JPH11163316A - Field-effect transistor and manufacture thereof - Google Patents
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- JPH11163316A JPH11163316A JP26966398A JP26966398A JPH11163316A JP H11163316 A JPH11163316 A JP H11163316A JP 26966398 A JP26966398 A JP 26966398A JP 26966398 A JP26966398 A JP 26966398A JP H11163316 A JPH11163316 A JP H11163316A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波ミリ波
の領域において動作する電界効果トランジスタに関し、
特に2段リセス構造を有する電界効果トランジスタに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor operating in a microwave / millimeter wave region,
In particular, it relates to a field effect transistor having a two-stage recess structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、InGaAsやInGaAsP等
の三元および四元混晶半導体が注目されるようになった
が、中でもInP基板に格子整合するInGaAsは光
デバイスのみならず、各種電界効果トランジスタ材料と
して有望であり、特に、InPやInAlAsとのヘテ
ロ界面での2次元電子ガスを用いた電界効果トランジス
タの研究も盛んになりつつある。2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to ternary and quaternary mixed crystal semiconductors such as InGaAs and InGaAsP. Among them, InGaAs lattice-matched to an InP substrate is not only an optical device but also various field effect transistor materials. In particular, field-effect transistors using a two-dimensional electron gas at a heterointerface with InP or InAlAs have been actively studied.
【0003】InGaAsが電子輸送デバイスとしても
有望視されている理由としては、GaAs等と比較した
場合、電子のドリフト速度に於けるピーク値が大きい
こと、電子の低電界に於ける移動度が大きいこと、
オーミック電極がとりやすくコンタクト抵抗が小さいこ
と、電子速度のより大きなオーバーシュートが期待で
きること、谷間散乱に起因する雑音が小さいこと、
絶縁物との界面特性が比較的良いこと、等を挙げること
ができ、さらに、上述の2次元電子ガスデバイスが実現
できることも大きな理由の一つである。[0003] The reason why InGaAs is also considered promising as an electron transport device is that, compared to GaAs or the like, the peak value of the electron drift velocity is large, and the mobility of the electron in a low electric field is large. thing,
Easy contact with ohmic electrodes, low contact resistance, greater overshoot of electron velocity, less noise due to valley scattering,
One of the major reasons is that the interface characteristics with the insulator are relatively good, and that the above-described two-dimensional electron gas device can be realized.
【0004】現在、InAlAs/InGaAs界面の
2次元電子ガスを用いた電界効果トランジスタは高性能
マイクロ波ミリ波素子として有望視され各方面で研究開
発が為されている。特に低雑音素子としては、その有効
性が実験レベルで確認されており、例えばアイ・イー・
イー・イー・マイクロウェーヴ・アンド・ガイディッド
・ウェーヴ・レターズ、第1巻、第7号、114〜11
6頁、1991年(IEEE MICROWAVE AND GUIDED WAVE L
ETTERS, VOL.1, NO.5, P.114-116, 1991)にドゥーら(K.
H. Duh et al.)が報告しているように、室温下で、9
4GHzに於ける雑音指数1.2dB、付随利得7.2
dBが確認されるまでに至っている。これらはInP基
板上に格子整合する系、即ちIn0.52Al0.48As/I
n0.53Ga0.47AsとIn組成を規定した材料系でデバ
イスを作製している。この系ではIn0.53Ga0.47As
層に2次元電子ガスが形成されるが、尚一層の特性向上
を意図して例えばアイ・イー・イー・イー・エレクトロ
ン・デバイス・レターズ、第10巻、第3号、114〜
116頁、1989年(IEEE ELECTRON
DEVICE LETTERS, VOL.10, N
O.3, P.114−116, 1989)にグら
(G. I. Ng et al.)が報告しているよ
うに、チャネルであるInGaAs層部分のIn組成を
0.53より大きな値に設定し、デバイス特性を向上さ
せようとする試みが為されている。At present, a field effect transistor using a two-dimensional electron gas at the InAlAs / InGaAs interface is regarded as a promising high-performance microwave / millimeter-wave device, and research and development are being carried out in various fields. In particular, its effectiveness as a low-noise element has been confirmed at the experimental level.
Ee Microwave and Guided Wave Letters, Volume 1, Issue 7, 114-11
6, 1991 (IEEE MICROWAVE AND GUIDED WAVE L
ETTERS, VOL.1, NO.5, P.114-116, 1991)
H. Duh et al.) Reported that at room temperature,
Noise figure at 4 GHz 1.2 dB, associated gain 7.2
dB has been reached. These are lattice-matched systems on InP substrates, ie, In 0.52 Al 0.48 As / I.
A device is manufactured using a material system in which n 0.53 Ga 0.47 As and the In composition are specified. In this system, In 0.53 Ga 0.47 As
Although a two-dimensional electron gas is formed in the layer, in order to further improve the characteristics, for example, IEE Electron Device Letters, Vol. 10, No. 3, 114-
116 pages, 1989 (IEEE ELECTRON
DEVICE LETTERS, VOL. 10, N
O. 3, p. 114-116, 1989), the In composition of the InGaAs layer portion as a channel is set to a value larger than 0.53, and the device characteristics are adjusted. Attempts have been made to improve it.
【0005】さてこのようなInAlAs/InGaA
s系ヘテロ接合FETにおいては、通常InGaAsが
2次元電子ガスチャネルとして広く用いられるが、その
バンドギャップは0.75eV付近とGaAsに比べて
小さく、衝突イオン化も大きくなるため、そのデバイス
としての耐圧はGaAs系ヘテロ接合FETに比べ小さ
い。安定したデバイス動作を得る上ではデバイスの高耐
圧化が大きな課題であり、デバイスのエピ層を工夫する
などのアプローチがなされる一方で、ゲートリセスの拡
大などのゲート近傍の形状を最適化する試みが広く行わ
れている。Now, such InAlAs / InGaAs
In s-based heterojunction FETs, InGaAs is generally widely used as a two-dimensional electron gas channel. However, since the band gap is small at about 0.75 eV as compared with GaAs, and collision ionization is large, the breakdown voltage of the device is high. It is smaller than a GaAs heterojunction FET. In order to obtain stable device operation, increasing the withstand voltage of the device is a major issue, and approaches such as devising the epi layer of the device are being made.On the other hand, attempts to optimize the shape near the gate by expanding the gate recess, etc. Widely used.
【0006】また、高濃度キャップ層が用いられている
ような場合には、このキャップ層のリセスエッジをでき
るだけゲート電極から距離を大きくとることによって、
ゲートの印加電圧により発生する電界を緩和させ、チャ
ネル電子の衝突イオン化率を下げる工夫がなされる。こ
れはゲート・キャップ層間の寄生容量も低減させるため
デバイスの電力利得の増加にも寄与する。しかしこれは
ソース電極側にとってはソース抵抗の増加をまねくた
め、特性の劣化とトレードオフの関係にある。When a high-concentration cap layer is used, the recess edge of the cap layer is made as large as possible from the gate electrode, so that
The electric field generated by the voltage applied to the gate is alleviated to reduce the collision ionization rate of channel electrons. This also reduces the parasitic capacitance between the gate and cap layers and also contributes to an increase in device power gain. However, this leads to an increase in source resistance on the source electrode side, and thus has a trade-off relationship with deterioration of characteristics.
【0007】一般にInAlAs半導体は表面酸化の影
響など表面の不安定性が問題となる。ゲート近傍のリセ
ス表面には電子を捕獲する電子トラップが生じることが
あるが、これは半導体材料に依存する。先に示したIn
AlAs/InGaAs系ヘテロ接合FETではInA
lAsがゲート電極のショットキー層として広く用いら
れるが、InP基板と格子整合するInAlAsは、A
l組成が50%近く含有されているため、酸化等による
表面トラップ密度が多いなど、表面の不安定性がたびた
び問題になる。In general, InAlAs semiconductors have a problem of surface instability such as influence of surface oxidation. An electron trap that captures electrons may occur on the surface of the recess near the gate, depending on the semiconductor material. In shown earlier
In an AlAs / InGaAs based heterojunction FET, InA
Although lAs is widely used as a Schottky layer of a gate electrode, InAlAs lattice-matched with an InP substrate
Since the l-composition contains about 50%, surface instability often becomes a problem, such as a high surface trap density due to oxidation or the like.
【0008】この表面の不安定性をデバイス特性に反映
させないための試みとして、二段リセス構造が知られて
いる。これはキャップ層を比較的広いリセスにてエッチ
ング作製し、このリセス内にさらにリセス幅の狭い第2
のリセスを形成し、この第2のリセス内にゲートを形成
するものである。ゲート脇のショットキー半導体表面
が、ゲート電極形成位置よりも上部に位置することにな
る。このようにすると、半導体表面に存在する電子トラ
ップなどに起因する表面不安定性があっても、デバイス
動作特性に影響がでないようになる。As an attempt to prevent the surface instability from being reflected in the device characteristics, a two-step recess structure is known. In this method, a cap layer is formed by etching in a relatively wide recess, and a second narrower recess is formed in the recess.
And a gate is formed in the second recess. The Schottky semiconductor surface beside the gate is located above the gate electrode formation position. In this way, even if there is surface instability due to an electron trap or the like existing on the semiconductor surface, device operation characteristics are not affected.
【0009】図14は、従来用いられている二段リセス
構造の一例である。この構造は、半絶縁性のInP基板
201上に、バッファ層としてアンドープInAlAs
層202、チャネル層としてアンドープInGaAs層
203、このチャネル層にキャリアを供給するための電
子供給層としてアンドープInAlAs層204とn型
不純物ドープInAlAs層205(アンドープInA
lAs層204はスペーサ層と考えても良い。)、ショ
ットキー層としてアンドープInAlAs層206、電
極とコンタクトをとるためのキャップ層としてn型不純
物ドープInGaAs層207が順に積層され、さら
に、第1のリセス209が、キャップ層(n型不純物ド
ープInGaAs層207)を貫通して設けられ、さら
に第2のリセス210がこの第1のリセス内にショット
キー層の一部を除去して設けられている。この第2のリ
セス開口の底部に露出したショットキー層の表面にゲー
ト電極208aが形成され、キャップ層(n型不純物ド
ープInGaAs層207)の上にソース電極とドレイ
ン電極が形成されている。FIG. 14 shows an example of a conventional two-stage recess structure. This structure has an undoped InAlAs as a buffer layer on a semi-insulating InP substrate 201.
Layer 202, an undoped InGaAs layer 203 as a channel layer, an undoped InAlAs layer 204 and an n-type impurity-doped InAlAs layer 205 (undoped InAAs) as an electron supply layer for supplying carriers to the channel layer.
The lAs layer 204 may be considered as a spacer layer. ), An undoped InAlAs layer 206 as a Schottky layer, an n-type impurity-doped InGaAs layer 207 as a cap layer for making contact with an electrode, and a first recess 209 is further formed with a cap layer (n-type impurity-doped InGaAs). Layer 207), and a second recess 210 is provided in the first recess with a portion of the Schottky layer removed. A gate electrode 208a is formed on the surface of the Schottky layer exposed at the bottom of the second recess opening, and a source electrode and a drain electrode are formed on the cap layer (n-type impurity-doped InGaAs layer 207).
【0010】従来のこのような構造におけるソース電極
およびドレイン電極の材料として金属材料を用いて、半
導体層と合金を形成しないノンアロイオーミックコンタ
クトをとった場合、キャップ層として通常用いられるI
nGaAsとショットキー層として通常用いられるIn
AlAsの間の伝導帯不連続量が大きいためにコンタク
ト抵抗が高いという問題がある。When a non-alloy ohmic contact which does not form an alloy with a semiconductor layer is formed by using a metal material as a material of a source electrode and a drain electrode in such a conventional structure, an I-type electrode generally used as a cap layer is used.
nGaAs and In typically used as a Schottky layer
There is a problem that the contact resistance is high because the conduction band discontinuity between AlAs is large.
【0011】これに対して、従来GaAs基板上のFE
Tでは、コンタクト抵抗を下げるために、ソース電極お
よびドレイン電極の材料としてAuGeとNiを用いて
その後合金化する合金型のオーミック電極が広く用いら
れている。On the other hand, the FE on the conventional GaAs substrate
In T, in order to lower the contact resistance, an alloy-type ohmic electrode that is alloyed using AuGe and Ni as materials of the source electrode and the drain electrode is widely used.
【0012】しかし、AuGeとNiの合金型のオーミ
ック電極をInP基板上に構成されるヘテロ接合FET
に適用しようとすると、例えばエム・ティー・ティー・
シンポジウム1994年度版プロシーディング261ペ
ージ(K.Onda etal., MTT Symp
osium Proceedings, p.261−
264, 1994)に指摘されているように、例えば
300℃程度の加速試験において、合金化がさらに進み
抵抗が高くなる。即ち、実際の使用状況下において、信
頼性に欠ける問題があった。However, a heterojunction FET in which an AuGe-Ni alloy type ohmic electrode is formed on an InP substrate.
If you try to apply to
Symposium 1994 Proceedings, 261 pages (K. Onda et al., MTT Symp
osium Proceedings, p. 261-
264, 1994), for example, in an accelerated test at about 300 ° C., alloying further proceeds and the resistance increases. That is, there is a problem that reliability is lacking under actual use conditions.
【0013】一方、アイ・イー・イー・イー・エレクト
ロン・デバイス・レターズ、第13巻、325頁、19
92年には、単一のリセス構造を有するヘテロ接合型F
ETにおいて、アンドープInAlAsショットキー層
上に、n型InAlAs層とn型InGaAs層を積層
したキャップ層を形成することで、ノンアロイでオーミ
ックコンタクトをとることができることが示されてい
る。しかし、InP基板を用いた2段リセス構造におい
て、ノンアロイオーミックコンタクトをとることは、従
来全く知られていなかった。On the other hand, IEE Electron Device Letters, vol. 13, p. 325, 19
In 1992, a heterojunction type F having a single recess structure
The ET shows that a non-alloy ohmic contact can be obtained by forming a cap layer in which an n-type InAlAs layer and an n-type InGaAs layer are stacked on an undoped InAlAs Schottky layer. However, non-alloy ohmic contact in a two-step recess structure using an InP substrate has not been known at all.
【0014】さらに、このエピ構造に対し、通常の方法
で2段リセス構造に適用しようとすると、アンドープI
nAlAsショットキー層まで貫通する第1のリセスを
形成して、その後にその第1のリセス内にさらに幅の小
さな第2のリセスを形成し、この第2のリセス内にゲー
ト電極を形成することになる。しかし、この場合第1の
リセス形成時に、InGaAsとInAlAsの2層積
層キャップを同時に除去することになるので、第1のリ
セス直下におけるシート抵抗が増大する問題があった。
また、第1のリセス底面にアンドープInAlAsショ
ットキー層が露出するので、この表面から内部にかけ
て、ポテンシャル形状が緩やかに変化するので表面の影
響がデバイス動作に現れやすい問題がある。Further, if this epi structure is applied to a two-stage recess structure by a usual method, an undoped I
forming a first recess that penetrates to the nAlAs Schottky layer, followed by forming a second recess having a smaller width in the first recess, and forming a gate electrode in the second recess; become. However, in this case, at the time of forming the first recess, the two-layer stack cap of InGaAs and InAlAs is removed at the same time, so that there is a problem that the sheet resistance immediately below the first recess increases.
In addition, since the undoped InAlAs Schottky layer is exposed at the bottom of the first recess, the potential shape gradually changes from the surface to the inside, so that there is a problem that the influence of the surface easily appears on the device operation.
【0015】ところで、2段リセス型電界効果トランジ
スタの製造法として、従来は1段目で広い開口を有する
第1のリセスをエッチングにより形成し、次に第1のリ
セス内に、これより開口の小さい第2のリセスをエッチ
ングにより形成するのが一般的であった。しかし、この
方法では、フォトレジストを用いた露光・現像・エッチ
ング工程が2回必要であり、工程が煩雑になるという問
題があった。By the way, as a method of manufacturing a two-stage recess type field effect transistor, a first recess having a wide opening at the first stage is conventionally formed by etching, and then the first recess is formed in the first recess. It was common to form a small second recess by etching. However, in this method, two steps of exposure, development, and etching using a photoresist are required, and there is a problem that the steps are complicated.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点に鑑みてなされたものであり、InP基板上に形
成される安定なデバイス性能を示す2段リセス構造であ
って、特にコンタクト抵抗が低くかつ安定な電界効果ト
ランジスタを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a two-step recess structure formed on an InP substrate and exhibiting stable device performance. An object is to provide a stable field-effect transistor having low resistance.
【0017】また、本発明は、このような高性能な二段
リセス型電界効果トランジスタを制御性良く作製する製
造方法を提供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide a manufacturing method for manufacturing such a high-performance two-stage recess type field effect transistor with good controllability.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明は、InP基板上
に、アンドープ半導体からなるチャネル層と、このチャ
ネル層にキャリアを供給するために厚さ方向の全域また
は局所的にn型不純物がドープされた電子供給層と、ア
ンドープInAlAsショットキー層と、このショット
キー層に接して設けられたn型InAlAs第1キャッ
プ層と、この第1キャップ層に接して設けられたn型I
nGaAs第2キャップ層と、この第2キャップ層を貫
通して設けられた第1のリセス開口と、この第1のリセ
ス開口の内部に前記第1キャップ層を貫通し前記ショッ
トキー層のちょうど表面に達するか、または前記ショッ
トキー層の一部を除去して設けられた第2のリセス開口
と、この第2のリセス開口の底部に露出した前記ショッ
トキー層の表面に形成されたゲート電極と、前記第2キ
ャップ層の上に前記第1のリセス開口を挟んで両側に形
成されたソース電極とドレイン電極とを備えた電界効果
トランジスタに関する。According to the present invention, a channel layer made of an undoped semiconductor is provided on an InP substrate, and an n-type impurity is doped over the entire area or locally in the thickness direction to supply carriers to the channel layer. Electron supply layer, an undoped InAlAs Schottky layer, an n-type InAlAs first cap layer provided in contact with the Schottky layer, and an n-type I-type layer provided in contact with the first cap layer.
an nGaAs second cap layer, a first recess opening provided through the second cap layer, and a surface of the Schottky layer passing through the first cap layer inside the first recess opening. Or a second recess opening provided by removing a part of the Schottky layer, and a gate electrode formed on the surface of the Schottky layer exposed at the bottom of the second recess opening. And a field-effect transistor including a source electrode and a drain electrode formed on both sides of the first recess opening on the second cap layer.
【0019】この電界効果トランジスタは、InP基板
上に、アンドープ半導体からなるチャネル層を形成する
工程と、このチャネル層にキャリアを供給するために厚
さ方向の全域または局所的にn型不純物がドープされた
電子供給層を形成する工程と、アンドープInAlAs
ショットキー層を形成する工程と、このショットキー層
の表面全面にn型InAlAs第1キャップ層を形成す
る工程と、この第1キャップ層の表面全面にn型InG
aAs第2キャップ層を形成する工程と、第2キャップ
層の表面からエッチングにより第2キャップ層、第1キ
ャップ層を貫通し前記ショットキー層のちょうど表面に
達するか、または前記ショットキー層の一部を除去して
第2のリセス開口を所定形状に形成する工程と、引き続
き、InGaAsとInAlAsとの選択比が30以上
のエッチング液を用いて第2キャップ層をサイドエッチ
ングすることにより所定形状に第1のリセスの開口を形
成する工程とを含む製造方法によって製造することがで
きる。In this field effect transistor, a step of forming a channel layer made of an undoped semiconductor on an InP substrate, and a step of doping an n-type impurity in the entire thickness direction or locally in order to supply carriers to the channel layer. Forming a doped electron supply layer and undoped InAlAs
A step of forming a Schottky layer, a step of forming an n-type InAlAs first cap layer over the entire surface of the Schottky layer, and a step of forming an n-type InG over the entire surface of the first cap layer.
forming a second cap layer, and etching from the surface of the second cap layer, penetrating the second cap layer and the first cap layer, and reaching the surface of the Schottky layer; Removing the portion to form a second recess opening in a predetermined shape; and subsequently, side etching the second cap layer with an etching solution having a selectivity between InGaAs and InAlAs of 30 or more to obtain a predetermined shape. Forming an opening of the first recess.
【0020】このような製造方法は、従来の構造の電界
効果トランジスタにも応用することが可能である。即
ち、この製造方法は、InP基板上に、アンドープ半導
体からなるチャネル層を形成する工程と、このチャネル
層にキャリアを供給するために厚さ方向の全域または局
所的にn型不純物がドープされた電子供給層を形成する
工程と、アンドープInAlAsショットキー層を形成
する工程と、このショットキー層の表面全面にn型In
GaAsキャップ層を形成する工程と、このn型InG
aAsキャップ層の表面からエッチングによりこのn型
InGaAsキャップ層を貫通しショットキー層の一部
を除去して第2のリセス開口を所定形状に形成する工程
と、引き続き、InGaAsとInAlAsとの選択比
が30以上のエッチング液を用いて前記n型InGaA
sキャップ層をサイドエッチングすることにより所定形
状に第1のリセスの開口を形成する工程とを含む製造方
法である。Such a manufacturing method can be applied to a field-effect transistor having a conventional structure. That is, in this manufacturing method, a step of forming a channel layer made of an undoped semiconductor on an InP substrate, and an n-type impurity that is entirely or locally doped in the thickness direction to supply carriers to the channel layer. A step of forming an electron supply layer, a step of forming an undoped InAlAs Schottky layer, and a step of forming n-type In over the entire surface of the Schottky layer.
Forming a GaAs cap layer, and forming the n-type InG
forming a second recess opening in a predetermined shape by removing a part of the Schottky layer through the n-type InGaAs cap layer by etching from the surface of the aAs cap layer; and subsequently, selecting the InGaAs and InAlAs. The n-type InGaAs using an etching solution having 30 or more
forming an opening of the first recess in a predetermined shape by side-etching the s-cap layer.
【0021】本発明では、n型InAlAs第1キャッ
プ層が設けられていることにより、n型InGaAs第
2キャップ層とアンドープInAlAsショットキー層
との抵抗が減少するために、ノンアロイオーミック電極
を用いても低いコンタクト抵抗を得ることができる。In the present invention, since the resistance between the n-type InGaAs second cap layer and the undoped InAlAs Schottky layer is reduced by providing the n-type InAlAs first cap layer, a non-alloy ohmic electrode is used. However, a low contact resistance can be obtained.
【0022】また、1段目のリセス底面が、n型InA
lAs第1キャップ層となるので、この表面から内部の
深さ方向に見たポテンシャル形状が、n型InAlAs
第1キャップ層で急峻に変化し、アンドープInAlA
sショットキー層内ではほぼ水平になる。即ち、表面の
影響が内部までおよび難いので、特に安定したデバイス
動作が得られる。The bottom of the first recess is formed of n-type InA.
Since the first As cap layer is formed, the potential shape when viewed from the surface in the depth direction of the inside is n-type InAlAs.
It changes sharply in the first cap layer, and undoped InAlA
It is almost horizontal in the s-Schottky layer. That is, since the influence of the surface is hard to reach the inside, particularly stable device operation can be obtained.
【0023】このように、本発明の電界効果型トランジ
スタは、ゲートリセス形状が二段になっており、ゲート
脇の半導体表面よりも深くエッチングされた部分にゲー
ト・半導体接触を設けているので、半導体表面の不安定
性に起因するデバイス特性変動が抑制されている。As described above, the field-effect transistor of the present invention has a two-stage gate recess shape, and the gate-semiconductor contact is provided in a portion etched deeper than the semiconductor surface beside the gate. Variations in device characteristics due to surface instability are suppressed.
【0024】また本発明の製造方法では、ゲート接触面
を露出させた後に、最表面層であるn型InGaAs第
2キャップ層を選択的にエッチングすることにより、第
1のリセス幅を決定することができるので、第1のリセ
ス開口を制御性良く作製するできると同時に、製造工程
が簡略化され、製造コストを低減することができる。こ
の製造方法は最表面層のInGaAsの直下にキャップ
層の一部としてn型InAlAs層を用いていないよう
な従来のデバイス構造に対しても適用可能である。Further, in the manufacturing method of the present invention, after exposing the gate contact surface, the first recess width is determined by selectively etching the n-type InGaAs second cap layer which is the outermost surface layer. Therefore, the first recess opening can be manufactured with good controllability, and at the same time, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. This manufacturing method can also be applied to a conventional device structure in which an n-type InAlAs layer is not used as a part of a cap layer immediately below InGaAs as the outermost surface layer.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照しながら詳細に説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0026】[実施形態1]第1図は、本発明の電界効
果トランジスタの1例の要部切断面図である。[Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view of a main part of an example of a field-effect transistor according to the present invention.
【0027】この電界効果トランジスタのエピ構造は、
半絶縁性InP基板101上に、バッファ層として50
0nm厚のアンドープInAlAs層102、チャネル
層として20nm厚のアンドープInGaAs層10
3、電子供給層として5nm厚のアンドープInAlA
s層104と3×1018cm-3にシリコンが添加された
15nm厚のInAlAs層105(アンドープInA
lAs層104はスペーサ層ということもできる。)、
ショットキー層として20nm厚のアンドープInAl
As層106、第1キャップ層として3×1018cm-3
にシリコンが添加された20nm厚のInAlAs層1
07、第2キャップ層として3×1018cm-3にシリコ
ンが添加された20nm厚のInGaAs層108がそ
れぞれこの順に積層されている。The epi structure of this field effect transistor is as follows:
On the semi-insulating InP substrate 101, 50
An undoped InAlAs layer 102 having a thickness of 0 nm and an undoped InGaAs layer 10 having a thickness of 20 nm as a channel layer.
3. 5 nm thick undoped InAlA as electron supply layer
s layer 104 and a 15 nm thick InAlAs layer 105 (undoped InA) with silicon added to 3 × 10 18 cm −3.
The lAs layer 104 can also be called a spacer layer. ),
20 nm thick undoped InAl as Schottky layer
As layer 106, 3 × 10 18 cm −3 as first cap layer
20 nm thick InAlAs layer 1 doped with silicon
07, a 20 nm-thick InGaAs layer 108 in which silicon is added to 3 × 10 18 cm −3 as a second cap layer is laminated in this order.
【0028】オーミック電極109b、109cは、最
上層の第2キャップ層InGaAs層108上にTi/
Pt/Auの積層構造によって形成されており、熱処理
は行っていない。オーミック電極109b、109c間
には第1のリセス110が形成されている。この第1の
リセスの深さは前記第1キャップ層であるアンドープI
nAlAs層107の表面まで到達しており、そのリセ
ス幅は2μmである。この第1のリセス110内に、さ
らに第2のリセス111が形成されている。第2のリセ
スの深さは前記ショットキー層であるアンドープInA
lAs層106の途中まで到達しており、そのリセス幅
は1.1μmである。The ohmic electrodes 109b and 109c are formed on the uppermost second cap layer InGaAs layer 108 by Ti /
It is formed by a Pt / Au laminated structure, and is not subjected to heat treatment. A first recess 110 is formed between the ohmic electrodes 109b and 109c. The depth of the first recess is determined by the undoped I
It reaches the surface of the nAlAs layer 107, and its recess width is 2 μm. In the first recess 110, a second recess 111 is further formed. The depth of the second recess is undoped InA, which is the Schottky layer.
It reaches halfway in the lAs layer 106, and its recess width is 1.1 μm.
【0029】この第2のリセス内にはゲート電極109
aが形成されている。ゲート電極としてはTi/Pt/
Auをこの順に積層した1μmのゲート長のものを用い
ている。さらに、デバイス表面は、プラズマCVD法に
より堆積されたSiN膜112で覆われている。The gate electrode 109 is formed in the second recess.
a is formed. Ti / Pt /
Au having a gate length of 1 μm in which Au is stacked in this order is used. Further, the device surface is covered with a SiN film 112 deposited by a plasma CVD method.
【0030】この電界効果トランジスタの初期特性は、
相互コンダクタンスが600mS/mmと高く、ショッ
トキー障壁高さは0.5eV、ゲート逆耐圧は11Vで
あった。The initial characteristics of this field effect transistor are as follows:
The transconductance was as high as 600 mS / mm, the Schottky barrier height was 0.5 eV, and the gate reverse breakdown voltage was 11 V.
【0031】次に、この実施形態で示した電界効果トラ
ンジスタの製造方法を、図2から図13までを用いて説
明する。Next, a method of manufacturing the field effect transistor shown in this embodiment will be described with reference to FIGS.
【0032】(a)図2に示すように、分子線エピエタ
キシャル成長方法を用いて、半絶縁性InP基板101
上に、バッファ層として500nm厚のアンドープIn
AlAs層102、チャネル層として20nm厚のアン
ドープInGaAs層103、電子供給層として5nm
厚のアンドープInAlAs層104と3×1018cm
-3にシリコンが添加された15nm厚のInAlAs層
105(アンドープInAlAs層104はスペーサ層
ということもできる。)、ショットキー層として20n
m厚のアンドープInAlAs層106、第1キャップ
層として3×1018cm-3にシリコンが添加された20
nm厚のInAlAs層107、第2キャップ層として
3×1018cm-3にシリコンが添加された20nm厚の
InGaAs層108をそれぞれこの順に積層した。(A) As shown in FIG. 2, a semi-insulating InP substrate 101 is formed by a molecular beam epitaxy method.
On top, a 500 nm thick undoped In as a buffer layer
AlAs layer 102, undoped InGaAs layer 103 of 20 nm thickness as channel layer, 5 nm as electron supply layer
Thick undoped InAlAs layer 104 and 3 × 10 18 cm
InAlAs layer 105 having a thickness of 15 nm in which silicon is added to -3 (the undoped InAlAs layer 104 can also be referred to as a spacer layer), and 20 n as a Schottky layer
m-thick undoped InAlAs layer 106, 20 to which 3 × 10 18 cm −3 of silicon is added as a first cap layer
An InAlAs layer 107 with a thickness of nm and a InGaAs layer 108 with a thickness of 20 nm with silicon added to 3 × 10 18 cm −3 as a second cap layer were laminated in this order.
【0033】図示は省略したが、続いて、このエピウェ
ハ上にフォトレジスト塗布および露光および現像によ
り、フォトレジストを所定のメサパターンにパターニン
グした。続いて溶液エッチングによりメサエッチングを
行いメサ形状に加工した。エッチング深さは前記不純物
無添加InAlAs層102の途中まで届いている。エ
ッチングにはリン酸と過酸化水素水と水の混合液をもち
いた。Although not shown, the photoresist was patterned into a predetermined mesa pattern on the epi-wafer by applying a photoresist, exposing and developing. Subsequently, mesa etching was performed by solution etching to form a mesa shape. The etching depth reaches the middle of the impurity-free InAlAs layer 102. For the etching, a mixture of phosphoric acid, hydrogen peroxide and water was used.
【0034】(b)図3に示すように、続いてこのエピ
ウェハ上にフォトレジスト塗布および露光および現像に
より、オーミック電極を形成する部分を開口したパター
ン形状にフォトレジスト121を形成した。(B) Next, as shown in FIG. 3, a photoresist 121 was formed on the epi-wafer by applying a photoresist, exposing and developing, so as to form a pattern in which a portion for forming an ohmic electrode was opened.
【0035】(c)図4に示すように、オーミック金属
125として、Ti、Pt、Auをそれぞれ50nm、
50nm、200nmの厚さで蒸着した。(C) As shown in FIG. 4, as the ohmic metal 125, Ti, Pt, and Au are each 50 nm thick.
Evaporation was performed to a thickness of 50 nm and 200 nm.
【0036】(d)図5に示すように、フォトレジスト
をリフトオフすることで、オーミック電極形成位置に積
層金属パターンを形成し、オーミック電極109bおよ
び109cを所定形状に形成する。(D) As shown in FIG. 5, by lifting off the photoresist, a laminated metal pattern is formed at the ohmic electrode forming position, and the ohmic electrodes 109b and 109c are formed in a predetermined shape.
【0037】(e)図6に示すように、続いてこのウェ
ハ上に、フォトレジスト122を塗布した後、露光およ
び現像により、フォトレジスト122に第2のリセス形
状に対応する開口を設けた(レジストのパターンは図示
を省略した。)。本パターンによるゲート開口は1μm
である。開口パターンはオーミック電極間のほぼ中心位
置にその開口中心を一致させる。(E) Subsequently, as shown in FIG. 6, after a photoresist 122 is coated on the wafer, an opening corresponding to the second recess shape is formed in the photoresist 122 by exposure and development (FIG. 6). The resist pattern is not shown.) The gate opening by this pattern is 1 μm
It is. The opening pattern matches the center of the opening substantially at the center between the ohmic electrodes.
【0038】(f)図7に示すように、本パターンに対
し溶液エッチングによりゲートリセス、即ち第2のリセ
スを形成した。ここで、フォトレジストには第2のリセ
スに対応する開口パターンを設けるのと同時にオーミッ
ク電極上に開口パターンを用意し、このオーミック電極
間に流れる電流値をモニターできるようにしておく。本
エッチングに用いるエッチング液は、第1のキャップ層
および第2のキャップ層の両方をエッチングできるもの
であり、例えばリン酸と過酸化水素水と水の混合溶液を
用いる。溶液エッチングにより所望の電流量がオーミッ
ク電極間に流れるまでエッチングを行い、最初のリセス
エッチングを終了する。本デバイス設計では、第2のリ
セス深さがショットキー層であるアンドープInAlA
s層106の途中になるようにした。この場合、第2の
リセスの底面がショットキー層の表面になるように、エ
ッチングを止めてもよい。(F) As shown in FIG. 7, a gate recess, that is, a second recess was formed on this pattern by solution etching. Here, an opening pattern corresponding to the second recess is provided in the photoresist, and an opening pattern is prepared on the ohmic electrode at the same time, so that a current value flowing between the ohmic electrodes can be monitored. The etching solution used for the main etching can etch both the first cap layer and the second cap layer. For example, a mixed solution of phosphoric acid, hydrogen peroxide and water is used. Etching is performed by solution etching until a desired amount of current flows between the ohmic electrodes, and the first recess etching is completed. In this device design, the undoped InAlA in which the second recess depth is the Schottky layer
It was set in the middle of the s layer 106. In this case, the etching may be stopped so that the bottom surface of the second recess becomes the surface of the Schottky layer.
【0039】(g)図8に示すように、続いて今度はI
nGaAsのみが選択的にエッチングできるエッチング
液を用いて、(f)で形成した第2のリセス開口の側面
に露出した部分の第2のキャップ層である不純物ドープ
InGaAs層108を選択的にサイドエッチングす
る。このときのエッチング液としてはクエン酸と過酸化
水素水(31%)と水の混合溶液(100g:100m
l:1000ml)にアンモニア水を加え、pHが6.
0になるように調整したものを用いた。(G) Next, as shown in FIG.
Using an etchant capable of selectively etching only nGaAs, the impurity-doped InGaAs layer 108 serving as the second cap layer in the portion exposed to the side surface of the second recess opening formed in (f) is selectively side-etched. I do. At this time, a mixed solution of citric acid, hydrogen peroxide solution (31%) and water (100 g: 100 m
ammonia water was added to the mixture to adjust the pH to 6.
The one adjusted to be 0 was used.
【0040】このとき使用できるエッチング液は、上に
示したものに限られるものではなく、InGaAsをI
nAlAsに対し選択的にエッチングすることできるも
のであればよく、通常InGaAsとInAlAsとの
選択比が30以上、好ましくは50以上、さらに好まし
くは100以上であるようなエッチング液を用いる。At this time, the etching solution that can be used is not limited to the above-mentioned one, and InGaAs can be used as an etching solution.
Any etchant that can selectively etch nAlAs may be used, and an etchant that usually has a selectivity between InGaAs and InAlAs of 30 or more, preferably 50 or more, and more preferably 100 or more is used.
【0041】このようなエッチング液としては、水に溶
解する有機酸、特に炭素数2〜10のジまたはトリカル
ボン酸を含有するものが好ましい。この中でも、特にコ
ハク酸、クエン酸、アジピン酸およびマロン酸が好まし
い。As such an etching solution, a solution containing an organic acid soluble in water, particularly a di- or tricarboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms is preferable. Among these, succinic acid, citric acid, adipic acid and malonic acid are particularly preferred.
【0042】また、エッチング液は、酸化剤を含有して
おり、その酸化剤としては上記の過酸化水素が、溶液と
して比較的安定でエッチング液調合の際に危険性がない
ので好ましい。The etching solution contains an oxidizing agent, and the above-mentioned hydrogen peroxide is preferable as the oxidizing agent because it is relatively stable as a solution and has no danger in preparing the etching solution.
【0043】また、上記の例では、pH調節剤としてア
ンモニア水を用いたが、特にこれに制限されるものでは
ない。In the above example, ammonia water was used as the pH adjuster, but the present invention is not limited to this.
【0044】この工程により、第1のリセス幅が決定さ
れ、この例では第1のリセス幅が2μmになるまでサイ
ドエッチングを行った。In this step, the first recess width is determined. In this example, the side etching is performed until the first recess width becomes 2 μm.
【0045】(h)図9に示すように、その後、フォト
レジスト122の表面にゲート金属123を堆積する
と、一部はフォトレジストの開口から第2のリセス底面
に堆積される。(H) Then, as shown in FIG. 9, when a gate metal 123 is deposited on the surface of the photoresist 122, a part thereof is deposited on the bottom of the second recess from the opening of the photoresist.
【0046】(i)図10に示すように、フォトレジス
ト122をリフトオフして、ゲート電極109を形成し
た。ここではゲート電極金属としてTiとPtとAuを
それぞれ50nm、50nm、500nm厚に積層し
た。(I) As shown in FIG. 10, the photoresist 122 was lifted off to form the gate electrode 109. Here, Ti, Pt, and Au as the gate electrode metals were stacked to a thickness of 50 nm, 50 nm, and 500 nm, respectively.
【0047】(j)図11に示すように、ゲート電極形
成後に、例えばSiN膜112を330℃の成膜温度に
てプラズマCVD法により全面に形成した。(J) As shown in FIG. 11, after forming the gate electrode, for example, an SiN film 112 was formed on the entire surface by a plasma CVD method at a film forming temperature of 330 ° C.
【0048】(k)図12に示すように、再びフォトレ
ジスト127の塗布露光現像により各電極の一部に開口
パターンを形成し、電極に電気的導通が可能になるよう
パターニングを行い、このパターンをマスクとしてバッ
ファードフッ酸を用いてエッチングすることで、外部コ
ンタクトをとる部分の開口パターン部のSiN膜を除去
した。(K) As shown in FIG. 12, an opening pattern is formed on a part of each electrode again by applying, exposing and developing a photoresist 127, and patterning is performed so that the electrodes can be electrically connected. Is etched using buffered hydrofluoric acid using as a mask, thereby removing the SiN film in the opening pattern portion where the external contact is made.
【0049】(l)その後フォトレジスト127を除去
することで、図13に示すような電界効果トランジスタ
を完成した。(L) Thereafter, the photoresist 127 was removed to complete a field effect transistor as shown in FIG.
【0050】このような製造方法によって製造した電界
効果トランジスタは、第1のリセス幅が制御性よく形成
されているので、特に大きなキンク(電流電圧特性に変
異点が見られる現象をいい、表面の不安定性等により発
生する。)も見られず、また、光応答もない安定したデ
バイス特性を示した。In the field-effect transistor manufactured by such a manufacturing method, since the first recess width is formed with good controllability, a particularly large kink (a phenomenon in which a variation point is observed in current-voltage characteristics; No instability, etc.) was observed, and stable device characteristics without optical response were exhibited.
【0051】[実施形態2]実施形態1で説明したよう
な、InGaAsとInAlAsとの選択エッチングを
用いた2段リセスの製造方法は、実施形態1で示したよ
うな新規な構造に用いられるばかりではなく、図14に
示したような従来から用いられてきた二段リセス型電界
効果トランジスタの製造方法としても使用できる。以下
に、その製造方法を示す。[Second Embodiment] The method of manufacturing a two-step recess using the selective etching of InGaAs and InAlAs as described in the first embodiment is only used for a novel structure as shown in the first embodiment. Instead, it can be used as a method for manufacturing a conventionally used two-step recess type field effect transistor as shown in FIG. Hereinafter, the manufacturing method will be described.
【0052】(a)図15に示すように、分子線エピエ
タキシャル成長方法により、半絶縁性InP基板201
上に、バッファ層として500nm厚のアンドープIn
AlAs層202、チャネル層として20nm厚のアン
ドープInGaAs層203、電子供給層として5nm
厚のアンドープInAlAs層204と3×1018cm
-3にシリコンが添加された15nm厚のInAlAs層
205、ショットキー層として20nm厚のアンドープ
InAlAs層206、キャップ層として3×1018c
m-3にシリコンが添加された20nm厚のInGaAs
層207をそれぞれこの順に積層した。(A) As shown in FIG. 15, a semi-insulating InP substrate 201 is formed by molecular beam epitaxy.
On top, a 500 nm thick undoped In as a buffer layer
AlAs layer 202, undoped InGaAs layer 203 of 20 nm thickness as channel layer, 5 nm as electron supply layer
Thick undoped InAlAs layer 204 and 3 × 10 18 cm
15 nm thick InAlAs layer 205 obtained by adding silicon to -3 , an undoped InAlAs layer 206 having a thickness of 20 nm as a Schottky layer, and 3 × 10 18 c as a cap layer
20 nm thick InGaAs with silicon added to m -3
The layers 207 were laminated in this order.
【0053】次に、図示は省略したが、実施形態1と同
様にして、メサ形状に加工した。Next, although not shown, it was processed into a mesa shape in the same manner as in the first embodiment.
【0054】(b)図16に示すように、続いてこのエ
ピウェハ上にフォトレジスト塗布および露光および現像
により、オーミック電極を形成する部分を開口したパタ
ーン形状にフォトレジスト221を形成した。(B) Next, as shown in FIG. 16, a photoresist 221 was formed on the epiwafer by applying a photoresist, exposing and developing, so as to form a pattern in which an opening for forming an ohmic electrode was opened.
【0055】(c)図17に示すように、オーミック電
極金属として、Au、Ge、Niをそれぞれ100n
m、50nm、50nmの厚さで蒸着した。(C) As shown in FIG. 17, Au, Ge, and Ni are each used as the ohmic electrode metal for 100 n.
m, 50 nm, and 50 nm in thickness.
【0056】(d)図18に示すように、フォトレジス
トをリフトオフすることで、オーミック電極形成位置に
積層金属パターンを形成した。つづいて水素雰囲気中
で、400℃の熱処理を行い、電極の合金化を行ってソ
ース電極208bおよびドレイン電極208cを形成し
た。(D) As shown in FIG. 18, the photoresist was lifted off to form a laminated metal pattern at the ohmic electrode formation position. Subsequently, heat treatment was performed at 400 ° C. in a hydrogen atmosphere, and the electrodes were alloyed to form a source electrode 208b and a drain electrode 208c.
【0057】(e)図19に示すように、続いて該ウェ
ハ上に、フォトレジスト222を塗布した後、露光およ
び現像により、フォトレジスト222に第2のリセス形
状に対応する開口を設けた(レジストのパターンは図示
を省略した。)。本パターンによるゲート開口は1μm
である。開口パターンはオーミック電極間のほぼ中心位
置にその開口中心を一致させる。(E) Subsequently, as shown in FIG. 19, after applying a photoresist 222 on the wafer, an opening corresponding to the second recessed shape is formed in the photoresist 222 by exposure and development (FIG. 19). The resist pattern is not shown.) The gate opening by this pattern is 1 μm
It is. The opening pattern matches the center of the opening substantially at the center between the ohmic electrodes.
【0058】(f)図20に示すように、実施形態1と
同様にして本パターンに対し溶液エッチングによりゲー
トリセス、即ち第2のリセスを形成した。本デバイス設
計では、第2のリセス深さが、ショットキー層であるア
ンドープInAlAs層206の途中になるようにエッ
チングを終了した。(F) As shown in FIG. 20, a gate recess, that is, a second recess was formed on this pattern by solution etching in the same manner as in the first embodiment. In the present device design, the etching was terminated such that the second recess depth was halfway in the undoped InAlAs layer 206 as the Schottky layer.
【0059】(g)図21に示すように、続いて今度は
InGaAsのみが選択的にエッチングできるエッチン
グ液を用いて、(f)で形成した第2のリセス開口の側
面に露出した部分のキャップ層である不純物ドープIn
GaAs層207を選択的にサイドエッチングする。こ
のエッチングに用いるエッチング液としては、実施形態
1で挙げたエッチング液を用いることができる。この例
では第1のリセス幅が2μmになるまでサイドエッチン
グを行った。(G) As shown in FIG. 21, subsequently, using an etching solution capable of selectively etching only InGaAs, a portion of the cap exposed at the side surface of the second recess opening formed in (f) is subsequently formed. Impurity doped In layer
The GaAs layer 207 is selectively side-etched. As the etchant used for this etching, the etchant described in Embodiment 1 can be used. In this example, side etching was performed until the first recess width became 2 μm.
【0060】(h)〜(l)図22から図26に示すよ
うに、その後、実施形態1と同様にして、(h)ゲート
電極金属223を堆積した後(図22)、(i)フォト
レジスト222をリフトオフしてゲート電極208aを
形成し(図23)、(j)表面にSiN保護膜211を
成膜し(図24)、(k)フォトレジスト227を用い
てオーミック電極の外部コンタクト部分SiN保護膜2
11を除去し(図25)、(l)最後にフォトレジスト
227を除去して図26の電界効果トランジスタを完成
した。(H) to (l) As shown in FIGS. 22 to 26, after that, as in the first embodiment, (h) after depositing the gate electrode metal 223 (FIG. 22), (i) photo The resist 222 is lifted off to form a gate electrode 208a (FIG. 23), (j) a SiN protective film 211 is formed on the surface (FIG. 24), and (k) an external contact portion of the ohmic electrode using a photoresist 227. SiN protective film 2
11 was removed (FIG. 25), and (l) the photoresist 227 was finally removed to complete the field effect transistor of FIG.
【0061】このようにして製造された電界効果トラン
ジスタでは、オーミック電極208b、208cはAu
GeとNiとAuが熱処理によって合金化し、合金層は
チャネル層であるアンドープInGaAs層203まで
到達している。完成後の第1のリセス209の深さはシ
ョットキー層であるアンドープInAlAs層206の
表面まで到達しており、そのリセス幅は2μmである。
第1のリセス209内に形成された第2のリセス210
の深さはショットキー層であるアンドープInAlAs
層206の途中まで到達しており、リセス幅は1.1μ
mである。In the field effect transistor manufactured as described above, the ohmic electrodes 208b and 208c are Au
Ge, Ni, and Au are alloyed by the heat treatment, and the alloy layer reaches the undoped InGaAs layer 203 as the channel layer. The depth of the first recess 209 after completion reaches the surface of the undoped InAlAs layer 206 as a Schottky layer, and the recess width is 2 μm.
Second recess 210 formed in first recess 209
Of undoped InAlAs, which is a Schottky layer
It reaches halfway in the layer 206, and the recess width is 1.1 μm.
m.
【0062】この電界効果トランジスタの初期特性は、
相互コンダクタンス500mS/mmであり、ショット
キー障壁高さは0.5eV、ゲート逆耐圧として10V
であった。このように、この実施形態の電界効果トラン
ジスタは、実施形態1のものより相互コンダクタンスの
初期特性、およびゲート逆耐圧は劣っているが、このよ
うな製造方法を用いたことにより、第1のリセス幅が制
御性よく形成されているので、特に大きなキンクも見ら
れず、また、光応答もない安定したデバイス特性を示し
た。The initial characteristics of this field effect transistor are as follows:
The transconductance is 500 mS / mm, the Schottky barrier height is 0.5 eV, and the gate reverse breakdown voltage is 10 V
Met. As described above, the field effect transistor of this embodiment is inferior in the initial characteristics of the transconductance and the gate reverse breakdown voltage to those of the first embodiment, but by using such a manufacturing method, the first recess is formed. Since the width was formed with good controllability, no particularly large kink was observed, and the device exhibited stable device characteristics without light response.
【0063】従来の製造方法では、2段リセスを形成す
る際には、2回の個別リセス形成工程およびゲート形成
工程が必要になり、プロセスが煩雑になるが、特にこの
実施形態で示した製造方法によれば、フォトレジストを
用いた露光・現像・エッチング工程が1回で済むので工
程が簡略化され、低コスト化が可能である。In the conventional manufacturing method, when forming a two-stage recess, two individual recess forming steps and a gate forming step are required, which complicates the process. According to the method, only one exposure, development, and etching process using a photoresist is required, so that the process can be simplified and the cost can be reduced.
【0064】尚,以上の実施形態では特定の材料,特定
の値を用いて説明したが、各層の厚みやドーピングの濃
度等はここに示した値である必要はなく、また、電子供
給層としてInAlAs層中にSi等のプレーナドーピ
ングを行った構造等も用いても良い。また、ドナー不純
物としてここではシリコンを用いているが、これもn型
のドーピングを可能とする材料ならば特にシリコンに限
るものではなくイオウやセレンなど他の材料を用いるこ
とができる。Although the above embodiments have been described using specific materials and specific values, the thickness and doping concentration of each layer need not be the values shown here. A structure in which the InAlAs layer is subjected to planar doping of Si or the like may be used. Although silicon is used here as the donor impurity, the material is not particularly limited to silicon as long as it is a material that enables n-type doping, and another material such as sulfur or selenium can be used.
【0065】また、本発明において、「アンドープ」と
は、半導体に意図的に不純物を添加していないか、また
は十分に低い濃度で不純物が添加されていることをい
い、通常不純物の濃度は、1×1016cm-3以下であ
る。In the present invention, the term “undoped” means that no impurity is intentionally added to a semiconductor or an impurity is added at a sufficiently low concentration. It is 1 × 10 16 cm −3 or less.
【0066】また、電界を印加するゲート電極を構成す
る材料についても、Ti/Pt/Auの積層構造に限ら
ず、Mo/Ti/Pt/Au積層構造、WSi、W、T
i/Al積層構造、Pt/Ti/Pt/Au積層構造、
Al等の種々の金属の単層または積層を用いることが可
能である。The material constituting the gate electrode to which the electric field is applied is not limited to the Ti / Pt / Au laminated structure, but may be the Mo / Ti / Pt / Au laminated structure, WSi, W, T
i / Al laminated structure, Pt / Ti / Pt / Au laminated structure,
It is possible to use single layers or laminations of various metals such as Al.
【0067】オーミック電極材料に関しても、実施形態
1ではノンアロイ型オーミック電極材料としてTi/P
t/Auを用いており、一方実施形態2では熱処理を行
ったアロイ型オーミック電極材料としてAuGe/Ni
を用いたが、本発明の製造方法を適用するに当たって
は、アロイ型およびノンアロイ型のオーミック電極のど
ちらを用いてもよい。ノンアロイ型のオーミック電極と
しては、Ti/Pt/Au積層構造に限らず、上記の通
常ゲート電極に用いられる電極材料を用いてもかまわな
い。As for the ohmic electrode material, the first embodiment uses Ti / P as a non-alloy type ohmic electrode material.
On the other hand, in the second embodiment, AuGe / Ni is used as a heat-treated alloy type ohmic electrode material.
However, in applying the manufacturing method of the present invention, either an alloy type or a non-alloy type ohmic electrode may be used. The non-alloy type ohmic electrode is not limited to the Ti / Pt / Au laminated structure, but may be an electrode material used for the above-described normal gate electrode.
【0068】[0068]
【発明の効果】本発明によれば、InP基板上に形成さ
れる安定なデバイス性能を示す2段リセス構造であっ
て、特にコンタクト抵抗が低くかつ安定な電界効果トラ
ンジスタを提供することができる。即ち、本発明の電界
効果トランジスタでは、ゲート脇のInAlAs表面の
大部分がゲート・半導体接触位置に比べ高い位置に存在
するためデバイス動作にInAlAs表面の不安定性が
影響を与えることがない。またその表面層がn型にドー
プされているためにノンアロイオーミック電極において
も低いコンタクト抵抗を提供するためソース抵抗が大き
く劣化することはない。従って、マイクロ波ミリ波の領
域で、高信頼かつ高性能なデバイスとして用いることが
できる。According to the present invention, it is possible to provide a stable field-effect transistor having a two-stage recess structure formed on an InP substrate and exhibiting stable device performance, particularly having a low contact resistance and being stable. That is, in the field-effect transistor of the present invention, since most of the InAlAs surface beside the gate is present at a position higher than the gate-semiconductor contact position, the instability of the InAlAs surface does not affect the device operation. Further, since the surface layer is doped with n-type, a low contact resistance is provided even in a non-alloy ohmic electrode, so that the source resistance does not significantly deteriorate. Therefore, it can be used as a highly reliable and high-performance device in the microwave and millimeter wave regions.
【0069】また、本発明の製造方法によれば、このよ
うな高性能な二段リセス型電界効果トランジスタを制御
性良く作製することができる。また、ゲート接触面を露
出させた後に、最表面層であるn型InGaAs第2キ
ャップ層を選択的にエッチングすることにより、第1の
リセス幅を決定することができるので、第1のリセス開
口を制御性良く作製するできると同時に、製造工程が簡
略化され、製造コストを低減することができる。Further, according to the manufacturing method of the present invention, such a high performance two-stage recess type field effect transistor can be manufactured with good controllability. Further, after the gate contact surface is exposed, the first recess width can be determined by selectively etching the n-type InGaAs second cap layer, which is the outermost surface layer, so that the first recess opening can be determined. Can be manufactured with good controllability, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
【0070】本発明の製造方法は、最表面層のInGa
Asの直下にキャップ層の一部としてn型InAlAs
層を用いていないような従来のデバイス構造に対しても
適用可能である。The manufacturing method of the present invention uses the InGa of the outermost surface layer.
N-type InAlAs as a part of the cap layer directly under As
It is also applicable to conventional device structures that do not use layers.
【図1】本発明の電界効果トランジスタの1例を示す要
部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing one example of a field-effect transistor of the present invention.
【図2】図2から図13までに示す本発明の電界効果ト
ランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 2 is a view showing one step of a method for manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図3】図2から図13までに示す本発明の電界効果ト
ランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 3 is a view showing one step of a method for manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図4】図2から図13までに示す本発明の電界効果ト
ランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 4 is a view showing one step of the method for manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図5】図2から図13までに示す本発明の電界効果ト
ランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 5 is a view showing one step of a method for manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図6】図2から図13までに示す本発明の電界効果ト
ランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 6 is a view showing one step of the method for manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図7】図2から図13までに示す本発明の電界効果ト
ランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 7 is a view showing one step of a method for manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図8】図2から図13までに示す本発明の電界効果ト
ランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 8 is a view showing one step of the method for manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図9】図2から図13までに示す本発明の電界効果ト
ランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 9 is a view showing one step of a method of manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図10】図2から図13までに示す本発明の電界効果
トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 10 is a view showing one step of a method of manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図11】図2から図13までに示す本発明の電界効果
トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 11 is a view showing one step of a method for manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図12】図2から図13までに示す本発明の電界効果
トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 12 is a view showing one step of a method of manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図13】図2から図13までに示す本発明の電界効果
トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 13 is a view showing one step of a method of manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 2 to 13;
【図14】従来の電界効果トランジスタの1例を示す要
部断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part showing one example of a conventional field-effect transistor.
【図15】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 15 is a view showing one step of the method for manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図16】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 16 is a view showing one step of a method of manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図17】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 17 is a view showing one step of the method of manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図18】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 18 is a view showing one step of the method for manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図19】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 19 is a view showing one step of the method for manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図20】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 20 is a view showing one step of the method for manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図21】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 21 is a view showing one step of a method of manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図22】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing one step of the method for manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図23】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 23 is a view illustrating one step of the method of manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図24】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing one step of the method for manufacturing the field-effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図25】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 25 is a view showing one step of the method for manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【図26】図15から図26までに示す本発明の電界効
果トランジスタの製造方法の一工程を示す図である。FIG. 26 is a view showing one step of the method for manufacturing the field effect transistor of the present invention shown in FIGS. 15 to 26;
【符号の説明】 101 半絶縁性InP基板 102 アンドープInAlAs層(バッファ層) 103 アンドープInGaAs層(チャネル層) 104 アンドープInAlAs層(電子供給層の一
部) 105 n型InAlAs層(電子供給層の一部) 106 アンドープInAlAs層(ショットキー層) 107 n型InAlAs層(第1キャップ層) 108 n型InGaAs層(第2キャップ層) 109a ゲート電極 109b ソース電極 109c ドレイン電極 110 第1のリセス 111 第2のリセス 112 SiN保護膜 121 フォトレジスト 122 フォトレジスト 123 ゲート金属 125 オーミック金属 127 フォトレジスト 201 半絶縁性InP基板 202 アンドープInAlAs層(バッファ層) 203 アンドープInGaAs層(チャネル層) 204 アンドープInAlAs層(電子供給層の一
部) 205 n型InAlAs層(電子供給層の一部) 206 アンドープInAlAs層(ショットキー層) 207 n型InGaAs層(キャップ層) 208a ゲート電極 208b ソース電極 208c ドレイン電極 209 第1のリセス 210 第2のリセス 211 SiN保護膜 221 フォトレジスト 222 フォトレジスト 223 ゲート金属 225 オーミック金属 227 フォトレジストDESCRIPTION OF SYMBOLS 101 semi-insulating InP substrate 102 undoped InAlAs layer (buffer layer) 103 undoped InGaAs layer (channel layer) 104 undoped InAlAs layer (part of electron supply layer) 105 n-type InAlAs layer (one of electron supply layer) Part) 106 undoped InAlAs layer (Schottky layer) 107 n-type InAlAs layer (first cap layer) 108 n-type InGaAs layer (second cap layer) 109a gate electrode 109b source electrode 109c drain electrode 110 first recess 111 second Recess 112 SiN protective film 121 photoresist 122 photoresist 123 gate metal 125 ohmic metal 127 photoresist 201 semi-insulating InP substrate 202 undoped InAlAs layer (buffer layer) 203 an InGaAs layer (channel layer) 204 Undoped InAlAs layer (part of electron supply layer) 205 n-type InAlAs layer (part of electron supply layer) 206 Undoped InAlAs layer (Schottky layer) 207 n-type InGaAs layer (cap layer) 208a Gate electrode 208b Source electrode 208c Drain electrode 209 First recess 210 Second recess 211 SiN protective film 221 Photoresist 222 Photoresist 223 Gate metal 225 Ohmic metal 227 Photoresist
Claims (12)
全域または局所的にn型不純物がドープされた電子供給
層と、 アンドープInAlAsショットキー層と、 このショットキー層に接して設けられたn型InAlA
s第1キャップ層と、 この第1キャップ層に接して設けられたn型InGaA
s第2キャップ層と、 この第2キャップ層を貫通して設けられた第1のリセス
開口と、 この第1のリセス開口の内部に前記第1キャップ層を貫
通し前記ショットキー層のちょうど表面に達するか、ま
たは前記ショットキー層の一部を除去して設けられた第
2のリセス開口と、 この第2のリセス開口の底部に露出した前記ショットキ
ー層の表面に形成されたゲート電極と、 前記第2キャップ層の上に前記第1のリセス開口を挟ん
で両側に形成されたソース電極とドレイン電極とを備え
た電界効果トランジスタ。An undoped channel layer is formed on an InP substrate. The channel layer is made of an undoped semiconductor. The electron supply layer is doped with an n-type impurity in the entire thickness direction or locally to supply carriers to the channel layer. InAlAs Schottky layer and n-type InAlA provided in contact with the Schottky layer
a first cap layer, and an n-type InGaAs provided in contact with the first cap layer.
a second cap layer, a first recess opening provided through the second cap layer, and a surface of the Schottky layer passing through the first cap layer inside the first recess opening. Or a second recess opening provided by removing a part of the Schottky layer, and a gate electrode formed on the surface of the Schottky layer exposed at the bottom of the second recess opening. A field effect transistor comprising a source electrode and a drain electrode formed on both sides of the first recess opening on the second cap layer.
s層であり、前記電子供給層が少なくとも1層のn型層
を含むInAlAs層である請求項1記載の電界効果ト
ランジスタ。2. The method according to claim 1, wherein the channel layer is undoped InGaAs.
2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the field effect transistor is an s layer, and the electron supply layer is an InAlAs layer including at least one n-type layer.
ドープInAlAsバッファ層を有する請求項2記載の
電界効果トランジスタ。3. The field effect transistor according to claim 2, further comprising an undoped InAlAs buffer layer between the InP substrate and the channel layer.
と、 このチャネル層にキャリアを供給するために厚さ方向の
全域または局所的にn型不純物がドープされた電子供給
層を形成する工程と、 アンドープInAlAsショットキー層を形成する工程
と、 このショットキー層の表面全面にn型InAlAs第1
キャップ層を形成する工程と、 この第1キャップ層の表面全面にn型InGaAs第2
キャップ層を形成する工程と、 第2キャップ層の表面からエッチングにより第2キャッ
プ層、第1キャップ層を貫通し前記ショットキー層のち
ょうど表面に達するか、または前記ショットキー層の一
部を除去して第2のリセス開口を所定形状に形成する工
程と、 引き続き、InGaAsとInAlAsとの選択比が3
0以上のエッチング液を用いて第2キャップ層をサイド
エッチングすることにより所定形状に第1のリセスの開
口を形成する工程とを含む請求項1記載の電界効果トラ
ンジスタの製造方法。4. A step of forming a channel layer made of an undoped semiconductor on an InP substrate, and supplying an electron in which an n-type impurity is entirely or locally doped in a thickness direction to supply carriers to the channel layer. Forming an undoped InAlAs Schottky layer; forming an n-type InAlAs first layer over the entire surface of the Schottky layer.
Forming a cap layer; and forming an n-type InGaAs second over the entire surface of the first cap layer.
Forming a cap layer; and etching from the surface of the second cap layer to penetrate the second cap layer and the first cap layer to reach just the surface of the Schottky layer, or to remove a part of the Schottky layer Forming a second recess opening in a predetermined shape, and then selecting a selectivity between InGaAs and InAlAs of 3
Forming the opening of the first recess in a predetermined shape by side-etching the second cap layer using zero or more etching liquids.
と、 このチャネル層にキャリアを供給するために厚さ方向の
全域または局所的にn型不純物がドープされた電子供給
層を形成する工程と、 アンドープInAlAsショットキー層を形成する工程
と、 このショットキー層の表面全面にn型InGaAsキャ
ップ層を形成する工程と、 このn型InGaAsキャップ層の表面からエッチング
によりこのn型InGaAsキャップ層を貫通しショッ
トキー層の一部を除去して第2のリセス開口を所定形状
に形成する工程と、 引き続き、InGaAsとInAlAsとの選択比が3
0以上のエッチング液を用いて前記n型InGaAsキ
ャップ層をサイドエッチングすることにより所定形状に
第1のリセスの開口を形成する工程とを含む電界効果ト
ランジスタの製造方法。5. A step of forming a channel layer made of an undoped semiconductor on an InP substrate, and an electron supply in which an n-type impurity is entirely or locally doped in a thickness direction to supply carriers to the channel layer. Forming an undoped InAlAs Schottky layer; forming an n-type InGaAs cap layer over the entire surface of the Schottky layer; etching the n-type InGaAs cap layer from the surface of the n-type InGaAs cap layer. Forming a second recess opening in a predetermined shape by removing a portion of the Schottky layer through the InGaAs cap layer, and subsequently, selecting a ratio of InGaAs and InAlAs of 3
Forming a first recess opening in a predetermined shape by side-etching the n-type InGaAs cap layer with 0 or more etchants.
s層であり、前記電子供給層が少なくとも1層のn型層
を含むInAlAs層である請求項4または5に記載の
電界効果トランジスタの製造方法。6. The channel layer is made of undoped InGaAs.
The method according to claim 4, wherein the s layer is an s layer, and the electron supply layer is an InAlAs layer including at least one n-type layer.
ドープInAlAsバッファ層を形成する工程をさらに
有する請求項4または5に記載の電界効果トランジスタ
の製造方法。7. The method according to claim 4, further comprising the step of forming an undoped InAlAs buffer layer between the InP substrate and the channel layer.
エッチング液である請求項4または5に記載の電界効果
トランジスタの製造方法。8. The method according to claim 4, wherein the etching solution is an etching solution containing an organic acid.
はトリカルボン酸である請求項8記載の電界効果トラン
ジスタの製造方法。9. The method according to claim 8, wherein the organic acid is a di- or tricarboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms.
アジピン酸およびマロン酸からなる群より選ばれる少な
くとも1種である請求項9記載の電界効果トランジスタ
の製造方法。10. The method according to claim 10, wherein the organic acid is succinic acid, citric acid,
The method for manufacturing a field effect transistor according to claim 9, wherein the method is at least one selected from the group consisting of adipic acid and malonic acid.
含む請求項8記載の電界効果トランジスタの製造方法。11. The method according to claim 8, wherein the etching solution further includes an oxidizing agent.
項11記載の電界効果トランジスタの製造方法。12. The method according to claim 11, wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide.
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Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
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| US7012286B2 (en) | 2001-09-27 | 2006-03-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Heterojunction field effect transistor |
| US8803198B2 (en) | 2005-03-15 | 2014-08-12 | Cree, Inc. | Group III nitride field effect transistors (FETS) capable of withstanding high temperature reverse bias test conditions |
| JP2009503807A (en) * | 2005-04-27 | 2009-01-29 | ノースロップ グラマン コーポレイション | High electron mobility transistor (HEMT) with refractory gate metal |
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