JPS625670A - 電界効果型トランジスタ - 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〕 本発明は、化合物半導体を用いた電界効果型トランジス
タに関する。

〔発明の概要〕

本発明は化合物半導体を用いた電界効果型トランジスタ
において、化合物半導体基板の順メサ方向及び逆メサ方
向のいずれにも平行でない方向にチャンネル領域を複数
有せしめることによって、Ｖｔｈの温度特性を改善し且
つショートチャンネル効果を住しにくくするようにした
ものである。

〔従来の技術〕

従来の標準的なＧａＡｓ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ
）は、第５図に示すように、ソース（Ｓ）及びドレイン
（Ｄ）間のゲート（Ｇ）の形成される方向、即ちゲート
幅方向がＧａＡｓ基板ｆｌ）における順メサ方向ａか、
逆メサ方向すかのいずれかに統一して構成されていた。

その理由はいずれかの方向においてショートチャンネル
効果が高められるため、ゲート長のサブミクロン化が困
難になることによる。

ここで、順メサ方向及び逆メサ方向は次のように定義す
る。第５図に示すようにＧａＡｓ基板（１）の（１００
）面の主面においてエツチングしたとき、深さ方向に向
って溝幅が狭くなるような断面のエツチング溝（２）が
延長する方向ａを順メサ方向といい、これと直交して深
さ方向に向って溝幅が広くなるような断面のエツチング
溝（３）が延長する方向すを逆メサ方向という。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ＧａＡｓ接合型電界効果トランジスタにおいては、逆メ
サ方向にゲート幅をもつ電界効果トランジスタではゲー
ト長が短かくなるにしたがって闇値電圧ｖｔｈが大きく
オン（０又は負）側にシフトし、且つｖｔｈのばらつき
も大きくなってしまう。反対に順メサ方向にゲート幅を
もつ電界効果トランジスタではゲート長が短かくなるに
したがってｖｔｈがオフ（正）側にシフトするため、シ
ョートチャンネル効果が生じにくい。

従って、この点だけでみれば、順メサ方向にゲート幅を
もつ電界効果トランジスタが有利となる。

しかし、ｖｔｈの温度特性を測定すると、但しくΔＶ　
ｔｈ／ΔＴ）□を順メサ方向にゲート幅をもつ電界効果
トランジスタの温度特性とし、（ΔＶ　ｔｈ／ΔＴ　）
２を逆メサ方向にゲート幅をもつ電界効果トランジスタ
の温度特性とすると、 一ト幅をもつ電界効果トランジスタの温度特性がが一般
的な値である。

第４図にｖｔｈの温度特性の一例を示す。（Ｖ）は順メ
サ方向にゲート幅をもつ電界効果トランジスタの場合、
（Ｌ４）は逆メサ方向にゲート幅をもつ電界効果トラン
ジスタの場合である。

本発明は、上述の点に鑑み、ｖｔｈの温度特性を抑圧し
且つショートチャンネル効果が生じにくい電界効果トラ
ンジスタを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、化合物半導体基板（１１）にソース（Ｓ）、
ドレイン（Ｄ）及びゲート（Ｇ）を形成した電界効果ト
ランジスタにおいて、その化合物半導体基板（１１）の
順メサ方向及び逆メサ方向のいずれにも平行でない方向
にチャンネル領域従ってゲート（Ｇ）を複数有せしめて
成る。

ゲート（Ｇ）は、方向の異なる複数が互いに連続してお
り、例えば順メサ方向（及び逆メサ方向）に対し４５°
又はそれ以外の所定角度で傾けた方向をゲート幅方向と
なるように山形状に形成し、又はこの山形状が複数連続
するジグザグ状に形成する。ソース（Ｓ）及びドレイン
（Ｄ）においては、そのゲート（Ｇ）と対向する側の形
状がゲート（Ｇ）の形状に沿った形状となる様に形成す
る。

〔作用〕

チャンネル領域従ってゲート（Ｇ）が順メサ方向及び逆
メサ方向のいずれにも平行でない方向に沿って複数連続
して形成されることにより、ｖｔｈの温度特性が順メサ
方向にゲート幅をもつ電界効果トランジスタに比して大
幅に抑圧される。また、逆メサ方向にゲート幅をもつ電
界効果トランジスタに見られるショートチャンネル効果
も生じにくく、従ってゲート長のサブミクロン化が可能
となる。

〔実施例〕

以下、本発明による電界効果トランジスタの実施例を説
明する。

本発明においては、例えば第１図に示すように、半絶縁
性のＧａＡ３基板（１１）の−主面にイオン注入法にて
ｎ影領域（１２）を形成する。次にこのｎ影領域（１２
）にＰ十領域（１３）によるゲート（Ｇ）を形成する。

このゲート（Ｇ）は、順メサ方向ａ及び逆メサ方向すに
対して４５゛傾いた方向に沿うように、即ち４５°の方
向に沿う部分（１３ａ）とこれと直交する方向に沿う部
分（１３ｂ　’）とが互いに連続した所謂山形状に形成
する。従って、このゲート（Ｇ）直下のｎ形チャンネル
領域もゲート（Ｇ）に沿った形状となる。

そして、このゲート（Ｇ）を挾んで両側のｎ影領域（１
２）の面に例えば金ゲルマニウム合金等のオーミックメ
タルによるソース電極（１４）及びドレイン電１（１５
）を被着形成してソース（Ｓ）及びドレイン（Ｄ）を形
成する。この場合、ソース電極（１４）及びドレイン電
極（１５）のゲート（Ｇ）と対向する側には山形状のゲ
ート（Ｇ）に沿う形状に形成される。ここでゲート（Ｃ
）が山形状に形成されるために、その屈曲部分のバター
ニングがしにくい場合には、その部分（１６）のみ第１
図に示すように角を落して太目に形成するようになして
もよい。

かかる構成のＧａＡｓ接合型電界効果トランジスタによ
れば、ゲート（Ｇ）が順メサ方向ａ及び逆メサ方向すに
対して４５°傾むけた方向に沿って形成されているため
に、ｖｔｈの温度特性が順メサ方向にゲート幅をもつ電
界効果トランジスタのそれに比して５０〜６０％減とな
るように抑圧される。同時に、逆メサ方向にゲート幅を
もつ電界効果トランジスタに比べてショートチャンネル
効果が生じに＜＜、ゲートのサブミクロン化が可能とな
る。そして、ゲート（Ｇ）が方向を異にした２つの部分
（１３ａ）及び（１３ｂ　）を連続した山形状に構成さ
れるので、ゲート幅が距離ｄより大きくなり、従来のゲ
ート幅の１．４１倍となり大電流を流すことができる。

さらにベレットに切断するときのスクライブラインは結
晶方位に沿って即ち順メサ方向ａ及び逆メサ方向すに沿
っているためにペレタイズも容易である。従って、より
広い温度範囲で動作可能な高速ＧａＡｓ１Ｃが提供でき
る。

第２図は本発明の他の実施例である。これは第１図の山
形状のゲート（Ｇ）を複数連続させたようなジグザグ状
のゲー１−　（Ｇ）を形成し、且つソース電極（１４）
及びドレイン電極（１５）のゲート（Ｇ）と対向する側
をゲー１−　（Ｇ）のジグザグパターンに沿う形状とし
て構成する。

特に、この構成では電界効果トランジスタの幅が広い場
合に通しており、第１図と同様の作用効果が得られる。

尚、第１図及び第２図ではゲート（Ｇ）を順メサ方向ａ
及び逆メサ方向すに対して４５゛傾けて対称形の山形状
としたが、第３図に示すようにゲートを、θ１及びθ２
を異にした非対称形の山形状にすることもでき、この場
合もショートチャンネル効果が生じにくく且つｖｔｈの
温度特性を抑圧できる。

上剥では本発明を接合型電界効果トランジスタに通用し
たが、その化ショットキ障壁型電界効果トランジスタに
も通用できる。

〔発明の効果〕

本発明の化合物半導体による電界効果トランジスタによ
れば、化合物半導体基板の順メサ方向及び逆メサ方向の
いずれにも平行でない方向にチャンネル領域従ってゲー
トを複数連続して有した構成であるので、ｖｔｈの温度
特性が順メサ方向にゲート幅をもつ電界効果トランジス
タのそれに比して大幅に改善され、同時にショートチャ
ンネル効果も生じに＜＜、ゲート長のサブミクロン化が
可能となる。又、トランジスタの幅を同じにしたときに
ゲート幅も大きく得られる。従って、より広い温度範囲
で動作可能な高速ＩＣが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電界効果トランジスタの一例を示す平
面図、第２図は本発明の電界効果トランジスタの他の例
を示す平面図、第３図は本発明の電界効果トランジスタ
の他の例を示す平面図、第４図は本発明の説明に供する
ｖｔｈの温度特性図、第５図は本発明の説明に供する斜
？Ｊ！図である。 （Ｓ）はソース、（Ｄ）はドレイン、　（Ｇ）はゲート
、（１１）は半絶縁性ＧａＡｓ基板、（１２）はｎ影領
域、（１５）はＰ十領域、ａは順メサ方向、ｂは逆メサ
方向である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）化合物半導体基板に形成された電界効果型トラン
   ジスタにおいて、 （ｂ）上記化合物半導体基板の順メサ方向及び逆メサ方
   向のいずれにも平行でない方向にチャンネル領域を複数
   有して成る電界効果型トランジスタ。