JPS59105376A - 電界効果型半導体装置 - Google Patents
電界効果型半導体装置Info
- Publication number
- JPS59105376A JPS59105376A JP57215866A JP21586682A JPS59105376A JP S59105376 A JPS59105376 A JP S59105376A JP 57215866 A JP57215866 A JP 57215866A JP 21586682 A JP21586682 A JP 21586682A JP S59105376 A JPS59105376 A JP S59105376A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- gate
- type
- mask
- field effect
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
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。
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、高周波用あるいは高速論理回路に簿した電界
効果型半導体装置に係わる。
効果型半導体装置に係わる。
背景技術とその問題点
接合型電界効果トランジスタの性能特に相互コンダクタ
ンスgmを向上させる最も大きな要因はゲート長Lgで
あることが知られている。ゲート長を短かくすることに
よってゲート領域下の抵抗分による負帰還が減り、相互
コンダクタンスが増える。しかしながら、通常の光によ
るリソグラフィー技術を用いて製造する場合はゲート長
として1μmが限界と言われている。また、拡散でゲー
ト領域を形成すると深さ方向と同程度の横方向拡散が生
じるため、実効的なゲート長L”はさらに大きくなる。
ンスgmを向上させる最も大きな要因はゲート長Lgで
あることが知られている。ゲート長を短かくすることに
よってゲート領域下の抵抗分による負帰還が減り、相互
コンダクタンスが増える。しかしながら、通常の光によ
るリソグラフィー技術を用いて製造する場合はゲート長
として1μmが限界と言われている。また、拡散でゲー
ト領域を形成すると深さ方向と同程度の横方向拡散が生
じるため、実効的なゲート長L”はさらに大きくなる。
一方、この点を改善するものとして例えば第1図に示す
構造の接合型電界効果トランジスタが提案されている。
構造の接合型電界効果トランジスタが提案されている。
この接合型電界効果トランジスタは、半導体基板(1)
の−主面に第1導電形例えばN形の半導体領域(21を
形成し、このN影領域(2)にP形のゲート領域(3)
を形成すると共に、このゲート領域(3)の直下にソー
ス領域(2S)及びドレイン領域(2D)より高濃度の
N影領域(4)を形成して構成される。P形のゲート領
域(3]とその直下のN影領域(4)は゛同一のマスク
を用いて拡散あるいはイオン注入によって形成される。
の−主面に第1導電形例えばN形の半導体領域(21を
形成し、このN影領域(2)にP形のゲート領域(3)
を形成すると共に、このゲート領域(3)の直下にソー
ス領域(2S)及びドレイン領域(2D)より高濃度の
N影領域(4)を形成して構成される。P形のゲート領
域(3]とその直下のN影領域(4)は゛同一のマスク
を用いて拡散あるいはイオン注入によって形成される。
なお、(7)、(8)及び(9)はソース電極、ドレイ
ン電極及びゲート電極である。
ン電極及びゲート電極である。
この接合型電界効果トランジスタにおいては、ゲート領
域(3)直下の電子濃度が高いので、ソース及びドレイ
ン間に正電圧を印加した動作時に空乏層(破線図示)α
ωがドレイン領域(2D)側に伸び、実効的なゲート長
Lg*が短かくなる。しかし、この場合のゲート容量C
gは従来のマスク寸法で決するゲートと同じであり、高
周波特性の目安となるgm/Cgのうちgmだけが向上
したことになる。また、上記構成ではゲート領域(3)
@下の抵抗R2は小さくなるが、ソース及びゲート間の
抵抗fL1はゲート及びドレイン間の抵抗R3と同じ濃
度であるために大きい。このソース抵抗R1は電界効果
トランジスタの電流による電位降下分が実効ゲート電圧
に負帰還を与えるために相互コンダクタンスgmを低下
させる原因となる。従ってゲート領域直下の抵抗kL2
を低下させても相互コンダクタンスgmを上げる効果は
ソース抵抗几1で制限される。
域(3)直下の電子濃度が高いので、ソース及びドレイ
ン間に正電圧を印加した動作時に空乏層(破線図示)α
ωがドレイン領域(2D)側に伸び、実効的なゲート長
Lg*が短かくなる。しかし、この場合のゲート容量C
gは従来のマスク寸法で決するゲートと同じであり、高
周波特性の目安となるgm/Cgのうちgmだけが向上
したことになる。また、上記構成ではゲート領域(3)
@下の抵抗R2は小さくなるが、ソース及びゲート間の
抵抗fL1はゲート及びドレイン間の抵抗R3と同じ濃
度であるために大きい。このソース抵抗R1は電界効果
トランジスタの電流による電位降下分が実効ゲート電圧
に負帰還を与えるために相互コンダクタンスgmを低下
させる原因となる。従ってゲート領域直下の抵抗kL2
を低下させても相互コンダクタンスgmを上げる効果は
ソース抵抗几1で制限される。
発明の目的
本発明は、上述の点に鑑み、相、互コンダクタンスgm
を高めると共にゲート容量Cgも低減させて、より高周
波特性、高速動作に優れた電界効果型半導体装置を提供
するものである。
を高めると共にゲート容量Cgも低減させて、より高周
波特性、高速動作に優れた電界効果型半導体装置を提供
するものである。
発明の概要
本発明は、半導体基板の一生面に臨んで第1導電形の第
1領域(ソース、ドレイン、チャンネル輝域)と、この
第1領域の一部に重なって同一マスクによって形成され
た第1導電形のイオン注入第2領域、高抵抗のイオン注
入第3領域及び第2導電形のゲート領域を有し、第2領
域が最も深くなるように第2領域、第3領域、ゲート領
域の順に深く形成する。
1領域(ソース、ドレイン、チャンネル輝域)と、この
第1領域の一部に重なって同一マスクによって形成され
た第1導電形のイオン注入第2領域、高抵抗のイオン注
入第3領域及び第2導電形のゲート領域を有し、第2領
域が最も深くなるように第2領域、第3領域、ゲート領
域の順に深く形成する。
この発明の電界効果型半導体装ftKよれば、動作時に
おける実効ゲート長が極めて短かく、相互コンダクタン
スgmが大きくなると共にゲート容量Cgが低減し、高
周波特性、高速動作に優れるものである。
おける実効ゲート長が極めて短かく、相互コンダクタン
スgmが大きくなると共にゲート容量Cgが低減し、高
周波特性、高速動作に優れるものである。
実施例
以下、図面を用いて本発明による電界効果型半導体装置
の実施例をその製法と共に説明する。
の実施例をその製法と共に説明する。
第2図は本発明の一実施例であり、GaAsによる接合
型電界効果トランジスタに適用した場合である。
型電界効果トランジスタに適用した場合である。
先づ、第2図Aに示すように半絶縁性のQaAS基板(
IIJを用意し、その−主面にホトレジストによるマス
ク(121を介して第1導電形例えばN形のドーパント
であるSLイオンを例えば打込みエネルギー130ke
Vで4 X 10 cm−2の量だけイオン注入して
ソース、ドレインを含む所謂チャンネル層となるN形半
導体領域α3)を形成する。
IIJを用意し、その−主面にホトレジストによるマス
ク(121を介して第1導電形例えばN形のドーパント
であるSLイオンを例えば打込みエネルギー130ke
Vで4 X 10 cm−2の量だけイオン注入して
ソース、ドレインを含む所謂チャンネル層となるN形半
導体領域α3)を形成する。
次に、マスク(121を除去して後、A s H3を3
Torr含んだH2ガス中で基板aυを他のQaAs基
板に対向密層させて850℃、15分の所謂キャップレ
ス・アニール処理を行う。
Torr含んだH2ガス中で基板aυを他のQaAs基
板に対向密層させて850℃、15分の所謂キャップレ
ス・アニール処理を行う。
次に、第2図Bに示すように基板(111の一生面にプ
ラズマCVD法によって厚さ500X〜100OX程度
の窒化シリコン(Si3N4)膜<141を被着形成す
る。
ラズマCVD法によって厚さ500X〜100OX程度
の窒化シリコン(Si3N4)膜<141を被着形成す
る。
この窒化シリコン喚α滲のゲート部に対応する部分をホ
トレジストによるマスクα9を介してCF4+02ガス
によるプラズマエツチングで選択的に除去し、窓孔(1
6)を形成する。この窓孔(161を通じて例えばMg
4%Beなどのアクセプタ、或いは0.Cr、Bなどの
高抵抗化させ得る原子をイオン注入してN形半導体領域
(13jに重なるように高抵抗領域(即ち低濃度のN影
領域)aηを形成する。
トレジストによるマスクα9を介してCF4+02ガス
によるプラズマエツチングで選択的に除去し、窓孔(1
6)を形成する。この窓孔(161を通じて例えばMg
4%Beなどのアクセプタ、或いは0.Cr、Bなどの
高抵抗化させ得る原子をイオン注入してN形半導体領域
(13jに重なるように高抵抗領域(即ち低濃度のN影
領域)aηを形成する。
次に、第2図Cに示すように同じ窓孔(161からSt
イオンを例えば打込みエネルギー300 keVで6X
10 cm の量でイオン注入し、領域(13)に
一部重なるように且つ高抵抗領域aηより深くN影領域
1181を形成する。このN影領域1I81はソース、
ドレインとなるN形半導体領域(131より高濃度とな
る。
イオンを例えば打込みエネルギー300 keVで6X
10 cm の量でイオン注入し、領域(13)に
一部重なるように且つ高抵抗領域aηより深くN影領域
1181を形成する。このN影領域1I81はソース、
ドレインとなるN形半導体領域(131より高濃度とな
る。
次に、ホトレジストのマスク(151を除去して後、前
記と同じようにASH3を3Torr含んだH2ガス雰
囲気中で850℃、10分のキャップレス・アニール処
理を行う(第2図D)。
記と同じようにASH3を3Torr含んだH2ガス雰
囲気中で850℃、10分のキャップレス・アニール処
理を行う(第2図D)。
次に、第2図Eに示すように窒化シリコン膜(141に
よる同じ窓孔(161を通じてZnを選択拡散して第2
導電形即ちP形のゲート領域住9を形成する。なお、Z
nのイオン注入でゲート領域(19を形成することもで
きる。然る後、ソース領域(138)、ドレイン領域(
13D)及びゲート領域任9に夫々ソース電極(優、ド
レイン電極(21+及びゲート電極■2を形成する。こ
の場合、N形であるソース及びドレイン領城(13S)
及び(131))に形成する電* (20+及び(21
1としてはAuGeNiを用い、P形であるゲート領域
α9に形成する電極!22)としては’L’rPtAu
を用いる。これらの電極(20)、(21)及び(22
1はリフトオフ法で形成し、その後シンタリング、アロ
イ処理を行う。
よる同じ窓孔(161を通じてZnを選択拡散して第2
導電形即ちP形のゲート領域住9を形成する。なお、Z
nのイオン注入でゲート領域(19を形成することもで
きる。然る後、ソース領域(138)、ドレイン領域(
13D)及びゲート領域任9に夫々ソース電極(優、ド
レイン電極(21+及びゲート電極■2を形成する。こ
の場合、N形であるソース及びドレイン領城(13S)
及び(131))に形成する電* (20+及び(21
1としてはAuGeNiを用い、P形であるゲート領域
α9に形成する電極!22)としては’L’rPtAu
を用いる。これらの電極(20)、(21)及び(22
1はリフトオフ法で形成し、その後シンタリング、アロ
イ処理を行う。
斯くすることによって、第2図Eに示すよう忙ソース領
域(138)、ドレイン領域(13D)及びゲート領域
(+91を有し、そのゲート領域σ9下の浅い領域にN
形の高抵抗領域σηが設けられると共に、深い領域にソ
ース及びドレイン領域(13S)及び(13D)より高
濃度のN影領域(18)が設けられた目的のGaAs接
合型電界効果トランジスタ(23)を得る。
域(138)、ドレイン領域(13D)及びゲート領域
(+91を有し、そのゲート領域σ9下の浅い領域にN
形の高抵抗領域σηが設けられると共に、深い領域にソ
ース及びドレイン領域(13S)及び(13D)より高
濃度のN影領域(18)が設けられた目的のGaAs接
合型電界効果トランジスタ(23)を得る。
この構成によれば、動作時における実効ゲート本 。
長Lgかドレイン側のゲート領域端に局在して極めて短
かくなる(0.1μm程度も可)と共に、ケート領域(
19M下の抵抗が深いN影領域+181により減らすこ
とができるので相互コンダクタンスgmが大きくなる。
かくなる(0.1μm程度も可)と共に、ケート領域(
19M下の抵抗が深いN影領域+181により減らすこ
とができるので相互コンダクタンスgmが大きくなる。
同時にゲート領域0下の高抵抗領域αnにより空乏層f
241の広がりが大きくなり、ゲート容量Cgを小さく
することができる。この結果、相互コンダクタンスgm
が大きく且つゲート容量Cgの小さい、高周波特性、高
速動作に優れたGaAs接合型電界効果トランジスタが
得られる。
241の広がりが大きくなり、ゲート容量Cgを小さく
することができる。この結果、相互コンダクタンスgm
が大きく且つゲート容量Cgの小さい、高周波特性、高
速動作に優れたGaAs接合型電界効果トランジスタが
得られる。
第3図は本発明の他の実施例である。これは、ソース及
びゲート間の抵抗をさらに小さくしてソース抵抗の負帰
還を少なくし更に高周波特性の向上を図った場合である
。なお、第3図は工程的には第2図とほぼ対応するので
、詳細説明は省略する。本例においては第2図と同様に
高抵抗領域anを形成して後(第3図A及びB)、特に
第3図Cの工程に示すように窓孔(16)と連続するよ
うにソース領域に対応する部分のホトレジストのマスク
(151を一部選択的に除去して窓孔(16)を形成す
る。そして、このホトレジストのマスク(151の窓孔
(16’)を通して第2図Cで述べたと同様の81イオ
ンをイオン注入し、ゲート部下にN型領域(181を形
成すると同時に、窒化シリコンpa41を通過したS1
イオンにより、ドレイン・領域(13D)より深いソー
ス領域(138)を形成する。このとき、ソース領域(
138)の深くなった部分は濃度が高い。これ以後の第
3図り及びEの工程は第2 ill D及びEと同じで
ある。
びゲート間の抵抗をさらに小さくしてソース抵抗の負帰
還を少なくし更に高周波特性の向上を図った場合である
。なお、第3図は工程的には第2図とほぼ対応するので
、詳細説明は省略する。本例においては第2図と同様に
高抵抗領域anを形成して後(第3図A及びB)、特に
第3図Cの工程に示すように窓孔(16)と連続するよ
うにソース領域に対応する部分のホトレジストのマスク
(151を一部選択的に除去して窓孔(16)を形成す
る。そして、このホトレジストのマスク(151の窓孔
(16’)を通して第2図Cで述べたと同様の81イオ
ンをイオン注入し、ゲート部下にN型領域(181を形
成すると同時に、窒化シリコンpa41を通過したS1
イオンにより、ドレイン・領域(13D)より深いソー
ス領域(138)を形成する。このとき、ソース領域(
138)の深くなった部分は濃度が高い。これ以後の第
3図り及びEの工程は第2 ill D及びEと同じで
ある。
この構成においては、第2図で述べた効果に加えて、さ
らにソース領域(13S)の抵抗分が小さくなるので、
ソース抵抗の負帰還が小さくなり、さらに高い相互コン
ダクタンスgmが得られることから、より高周波特性、
高速動作に優れるものである。
らにソース領域(13S)の抵抗分が小さくなるので、
ソース抵抗の負帰還が小さくなり、さらに高い相互コン
ダクタンスgmが得られることから、より高周波特性、
高速動作に優れるものである。
尚、このソース領域からゲート領域の直下贅でを自己整
合的に低抵抗のN影領域とする技術は第3図の構成にお
いて高抵抗領域(Inの形成を省略した構造にも適用す
ることが可能である。
合的に低抵抗のN影領域とする技術は第3図の構成にお
いて高抵抗領域(Inの形成を省略した構造にも適用す
ることが可能である。
応用例
上側ではQaAsを用いた接合型電界効果トランジスタ
について述べたが、Siその他の半導体を用いた接合型
電界効果トランジスタにも適用できる。
について述べたが、Siその他の半導体を用いた接合型
電界効果トランジスタにも適用できる。
箇た、上側ではゲート部としてP形のゲート領域を形1
戊したが、この他ショットキ接合を用いたゲート部とす
ることもできる。
戊したが、この他ショットキ接合を用いたゲート部とす
ることもできる。
発明の効果
上述の本発明によれば、動作時において実効ゲート長が
ドレイン側のゲート領域端に局在し極めて短かくなると
共に、深いN形領域叩によってゲート領域(19)下の
抵抗が小さくなるので相互コンダクタンスgmが大きく
なる。1だ、ゲート領域(19)直下の高抵抗領域a7
1により空乏層(241の拡がりカー大きく、ゲート容
量Cgが小さくなる。従って、高周波特性、高速特性の
目安となるgm/Cgが小さくなり、高周波用あるいは
高速論理回路に適した電界突)果型半導体装置を提供で
きる。
ドレイン側のゲート領域端に局在し極めて短かくなると
共に、深いN形領域叩によってゲート領域(19)下の
抵抗が小さくなるので相互コンダクタンスgmが大きく
なる。1だ、ゲート領域(19)直下の高抵抗領域a7
1により空乏層(241の拡がりカー大きく、ゲート容
量Cgが小さくなる。従って、高周波特性、高速特性の
目安となるgm/Cgが小さくなり、高周波用あるいは
高速論理回路に適した電界突)果型半導体装置を提供で
きる。
瀉1図は本発明の説明に供する接合型電界効果トランジ
スタの例を示す断面図、第2図A〜Eは本発明による接
合型電界効果トランジスタの一実施例を示−を製造工程
順の断面図、第3図A、Eは本発明の他の実施例を示す
同様の工81111iif)断面図である。 tJDは半導体基板、(131は第1導電形の@1領域
、(1131は窓孔、(1ηは高抵抗のイオン注入第3
領域、(181は第1導電形のイオン注入第2領域、(
191は第2導型彫のゲート領域である。 第3図 第3図1
スタの例を示す断面図、第2図A〜Eは本発明による接
合型電界効果トランジスタの一実施例を示−を製造工程
順の断面図、第3図A、Eは本発明の他の実施例を示す
同様の工81111iif)断面図である。 tJDは半導体基板、(131は第1導電形の@1領域
、(1131は窓孔、(1ηは高抵抗のイオン注入第3
領域、(181は第1導電形のイオン注入第2領域、(
191は第2導型彫のゲート領域である。 第3図 第3図1
Claims (1)
- 半導体基板の一生面に臨んで形成された第1導電形の第
1領域と、該第1領域の一部に重なって同一マスクによ
って形成された第1導電形のイオン注入第2領域、高抵
抗のイオン注入第3領域及び第2導電形のゲート領域を
有し、上記第2領域、第3領域、ゲート領域の順に深く
形成されて成る電界効果型半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57215866A JPS59105376A (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | 電界効果型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57215866A JPS59105376A (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | 電界効果型半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59105376A true JPS59105376A (ja) | 1984-06-18 |
Family
ID=16679563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57215866A Pending JPS59105376A (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | 電界効果型半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59105376A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01251664A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Nec Corp | 電界郊果トランジスタ |
-
1982
- 1982-12-09 JP JP57215866A patent/JPS59105376A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01251664A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Nec Corp | 電界郊果トランジスタ |
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