JPS59175773A - 電界効果トランジスタ - Google Patents

電界効果トランジスタ

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JPS59175773A
JPS59175773A JP58050851A JP5085183A JPS59175773A JP S59175773 A JPS59175773 A JP S59175773A JP 58050851 A JP58050851 A JP 58050851A JP 5085183 A JP5085183 A JP 5085183A JP S59175773 A JPS59175773 A JP S59175773A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
electrode
source
recess
drain
Prior art date
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Pending
Application number
JP58050851A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Hayashi
一夫 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to FR8404671A priority patent/FR2543365B1/fr
Publication of JPS59175773A publication Critical patent/JPS59175773A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/80FETs having rectifying junction gate electrodes
    • H10D30/87FETs having Schottky gate electrodes, e.g. metal-semiconductor FETs [MESFET]
    • H10D30/877FETs having Schottky gate electrodes, e.g. metal-semiconductor FETs [MESFET] having recessed gate electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/80FETs having rectifying junction gate electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/27Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
    • H10D64/311Gate electrodes for field-effect devices
    • H10D64/411Gate electrodes for field-effect devices for FETs

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は電界効果トランジスタ(FET)、%に、ゲ
ートにショットキーパVヤ電極を用いたNETの改良に
関するものである。
〔従来技術〕
第1図は従来のヒ化ガリウム(GaAs)FETの一例
を示す断面図で、GaAs半絶縁性基板(1)の上に高
抵抗バッファ層(2)を成長させ、更に、その上に薄い
n形動作層(3)を成長させたエピタキシャルウェーハ
を用い、動作層(3)の上に互いに離れて動作層(3)
にオーミック接触をするソース電極(4)およびドレイ
ン電極(5)を形成し、これらの間にゲートショットキ
ー電極(6)を形成した構造を有している。
このFE、Tの動作電流■。8sを決定する動作層(3
)の厚さを、あらかじめ所望の電流値が得られる厚させ
で薄くし、その後に各電極を形成したものであるO このように、第1図の構造では蜆J作層(3)が尚くて
長いので、ソース・ドレイン間の抵抗が大きくなる。G
aAs FETの低雑音化、高出力化、高効率化という
ような高性能化には、入力側すなわち、ソース・ゲート
間の抵抗(一般にソース抵抗RSと呼ばれる。)を低減
する必要がある。
第2図はこのような点を考慮に入れた従来のGaAs 
FETの他の例を示す断面図、第3図はこの従来例のゲ
ート近傍の拡大断面図で、この例では動作層(3a)の
厚さが第1図における動作層(3)の厚すの3倍程度の
エビタキシャルウェーハヲ用イ、ゲートショットキー電
極(6)の下の部分に凹部(リセス)(7)を形成し、
その部分の動作層(3b)の厚さを第1図における動作
層(3)の厚さと等しくして、所望の動作電流よりS’
Sを得るとともに、ソース・ゲート間の動作Jl (3
a)を厚くすることによってソース抵抗RSを低くして
いる。
ところが、この第2図、第3図の従来例では、ゲート耐
圧がゲート部リセス(7)の幅Fに関係し、幅Fが広い
ほどゲート耐圧が高い。一方、リセス(7)の幅Fを大
きくすると、厚さの薄い動作層の部分(3a)が増加す
るので、ソース抵抗Rsが増加し、リセス構造としたメ
リットを減少させる。
そこで、高出力FETで高いゲート耐圧が要求される場
合には、ゲート耐圧とソース抵抗Rsとの妥協点を実験
的に見出し、リセス(7)の幅Fを決定していた。すな
わち、第2図、第3図の従来例ではゲート耐圧とソース
抵抗R8との間はトレード・オフの関係にあるので、両
者を同時に向上させることは不可能であった。
一方、小信号用低雑音FETのように、あ1り大きいゲ
ート耐圧を必要としない素子では、低雑音化の要求から
、ソース抵抗R8の低減が重装であり、リセス幅Fをよ
り狭くしたい。ところが、リセス幅Fはゲート形成時の
写真製版用のポトレジストの除去された窓の幅と、リセ
ス部をエツチングする際のサイドエツチングの量とで一
義的に最小幅が決定されてしまい、例えばゲート長Eが
1μm1リーじス(7)の深さDが0.7.μIΩ程度
のときは、リセス(7)の幅Fは1.5μm以上になっ
てし甘う。このように、第2図、第3図の従来例の構造
ではソース抵抗RSの低減にも限界があった。
また、GaAs FETの低雑音化、高出力化などのよ
うな高性能化においては、ゲート(6)の下に伸び層 る空乏層の容量C(以下「空乏怠容童Cg」という。)
を低減することも非常にMliで、そのために従来から
ゲート長Eを短かくすることに力がそそがれてきた。そ
して、現任ではこのゲート長Eはホトレジストの窓の幅
、つまり、写真製版時のマスクの精度で一義的に決定さ
れる。従って、量芹性、夛留りを考えると、ゲート本数
の少ない小信号用FETではゲート長Eは0.3〜0.
5μm1ゲ一ト本数の多い高出力FETではゲート長1
Bは。、訃〜1.0μmが限界と考えられる。
〔発明の概要〕
この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、ゲ
ート電極をリセス内のソース電極寄りに形成することに
よって、ゲート・ドレイン間耐圧BVGDOを向上させ
るとともに、ソース抵抗RF3を低減させた高性能なF
1℃Tを提供するものである。
〔発明の実施例〕
第4図はこの発明の一実施例を示す断面図で、従来例と
同一符号は同一または相当部分を示す、この実施例では
従来例と同様、動作層(3a)へのリセス(7)はソー
ス′硫極(4)とドレイン電極(5)との間の中央部に
形成され、ゲート電極(6)のみがリセス(7)のソー
ス電極(4)側に賄って形成されている。第5図はこの
実施例のゲート電極の形成方法を示す断面図で、通常の
エピタキシャル・ウェーハのWい動作層(3a)の上に
、ソース電極(4)およびドレイン電極(5)を形成し
た後に、従来と同様の中央部に幅Wの開孔を有するゲー
ト形成用ホト【/シストマスク(8)を形成する。その
後に、ソース電極(4)とドレイン電極(5)との間に
流れる電流が所望の値を示すまでゲート部をエツチング
してリセス(7)を形成する。ここまでは従来と同様で
ある。次に、ケート電極用金属をウェーハ面(こ対して
垂直になるような蒸着源ビームを用いてゲート電極ン形
既すると第2図に示したような従来例構造が(9られる
この実施例の構造を得るには、第5図に一品鎖線で示す
ように蒸着源ビームを斜め方向から供給してゲート電極
(6)を形成すればよい。この蒸治のビームの供給角近
は、ゲー1’ ri 極(61のドレイン側のエツジa
からリセス(7)のドレイン側のエツジb1での距離A
が所要のゲート・ドレイン間耐圧sV co。
が得られるような値になるように設定する。
ゲートf[=l圧は一般にリセス(7)の幅Fで決定さ
れると考えられており、高li!4圧化のためには、こ
のリセス幅Fを広げる方法がとられてきたか、更に詳細
な実験を行なった結果、ゲート耐圧はリセス(7)の深
さDと関係し・、ケート・ドレイン間の耐圧BV[lD
Oはグーl−電極(6)のドレイン側のエツジ8とリセ
ス(7)のドレイン側のエツジbとの間の距離Aに関係
し、ま7zこ、ゲート・ソース間の耐圧はゲート’It
 Fk [6)のソース側エツジCとリセス(7)のソ
ース側エツジdとの間の距離Bに関係することが判った
。第6図はリセスの深さが0.7μmのときの上記距t
ilt Aとゲート・ドレイン間の耐圧BV a o 
oとの関係を示す。この関係Aj 1,1セス(7)の
深さDによって変化するが、距離A、が大きい程、ゲ〜
1・・ドレイン間耐圧BII。DOは大きくなる。
一般にF’ETを動作させる場合、ソース電極(4)は
接地し、ゲート電極(6)に負、ドレイン電極(5)に
正のバイアス電圧を印加する。従って、ゲート・ドレイ
ン間はゲート・ソース間に比して、より大きな逆電圧が
かかることになる。そこで、ゲート・ドレイン間耐圧B
Vo、。の大きいことが必要となる。一方、ゲート・ソ
ース間耐圧BvG8oはビンチオンさせるに十分ノJた
けの耐圧があれはよく、一般に、ピンオフ電圧■、は3
〜4v程度であるので、ソース・ゲート間耐圧BVos
oは5〜工OVあればよく、従って、第4図の実施例の
構造では距離Aが犬さくなると距離Bは減少してケート
・ソース間耐圧Bv6soは低下するが、動作上問題に
はならない。
互7こ、距離Bは、第5図に示したようにホトレジスト
マスク(8)の開孔の幅Wと厚さTとでき才る角度θ〔
=tan’(シ)〕およびリセス(7)の深さDによっ
て距離Bの最小値はき1す、ホトレジストマスク(8)
の開孔を従来の方法で形成している限り、距離Bは■、
≧BvGSOとなる程せまくなることは7よい。また、
距離Bが零になってもv、aBv、、。とtlることか
ン2いことも碓められている。従って、謁4図の実施例
の構造は第5図に示した方法で極めて容易に製造するこ
とができ、これによって、ゲート耐圧の大きいF’ET
が容易に得られる。
また、第4図の実施例ではゲート電極(6)とソース電
極(4)との距離ay減少させる構造になっており、ソ
ース抵抗R8の低減か図れる。また、ドレイン側に動作
層(3a)の厚さの薄い領域が増加した形となるので、
チャネル抵抗が太きく、即ちドレインコンダクタンスg
、が減少し、これによって利得が増大する効果もある。
以上説明した方法は、第4図の実施例の構造を得る一つ
の方法であり、写真製版などによって、距離Bを小さく
し、距離Aを増大させることもできる。
第7図および第8図はそれぞれこの発明の他の実施例お
よび更に他の実施例を示す断面図である。
第7図の実施例はリセス(7)をドレイン側のみに広げ
、ゲート電極(6)をソース電極(4)とドレイン電極
(5)との間の中央の位置に、ウェーハ面に垂直な方向
の蒸着ビームで形成したもので、ゲート・ドレイン間耐
圧BVo、。および利得の向上が可能で、ゲート・ソー
ス間耐圧Bvosoおよびソース抵抗R8は従来と同等
である。また、第8図の実施例はリセス(7)をその幅
は従来通りで、ソース寄りの位置に形成したものでゲー
ト・ドレイン間耐圧Bv(+ D Qおよび利得の向上
のみでなく、ソース抵抗Rsおよび空乏層容量Cgの低
減が可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明ではを11作層にリセス
構造を有するFETにおいて、そのリセス内でゲート電
極をソース寄りに形成したので、ソース抵抗RSとゲー
ト耐圧B■o、。とをともに向上させることが可能とな
り、FKTO高耐圧化、高効率化および低雑音化を同時
に達成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のGaAs FETの一例を示す断面図、
第2図はリセス構造の従来のGaA−s FETの他の
例を示)−所丁面区、第3図は第2図の従来例のゲート
近傍の拡大断面1、第4図はこの発明の一実施例を示す
断面図、第5図はこの実施例のゲート電極の形成方法2
示ず断面図、第6図はリセス内のゲート電極の位置とゲ
ート・ドレイン間耐圧との関係の一例を示す特性図、第
7図および第8図はそれぞれこの発明の他の実施例およ
び更に他の実施例を示す断面図である。 図において、(3a)は動作層、(4)にソース′融極
、(5)はドレイン電極、(6)はゲートショットキー
電極、(7)は凹部(リセス)である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人   葛 野 信 −(外1名)第1図 第2図 第3図 1(−−−−/−−−一重 鎖4図 第ら図 第6図 第7図 第8図 !I−!許庁長宮殿 l 事件の表示   す、)願昭58−5085142
、発明の名称   電界効果トランジスタ3、補正をす
る者 代表者片由仁へ部 4代理人 \、□ \ 5 補正の対象 明細病の発明の詳細な説明の株および図面の第6図 6、補正の内容 fN  明細省の第6頁原17行に「SVo、。Jとあ
るのを’ ”ODO’と訂正する。 (21四、第7頁第2〜8行に[ゲート耐圧はリセスー
ーーー距離Bに関係する」とあるのを「ケート・トレイ
ン間の対圧′BV。、。およびケート・ノース間の耐圧
はともにリセス(7)の深ネDに関係し、更に前者はケ
ート電極(6jのトレイン側のエツジaとリセス(7)
のトレイン側エンジbとの間の距離1〜に関係し、後者
はケート電極(6)のソース側エツジCとす七ス(7)
のソース側エツジdとの−」の距離Bに関係する」と削
正する。 (3)図面の第6図を添伺図の通りに引止する。 7、添付1類の目録 訂正後の第6図を示す図面       1通以上 第(3図 −一一一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1)  n形半導体からなる動作層の上面に互いに所
    要距離隔ててソース電極およびドレイン電極を形成し、
    上記ソース電極とドレイン電極との間の上記動作層上面
    の一部に四部を形成し、上記凹部内の上記ソース電極寄
    りの位置にゲートショットキー電極を形成してなること
    を特徴とする電界効果トランジスタ。 (2)  半導体がヒ化ガリウムであることを41¥−
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の電界効果トランジ
    スタ。
JP58050851A 1983-03-26 1983-03-26 電界効果トランジスタ Pending JPS59175773A (ja)

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JP58050851A JPS59175773A (ja) 1983-03-26 1983-03-26 電界効果トランジスタ
FR8404671A FR2543365B1 (fr) 1983-03-26 1984-03-26 Transistor a effet de champ

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JP58050851A JPS59175773A (ja) 1983-03-26 1983-03-26 電界効果トランジスタ

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JPS59175773A true JPS59175773A (ja) 1984-10-04

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ID=12870217

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JP58050851A Pending JPS59175773A (ja) 1983-03-26 1983-03-26 電界効果トランジスタ

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