JPS60206177A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS60206177A JPS60206177A JP59063947A JP6394784A JPS60206177A JP S60206177 A JPS60206177 A JP S60206177A JP 59063947 A JP59063947 A JP 59063947A JP 6394784 A JP6394784 A JP 6394784A JP S60206177 A JPS60206177 A JP S60206177A
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- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/40—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels
- H10D30/47—FETs 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]
- H10D30/471—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT]
- H10D30/475—High 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
- H10D30/4755—High 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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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(IL) 発明の技術分野
不発[JJに半導体装置の製造方法、特に変調ドーピン
グの特性全損う仁となく高誤度で印い不純物導入領域を
形成する半導体装置の製造方法に関する。
グの特性全損う仁となく高誤度で印い不純物導入領域を
形成する半導体装置の製造方法に関する。
(b〕 技術の背景
現在はシリコン(Si)牛得体装置が主力とされている
が、81半導体装置の高速化はキャリアの移動度などの
Siの物性により制約うれろt:めに、キャリア移動度
がStよj)遥かに大きい砒化ガリウム(GaAs)な
どの化合物半尋体會用いて、尚連化、低消費電力化全実
現する努力が重ねられている。
が、81半導体装置の高速化はキャリアの移動度などの
Siの物性により制約うれろt:めに、キャリア移動度
がStよj)遥かに大きい砒化ガリウム(GaAs)な
どの化合物半尋体會用いて、尚連化、低消費電力化全実
現する努力が重ねられている。
従来の構造のStもしくはGaAs等の化合物音用いた
半導体装置においては、キャリアは不純物イオンが存在
している正間金移動する。仁の移動に際してキャリアは
格子振動および不純物イオンによって散乱を受けるが、
格子振wJvcよる散乱の確率ケ小さくするために温度
を低下させると、イオン化不純物散乱の確率が大きくな
って、キャリアの移動度がこれによって制限される。・
この不純物散乱効果全排除するために不純物が添加され
る領域と、キャリアが移動する領域とを空間的に分離し
て、特に低温におけるキャリアの移動度を増大せしめた
ヘテロ接合形電界効果トランジスタ(以下へテロ接合F
ITと略称する)によって一層の高速化が実現されてい
る0Cc) 従来技術と問題点 従米知られているヘテロ接合FETの一例を第1図(a
)に示す。半絶縁性GaAs基板1上にGaAs層2と
これより°電子親和力の小さい砒化アルミニウム・ガリ
ウム(AtGaAs )層3とが設けられて、両層の界
@はヘテロ接合全形成している。AtGaAs層3にド
ナー不純物としてシリコン(81)が導入されてn型と
なっており、GaAs層2にノンドープのL型である。
半導体装置においては、キャリアは不純物イオンが存在
している正間金移動する。仁の移動に際してキャリアは
格子振動および不純物イオンによって散乱を受けるが、
格子振wJvcよる散乱の確率ケ小さくするために温度
を低下させると、イオン化不純物散乱の確率が大きくな
って、キャリアの移動度がこれによって制限される。・
この不純物散乱効果全排除するために不純物が添加され
る領域と、キャリアが移動する領域とを空間的に分離し
て、特に低温におけるキャリアの移動度を増大せしめた
ヘテロ接合形電界効果トランジスタ(以下へテロ接合F
ITと略称する)によって一層の高速化が実現されてい
る0Cc) 従来技術と問題点 従米知られているヘテロ接合FETの一例を第1図(a
)に示す。半絶縁性GaAs基板1上にGaAs層2と
これより°電子親和力の小さい砒化アルミニウム・ガリ
ウム(AtGaAs )層3とが設けられて、両層の界
@はヘテロ接合全形成している。AtGaAs層3にド
ナー不純物としてシリコン(81)が導入されてn型と
なっており、GaAs層2にノンドープのL型である。
n型AtGaAa I曽3(電子供給層という)からl
型GaAs層2(チャネル層という)へ遷移した電子に
よって2次元電子ガス2人かへテロ接合界面近傍に生成
され、七〇電子一度をゲート電極4に印加される電圧で
制御することによって、ソース電極5と士壬ヰ11鷺4
祐れる。この様にヘテロ摺合ITのチャネルである2次
元電子ガス2人がノンドープの半導体19ンに形成され
、更にAtGaAs l@3の^1J記ヘデロ接合近傍
ににノンドープのスベー+)−領域が追常設けられて、
高い電子移動度が得られている。、このヘテロ接合FE
Tのソース電極5及びドレイン電極6と2次元電子ガス
2八〇)領」或との同は、低い抵抗飢で専通しているこ
とが8豐である。このために本特許出願人に先に特願昭
56−77657号によって、第1図Φンに例示する如
く、ゲート′電極4が設けられる領fi以外のAtQa
Asl曽3上に出力電極接続層としてGaAs層7を形
成し、このGaAs ItW 7上にソース電極5及び
ドレイン電極6を設けた半導体装置を提供している。こ
のGaAs層7は通常シリコンがドープされたn血とさ
れているが、その濃度は1〜2 X l O” (cm
−” 〕程度に止まる。このn W GaAs +=
7にAuGe /Au %によってオーミック電極全配
設し、450℃、5分程フズ“〆?1 度の合金化工程を施し、オーミック$珍ヲ形成するが、
n型GaAs層7のキャリア一度が充分に高くなく、か
つ合金層の深さのばらつき等も必りて、2次元市1子ガ
スとソース及びドレイン’5mとの間のみ通が往往(・
Cして不充分となる。
型GaAs層2(チャネル層という)へ遷移した電子に
よって2次元電子ガス2人かへテロ接合界面近傍に生成
され、七〇電子一度をゲート電極4に印加される電圧で
制御することによって、ソース電極5と士壬ヰ11鷺4
祐れる。この様にヘテロ摺合ITのチャネルである2次
元電子ガス2人がノンドープの半導体19ンに形成され
、更にAtGaAs l@3の^1J記ヘデロ接合近傍
ににノンドープのスベー+)−領域が追常設けられて、
高い電子移動度が得られている。、このヘテロ接合FE
Tのソース電極5及びドレイン電極6と2次元電子ガス
2八〇)領」或との同は、低い抵抗飢で専通しているこ
とが8豐である。このために本特許出願人に先に特願昭
56−77657号によって、第1図Φンに例示する如
く、ゲート′電極4が設けられる領fi以外のAtQa
Asl曽3上に出力電極接続層としてGaAs層7を形
成し、このGaAs ItW 7上にソース電極5及び
ドレイン電極6を設けた半導体装置を提供している。こ
のGaAs層7は通常シリコンがドープされたn血とさ
れているが、その濃度は1〜2 X l O” (cm
−” 〕程度に止まる。このn W GaAs +=
7にAuGe /Au %によってオーミック電極全配
設し、450℃、5分程フズ“〆?1 度の合金化工程を施し、オーミック$珍ヲ形成するが、
n型GaAs層7のキャリア一度が充分に高くなく、か
つ合金層の深さのばらつき等も必りて、2次元市1子ガ
スとソース及びドレイン’5mとの間のみ通が往往(・
Cして不充分となる。
他のオーミック堀住形成の従来例としては、第1図(C
)にV+1示−支る如く、ソース電極5及びドレイン1
を位6下の領域8に2次元電子カス2人に達する深さに
予めセレンC3e)*?にイオン注入法によって尋人づ
°る方法が必る。しかしlがらn型GaAs電子供組層
3にドープされているシリコンが拡散して2次元電子カ
ス2人の移動度が低下する手を防止J′るために(・ユ
、注入したイオンの活性化熱処理ガムが最大900〔℃
〕、10秒間程度の赤外線順JA等に限定される。この
ためにこの方法によって実状される領域8のi型GaA
s I曽2のヘテロ」χ合界面近傍のキャリア両度はl
X 10 ” 〔ttn−’)程度に止1す、充分に
低いオーミックa抗1直が得られ・よいという欠点かわ
る。
)にV+1示−支る如く、ソース電極5及びドレイン1
を位6下の領域8に2次元電子カス2人に達する深さに
予めセレンC3e)*?にイオン注入法によって尋人づ
°る方法が必る。しかしlがらn型GaAs電子供組層
3にドープされているシリコンが拡散して2次元電子カ
ス2人の移動度が低下する手を防止J′るために(・ユ
、注入したイオンの活性化熱処理ガムが最大900〔℃
〕、10秒間程度の赤外線順JA等に限定される。この
ためにこの方法によって実状される領域8のi型GaA
s I曽2のヘテロ」χ合界面近傍のキャリア両度はl
X 10 ” 〔ttn−’)程度に止1す、充分に
低いオーミックa抗1直が得られ・よいという欠点かわ
る。
(d) 発明の目的
4・−発明にr3fJ if夕、)へフロ接合F E
Tの如く変調ドーピングされた牛尋体恭体V仁、該袈駅
ドービンダの効果乏・損19ことlく、メーミック払)
す、等に適する高キャリアOり擾j疋す;域奮形u4す
る半力体装丘14のM遣方法を提供づ−ること全目的と
するっ(e)発明の栴ノぷζ 不発明の前記目的に、第1の不純物を含む第1の半熟体
1把上に第2の不純′#Jを含む第2の半41体層t−
選択的に設けた半蔓付基体をエネルギー線の照射によっ
て力1」熱し、該第1の不純物より人きい拡散長音Mす
る該第2の不純物を■興1の生碑3体層を越えて拡散さ
せる半み体叡1fq: a)製造方法によV達成されろ
。
Tの如く変調ドーピングされた牛尋体恭体V仁、該袈駅
ドービンダの効果乏・損19ことlく、メーミック払)
す、等に適する高キャリアOり擾j疋す;域奮形u4す
る半力体装丘14のM遣方法を提供づ−ること全目的と
するっ(e)発明の栴ノぷζ 不発明の前記目的に、第1の不純物を含む第1の半熟体
1把上に第2の不純′#Jを含む第2の半41体層t−
選択的に設けた半蔓付基体をエネルギー線の照射によっ
て力1」熱し、該第1の不純物より人きい拡散長音Mす
る該第2の不純物を■興1の生碑3体層を越えて拡散さ
せる半み体叡1fq: a)製造方法によV達成されろ
。
前記工ろ(ルギー線としては例えは赤外線が適しており
、また、前記第1及び第2の半導体層が■−■族化合物
牛尋体によって構広されていっとき、例えば前記第1の
不純物音シリコン、前記第2の不純物を錫とする組合わ
せがある〇 (f〕 発明の実施例 以下不発明を実施例により図mk診照して具体的に説明
する0 第2図(aJ乃至(山はヘテロ接合FETVC不兄明分
、適用したqU組′/I」を示す工程j−B’ft曲図
である。
、また、前記第1及び第2の半導体層が■−■族化合物
牛尋体によって構広されていっとき、例えば前記第1の
不純物音シリコン、前記第2の不純物を錫とする組合わ
せがある〇 (f〕 発明の実施例 以下不発明を実施例により図mk診照して具体的に説明
する0 第2図(aJ乃至(山はヘテロ接合FETVC不兄明分
、適用したqU組′/I」を示す工程j−B’ft曲図
である。
p72は1(a)参照
半絶縁性G a A s基板ll上に下記の各牛尋体ヒ
′ : 層企分子綜工11 ’<2キシヤル成長方法などにより
て、暦I次連11元して成長させる。212は置糾反の
ノンドーグGaAs層であり例えは厚さ0.5〔μm〕
程度とし、13 i′、LALo、3 GaO,7As
層でちり、厚さはめえは50〔旧η〕程度で、GaAs
I鰭12とのへテロ夢合界面から6(nm]呈1表−
までをノンドープ、・七の他の餐(域はI X I Q
” 〔tyn−” )程度にシリコン全ドープしている
。丁た14に錫全I X 1019(grn−”〕程既
にドープしたn捜GaAs肋で、厚さは例えば50 [
: nm〕GfJ’eとする なお12ArJ:2次元
’c子ガスを示す。
′ : 層企分子綜工11 ’<2キシヤル成長方法などにより
て、暦I次連11元して成長させる。212は置糾反の
ノンドーグGaAs層であり例えは厚さ0.5〔μm〕
程度とし、13 i′、LALo、3 GaO,7As
層でちり、厚さはめえは50〔旧η〕程度で、GaAs
I鰭12とのへテロ夢合界面から6(nm]呈1表−
までをノンドープ、・七の他の餐(域はI X I Q
” 〔tyn−” )程度にシリコン全ドープしている
。丁た14に錫全I X 1019(grn−”〕程既
にドープしたn捜GaAs肋で、厚さは例えば50 [
: nm〕GfJ’eとする なお12ArJ:2次元
’c子ガスを示す。
紀2図(切参照
その池の部分全選択的に除去′fろOこのスζ択的除去
に一111米枝街(先より、例えば二塩化二弗化炭素(
CCL2Ft ) ’eエッチヤントスるドライエツチ
ングによって容易に実施することができる。
に一111米枝街(先より、例えば二塩化二弗化炭素(
CCL2Ft ) ’eエッチヤントスるドライエツチ
ングによって容易に実施することができる。
第2図(e)参照
前記半導体基体の上面から赤外線フラッシュによって、
温度900(℃)=時間10秒間程度の加熱処理を行な
う、)GaAs/AtGaAs系半導体基体にドープさ
れた錫に第3図に例示する如く赤外線フラッジ−アニー
ルによって良く拡散してn型する深さに形成されて、G
aAs層12とのへテロ接合界面近傍における濃度は3
X 10”(cTn−’33程が得られている0 蔽 なお第3図に4度900〔℃〕2時間10秒間の赤外線
フラッシュアニール後の錫の再分布プロファイル(曲線
B)を、アニール前のプロファイル(曲線A)と比較す
る図表である。
温度900(℃)=時間10秒間程度の加熱処理を行な
う、)GaAs/AtGaAs系半導体基体にドープさ
れた錫に第3図に例示する如く赤外線フラッジ−アニー
ルによって良く拡散してn型する深さに形成されて、G
aAs層12とのへテロ接合界面近傍における濃度は3
X 10”(cTn−’33程が得られている0 蔽 なお第3図に4度900〔℃〕2時間10秒間の赤外線
フラッシュアニール後の錫の再分布プロファイル(曲線
B)を、アニール前のプロファイル(曲線A)と比較す
る図表である。
また不実施例について、前記アニール俊の也子移動展は
アニール前の値と同等であって、シリコンの拡散に、l
:ろ低下に認められなかった0第2図(d)参照 ソースta16.ドレイン電&17及びゲート電極18
を配設する。これらの電極は従来技術によって形成する
ことが可能であり、不実施例においてに、例えばソース
及びドレイン電極については、AuGe層全厚さ50
(nml1 r Au層全全厚300(nm3程度とし
て温度約450[C]、時間約5分間の合金化工程を実
施し、ゲート電極にアルミニウム(A/!、)e用いて
形成している。
アニール前の値と同等であって、シリコンの拡散に、l
:ろ低下に認められなかった0第2図(d)参照 ソースta16.ドレイン電&17及びゲート電極18
を配設する。これらの電極は従来技術によって形成する
ことが可能であり、不実施例においてに、例えばソース
及びドレイン電極については、AuGe層全厚さ50
(nml1 r Au層全全厚300(nm3程度とし
て温度約450[C]、時間約5分間の合金化工程を実
施し、ゲート電極にアルミニウム(A/!、)e用いて
形成している。
以上説明した製造方法によって完成したヘテロ接合FE
ATについて、2次元電子ガスの移m展は先に第1図Φ
ノに示した従来構造のへテロ接合FETと同等であり、
トランスコンダクタンスgmが第1図(c)に示した従
来例より増大しかつばらつきが減少するなどの特性の同
上が確認された【・(ロ)ノ 発明の詳細 な説明した如く不発明によれば、ヘテロ接合FET7z
どの変調ドーピングを含む半導体基体に高餞度で深い不
純物導入領域を、変調ドーピングの効果全損なうことな
く容易に形成することが可能となり、オーミック接触抵
抗の低減など半導体装置の特性を改善することができる
0
ATについて、2次元電子ガスの移m展は先に第1図Φ
ノに示した従来構造のへテロ接合FETと同等であり、
トランスコンダクタンスgmが第1図(c)に示した従
来例より増大しかつばらつきが減少するなどの特性の同
上が確認された【・(ロ)ノ 発明の詳細 な説明した如く不発明によれば、ヘテロ接合FET7z
どの変調ドーピングを含む半導体基体に高餞度で深い不
純物導入領域を、変調ドーピングの効果全損なうことな
く容易に形成することが可能となり、オーミック接触抵
抗の低減など半導体装置の特性を改善することができる
0
第1図(a)乃至(c)はへテロ接合FETの従来例を
示す断面図、第2図(a)乃至(d)Uヘテロ接合FE
Tにかかる不発明の実施例金示す工程順断面図、第3図
は赤外線フラッシュアニールによる錫の13−分布の例
を示す図表である。 図において、11は半絶縁性GaAs基板、12はノン
ドープのGaAs His 13はSi金ドープしたA
tGaAa II、l 4USnkドープしY、=Ga
As層、15はSn拡散領域、16はソース−i、17
はドレイン電極、18はゲート電極を示j0蓼I図 第2 図
示す断面図、第2図(a)乃至(d)Uヘテロ接合FE
Tにかかる不発明の実施例金示す工程順断面図、第3図
は赤外線フラッシュアニールによる錫の13−分布の例
を示す図表である。 図において、11は半絶縁性GaAs基板、12はノン
ドープのGaAs His 13はSi金ドープしたA
tGaAa II、l 4USnkドープしY、=Ga
As層、15はSn拡散領域、16はソース−i、17
はドレイン電極、18はゲート電極を示j0蓼I図 第2 図
Claims (3)
- (1) 第1の不fjif物を含む第1の半導体層上に
第2の不純物を含む第2の半導体層全選択的に設けた半
導体基体をエネルギー線の照射によって加熱し、該第1
の不純物より大きい拡散長′jtVする該第2の不縄物
金該第1の半導体層會越えて拡散させることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - (2)hlJ記エネルギー線が赤外線であること全特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方
法。 - (3)11i]記第1及び第2の半導体層が■−■族化
合物牛専体によって溝底され、かつ前記第1の不純物が
シリコン、前記第2の不純物が錫であること奮゛特徴と
する特許請求の範囲iff!1項又は@2項記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063947A JPS60206177A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063947A JPS60206177A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206177A true JPS60206177A (ja) | 1985-10-17 |
| JPH033934B2 JPH033934B2 (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=13244045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59063947A Granted JPS60206177A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60206177A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016195287A (ja) * | 2009-12-23 | 2016-11-17 | インテル コーポレイション | Iii−v族半導体装置の導電性の改善 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5536913A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-14 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPS57176775A (en) * | 1981-04-23 | 1982-10-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of field effect transistor |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59063947A patent/JPS60206177A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5536913A (en) * | 1978-09-04 | 1980-03-14 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPS57176775A (en) * | 1981-04-23 | 1982-10-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of field effect transistor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016195287A (ja) * | 2009-12-23 | 2016-11-17 | インテル コーポレイション | Iii−v族半導体装置の導電性の改善 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH033934B2 (ja) | 1991-01-21 |
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