JPS6177367A - Gaas ic - Google Patents
Gaas icInfo
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- JPS6177367A JPS6177367A JP59198044A JP19804484A JPS6177367A JP S6177367 A JPS6177367 A JP S6177367A JP 59198044 A JP59198044 A JP 59198044A JP 19804484 A JP19804484 A JP 19804484A JP S6177367 A JPS6177367 A JP S6177367A
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- JP
- Japan
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- plane
- gate
- gate finger
- field effect
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/02—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies
- H10D84/05—Manufacture or treatment characterised by using material-based technologies using Group III-V technology
Landscapes
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は砒化ガリウム集積回路、特に電界効果トランジ
スタを能動素子としてオンチップ化した砒化ガリウム集
積回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a gallium arsenide integrated circuit, and particularly to a gallium arsenide integrated circuit in which a field effect transistor is integrated on a chip as an active element.
(従来の技術)
砒化ガリウム集積回路(GaAs IC)の開発、実
用化は近年特に目覚しく、1000論理ゲート級の論理
ICや1000乃至4000ビツトのスタチック・ラン
ダム・アクセス・メモリの発表が相次いで成さ九るに至
っている。このよう表GaAs−ICはGaA、の(1
00)面上にシ■ットキ障壁ゲート電界効果トランジス
タ(MISFET)、配線等を集積化して形成される。(Prior art) The development and practical application of gallium arsenide integrated circuits (GaAs ICs) has been particularly remarkable in recent years, with successive announcements of logic ICs with 1000 logic gates and static random access memories with 1000 to 4000 bits. It has reached nine times. In this way, GaAs-IC is GaA, (1
A Schottky barrier gate field effect transistor (MISFET), wiring, etc. are integrated on the 00) surface.
集積規模の大きなGaAa−ICは通常しきい値電圧(
VT )が略1■未満のMISFET により構成さ
れるが、このよりなGaAs ICではほとんどの場
合、同一チップ内のMISFET のゲートフィンガ
ーをスヘテ・(011)面に平行、あるいはすべて(0
11)面に平行に配向せしめ、積極的に(011)面に
平行に配向せしめ、積極的に(011)面に平行に配向
されたゲートフィンガーを有するFFITと(001)
面に平行に配向されたゲートフィンガーを有するFIT
を同一チップ内に混載することはほとんどなかった。そ
の理由は、特にVTが略1v未満のGaAs −M E
8 F E T では(011)(1に平行なゲート
フィンガーを有するFITの電気的特性と(011)面
平行なFETの電気的特性の差が大きいことにある。更
に他の理由は、例えば、1983年発行のアプライド・
フィジックス・レターズ(Applied Phys
ics Letters) 結第42巻第3号第27
0頁乃至第271頁の記載の如く。GaAa-ICs with large scale integration usually have a threshold voltage (
MISFETs with VT ) of less than approximately 1■ are constructed, but in most cases, in GaAs ICs with this stiffness, the gate fingers of MISFETs in the same chip are parallel to the Schete (011) plane, or all (0
11) FFIT having gate fingers oriented parallel to the (011) plane, actively oriented parallel to the (011) plane, and actively oriented parallel to the (011) plane;
FIT with gate fingers oriented parallel to the plane
were rarely mixed on the same chip. The reason is that GaAs-M E with a VT of less than approximately 1v
In 8 F E T , there is a large difference in the electrical characteristics of a FIT with a gate finger parallel to (011) (1) and an FET with a gate finger parallel to the (011) plane.Another reason is, for example, Applied, published in 1983.
Physics Letters (Applied Phys
ics Letters) Volume 42, No. 3, No. 27
As described on pages 0 to 271.
GaA、−ICの実用に供せられるべ龜ゲート長が略1
.5μm以下のGaAs ・MES FET のVT
は、ゲート長が短かくなるに従って(oii)面に平行
なゲートフィンガーを有するFETと(011) ii
iに平行なゲートフィンガーを有するFETとでその差
が増加する現象があり、製造工程で生じたけ一ト長のば
らつきにより前記互いに直交するゲートフィンガーを有
するFETのVTの差がばらつく不都合がある。The main gate length for practical use of GaA,-IC is approximately 1
.. VT of GaAs・MES FET of 5 μm or less
As the gate length becomes shorter, the FET with gate fingers parallel to the (oii) plane and (011) ii
There is a phenomenon in which the difference increases between FETs having gate fingers parallel to i, and there is an inconvenience that the difference in VT of FETs having gate fingers perpendicular to each other varies due to variations in the key lengths that occur during the manufacturing process.
(発明が舅決しようとする問題点)
上記のような理由から同一チップ内のゲートフィンガー
をすべて一方向に配向させることは10のパターンレイ
アウトに大きな制約を与え、設計の自由度を制限し、設
計工数の増加をもたらす。(Problems to be Solved by the Invention) For the reasons mentioned above, orienting all the gate fingers in the same chip in one direction imposes a large restriction on the pattern layout of 10, and limits the degree of freedom in design. This results in an increase in design man-hours.
また、互いに直交す25ゲートフインガーを有するFE
TIL載した場合に比べてICの単化面積尚りの集積度
は低くならざるを得す、このためチップ面積の増大、お
よびこれに伴なう配線長の増加に起因するICの動作速
度の低下を来たし、大規模集積化に幽って重大な間融と
なりていた。In addition, an FE with 25 gate fingers orthogonal to each other
Compared to the case where the IC is mounted on a TIL, the integration density per unit area of the IC must be lower, and as a result, the operating speed of the IC is reduced due to an increase in the chip area and an accompanying increase in the wiring length. This led to a significant decline in demand due to large-scale agglomeration.
本発明の目的は、上記欠点を除去し、%性が#1は相等
しく且つ互いのゲートフィンガーの配向が直角関係にめ
るFITをオンチップ化してなる砒化ガリウム集積回路
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and provide a gallium arsenide integrated circuit comprising an on-chip FIT that has the same #1 ratio and whose gate fingers are orthogonal to each other. .
(問題点を解決するだめの手段)
本発明の砒化ガリウム集積回路は、砒化ガリウムの(1
00)面上に電気的に連結された複数個の電界効果トラ
ンジスタを含む回路素子がオンチップ化されてなる砒化
ガリウムJ[回路において、前記複数個の電界効果トラ
ンジスタのうちの一部カケートフィンガーを(010)
面に平行に配向せ・しめられた電昇効果トランジスタで
あり、且つ他がゲートフィンガーを(001)面に平行
に配向せしめられた電界効果トランジスタであることを
特徴として構成される。(Means for Solving the Problems) The gallium arsenide integrated circuit of the present invention is made of gallium arsenide (1
00) Gallium arsenide J formed by on-chip circuit elements including a plurality of field effect transistors electrically connected on a surface [In a circuit, some of the field effect transistors are (010)
The present invention is characterized in that it is a charge effect transistor oriented parallel to the plane, and the other is a field effect transistor whose gate fingers are oriented parallel to the (001) plane.
上記電界効果トランジスタは、ショットキ#壁ゲート型
電界効果トランジスタであっても本発明は適用される。The present invention is applicable even if the above field effect transistor is a Schottky #wall gate type field effect transistor.
(実施例) 次に1本発明の実施例について図面を用いて説明する。(Example) Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図及び第2図は本発明の基礎となる実験結果を示す
図であり、第1図は同一ウェハ上lこ形成されたゲート
長Q、81J1のGaAs −ME8FFiTのドレイ
ンバイアスIV、ゲートバイアス0.6 Vのときのド
レイン電I(Tnsx)及び相互コンダクタンス(J7
n、)としきい値電圧(7丁)のゲートフィンガーの配
向方向による変化を表わしている。FIGS. 1 and 2 are diagrams showing the experimental results that form the basis of the present invention. FIG. 1 shows the drain bias IV and gate bias of GaAs-ME8FFiT with gate length Q and 81J1 formed on the same wafer. Drain voltage I (Tnsx) and mutual conductance (J7
It shows the change in the gate finger orientation direction of the threshold voltage (n, ) and the threshold voltage (7 digits).
第1図におけるゲートフィンガーの配向方向は第3図に
示すように(011)面11に平行な場合を0、(O1
1ン面12に平行な場合を90’とし、更に同図の如(
(100)面13上で00に対して反時針方向に45.
90に対して反時計方向に46回転した方向を135と
している。The orientation direction of the gate fingers in FIG. 1 is 0 when parallel to the (011) plane 11, as shown in FIG.
1 is parallel to the surface 12 as 90', and as shown in the same figure (
45. on the (100) plane 13 in the counterclockwise direction relative to 00.
The direction 46 times counterclockwise relative to 90 is defined as 135.
第1図はゲートフィンガー配向方向によりGILAs−
ME S F ET のSaであるII)gX t
In。Figure 1 shows that GILAs-
II) gX t which is Sa of ME S F ET
In.
vTが便化することを実験事実として示すものであるが
、注目すべきはゲートフィンガー配向方向が45°と1
35°のMESFET がほとんど相等しいことであ
る。更に第2図はGaAl・MBf9FB’l゛の■!
のゲート長に対する依存性がゲートフィンガーの配向方
向によってどのように変化するかを実験的に調べた結果
であるが、ゲートフィンガーの配向方向が45と135
のGaAs−Ml 8 k″ETの特性はIよぼ相等し
いこと、また略1.5μm以下のゲート長のMIFET
を製造し、その製造工程でゲート長のばらつきが生
じてもこれら二方向にゲートフィンガーを配回せしめ九
〇、A、・MISFET のVTはほぼ相等しいこと
が明白である。This is an experimental fact that shows that vT is facilitated, but what is noteworthy is that the gate finger orientation direction is 45° and 1
The 35° MESFETs are almost identical. Furthermore, Figure 2 shows ■ of GaAl・MBf9FB'l゛!
This is the result of an experimental study on how the dependence of the gate length on the gate length changes depending on the orientation direction of the gate fingers.
The characteristics of the GaAs-Ml 8 k″ET are almost the same as I, and the MIFET with a gate length of approximately 1.5 μm or less
It is clear that even if gate length variations occur during the manufacturing process, the VT of the 90, A, MISFET is almost the same by arranging the gate fingers in these two directions.
次に、本発明の実施例の製造方法について図面を用いて
説明する第4図(a)〜(d)は本発明の一実施例のQ
、A、・ME8FET の製造方法を説明するための
工程順に示した断面図である。Next, FIGS. 4(a) to 4(d), which explain the manufacturing method of the embodiment of the present invention using drawings, are
, A, . FIG. 2 is a cross-sectional view showing the order of steps for explaining the manufacturing method of ME8FET.
まず、第4図(a)に示すように、半絶縁性Q2A@基
板21にSi イオンを加速エネルギー30keVド
ーズ量2.8 X 10” cm の条件で選択的
に注入し、アニールにより活性化して動作層22を形成
する。次に、TiW合金を0.5μmの厚さに堆積し、
選択除去してゲートフィンガー31を形成する。First, as shown in FIG. 4(a), Si ions are selectively implanted into the semi-insulating Q2A@substrate 21 at an acceleration energy of 30 keV and a dose of 2.8 x 10" cm, and activated by annealing. A working layer 22 is formed. Next, a TiW alloy is deposited to a thickness of 0.5 μm.
Gate fingers 31 are formed by selective removal.
次に、#%4図(b)に示すように、CV D (Ch
emicalVapor DeposiliorL)
iにより厚さ2000ズの8 i 0 * Wk
41を被着する。Next, as shown in #%4 figure (b), CV D (Ch
chemical vapor deposiliorL)
8 i 0 * Wk with thickness 2000s due to i
41 is applied.
次に、第4図(C)に示すように、ゲートフィンガー3
1をマスクにして8i イオンを加速エネルギー200
KeV、ドース量6X10”cm の条件で注入し
、アニールにより活性化してn[の高不純物濃度層23
を形成する。Next, as shown in FIG. 4(C), the gate finger 3
8i ion acceleration energy 200 using 1 as a mask
KeV, implanted at a dose of 6 x 10"cm, activated by annealing, and formed into a high impurity concentration layer 23 of n[.
form.
次に、第4図(d)に示すように、オーム性接触を形成
するためのAuGe合金とNi よりなる電極32及
びT+*Pt、Auを積層してなる電極33を形成して
λ4B81?11i’、7f’を完成する。Next, as shown in FIG. 4(d), an electrode 32 made of an AuGe alloy and Ni for forming an ohmic contact and an electrode 33 made of a laminated layer of T++Pt and Au are formed. Complete ', 7f'.
第5図は本発明の一実施例の斜視図、jg6図は第5図
に示す一実施例の等価回路図である。FIG. 5 is a perspective view of an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the embodiment shown in FIG.
第5図において、50は半絶縁性GaA、s基板。In FIG. 5, 50 is a semi-insulating GaA, s substrate.
51け(010)而、52け(001)面、53は(1
00)面を示す。FET61及び62のゲートフィンガ
ー611および62aけ(001)面に平行に、FET
63及び64のゲートフィンガー631及び64aけ(
010)面にそねそれ平行に配向されており、名ii’
ETの幾何学寸法が同じ場合の各FETの49性がほぼ
相等しいことは旨うまでもない。51 digits (010), 52 digits (001), 53 is (1
00) side. Gate fingers 611 and 62a of FETs 61 and 62 are parallel to the (001) plane.
63 and 64 gate fingers 631 and 64a (
010) It is oriented parallel to the plane, and the name ii'
Needless to say, when the geometric dimensions of the ETs are the same, the 49 characteristics of each FET are almost the same.
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれは。(Effect of the invention) As explained above in detail, according to the present invention.
互いに直角方向に配向せしめられたゲートフィンガーを
有するGaAs −ME 8 F E TをIC上に混
載してもこれらのMisFET の特性を工程による
ゲート長のばらつきにかかわらず相等しくすることがで
きるため、 G、A易−ICのパターン設計の自由度が
向上し、設計工数を低減することができた。また、IC
パターンをチップ単位面積歯りにより多く収容できる様
になったため、チップ面積を減少することができ、配線
長を短縮し、ICの動作速度を向上することができた。Even if GaAs-ME8FETs with gate fingers oriented perpendicular to each other are mounted on an IC, the characteristics of these MisFETs can be made equal regardless of variations in gate length due to process. G, A - The degree of freedom in IC pattern design was improved, and the number of design steps could be reduced. Also, IC
Since more patterns can be accommodated in a chip unit area, the chip area can be reduced, the wiring length can be shortened, and the operating speed of the IC can be improved.
第1図および第2図は本発明の基礎となる実験結果を示
す図、第3図は本発明の基礎となる実験結果を説明する
九めの模式図、第4図は本発明の一実施例の製造方法を
説明するための工程順に示した断面図、第5図は本発明
の一実施例の斜視図。
第6図は第5図に示す一実施例の等価回路図である。
11・・・・・・(011)面、12・・・・・・(o
xT)面、13・・・・・・(100)面、21・・・
・・・半絶縁性GaAs基板、22・・・・・・動作層
、23・・・・・・イオン注入層、3L61a、62a
163a164a・−・・・・ゲートフィンガー、32
.33・・・・・・オーム性IEffl、4t・旧・・
StO,膜、50・・・・・・半絶縁1!GaA富基板
、51・・・・・・(010)面、52・・・・・・(
ooi)面、53・・・・・・(100)面、61,6
2,63.64・・・・・・F’BT第1 図
草2 回
ゲート、& ◇&’Wン
革 3yJ
′πじラン /7
烟 −
り ゞ
1 − □□−VFigures 1 and 2 are diagrams showing the experimental results that are the basis of the present invention, Figure 3 is a ninth schematic diagram explaining the experimental results that are the basis of the present invention, and Figure 4 is an example of an implementation of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the order of steps for explaining an example manufacturing method, and FIG. 5 is a perspective view of an example of the present invention. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the embodiment shown in FIG. 5. 11... (011) plane, 12... (o
xT) plane, 13... (100) plane, 21...
... Semi-insulating GaAs substrate, 22 ... Active layer, 23 ... Ion implantation layer, 3L61a, 62a
163a164a---Gate finger, 32
.. 33...Ohmic IEffl, 4t, old...
StO, film, 50...semi-insulating 1! GaA-rich substrate, 51...(010) plane, 52...(
ooi) plane, 53... (100) plane, 61,6
2,63.64・・・・・・F'BT 1st drawing grass 2nd gate, &◇&'Wn leather 3yJ 'πji run /7 smoke - ri ゞ1 - □□-V
Claims (2)
れた複数個の電界効果トランジスタを含む回路素子がオ
ンチップ化されてなる砒化ガリウム集積回路において、
前記複数個の電界効果トランジスタのうちの一部がゲー
トフィンガーを(010)面に平行に配向せしめられた
電界効果トランジスタであり、且つ他がゲートフィンガ
ーを(001)面に平行に配向せしめられた電界効果ト
ランジスタであることを特徴とする砒化ガリウム集積回
路。(1) In a gallium arsenide integrated circuit in which circuit elements including a plurality of field effect transistors electrically connected on the (100) plane of gallium arsenide are integrated on a chip,
Some of the plurality of field effect transistors are field effect transistors in which gate fingers are oriented parallel to the (010) plane, and others are field effect transistors in which gate fingers are oriented parallel to the (001) plane. A gallium arsenide integrated circuit characterized by being a field effect transistor.
電界効果トランジスタである特許請求の範囲第(1)項
記載の砒化ガリウム集積回路。(2) The gallium arsenide integrated circuit according to claim (1), wherein the field effect transistor is a Schottky barrier gate type field effect transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198044A JPS6177367A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Gaas ic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198044A JPS6177367A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Gaas ic |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177367A true JPS6177367A (en) | 1986-04-19 |
Family
ID=16384597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198044A Pending JPS6177367A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Gaas ic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177367A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014218269A (en) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 株式会社フジシール | Skin pack packaging body |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP59198044A patent/JPS6177367A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014218269A (en) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 株式会社フジシール | Skin pack packaging body |
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