JPS5961969A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS5961969A
JPS5961969A JP57172174A JP17217482A JPS5961969A JP S5961969 A JPS5961969 A JP S5961969A JP 57172174 A JP57172174 A JP 57172174A JP 17217482 A JP17217482 A JP 17217482A JP S5961969 A JPS5961969 A JP S5961969A
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recess
semiconductor layer
semiconductor
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JP57172174A
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JPS6357948B2 (ja
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Kinshiro Kosemura
小瀬村 欣司郎
Yoshimi Yamashita
良美 山下
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/40FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels
    • H10D30/47FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels having two-dimensional [2D] charge carrier gas channels, e.g. nanoribbon FETs or high electron mobility transistors [HEMT]
    • H10D30/471High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT]
    • H10D30/475High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT] having wider bandgap layer formed on top of lower bandgap active layer, e.g. undoped barrier HEMTs such as i-AlGaN/GaN HEMTs
    • H10D30/4755High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT] having wider bandgap layer formed on top of lower bandgap active layer, e.g. undoped barrier HEMTs such as i-AlGaN/GaN HEMTs having wide bandgap charge-carrier supplying layers, e.g. modulation doped HEMTs such as n-AlGaAs/GaAs HEMTs

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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】 (1)発明の技術分野 本発明は同一導電型の一テロ接合を有する半導体装置に
関するものである。
(2)従来技術と問題点 従来同一導電型の一テロ接合、すなわちn型とn型、n
型とノンドープ、p型とp型及びp型とノンドープの接
合を有する高移動度トランジスタの構造として第1図及
び第2図に示される構成がある。
第1図に示される構造は例えばGaAsのノンドープ層
1上に第1のn型AtGaAS層(電子供給層)2、第
2のn fjl AtGaAs J@ 3 、n型Ga
As層4、及びソース電極6、ドレイン電極7を形成し
た後ウェットエツチングによってリセスAi形成し、続
いてショットキーゲート電極8を形成して完成されたも
のである。一方第2図に示される構造はGaAsのノン
ドープ層1上に第1図と同様に第1のn型AAGaAs
層(11!子供給層)2、第2のn型AtGaAs層3
、n型GaAs層4及びソース電極6、ドレイン電極7
を形成後、該n型GaAs層を1部ドライエツチングに
よってリセスを形成しそのリセスの部分にショットキー
ダート電極8を形成して完成されたものである。これら
の構成を有する半導体装置にあっては、ノンドーグGa
As層1のn型AtGaAs層2とのへテロ界面近傍に
発生する二次元電子ガス層9を、ゲート電極8とn型A
tGaAs層との間に生ずる空乏層によって制御する。
ここで、第1図に示される半導体装置の場合、ダート電
極8はリセスA上で、n型GaAs層4と間隙Bを有し
て配置されており、第2図に示される半導体装置の場合
には、ダート電極8はリセスA上であシ且つn型GaA
s層4と接して配置でれている。
第3図(a) 、 (b)、第4図(a) 、 (b)
はそれぞれ1g1図、第2図に示される半導体装置にお
けるソース・ドレイン間の電圧(VD8)と、ソース・
ドレイン間の電fi(IDs)の静特性(&)X並びに
ドレイン、ケ゛−ト間のショットキー耐圧特性(b)を
示したものである。
第3図(、)と第4図(a)とを比較してみると、第3
図(a)の方が電圧変化に対する電流の変化の割合が小
さい。すなわちトランスコンダクタンス(Fm)が小さ
い。一方シ、ソトキー耐圧は第4図(b)よ勺第3図(
b)の方が大きい値である。従って、第2図のような構
造の方が大きな増幅特性を有し、特性上好ましいがショ
ットキー耐圧が小さいため高ドレインパイアヌ動作及び
動作時のダート電流の点で不利である。
(3)発明の目的 上記欠点′t−鑑み、本発明の目的は高トランスコンダ
クタンスでしかも高シヨツトキー耐圧を有する半導体装
置を提供することにある。
(4)発明の構成 本発明の目的は電子親和力の大きな第1の半導体層と、
該第1の半導体層上に配置され電子供給層を構成する電
子親和力の小さなn型の第2の半導体層と、し第2の半
導体層上に配設され、選択的にリセスが設けられたn型
の第3の半導体層と、該第3の半導体層上に前記リセス
をはさんで配設されたn型の第4の半導体層と、前記第
3の半導体層に設けられたリセスに配設されたゲート電
極と、前記第4の半導体層上に配設されたソース電極、
ドレイン電極とを備えてなることを特徴とする半導体装
置によって達成される。
(5)発明の実施例 以下本発明による半導体装置をその製造工程に従って詳
細に説明する。
第5a図ないし第5g図は本発明に係る半導体装置の製
造工程の一実施例を示す概略断面図である。
本発明によれば、まず第5a図に示すように、ノンドー
グのGaAs又はクロームをドーピングした半絶縁性G
aAs基板(図示せず)上に分子線エピタキシャル法に
よって約3000[X)の厚さのGaAsのノンドープ
層(n’−−GaAs ) 11を形成し、続いて電子
供給層を構成する約soo[X]の厚さのn型AtGa
Ag層(n+−AAo、a GILo、7 AI) 1
2を形成し、更に約soo[l)の厚さのn型AtGa
As層(n+−AtxGal−xA@)13、更に約6
00〔^〕の厚みにn型GaAs 層(n+−GaAs
 ) 14を連続At6,3 Ga4.7 Asの組成
を有し、表面すなわちn型GaAs層14に近づくに従
ってAAo量が減少され、該n型GaAs層14に近接
する部分ではAtがほとんど零すなわちGaAsの組成
を有する本のとされる。このような組成変調ドーグとす
ることによJ 、n型GaAs層14を介してのソース
、ドレインの電極の導出を良好になし得る。
また該n型GaAs+層14は、かかるソース、ドレイ
ン電極の抵抗性接触を良好にし、よシ低抵抗な電極の導
出を可能とするとともに、n型AtGaAs層13にお
ける表面空乏層の発生を防止することができる。なおこ
れら層の成長の際に用いられたキャリア濃度は2xlO
cm  であった。
次にn型GaAs f@ 14をメサエッチングして活
性領域を形成し、更にレジスト層(図示せず)をパター
ニングした後真空蒸着法によってA u/A u G 
e(12重量%)を連続蒸着し、リフトオフによって第
5b図に示すようにソース電極16及びドレイン電極1
7を形成し、約450〔℃〕で合金化することによって
ソース及びドレインのメーム接触15を形成した。
次に第5C図に示すようにレジストを6000〜1oo
ooC久〕程度、 ソース電極16、ドレイン電極17
及びn型GaAs層14上に塗布し、電子線リソグラフ
ィ技術によってり゛−ト電極用レジストパターン18を
形成する。この後、レジストパターン18の開口幅Cを
利用し例えば真空度5Paのcct2r’2とHeの1
:1混合ガス中で、周波数13.56[■lz]、パワ
ー密度0.18 (WA7rL2〕 の高周波電力を用
いてn型GaAs層14をドライエツチングする。この
ドライエツチングの際レジスト18の開口幅Cと同一長
Cの幅を有する第1のリセス19が該n型GaAs層1
4に形成される。n型GaAs層14のエツチングレー
トはn mAAGaAs層13に比較して約200倍程
度なのでn型GaAsN14のエツチングが完了しn型
AtG a A g層13表面でリセスのドライエツチ
ングが自動的に停止する。
次にmse図に示すように、エツチングレートが約20
0〔X/分〕のGaAsエツチング液、例えば(弗酸、
過酸化水素系混合水溶液)を用いてエツチングを行ない
リセス19(第5d図)の下方のリセス20(以下二段
目のリセスと称す)を形成する。このウェットエツチン
グによってn型GaAs層14に形成されていたリセス
19(第5d図)の幅を広げリセス19′と形成する。
同時にn型AtGaAs層13に二段目のリセス2oが
形成され、段付きリセス20′ヲ得る。勿論、この二段
目のリセス20の深さは(ソース、ドレイン電流)に基
づく所望の位置でエツチングを停止することによって得
られる。
次に第5f図に示すように、レジスト18をマスクとし
てダート電極形成用金属、(21、21〜例えばアルミ
ニウムを05〜1.o〔μm〕の厚みに蒸着形成する。
次に第5g図に示すように、リフトオフによってレジス
ト18及びダート金属21を除去しショットキーゲート
電極21′を段付きリセス20’部分のn型AtGaA
s層13上に形成する〇かかる構成において、ノンドー
7’GaA3層11のn型AtGaAs #l 2との
へテロ界面近傍に発生する二次元電子層22をダート電
極21′によって制御する。
このようにして形成されたダート電極21′はn型Ga
As層14が0.05〜0.4 Cμm)程度離隔して
いるので、ショットキー耐圧が従来例の第2図の場合、
0.8ないし1.0[V]程度であったものが5.0な
いし12.0(V)に向上する。更に又リセス幅がダー
ト電極21’幅に近接する程度に例えば0、05〜0.
4 (μm) 、好ましくは0.05〜0.1 Cμm
)に狭くすることが可能になるので、直列抵抗を低減す
ることが出来、トランスコンダクタンスが増加する。
(6)発明の詳細 な説明したように、本発明に係る半導体装置のR櫨彷塘
によればトランスコンダクタンスとショットキー耐圧特
性を共に良好に兼ね備えた半導体装置を得ることが出来
る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の実施例を説明するための概略
断面図であシ、第3図(a) 、 (b)及び第4図(
a) 、 (b)はそれぞれ、第1図及び第2図の実施
例が示す静特性であシ、第58図ないし第5g図は本発
明に係る半導体装置の製造方法の一実施例を示す概略断
面図である。 ] + 11−GaAsのノンドープJiJ (n  
−GaAs)、2.12−n型ALG aA s層(n
+−At6.3 G i o、7 A s )、3.1
3・・・n型AtGaAs層(n+−AjxGa I 
−x As )、4.14−=n型GaAs層(n −
GaAs)、5.15・・・オーム接触、6,16・・
・ソース電極、7.17・・・ドレイン電極、18・・
・レジスト、19.19’・・・第1のリセス、20・
・・第2のリセス、20′・・・段付きリセス、21・
・・ダート金属、8.21’・・・ダート電極、9,2
2・・・二次元電子層。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士  青 木    朗 弁理士西舘和之 弁理士  内  1) 幸  男 弁理士  山 口  昭 之 #18IJI書の浄書(内容(こ変更なし)第 11招 第 21捌 第3図 (Q)             (b)−”Vo、s
() 第4図 (a)             (b)第5d世 第5山λ1 第59’l七!i 手続補正書(自発) 昭和57年10月2−8日 特許庁長官若杉和夫殿 1、事件の表示 昭和57年 特許願  第172174号2、発明の名
称 半導体装置 3、補正をする者 寸・件との関係  特許出願人 名 称 (522)冨士通株式会社 4、代理人 図   面    (全 図  ) 6 補正の内容 正式図面を遺児し捷す。(内容に変更なし)7、添付書
類の目録 正式図面    1通

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電子親和力の大きな第1の半導体層と、該第1の半導体
    ノー上に配設され電子供給層を構成する電子親和力の小
    さなn型の第2の半導体層と、該第2の半導体層上に配
    設芒れ選択的にリセスが設けられたn型の第3の半導体
    層と、該第3の半導体層上に前記リセスをはさんで配設
    されたn型の第4の半導体層と、前記第3の半導体層に
    設けられたリセスに配設されたダート電極と、前記第4
    の半導体層上に配設されたソース電極、ドレイン電極と
    を備えてなることを特徴とする半導体装置。
JP57172174A 1982-09-30 1982-09-30 半導体装置の製造方法 Granted JPS5961969A (ja)

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JPS6357948B2 JPS6357948B2 (ja) 1988-11-14

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63258023A (ja) * 1987-04-15 1988-10-25 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPH0318037A (ja) * 1989-06-14 1991-01-25 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63258023A (ja) * 1987-04-15 1988-10-25 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPH0318037A (ja) * 1989-06-14 1991-01-25 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

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