JPH11265896A - Field effect transistor and method of manufacturing the same - Google Patents

Field effect transistor and method of manufacturing the same

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JPH11265896A
JPH11265896A JP10065847A JP6584798A JPH11265896A JP H11265896 A JPH11265896 A JP H11265896A JP 10065847 A JP10065847 A JP 10065847A JP 6584798 A JP6584798 A JP 6584798A JP H11265896 A JPH11265896 A JP H11265896A
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JP
Japan
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region
conductivity type
channel region
type
substrate
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JP10065847A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakatsu Mihara
原 正 勝 三
Kenji Takada
田 賢 治 高
Kazuya Nishibori
堀 一 弥 西
Yoshiaki Kitaura
浦 義 昭 北
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のFETの構造を修正し、チャネル領域
直下の正孔の蓄積を抑制しつつ、基板電流も抑制するこ
とにより、線形性を劣化させずに短ゲート化を実現する
ことにより、アナログ信号処理に用いて好適な電界効果
トランジスタおよびその製造方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 チャネル領域と、p型埋め込み領域との
間に、実質的にn型のチャネル領域としてもp型の埋め
込み領域としても作用しない「非活性領域」を設ける。
このような非活性領域を設けることにより、キンクの発
生と基板リーク電流の発生とを効果的に抑制することが
でき、高周波数帯でのアナログ信号処理に応用すること
ができる。
PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a gate without deteriorating linearity by modifying the structure of a conventional FET, suppressing the accumulation of holes directly below a channel region and suppressing the substrate current. An object of the present invention is to provide a field-effect transistor suitable for analog signal processing and a method for manufacturing the same. SOLUTION: An "inactive region" which does not substantially function as an n-type channel region or a p-type buried region is provided between a channel region and a p-type buried region.
By providing such an inactive region, the occurrence of kink and the occurrence of substrate leakage current can be effectively suppressed, and the invention can be applied to analog signal processing in a high frequency band.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電界効果トランジス
タおよびその製造方法に関する。さらに具体的には、本
発明は、高周波のアナログ信号の信号処理に用いて好適
な電界効果トランジスタおよびその製造方法に関する。
The present invention relates to a field effect transistor and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a field-effect transistor suitable for signal processing of a high-frequency analog signal and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムなどの高い電流駆動力を
必要とするデジタル信号処理に用いられる電界効果トラ
ンジスタ(field effect transistor:FET)の構造
としては、いわゆるp埋め込み(BP:buried p-laye
r)型構造が用いられていた。図6は、このような従来
のBP構造を表す概略断面図である。すなわち、従来の
BP型FETは、絶縁性(SI)GaAs基板101の
表面部分に形成されたn型チャネル領域112とn+
ソース領域114とドレイン領域116とを有する。チ
ャネル領域112の上には、例えば、窒化タングステン
(WNx)層120とタングステン(W)層122とが
積層されたゲート電極が形成されている。また、ソース
領域とドレイン領域には、それぞれソース電極130と
ドレイン電極132が形成されている。さらに、ゲート
電極に隣接してゲート側壁126、126が設けられ、
その下のチャネル領域とソース・ドレイン領域との間に
は、両者の中間的なキャリア濃度を有するn型の中間濃
度領域140、140が設けられている場合もある。
2. Description of the Related Art As a structure of a field effect transistor (FET) used for digital signal processing requiring a high current driving force such as an optical communication system, a so-called buried p-lay (BP) is used.
r) A type structure was used. FIG. 6 is a schematic sectional view showing such a conventional BP structure. That is, the conventional BP-type FET has the n-type channel region 112, the n + -type source region 114, and the drain region 116 formed on the surface of the insulating (SI) GaAs substrate 101. On the channel region 112, for example, a gate electrode in which a tungsten nitride (WNx) layer 120 and a tungsten (W) layer 122 are stacked is formed. Further, a source electrode 130 and a drain electrode 132 are formed in the source region and the drain region, respectively. Further, gate sidewalls 126 are provided adjacent to the gate electrode,
In some cases, n-type intermediate concentration regions 140 having an intermediate carrier concentration between the channel region and the source / drain regions therebelow are provided.

【0003】このFETは、チャネル領域112の下に
高濃度のp型埋め込み領域150を設けることによっ
て、チャネル領域が実質的に薄層化される。また、ソー
ス・ドレイン間の基板リーク電流を抑制することができ
るために、ゲート電極の短ゲート化が可能となる。その
結果として電流駆動力を向上させ、高速動作に有利とな
る。
In this FET, the channel region is substantially thinned by providing a high-concentration p-type buried region 150 under the channel region 112. Further, since the substrate leakage current between the source and the drain can be suppressed, the gate electrode can be shortened. As a result, the current driving force is improved, which is advantageous for high-speed operation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図6に示した
ような従来のBP型構造の電界効果トランジスタを移動
体通信端末用のパワーアンプのようなアナログ信号処理
に用いると問題が生じる。すなわち、従来のBP型FE
Tにおいては、インパクトイオン化により発生したホー
ル(正孔)がチャネル領域の直下に蓄積するために、電
流特性にキンクが発生する。その結果として、線形性が
劣化し電力効率が低下するという問題があった。
However, a problem arises when a conventional BP-type field effect transistor as shown in FIG. 6 is used for analog signal processing such as a power amplifier for a mobile communication terminal. That is, the conventional BP type FE
At T, kinks occur in the current characteristics because holes (holes) generated by impact ionization accumulate immediately below the channel region. As a result, there is a problem that linearity is deteriorated and power efficiency is reduced.

【0005】このキンクに関してさらに説明すると以下
の如くである。すなわち、電流密度の高いゲート電極端
では、インパクトイオン化により電子と正孔とが発生す
る。これらの電子と正孔のうちで、正孔はチャネル領域
の下に蓄積する。その結果として、寄生バイポーラトラ
ンジスタ効果が起こり、あるドレイン電圧において一時
的に比較的大きな基板電流が流れる。この現象を「キン
ク」という。このキンクが、線形性の劣化を招く。
The kink will be further described as follows. That is, at the end of the gate electrode having a high current density, electrons and holes are generated by impact ionization. Of these electrons and holes, holes accumulate below the channel region. As a result, a parasitic bipolar transistor effect occurs, and a relatively large substrate current temporarily flows at a certain drain voltage. This phenomenon is called "kink". This kink causes deterioration of linearity.

【0006】その結果として、従来のBP型FETを線
形性が重視されるアナログ用途に応用すると、高濃度の
正孔が浅い場所に蓄積してキンクが発生するために問題
を生じていた。キンクを抑制するためには、チャネル領
域の下の正孔濃度を低くする必要がある。
As a result, when the conventional BP-type FET is applied to an analog application where linearity is important, a problem arises because high-concentration holes accumulate in a shallow place to cause kink. In order to suppress kink, it is necessary to lower the hole concentration below the channel region.

【0007】本発明者らは、この問題に対して、正孔の
蓄積を抑制する構造として、いわゆるPポケット型構造
(p-layer pocket:PP)を提案した。図7は、このP
ポケット型構造の概略構成を表す断面図である。同図に
おいては、前述したBP型FETと同様の部分には同一
の符合を付してその詳細な説明は省略する。Pポケット
型FETにおいては、チャネル領域112の直下にはp
型領域が設けられておらず、ソース・ドレイン領域の下
にそれぞれp型ポケット領域160、160が設けられ
ている。
[0007] The present inventors have proposed a so-called P-pocket type structure (PP) as a structure for suppressing the accumulation of holes in order to solve this problem. FIG. 7 shows this P
It is sectional drawing showing the schematic structure of a pocket type structure. In the figure, the same parts as those of the above-described BP-type FET are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In a P-pocket FET, p
No mold region is provided, and p-type pocket regions 160, 160 are provided below the source / drain regions, respectively.

【0008】このようなPP型構造においては、チャネ
ル領域付近の正孔の蓄積を効果的に抑制することができ
る。その結果として、キンクの発生は効果的に抑制し、
線形性が改善されて、パワー特性が向上する。
[0008] In such a PP structure, the accumulation of holes near the channel region can be effectively suppressed. As a result, the occurrence of kink is effectively suppressed,
The linearity is improved, and the power characteristics are improved.

【0009】しかし、本発明者の検討の結果、PP型構
造においては、チャネル領域の直下にp型領域が無いた
めに、特に短ゲート化した場合に、基板リーク電流が増
大しやすいという問題があることが分かった。また、P
P型FETにおいてゲート電極長を短くすると、BP型
構造に近づくことになる。その結果として、キンクが発
生しやすくなるという問題も生じることが分かった。
However, as a result of the study by the present inventor, in the PP type structure, there is no p-type region immediately below the channel region, and therefore, there is a problem that the substrate leakage current tends to increase particularly when the gate is shortened. I found it. Also, P
When the gate electrode length is reduced in a P-type FET, the structure approaches a BP-type structure. As a result, it has been found that a problem that kink is likely to occur also occurs.

【0010】図8は、BP型構造とPP型構造における
ゲート長と電流駆動力(gm)の関係を示すグラフ図で
ある。同図に示したように、BP型構造においては、ゲ
ート長が0.5μmの場合にgmの最大値が得られてい
る。また、BP型構造においては、チャネル領域の直下
にp型埋め込み領域が設けられているので、基板リーク
電流も抑制される。一般に、デジタル信号処理の用途に
おいては、高い電流駆動力を必要とし、キンクは重要視
されないので、BP型構造のトランジスタのゲート長を
0.5μmとして形成することが可能である。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between gate length and current driving force (gm) in the BP type structure and the PP type structure. As shown in the figure, in the BP type structure, the maximum value of gm is obtained when the gate length is 0.5 μm. In the BP structure, the p-type buried region is provided immediately below the channel region, so that the substrate leakage current is also suppressed. Generally, in the application of digital signal processing, a high current driving force is required, and kinks are not regarded as important. Therefore, it is possible to form a transistor having a BP structure with a gate length of 0.5 μm.

【0011】一方、アナログ信号処理の用途において
は、優れた線形性が必要とされる。しかし、BP型構造
ではキンクが発生するために、PP型構造を使わざるを
得ない。しかしながら、PP型構造ではキンクが発生し
ない反面、BP型構造に比べて電流駆動力が小さく、更
に、短ゲート側ではBP型構造に近づき、キンクを発生
させてしまうという問題がある。このために、PP型構
造のトランジスタをアナログ信号処理に応用する場合に
は、ゲート長を短縮できない。つまり、図8に示したよ
うにPP型構造において電流駆動力の最大値はゲート長
が0.6μmの場合に得られるにもかかわらず、線形性
を確保するためにゲート長を0.8μm程度と比較的長
くしてアナログ用途に形成しているのが現状である。
On the other hand, in applications for analog signal processing, excellent linearity is required. However, since kink occurs in the BP structure, the PP structure must be used. However, the kink does not occur in the PP type structure, but the current driving force is smaller than that in the BP type structure. Further, there is a problem in that the kink is generated near the BP type structure on the short gate side. Therefore, when a transistor having a PP-type structure is applied to analog signal processing, the gate length cannot be reduced. That is, as shown in FIG. 8, in the PP type structure, the maximum value of the current driving force is obtained when the gate length is 0.6 μm, but the gate length is about 0.8 μm in order to secure the linearity. At present, it is relatively long and formed for analog use.

【0012】本発明は、かかる課題の認識に基づいてな
されたものである。すなわち、その目的は、従来のFE
Tの構造を修正し、チャネル領域直下の正孔の蓄積を抑
制しつつ、基板電流も抑制することにより、線形性を劣
化させずに短ゲート化を実現することにより、アナログ
信号処理に用いて好適な電界効果トランジスタおよびそ
の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made based on the recognition of such a problem. That is, the purpose is
By modifying the structure of T and suppressing the accumulation of holes directly under the channel region and also suppressing the substrate current, the gate length can be shortened without deteriorating the linearity. An object of the present invention is to provide a suitable field effect transistor and a method for manufacturing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の電界
効果トランジスタは、半導体基板の表面部分において第
1導電型の不純物が導入された第1の領域と、前記第1
の領域の下に設けられ第2導電型の不純物が導入された
領域と、を備え、前記第1の領域において実質的に前記
第1導電型のチャネル領域として作用する第1の部分
と、前記第2の領域において実質的に前記第2導電型の
埋め込み領域として作用する第2の部分と、前記第1の
部分と前記第2の部分との間に、実質的に前記第1導電
型の半導体としても作用せず、実質的に前記第2導電型
の半導体としても作用しない第3の部分が介在してなる
ことを特徴とし、第3の部分を設けることによって、正
孔の蓄積に起因するキンクを抑制すると共に、基板リー
ク電流も効果的に抑制することができる。
That is, a field effect transistor according to the present invention comprises: a first region doped with a first conductivity type impurity in a surface portion of a semiconductor substrate;
A first portion which is provided below the region and has a second conductivity type impurity introduced therein, wherein the first portion substantially acts as the first conductivity type channel region in the first region; A second portion substantially acting as the buried region of the second conductivity type in a second region, and substantially the first conductivity type between the first portion and the second portion; A third portion, which does not act as a semiconductor and substantially does not act as the second conductivity type semiconductor, is interposed. By providing the third portion, the third portion is caused by accumulation of holes. In addition to suppressing kinks, substrate leakage current can also be effectively suppressed.

【0014】または、本発明の電界効果トランジスタ
は、半導体基板の表面部分に設けられた第1導電型のチ
ャネル領域と、このチャネル領域の両側に設けられた第
1導電型のソース領域及びドレイン領域と、前記チャネ
ル領域の下に設けられた非活性領域と、前記非活性領域
の下に設けられた第2導電型の埋め込み領域と、を備え
たことを特徴とし、非活性領域を設けたことによって、
正孔の蓄積に起因するキンクを抑制すると共に、基板リ
ーク電流も効果的に抑制することができる。
Alternatively, a field effect transistor according to the present invention comprises a first conductivity type channel region provided on a surface portion of a semiconductor substrate, and a first conductivity type source region and a drain region provided on both sides of the channel region. And an inactive region provided below the channel region; and a buried region of the second conductivity type provided below the inactive region, wherein the inactive region is provided. By
The kink caused by the accumulation of holes can be suppressed, and the substrate leakage current can be effectively suppressed.

【0015】または、本発明の電界効果トランジスタ
は、半導体基板の表面部分に設けられた第1導電型のチ
ャネル領域と、前記半導体基板の表面部分において前記
チャネル領域の両側にそれぞれ隣接して設けられ、前記
チャネル領域よりも高いキャリア濃度を有する第1導電
型の第1の中間領域及び第2の中間領域と、前記半導体
基板の表面部分において前記第1の中間領域に隣接して
前記チャネル領域の反対側に設けられ、前記第1の中間
領域よりも高いキャリア濃度を有する第1導電型のソー
ス領域と、前記半導体基板の表面部分において前記第2
の中間領域に隣接して前記チャネル領域の反対側に設け
られ、前記第1の中間領域よりも高いキャリア濃度を有
する第1導電型のドレイン領域と、前記チャネル領域の
下に設けられた非活性領域と、前記非活性領域の下にお
いて、前記非活性領域と前記ソース領域と前記ドレイン
領域とに隣接して設けられた第2導電型の埋め込み領域
と、を備えたことを特徴とし、正孔の蓄積に起因するキ
ンクを抑制すると共に、基板リーク電流も効果的に抑制
することができる。
Alternatively, the field effect transistor according to the present invention is provided so as to be adjacent to both sides of the channel region on the surface portion of the semiconductor substrate and the first conductivity type channel region provided on the surface portion of the semiconductor substrate. A first intermediate region and a second intermediate region of a first conductivity type having a higher carrier concentration than the channel region; and a channel region adjacent to the first intermediate region on a surface portion of the semiconductor substrate. A source region of the first conductivity type, which is provided on the opposite side and has a higher carrier concentration than the first intermediate region, and the second region at a surface portion of the semiconductor substrate;
A drain region of a first conductivity type provided adjacent to the intermediate region and opposite to the channel region and having a higher carrier concentration than the first intermediate region; And a buried region of the second conductivity type provided adjacent to the inactive region, the source region, and the drain region below the inactive region. In addition to suppressing the kink caused by the accumulation of GaN, the substrate leakage current can also be suppressed effectively.

【0016】または、本発明の電界効果トランジスタ
は、半導体基板の表面部分に設けられた第1導電型のチ
ャネル領域と、このチャネル領域の両側に設けられた第
1導電型のソース領域及びドレイン領域と、前記チャネ
ル領域の下に設けられた第2導電型の埋め込み領域と、
を備え、前記埋め込み領域を形成するために前記基板に
導入された前記第2導電型の不純物の濃度ピークの前記
基板表面からの深さは、前記チャネル領域を形成するた
めに前記基板に導入された前記第1導電型の不純物の濃
度ピークの前記基板表面からの深さよりも、0.25μ
m以上深く、前記埋め込み領域を形成するために前記基
板に導入された前記第2導電型の不純物の濃度ピークの
前記基板表面からの深さと、前記ソース領域及びドレイ
ン領域を形成するために前記基板に導入された前記第1
導電型の不純物の濃度ピークの前記基板表面からの深さ
との差は0.25μm以下であるものとして構成された
ことを特徴とし、正孔の蓄積に起因するキンクを抑制す
ると共に、基板リーク電流も効果的に抑制することがで
きる。
Alternatively, a field effect transistor according to the present invention comprises a first conductivity type channel region provided on a surface portion of a semiconductor substrate, and a first conductivity type source region and a drain region provided on both sides of the channel region. And a buried region of the second conductivity type provided below the channel region;
Wherein the depth of the concentration peak of the second conductivity type impurity introduced into the substrate to form the buried region from the substrate surface is introduced into the substrate to form the channel region. 0.25 μm larger than the depth of the concentration peak of the first conductivity type impurity from the substrate surface.
m or more, the depth of the concentration peak of the impurity of the second conductivity type introduced into the substrate to form the buried region from the substrate surface, and the substrate to form the source region and the drain region. Said first introduced into
The difference between the concentration peak of the conductivity type impurity and the depth from the surface of the substrate is 0.25 μm or less, which suppresses the kink caused by the accumulation of holes and reduces the substrate leakage current. Can also be effectively suppressed.

【0017】ここで、前記p型埋め込み領域における前
記第2導電型のキャリア濃度は、1×1016cm-3以下
であるものとして構成されていることを特徴とすること
により、正孔の蓄積に起因するキンクを抑制すると共
に、基板リーク電流も効果的に抑制することができる。
Here, the carrier concentration of the second conductivity type in the p-type buried region is configured to be 1 × 10 16 cm −3 or less, so that the holes are accumulated. Can be suppressed, and the substrate leakage current can be effectively suppressed.

【0018】一方、本発明の電界効果トランジスタの製
造方法は、半導体基板の表面部分に設けられた第1導電
型のチャネル領域と、このチャネル領域の両側に設けら
れた第1導電型のソース領域及びドレイン領域と、前記
非活性領域の下に設けられた第2導電型の埋め込み領域
と、を有する電界効果トランジスタの製造方法であっ
て、半導体基板の表面に前記第2導電型の不純物を25
0keV以上の加速電圧で注入することにより、前記第
2導電型の埋め込み領域を形成する工程を備えたことを
特徴とし、埋め込み領域を深く形成することよって、正
孔の蓄積に起因するキンクを抑制すると共に、基板リー
ク電流も効果的に抑制することができる。
On the other hand, the method of manufacturing a field-effect transistor according to the present invention comprises a first conductivity type channel region provided on a surface portion of a semiconductor substrate and a first conductivity type source region provided on both sides of the channel region. And a drain region, and a buried region of the second conductivity type provided below the inactive region, wherein the impurity of the second conductivity type is added to the surface of the semiconductor substrate by 25%.
A step of forming the buried region of the second conductivity type by injecting at an accelerating voltage of 0 keV or more; suppressing a kink caused by the accumulation of holes by forming the buried region deeply At the same time, the substrate leakage current can be effectively suppressed.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1は、本発明による電
界効果型トランジスタの概略構成を表す断面図である。
すなわち、本発明の電界効果型トランジスタ10は、絶
縁性(semi-insulating:SI)GaAs基板11の表
面部分に形成されたn型チャネル領域12とn+型ソー
ス領域14とドレイン領域16とを有する。チャネル領
域12の上には、例えば、窒化タングステン(WNx)
層20とタングステン(W)層22とが積層されたゲー
ト電極が形成されている。また、ソース領域とドレイン
領域には、それぞれソース電極30とドレイン電極32
が形成されている。さらに、同図に示したように、ゲー
ト電極に隣接してゲート側壁26、26を設け、その下
のチャネル領域とソース・ドレイン領域との間に、両者
の中間的なキャリア濃度を有するn型の中間濃度領域4
0、40を設けても良い。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a field effect transistor according to the present invention.
That is, the field-effect transistor 10 of the present invention has the n-type channel region 12, the n + -type source region 14, and the drain region 16 formed on the surface of the insulating (semi-insulating: GaAs) substrate 11. . On the channel region 12, for example, tungsten nitride (WNx)
A gate electrode in which the layer 20 and the tungsten (W) layer 22 are stacked is formed. The source region and the drain region have a source electrode 30 and a drain electrode 32, respectively.
Are formed. Further, as shown in the figure, gate sidewalls 26, 26 are provided adjacent to the gate electrode, and between the channel region and the source / drain region thereunder, an n-type having an intermediate carrier concentration between the two. Intermediate density area 4
0 and 40 may be provided.

【0020】本発明のFET10は、チャネル領域12
の下に所定の間隔をおいてp型埋め込み領域50が設け
られている。すなわち、チャネル領域12とp型埋め込
み領域50との間には、電子濃度も正孔濃度も極めて低
い非活性領域60が設けられている。本発明によれば、
このような非活性領域60を介してp型埋め込み領域5
0を設けることにより、チャネル領域12の直下での正
孔の発生を抑制しつつ、基板リーク電流も効果的に抑制
することができる。ここで、同図に示した非活性領域6
0の形状は、バイアス電圧を印加していない状態におけ
るものである。トランジスタの各電極に所定のバイアス
電圧を印加してトランジスタを動作させている状態にお
いては、非活性領域60の層厚はチャネルの長手方向に
対して変化し、所定の分布を有する。
The FET 10 of the present invention has a channel region 12
A p-type buried region 50 is provided at a predetermined interval below. That is, an inactive region 60 having an extremely low electron concentration and a very low hole concentration is provided between the channel region 12 and the p-type buried region 50. According to the present invention,
Through such an inactive region 60, the p-type buried region 5
By providing 0, the generation of holes directly below the channel region 12 can be suppressed, and the substrate leakage current can also be suppressed effectively. Here, the inactive region 6 shown in FIG.
The shape of 0 is in a state where no bias voltage is applied. In a state where a predetermined bias voltage is applied to each electrode of the transistor to operate the transistor, the layer thickness of the inactive region 60 changes in the longitudinal direction of the channel and has a predetermined distribution.

【0021】本発明において、非活性領域60を介して
p型埋め込み領域50を形成する方法としては、例え
ば、従来よりも高い加速電圧でp型不純物をイオン注入
する方法を挙げることができる。例えば、図6に示した
ような従来のBP型構造におけるp型埋め込み領域15
0を形成するためには、マグネシウム(Mg)を加速電
圧200keV程度の条件でイオン注入する方法が実施
されていた。これに対して、本発明のp型埋め込み領域
50の形成に際しては、例えば、マグネシウム(Mg)
を加速電圧400keV程度の条件でイオン注入する。
このように従来のBP型構造におけるよりも高い加速電
圧でp型不純物を注入することにより、本発明の構成を
実現することができる。
In the present invention, as a method of forming the p-type buried region 50 via the inactive region 60, for example, a method of ion-implanting a p-type impurity at a higher acceleration voltage than in the prior art can be mentioned. For example, the p-type buried region 15 in the conventional BP type structure as shown in FIG.
In order to form 0, a method of ion-implanting magnesium (Mg) under an acceleration voltage of about 200 keV has been implemented. On the other hand, when forming the p-type buried region 50 of the present invention, for example, magnesium (Mg) is used.
Is implanted under the condition of an acceleration voltage of about 400 keV.
Thus, the configuration of the present invention can be realized by implanting p-type impurities at a higher acceleration voltage than in the conventional BP-type structure.

【0022】図2は、本発明のトランジスタのゲート部
の下のドーピングプロファイル図およびキャリア濃度プ
ロファイル図である。すなわち、図2(a)は、ゲート
の下からGaAs基板の深さ方向に沿ったドーピング不
純物の濃度プロファイル図であり、図2(b)は、キャ
リア濃度プロファイル図である。
FIG. 2 shows a doping profile diagram and a carrier concentration profile diagram below a gate portion of the transistor of the present invention. That is, FIG. 2A is a concentration profile diagram of the doping impurity from below the gate along the depth direction of the GaAs substrate, and FIG. 2B is a carrier concentration profile diagram.

【0023】ここで、図示したトランジスタの形成条件
は、以下の如くである。まず、チャネル領域12は、シ
リコンを加速電圧45keV、ドーズ量6×1012cm
-2である。また、中間濃度領域40は、シリコンを45
keV、1.3×1013cm-2で注入する。また、ソー
ス領域14とドレイン領域16は、シリコンを110k
eV、6×1013cm-2で注入する。また、p型埋め込
み領域50は、マグネシウムを400keV、3×10
12cm-2の条件でイオン注入する。
Here, the conditions for forming the illustrated transistor are as follows. First, the channel region 12 is formed by depositing silicon at an acceleration voltage of 45 keV and a dose of 6 × 10 12 cm.
-2 . Further, the intermediate concentration region 40 is formed by
The implantation is performed at keV and 1.3 × 10 13 cm −2 . The source region 14 and the drain region 16 are made of
Implant at eV, 6 × 10 13 cm −2 . Also, the p-type buried region 50 is made of magnesium at 400 keV, 3 × 10
Ion implantation is performed under the condition of 12 cm -2 .

【0024】また、図2(b)に示したキャリア濃度プ
ロファイルは、トランジスタのゲート・ソース間電圧に
0ボルト、ドレイン・ソース間電圧に6ボルトを印加し
た状態で生ずる正孔の濃度のピークの位置におけるプロ
ファイル図である。
The carrier concentration profile shown in FIG. 2B shows the peak of the hole concentration peak generated when 0 volt is applied to the gate-source voltage and 6 volt is applied to the drain-source voltage of the transistor. It is a profile figure in a position.

【0025】図2(a)から、本発明のトランジスタに
おいては、チャネル領域を形成するn型不純物は、比較
的急峻な濃度プロファイルを有し、そのピークは、深さ
約0.04μmの位置にあることが分かる。一方、p型
埋め込み領域を形成するp型不純物は非常に緩やかな濃
度プロファイルを有し、そのピークは、深さ約0.45
μmとかなり深い位置にある。
From FIG. 2A, in the transistor of the present invention, the n-type impurity forming the channel region has a relatively steep concentration profile, and its peak is located at a depth of about 0.04 μm. You can see that there is. On the other hand, the p-type impurity forming the p-type buried region has a very gentle concentration profile, and its peak has a depth of about 0.45.
It is at a very deep position of μm.

【0026】次に、図2(b)に示したキャリア濃度プ
ロファイルをみると、チャネル領域の電子濃度は、極め
て急峻なプロファイルを有し、その濃度ピークは約1.
4×1017cm-3であり、約0.06μmの深さに位置
する。ここで、電子濃度のピークが、n型不純物の濃度
ピークよりも深い位置に形成される理由は、チャネル領
域の表面に積層された金属ゲートとのショットキー接合
により、チャネル領域の表面層が空乏化するからであ
る。
Next, looking at the carrier concentration profile shown in FIG. 2B, the electron concentration in the channel region has a very steep profile, and its concentration peak is about 1.10.
4 × 10 17 cm −3 , located at a depth of about 0.06 μm. Here, the reason why the peak of the electron concentration is formed at a position deeper than the concentration peak of the n-type impurity is that the surface layer of the channel region is depleted due to the Schottky junction with the metal gate stacked on the surface of the channel region. Because it becomes

【0027】ここで、チャネル領域として有効に作用す
る範囲を電子の濃度がピーク濃度から1/106に低下
する部分までの範囲と定義する。このように定義すれ
ば、n型領域に分子した電子のうちの99.99%以上
をその範囲に含めることができるからである。図2
(b)に示したプロファイルにおいては、電子のピーク
濃度である1.4×1017cm-3に対して、電子濃度が
1.4×1011cm-3の部分までを、チャネル領域とし
て有効に作用する範囲とする。図2(b)においては、
この範囲を斜線で示した。この範囲の下限は、表面から
深さ約0.16μmに位置する。
Here, the range that effectively acts as the channel region is defined as the range from the electron concentration to the portion where the electron concentration decreases to 1/10 6 from the peak concentration. This is because, with such a definition, 99.99% or more of the electrons moleculed in the n-type region can be included in the range. FIG.
In the profile shown in (b), the portion where the electron concentration is 1.4 × 10 11 cm −3 is effective as a channel region with respect to the electron peak concentration of 1.4 × 10 17 cm −3 . Range. In FIG. 2B,
This range is indicated by oblique lines. The lower end of this range is located at a depth of about 0.16 μm from the surface.

【0028】一方、p型不純物についても、同様の範囲
を定義することができる。つまり、p型埋め込み領域に
おいて、実質的にp型として作用する範囲を、正孔の濃
度がピーク濃度から1/106まで低下する範囲と定義
する。図2(b)に示したプロファイルにおいては、正
孔の濃度ピークは約1×1016cm-3である従って、p
型領域の範囲は、正孔の濃度が1×1010cm-3に低下
する部分までと定義することができる。同図に示したよ
うに、この領域の上限は、表面から約0.23μmの位
置にある。
On the other hand, a similar range can be defined for p-type impurities. That is, in the p-type buried region, the range that substantially acts as the p-type is defined as the range in which the hole concentration decreases from the peak concentration to 1/10 6 . In the profile shown in FIG. 2B, the hole concentration peak is about 1 × 10 16 cm −3 ,
The range of the mold region can be defined as the portion where the hole concentration decreases to 1 × 10 10 cm −3 . As shown in the figure, the upper limit of this region is located at about 0.23 μm from the surface.

【0029】本発明によれば、同図に示したように、電
子濃度の斜線部の下限と、正孔濃度の斜線部の上限と
は、深さ方向に約0.07μmの間隔で隔てられてい
る。つまり、チャネル領域として有効に作用する領域
と、p型領域として有効に作用する領域とは約0.07
μmの間隔をおいて隔てられている。そして、この0.
07μmの部分は、実質的にn型のチャネル領域として
もp型の埋め込み領域としても作用しない部分である。
本願明細書においてはこの領域を「非活性領域」と称す
る。本発明によれば、このような非活性領域を設けるこ
とにより、キンクの発生と基板リーク電流の発生とを効
果的に抑制することができる。
According to the present invention, as shown in the figure, the lower limit of the hatched portion of the electron concentration and the upper limit of the hatched portion of the hole concentration are separated by an interval of about 0.07 μm in the depth direction. ing. That is, the region effectively acting as the channel region and the region effectively acting as the p-type region are about 0.07.
They are separated by an interval of μm. And this 0.
The portion of 07 μm is a portion which does not substantially act as an n-type channel region or a p-type buried region.
In this specification, this region is referred to as an “inactive region”. According to the present invention, by providing such an inactive region, the occurrence of kink and the occurrence of substrate leakage current can be effectively suppressed.

【0030】図3(a)、(b)は、比較のために評価
した従来のBP型トランジスタのドーピングプロファイ
ル図およびキャリア濃度プロファイル図である。ここ
で、このBP型トランジスタの形成に際しては、p型埋
め込み領域150をマグネシウムを加速電圧200ke
V、ドーズ量2×1012cm-2の条件でイオン注入し、
それ以外の条件は、前述した本発明の条件とした。
FIGS. 3A and 3B are a doping profile diagram and a carrier concentration profile diagram of a conventional BP-type transistor evaluated for comparison. Here, at the time of forming this BP-type transistor, magnesium is applied to the p-type buried region 150 by accelerating voltage 200 ke.
V, ion implantation at a dose of 2 × 10 12 cm −2 ,
Other conditions were the same as those of the present invention described above.

【0031】図3(a)の不純物濃度プロファイルを、
図2(a)に示した本発明のプロファイルと比較する
と、n型不純物はほぼ同様のプロファイルを有するが、
p型不純物は本発明に比べて急峻なプロファイルを有
し、その濃度ピークは、約0.25μmと本発明よりも
非常に浅い位置に形成されていることが分かる。
The impurity concentration profile shown in FIG.
Compared with the profile of the present invention shown in FIG. 2A, the n-type impurity has almost the same profile,
It can be seen that the p-type impurity has a steeper profile than that of the present invention, and its concentration peak is formed at a position of about 0.25 μm, which is very shallower than that of the present invention.

【0032】また、図3(b)に示したキャリア濃度プ
ロファイルを、図2(b)と比較すると、チャネル領域
の電子濃度は、本発明のトランジスタとほぼ同様のプロ
ファイルを有することが分かる。しかし、p型領域の正
孔濃度のピークは、約1×1018cm-3と非常に高く、
また、その位置も基板表面から約0.25μmと非常に
浅い。つまり、従来のBP型トランジスタは、本発明の
トランジスタよりも急峻で高い正孔の濃度ピークを浅い
位置に有する。
Further, comparing the carrier concentration profile shown in FIG. 3B with that of FIG. 2B, it can be seen that the electron concentration in the channel region has almost the same profile as that of the transistor of the present invention. However, the peak of the hole concentration in the p-type region is as high as about 1 × 10 18 cm −3 ,
Also, the position is very shallow, about 0.25 μm from the substrate surface. That is, the conventional BP-type transistor has a steep and high hole concentration peak at a shallower position than the transistor of the present invention.

【0033】図3(b)に示した電子と正孔のプロファ
イルについて、図2に関して前述した同様の定義により
有効な範囲を調べた結果、n型チャネル領域として有効
な範囲の下限は、深さ約0.15μmに位置し、p型領
域として有効な範囲の上限は、深さ約0.13μmに位
置することが分かった。つまり、従来のBP型のトラン
ジスタにおいては、実質的なn型領域と実質的なp型領
域とは重なっていて、非活性領域は存在しない。
As a result of examining the effective range of the electron and hole profiles shown in FIG. 3B according to the same definition as described above with reference to FIG. 2, the lower limit of the effective range for the n-type channel region is the depth. It was found to be located at about 0.15 μm, and the upper limit of the effective range for the p-type region was located at a depth of about 0.13 μm. That is, in the conventional BP-type transistor, the substantial n-type region and the substantial p-type region overlap, and there is no inactive region.

【0034】このような非活性領域の有無が、後に詳述
するように本発明のトランジスタと従来のトランジスタ
の特性との顕著な差を生じさせる。本発明者の詳細な検
討の結果、本発明においてキンクの抑制と基板リーク電
流の抑制とを両立させるためには、p型埋め込み領域を
形成するp型不純物の濃度ピークは、チャネル領域を形
成するn型不純物の濃度のピークよりも0.25μm以
上深く、且つ、ソース・ドレイン領域を形成するn型不
純物の濃度ピーク位置から0.25μm以内にあること
が望ましいことが分かった。
The presence or absence of such an inactive region causes a remarkable difference between the characteristics of the transistor of the present invention and the characteristics of the conventional transistor, as will be described in detail later. As a result of detailed studies by the present inventors, in order to achieve both the suppression of kink and the suppression of substrate leakage current in the present invention, the concentration peak of the p-type impurity forming the p-type buried region forms the channel region. It has been found that it is desirable that the concentration is 0.25 μm or more deeper than the n-type impurity concentration peak and within 0.25 μm from the n-type impurity concentration peak position forming the source / drain region.

【0035】すなわち、ゲートの下において、p型不純
物は、n型不純物よりも0.25μm以上深い位置に形
成されることが望ましい。また、このようにp型不純物
を導入するためには、p型不純物のイオン注入の加速電
圧を250keV以上とすることが望ましい。このよう
な条件により形成した場合には、前述した非活性領域を
設けることができるからである。p型不純物がこれより
も浅いと、後に詳述するように、従来のBP型構造に近
づき、キンクが発生しやすくなる。
That is, it is desirable that the p-type impurity is formed at a position 0.25 μm or more deeper than the n-type impurity under the gate. Further, in order to introduce the p-type impurity in this manner, it is desirable that the acceleration voltage for ion implantation of the p-type impurity be 250 keV or more. This is because, when formed under such conditions, the above-described inactive region can be provided. If the p-type impurity is shallower than this, as will be described in detail later, it approaches a conventional BP-type structure, and kinks easily occur.

【0036】一方、埋め込み領域のp型不純物のピーク
位置は、ソース・ドレイン領域のn型不純物のピーク位
置よりも0.25μmを超えて深く形成しないようにす
ることが望ましい。p型不純物がこれよりも深くなる
と、埋め込み領域とソース・ドレイン領域との間にも非
活性領域が形成されてしまい、p型埋め込み領域の作用
が抑制されて基板リーク電流が増大し、短ゲート化が困
難となる傾向が認められるからである。
On the other hand, it is desirable that the peak position of the p-type impurity in the buried region should not be formed deeper than the peak position of the n-type impurity in the source / drain region by more than 0.25 μm. If the p-type impurity is deeper than this, an inactive region is also formed between the buried region and the source / drain region, the effect of the p-type buried region is suppressed, the substrate leakage current increases, and the short gate This is because there is a tendency to make the conversion difficult.

【0037】次に、本発明者は、本発明のトランジスタ
の正孔濃度分布をさらに詳細に調べ、従来の構造のトラ
ンジスタと比較検討した。
Next, the present inventors examined the hole concentration distribution of the transistor of the present invention in more detail, and compared it with a transistor having a conventional structure.

【0038】図4は、トランジスタの動作中の2次元的
な正孔の濃度分布を表すプロファイル図である。すなわ
ち、同図(a)は、本発明のトランジスタ、同図(b)
は、従来のPP型のトランジスタ、同図(c)は、従来
のBP型のトランジスタについての正孔の2次元的な濃
度プロファイル図である。
FIG. 4 is a profile diagram showing a two-dimensional hole concentration distribution during operation of the transistor. That is, FIG. 2A shows the transistor of the present invention, and FIG.
Is a two-dimensional concentration profile of holes for a conventional PP transistor, and FIG. 10C is a two-dimensional concentration profile of holes for a conventional BP transistor.

【0039】ここで、バイアス電圧としては、ゲート・
ソース間に0ボルト、ドレイン・ソース間に7ボルトを
印加した場合を表す。また、図4においては、正孔濃度
分布の等高線は、10の1乗ピッチで示している。図4
(a)に示したように、本発明によれば、正孔濃度のピ
ークは、チャネル領域の下でソース寄りに位置し、その
深さは0.5μm、そのピーク濃度は約1×1016cm
-3である。なお、図2(b)に示した正孔の濃度プロフ
ァイルは、この濃度ピークに沿って表したものである。
Here, as the bias voltage, the gate voltage
This represents the case where 0 volt is applied between the source and 7 volt between the drain and the source. Further, in FIG. 4, the contour lines of the hole concentration distribution are shown at a 10 1 power pitch. FIG.
As shown in (a), according to the present invention, the peak of the hole concentration is located below the channel region near the source, has a depth of 0.5 μm, and has a peak concentration of about 1 × 10 16. cm
It is -3 . Note that the hole concentration profile shown in FIG. 2B is represented along this concentration peak.

【0040】次に、図4(b)に示したPP型構造の場
合には、正孔濃度のピークは、深さ約0.3μmに位置
し、そのピーク濃度は約1×1014cm-3である。
Next, in the case of the PP type structure shown in FIG. 4B, the peak of the hole concentration is located at a depth of about 0.3 μm, and the peak concentration is about 1 × 10 14 cm − 3

【0041】一方、図4(c)に示したBP型構造の場
合には、正孔濃度のピークは、深さ約0.25mと極め
て浅く、そのピーク濃度も約1×1018cm-3と高い。
なお、図3(b)に示した正孔の濃度プロファイルは、
この濃度ピークに沿って表したものである。
On the other hand, in the case of the BP type structure shown in FIG. 4C, the peak of the hole concentration is extremely shallow, about 0.25 m in depth, and the peak concentration is also about 1 × 10 18 cm −3. And high.
The hole concentration profile shown in FIG.
It is shown along this concentration peak.

【0042】図4(b)と図4(c)とを比較すると、
図4(b)のPP型構造の場合は、正孔の濃度ピーク
は、深さ0.3μmと浅いが、その濃度が約1×1014
cm-3と低い点に特徴がある。つまり、PP型構造にお
いては、チャネル領域の下での正孔の蓄積が効果的に抑
制されていることが分かる。これに対して、図4(c)
の従来のBP型構造の場合には、正孔の濃度のピーク
は、深さ約0.25μmと極めて浅く、しかもそのピー
ク濃度も約1×1018cm-3と極めて高く、チャネル領
域の下に正孔が蓄積されてキンクが生じやすいことが分
かった。従来は、このような高濃度で浅い正孔の蓄積が
「キンク」の発生要因となっていた。すなわち、従来の
BP型FETを線形性が重視されるアナログ用途に応用
すると、高濃度の正孔が浅い場所に蓄積してキンクが発
生するために問題を生じていた。
When comparing FIG. 4 (b) and FIG. 4 (c),
In the case of the PP structure shown in FIG. 4B, the hole concentration peak is as shallow as 0.3 μm, but the concentration is about 1 × 10 14.
It is characterized by a low point of cm -3 . That is, in the PP-type structure, it is found that the accumulation of holes under the channel region is effectively suppressed. On the other hand, FIG.
In the case of the conventional BP-type structure described above, the peak of the hole concentration is extremely shallow, about 0.25 μm in depth, and the peak concentration is also extremely high, about 1 × 10 18 cm −3. It was found that holes were accumulated in the holes and kink tended to occur. Conventionally, the accumulation of such high-concentration and shallow holes has caused "kinks". That is, when the conventional BP-type FET is applied to an analog application where linearity is emphasized, a problem arises because high-concentration holes accumulate in a shallow place to cause kink.

【0043】一方、図4(a)の本発明によれば、正孔
のピーク濃度は約1×1016cm-3とPP型よりも高い
ものの、その深さが約0.5μmと十分に深いために、
寄生バイポーラ効果は生じず、キンクが効果的に抑制さ
れる。すなわち、本発明によれば、キンクを効果的に抑
制することができるために、優れた線形性が必要とされ
るアナログ信号処理の用途に用いることができる。
On the other hand, according to the present invention shown in FIG. 4A, the peak concentration of holes is about 1 × 10 16 cm −3, which is higher than that of the PP type, but the depth is about 0.5 μm. To be deep
No parasitic bipolar effect occurs, and kink is effectively suppressed. That is, according to the present invention, since kink can be effectively suppressed, it can be used for analog signal processing applications requiring excellent linearity.

【0044】以上説明したように、本発明によれば、p
型埋め込み領域を深く形成し、チャネル領域との間に非
活性領域を設けることにより、チャネル領域の下での正
孔の蓄積を効果的に抑制し、キンクの発生を防いで、電
流特性の線形性を十分に確保することができるようにな
る。
As described above, according to the present invention, p
By deeply forming the mold buried region and providing an inactive region between the channel region and the channel region, the accumulation of holes under the channel region is effectively suppressed, the generation of kink is prevented, and the linearity of the current characteristic is reduced. Nature can be secured sufficiently.

【0045】次に、本発明者は、本発明のトランジスタ
と、従来のトランジスタとをそれぞれ試作し、基板リー
ク電流を比較評価した。
Next, the present inventors prototyped the transistor of the present invention and a conventional transistor, respectively, and compared and evaluated the substrate leakage current.

【0046】図5は、それぞれのトランジスタのドレイ
ン電圧・電流特性を表すグラフ図である。いずれのトラ
ンジスタにおいても、ゲート長は0.5μmとした。同
図から、PP型構造の場合には、ドレイン電圧が2ボル
トにおいて、本発明のトランジスタやBP型構造のトラ
ンジスタの約10倍のドレイン電流が流れ、ドレイン電
圧が8ボルトにおいては、約1000倍のドレイン電流
が流れることが分かる。
FIG. 5 is a graph showing the drain voltage / current characteristics of each transistor. In each of the transistors, the gate length was 0.5 μm. From the figure, it can be seen that, in the case of the PP type structure, when the drain voltage is 2 volts, the drain current flows about 10 times that of the transistor of the present invention and the BP type transistor, and when the drain voltage is 8 volts, about 1000 times It can be seen that a drain current flows.

【0047】これは、PP型構造の場合には、チャネル
領域の直下にp型領域が設けられていないために、基板
リーク電流が発生しやすいからである。特に、図5にお
いては、ゲート長が0.5μmとかなり短いトランジス
タについて示しているために、この傾向が強く表れてい
る。
This is because, in the case of the PP-type structure, the substrate leak current easily occurs because the p-type region is not provided immediately below the channel region. In particular, since FIG. 5 shows a transistor whose gate length is as short as 0.5 μm, this tendency is strong.

【0048】これに対して、本発明のトランジスタは、
チャネル領域の下にp型埋め込み領域を有するために、
基板リーク電流が効果的に抑制され、ドレイン電流も十
分に小さいことが分かる。すなわち、本発明のトランジ
スタでは、基板リーク電流をBP構造と同じレベルまで
抑制することができる。
On the other hand, the transistor of the present invention
To have a p-type buried region below the channel region,
It can be seen that the substrate leakage current is effectively suppressed and the drain current is sufficiently small. That is, in the transistor of the present invention, the substrate leakage current can be suppressed to the same level as in the BP structure.

【0049】以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の
形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体
例に限定されるものではない。例えば、本発明は、チャ
ネル領域とソース・ドレイン領域との間に中間濃度領域
を設けないトランジスタについても同様に適用して同様
の効果を得ることができる。
The embodiment of the invention has been described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, the present invention can be similarly applied to a transistor in which an intermediate concentration region is not provided between a channel region and a source / drain region to obtain a similar effect.

【0050】また、本発明において用いる材料は、具体
例として示したものに限定されず、これらの他にも、た
とえば、インジウム燐(InP)系やその他の化合物半
導体からなる電界効果トランジスタについて同様に適用
することができる。
The materials used in the present invention are not limited to those shown as specific examples. In addition, for example, the same applies to field effect transistors made of indium phosphide (InP) or other compound semiconductors. Can be applied.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、チャネル領域の下の正
孔の蓄積を効果的に抑制して、キンクの発生は効果的に
抑制し、線形性が改善されて、パワー特性が向上した。
According to the present invention, the accumulation of holes under the channel region is effectively suppressed, the generation of kinks is effectively suppressed, the linearity is improved, and the power characteristics are improved. .

【0052】また、本発明によれば、基板リーク電流も
十分に抑制することができる。
Further, according to the present invention, the substrate leakage current can be sufficiently suppressed.

【0053】さらに、本発明によれば、基板リーク電流
を増加させることなく、ゲート長を短縮することができ
る。その結果として、低リーク電流で周波数特性の優れ
たトランジスタを実現することができる。
Further, according to the present invention, the gate length can be reduced without increasing the substrate leakage current. As a result, a transistor with low leakage current and excellent frequency characteristics can be realized.

【0054】すなわち、本発明によれば、低リークで優
れた線形性を有し、周波数特性も良好なトランジスタを
実現することができ、従来困難であった、移動体無線の
増幅素子などの幅広い分野において用いて好適な電界効
果トランジスタを提供することができる。
That is, according to the present invention, a transistor having low leakage, excellent linearity, and excellent frequency characteristics can be realized. A field effect transistor suitable for use in the field can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による電界効果型トランジスタの概略構
成を表す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a field-effect transistor according to the present invention.

【図2】本発明のトランジスタのゲート部の下のドーピ
ングプロファイル図およびキャリア濃度プロファイル図
である。
FIG. 2 shows a doping profile diagram and a carrier concentration profile diagram below a gate portion of the transistor of the present invention.

【図3】比較のために評価した従来のBP型トランジス
タのドーピングプロファイル図およびキャリア濃度プロ
ファイル図である。
FIG. 3 shows a doping profile diagram and a carrier concentration profile diagram of a conventional BP-type transistor evaluated for comparison.

【図4】トランジスタの動作中の2次元的な正孔の濃度
分布を表すプロファイル図である。すなわち、同図
(a)は、本発明のトランジスタ、同図(b)は、従来
のPP型のトランジスタ、同図(c)は、従来のBP型
のトランジスタについての正孔の2次元的な濃度プロフ
ァイル図である。
FIG. 4 is a profile diagram showing a two-dimensional hole concentration distribution during operation of the transistor. That is, FIG. 2A shows a two-dimensional hole of the transistor of the present invention, FIG. 2B shows a two-dimensional hole of the conventional PP transistor, and FIG. 2C shows a two-dimensional hole of the conventional BP transistor. It is a density profile figure.

【図5】トランジスタのドレイン電圧・電流特性を表す
グラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing drain voltage-current characteristics of a transistor.

【図6】従来のBP構造を表す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing a conventional BP structure.

【図7】Pポケット型構造の概略構成を表す断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view illustrating a schematic configuration of a P pocket type structure.

【図8】BP型構造とPP型構造におけるゲート長と電
流駆動力(gm)の関係を示すグラフ図である。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a gate length and a current driving force (gm) in a BP type structure and a PP type structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電界効果トランジスタ 11、101 基板 12、112 チャネル領域 14、114 ソース領域 16、116 ドレイン領域 20、22、120、122 ゲート電極 26、126 側壁 30、130 ソース電極 32、132 ドレイン電極 40、140 中間領域 50、150 埋め込み領域 60 非活性領域 160 ポケット領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Field effect transistor 11, 101 Substrate 12, 112 Channel region 14, 114 Source region 16, 116 Drain region 20, 22, 120, 122 Gate electrode 26, 126 Side wall 30, 130 Source electrode 32, 132 Drain electrode 40, 140 Middle Region 50, 150 buried region 60 inactive region 160 pocket region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北 浦 義 昭 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiaki Kitaura 1 Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Toshiba R & D Center

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板の表面部分において第1導電型
の不純物が導入された第1の領域と、 前記半導体基板の前記第1の領域の下に設けられ第2導
電型の不純物が導入された領域と、 を備え、 前記第1の領域において実質的に前記第1導電型のチャ
ネル領域として作用する第1の部分と、 前記第2の領域において実質的に前記第2導電型の埋め
込み領域として作用する第2の部分と、 前記第1の部分と前記第2の部分との間に介在し、実質
的に前記第1導電型の半導体として作用せず、実質的に
前記第2導電型の半導体としても作用しない第3の部分
と、 が形成されてなることを特徴とする電界効果トランジス
タ。
A first region in which a first conductivity type impurity is introduced in a surface portion of the semiconductor substrate; and a second conductivity type impurity provided below the first region of the semiconductor substrate in which the second conductivity type impurity is introduced. A first portion substantially acting as the channel region of the first conductivity type in the first region; and a buried region of the second conductivity type substantially in the second region. A second portion acting between the first portion and the second portion, substantially not acting as the semiconductor of the first conductivity type, substantially the second conductivity type And a third portion which does not act as a semiconductor of the above.
【請求項2】半導体基板の表面部分に設けられた第1導
電型のチャネル領域と、 このチャネル領域の両側に設けられた第1導電型のソー
ス領域及びドレイン領域と、 前記チャネル領域の下に設けられた非活性領域と、 前記非活性領域の下に設けられた第2導電型の埋め込み
領域と、 を備えたことを特徴とする電界効果トランジスタ。
A first conductivity type channel region provided on a surface portion of the semiconductor substrate; a first conductivity type source region and a drain region provided on both sides of the channel region; A field effect transistor comprising: an inactive region provided; and a buried region of a second conductivity type provided below the inactive region.
【請求項3】半導体基板の表面部分に設けられた第1導
電型のチャネル領域と、 前記半導体基板の表面部分において前記チャネル領域の
両側にそれぞれ隣接して設けられ、前記チャネル領域よ
りも高いキャリア濃度を有する第1導電型の第1の中間
領域及び第2の中間領域と、 前記半導体基板の表面部分において前記第1の中間領域
に隣接して前記チャネル領域の反対側に設けられ、前記
第1の中間領域よりも高いキャリア濃度を有する第1導
電型のソース領域と、 前記半導体基板の表面部分において前記第2の中間領域
に隣接して前記チャネル領域の反対側に設けられ、前記
第1の中間領域よりも高いキャリア濃度を有する第1導
電型のドレイン領域と、 前記チャネル領域の下に設けられた非活性領域と、 前記非活性領域の下において、前記非活性領域と前記ソ
ース領域と前記ドレイン領域とに隣接して設けられた第
2導電型の埋め込み領域と、 を備えたことを特徴とする電界効果トランジスタ。
3. A channel region of a first conductivity type provided on a surface portion of a semiconductor substrate, and a carrier which is provided adjacent to both sides of the channel region on the surface portion of the semiconductor substrate and is higher than the channel region. A first intermediate region and a second intermediate region having a first conductivity type having a concentration; and A first conductivity type source region having a higher carrier concentration than the first intermediate region; and a first conductive type source region provided on the surface portion of the semiconductor substrate, adjacent to the second intermediate region and opposite to the channel region; A first conductivity type drain region having a higher carrier concentration than the intermediate region, a non-active region provided below the channel region, and a The field effect transistor, characterized in that the non-active region and the source region and the drain region and the second conductivity type provided adjacent to the embedded region, with a.
【請求項4】半導体基板の表面部分に設けられた第1導
電型のチャネル領域と、 このチャネル領域の両側に設けられた第1導電型のソー
ス領域及びドレイン領域と、 前記チャネル領域の下に設けられた第2導電型の埋め込
み領域と、 を備え、 前記埋め込み領域を形成するために前記基板に導入され
た前記第2導電型の不純物の濃度ピークの前記基板表面
からの深さは、前記チャネル領域を形成するために前記
基板に導入された前記第1導電型の不純物の濃度ピーク
の前記基板表面からの深さよりも、0.25μm以上深
く、 前記埋め込み領域を形成するために前記基板に導入され
た前記第2導電型の不純物の濃度ピークの前記基板表面
からの深さと、前記ソース領域及びドレイン領域を形成
するために前記基板に導入された前記第1導電型の不純
物の濃度ピークの前記基板表面からの深さとの差は0.
25μm以下であるものとして構成されたことを特徴と
する電界効果トランジスタ。
4. A channel region of a first conductivity type provided on a surface portion of a semiconductor substrate; a source region and a drain region of a first conductivity type provided on both sides of the channel region; And a buried region of the second conductivity type provided, wherein the depth of the concentration peak of the impurity of the second conductivity type introduced into the substrate to form the buried region from the surface of the substrate is: 0.25 μm or more deeper than the depth from the substrate surface of the concentration peak of the first conductivity type impurity introduced into the substrate to form the channel region, The depth of the concentration peak of the introduced second conductivity type impurity from the substrate surface, and the first conductivity type impurity introduced into the substrate to form the source region and the drain region. The difference between the impurity concentration peak and the depth from the substrate surface is 0.
A field effect transistor, wherein the field effect transistor is configured to be 25 μm or less.
【請求項5】半導体基板の表面部分に設けられた第1導
電型のチャネル領域と、 このチャネル領域の両側に設けられた第1導電型のソー
ス領域及びドレイン領域と、 前記非活性領域の下に設けられた第2導電型の埋め込み
領域と、 を有する電界効果トランジスタの製造方法であって、 半導体基板の表面に前記第2導電型の不純物を250k
eV以上の加速電圧で注入することにより、前記第2導
電型の埋め込み領域を形成する工程を備えたことを特徴
とする電界効果トランジスタの製造方法。
5. A channel region of a first conductivity type provided on a surface portion of a semiconductor substrate; a source region and a drain region of a first conductivity type provided on both sides of the channel region; And a buried region of the second conductivity type provided in the semiconductor device, wherein the impurity of the second conductivity type is added to the surface of the semiconductor substrate by 250 k.
forming a buried region of the second conductivity type by implanting at an acceleration voltage of eV or more.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6432803B1 (en) 1998-12-14 2002-08-13 Matsushita Electric Industrial Co., Inc. Semiconductor device and method of fabricating the same
JP2006507683A (en) * 2002-11-26 2006-03-02 クリー インコーポレイテッド A transistor including a p-type buried layer under a source region and a manufacturing method thereof.

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US6432803B1 (en) 1998-12-14 2002-08-13 Matsushita Electric Industrial Co., Inc. Semiconductor device and method of fabricating the same
JP2006507683A (en) * 2002-11-26 2006-03-02 クリー インコーポレイテッド A transistor including a p-type buried layer under a source region and a manufacturing method thereof.

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