2,203はそれぞれ図5中の水素注入領域7より右側
の領域に形成されたD−FET200のソース電極,ド
レイン電極,ゲート電極である。
【0008】これらのFET100,200は低不純物
濃度のi−InGaAsチャネル層3の上に配置された
電子親和力の小さな比較的高濃度のn型不純物を有する
n−AlGaAs電子供給層4から供給される電子が電
子親和力の大きなチャネル層3に蓄積しチャネルとして
作用することにより動作する,いわゆるHEMT(High
Electron Mobility Transistor :高電子移動度トラン
ジスタ)であり、ゲート電極のバイアス電圧を変化させ
ることによりチャネル層3の電子濃度を変化させてトラ
ンジスタ動作を行わせる。
濃度のi−InGaAsチャネル層3の上に配置された
電子親和力の小さな比較的高濃度のn型不純物を有する
n−AlGaAs電子供給層4から供給される電子が電
子親和力の大きなチャネル層3に蓄積しチャネルとして
作用することにより動作する,いわゆるHEMT(High
Electron Mobility Transistor :高電子移動度トラン
ジスタ)であり、ゲート電極のバイアス電圧を変化させ
ることによりチャネル層3の電子濃度を変化させてトラ
ンジスタ動作を行わせる。
【0009】ところで、FETのしきい値電圧Vthは
ゲート電極とチャネル層との間隔で制御され、その間隔
が短い程、しきい値Vthは大きくなる。図5のFET
に関しては、E−FET100ではn−AlGaAs電
子供給層4の層厚(d1)がその間隔に相当し、D−FET
200ではn−AlGaAs電子供給層4とn−GaA
s層44とn−AlGaAsゲート層55の層厚の和(d
2)がその間隔に相当し、それぞれの層の厚みをコントロ
ールすることでE−FETとD−FETのつくり分けを
実現している。
ゲート電極とチャネル層との間隔で制御され、その間隔
が短い程、しきい値Vthは大きくなる。図5のFET
に関しては、E−FET100ではn−AlGaAs電
子供給層4の層厚(d1)がその間隔に相当し、D−FET
200ではn−AlGaAs電子供給層4とn−GaA
s層44とn−AlGaAsゲート層55の層厚の和(d
2)がその間隔に相当し、それぞれの層の厚みをコントロ
ールすることでE−FETとD−FETのつくり分けを
実現している。
【0010】図6には、この種の半導体装置の従来例と
しての,同一基板上に形成されたE−FET及びD−F
ETの作製法を示す。
しての,同一基板上に形成されたE−FET及びD−F
ETの作製法を示す。
【0011】まず図6(a) に示すように、MOCVD法
等により、半絶縁GaAs基板1の上に、エピタキシャ
ル層、即ち、i−GaAsバッファ層(厚さ5000オ
ングストローム、アンドープ)2,i−InGaAsチ
ャネル層(厚さ200オングストローム、アンドープ)
3,n−AlGaAs電子供給層(厚さ220オングス
トローム、ドーピング量2×1018cm-3)4,n−G
aAs層(厚さ200オングストローム、ドーピング量
1×1017cm-3)44,n−AlGaAsゲート層
(厚さ50オングストローム、ドーピング量2×1018
cm-3)55,n−GaAsコンタクト層(厚さ100
0オングストローム、ドーピング量3×1018cm-3)
6、を順次成長させた後、各FET部を互いに電気的に
分離するため、例えば水素をイオン注入し、FETを形
成する領域の間に高抵抗領域7を形成する(図6(b) 参
照)。次にゲートを形成する領域を含む領域のn−Ga
Asコンタクト層6にレジスト(図示せず)をマスクと
して第1のリセス溝8を形成し、n−AlGaAsゲー
ト層55を露出させる(図6(c) 参照)。次に例えばS
iOのような絶縁膜9を第1のリセス溝8内に含むn−
GaAsコンタクト層6上の全面に堆積し(図6(d) 参
照)、写真製版法により、ゲート形成のための開口部1
0をこの絶縁膜9に形成する(図6(e) 参照)。
等により、半絶縁GaAs基板1の上に、エピタキシャ
ル層、即ち、i−GaAsバッファ層(厚さ5000オ
ングストローム、アンドープ)2,i−InGaAsチ
ャネル層(厚さ200オングストローム、アンドープ)
3,n−AlGaAs電子供給層(厚さ220オングス
トローム、ドーピング量2×1018cm-3)4,n−G
aAs層(厚さ200オングストローム、ドーピング量
1×1017cm-3)44,n−AlGaAsゲート層
(厚さ50オングストローム、ドーピング量2×1018
cm-3)55,n−GaAsコンタクト層(厚さ100
0オングストローム、ドーピング量3×1018cm-3)
6、を順次成長させた後、各FET部を互いに電気的に
分離するため、例えば水素をイオン注入し、FETを形
成する領域の間に高抵抗領域7を形成する(図6(b) 参
照)。次にゲートを形成する領域を含む領域のn−Ga
Asコンタクト層6にレジスト(図示せず)をマスクと
して第1のリセス溝8を形成し、n−AlGaAsゲー
ト層55を露出させる(図6(c) 参照)。次に例えばS
iOのような絶縁膜9を第1のリセス溝8内に含むn−
GaAsコンタクト層6上の全面に堆積し(図6(d) 参
照)、写真製版法により、ゲート形成のための開口部1
0をこの絶縁膜9に形成する(図6(e) 参照)。
【0012】次に、写真製版法により、D−FET部を
形成する開口部10のみを覆うレジスト11等を形成
し、絶縁膜9をマスクとして、E−FET部を形成する
開口部におけるn−AlGaAsゲート層55及びn−
GaAs層44をエッチングして第2のリセス溝12を
形成し、n−AlGaAs電子供給層4を露出させる
(図6(f) 参照)。そしてレジスト11を除去した後、
第2のリセス溝12内およびゲート開口部10内を含む
絶縁膜9上の全面に、例えばWSi13からなるゲート
金属を堆積し(図6(g) 参照)、その後レジスト(図示
せず)をマスクとしてパターニングを行い各FETのゲ
ート電極103及び203を形成する(図6(h) 参
照)。そしてその後写真製版法によりオーミック電極形
成部に絶縁膜9の開口部を設けるとともに、その内部に
例えばAuGe/Ni/Au14からなるオーミック電
極(各FETのソース及びドレイン電極となる)101
及び102、201及び202をそれぞれ選択的に設け
てこれらのFETは完成する。
形成する開口部10のみを覆うレジスト11等を形成
し、絶縁膜9をマスクとして、E−FET部を形成する
開口部におけるn−AlGaAsゲート層55及びn−
GaAs層44をエッチングして第2のリセス溝12を
形成し、n−AlGaAs電子供給層4を露出させる
(図6(f) 参照)。そしてレジスト11を除去した後、
第2のリセス溝12内およびゲート開口部10内を含む
絶縁膜9上の全面に、例えばWSi13からなるゲート
金属を堆積し(図6(g) 参照)、その後レジスト(図示
せず)をマスクとしてパターニングを行い各FETのゲ
ート電極103及び203を形成する(図6(h) 参
照)。そしてその後写真製版法によりオーミック電極形
成部に絶縁膜9の開口部を設けるとともに、その内部に
例えばAuGe/Ni/Au14からなるオーミック電
極(各FETのソース及びドレイン電極となる)101
及び102、201及び202をそれぞれ選択的に設け
てこれらのFETは完成する。
【0013】ところでこの種のFETはしきい値Vth
の制御が重要であり、プロセス的にはリセス形成時のエ
ッチングがポイントとなる。
の制御が重要であり、プロセス的にはリセス形成時のエ
ッチングがポイントとなる。
【0014】例えば、図6(c) の工程において、第1の
リセス溝のエッチングはD−FETのしきいVthを決
める工程であるため、選択的にn−GaAsコンタクト
層6のみをエッチングしn−AlGaAsゲート層55
の表面が露出するような手法が用いられる。これは例え
ば塩素系のガスを用いたドライエッチもしくはクエン酸
を用いたウェットエッチングが用いられる。
リセス溝のエッチングはD−FETのしきいVthを決
める工程であるため、選択的にn−GaAsコンタクト
層6のみをエッチングしn−AlGaAsゲート層55
の表面が露出するような手法が用いられる。これは例え
ば塩素系のガスを用いたドライエッチもしくはクエン酸
を用いたウェットエッチングが用いられる。
【0015】次の図6(f) の工程での第2のリセス溝の
エッチングでは、まずn−AlGaAsゲート層55の
みをエッチングして、n−GaAs層44の表面を露出
させた後、図6(c) の工程と同様に、選択的にn−Ga
As層44のみをエッチングし、n−AlGaAs電子
供給層4の表面を露出させるような手法を用いることが
考えられる。
エッチングでは、まずn−AlGaAsゲート層55の
みをエッチングして、n−GaAs層44の表面を露出
させた後、図6(c) の工程と同様に、選択的にn−Ga
As層44のみをエッチングし、n−AlGaAs電子
供給層4の表面を露出させるような手法を用いることが
考えられる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状で
はAlGaAsのみをエッチングしGaAsで停止させ
る方法がないため、先程述べた第2のリセス溝の形成時
には、まずリン酸と過酸化水素水との混合液によりn−
AlGaAsゲート層55を完全に除去し、同じエッチ
ャントでn−GaAs層44のエッチングを進め、時間
制御によりこのn−GaAs層44の途中でエッチング
を停止させた後に、あらためて先に述べた塩素系のガス
もしくはクエン酸を用いた選択性のあるエッチングによ
りn−GaAs層44を完全に除去しn−AlGaAs
電子供給層4の表面を露出させる必要がある。従ってn
−GaAs層44はプロセス上のマージンからある程度
の厚みが必要である。
はAlGaAsのみをエッチングしGaAsで停止させ
る方法がないため、先程述べた第2のリセス溝の形成時
には、まずリン酸と過酸化水素水との混合液によりn−
AlGaAsゲート層55を完全に除去し、同じエッチ
ャントでn−GaAs層44のエッチングを進め、時間
制御によりこのn−GaAs層44の途中でエッチング
を停止させた後に、あらためて先に述べた塩素系のガス
もしくはクエン酸を用いた選択性のあるエッチングによ
りn−GaAs層44を完全に除去しn−AlGaAs
電子供給層4の表面を露出させる必要がある。従ってn
−GaAs層44はプロセス上のマージンからある程度
の厚みが必要である。
【0017】しかしながら、それぞれのFETの利得は
しきい値Vthと同様にゲートとチャネルとの間隔d
1,d2に依存しこの間隔が小さいものほど高い利得が
得られる。したがってn−GaAs層44を厚くするこ
とはD−FETにとっては特性的に不利になる。
しきい値Vthと同様にゲートとチャネルとの間隔d
1,d2に依存しこの間隔が小さいものほど高い利得が
得られる。したがってn−GaAs層44を厚くするこ
とはD−FETにとっては特性的に不利になる。
【0018】従って、上述した従来例では高い利得を有
するD−FETを実現することが困難であった。また利
得の高いD−FETを実現しようとしてn−GaAs層
44を薄くすると、第2のリセス溝形成時プロセス上の
マージンが小さくなり、E−FETのしきい値Vthを
制御することが困難であった。
するD−FETを実現することが困難であった。また利
得の高いD−FETを実現しようとしてn−GaAs層
44を薄くすると、第2のリセス溝形成時プロセス上の
マージンが小さくなり、E−FETのしきい値Vthを
制御することが困難であった。
【0019】ところで、このような問題を解決できる第
2の従来例として、特開平7−142685号公報に開
示された技術がある。この公報記載の半導体装置は、E
−FETのゲート電極の底面とD−FETのゲート電極
の底面との間に、1層のみが介在するようにしたもので
ある。
2の従来例として、特開平7−142685号公報に開
示された技術がある。この公報記載の半導体装置は、E
−FETのゲート電極の底面とD−FETのゲート電極
の底面との間に、1層のみが介在するようにしたもので
ある。
【0020】図7にこの種の半導体装置の第2の従来例
としての,同一基板上に形成されたE−FET及びD−
FETの断面構造の一例を示す。
としての,同一基板上に形成されたE−FET及びD−
FETの断面構造の一例を示す。
【0021】図7において、61はGaAs基板、62
はこのGaAs基板61上に形成されたGaAsチャネ
ル層、621はこのGaAsチャネル層62に形成され
た2次元電子ガス、63はGaAsチャネル層62上に
形成されたn−InGaP電子供給層、64はこのn−
InGaP電子供給層63上に形成されたn−GaAs
第2キャップ層、65はこのn−GaAs第2キャップ
層64上に形成されたn−InGaPエッチングストッ
プ層、66はこのn−InGaPエッチングストップ層
65上に形成されたn−GaAs第1キャップ層、67
はこのn−GaAs第1キャップ層66上に形成された
n+ −InGaAsコンタクト層、68は素子間分離領
域、701はEモードHEMTのソース電極、702は
EモードHEMTのゲート電極、703はEモードHE
MTのドレイン電極とDモードHEMTのソース電極の
共通電極、704はDモードHEMTのゲート電極、7
05はDモードHEMTのドレイン電極である。
はこのGaAs基板61上に形成されたGaAsチャネ
ル層、621はこのGaAsチャネル層62に形成され
た2次元電子ガス、63はGaAsチャネル層62上に
形成されたn−InGaP電子供給層、64はこのn−
InGaP電子供給層63上に形成されたn−GaAs
第2キャップ層、65はこのn−GaAs第2キャップ
層64上に形成されたn−InGaPエッチングストッ
プ層、66はこのn−InGaPエッチングストップ層
65上に形成されたn−GaAs第1キャップ層、67
はこのn−GaAs第1キャップ層66上に形成された
n+ −InGaAsコンタクト層、68は素子間分離領
域、701はEモードHEMTのソース電極、702は
EモードHEMTのゲート電極、703はEモードHE
MTのドレイン電極とDモードHEMTのソース電極の
共通電極、704はDモードHEMTのゲート電極、7
05はDモードHEMTのドレイン電極である。
【0022】図8には、この種の半導体装置の第2の従
来例としての,同一基板上に形成されたE−FET及び
D−FETの作製法を示す。
来例としての,同一基板上に形成されたE−FET及び
D−FETの作製法を示す。
【0023】まず、GaAs基板61の上に、MOCV
D法等のエピタキシャル成長技術を用いることによっ
て、GaAsチャネル層(厚さ6000オングストロー
ム、アンドープ)62、n−InGaP電子供給層(厚
さ200オングストローム、不純物濃度2×1018cm
-3)63、n−GaAs第2キャップ層(厚さ500オ
ングストローム、不純物濃度2×1018cm-3)64、
n−InGaPエッチングストップ層(厚さ30オング
ストローム、不純物濃度2×1018cm-3)65、n−
GaAs第1キャップ層(厚さ300オングストロー
ム、不純物濃度2×1018cm-3)66を順次積層す
る。
D法等のエピタキシャル成長技術を用いることによっ
て、GaAsチャネル層(厚さ6000オングストロー
ム、アンドープ)62、n−InGaP電子供給層(厚
さ200オングストローム、不純物濃度2×1018cm
-3)63、n−GaAs第2キャップ層(厚さ500オ
ングストローム、不純物濃度2×1018cm-3)64、
n−InGaPエッチングストップ層(厚さ30オング
ストローム、不純物濃度2×1018cm-3)65、n−
GaAs第1キャップ層(厚さ300オングストロー
ム、不純物濃度2×1018cm-3)66を順次積層す
る。
【0024】次いで、n−GaAs第1キャップ層66
のEモードHEMTのゲート電極を形成する予定の領域
を、フォトリソグラフィー技術を用いて選択的にドライ
エッチングすることにより除去(リセス)する。また、
このフォトリソグラフィー技術において使用したレジス
トを用いてn−InGaPエッチングストップ層65を
除去する(第1工程:図8(a) 参照)。
のEモードHEMTのゲート電極を形成する予定の領域
を、フォトリソグラフィー技術を用いて選択的にドライ
エッチングすることにより除去(リセス)する。また、
このフォトリソグラフィー技術において使用したレジス
トを用いてn−InGaPエッチングストップ層65を
除去する(第1工程:図8(a) 参照)。
【0025】そして、この第1工程のフォトリソグラフ
ィー技術において用いたフォトレジストを除去した後、
再びMOCVD法等によって、n−GaAs第1キャッ
プ層66の上にn+ −InGaAsコンタクト層(厚さ
600オングストローム、不純物濃度1×1019c
m-3)67を全面に成長する(第2工程:図8(b) 参
照)。
ィー技術において用いたフォトレジストを除去した後、
再びMOCVD法等によって、n−GaAs第1キャッ
プ層66の上にn+ −InGaAsコンタクト層(厚さ
600オングストローム、不純物濃度1×1019c
m-3)67を全面に成長する(第2工程:図8(b) 参
照)。
【0026】その後、EモードHEMTとDモードHE
MTを形成する領域の周囲に酸素をイオン注入し高抵抗
化して素子間分離領域68を形成した後、フォトレジス
ト69をマスクにして、DモードHEMTのゲート部の
n+ −InGaAsコンタクト層67を除去し、Eモー
ドHEMTのゲート部のn+ −InGaAsコンタクト
層67を除去する(第3工程:図8(c) 参照)。
MTを形成する領域の周囲に酸素をイオン注入し高抵抗
化して素子間分離領域68を形成した後、フォトレジス
ト69をマスクにして、DモードHEMTのゲート部の
n+ −InGaAsコンタクト層67を除去し、Eモー
ドHEMTのゲート部のn+ −InGaAsコンタクト
層67を除去する(第3工程:図8(c) 参照)。
【0027】この第3工程で用いたフォトレジスト69
を再びパターニングしてオーミック電極を形成する領域
に開口を形成し、これをマスクにして、DモードHEM
Tのゲート部のn−GaAs第1キャップ層66を除去
し、EモードHEMTのゲート部のn−GaAs第2キ
ャップ層64を除去する。
を再びパターニングしてオーミック電極を形成する領域
に開口を形成し、これをマスクにして、DモードHEM
Tのゲート部のn−GaAs第1キャップ層66を除去
し、EモードHEMTのゲート部のn−GaAs第2キ
ャップ層64を除去する。
【0028】このとき、レジストの開口中に露出してい
るn+ −InGaAsコンタクト層67はエッチングさ
れない。また、DモードHEMTのゲート部のエッチン
グはn−InGaPエッチングストップ層65で停止
し、EモードHEMTのゲート部のエッチングはn−I
nGaP電子供給層63で停止する(第4工程:図8
(d) 参照)。
るn+ −InGaAsコンタクト層67はエッチングさ
れない。また、DモードHEMTのゲート部のエッチン
グはn−InGaPエッチングストップ層65で停止
し、EモードHEMTのゲート部のエッチングはn−I
nGaP電子供給層63で停止する(第4工程:図8
(d) 参照)。
【0029】次に、第3工程と第4工程において形成し
た開口を含む全面にAl等の金属を蒸着あるいはスパッ
タによって形成し、リフトオフすることによって、Eモ
ードHEMTのソース電極701、EモードHEMTの
ゲート電極702、EモードHEMTのドレイン電極と
DモードHEMTのソース電極の共通電極703、Dモ
ードHEMTのゲート電極704、DモードHEMTの
ドレイン電極705を同時に形成する。なお、GaAs
チャネル層62のn−InGaP電子供給層63側に
は、n−InGaP電子供給層63の影響で2次元電子
ガス621が形成されている(第5工程:図8(e) 参
照)。
た開口を含む全面にAl等の金属を蒸着あるいはスパッ
タによって形成し、リフトオフすることによって、Eモ
ードHEMTのソース電極701、EモードHEMTの
ゲート電極702、EモードHEMTのドレイン電極と
DモードHEMTのソース電極の共通電極703、Dモ
ードHEMTのゲート電極704、DモードHEMTの
ドレイン電極705を同時に形成する。なお、GaAs
チャネル層62のn−InGaP電子供給層63側に
は、n−InGaP電子供給層63の影響で2次元電子
ガス621が形成されている(第5工程:図8(e) 参
照)。
【0030】この第2の従来例においては、EモードH
EMTのソース電極701、EモードHEMTのドレイ
ン電極とDモードHEMTのソース電極の共通電極70
3、DモードHEMTのドレイン電極705としてn+
−InGaAs層を採用しているためノンアロイであ
り、これに対する金属材料の自由度が大きい。
EMTのソース電極701、EモードHEMTのドレイ
ン電極とDモードHEMTのソース電極の共通電極70
3、DモードHEMTのドレイン電極705としてn+
−InGaAs層を採用しているためノンアロイであ
り、これに対する金属材料の自由度が大きい。
【0031】そして、この製造方法によって製造された
第2の従来例の半導体集積回路装置は、同じレジストを
再露光して使用するため、EモードデバイスとDモード
デバイスのゲートを製造する際のマスク合わせ余裕を考
慮する必要がないため、ソースとゲートの距離を短くす
ることができ、その結果、ソース抵抗を低減することが
でき、特性の向上を図ることができる。
第2の従来例の半導体集積回路装置は、同じレジストを
再露光して使用するため、EモードデバイスとDモード
デバイスのゲートを製造する際のマスク合わせ余裕を考
慮する必要がないため、ソースとゲートの距離を短くす
ることができ、その結果、ソース抵抗を低減することが
でき、特性の向上を図ることができる。
【0032】また、この第2の従来例の半導体集積回路
装置は、EモードHEMTのゲート電極の底面とDモー
ドHEMTのゲート電極の底面との間に、n−GaAs
キャップ層64のみが存在し、このn−GaAsキャッ
プ層64とその下側のn−InGaP電子供給層63と
の選択比が大きいため、確実にこれらの界面でエッチン
グを停止でき、第1の従来例のn−GaAs層44のよ
うに、途中でエッチングを停止することなくこのn−G
aAsキャップ層64をエッチングすることができる。
このため、このn−GaAsキャップ層64を、プロセ
ス上のマージンを考慮することなく形成することができ
る。従ってこのn−GaAsキャップ層64の厚みを、
第1の従来例のn−AlGaAsゲート層55とn−G
aAs層44の層厚の和である250オングストローム
よりも薄く形成することが十分可能であり、これによ
り、EモードHEMTのしきい値の制御性を損なうこと
なくDモードHEMTの高利得を実現することができ
る。
装置は、EモードHEMTのゲート電極の底面とDモー
ドHEMTのゲート電極の底面との間に、n−GaAs
キャップ層64のみが存在し、このn−GaAsキャッ
プ層64とその下側のn−InGaP電子供給層63と
の選択比が大きいため、確実にこれらの界面でエッチン
グを停止でき、第1の従来例のn−GaAs層44のよ
うに、途中でエッチングを停止することなくこのn−G
aAsキャップ層64をエッチングすることができる。
このため、このn−GaAsキャップ層64を、プロセ
ス上のマージンを考慮することなく形成することができ
る。従ってこのn−GaAsキャップ層64の厚みを、
第1の従来例のn−AlGaAsゲート層55とn−G
aAs層44の層厚の和である250オングストローム
よりも薄く形成することが十分可能であり、これによ
り、EモードHEMTのしきい値の制御性を損なうこと
なくDモードHEMTの高利得を実現することができ
る。
【0033】しかしながら、この第2の従来例の半導体
集積回路装置では、ゲート電極702,704間に位置
するn−GaAsキャップ層64がGaAsチャネル層
62と同一の結晶(GaAs)で構成されているが、こ
の構成によれば、n−InGaP電子供給層63から放
出された電子がGaAsチャネル層62との界面のみな
らずn−GaAsキャップ層64との界面にも蓄積する
可能性がある。このため、1つのHEMTの中にチャネ
ルが2層形成されたのと同様の状態になり、これにより
高いGm(利得)を得ることができず、動作上好ましい
ものが得られない,という問題があった。
集積回路装置では、ゲート電極702,704間に位置
するn−GaAsキャップ層64がGaAsチャネル層
62と同一の結晶(GaAs)で構成されているが、こ
の構成によれば、n−InGaP電子供給層63から放
出された電子がGaAsチャネル層62との界面のみな
らずn−GaAsキャップ層64との界面にも蓄積する
可能性がある。このため、1つのHEMTの中にチャネ
ルが2層形成されたのと同様の状態になり、これにより
高いGm(利得)を得ることができず、動作上好ましい
ものが得られない,という問題があった。
【0034】また、この第2の従来例では、ゲート電極
704を形成する際に、n−GaAsキャップ層66と
n−GaAsキャップ層64との界面でエッチングを停
止するためのエッチングストップ層65を設けており、
このためプロセスがやや複雑になる等の問題があった。
704を形成する際に、n−GaAsキャップ層66と
n−GaAsキャップ層64との界面でエッチングを停
止するためのエッチングストップ層65を設けており、
このためプロセスがやや複雑になる等の問題があった。
【0035】本発明は、上記のような従来のものの問題
を解決するためになされたもので、プロセスを複雑化す
ることなく、同一基板上にチャネル層との間隔が異なる
2つのゲート電極を制御性よく形成できるとともに、動
作上好ましい,高い利得を有するものが得られる半導体
装置およびその製造方法を提供せんとするものである。
を解決するためになされたもので、プロセスを複雑化す
ることなく、同一基板上にチャネル層との間隔が異なる
2つのゲート電極を制御性よく形成できるとともに、動
作上好ましい,高い利得を有するものが得られる半導体
装置およびその製造方法を提供せんとするものである。
【0036】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1の半
導体装置は、GaAs基板上に形成されたチャネル層
と、該チャネル層上に形成された,該チャネル層よりバ
ンドギャップの大きな第1のゲート層と、該第1のゲー
ト層上に該第1のゲート層とは異なる材料で形成され
た,上記チャネル層よりバンドギャップの大きな第2の
ゲート層と、上記第1のゲート層上に接触するように形
成された第1のゲート電極と、上記第2のゲート層上に
接触するように形成された第2のゲート電極とを備える
ようにしたものである。
導体装置は、GaAs基板上に形成されたチャネル層
と、該チャネル層上に形成された,該チャネル層よりバ
ンドギャップの大きな第1のゲート層と、該第1のゲー
ト層上に該第1のゲート層とは異なる材料で形成され
た,上記チャネル層よりバンドギャップの大きな第2の
ゲート層と、上記第1のゲート層上に接触するように形
成された第1のゲート電極と、上記第2のゲート層上に
接触するように形成された第2のゲート電極とを備える
ようにしたものである。
【0037】また、この発明の請求項2の半導体装置
は、請求項1の半導体装置において、上記第1のゲート
電極の両サイドにはオーミック電極が配置されて、しき
い値電圧が正の値を持つエンハンスメント型FET(E
−FET)が形成されており、上記第2のゲート電極の
両サイドにはオーミック電極が配置されて、しきい値電
圧が負の値を持つデプレッション型FET(D−FE
T)が形成されているものとしたものである。
は、請求項1の半導体装置において、上記第1のゲート
電極の両サイドにはオーミック電極が配置されて、しき
い値電圧が正の値を持つエンハンスメント型FET(E
−FET)が形成されており、上記第2のゲート電極の
両サイドにはオーミック電極が配置されて、しきい値電
圧が負の値を持つデプレッション型FET(D−FE
T)が形成されているものとしたものである。
【0038】また、この発明の請求項3の半導体装置
は、請求項1の半導体装置において、上記第1のゲート
電極及び上記第2のゲート電極が2つのオーミック電極
の間に形成されて、デュアルゲートFETが形成されて
いるものとしたものである。
は、請求項1の半導体装置において、上記第1のゲート
電極及び上記第2のゲート電極が2つのオーミック電極
の間に形成されて、デュアルゲートFETが形成されて
いるものとしたものである。
【0039】また、この発明の請求項4の半導体装置
は、請求項1ないし3のいずれかの半導体装置におい
て、上記チャネル層はGaAsもしくはInGaAsか
らなるものとしたものである。
は、請求項1ないし3のいずれかの半導体装置におい
て、上記チャネル層はGaAsもしくはInGaAsか
らなるものとしたものである。
【0040】また、この発明の請求項5の半導体装置
は、請求項1ないし4のいずれかの半導体装置におい
て、上記第1のゲート層はAlGaAsからなり、上記
第2のゲート層はInGaPからなるものとしたもので
ある。
は、請求項1ないし4のいずれかの半導体装置におい
て、上記第1のゲート層はAlGaAsからなり、上記
第2のゲート層はInGaPからなるものとしたもので
ある。
【0041】また、この発明の請求項6の半導体装置
は、請求項1ないし4のいずれかの半導体装置におい
て、上記第1のゲート層はInGaPからなり、上記第
2のゲート層はAlGaAsからなるものとしたもので
ある。
は、請求項1ないし4のいずれかの半導体装置におい
て、上記第1のゲート層はInGaPからなり、上記第
2のゲート層はAlGaAsからなるものとしたもので
ある。
【0042】また、この発明の請求項7の半導体装置の
製造方法は、GaAs基板上にチャネル層を形成する工
程と、該チャネル層上に、該チャネル層よりバンドギャ
ップの大きな第1のゲート層を形成する工程と、該第1
のゲート層上に該第1のゲート層とは異なる材料で,上
記チャネル層よりバンドギャップの大きな第2のゲート
層を形成する工程と、上記第1のゲート層上に接触する
ように第1のゲート電極を形成する工程と、上記第2の
ゲート層上に接触するように第2のゲート電極を形成す
る工程とを含むようにしたものである。
製造方法は、GaAs基板上にチャネル層を形成する工
程と、該チャネル層上に、該チャネル層よりバンドギャ
ップの大きな第1のゲート層を形成する工程と、該第1
のゲート層上に該第1のゲート層とは異なる材料で,上
記チャネル層よりバンドギャップの大きな第2のゲート
層を形成する工程と、上記第1のゲート層上に接触する
ように第1のゲート電極を形成する工程と、上記第2の
ゲート層上に接触するように第2のゲート電極を形成す
る工程とを含むようにしたものである。
【0043】また、この発明の請求項8の半導体装置の
製造方法は、請求項7の半導体装置の製造方法におい
て、上記第1のゲート電極の両サイドにオーミック電極
を配置して、しきい値電圧が正の値を持つエンハンスメ
ント型FET(E−FET)を形成する工程と、上記第
2のゲート電極の両サイドにオーミック電極を配置し
て、しきい値電圧が負の値を持つデプレッション型FE
T(D−FET)を形成する工程とをさらに含むように
したものである。
製造方法は、請求項7の半導体装置の製造方法におい
て、上記第1のゲート電極の両サイドにオーミック電極
を配置して、しきい値電圧が正の値を持つエンハンスメ
ント型FET(E−FET)を形成する工程と、上記第
2のゲート電極の両サイドにオーミック電極を配置し
て、しきい値電圧が負の値を持つデプレッション型FE
T(D−FET)を形成する工程とをさらに含むように
したものである。
【0044】また、この発明の請求項9の半導体装置の
製造方法は、請求項7の半導体装置の製造方法におい
て、上記第1のゲート電極及び上記第2のゲート電極が
その間に位置するように2つのオーミック電極を配置し
て、デュアルゲートFETを形成する工程をさらに含む
ようにしたものである。
製造方法は、請求項7の半導体装置の製造方法におい
て、上記第1のゲート電極及び上記第2のゲート電極が
その間に位置するように2つのオーミック電極を配置し
て、デュアルゲートFETを形成する工程をさらに含む
ようにしたものである。
【0045】また、この発明の請求項10の半導体装置
の製造方法は、請求項7ないし9のいずれかの半導体装
置の製造方法において、上記チャネル層をGaAsもし
くはInGaAsにより形成するようにしたものであ
る。
の製造方法は、請求項7ないし9のいずれかの半導体装
置の製造方法において、上記チャネル層をGaAsもし
くはInGaAsにより形成するようにしたものであ
る。
【0046】また、この発明の請求項11の半導体装置
の製造方法は、請求項7ないし10のいずれかの半導体
装置の製造方法において、上記第1のゲート層をAlG
aAsにより形成し、上記第2のゲート層をInGaP
により形成するようにしたものである。
の製造方法は、請求項7ないし10のいずれかの半導体
装置の製造方法において、上記第1のゲート層をAlG
aAsにより形成し、上記第2のゲート層をInGaP
により形成するようにしたものである。
【0047】また、この発明の請求項12の半導体装置
の製造方法は、請求項7ないし10のいずれかの半導体
装置の製造方法において、上記第1のゲート層をInG
aPにより形成し、上記第2のゲート層をAlGaAs
により形成するようにしたものである。
の製造方法は、請求項7ないし10のいずれかの半導体
装置の製造方法において、上記第1のゲート層をInG
aPにより形成し、上記第2のゲート層をAlGaAs
により形成するようにしたものである。
【0048】
実施の形態1.図1に本発明の実施の形態1による半導
体装置の断面構造を示す。図において、1は半絶縁性の
GaAs基板、2はこのGaAs基板1上に形成された
高抵抗のi−GaAsバッファ層、3はこのi−GaA
sバッファ層2上に形成されたアンドープのi−InG
aAsチャネル層、4はこのi−InGaAsチャネル
層3上に形成された、チャネル層3よりバンドギャップ
が大きいn−AlGaAsからなる電子供給層、5はこ
の電子供給層4上に形成された、チャネル層3よりバン
ドギャップが大きいn−InGaPからなるゲート層、
6はこのゲート層5上に形成されたn−GaAsからな
るコンタクト層、7はE−FET100とD−FET2
00を互いに電気的に分離するための高抵抗領域であ
り、例えば水素をイオン注入することにより形成した領
域である。また、101,102,103はそれぞれE
−FET100のソース電極、ドレイン電極、ゲート電
極を示し、201,202,203はそれぞれD−FE
T200のソース電極,ドレイン電極,ゲート電極を示
す。また表2には各結晶層の厚み、組成及びドーピング
量の一例を示す。
体装置の断面構造を示す。図において、1は半絶縁性の
GaAs基板、2はこのGaAs基板1上に形成された
高抵抗のi−GaAsバッファ層、3はこのi−GaA
sバッファ層2上に形成されたアンドープのi−InG
aAsチャネル層、4はこのi−InGaAsチャネル
層3上に形成された、チャネル層3よりバンドギャップ
が大きいn−AlGaAsからなる電子供給層、5はこ
の電子供給層4上に形成された、チャネル層3よりバン
ドギャップが大きいn−InGaPからなるゲート層、
6はこのゲート層5上に形成されたn−GaAsからな
るコンタクト層、7はE−FET100とD−FET2
00を互いに電気的に分離するための高抵抗領域であ
り、例えば水素をイオン注入することにより形成した領
域である。また、101,102,103はそれぞれE
−FET100のソース電極、ドレイン電極、ゲート電
極を示し、201,202,203はそれぞれD−FE
T200のソース電極,ドレイン電極,ゲート電極を示
す。また表2には各結晶層の厚み、組成及びドーピング
量の一例を示す。
【0049】
【表2】
【0050】これらのFETは低不純物濃度のi−In
GaAsチャネル層3の上に配置された電子親和力の小
さな比較的高濃度のn型不純物を有するn−AlGaA
s電子供給層4から供給される電子が電子親和力の大き
なチャネル層3に蓄積しチャネルとして作用する,いわ
ゆるHEMT(High Electron Mobility Transistor:
高電子移動度トランジスタ)であり、ゲート電極のバイ
アス電圧を変化させることによりチャネル層3の電子濃
度を変化させてトランジスタ動作をおこなわせるもので
ある。
GaAsチャネル層3の上に配置された電子親和力の小
さな比較的高濃度のn型不純物を有するn−AlGaA
s電子供給層4から供給される電子が電子親和力の大き
なチャネル層3に蓄積しチャネルとして作用する,いわ
ゆるHEMT(High Electron Mobility Transistor:
高電子移動度トランジスタ)であり、ゲート電極のバイ
アス電圧を変化させることによりチャネル層3の電子濃
度を変化させてトランジスタ動作をおこなわせるもので
ある。
【0051】図2にはこれらFETの作製法を示す。ま
ず例えばMOCVD法により半絶縁性のGaAs基板1
上にi−GaAsバッファ層(厚さ5000オングスト
ローム、アンドープ)2、i−InGaAsチャネル層
(厚さ200オングストローム、アンドープ)3、n−
AlGaAs電子供給層(厚さ220オングストロー
ム、ドーピング量2×1018cm-3)4、n−InGa
Pゲート層(厚さ200オングストローム、ドーピング
量1×1018cm-3)5、n−GaAsコンタクト層
(厚さ1000オングストローム、ドーピング量3×1
018cm-3)6を順次エピタキシャル成長する(図2
(a) 参照)。次に各FET部を電気的に分離するため、
例えば水素をイオン注入し、FET間に高抵抗領域7を
形成する(図2(b) 参照)。次にゲートを形成する領域
を含む領域に、通常の写真製版と酒石酸系のエッチャン
トによりn−GaAsコンタクト層6をエッチングして
第1のリセス溝8を形成し、n−InGaPゲート層5
を露出させる(図2(c) 参照)。酒石酸系のエッチャン
トはn−InGaPゲート層5をエッチングしないため
制御性良くこのn−InGaPゲート層5表面を露出さ
せることができる。
ず例えばMOCVD法により半絶縁性のGaAs基板1
上にi−GaAsバッファ層(厚さ5000オングスト
ローム、アンドープ)2、i−InGaAsチャネル層
(厚さ200オングストローム、アンドープ)3、n−
AlGaAs電子供給層(厚さ220オングストロー
ム、ドーピング量2×1018cm-3)4、n−InGa
Pゲート層(厚さ200オングストローム、ドーピング
量1×1018cm-3)5、n−GaAsコンタクト層
(厚さ1000オングストローム、ドーピング量3×1
018cm-3)6を順次エピタキシャル成長する(図2
(a) 参照)。次に各FET部を電気的に分離するため、
例えば水素をイオン注入し、FET間に高抵抗領域7を
形成する(図2(b) 参照)。次にゲートを形成する領域
を含む領域に、通常の写真製版と酒石酸系のエッチャン
トによりn−GaAsコンタクト層6をエッチングして
第1のリセス溝8を形成し、n−InGaPゲート層5
を露出させる(図2(c) 参照)。酒石酸系のエッチャン
トはn−InGaPゲート層5をエッチングしないため
制御性良くこのn−InGaPゲート層5表面を露出さ
せることができる。
【0052】次に例えばSiOのような絶縁膜9を第1
のリセス溝8内部を含むn−GaAsコンタクト層6の
全面に堆積し(図2(d) 参照)、通常の写真製版とドラ
イエッチングによりゲート形成のための開口部10を絶
縁膜9に形成する(図2(e)参照)。
のリセス溝8内部を含むn−GaAsコンタクト層6の
全面に堆積し(図2(d) 参照)、通常の写真製版とドラ
イエッチングによりゲート形成のための開口部10を絶
縁膜9に形成する(図2(e)参照)。
【0053】次にD−FET部の開口部10をレジスト
11等で被い、絶縁膜9をマスクとして例えば塩酸系の
エッチング液によりE−FETのゲート開口部における
n−InGaPゲート層5をエッチングしn−AlGa
As電子供給層4を露出させる(図2(f) 参照)。塩酸
系のエッチングはn−AlGaAs電子供給層4をエッ
チングしないため制御性良くn−AlGaAs電子供給
層4の表面を露出させることが可能である。
11等で被い、絶縁膜9をマスクとして例えば塩酸系の
エッチング液によりE−FETのゲート開口部における
n−InGaPゲート層5をエッチングしn−AlGa
As電子供給層4を露出させる(図2(f) 参照)。塩酸
系のエッチングはn−AlGaAs電子供給層4をエッ
チングしないため制御性良くn−AlGaAs電子供給
層4の表面を露出させることが可能である。
【0054】そしてレジストを除去した後、全面に例え
ばWSi13からなるゲート金属をスパッタ法により全
面に堆積し(図2(g) 参照)、その後写真製版でパター
ニングしたレジストをマスクにWSiの加工を行い各F
ETのゲート電極を形成する(図2(h) 参照)。その後
オーミック電極形成部に写真製版法により絶縁膜の開口
部を設け、例えばAuGe/Ni/Au14からなるオ
ーミック電極(各FETのソース及びドレイン電極とな
る)をその開口部に設けてこれらのFETは完成する
(図2(i) 参照)。
ばWSi13からなるゲート金属をスパッタ法により全
面に堆積し(図2(g) 参照)、その後写真製版でパター
ニングしたレジストをマスクにWSiの加工を行い各F
ETのゲート電極を形成する(図2(h) 参照)。その後
オーミック電極形成部に写真製版法により絶縁膜の開口
部を設け、例えばAuGe/Ni/Au14からなるオ
ーミック電極(各FETのソース及びドレイン電極とな
る)をその開口部に設けてこれらのFETは完成する
(図2(i) 参照)。
【0055】このように、本実施の形態1による半導体
装置およびその製造方法によれば、上述のように、チャ
ネル層としてi−InGaAsチャネル層を、E−FE
Tのゲート層としてn−AlGaAs電子供給層を、D
−FETのゲート層としてn−InGaPゲート層を、
コンタクト層としてn−GaAsコンタクト層を、それ
ぞれ用いる結晶構造から構成されているため、n−In
GaPゲート層がn−GaAsコンタクト層のエッチン
グストッパ層となり、かつn−AlGaAs電子供給層
がn−InGaPゲート層のエッチングストッパ層とな
るため、それぞれのリセスエッチが制御性よく行え、か
つ、2つのゲート電極の底面間に介在する層が1層のみ
であるため、2つのゲート電極がチャネル層との間隔が
相異なる位置に制御性良く、プロセスを複雑化すること
なく形成できるため、しきい値が相異なる2つのFET
(E−FET,D−FET)を形成する際にしきい値V
thの制御性が格段に改善され、しかも、E−FETの
しきい値Vthの制御性を損なうことなく、利得の高い
D−FETを実現することができる。
装置およびその製造方法によれば、上述のように、チャ
ネル層としてi−InGaAsチャネル層を、E−FE
Tのゲート層としてn−AlGaAs電子供給層を、D
−FETのゲート層としてn−InGaPゲート層を、
コンタクト層としてn−GaAsコンタクト層を、それ
ぞれ用いる結晶構造から構成されているため、n−In
GaPゲート層がn−GaAsコンタクト層のエッチン
グストッパ層となり、かつn−AlGaAs電子供給層
がn−InGaPゲート層のエッチングストッパ層とな
るため、それぞれのリセスエッチが制御性よく行え、か
つ、2つのゲート電極の底面間に介在する層が1層のみ
であるため、2つのゲート電極がチャネル層との間隔が
相異なる位置に制御性良く、プロセスを複雑化すること
なく形成できるため、しきい値が相異なる2つのFET
(E−FET,D−FET)を形成する際にしきい値V
thの制御性が格段に改善され、しかも、E−FETの
しきい値Vthの制御性を損なうことなく、利得の高い
D−FETを実現することができる。
【0056】さらに、電子供給層及びゲート層が両者と
もチャネル層よりも大きなバンドギャップを有する材料
系から構成されているため、チャネル層が2層形成され
ることなく、利得が大きく動作上好ましい2つのFET
およびその製造方法を得ることができる。
もチャネル層よりも大きなバンドギャップを有する材料
系から構成されているため、チャネル層が2層形成され
ることなく、利得が大きく動作上好ましい2つのFET
およびその製造方法を得ることができる。
【0057】実施の形態2.図3には本発明の実施の形
態2によるデュアルゲートFETの断面構造図を示す。
図において、1は半絶縁性のGaAs基板、2はこのG
aAs基板1上に形成された高抵抗のi−GaAsバッ
ファ層、3はこのi−GaAsバッファ層2上に形成さ
れたアンドープのi−InGaAsチャネル層、4はこ
のi−InGaAsチャネル層3上に形成された、チャ
ネル層3よりバンドギャップが大きいn−AlGaAs
からなる電子供給層、5はこの電子供給層4上に形成さ
れた、チャネル層3よりバンドギャップが大きいn−I
nGaPからなるゲート層、6はこのゲート層5上に形
成されたn−GaAsからなるコンタクト層、301,
302はこのコンタクト層6上に形成されたソース電極
及びドレイン電極、303,333はそれぞれ第1及び
第2ゲート電極を示す。
態2によるデュアルゲートFETの断面構造図を示す。
図において、1は半絶縁性のGaAs基板、2はこのG
aAs基板1上に形成された高抵抗のi−GaAsバッ
ファ層、3はこのi−GaAsバッファ層2上に形成さ
れたアンドープのi−InGaAsチャネル層、4はこ
のi−InGaAsチャネル層3上に形成された、チャ
ネル層3よりバンドギャップが大きいn−AlGaAs
からなる電子供給層、5はこの電子供給層4上に形成さ
れた、チャネル層3よりバンドギャップが大きいn−I
nGaPからなるゲート層、6はこのゲート層5上に形
成されたn−GaAsからなるコンタクト層、301,
302はこのコンタクト層6上に形成されたソース電極
及びドレイン電極、303,333はそれぞれ第1及び
第2ゲート電極を示す。
【0058】このFETは実施の形態1と類似したHE
MTであり、チャネル層3に蓄積した電子がキャリアと
なりトランジスタ動作を行うものである。しかしなが
ら、このFETはデュアルゲートであり、可変利得増幅
器として用いるためその動作は実施の形態1のものとは
異なる。即ち、第1ゲート電極303を所望の電圧にバ
イアスして、増幅器として動作させるとともに、第2ゲ
ート電極333のバイアス電圧を変化させることにより
その利得を制御することができる。
MTであり、チャネル層3に蓄積した電子がキャリアと
なりトランジスタ動作を行うものである。しかしなが
ら、このFETはデュアルゲートであり、可変利得増幅
器として用いるためその動作は実施の形態1のものとは
異なる。即ち、第1ゲート電極303を所望の電圧にバ
イアスして、増幅器として動作させるとともに、第2ゲ
ート電極333のバイアス電圧を変化させることにより
その利得を制御することができる。
【0059】図4にはこのデュアルゲートFETの作製
法を示す。まず例えばMOCVD法により半絶縁性のG
aAs基板1上にi−GaAsバッファ層2、i−In
GaAsチャネル層3、n−AlGaAs電子供給層
4、n−InGaPゲート層5、n−GaAsコンタク
ト層6を順次エピタキシャル成長する(図4(a) 参
照)。次にゲートを形成する領域を含む領域に通常の写
真製版と酒石酸系のエッチャントによりn−GaAsコ
ンタクト層6をエッチングして第1のリセス溝88を形
成しn−InGaPゲート層5を露出させる(図4(b)
参照)。酒石酸系のエッチャントはn−InGaPゲー
ト層5をエッチングしないため制御性良くn−InGa
Pゲート層5表面を露出させることができる。
法を示す。まず例えばMOCVD法により半絶縁性のG
aAs基板1上にi−GaAsバッファ層2、i−In
GaAsチャネル層3、n−AlGaAs電子供給層
4、n−InGaPゲート層5、n−GaAsコンタク
ト層6を順次エピタキシャル成長する(図4(a) 参
照)。次にゲートを形成する領域を含む領域に通常の写
真製版と酒石酸系のエッチャントによりn−GaAsコ
ンタクト層6をエッチングして第1のリセス溝88を形
成しn−InGaPゲート層5を露出させる(図4(b)
参照)。酒石酸系のエッチャントはn−InGaPゲー
ト層5をエッチングしないため制御性良くn−InGa
Pゲート層5表面を露出させることができる。
【0060】次に例えばSiOのような絶縁膜9を第1
のリセス溝88の内部を含むn−GaAsコンタクト層
6の全面に堆積し(図4(c) 参照)、通常の写真製版と
ドライエッチングにより絶縁膜9をエッチングしてゲー
ト形成のための開口部10を形成する(図4(d) 参
照)。
のリセス溝88の内部を含むn−GaAsコンタクト層
6の全面に堆積し(図4(c) 参照)、通常の写真製版と
ドライエッチングにより絶縁膜9をエッチングしてゲー
ト形成のための開口部10を形成する(図4(d) 参
照)。
【0061】次に第2ゲート電極を形成するためのゲー
ト開口部をレジスト11等で被い、第1ゲート電極を形
成するためのゲート開口部を絶縁膜をマスクとして例え
ば塩酸系のエッチング液によりn−InGaPゲート層
5をエッチングしn−AlGaAs電子供給層4を露出
させる(図4(e) 参照)。塩酸系のエッチング液はn−
AlGaAs電子供給層4をエッチングしないため制御
性良くn−AlGaAs電子供給層4の表面を露出させ
ることが可能である。
ト開口部をレジスト11等で被い、第1ゲート電極を形
成するためのゲート開口部を絶縁膜をマスクとして例え
ば塩酸系のエッチング液によりn−InGaPゲート層
5をエッチングしn−AlGaAs電子供給層4を露出
させる(図4(e) 参照)。塩酸系のエッチング液はn−
AlGaAs電子供給層4をエッチングしないため制御
性良くn−AlGaAs電子供給層4の表面を露出させ
ることが可能である。
【0062】そしてレジストを除去した後、全面に例え
ばWSiからなるゲート金属13をスパッタ法により全
面に堆積し(図4(f) 参照)、その後写真製版でパター
ニングしたレジストをマスクにWSiの加工を行いそれ
ぞれのゲート電極を形成する(図4(g) 参照)。その後
オーミック電極形成部に絶縁膜の開口部を設け、例えば
AuGe/Ni/Au14からなるオーミック電極(ソ
ース及びドレイン電極となる)を設けることにより、こ
のデュアルゲートFETは完成する(図4(h)参照)。
ばWSiからなるゲート金属13をスパッタ法により全
面に堆積し(図4(f) 参照)、その後写真製版でパター
ニングしたレジストをマスクにWSiの加工を行いそれ
ぞれのゲート電極を形成する(図4(g) 参照)。その後
オーミック電極形成部に絶縁膜の開口部を設け、例えば
AuGe/Ni/Au14からなるオーミック電極(ソ
ース及びドレイン電極となる)を設けることにより、こ
のデュアルゲートFETは完成する(図4(h)参照)。
【0063】このように、本実施の形態2による半導体
装置およびその製造方法によれば、上述のように、チャ
ネル層としてi−InGaAsチャネル層を、第1ゲー
ト電極に対応するゲート層としてn−AlGaAs電子
供給層を、第2ゲート電極に対応するゲート層としてn
−InGaPゲート層を、コンタクト層としてn−Ga
Asコンタクト層を、それぞれ用いる結晶構造から構成
されているため、n−InGaPゲート層がn−GaA
sコンタクト層のエッチングストッパ層となり、かつn
−AlGaAs電子供給層がn−InGaPゲート層の
エッチングストッパ層となるため、それぞれのリセスエ
ッチが制御性よく、プロセスを複雑化することなく行
え、かつ、2つのゲート電極の底面間に介在する層が1
層のみであるため、2つのゲート電極がチャネル層との
間隔が相異なる位置に制御性良く形成できるため、しき
い値Vthの制御性が格段に改善される。
装置およびその製造方法によれば、上述のように、チャ
ネル層としてi−InGaAsチャネル層を、第1ゲー
ト電極に対応するゲート層としてn−AlGaAs電子
供給層を、第2ゲート電極に対応するゲート層としてn
−InGaPゲート層を、コンタクト層としてn−Ga
Asコンタクト層を、それぞれ用いる結晶構造から構成
されているため、n−InGaPゲート層がn−GaA
sコンタクト層のエッチングストッパ層となり、かつn
−AlGaAs電子供給層がn−InGaPゲート層の
エッチングストッパ層となるため、それぞれのリセスエ
ッチが制御性よく、プロセスを複雑化することなく行
え、かつ、2つのゲート電極の底面間に介在する層が1
層のみであるため、2つのゲート電極がチャネル層との
間隔が相異なる位置に制御性良く形成できるため、しき
い値Vthの制御性が格段に改善される。
【0064】さらに、電子供給層及びゲート層が両者と
もチャネル層よりも大きなバンドギャップを有する材料
系から構成されているため、チャネル層が2層形成され
ることなく、利得の大きい,動作上好ましいデュアルゲ
ートFETおよびその製造方法を得ることができる。
もチャネル層よりも大きなバンドギャップを有する材料
系から構成されているため、チャネル層が2層形成され
ることなく、利得の大きい,動作上好ましいデュアルゲ
ートFETおよびその製造方法を得ることができる。
【0065】実施の形態3.実施の形態1では第1のゲ
ート層にn−AlGaAsを用い、第2のゲート層にn
−InGaPを用いたが、第1のゲート層にn−InG
aPを用い、第2のゲート層にn−AlGaAsを用い
ても、同様に制御性良くゲート電極を形成できる。但し
この場合は第1のリセス溝形成時(n−GaAsエッチ
ング)にはクエン酸系のエッチング、及び第2のリセス
形成時には酒石酸系のエッチングを用いる。
ート層にn−AlGaAsを用い、第2のゲート層にn
−InGaPを用いたが、第1のゲート層にn−InG
aPを用い、第2のゲート層にn−AlGaAsを用い
ても、同様に制御性良くゲート電極を形成できる。但し
この場合は第1のリセス溝形成時(n−GaAsエッチ
ング)にはクエン酸系のエッチング、及び第2のリセス
形成時には酒石酸系のエッチングを用いる。
【0066】図9に本発明の実施の形態3による半導体
装置の断面構造を示す。図において、1は半絶縁性のG
aAs基板、2はこのGaAs基板1上に形成された高
抵抗のi−GaAsバッファ層、3はこのi−GaAs
バッファ層2上に形成されたアンドープのi−InGa
Asチャネル層、24はこのi−InGaAsチャネル
層3上に形成された、チャネル層3よりバンドギャップ
が大きいn−InGaPからなる電子供給層、25はこ
の電子供給層24上に形成された、チャネル層3よりバ
ンドギャップが大きいn−AlGaAsからなるゲート
層、6はこのゲート層25上に形成されたn−GaAs
からなるコンタクト層、7はE−FET100とD−F
ET200を互いに電気的に分離するための高抵抗領域
であり、例えば水素をイオン注入することにより形成し
た領域である。また、101,102,103はそれぞ
れE−FET100のソース電極、ドレイン電極、ゲー
ト電極を示し、201,202,203はそれぞれD−
FET200のソース電極,ドレイン電極,ゲート電極
を示す。また表3には各結晶層の厚み、組成及びドーピ
ング量の一例を示す。
装置の断面構造を示す。図において、1は半絶縁性のG
aAs基板、2はこのGaAs基板1上に形成された高
抵抗のi−GaAsバッファ層、3はこのi−GaAs
バッファ層2上に形成されたアンドープのi−InGa
Asチャネル層、24はこのi−InGaAsチャネル
層3上に形成された、チャネル層3よりバンドギャップ
が大きいn−InGaPからなる電子供給層、25はこ
の電子供給層24上に形成された、チャネル層3よりバ
ンドギャップが大きいn−AlGaAsからなるゲート
層、6はこのゲート層25上に形成されたn−GaAs
からなるコンタクト層、7はE−FET100とD−F
ET200を互いに電気的に分離するための高抵抗領域
であり、例えば水素をイオン注入することにより形成し
た領域である。また、101,102,103はそれぞ
れE−FET100のソース電極、ドレイン電極、ゲー
ト電極を示し、201,202,203はそれぞれD−
FET200のソース電極,ドレイン電極,ゲート電極
を示す。また表3には各結晶層の厚み、組成及びドーピ
ング量の一例を示す。
【0067】
【表3】
【0068】これらのFETは低不純物濃度のi−In
GaAsチャネル層3の上に配置された電子親和力の小
さな比較的高濃度のn型不純物を有するn−InGaP
電子供給層24から供給される電子が電子親和力の大き
なチャネル層3に蓄積しチャネルとして作用する,いわ
ゆるHEMT(High Electron Mobility Transistor:
高電子移動度トランジスタ)であり、ゲート電極のバイ
アス電圧を変化させることによりチャネル層3の電子濃
度を変化させてトランジスタ動作をおこなわせるもので
ある。
GaAsチャネル層3の上に配置された電子親和力の小
さな比較的高濃度のn型不純物を有するn−InGaP
電子供給層24から供給される電子が電子親和力の大き
なチャネル層3に蓄積しチャネルとして作用する,いわ
ゆるHEMT(High Electron Mobility Transistor:
高電子移動度トランジスタ)であり、ゲート電極のバイ
アス電圧を変化させることによりチャネル層3の電子濃
度を変化させてトランジスタ動作をおこなわせるもので
ある。
【0069】図10にはこれらFETの作製法を示す。
まず例えばMOCVD法により半絶縁性のGaAs基板
1上にi−GaAsバッファ層(厚さ5000オングス
トローム、アンドープ)2、i−InGaAsチャネル
層(厚さ200オングストローム、アンドープ)3、n
−InGaP電子供給層(厚さ200オングストロー
ム、ドーピング量1×1018cm-3)24、n−AlG
aAsゲート層(厚さ220オングストローム、ドーピ
ング量2×1018cm-3)25、n−GaAsコンタク
ト層(厚さ1000オングストローム、ドーピング量3
×1018cm-3)6を順次エピタキシャル成長する(図
10(a) 参照)。次に各FET部を電気的に分離するた
め、例えば水素をイオン注入し、FET間に高抵抗領域
7を形成する(図10(b) 参照)。次にゲートを形成す
る領域を含む領域に、通常の写真製版とクエン酸系のエ
ッチャントによりn−GaAsコンタクト層6をエッチ
ングして第1のリセス溝8を形成し、n−AlGaAs
ゲート層25を露出させる(図10(c) 参照)。クエン
酸系のエッチャントはn−AlGaAsゲート層25を
エッチングしないため制御性良くこのn−AlGaAs
ゲート層25表面を露出させることができる。
まず例えばMOCVD法により半絶縁性のGaAs基板
1上にi−GaAsバッファ層(厚さ5000オングス
トローム、アンドープ)2、i−InGaAsチャネル
層(厚さ200オングストローム、アンドープ)3、n
−InGaP電子供給層(厚さ200オングストロー
ム、ドーピング量1×1018cm-3)24、n−AlG
aAsゲート層(厚さ220オングストローム、ドーピ
ング量2×1018cm-3)25、n−GaAsコンタク
ト層(厚さ1000オングストローム、ドーピング量3
×1018cm-3)6を順次エピタキシャル成長する(図
10(a) 参照)。次に各FET部を電気的に分離するた
め、例えば水素をイオン注入し、FET間に高抵抗領域
7を形成する(図10(b) 参照)。次にゲートを形成す
る領域を含む領域に、通常の写真製版とクエン酸系のエ
ッチャントによりn−GaAsコンタクト層6をエッチ
ングして第1のリセス溝8を形成し、n−AlGaAs
ゲート層25を露出させる(図10(c) 参照)。クエン
酸系のエッチャントはn−AlGaAsゲート層25を
エッチングしないため制御性良くこのn−AlGaAs
ゲート層25表面を露出させることができる。
【0070】次に例えばSiOのような絶縁膜9を第1
のリセス溝8内部を含むn−GaAsコンタクト層6の
全面に堆積し(図10(d) 参照)、通常の写真製版とド
ライエッチングによりゲート形成のための開口部10を
絶縁膜9に形成する(図10(e) 参照)。
のリセス溝8内部を含むn−GaAsコンタクト層6の
全面に堆積し(図10(d) 参照)、通常の写真製版とド
ライエッチングによりゲート形成のための開口部10を
絶縁膜9に形成する(図10(e) 参照)。
【0071】次にD−FET部の開口部10をレジスト
11等で被い、絶縁膜9をマスクとして例えば酒石酸系
のエッチング液によりE−FETのゲート開口部におけ
るn−AlGaAsゲート層25をエッチングしn−I
nGaP電子供給層24を露出させる(図10(f) 参
照)。酒石酸系のエッチングはn−InGaP電子供給
層24をエッチングしないため制御性良くn−InGa
P電子供給層24の表面を露出させることが可能であ
る。
11等で被い、絶縁膜9をマスクとして例えば酒石酸系
のエッチング液によりE−FETのゲート開口部におけ
るn−AlGaAsゲート層25をエッチングしn−I
nGaP電子供給層24を露出させる(図10(f) 参
照)。酒石酸系のエッチングはn−InGaP電子供給
層24をエッチングしないため制御性良くn−InGa
P電子供給層24の表面を露出させることが可能であ
る。
【0072】そしてレジストを除去した後、全面に例え
ばWSi13からなるゲート金属をスパッタ法により全
面に堆積し(図10(g) 参照)、その後写真製版でパタ
ーニングしたレジストをマスクにWSiの加工を行い各
FETのゲート電極を形成する(図10(h) 参照)。そ
の後オーミック電極形成部に写真製版法により絶縁膜の
開口部を設け、例えばAuGe/Ni/Au14からな
るオーミック電極(各FETのソース及びドレイン電極
となる)をその開口部に設けてこれらのFETは完成す
る(図10(i) 参照)。
ばWSi13からなるゲート金属をスパッタ法により全
面に堆積し(図10(g) 参照)、その後写真製版でパタ
ーニングしたレジストをマスクにWSiの加工を行い各
FETのゲート電極を形成する(図10(h) 参照)。そ
の後オーミック電極形成部に写真製版法により絶縁膜の
開口部を設け、例えばAuGe/Ni/Au14からな
るオーミック電極(各FETのソース及びドレイン電極
となる)をその開口部に設けてこれらのFETは完成す
る(図10(i) 参照)。
【0073】このように、本実施の形態3による半導体
装置およびその製造方法によれば、上述のように、チャ
ネル層としてi−InGaAsチャネル層を、E−FE
Tのゲート層としてn−InGaP電子供給層を、D−
FETのゲート層としてAlGaAsゲート層を、コン
タクト層としてn−GaAsコンタクト層を、それぞれ
用いる結晶構造から構成されているため、n−AlGa
Asゲート層がn−GaAsコンタクト層のエッチング
ストッパ層となり、かつn−InGaP電子供給層がn
−AlGaAsゲート層のエッチングストッパ層となる
ため、それぞれのリセスエッチが制御性よく行え、か
つ、2つのゲート電極の底面間に介在する層が1層のみ
であるため、2つのゲート電極がチャネル層との間隔が
相異なる位置に制御性良く、プロセスを複雑化すること
なく形成できるため、しきい値が相異なる2つのFET
(E−FET,D−FET)を形成する際にしきい値V
thの制御性が格段に改善され、しかも、E−FETの
しきい値Vthの制御性を損なうことなく、利得の高い
D−FETを実現することができる。
装置およびその製造方法によれば、上述のように、チャ
ネル層としてi−InGaAsチャネル層を、E−FE
Tのゲート層としてn−InGaP電子供給層を、D−
FETのゲート層としてAlGaAsゲート層を、コン
タクト層としてn−GaAsコンタクト層を、それぞれ
用いる結晶構造から構成されているため、n−AlGa
Asゲート層がn−GaAsコンタクト層のエッチング
ストッパ層となり、かつn−InGaP電子供給層がn
−AlGaAsゲート層のエッチングストッパ層となる
ため、それぞれのリセスエッチが制御性よく行え、か
つ、2つのゲート電極の底面間に介在する層が1層のみ
であるため、2つのゲート電極がチャネル層との間隔が
相異なる位置に制御性良く、プロセスを複雑化すること
なく形成できるため、しきい値が相異なる2つのFET
(E−FET,D−FET)を形成する際にしきい値V
thの制御性が格段に改善され、しかも、E−FETの
しきい値Vthの制御性を損なうことなく、利得の高い
D−FETを実現することができる。
【0074】さらに、電子供給層及びゲート層が両者と
もチャネル層よりも大きなバンドギャップを有する材料
系から構成されているため、チャネル層が2層形成され
ることなく、利得が大きく動作上好ましい2つのFET
およびその製造方法を得ることができる。
もチャネル層よりも大きなバンドギャップを有する材料
系から構成されているため、チャネル層が2層形成され
ることなく、利得が大きく動作上好ましい2つのFET
およびその製造方法を得ることができる。
【0075】実施の形態4.実施の形態2では実施の形
態1と同様、第1のゲート層にn−AlGaAsを用
い、第2のゲート層にn−InGaPを用いたが、実施
の形態3と同様、第1のゲート層にn−InGaPを用
い、第2のゲート層にn−AlGaAsを用いても、同
様に制御性良くゲート電極を形成できる。なお、この場
合も実施の形態3と同様、第1のリセス溝形成時(n−
GaAsエッチング)にはクエン酸系のエッチング、及
び第2のリセス形成時には酒石酸系のエッチングを用い
る。
態1と同様、第1のゲート層にn−AlGaAsを用
い、第2のゲート層にn−InGaPを用いたが、実施
の形態3と同様、第1のゲート層にn−InGaPを用
い、第2のゲート層にn−AlGaAsを用いても、同
様に制御性良くゲート電極を形成できる。なお、この場
合も実施の形態3と同様、第1のリセス溝形成時(n−
GaAsエッチング)にはクエン酸系のエッチング、及
び第2のリセス形成時には酒石酸系のエッチングを用い
る。
【0076】図11には本発明の実施の形態4によるデ
ュアルゲートFETの断面構造図を示す。図において、
1は半絶縁性のGaAs基板、2はこのGaAs基板1
上に形成された高抵抗のi−GaAsバッファ層、3は
このi−GaAsバッファ層2上に形成されたアンドー
プのi−InGaAsチャネル層、24はこのi−In
GaAsチャネル層3上に形成された、チャネル層3よ
りバンドギャップが大きいn−InGaPからなる電子
供給層、25はこの電子供給層24上に形成された、チ
ャネル層3よりバンドギャップが大きいn−AlGaA
sからなるゲート層、6はこのゲート層25上に形成さ
れたn−GaAsからなるコンタクト層、301,30
2はこのコンタクト層6上に形成されたソース電極及び
ドレイン電極、303,333はそれぞれ第1及び第2
ゲート電極を示す。
ュアルゲートFETの断面構造図を示す。図において、
1は半絶縁性のGaAs基板、2はこのGaAs基板1
上に形成された高抵抗のi−GaAsバッファ層、3は
このi−GaAsバッファ層2上に形成されたアンドー
プのi−InGaAsチャネル層、24はこのi−In
GaAsチャネル層3上に形成された、チャネル層3よ
りバンドギャップが大きいn−InGaPからなる電子
供給層、25はこの電子供給層24上に形成された、チ
ャネル層3よりバンドギャップが大きいn−AlGaA
sからなるゲート層、6はこのゲート層25上に形成さ
れたn−GaAsからなるコンタクト層、301,30
2はこのコンタクト層6上に形成されたソース電極及び
ドレイン電極、303,333はそれぞれ第1及び第2
ゲート電極を示す。
【0077】このFETは実施の形態3と類似したHE
MTであり、チャネル層3に蓄積した電子がキャリアと
なりトランジスタ動作を行うものである。しかしなが
ら、このFETはデュアルゲートであり、可変利得増幅
器として用いるためその動作は実施の形態3のものとは
異なる。即ち、第1ゲート電極303を所望の電圧にバ
イアスして、増幅器として動作させるとともに、第2ゲ
ート電極333のバイアス電圧を変化させることにより
その利得を制御することができる。
MTであり、チャネル層3に蓄積した電子がキャリアと
なりトランジスタ動作を行うものである。しかしなが
ら、このFETはデュアルゲートであり、可変利得増幅
器として用いるためその動作は実施の形態3のものとは
異なる。即ち、第1ゲート電極303を所望の電圧にバ
イアスして、増幅器として動作させるとともに、第2ゲ
ート電極333のバイアス電圧を変化させることにより
その利得を制御することができる。
【0078】図12にはこのデュアルゲートFETの作
製法を示す。まず例えばMOCVD法により半絶縁性の
GaAs基板1上にi−GaAsバッファ層2、i−I
nGaAsチャネル層3、n−InGaP電子供給層2
4、n−AlGaAsゲート層25、n−GaAsコン
タクト層6を順次エピタキシャル成長する(図12(a)
参照)。次にゲートを形成する領域を含む領域に通常の
写真製版とクエン酸系のエッチャントによりn−GaA
sコンタクト層6をエッチングして第1のリセス溝88
を形成しn−AlGaAsゲート層25を露出させる
(図12(b) 参照)。クエン酸系のエッチャントはn−
AlGaAsゲート層25をエッチングしないため制御
性良くn−AlGaAsゲート層25表面を露出させる
ことができる。
製法を示す。まず例えばMOCVD法により半絶縁性の
GaAs基板1上にi−GaAsバッファ層2、i−I
nGaAsチャネル層3、n−InGaP電子供給層2
4、n−AlGaAsゲート層25、n−GaAsコン
タクト層6を順次エピタキシャル成長する(図12(a)
参照)。次にゲートを形成する領域を含む領域に通常の
写真製版とクエン酸系のエッチャントによりn−GaA
sコンタクト層6をエッチングして第1のリセス溝88
を形成しn−AlGaAsゲート層25を露出させる
(図12(b) 参照)。クエン酸系のエッチャントはn−
AlGaAsゲート層25をエッチングしないため制御
性良くn−AlGaAsゲート層25表面を露出させる
ことができる。
【0079】次に例えばSiOのような絶縁膜9を第1
のリセス溝88の内部を含むn−GaAsコンタクト層
6の全面に堆積し(図12(c) 参照)、通常の写真製版
とドライエッチングにより絶縁膜9をエッチングしてゲ
ート形成のための開口部10を形成する(図12(d) 参
照)。
のリセス溝88の内部を含むn−GaAsコンタクト層
6の全面に堆積し(図12(c) 参照)、通常の写真製版
とドライエッチングにより絶縁膜9をエッチングしてゲ
ート形成のための開口部10を形成する(図12(d) 参
照)。
【0080】次に第2ゲート電極を形成するためのゲー
ト開口部をレジスト11等で被い、第1ゲート電極を形
成するためのゲート開口部を絶縁膜をマスクとして例え
ば酒石酸系のエッチング液によりn−AlGaAsゲー
ト層25をエッチングしn−InGaP電子供給層24
を露出させる(図12(e) 参照)。酒石酸系のエッチン
グ液はn−InGaP電子供給層24をエッチングしな
いため制御性良くn−InGaP電子供給層24の表面
を露出させることが可能である。
ト開口部をレジスト11等で被い、第1ゲート電極を形
成するためのゲート開口部を絶縁膜をマスクとして例え
ば酒石酸系のエッチング液によりn−AlGaAsゲー
ト層25をエッチングしn−InGaP電子供給層24
を露出させる(図12(e) 参照)。酒石酸系のエッチン
グ液はn−InGaP電子供給層24をエッチングしな
いため制御性良くn−InGaP電子供給層24の表面
を露出させることが可能である。
【0081】そしてレジストを除去した後、全面に例え
ばWSiからなるゲート金属13をスパッタ法により全
面に堆積し(図12(f) 参照)、その後写真製版でパタ
ーニングしたレジストをマスクにWSiの加工を行いそ
れぞれのゲート電極を形成する(図12(g) 参照)。そ
の後オーミック電極形成部に絶縁膜の開口部を設け、例
えばAuGe/Ni/Au14からなるオーミック電極
(ソース及びドレイン電極となる)を設けることによ
り、このデュアルゲートFETは完成する(図12(h)
参照)。
ばWSiからなるゲート金属13をスパッタ法により全
面に堆積し(図12(f) 参照)、その後写真製版でパタ
ーニングしたレジストをマスクにWSiの加工を行いそ
れぞれのゲート電極を形成する(図12(g) 参照)。そ
の後オーミック電極形成部に絶縁膜の開口部を設け、例
えばAuGe/Ni/Au14からなるオーミック電極
(ソース及びドレイン電極となる)を設けることによ
り、このデュアルゲートFETは完成する(図12(h)
参照)。
【0082】このように、本実施の形態4による半導体
装置およびその製造方法によれば、上述のように、チャ
ネル層としてi−InGaAsチャネル層を、第1ゲー
ト電極に対応するゲート層としてn−InGaP電子供
給層を、第2ゲート電極に対応するゲート層としてn−
AlGaAsゲート層を、コンタクト層としてn−Ga
Asコンタクト層を、それぞれ用いる結晶構造から構成
されているため、n−AlGaAsゲート層がn−Ga
Asコンタクト層のエッチングストッパ層となり、かつ
n−InGaP電子供給層がn−AlGaAsゲート層
のエッチングストッパ層となるため、それぞれのリセス
エッチが制御性よく、プロセスを複雑化することなく行
え、かつ、2つのゲート電極の底面間に介在する層が1
層のみであるため、2つのゲート電極がチャネル層との
間隔が相異なる位置に制御性良く形成できるため、しき
い値Vthの制御性が格段に改善される。
装置およびその製造方法によれば、上述のように、チャ
ネル層としてi−InGaAsチャネル層を、第1ゲー
ト電極に対応するゲート層としてn−InGaP電子供
給層を、第2ゲート電極に対応するゲート層としてn−
AlGaAsゲート層を、コンタクト層としてn−Ga
Asコンタクト層を、それぞれ用いる結晶構造から構成
されているため、n−AlGaAsゲート層がn−Ga
Asコンタクト層のエッチングストッパ層となり、かつ
n−InGaP電子供給層がn−AlGaAsゲート層
のエッチングストッパ層となるため、それぞれのリセス
エッチが制御性よく、プロセスを複雑化することなく行
え、かつ、2つのゲート電極の底面間に介在する層が1
層のみであるため、2つのゲート電極がチャネル層との
間隔が相異なる位置に制御性良く形成できるため、しき
い値Vthの制御性が格段に改善される。
【0083】さらに、電子供給層及びゲート層が両者と
もチャネル層よりも大きなバンドギャップを有する材料
系から構成されているため、チャネル層が2層形成され
ることなく、利得の大きい,動作上好ましいデュアルゲ
ートFETおよびその製造方法を得ることができる。
もチャネル層よりも大きなバンドギャップを有する材料
系から構成されているため、チャネル層が2層形成され
ることなく、利得の大きい,動作上好ましいデュアルゲ
ートFETおよびその製造方法を得ることができる。
【0084】なお、実施の形態1,2,3,4ではチャ
ネル層にInGaAsを用いたが、GaAsを用いた構
造にも適用できる。これは半絶縁性GaAs基板上にエ
ピタキシャル成長技術を用いて各層を順次成長する際
に、InGaAsチャネル層を形成する代わりに、Ga
Asチャネル層を形成すればよく、この構造によって
も、実施の形態1,2,3,4と同様な効果が得られ
る。
ネル層にInGaAsを用いたが、GaAsを用いた構
造にも適用できる。これは半絶縁性GaAs基板上にエ
ピタキシャル成長技術を用いて各層を順次成長する際
に、InGaAsチャネル層を形成する代わりに、Ga
Asチャネル層を形成すればよく、この構造によって
も、実施の形態1,2,3,4と同様な効果が得られ
る。
【0085】また、以上の説明ではチャネル層をアンド
ープとしたが、アンドープである必要はなくドーピング
した構造にも適用できる。これは半絶縁性GaAs基板
上にエピタキシャル成長技術を用いて各層を順次成長す
る際に、InGaAsチャネル層もしくはGaAsチャ
ネル層を形成するにあたって、これをドーピングしたチ
ャネル層とすればよく、この構造によっても、実施の形
態1,2,3,4と同様な効果が得られる。
ープとしたが、アンドープである必要はなくドーピング
した構造にも適用できる。これは半絶縁性GaAs基板
上にエピタキシャル成長技術を用いて各層を順次成長す
る際に、InGaAsチャネル層もしくはGaAsチャ
ネル層を形成するにあたって、これをドーピングしたチ
ャネル層とすればよく、この構造によっても、実施の形
態1,2,3,4と同様な効果が得られる。
【0086】さらに、以上の説明では第1及び第2のゲ
ート層にはn型層を用いているが、上述のように、チャ
ネル層にドーピングした構造ではアンドープ層を用いた
構造にも適用できる。これは半絶縁性GaAs基板上に
エピタキシャル成長技術を用いて各層を順次成長する際
に、n−AlGaAs電子供給層,n−InGaPゲー
ト層を形成する代わりにi−AlGaAs電子供給層,
i−InGaPゲート層を形成するか、あるいはn−I
nGaP電子供給層,n−AlGaAsゲート層を形成
する代わりにi−InGaP電子供給層,i−AlGa
Asゲート層を形成すればよく、この構造によっても、
実施の形態1,2,3,4と同様な効果がある。
ート層にはn型層を用いているが、上述のように、チャ
ネル層にドーピングした構造ではアンドープ層を用いた
構造にも適用できる。これは半絶縁性GaAs基板上に
エピタキシャル成長技術を用いて各層を順次成長する際
に、n−AlGaAs電子供給層,n−InGaPゲー
ト層を形成する代わりにi−AlGaAs電子供給層,
i−InGaPゲート層を形成するか、あるいはn−I
nGaP電子供給層,n−AlGaAsゲート層を形成
する代わりにi−InGaP電子供給層,i−AlGa
Asゲート層を形成すればよく、この構造によっても、
実施の形態1,2,3,4と同様な効果がある。
【0087】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1の半
導体装置によれば、GaAs基板上に形成されたチャネ
ル層と、該チャネル層上に形成された,該チャネル層よ
りバンドギャップの大きな第1のゲート層と、該第1の
ゲート層上に該第1のゲート層とは異なる材料で形成さ
れた,上記チャネル層よりバンドギャップの大きな第2
のゲート層と、上記第1のゲート層上に接触するように
形成された第1のゲート電極と、上記第2のゲート層上
に接触するように形成された第2のゲート電極とを備え
るようにしたので、チャネル層との距離が相異なる,制
御性よく形成した2つのゲート電極を有する半導体装置
が得られる効果がある。
導体装置によれば、GaAs基板上に形成されたチャネ
ル層と、該チャネル層上に形成された,該チャネル層よ
りバンドギャップの大きな第1のゲート層と、該第1の
ゲート層上に該第1のゲート層とは異なる材料で形成さ
れた,上記チャネル層よりバンドギャップの大きな第2
のゲート層と、上記第1のゲート層上に接触するように
形成された第1のゲート電極と、上記第2のゲート層上
に接触するように形成された第2のゲート電極とを備え
るようにしたので、チャネル層との距離が相異なる,制
御性よく形成した2つのゲート電極を有する半導体装置
が得られる効果がある。
【0088】また、この発明の請求項2の半導体装置に
よれば、請求項1の半導体装置において、上記第1のゲ
ート電極の両サイドにはオーミック電極が配置されて、
しきい値電圧が正の値を持つエンハンスメント型FET
(E−FET)が形成されており、上記第2のゲート電
極の両サイドにはオーミック電極が配置されて、しきい
値電圧が負の値を持つデプレッション型FET(D−F
ET)が形成されているものとしたので、チャネル層と
の距離が相異なる,制御性よく形成した2つのゲート電
極を有し、しきい値が相異なる、高い利得の2つのFE
Tを有する半導体装置が得られる効果がある。
よれば、請求項1の半導体装置において、上記第1のゲ
ート電極の両サイドにはオーミック電極が配置されて、
しきい値電圧が正の値を持つエンハンスメント型FET
(E−FET)が形成されており、上記第2のゲート電
極の両サイドにはオーミック電極が配置されて、しきい
値電圧が負の値を持つデプレッション型FET(D−F
ET)が形成されているものとしたので、チャネル層と
の距離が相異なる,制御性よく形成した2つのゲート電
極を有し、しきい値が相異なる、高い利得の2つのFE
Tを有する半導体装置が得られる効果がある。
【0089】また、この発明の請求項3の半導体装置に
よれば、請求項1の半導体装置において、上記第1のゲ
ート電極及び上記第2のゲート電極が2つのオーミック
電極の間に形成されて、デュアルゲートFETが形成さ
れているものとしたので、チャネル層との距離が相異な
る、制御性よく形成した2つのゲート電極を有する,高
い利得のデュアルゲートFETを有する半導体装置が得
られる効果がある。
よれば、請求項1の半導体装置において、上記第1のゲ
ート電極及び上記第2のゲート電極が2つのオーミック
電極の間に形成されて、デュアルゲートFETが形成さ
れているものとしたので、チャネル層との距離が相異な
る、制御性よく形成した2つのゲート電極を有する,高
い利得のデュアルゲートFETを有する半導体装置が得
られる効果がある。
【0090】また、この発明の請求項4の半導体装置に
よれば、請求項1ないし3のいずれかの半導体装置にお
いて、上記チャネル層はGaAsもしくはInGaAs
からなるものとしたので、チャネル層との距離が相異な
る,制御性よく形成した2つのゲート電極を有するとと
もに、上記チャネル層としてGaAsもしくはInGa
Asからなるものを有する半導体装置が得られる効果が
ある。
よれば、請求項1ないし3のいずれかの半導体装置にお
いて、上記チャネル層はGaAsもしくはInGaAs
からなるものとしたので、チャネル層との距離が相異な
る,制御性よく形成した2つのゲート電極を有するとと
もに、上記チャネル層としてGaAsもしくはInGa
Asからなるものを有する半導体装置が得られる効果が
ある。
【0091】また、この発明の請求項5の半導体装置に
よれば、請求項1ないし4のいずれかの半導体装置にお
いて、上記第1のゲート層はAlGaAsからなり、上
記第2のゲート層はInGaPからなるものとしたの
で、チャネル層との距離が相異なり,それぞれAlGa
As,InGaPからなる、制御性よく形成した第1,
第2のゲート層を有する半導体装置が得られる効果があ
る。
よれば、請求項1ないし4のいずれかの半導体装置にお
いて、上記第1のゲート層はAlGaAsからなり、上
記第2のゲート層はInGaPからなるものとしたの
で、チャネル層との距離が相異なり,それぞれAlGa
As,InGaPからなる、制御性よく形成した第1,
第2のゲート層を有する半導体装置が得られる効果があ
る。
【0092】また、この発明の請求項6の半導体装置に
よれば、請求項1ないし4のいずれかの半導体装置にお
いて、上記第1のゲート層はInGaPからなり、上記
第2のゲート層はAlGaAsからなるものとしたの
で、チャネル層との距離が相異なり,それぞれInGa
P,AlGaAsからなる、制御性よく形成した第1,
第2のゲート層を有する半導体装置が得られる効果があ
る。
よれば、請求項1ないし4のいずれかの半導体装置にお
いて、上記第1のゲート層はInGaPからなり、上記
第2のゲート層はAlGaAsからなるものとしたの
で、チャネル層との距離が相異なり,それぞれInGa
P,AlGaAsからなる、制御性よく形成した第1,
第2のゲート層を有する半導体装置が得られる効果があ
る。
【0093】また、この発明の請求項7の半導体装置の
製造方法によれば、GaAs基板上にチャネル層を形成
する工程と、該チャネル層上に、該チャネル層よりバン
ドギャップの大きな第1のゲート層を形成する工程と、
該第1のゲート層上に該第1のゲート層とは異なる材料
で,上記チャネル層よりバンドギャップの大きな第2の
ゲート層を形成する工程と、上記第1のゲート層上に接
触するように第1のゲート電極を形成する工程と、上記
第2のゲート層上に接触するように第2のゲート電極を
形成する工程とを含むようにしたので、チャネル層との
距離が相異なる2つのゲート電極が制御性よく形成され
る半導体装置の製造方法が得られる効果がある。
製造方法によれば、GaAs基板上にチャネル層を形成
する工程と、該チャネル層上に、該チャネル層よりバン
ドギャップの大きな第1のゲート層を形成する工程と、
該第1のゲート層上に該第1のゲート層とは異なる材料
で,上記チャネル層よりバンドギャップの大きな第2の
ゲート層を形成する工程と、上記第1のゲート層上に接
触するように第1のゲート電極を形成する工程と、上記
第2のゲート層上に接触するように第2のゲート電極を
形成する工程とを含むようにしたので、チャネル層との
距離が相異なる2つのゲート電極が制御性よく形成され
る半導体装置の製造方法が得られる効果がある。
【0094】また、この発明の請求項8の半導体装置の
製造方法によれば、請求項7の半導体装置の製造方法に
おいて、上記第1のゲート電極の両サイドにオーミック
電極を配置して、しきい値電圧が正の値を持つエンハン
スメント型FET(E−FET)を形成する工程と、上
記第2のゲート電極の両サイドにオーミック電極を配置
して、しきい値電圧が負の値を持つデプレッション型F
ET(D−FET)を形成する工程とをさらに含むよう
にしたので、チャネル層との距離が相異なる2つのゲー
ト電極が制御性よく形成され、しきい値が相異なる高い
利得の2つのFETが得られる半導体装置の製造方法が
得られる効果がある。
製造方法によれば、請求項7の半導体装置の製造方法に
おいて、上記第1のゲート電極の両サイドにオーミック
電極を配置して、しきい値電圧が正の値を持つエンハン
スメント型FET(E−FET)を形成する工程と、上
記第2のゲート電極の両サイドにオーミック電極を配置
して、しきい値電圧が負の値を持つデプレッション型F
ET(D−FET)を形成する工程とをさらに含むよう
にしたので、チャネル層との距離が相異なる2つのゲー
ト電極が制御性よく形成され、しきい値が相異なる高い
利得の2つのFETが得られる半導体装置の製造方法が
得られる効果がある。
【0095】また、この発明の請求項9の半導体装置の
製造方法によれば、請求項7の半導体装置の製造方法に
おいて、上記第1のゲート電極及び上記第2のゲート電
極がその間に位置するように2つのオーミック電極を配
置して、デュアルゲートFETを形成する工程をさらに
含むようにしたので、チャネル層との距離が相異なる2
つのゲート電極が制御性よく形成され、しきい値が相異
なる高い利得のデュアルゲートFETが得られる半導体
装置の製造方法が得られる効果がある。
製造方法によれば、請求項7の半導体装置の製造方法に
おいて、上記第1のゲート電極及び上記第2のゲート電
極がその間に位置するように2つのオーミック電極を配
置して、デュアルゲートFETを形成する工程をさらに
含むようにしたので、チャネル層との距離が相異なる2
つのゲート電極が制御性よく形成され、しきい値が相異
なる高い利得のデュアルゲートFETが得られる半導体
装置の製造方法が得られる効果がある。
【0096】また、この発明の請求項10の半導体装置
の製造方法によれば、請求項7ないし9のいずれかの半
導体装置の製造方法において、上記チャネル層をGaA
sもしくはInGaAsにより形成するようにしたの
で、チャネル層との距離が相異なる2つのゲート電極を
制御性よく形成できるとともに、上記チャネル層として
GaAsもしくはInGaAsからなるものを有する半
導体装置の製造方法が得られる効果がある。
の製造方法によれば、請求項7ないし9のいずれかの半
導体装置の製造方法において、上記チャネル層をGaA
sもしくはInGaAsにより形成するようにしたの
で、チャネル層との距離が相異なる2つのゲート電極を
制御性よく形成できるとともに、上記チャネル層として
GaAsもしくはInGaAsからなるものを有する半
導体装置の製造方法が得られる効果がある。
【0097】また、この発明の請求項11の半導体装置
の製造方法によれば、請求項7ないし10のいずれかの
半導体装置の製造方法において、上記第1のゲート層を
AlGaAsにより形成し、上記第2のゲート層をIn
GaPにより形成するようにしたので、それぞれAlG
aAs,InGaPからなり、チャネル層との距離が相
異なる第1,第2のゲート層を制御性よく形成できる半
導体装置の製造方法が得られる効果がある。
の製造方法によれば、請求項7ないし10のいずれかの
半導体装置の製造方法において、上記第1のゲート層を
AlGaAsにより形成し、上記第2のゲート層をIn
GaPにより形成するようにしたので、それぞれAlG
aAs,InGaPからなり、チャネル層との距離が相
異なる第1,第2のゲート層を制御性よく形成できる半
導体装置の製造方法が得られる効果がある。
【0098】また、この発明の請求項12の半導体装置
の製造方法によれば、請求項7ないし10のいずれかの
半導体装置の製造方法において、上記第1のゲート層を
InGaPにより形成し、上記第2のゲート層をAlG
aAsにより形成するようにしたので、それぞれInG
aP,AlGaAsからなり、チャネル層との距離が相
異なる第1,第2のゲート層を制御性よく形成できる半
導体装置の製造方法が得られる効果がある。
の製造方法によれば、請求項7ないし10のいずれかの
半導体装置の製造方法において、上記第1のゲート層を
InGaPにより形成し、上記第2のゲート層をAlG
aAsにより形成するようにしたので、それぞれInG
aP,AlGaAsからなり、チャネル層との距離が相
異なる第1,第2のゲート層を制御性よく形成できる半
導体装置の製造方法が得られる効果がある。
【図1】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
断面構造図である。
断面構造図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法を示す図である。
製造方法を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による半導体装置の
断面構造図である。
断面構造図である。
【図4】 この発明の実施の形態2による半導体装置の
製造方法を示す図である。
製造方法を示す図である。
【図5】 従来のこの種の半導体装置の断面構造図であ
る。
る。
【図6】 従来のこの種の半導体装置の製造方法を示す
図である。
図である。
【図7】 他の従来のこの種の半導体装置の断面構造図
である。
である。
【図8】 他の従来のこの種の半導体装置の製造方法を
示す図である。
示す図である。
【図9】 この発明の実施の形態3による半導体装置の
断面構造図である。
断面構造図である。
【図10】 この発明の実施の形態3による半導体装置
の製造方法を示す図である。
の製造方法を示す図である。
【図11】 この発明の実施の形態4による半導体装置
の断面構造図である。
の断面構造図である。
【図12】 この発明の実施の形態4による半導体装置
の製造方法を示す図である。
の製造方法を示す図である。
1 半絶縁性GaAs基板、2 i−GaAsバッファ
層、3 i−InGaAsチャネル層、4 n−AlG
aAs電子供給層、5 n−InGaPゲート層、6
n−GaAsコンタクト層、7 水素注入領域、8 第
1のリセス溝、9 SiO膜、10 ゲート開口部、1
1 レジスト、12 第2のリセス溝、13 WSi、
14 AuGe/Ni/Au、24 n−InGaP電
子供給層、25 n−AlGaAsゲート層、100
E−FET、200 D−FET、101,201,3
01 ソース電極、102,202,302 ドレイン
電極、103,203 ゲート電極、303 第1ゲー
ト電極、333 第2ゲート電極。
層、3 i−InGaAsチャネル層、4 n−AlG
aAs電子供給層、5 n−InGaPゲート層、6
n−GaAsコンタクト層、7 水素注入領域、8 第
1のリセス溝、9 SiO膜、10 ゲート開口部、1
1 レジスト、12 第2のリセス溝、13 WSi、
14 AuGe/Ni/Au、24 n−InGaP電
子供給層、25 n−AlGaAsゲート層、100
E−FET、200 D−FET、101,201,3
01 ソース電極、102,202,302 ドレイン
電極、103,203 ゲート電極、303 第1ゲー
ト電極、333 第2ゲート電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/812 29/80
Claims (12)
- 【請求項1】 GaAs基板上に形成されたチャネル層
と、 該チャネル層上に形成された,該チャネル層よりバンド
ギャップの大きな第1のゲート層と、 該第1のゲート層上に該第1のゲート層とは異なる材料
で形成された,上記チャネル層よりバンドギャップの大
きな第2のゲート層と、 上記第1のゲート層上に接触するように形成された第1
のゲート電極と、 上記第2のゲート層上に接触するように形成された第2
のゲート電極とを備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 上記第1のゲート電極の両サイドにはオーミック電極が
配置されて、しきい値電圧が正の値を持つエンハンスメ
ント型FET(E−FET)が形成されており、 上記第2のゲート電極の両サイドにはオーミック電極が
配置されて、しきい値電圧が負の値を持つデプレッショ
ン型FET(D−FET)が形成されていることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 上記第1のゲート電極及び上記第2のゲート電極が2つ
のオーミック電極の間に形成されて、デュアルゲートF
ETが形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の半
導体装置において、 上記チャネル層はGaAsもしくはInGaAsからな
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の半
導体装置において、 上記第1のゲート層はAlGaAsからなり、 上記第2のゲート層はInGaPからなることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし4のいずれかに記載の半
導体装置において、 上記第1のゲート層はInGaPからなり、上記第2の
ゲート層はAlGaAsからなることを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項7】 GaAs基板上にチャネル層を形成する
工程と、 該チャネル層上に、該チャネル層よりバンドギャップの
大きな第1のゲート層を形成する工程と、 該第1のゲート層上に該第1のゲート層とは異なる材料
で,上記チャネル層よりバンドギャップの大きな第2の
ゲート層を形成する工程と、 上記第1のゲート層上に接触するように第1のゲート電
極を形成する工程と、 上記第2のゲート層上に接触するように第2のゲート電
極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項8】 請求項7記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記第1のゲート電極の両サイドにオーミック電極を配
置して、しきい値電圧が正の値を持つエンハンスメント
型FET(E−FET)を形成する工程と、 上記第2のゲート電極の両サイドにオーミック電極を配
置して、しきい値電圧が負の値を持つデプレッション型
FET(D−FET)を形成する工程とをさらに含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 請求項7記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 上記第1のゲート電極及び上記第2のゲート電極がその
間に位置するように2つのオーミック電極を配置して、
デュアルゲートFETを形成する工程をさらに含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 請求項7ないし9のいずれかに記載の
半導体装置の製造方法において、 上記チャネル層をGaAsもしくはInGaAsにより
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項11】 請求項7ないし10のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法において、 上記第1のゲート層をAlGaAsにより形成し、 上記第2のゲート層をInGaPにより形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】 請求項7ないし10のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法において、 上記第1のゲート層をInGaPにより形成し、 上記第2のゲート層をAlGaAsにより形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10173137A true JPH10173137A (ja) | 1998-06-26 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2006033082A3 (en) * | 2004-09-24 | 2006-08-03 | Koninkl Philips Electronics Nv | Enhancement - depletion field effect transistor structure and method of manufacture |
| JP2007150282A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-06-14 | Sharp Corp | 電界効果トランジスタ |
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