JPS61258480A - 接合型電界効果トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

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】 ［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。

【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。

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。

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。

［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。

［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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）異方性エッ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。
2. （２）異方性エッチング特性の半導体材料層が半絶縁層
   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
   。
3. （３）異方性エッチング特性の半導体材料層がひ化ガリ
   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。
4. （４）異方性エッチング特性の半導体材料層を有する自
   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。