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JP3002291B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JP3002291B2
JP3002291B2 JP3127618A JP12761891A JP3002291B2 JP 3002291 B2 JP3002291 B2 JP 3002291B2 JP 3127618 A JP3127618 A JP 3127618A JP 12761891 A JP12761891 A JP 12761891A JP 3002291 B2 JP3002291 B2 JP 3002291B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
type gaas
neck
region
head
Prior art date
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JP3127618A
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Japanese (ja)
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JPH04352430A (en
Inventor
和清 常信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH04352430A publication Critical patent/JPH04352430A/en
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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
半導体表面に対して垂直方向に電流が流れる部分を有す
る半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a portion in which a current flows in a direction perpendicular to a semiconductor surface.

【0002】近年、通信システムの扱う情報量の増大等
に伴い、これらに用いられる半導体装置の高速化(高周
波化)、高出力化等が要求されている。
In recent years, with an increase in the amount of information handled by communication systems and the like, there has been a demand for higher speed (higher frequency) and higher output of semiconductor devices used in these systems.

【0003】[0003]

【従来の技術】衛星通信等の無線通信システムにおい
て、高出力を必要とする送信装置には、GaAsパワー
FETが用いられ、微弱信号を検出する受信装置には、
低雑音のHEMTが使われている。このような電界効果
型トランジスタを高周波数で動作させようとする場合、
ソース電極とドレイン電極を結ぶ方向のゲート電極長さ
(ゲート長)を短くすることが要求される。
2. Description of the Related Art In a radio communication system such as a satellite communication system, a GaAs power FET is used for a transmission device requiring high output, and a reception device for detecting a weak signal includes:
A low noise HEMT is used. When trying to operate such a field-effect transistor at a high frequency,
It is required to shorten the gate electrode length (gate length) in the direction connecting the source electrode and the drain electrode.

【0004】図2に、従来の技術によるGaAs電界効
果型トランジスタの例を示す。図2(A)は、構成を示
す断面図である。i型GaAs基板51の上に、たとえ
ば不純物濃度2×1017cm-3、厚さ100nmの活性
層を形成するn型GaAs層52が形成されている。こ
のn型GaAs層52の表面に、ソース電極56、ゲー
ト電極57、ドレイン電極58が形成されている。たと
えばAuGe/Auで形成されたソース電極56とドレ
イン電極58はn型GaAs層52にオーミック接触を
形成し、Alで形成されたゲート電極57はn型GaA
s層52にショットキ接触を形成する。
FIG. 2 shows an example of a conventional GaAs field effect transistor. FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating the configuration. On the i-type GaAs substrate 51, an n-type GaAs layer 52 for forming an active layer having an impurity concentration of 2 × 10 17 cm −3 and a thickness of 100 nm is formed. On the surface of the n-type GaAs layer 52, a source electrode 56, a gate electrode 57, and a drain electrode 58 are formed. For example, a source electrode 56 and a drain electrode 58 formed of AuGe / Au form ohmic contact with the n-type GaAs layer 52, and a gate electrode 57 formed of Al is formed of n-type GaAs.
A Schottky contact is formed in the s layer 52.

【0005】たとえば、ソース電極56を接地し、ゲー
ト電極57に負の制御電圧を印加し、ドレイン電極58
に正のドレイン電圧を印加する。この時、観測されるド
レイン電流対ドレイン電圧のI−V特性を図2(B)に
示す。ゲート電圧Vgが0Vであるとき、ソース電極5
6とドレイン電極58を接続する電流通路は広く開いて
おり、大きなドレイン電流IDSが流れる。ゲート電圧V
gを負の方向に変化させると、ゲート電極57下に空乏
領域が発達し、電流通路の断面積は狭まる。この電流通
路の断面積減少に伴い、ドレイン電流IDSは減少する。
For example, the source electrode 56 is grounded, a negative control voltage is applied to the gate electrode 57, and the drain electrode 58
To apply a positive drain voltage. FIG. 2B shows the IV characteristics of the drain current versus the drain voltage observed at this time. When the gate voltage Vg is 0 V, the source electrode 5
6 and the drain electrode 58 are wide open, and a large drain current IDS flows. Gate voltage V
When g is changed in the negative direction, a depletion region develops below the gate electrode 57, and the cross-sectional area of the current path narrows. As the cross-sectional area of the current path decreases, the drain current IDS decreases.

【0006】ドレイン電圧VDSがある値以上の領域にお
いては、ドレイン電圧VDSの増加に係わらず、ドレイン
電流IDSはゲート電圧Vgの値に応じた一定の値をとる
ことが高い出力抵抗を得るために好ましい。
In a region where the drain voltage VDS is equal to or higher than a certain value, the drain current IDS takes a constant value in accordance with the value of the gate voltage Vg irrespective of the increase in the drain voltage VDS. preferable.

【0007】このような電界効果型トランジスタの動作
速度は、ソース電極56からドレイン電極58にキャリ
アが輸送される走行時間に依存する。トランジスタを高
周波化(高速化)する有効な手段の一つは、ゲート長を
短くすることである。ところで、ゲート長をたとえば、
1/2μm以下に短縮すると、ドレイン電圧の影響がゲ
ート電極下におよび、いわゆるショートチャネル効果が
生じてしまう。
The operating speed of such a field-effect transistor depends on the transit time during which carriers are transported from the source electrode 56 to the drain electrode 58. One effective means for increasing the frequency (speeding up) of a transistor is to shorten the gate length. By the way, for example,
If the length is reduced to μ μm or less, the influence of the drain voltage extends below the gate electrode, and a so-called short channel effect occurs.

【0008】図2(C)は、ショートチャネル効果が生
じた状態の電界効果型トランジスタのI−V特性を示
す。図に示すように、ドレイン電圧VDSの増大ととも
に、ドレイン電流IDSが増加する割合が大きくなり、ま
たチャネルをピンチオフするのに必要な電圧の絶対値が
大きくなる。これはドレイン電圧の影響がソース側にお
よび、ゲート電極に印加するゲート電圧の影響が及びに
くくなることを示している。このようなショートチャネ
ル効果が生じると、出力抵抗は減少し、増幅率は低下し
てしまう。すなわち、高周波化のためにゲート長を短縮
すると、ショートチャネル効果によってトランジスタの
性能が低下してしまう。
FIG. 2C shows the IV characteristics of the field effect transistor in a state where the short channel effect has occurred. As shown in the figure, as the drain voltage VDS increases, the rate at which the drain current IDS increases increases, and the absolute value of the voltage required to pinch off the channel increases. This indicates that the influence of the drain voltage extends to the source side, and the influence of the gate voltage applied to the gate electrode becomes less likely. When such a short channel effect occurs, the output resistance decreases and the amplification factor decreases. That is, when the gate length is reduced for higher frequency, the performance of the transistor is reduced due to the short channel effect.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の技術によれば、トランジスタの性能向上には制限
があった。
As described above,
According to the prior art, there is a limit in improving the performance of the transistor.

【0010】本発明の目的は、性能向上が容易な半導体
装置を提供することである。本発明の他の目的は、高周
波で動作し、かつ出力電力の高いトランジスタを有する
半導体装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device whose performance can be easily improved. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having a transistor which operates at a high frequency and has a high output power.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、導電性を有する半導体基部と、前記半導体基部上に
配置され、該半導体基部表面と平行な方向において縮小
した断面積を有し、導電性を有する半導体首部と、前記
半導体首部上に配置され、拡大された断面積を有し、導
電性を有する半導体頭部と、前記半導体頭部の前記半導
体首部上方より側方に離れた表面上に形成された第1の
電流端子と、前記半導体基部の表面上に形成された第2
の電流端子であって、前記第1の電流電極から、前記半
導体頭部、半導体首部、及び半導体基部を経由して該第
2の電流端子に至る電流通路を画定する前記第2の電流
端子と、前記半導体頭部の前記半導体首部上方の領域上
に配置され、前記電流通路を流れる電流を制御する制御
電極とを有する半導体装置が提供される。
According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor base having conductivity, a semiconductor base disposed on the semiconductor base, and having a reduced cross-sectional area in a direction parallel to the surface of the semiconductor base; A semiconductor neck having conductivity, a semiconductor head disposed on the semiconductor neck, having an enlarged cross-sectional area and having conductivity, and a surface of the semiconductor head spaced laterally from above the semiconductor neck. A first current terminal formed thereon and a second current terminal formed on a surface of the semiconductor base.
A current terminal that defines a current path from the first current electrode to the second current terminal via the semiconductor head, the semiconductor neck, and the semiconductor base. And a control electrode disposed on a region of the semiconductor head above the semiconductor neck and controlling a current flowing through the current path.

【0012】[0012]

【作用】半導体頭部上に第1の電流端子と制御電極とが
形成され、半導体首部を介して接続された半導体基部上
に第2の電流端子が形成されるため、第1の電流端子と
第2の電流端子との間に形成される電流通路は、半導体
首部上の部分において制御電極の影響を十分に受けるこ
とができる。
A first current terminal and a control electrode are formed on a semiconductor head, and a second current terminal is formed on a semiconductor base connected via a semiconductor neck. The current path formed between the second current terminal and the second current terminal can be sufficiently affected by the control electrode in a portion on the semiconductor neck.

【0013】制御電極の両側に第1の電流端子を形成す
れば、制御電極両側から電流が流れ込むため、高出力動
作が容易となる。
If the first current terminals are formed on both sides of the control electrode, a current flows from both sides of the control electrode, so that a high output operation is facilitated.

【0014】制御電極と第2の電流端子とが異なる高さ
に配置されるため、寄生容量を減少することが容易とな
る。
Since the control electrode and the second current terminal are arranged at different heights, it is easy to reduce the parasitic capacitance.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、本発明の実施例による電界効果トラ
ンジスタを示す。図1(A)は断面図を示し、図1
(B)は平面図を示す。
FIG. 1 shows a field effect transistor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a sectional view, and FIG.
(B) shows a plan view.

【0016】i型GaAs基板11の上に、n型GaA
sで形成された半導体基部12が配置され、半導体基部
12の上にSiO2 、Si34 等の絶縁物で形成され
た絶縁物領域14によって囲まれたn型GaAsの半導
体首部13が配置されている。n型GaAsで形成され
た半導体頭部15は、半導体首部13に連続し、かつ絶
縁物領域14上に延在している。半導体頭部15の両側
部に、AuGe/Ni/Auで形成されたソース電極2
1が配置され、オーミック接触を形成している。半導体
首部13を覆うように、半導体頭部15中央部上にTi
/Alで形成されたゲート電極23が配置され、ショッ
トキ接触を形成している。また、半導体基部12の絶縁
物領域14よりも外側の領域にAuGe/Ni/Auで
形成されたドレイン電極25が配置され、オーミック接
触を形成している。
On an i-type GaAs substrate 11, an n-type GaAs
An n-type GaAs semiconductor neck 13 surrounded by an insulator region 14 made of an insulator such as SiO 2 , Si 3 N 4 is arranged on the semiconductor base 12. Have been. A semiconductor head 15 made of n-type GaAs is continuous with the semiconductor neck 13 and extends over the insulator region 14. Source electrodes 2 made of AuGe / Ni / Au on both sides of the semiconductor head 15
1 are formed to form an ohmic contact. Ti over the center of the semiconductor head 15 so as to cover the semiconductor neck 13
A gate electrode 23 made of / Al is arranged to form a Schottky contact. In addition, a drain electrode 25 made of AuGe / Ni / Au is arranged in a region outside the insulator region 14 of the semiconductor base 12 to form an ohmic contact.

【0017】このような構成において、電流通路はソー
ス電極21から半導体頭部15の側部に連続し、半導体
頭部の側部から中央部に進み、半導体頭部中央から半導
体首部、半導体基部に垂直方向に進み、半導体基部を再
び水平方向に進んでドレイン電極25に至る。ゲート電
極23にゲート電圧を印加し、空乏層を発達させて絶縁
物領域14に達するようにすると、ソース電極21から
ドレイン電極25に至る電流通路は完全に遮断される。
In such a configuration, the current path is continuous from the source electrode 21 to the side of the semiconductor head 15, proceeds from the side of the semiconductor head to the center, and extends from the center of the semiconductor head to the semiconductor neck and the semiconductor base. It proceeds in the vertical direction and again in the semiconductor base in the horizontal direction to reach the drain electrode 25. When a gate voltage is applied to the gate electrode 23 to develop a depletion layer to reach the insulator region 14, the current path from the source electrode 21 to the drain electrode 25 is completely cut off.

【0018】出力信号を取り出すドレイン電極25は、
入力信号の印加されるゲート電極23と離れ、かつ絶縁
物領域14等によって分離されるため、寄生容量を低減
することができる。このように、エ字型構造を採用した
トランジスタにより、ショートチャネル効果を防止し、
高い出力電力を得ることができる。
The drain electrode 25 for extracting an output signal is
Since it is separated from the gate electrode 23 to which the input signal is applied and is separated by the insulator region 14 and the like, the parasitic capacitance can be reduced. As described above, the transistor employing the D-shaped structure prevents the short channel effect,
High output power can be obtained.

【0019】図1に示すような電界効果トランジスタを
製造する方法を以下説明する。図3は、第1の製造方法
を説明するための断面図である。
A method for manufacturing a field effect transistor as shown in FIG. 1 will be described below. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the first manufacturing method.

【0020】図3(A)に示すように、i型GaAs基
板11の上に、n型GaAs層12を形成し、その上に
SiO2 、Si34 等の絶縁物で形成した絶縁膜14
を形成する。ホトリソグラフィを用いて、この絶縁膜1
4に開孔17を作成する。この開孔17は、後に作成す
る半導体首部の断面形状にしたがう形状を有する。
As shown in FIG. 3A, an n-type GaAs layer 12 is formed on an i-type GaAs substrate 11, and an insulating film formed of an insulating material such as SiO 2 or Si 3 N 4 thereon. 14
To form This insulating film 1 is formed by photolithography.
An opening 17 is created in 4. The opening 17 has a shape according to a cross-sectional shape of a semiconductor neck portion to be formed later.

【0021】次に図3(B)に示すように、露出したn
型GaAs層12の表面上に、n型GaAsのエピタキ
シャル成長を行い、半導体首部13および半導体頭部1
5を形成する。なお、絶縁膜14上に成長したエピタキ
シャル層のうち、不要部分はパターニングして除去す
る。n型GaAs12の露出表面上から連続してエピタ
キシャル成長を行うことにより、成長したn型GaAs
層13、15は単結晶領域となる。
Next, as shown in FIG. 3B, the exposed n
The n-type GaAs is epitaxially grown on the surface of the n-type GaAs layer 12 to form a semiconductor neck 13 and a semiconductor head 1.
5 is formed. Unnecessary portions of the epitaxial layer grown on the insulating film 14 are removed by patterning. By continuously performing epitaxial growth from the exposed surface of the n-type GaAs 12, the grown n-type GaAs
The layers 13 and 15 are single crystal regions.

【0022】次に図3(C)に示すように、絶縁膜14
をパターニングし、半導体基部となるn型GaAs層1
2上にAuGe/Ni/Auで形成されたドレイン電極
25を形成し、半導体頭部15両側部上にAuGe/N
i/Auで形成されたソース電極21を形成し、半導体
頭部15中央部上に半導体首部13を覆うようにTi/
Alで形成されたゲート電極23を形成する。
Next, as shown in FIG.
Is patterned to form an n-type GaAs layer 1 serving as a semiconductor base.
A drain electrode 25 made of AuGe / Ni / Au is formed on the semiconductor head 15, and AuGe / N is formed on both sides of the semiconductor head 15.
A source electrode 21 formed of i / Au is formed, and Ti / Ti is formed on the center of the semiconductor head 15 so as to cover the semiconductor neck 13.
A gate electrode 23 made of Al is formed.

【0023】なお、絶縁膜14の厚さは、たとえば10
0〜500nmである。n型GaAs層12は、たとえ
ば1017〜1018cm-3の不純物濃度を有し、厚さ50
nm〜1μmである。また、絶縁膜14に形成する開孔
17は、たとえば幅0.1〜1μmであり、所望の長さ
を有するものとする。図3(B)に示す半導体頭部15
は、たとえば絶縁膜14の上に横方向にたとえば2〜5
0μm延在させる。図3(C)に示すゲート電極23
は、半導体首部13の側面から絶縁膜14上に幅約0.
5〜10μm延在させる。ソース電極21、ドレイン電
極25はたとえば幅10μm以上とする。なお、基板1
1としてi型GaAsを用いたが、Si基板の上にGa
As層を成長させたものを用いてもよい。
The thickness of the insulating film 14 is, for example, 10
0 to 500 nm. The n-type GaAs layer 12 has an impurity concentration of, for example, 10 17 to 10 18 cm −3 and a thickness of 50
nm to 1 μm. The opening 17 formed in the insulating film 14 has, for example, a width of 0.1 to 1 μm and a desired length. The semiconductor head 15 shown in FIG.
Is, for example, 2 to 5 on the insulating film 14 in the lateral direction.
Extend 0 μm. Gate electrode 23 shown in FIG.
Has a width of about 0.
Extend 5 to 10 μm. Source electrode 21 and drain electrode 25 have a width of, for example, 10 μm or more. The substrate 1
1, i-type GaAs was used, but Ga
A layer obtained by growing an As layer may be used.

【0024】図4は、第2の製造方法を示す。図4
(A)に示すように、i型GaAs基板11上にn型G
aAs層32を形成した基板を用い、その表面上に窒化
膜等で形成されたマスク33を形成する。このマスク3
3を用いて異方性エッチングを行い、n型GaAs層3
2をエッチングして所定形状を有するn型GaAs領域
32を形成する。マスク33下に形成された幅の狭いn
型GaAs領域は、図1に示す半導体首部13を形成す
るものである。
FIG. 4 shows a second manufacturing method. FIG.
As shown in (A), an n-type G
A mask 33 made of a nitride film or the like is formed on the surface of the substrate on which the aAs layer 32 is formed. This mask 3
Anisotropic etching is performed using the n-type GaAs layer 3
2 is etched to form an n-type GaAs region 32 having a predetermined shape. The narrow n formed under the mask 33
The type GaAs region forms the semiconductor neck 13 shown in FIG.

【0025】次に図4(B)に示すように、エッチング
で掘り下げられたn型GaAs領域32の表面上に、S
iO2 、Si34等で形成された絶縁膜14を形成す
る。なお、図4(A)に示したマスク33は適当な時期
に除去する。図4(B)において、n型GaAs領域3
2の頂部は、図に示すように絶縁膜14表面よりも上に
突出していることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 4B, the surface of the n-type GaAs region 32 dug by etching is
An insulating film 14 made of iO 2 , Si 3 N 4 or the like is formed. The mask 33 shown in FIG. 4A is removed at an appropriate time. In FIG. 4B, the n-type GaAs region 3
It is preferable that the top of 2 protrudes above the surface of the insulating film 14 as shown in the figure.

【0026】次に図4(C)に示すように、露出してい
るn型GaAs領域32を種として、n型GaAsエピ
タキシャル層34を主に横方向成長を利用して成長す
る。このようにして、図3(B)と同様の構造を作成
し、その後図3の場合と同様の工程によって電極を形成
すれば図1のトランジスタが得られる。
Next, as shown in FIG. 4C, using the exposed n-type GaAs region 32 as a seed, an n-type GaAs epitaxial layer 34 is grown mainly using lateral growth. In this manner, a structure similar to that shown in FIG. 3B is formed, and then an electrode is formed by the same steps as those in FIG. 3 to obtain the transistor shown in FIG.

【0027】図5は、選択エッチングを用いた第3の製
造方法を示す。図5(A)に示すように、i型GaAs
基板11の上に、n型GaAs層35、n型AlGaA
s36、n型GaAs層37を順次積層した基板構造を
準備する。
FIG. 5 shows a third manufacturing method using selective etching. As shown in FIG. 5A, i-type GaAs
An n-type GaAs layer 35 and an n-type AlGaAs
A substrate structure in which s36 and an n-type GaAs layer 37 are sequentially stacked is prepared.

【0028】次に図5(B)に示すように、n型GaA
s層37表面上にレジストマスク38を形成し、異方性
ドライエッチング等によってn型GaAs37をエッチ
ングし、n型AlGaAs層36の表面を露出する。そ
の後、GaAsはエッチングせず、AlGaAsをエッ
チングする選択エッチングにより、n型AlGaAs層
36を側方よりエッチングし、幅の狭い半導体首部とな
るn型AlGaAs領域36aを作成する。その後レジ
ストマスク38は除去する。このようにしてエ字型半導
体構造を得る。
Next, as shown in FIG.
A resist mask 38 is formed on the surface of the s layer 37, and the n-type GaAs 37 is etched by anisotropic dry etching or the like, exposing the surface of the n-type AlGaAs layer 36. Thereafter, the n-type AlGaAs layer 36 is etched from the side by selective etching in which AlGaAs is etched without etching GaAs, thereby forming an n-type AlGaAs region 36a to be a narrow semiconductor neck. After that, the resist mask 38 is removed. Thus, an E-shaped semiconductor structure is obtained.

【0029】次に図5(C)に示すように、n型GaA
s層37a上にソース電極21、ゲート電極23を形成
し、n型GaAs層35表面にドレイン電極25を形成
する。
Next, as shown in FIG. 5C, n-type GaAs
The source electrode 21 and the gate electrode 23 are formed on the s layer 37a, and the drain electrode 25 is formed on the surface of the n-type GaAs layer 35.

【0030】なお、図5(C)に示す構造において、n
型GaAs層35、37aに挟まれた空間を無機物ない
し有機物の絶縁物で埋め戻してもよい。
In the structure shown in FIG.
The space between the type GaAs layers 35 and 37a may be backfilled with an inorganic or organic insulator.

【0031】図6は、本発明の他の実施例によるバイポ
ーラトランジスタ構造を示す。図1に示す実施例同様、
i型GaAs基板11の上に、n型GaAsで形成され
た半導体基部42、n型GaAsで形成された半導体首
部43が形成され、その周囲は絶縁物領域14によって
囲まれる。この半導体首部43および絶縁物領域14の
上に、p型GaAs領域44、n型GaAs領域45を
含む半導体頭部が形成される。なお、半導体首部43に
は、p型GaAs領域44のみが接するようにする。す
なわち、n型GaAs領域45はp型GaAs領域44
を介して初めて下に配置されたn型GaAs領域42、
43に接続される。このようにしてバイポーラトランジ
スタ構造が形成される。なお、n型GaAs領域45上
にはエミッタ電極47、p型GaAs領域44上にはベ
ース電極48、n型GaAs層42上には、コレクタ電
極49がそれぞれ作成される。p型GaAs領域44
は、たとえばn型GaAs領域にBeイオンをイオン注
入することによって作成することができる。
FIG. 6 shows a bipolar transistor structure according to another embodiment of the present invention. As in the embodiment shown in FIG.
A semiconductor base 42 made of n-type GaAs and a semiconductor neck 43 made of n-type GaAs are formed on the i-type GaAs substrate 11, and the periphery thereof is surrounded by the insulator region 14. A semiconductor head including a p-type GaAs region 44 and an n-type GaAs region 45 is formed on the semiconductor neck 43 and the insulator region 14. Note that only the p-type GaAs region 44 is in contact with the semiconductor neck 43. That is, the n-type GaAs region 45 is replaced by the p-type GaAs region 44.
An n-type GaAs region 42 arranged below for the first time through
43. Thus, a bipolar transistor structure is formed. An emitter electrode 47 is formed on the n-type GaAs region 45, a base electrode 48 is formed on the p-type GaAs region 44, and a collector electrode 49 is formed on the n-type GaAs layer 42. p-type GaAs region 44
Can be formed, for example, by implanting Be ions into an n-type GaAs region.

【0032】以上、GaAs(AlGaAs)を用いた
半導体装置の場合を説明したが、同様にInP(InG
aAs)、InAs等の半導体材料を用いることもでき
る。また、絶縁物領域として、SiO2 を用いる場合を
説明したが、他の絶縁物材料、たとえばSiNX 、Si
ON、Al2 3 、絶縁樹脂等を用いることもできる。
The case of a semiconductor device using GaAs (AlGaAs) has been described above.
Semiconductor materials such as aAs) and InAs can also be used. Although the case where SiO 2 is used as the insulator region has been described, other insulator materials, for example, SiN x , Si
ON, Al 2 O 3 , insulating resin and the like can also be used.

【0033】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
新規な構成による高性能な半導体装置が提供される。
As described above, according to the present invention,
A high-performance semiconductor device having a novel configuration is provided.

【0035】制御電極の両側から電流を流すことによ
り、高出力の半導体装置を実現することができる。
By supplying a current from both sides of the control electrode, a high-output semiconductor device can be realized.

【0036】信号入力電極と、信号出力電極とが離して
形成されるため、フィードバック容量が減少し、高周波
動作が容易となる。
Since the signal input electrode and the signal output electrode are formed apart from each other, the feedback capacitance is reduced, and high-frequency operation is facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例による電界効果トランジスタを
示す。図1(A)は断面図、図1(B)は平面図であ
る。
FIG. 1 illustrates a field effect transistor according to an embodiment of the present invention. 1A is a sectional view, and FIG. 1B is a plan view.

【図2】従来の技術による電界効果トランジスタを示
す。図2(A)は構成を示す断面図、図2(B)、
(C)は、I−V特性を示すグラフである。
FIG. 2 shows a field effect transistor according to the prior art. FIG. 2A is a cross-sectional view showing the configuration, FIG.
(C) is a graph showing IV characteristics.

【図3】本発明の実施例による半導体装置を製造する方
法を示す。図3(A)、(B)、(C)は、それぞれ半
導体構造の断面図である。
FIG. 3 illustrates a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 3A, 3B, and 3C are cross-sectional views of the semiconductor structure.

【図4】本発明の実施例による半導体装置を製造する方
法を示す。図4(A)、(B)、(C)は、それぞれ半
導体構造の断面図である。
FIG. 4 illustrates a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 4A, 4B, and 4C are cross-sectional views of the semiconductor structure.

【図5】本発明の実施例による半導体装置を製造する方
法を示す。図5(A)、(B)、(C)は、それぞれ半
導体構造の断面図である。
FIG. 5 illustrates a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 5A, 5B, and 5C are cross-sectional views of the semiconductor structure.

【図6】本発明の他の実施例によるバイポーラトランジ
スタを含む半導体装置を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device including a bipolar transistor according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 i型GaAs基板 12 n型GaAs基部 13 n型GaAs首部 14 絶縁物領域 15 n型GaAs頭部 17 開孔 21 ソース電極 23 ゲート電極 25 ドレイン電極 32 n型GaAs領域 33 マスク 34 n型GaAsエピタキシャル層 35 n型GaAs層 36 n型AlGaAs層 37 n型GaAs層 38 レジストマスク 42 n型GaAs層(コレクタ) 43 n型GaAs領域 44 p型GaAs領域(ベース領域) 45 n型GaAs領域(エミッタ領域) Reference Signs List 11 i-type GaAs substrate 12 n-type GaAs base 13 n-type GaAs neck 14 insulator region 15 n-type GaAs head 17 opening 21 source electrode 23 gate electrode 25 drain electrode 32 n-type GaAs region 33 mask 34 n-type GaAs epitaxial layer 35 n-type GaAs layer 36 n-type AlGaAs layer 37 n-type GaAs layer 38 resist mask 42 n-type GaAs layer (collector) 43 n-type GaAs region 44 p-type GaAs region (base region) 45 n-type GaAs region (emitter region)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 21/331 H01L 29/73 H01L 29/80 H01L 29/812 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/338 H01L 21/331 H01L 29/73 H01L 29/80 H01L 29/812

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 導電性を有する半導体基部と、 前記半導体基部上に配置され、該半導体基部表面と平行
な方向において縮小した断面積を有し、導電性を有する
半導体首部と、 前記半導体首部上に配置され、拡大された断面積を有
し、導電性を有する半導体頭部と、 前記半導体頭部の前記半導体首部上方より側方に離れた
表面上に形成された第1の電流端子と、 前記半導体基部の表面上に形成された第2の電流端子で
あって、前記第1の電流電極から、前記半導体頭部、半
導体首部、及び半導体基部を経由して該第2の電流端子
に至る電流通路を画定する前記第2の電流端子と、 前記半導体頭部の前記半導体首部上方の領域上に配置さ
れ、前記電流通路を流れる電流を制御する制御電極とを
有する半導体装置。
1. A semiconductor base having conductivity, a semiconductor neck disposed on the semiconductor base, having a reduced cross-sectional area in a direction parallel to the surface of the semiconductor base, and having conductivity, and on the semiconductor neck. A semiconductor head having conductivity, having an enlarged cross-sectional area, and a first current terminal formed on a surface of the semiconductor head that is laterally separated from above the semiconductor neck portion; A second current terminal formed on a surface of the semiconductor base, from the first current electrode to the second current terminal via the semiconductor head, the semiconductor neck, and the semiconductor base; A semiconductor device, comprising: the second current terminal defining a current path; and a control electrode disposed on a region of the semiconductor head above the semiconductor neck and controlling a current flowing through the current path.
【請求項2】 さらに、前記半導体基部と前記半導体頭
部との間の空間に前記半導体首部を囲んで形成された絶
縁物領域を有する請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an insulator region formed around said semiconductor neck in a space between said semiconductor base and said semiconductor head.
【請求項3】 前記半導体頭部の前記第1の電流端子と
接する領域が第1の導電型を有し、前記半導体頭部の前
記半導体首部上の領域が第2の導電型を有し、前記半導
体基部が第1の導電型を有し、バイポーラトランジスタ
構造を構成する請求項1ないし2記載の半導体装置。
3. A region of the semiconductor head in contact with the first current terminal has a first conductivity type, a region of the semiconductor head on the semiconductor neck has a second conductivity type, The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor base has a first conductivity type and forms a bipolar transistor structure.
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