JPS61258480A - Junction type field effect transistor manufacture thereof - Google Patents
Junction type field effect transistor manufacture thereofInfo
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- JPS61258480A JPS61258480A JP61063854A JP6385486A JPS61258480A JP S61258480 A JPS61258480 A JP S61258480A JP 61063854 A JP61063854 A JP 61063854A JP 6385486 A JP6385486 A JP 6385486A JP S61258480 A JPS61258480 A JP S61258480A
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- H10D62/852—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs being Group III-V materials comprising three or more elements, e.g. AlGaN or InAsSbP
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、異方性エツチング特性を有する半導体材料
層を有する自己整合ゲートを備えた接合型電界効果トラ
ンジスタおよびその製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a junction field effect transistor with a self-aligned gate having a layer of semiconductor material with anisotropic etching properties, and to a method for manufacturing the same.
【従来の技術]
自己整合ゲートを備えた接合型電界効果トランジスタは
文献(例えばI E E E E 1ectronD
evice 1etters、 EDL−51,7号
、1984年1月285〜281頁参照)に記載されて
いる。しかしながら、ソースおよびゲート接触部の周辺
区域においてはそれは好ましくない電流分布を有してお
り、その結果高い寄生抵抗が生じて、装置のトランスコ
ンダクタンスを制限している。[Prior Art] Junction field effect transistors with self-aligned gates are described in literature (for example, IEEE 1ectronD
EDL-51, No. 7, January 1984, pp. 285-281). However, in the area around the source and gate contacts it has an unfavorable current distribution, resulting in high parasitic resistance and limiting the transconductance of the device.
自己整合(セルフ・アライニング)とはソースおよびド
レインの間のゲートの位置がマスク整合過程によって決
定される必要がないことを意味している。臨界的な整合
過程の必要がなくなるので自己整合ゲートはトランジス
タの接触部間隔の実質上の減少を可能にし、したがって
トランジスタの特性が改善される。自己整合ゲートを有
する接合型電界効果トランジスタを製作するために、異
方性エツチング特性の半導体層が必要である。異方性の
効果は大きくなければならない。それは適当な結晶構造
によって促進される。Qa、As。Self-aligning means that the position of the gate between the source and drain does not need to be determined by a mask alignment process. Since the need for critical alignment processes is eliminated, self-aligned gates allow a substantial reduction in the contact spacing of the transistor, thus improving the characteristics of the transistor. In order to fabricate junction field effect transistors with self-aligned gates, semiconductor layers with anisotropic etching properties are required. The effect of anisotropy must be large. It is facilitated by a suitable crystal structure. Qa, As.
inおよびPよりなり、亜鉛ブレンド型の結晶構造を有
する半導体はこの目的によく適合する。異方性エツチン
グ剤およびエツチングマスクに対する適切な結晶方位構
造により、異なった結晶方向では異なった量の材料がエ
ツチングで除去されるためにオーバーハングめ銅面、す
なわち傾斜した側壁が形成される(Journal o
f crysta+GrOWth 58.1982年、
409〜41G頁)。これは特に■−v族または■−■
族化合物半導体で著しい。Semiconductors consisting of in and P and having a zinc blend crystal structure are well suited for this purpose. With an anisotropic etchant and appropriate crystal orientation structure for the etch mask, overhanging copper planes, or slanted sidewalls, are formed because different amounts of material are etched away in different crystal orientations (Journal o
f crysta+GrOWth 58.1982,
409-41G). This is especially true for the ■-v family or ■-■
This is remarkable in group compound semiconductors.
[発明の解決すべき問題点]
それ故、この発明の目的は、高いトランスコンダクタン
スを有する上述の形式の接合型電界効果トランジスタを
提供することである。Problem to be Solved by the Invention It is therefore an object of the invention to provide a junction field effect transistor of the above type with high transconductance.
[問題点解決のための手段]
この目的は、異方性エツチング特性の半導体材料層中の
凹部にゲート接触部が設けられ、ソースおよびドレイン
接触部が前記層の表面に形成されている接合型電界効果
トランジスタによって達成される。この発明の効果的な
実施態様は特許請求の範囲第2項および第3項に記載さ
れている。また、この発明によるトランジスタの製造方
法は特許請求の範囲第4項に記載されている。[Means for Solving the Problem] The object is to provide a junction type in which the gate contact is provided in a recess in a layer of semiconductor material with anisotropic etching properties, and the source and drain contacts are formed on the surface of said layer. Achieved by field effect transistors. Advantageous embodiments of the invention are set out in claims 2 and 3. Further, a method for manufacturing a transistor according to the present invention is described in claim 4.
[発明の効果1
この発明による効果は、凹部のゲートはソースおよびド
レイン接触部における好ましい電流分布を生じ、それは
またトランジスタのトランスコンダクタンスを改善する
ことである。[Advantage of the invention 1] An advantage of the invention is that the recessed gate produces a favorable current distribution in the source and drain contacts, which also improves the transconductance of the transistor.
[実施例]
以下、添附図面を参照にして本発明トランジスタの構造
および製造方法を詳細に説明する。この発明による接合
型電界効果トランジスタを製造するだめの個々の製造過
程は第1図乃至第4図および第6図に示されている。[Example] Hereinafter, the structure and manufacturing method of the transistor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The individual manufacturing steps for manufacturing a junction field effect transistor according to the invention are illustrated in FIGS. 1-4 and 6.
通常のように、トランジスタは別々に製造されるのでは
なく、ウェハー上で全体一連として製造される。しかし
以下−例として単一のIIとして説明する。第1図は半
絶縁性半導体基体2上にエピタキシャルに沈着されたn
型半導体層1を示している。この半絶縁性半導体基体2
は例えばFeでドープした燐化インジュウムInPより
なる。As usual, the transistors are not manufactured separately, but as a whole series on a wafer. However, in the following - by way of example it will be described as a single II. FIG. 1 shows an epitaxially deposited n on a semi-insulating semiconductor substrate 2.
A type semiconductor layer 1 is shown. This semi-insulating semiconductor substrate 2
is made of, for example, indium phosphide InP doped with Fe.
n型半導体層1は基体2と格子の整合した例えば亜鉛で
ドープしたn型のひ化インジウム・ガリウムI nGa
As寵である。表面の窒化シリコン(Si3N+)の拡
散マスク3の開口を通してゲート領域5が亜鉛znによ
ってp型に選択的にドープされる。横方向拡散効果によ
ってゲート領域5は拡散マスク3の開口より広くなる。The n-type semiconductor layer 1 is made of n-type indium gallium arsenide I nGa doped with zinc, for example, with lattice matching with the substrate 2.
As a favor. The gate region 5 is selectively doped p-type with zinc Zn through an opening in the surface silicon nitride (Si3N+) diffusion mask 3. The gate region 5 becomes wider than the opening of the diffusion mask 3 due to the lateral diffusion effect.
次のステップ(第2図)において、H2804−H20
2−H20が異方性エツチング用のエツチング剤として
使用され、拡散マスク3はエツチング用マスクとして使
用される。半導体WJ1は亜鉛ブレンド型の結晶構造を
有する。それは半導体層1の(100)平面がエツチン
グマスク3に向いた表面となり、[011]方向がスリ
ット型のマスクの開口4の長手軸に平行であるように結
晶方位が定められなければならない。このような配置で
のみ側面7が異方性エツチングによって形成されること
ができる。エツチングはp型にドープされた領域5だけ
で行われるようにする。In the next step (Figure 2), H2804-H20
2-H20 is used as an etching agent for anisotropic etching, and diffusion mask 3 is used as an etching mask. The semiconductor WJ1 has a zinc blend type crystal structure. The crystal orientation must be determined so that the (100) plane of the semiconductor layer 1 is the surface facing the etching mask 3, and the [011] direction is parallel to the longitudinal axis of the opening 4 of the slit-type mask. Only in this arrangement can the side surfaces 7 be formed by anisotropic etching. The etching takes place only in the p-doped region 5.
エツチングマスク3を除去した後、CF4プラズマ中で
、金属層がウェハー上に垂直に沈着されて接触部が形成
される。これはAU−CP3合金であり、純粋なAL1
表面を有している。オーバーハングの側面は第3図に示
すように金属層に遮断部9を生じさせ、それにより金属
層はソース10、ドレイン11およびゲート12に分断
される。After removing the etching mask 3, a metal layer is deposited vertically on the wafer in a CF4 plasma to form the contacts. This is AU-CP3 alloy, pure AL1
It has a surface. The sides of the overhang create a break 9 in the metal layer, as shown in FIG. 3, which divides the metal layer into a source 10, drain 11 and gate 12.
異方性である必要のない第2のエツチングステップ(第
4図)で、ソース10およびドレイン11の間の導電接
続がp型ドープ領域5において遮断され、その際金属層
10.11.12はマスクとして使用される。In a second etching step (FIG. 4), which does not have to be anisotropic, the conductive connection between the source 10 and the drain 11 is interrupted in the p-doped region 5, the metal layer 10.11.12 being Used as a mask.
第5図は軸方向に゛対称な接合型電界効果トランジスタ
を示している。FIG. 5 shows an axially symmetrical junction field effect transistor.
もしも、金属層が半導体層の表面に垂直ではなくある角
度をもって沈着されるならば、ソース、ドレインおよび
ゲート接触部の非対称な配置が得られる。第6図に示す
装置はゲート麹触部12がソース接触部10に近接して
いる。このようにするとソースとゲート圏の寄生抵抗は
さらに減少させることができ、したがってトランスコン
ダクタンスは改善される。If the metal layer is deposited at an angle rather than perpendicular to the surface of the semiconductor layer, an asymmetrical arrangement of the source, drain and gate contacts is obtained. In the device shown in FIG. 6, the gate contact portion 12 is close to the source contact portion 10. In this way, the parasitic resistance in the source and gate regions can be further reduced, thus improving the transconductance.
以上説明した実施例ではn型の半導体層1お・よびp型
ドープ領域5が使用された。原理的には導電型を反対に
することが可能である。しかしながら、これはp型子ヤ
ンネル中のキャリア伝送特性が劣るためにトランジスタ
の特性に悪影響を及ぼす欠点がある。しかしながら、も
しも2個の形式が適当な回路装置中で相補型対として使
用される場合には利用できることはもちろんである。In the embodiments described above, an n-type semiconductor layer 1 and a p-type doped region 5 were used. In principle, it is possible to reverse the conductivity type. However, this has the disadvantage that the carrier transmission characteristics in the p-type channel are poor, which adversely affects the characteristics of the transistor. However, it is of course possible to use the two types if they are used as a complementary pair in a suitable circuit arrangement.
第1図、第2図、第3図および第4図はこの発明のトラ
ンジスタの整造過程の各段階における断面図を示し、第
5図は第4図の装置の部分的上面図であり、第6図は傾
斜方向から沈着した装置の断面図である。
1・・・半導体層、2・・・半絶縁性半導体基1体、3
・・・マスク、4・・・マスク開口、5・・・拡散領域
、10・・・ソース接触部、11・・・ドレイン接触部
、12・・・ゲート接触部。1, 2, 3, and 4 show cross-sectional views at each stage of the fabrication process of the transistor of the present invention, and FIG. 5 is a partial top view of the device of FIG. 4, FIG. 6 is a cross-sectional view of the device deposited from an oblique direction. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor layer, 2... 1 semi-insulating semiconductor substrate, 3
. . . mask, 4 . . . mask opening, 5 . . . diffusion region, 10 . . . source contact portion, 11 .
Claims (4)
ゲート接触部が設けられ、ソースおよびドレイン接触部
が前記層の表面に形成されていることを特徴とする自己
整合ゲートを有する接合型電界効果トランジスタ。(1) A junction type with a self-aligned gate, characterized in that the gate contact is provided in a recess in a layer of semiconductor material with anisotropic etching properties, and the source and drain contacts are formed on the surface of said layer. Field effect transistor.
上に格子が整合して成長されていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の接合型電界効果トランジスタ
。(2) A junction field effect transistor according to claim 1, characterized in that a semiconductor material layer with anisotropic etching characteristics is grown on a semi-insulating layer in a lattice-matched manner.
ウム・インジュウムからなり、半絶縁層が燐化インジュ
ウムよりなることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
載の接合型電界効果トランジスタ。(3) A junction field effect transistor according to claim 2, characterized in that the semiconductor material layer with anisotropic etching characteristics is made of gallium indium arsenide, and the semi-insulating layer is made of indium phosphide.
己整合型ゲートを具備する接合型電界効果トランジスタ
の製造方法において、 半絶縁層上に格子が整合して(100)平面がその表面
に平行な亜鉛ブレンド型結晶構造を有するn型半導体層
を成長させ、 ゲート領域のドープのために半導体層の [011]方向に平行なスリット状開口を有する拡散マ
スクを施し、 p型不純物をn型半導体層中に拡散してゲート領域を形
成し、 前記拡散マスクをエッチングマスクとして使用してp型
ドープ領域中に異方性エッチングを行なってオーバーハ
ング側面を形成し、 マスクを除去し、 ソース、ドレインおよびゲート用の接触部金属を気相沈
着によって単一工程で形成し、 エッチングによってゲート領域を画定し、ソース、ドレ
インおよびゲートをそれぞれ互いに分離させることを特
徴とする接合電界効果トランジスタの製造方法。(4) A method for manufacturing a junction field effect transistor having a self-aligned gate having a semiconductor material layer with anisotropic etching characteristics, in which a lattice is aligned on the semi-insulating layer and the (100) plane is parallel to its surface. An n-type semiconductor layer having a zinc blend crystal structure is grown, a diffusion mask having a slit-like opening parallel to the [011] direction of the semiconductor layer is applied to dope the gate region, and a p-type impurity is added to the n-type semiconductor layer. anisotropically etching into the p-type doped region using the diffusion mask as an etch mask to form overhanging sides; removing the mask; and forming a contact metal for the gate in a single step by vapor deposition, defining the gate region by etching, and separating the source, drain and gate from each other.
Applications Claiming Priority (2)
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