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KR940003096A - High electron mobility transistor and manufacturing method - Google Patents

High electron mobility transistor and manufacturing method Download PDF

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Publication number
KR940003096A
KR940003096A KR1019920013753A KR920013753A KR940003096A KR 940003096 A KR940003096 A KR 940003096A KR 1019920013753 A KR1019920013753 A KR 1019920013753A KR 920013753 A KR920013753 A KR 920013753A KR 940003096 A KR940003096 A KR 940003096A
Authority
KR
South Korea
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layer
semiconductor layer
electron mobility
mobility transistor
high electron
Prior art date
Application number
KR1019920013753A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김기환
Original Assignee
김광호
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김광호, 삼성전자 주식회사 filed Critical 김광호
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Priority to JP5191237A priority patent/JPH06163602A/en
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/40FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels
    • H10D30/47FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels having 2D charge carrier gas channels, e.g. nanoribbon FETs or high electron mobility transistors [HEMT]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/015Manufacture or treatment of FETs having heterojunction interface channels or heterojunction gate electrodes, e.g. HEMT

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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

이 발명은 고속으로 동작할 수 있는 개선된 고전자 이동도 트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an improved high electron mobility transistor capable of operating at high speed and a method of manufacturing the same.

이 발명은 유전체가 형성된 반절연성 반도체 기판위에 결정방향에 따른 결정성장특성을 이용하여 삼각형 보이드를 갖는 불순물이 도프되지 않는 GaAs층을 형성하고, 이 불순물이 도프되지 않는 GaAs층상에 셀레늄(Se)이 도프된 A1xCa1-xAS층을 구비한다.The present invention forms a GaAs layer which is not doped with impurities having a triangular void by using crystal growth characteristics according to the crystal direction on a semi-insulating semiconductor substrate on which a dielectric is formed, and selenium (Se) A doped A1 x Ca 1-x AS layer.

상기 구성으로 이 발명은 상기 삼각형 보이드에 의해 전류채널과 반도체 기판을 전기적으로 분리되게 하여 누설 전류 및 백게이트 효과를 방지하고 유효 게이트 길이를 감소하고, 디엑스 센터(DX center)를 방지하여 신뢰성 있는 고속의 고전자 이동도 트랜지스터를 실현할 수 있다.With the above configuration, the present invention allows the current channel and the semiconductor substrate to be electrically separated by the triangular voids, thereby preventing leakage current and backgate effects, reducing the effective gate length, and preventing the DX center. A high speed high electron mobility transistor can be realized.

Description

고전자 이동도 트랜지스터 및 그의 제조방법High electron mobility transistor and manufacturing method

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음Since this is an open matter, no full text was included.

제3도 (A) 내지 (D)는 제2도의 제조 공정도이다.3A to 3D are manufacturing process diagrams of FIG.

Claims (19)

반절연성 화합물 반도체 기판과, 상기 반도체 기판상에(110) 결정 방향과 소정각을 갖고 스트라이프 형태로 형성된 절연막과, 상기 절연막상에 형성된 삼각형 보이드가 내부에 형성되어 있는 제1반도체층과, 상기 제1반도체층상에 형성된 제2반도체층과, 상기 제2반도체층상에 형성된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극을 사이에 두고 상기 제2반도체층상에 형성된 제3반도체층과, 상기 제3반도체층상에 형성된 소스, 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.A semi-insulating compound semiconductor substrate, an insulating film formed in a stripe shape with a predetermined angle with a crystal direction on the semiconductor substrate 110, a first semiconductor layer having triangular voids formed on the insulating film formed therein, A second semiconductor layer formed on the first semiconductor layer, a gate electrode formed on the second semiconductor layer, a third semiconductor layer formed on the second semiconductor layer with the gate electrode interposed therebetween, and a source formed on the third semiconductor layer And a high electron mobility transistor comprising a drain electrode. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판이 GaAs, InP또는 GaP중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.The high electron mobility transistor of claim 1, wherein the semiconductor substrate is formed of any one of GaAs, InP, or GaP. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판은 결정면이(100),(010) 또는 (001) 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.The high electron mobility transistor of claim 1, wherein the semiconductor substrate is formed of any one of (100), (010), and (001). 제1항에 있어서, 상기 절연막은(110) 결정방향과 20∼30°의 각도로 틸트되게 형성된 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.The high electron mobility transistor of claim 1, wherein the insulating layer is formed to be tilted at an angle of about 20 ° to about 30 ° with a crystal direction of (110). 제1항에 있어서, 상기 절연막은 SiO2또는 Si3N4중 어느하나로 형성된 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.The high electron mobility transistor of claim 1, wherein the insulating layer is formed of one of SiO 2 or Si 3 N 4 . 제1항에 있어서, 제1반도체층은 전자채널층으로, 제2반도체층은 전자공급층으로 작용하는 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.The high electron mobility transistor of claim 1, wherein the first semiconductor layer serves as an electron channel layer, and the second semiconductor layer serves as an electron supply layer. 제1항에 있어서, 제1반도체층은 불순물이 도핑되지 않는 GaAs층이고, 제2반도체층은 셀레늄(Se)이 도핑된AlxGa1-xAS층인 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.2. The high electron mobility transistor of claim 1, wherein the first semiconductor layer is a GaAs layer that is not doped with impurities, and the second semiconductor layer is an Al x Ga 1-x AS layer doped with selenium (Se). 제7항에 있어서, 상기 셀레늄이 도핑된 A1xGa1-xAS층에서 X값은 0.2∼0.3인 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.8. The high electron mobility transistor of claim 7, wherein an X value in the selenium-doped A1 x Ga 1-x AS layer is 0.2 to 0.3. 제7항에 있어서, 상기 셀레늄이 도핑된 AlxGa1-xAS층에서 셀레늄의 도핑농도는 1×1018∼3×1018cm-3인 것 을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.8. The high electron mobility transistor of claim 7, wherein the doping concentration of selenium in the selenium - doped Al x Ga 1-x AS layer is 1x10 18 to 3x10 18 cm -3 . 제1항에 있어서, 상기 삼각형 보이드의 상부첨점상에 전류채널이 형성되고 이 전류채널의 유효길이는 게이트의 길이에 무관한 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터.2. The high electron mobility transistor of claim 1, wherein a current channel is formed on an upper point of the triangular void, and an effective length of the current channel is independent of a length of a gate. 반절연성 화합물 반도체 기판상에(110) 결정 방향과 소정각도 틸트되게 절연막을 형성하는 제1공정과, 상기 절연막을 마스크로 상기 반도체 기판상에 선택적 에피텍시를 실시하여 삼각형 보이드를 내부에 포함하고 상면이 평탄한 제1반도체층을 형성하는 제2공정과, 상기 제1반도체층상에 제2반도체층을 형성하는 제3공정과, 상기 제2반도체층상에 제3반도체층을 형성하는 제4공정과, 상기 제3반도체층을 에칭하여 상기 보이드와 대응되는 위치상에 상기 제2반도체층을 노출시키는 제5공정과, 통상의 리프트오프 공정으로 제거되지 않은 상기 제3반도체층상에 소스, 드레인 전극을 형성하는 제6공정과, 상기 제5공정으로 노출된 상기 제2반도체상에 게이트 전극을 형성하는 제7공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터의 제조방법.A first step of forming an insulating film on the semi-insulating compound semiconductor substrate 110 to be tilted at a predetermined angle with a crystal direction; and selectively epitaxially performing the epitaxial coating on the semiconductor substrate using the insulating film as a mask to include triangular voids therein; A second step of forming a first semiconductor layer having a flat top surface, a third step of forming a second semiconductor layer on the first semiconductor layer, and a fourth step of forming a third semiconductor layer on the second semiconductor layer; And etching the third semiconductor layer to expose the second semiconductor layer on a position corresponding to the void, and source and drain electrodes on the third semiconductor layer not removed by a normal lift-off process. And a seventh step of forming a gate electrode on the second semiconductor exposed by the fifth step. 제11항에 있어서, 상기 반도체 기판은 GaAs, InP또는 GaP중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터의 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the semiconductor substrate is any one of GaAs, InP, or GaP. 제11항에 있어서, 상기 반도체 기판은 결정면이(100),(010) 또는 (001)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터의 제조방법.12. The method of claim 11, wherein the semiconductor substrate has any one of (100), (010) and (001) crystal planes. 제11항에 있어서, 상기 절연막은(110) 결정방향과 20∼30°의 각도로 틸트되게 형성하는 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터의 제조방법.The method of manufacturing a high electron mobility transistor according to claim 11, wherein the insulating film is formed to be tilted at an angle of 20 to 30 degrees with a crystal direction (110). 제1항에 있어서, 상기 절연막은 SiO2또는 Si3N4중 어느하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the insulating layer is formed of any one of SiO 2 or Si 3 N 4 . 제1항에 있어서, 제1반도체층의 형성은 선택적 MOCVD방법으로 불순물이 도핑되지 않은 GaAs층을 형성함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터의 제조방법.The method of manufacturing a high electron mobility transistor according to claim 1, wherein the formation of the first semiconductor layer is achieved by forming a GaAs layer which is not doped with impurities by a selective MOCVD method. 제1항에 있어서, 제2반도체층의 형성 MBE또는 MOCVD중 어느 한가지 방법으로 셀레늄(Se)이 도핑된 A1xGa1-xAS층을 형성함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터의 제조방법.2. The method of claim 1, wherein the formation of the second semiconductor layer is achieved by forming an A1 x Ga 1-x AS layer doped with selenium (Se) by either MBE or MOCVD. Manufacturing method. 제17항에 있어서, 상기 셀레늄이 도핑된 AlxGal-xAS층에서 X값은 0.2∼0.3인 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터의 제조방법.18. The method of claim 17, wherein the X value in the selenium-doped Al x Ga lx AS layer is 0.2 to 0.3. 제17항에 있어서, 상기 셀레늄이 도핑된 AlxGa1-xAS층에서 셀레늄의 도핑농도는 1×1018∼3×1018cm-3인 것을 특징으로 하는 고전자 이동도 트랜지스터의 제조방법. 18. The method of claim 17, wherein the doping concentration of selenium in the selenium - doped Al x Ga 1-x AS layer is 1 × 10 18 to 3 × 10 18 cm -3 . . ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.※ Note: The disclosure is based on the initial application.
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