JPS63128759A - Junction field effect transistor - Google Patents
Junction field effect transistorInfo
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- JPS63128759A JPS63128759A JP27411786A JP27411786A JPS63128759A JP S63128759 A JPS63128759 A JP S63128759A JP 27411786 A JP27411786 A JP 27411786A JP 27411786 A JP27411786 A JP 27411786A JP S63128759 A JPS63128759 A JP S63128759A
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- inp
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は、接合型電界効果トランジスタに於いて、n型
InGaAsチャネル層の上に不純物濃度が低いか或い
はアン・ドープのInPゲート層を形成し、そのゲート
層にZnを拡散してp+型InPゲート領域を形成した
構成とすることに依り、Zn拡散の厳密な制御は不要と
なり、また、ゲート層及びゲーBJI域のメサ・エツチ
ングはチャネル層表面で確実に停止させることが可能と
なり、その結果、特性が著しく向上したものとなった。Detailed Description of the Invention [Summary] The present invention provides a junction field effect transistor in which a low impurity concentration or undoped InP gate layer is formed on an n-type InGaAs channel layer, and the gate By forming a p+ type InP gate region by diffusing Zn into the layer, strict control of Zn diffusion is not necessary, and mesa etching of the gate layer and the gate BJI region is ensured on the surface of the channel layer. As a result, the characteristics were significantly improved.
本発明は、光集積回路(optoelectronic
integrated circuit:0EI
G)に組み込むのに好適な接合型電界効果トランジスタ
に関する。The present invention relates to optical integrated circuits (optoelectronic integrated circuits).
integrated circuit:0EI
G) relates to a junction field effect transistor suitable for incorporation into a transistor.
近年、0BICの研究・開発が盛んであり、そこに組み
込む半導体電子素子としては、半導体光素子との兼ね合
いから、材料として化合物半導体を用いたものが選択さ
れることは勿論であり、その外、高速化しなければなら
ないことからキャリヤ移動度が高く且つ光伝送路に依る
損失が少ない波長領域で動作するものであること等の条
件を満たす必要があり、従って、具体的には、GaAs
/ A I G a A s系よりもInP/InGa
As系を用いる傾向にある。In recent years, research and development of 0BIC has been active, and it goes without saying that the semiconductor electronic device to be incorporated into it will be one that uses a compound semiconductor as a material in view of the balance with the semiconductor optical device. Since the speed must be increased, it is necessary to satisfy conditions such as operating in a wavelength range with high carrier mobility and low loss due to the optical transmission path.
/ InP/InGa than A I Ga As system
There is a tendency to use As-based materials.
第2図は従来の0EICに用いられている代表的な接合
型電界効果トランジスタの要部切断側面図を表している
。FIG. 2 is a cross-sectional side view of a typical junction field effect transistor used in a conventional 0EIC.
図に於いて、1は半絶縁性InP基板、2はn型InG
aAsチャネル層、3はp+型1 nGaAsゲート層
、4はゲート電極、5はソース電極、6はドレイン電極
、7はゲート電極をそれぞれ示している。In the figure, 1 is a semi-insulating InP substrate, 2 is an n-type InG substrate
3 is a p+ type 1 nGaAs gate layer, 4 is a gate electrode, 5 is a source electrode, 6 is a drain electrode, and 7 is a gate electrode.
前記各部分の主要データを例示すると次の通りである。Examples of the main data of each part are as follows.
+1) チャネル層2について
厚さ:0.2Cμm〕
不純物濃度: I X 101? (cm−3)(2
)ゲート層3について
厚さ:0,2(μm〕
不純物:Zn
不純物濃度: > I X 101日(cm−”)(3
)ゲート電極4について
材料: A u / P t / T i厚さ:250
0(人)/200C人) /300〔人〕
(4) ソース電極5及びドレイン電極6材料:Au
/AuGe
厚さ:2700 〔人)/300(人〕(5)ゲート電
極7
材料:ソース電極5及びドレイン電極6と同じ厚さ:ソ
ース電極5及びドレイン電極6と同じ前記説明した接合
型電界効果トランジスタを製造する場合、半絶縁性In
P基板1上にn型InGaAsチャネル層2を厚さ0.
4〔μm〕に形成し、そのn型InGaAsチャネル層
2にZnを深さ0.2 (μm)に拡散してp+型1
nGaAsゲート層3を形成し、そのゲート層3の上に
ゲート電極4を形成し、ゲート電極4をマスクとしてゲ
ート層3のメサ・エツチング及びサイド・エツチングを
行ってチャネル層2の一部表面を露出させ、その後、ゲ
ート電極5及びドレイン電極6を形成する。尚、この際
、ゲート電極4はゲート電極7で覆われる。+1) Thickness of channel layer 2: 0.2 Cμm] Impurity concentration: I x 101? (cm-3) (2
) Thickness of gate layer 3: 0,2 (μm) Impurity: Zn Impurity concentration: > I x 101 days (cm-”) (3
) About gate electrode 4 Material: A u / P t / Ti Thickness: 250
0 (person) / 200C person) / 300 [person] (4) Source electrode 5 and drain electrode 6 material: Au
/AuGe Thickness: 2700 [people] / 300 (people) (5) Gate electrode 7 Material: Same as source electrode 5 and drain electrode 6 Thickness: Same as source electrode 5 and drain electrode 6 Junction type field effect described above When manufacturing transistors, semi-insulating In
An n-type InGaAs channel layer 2 is formed on a P substrate 1 to a thickness of 0.
4 [μm], and diffused Zn into the n-type InGaAs channel layer 2 to a depth of 0.2 (μm) to form a p+ type 1
An nGaAs gate layer 3 is formed, a gate electrode 4 is formed on the gate layer 3, and a part of the surface of the channel layer 2 is etched by mesa etching and side etching of the gate layer 3 using the gate electrode 4 as a mask. After exposing, a gate electrode 5 and a drain electrode 6 are formed. Note that at this time, the gate electrode 4 is covered with the gate electrode 7.
前記した通り、第2図に見られるトランジスタを製造す
るに際しては、チャネル層2にZnを拡散してゲート層
3を形成するようにしているが、このZnを拡散する場
合の制御性は大変悪く、そして、そのようにp+型化し
たInGaAs層をメサ・エツチングする場合も、その
下地が同じくI nGaAs層である為、これも制御性
が悪いものになっている。As mentioned above, when manufacturing the transistor shown in FIG. 2, Zn is diffused into the channel layer 2 to form the gate layer 3, but the controllability when diffusing this Zn is very poor. When performing mesa etching on such a p+ type InGaAs layer, controllability is also poor because the underlying layer is the same InGaAs layer.
本発明は、Znの拡散に制御性の問題が存在しても、そ
の影響を受けないようにしたり、また、メサ・エツチン
グに制御性の問題が存在しても、その問題を解消する等
して特性良好な接合型電界効果トランジスタが得られる
ようにする。The present invention eliminates the influence of Zn diffusion even if there is a controllability problem, or solves the controllability problem that exists in mesa etching. Thus, a junction field effect transistor with good characteristics can be obtained.
本発明に依る接合型電界効果トランジスタに於いては、
基板(例えば半絶縁性!nP基板1)上に形成されたn
型のI n G a A sからなるチャネル層(例え
ばn型InGaAsチャネル層2)と、該n型InGa
Asチャネル層上に形成され且つそれと比較して不純物
濃度が低いInPゲート層(例えばn″″型InPゲー
ト層8)と、該InPゲ一ト層にZnを拡散して形成し
たp+型InPゲート領域(例えばp+型InPゲート
領域9)とを備えている。In the junction field effect transistor according to the present invention,
n formed on a substrate (e.g. semi-insulating! nP substrate 1)
A channel layer (for example, n-type InGaAs channel layer 2) made of type InGaAs;
An InP gate layer (for example, n'' type InP gate layer 8) formed on the As channel layer and having a lower impurity concentration than the As channel layer, and a p+ type InP gate formed by diffusing Zn into the InP gate layer. region (for example, p+ type InP gate region 9).
前記の構成を採ることに依り、製造時に於けるZn拡散
の厳密な制御は不要となり、若し、Zn拡散の制御性が
悪くてn型InGaAsチャネル層の上にInPゲート
層が残ったとしても、動作状態では、そのInPゲート
層が空乏化するので全く問題はなく、また、ゲート層及
びゲート領域のメサ・エツチングはチャネル層表面で確
実に停止させることが可能であり、その結果、特性は良
好なものとなる。By adopting the above structure, strict control of Zn diffusion during manufacturing is not required, and even if the control of Zn diffusion is poor and an InP gate layer remains on the n-type InGaAs channel layer, In the operating state, the InP gate layer is depleted, so there is no problem at all, and the mesa etching of the gate layer and gate region can be reliably stopped at the surface of the channel layer, and as a result, the characteristics are It will be good.
第1図は本発明一実施例の要部切断側面図を表し、第2
図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは
同じ意味を持つものとする。FIG. 1 shows a cutaway side view of essential parts of one embodiment of the present invention, and FIG.
Symbols used in the drawings indicate the same parts or have the same meaning.
図に於いて、8はn−型InPゲート層、9はp+型I
nPゲート領域をそれぞれ示している。In the figure, 8 is an n-type InP gate layer, 9 is a p+ type I
Each shows an nP gate region.
各部分に於ける主要データを例示すると次の通りである
。Examples of main data in each part are as follows.
(11ゲート層8について
厚さ:0.2(μm〕
不純物:S
不純物濃度:1×101” (cI++、−”)尚、ア
ン・ドープでも良い。(11 Thickness of gate layer 8: 0.2 (μm) Impurity: S Impurity concentration: 1×10 1” (cI++, −”) Note that it may be undoped.
(2)ゲート領域9について
深さ70.2Gμm〕
不純物:Zn
不純物濃度: l X I Q10(am−”)尚、こ
の実施例に於けるn型InGaAsチャネル層2として
は、具体的には、n型のInO,S3G a D、 4
7A Sを用イテイル。(2) Depth of gate region 9: 70.2 Gμm] Impurity: Zn Impurity concentration: l n-type InO, S3G a D, 4
Itail for 7A S.
本実施例のトランジスタを製造する場合、半絶縁性In
P基板l上にn型InGaAsチャネル層2及びn−型
InPゲート層8を形成し、ゲート層8にZnを拡散し
てp+型InPゲート領域9を形成し、そのゲート領域
9をゲート電極4をマスクとしてメサ・エツチングする
ようにしている。When manufacturing the transistor of this example, semi-insulating In
An n-type InGaAs channel layer 2 and an n-type InP gate layer 8 are formed on a P substrate 1, Zn is diffused into the gate layer 8 to form a p+-type InP gate region 9, and the gate region 9 is used as a gate electrode 4. I am trying to do mesa etching using it as a mask.
この場合、Znの拡散はn型I nGaAsチャネル層
2に侵入しないようにしさえすれば、適宜の深さとなる
ように拡散すれば良く、その厳密な制御は全く必要とし
ない。その理由は、例えば、図示されているように、p
+型InPゲートfiI域9の下にn−型InPゲート
層8が残っていたとしても、本実施例を動作させた場合
、そのn−型InPゲート層8は空乏化することに依る
。In this case, Zn can be diffused to an appropriate depth as long as it does not invade the n-type InGaAs channel layer 2, and strict control is not required at all. The reason for this is, for example, as shown in the figure, p
Even if the n-type InP gate layer 8 remains under the +-type InP gate fiI region 9, the n-type InP gate layer 8 is depleted when this embodiment is operated.
また、InGaAsに対してZnが拡散する速さは、I
nPに対するそれと比較して格段に遅いので、拡散が深
くなり過ぎることは殆どない。In addition, the diffusion speed of Zn to InGaAs is
It is much slower than that for nP, so diffusion rarely becomes too deep.
また、p+型InPゲート領域9並びにn′″型InP
ゲート層8をメサ・エツチングする場合、下地がn型I
nGaAsチャネル層2である為、そのメサ・エツチン
グは、下地表面で確実に停止する。因に、InPのエッ
チャントは、通常、HC&+H20であり、また、In
GaAsのそれは、H2SO4+H2O2+H20であ
る。In addition, the p+ type InP gate region 9 and the n''' type InP gate region 9
When mesa etching the gate layer 8, the underlying layer is n-type I.
Since it is an nGaAs channel layer 2, its mesa etching is reliably stopped at the underlying surface. Incidentally, the etchant for InP is usually HC&+H20, and
That of GaAs is H2SO4+H2O2+H20.
本発明の接合型電界効果トランジスタに於いては、n型
InGaAsチャネル層の上に不純物濃度が低いか或い
はアン・ドープのInPゲート層を形成し、そのゲート
層にZnを拡散してp+型InPゲート領域を形成した
構成になっている。In the junction field effect transistor of the present invention, a low impurity concentration or undoped InP gate layer is formed on the n-type InGaAs channel layer, and Zn is diffused into the gate layer to form a p + -type InP gate layer. It has a structure in which a gate region is formed.
前記の構成を採ることに依り、製造時に於けるZn拡散
の厳密な制御は不要となり、若し、Zn拡散の制御性が
悪くてn型InGaAsチャネル層の上にInPゲート
層が残ったとしても、動作状態では、そのInPゲート
層が空乏化するので全く問題はなく、また、ゲート層及
びゲートiI域のメサ・エツチングはチャネル層表面で
確実に停止させることが可能であり、その結果、特性は
良好なものとなる。By adopting the above structure, strict control of Zn diffusion during manufacturing is not required, and even if the control of Zn diffusion is poor and an InP gate layer remains on the n-type InGaAs channel layer, In the operating state, the InP gate layer is depleted, so there is no problem at all, and the mesa etching of the gate layer and gate iI region can be reliably stopped at the channel layer surface, resulting in improved characteristics. will be good.
第1図は本発明一実施例の要部切断側面図、第2図は従
来例の要部切断側面図をそれぞれ表している。
図に於いて、■は半絶縁性InP基板、2はn型1nG
aASチャネル層、3はp+髪型InP−ト層、4はゲ
ート電極、5はソース電極、6はドレイン電極、7はゲ
ート電極、8はn−型InPゲート層、9はp+型In
Pゲート領域をそれぞれ示している。
特許出願人 富士通株式会社
代理人弁理士 相 谷 昭 司
代理人弁理士 渡 邊 弘 −
実施例の要部切断側面図
従来例の要部切断側面図
A−−八 C〒1FIG. 1 is a cutaway side view of the main part of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cutaway side view of the main part of a conventional example. In the figure, ■ is a semi-insulating InP substrate, and 2 is an n-type 1nG substrate.
aAS channel layer, 3 is a p+ hairstyle InP layer, 4 is a gate electrode, 5 is a source electrode, 6 is a drain electrode, 7 is a gate electrode, 8 is an n-type InP gate layer, 9 is a p+ type In
Each shows a P gate region. Patent Applicant Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney Akira Aitani Representative Patent Attorney Hiroshi Watanabe - Cut-away side view of main parts of embodiment Cut-away side view of main parts of conventional example A--8 C〒1
Claims (1)
ネル層と、 該n型InGaAsチャネル層上に形成され且つそれと
比較して不純物濃度が低いInPゲート層と、 該InPゲート層にZnを拡散して形成したp^+型I
nPゲート領域と を備えてなることを特徴とする接合型電界効果トランジ
スタ。[Scope of Claims] A channel layer made of n-type InGaAs formed on a substrate; an InP gate layer formed on the n-type InGaAs channel layer and having a lower impurity concentration than the n-type InGaAs channel layer; and the InP gate layer. p^+ type I formed by diffusing Zn into
A junction field effect transistor comprising an nP gate region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27411786A JPS63128759A (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Junction field effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27411786A JPS63128759A (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Junction field effect transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63128759A true JPS63128759A (en) | 1988-06-01 |
Family
ID=17537251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27411786A Pending JPS63128759A (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Junction field effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63128759A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63211681A (en) * | 1987-02-27 | 1988-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor field-effect transistor |
WO2004010488A1 (en) * | 2002-07-19 | 2004-01-29 | Sony Corporation | Semiconductor device |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP27411786A patent/JPS63128759A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63211681A (en) * | 1987-02-27 | 1988-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor field-effect transistor |
WO2004010488A1 (en) * | 2002-07-19 | 2004-01-29 | Sony Corporation | Semiconductor device |
GB2406970A (en) * | 2002-07-19 | 2005-04-13 | Sony Corp | Semiconductor device |
GB2406970B (en) * | 2002-07-19 | 2005-12-07 | Sony Corp | Semiconductor device |
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