Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3290900B2 - Field-effect transistor, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing field-effect transistor - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3290900B2 - Field-effect transistor, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing field-effect transistor - Google Patents

Field-effect transistor, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing field-effect transistor

Info

Publication number
JP3290900B2
JP3290900B2 JP27254196A JP27254196A JP3290900B2 JP 3290900 B2 JP3290900 B2 JP 3290900B2 JP 27254196 A JP27254196 A JP 27254196A JP 27254196 A JP27254196 A JP 27254196A JP 3290900 B2 JP3290900 B2 JP 3290900B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
source
effect transistor
well region
compound semiconductor
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP27254196A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1056026A (en
Inventor
良明 金子
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
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP27254196A priority Critical patent/JP3290900B2/en
Publication of JPH1056026A publication Critical patent/JPH1056026A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3290900B2 publication Critical patent/JP3290900B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、III-V 族化合物半
導体を使用した電界効果型トランジスタ、特に、ロジッ
ク回路を構成するのに好適な電界効果型トランジスタに
関する。近年の情報処理分野では、より高速なロジック
動作が可能なデバイスが要求されており、シリコンデバ
イスに代わり、化合物半導体( 例えばGaAs) を使用
した電界効果型トランジスタを使用することが検討され
ている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor using a III-V group compound semiconductor, and more particularly to a field effect transistor suitable for forming a logic circuit. In the information processing field in recent years, a device capable of higher-speed logic operation is required, and the use of a field-effect transistor using a compound semiconductor (for example, GaAs) instead of a silicon device is being studied.

【0002】また、携帯電話などのアンプ部に使用され
る化合物半導体デバイス( 例えばマイクロ波用電界効果
型トランジスタやHEMTなど) において、さらにロジ
ック部をー体に集積化する場合にも、化合物半導体を使
用したロジック用の電界効果型トランジスタが必要にな
る。
In a compound semiconductor device (for example, a microwave field-effect transistor or HEMT) used in an amplifier section of a cellular phone or the like, the compound semiconductor is also used when the logic section is further integrated into a body. A field effect transistor for the used logic is required.

【0003】[0003]

【従来の技術】図24は、化合物半導体を使用した従来
の電界効果型トランジスタを示す図であり、(A)は平
面図、(B)はY−Y間の断面図である。図において、
101は化合物半導体層であり、この例では半絶縁性の
GaAsによって構成されている。なお、化合物半導体
層101は、化合物半導体よりなる基板上に形成されて
いる場合、または、化合物半導体基板そのものを指す場
合もある。102は、ウエル領域であり、p 型不純物が
導入されている。103はチャネル領域であり、n型の
不純物が導入されている。104はLDD領域であり、
チャネル領域よりも濃度の高いn型の不純物が導入され
ている。105はソース領域、106はドレイン領域で
あり、ともに、LDD領域104よりも高濃度のn型の
不純物が導入されている。107はソース電極、108
はドレイン電極であり、ともにソース、ドレイン領域と
オーミックに接続されている。109はゲート電極であ
り、チャネル領域103上にショットキ接触している。
2. Description of the Related Art FIGS. 24A and 24B show a conventional field-effect transistor using a compound semiconductor, wherein FIG. 24A is a plan view and FIG. In the figure,
Reference numeral 101 denotes a compound semiconductor layer, which is made of semi-insulating GaAs in this example. Note that the compound semiconductor layer 101 may be formed over a substrate made of a compound semiconductor or may refer to the compound semiconductor substrate itself. Reference numeral 102 denotes a well region into which a p-type impurity has been introduced. Reference numeral 103 denotes a channel region into which an n-type impurity has been introduced. 104 is an LDD region,
An n-type impurity having a higher concentration than the channel region is introduced. Reference numeral 105 denotes a source region, and reference numeral 106 denotes a drain region, both of which have a higher concentration of n-type impurities than the LDD region 104. 107 is a source electrode, 108
Is a drain electrode, both of which are ohmically connected to the source and drain regions. A gate electrode 109 is in Schottky contact with the channel region 103.

【0004】なお、図24(A)からも明らかなとお
り、ゲート電極109には、109aで示される突出部
が設けられている。この突出部109aは次のような理
由によって設けられている。すなわち、ソース・ドレイ
ン電極107、108間には、n型不純物が導入されて
いるチヤネル領域103以外に、この領域の境界部分あ
るいは外側の化合物半導体層(半絶縁性のGaAs層)
101中にキャリアが走行する微小なチャネルが形成さ
れ、ショートチャネル効果が発生する。したがってゲー
ト電極109を化合物半導体層1上に延長して突出部1
09aを設け、これによって微小チャネルを走行するキ
ャリアに対してゲート電界をかけ、ショートチャネル効
果の発生を抑制するものである。
As is clear from FIG. 24A, the gate electrode 109 is provided with a projection 109a. The protrusion 109a is provided for the following reason. That is, between the source / drain electrodes 107 and 108, in addition to the channel region 103 into which the n-type impurity is introduced, a compound semiconductor layer (semi-insulating GaAs layer) on the boundary portion or outside the region.
A minute channel in which carriers travel is formed in 101, and a short channel effect occurs. Therefore, the gate electrode 109 is extended above the compound semiconductor layer 1 to extend the protrusion 1
09a is provided to apply a gate electric field to carriers traveling in the minute channel, thereby suppressing the occurrence of the short channel effect.

【0005】また、ゲート電極109はさらにゲートパ
ッド部109bを有しており、配線などはこのゲートバ
ッド部109bに接続される。なお、ウエル領域102
はチャネル領域103と逆の導電型をなしており、チャ
ネル領域103との間のpn接合によってチャネル領域
103から化合物半導体層101側にキャリアが洩れて
ショートチャネル効果が発生することを抑制するもので
ある。
The gate electrode 109 further has a gate pad portion 109b, and wirings and the like are connected to the gate pad portion 109b. The well region 102
Has a conductivity type opposite to that of the channel region 103, and suppresses generation of a short channel effect due to leakage of carriers from the channel region 103 to the compound semiconductor layer 101 side due to a pn junction with the channel region 103. is there.

【0006】このような化合物半導体で構成される電界
効果型トランジスタは、結晶中を走行するキャリアのス
ピードがシリコンデバイスなどに比べて格段に高速であ
るので、高速演算処理などが期待できる。
[0006] In the field-effect transistor composed of such a compound semiconductor, the speed of carriers traveling in a crystal is much higher than that of a silicon device or the like, so that high-speed arithmetic processing can be expected.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述のように化合物半
導体を使用した電界効果型トランジスタは、高速動作が
可能ではあるものの、低い周波数ではその静特性が特に
変化するという問題を有している。つまり、低い周波数
帯城ではドレイン電流、トランスコンダクタンス、ドレ
インコンダクタンスに分散が生じ、その結果、トランジ
スタ動作の変化点( ハイ−ローまたはその逆の変化のタ
イミング) がばらついてしまうのである。この様なばら
つきをディレイ変動と呼ぶ。
As described above, a field effect transistor using a compound semiconductor can operate at high speed, but has a problem that its static characteristics are particularly changed at a low frequency. That is, in a low frequency band, the drain current, the transconductance, and the drain conductance are dispersed, and as a result, the change point of the transistor operation (the timing of high-low or vice versa) varies. Such a variation is called a delay variation.

【0008】この問題はロジック回路では特に深刻であ
る。つまり、ロジック回路を構成する素子は上記変化点
が一定でないと、論理動作が期待通りに実行されないた
めである。通常は、論理動作のタイミングマージンを大
きくして上記ディレイ変動に対処しているが、そのこと
により、回路動作に余分なタイミングマージンが加味さ
れることになり、化合物半導体を使用した電界効果型ト
ランジスタの本来の性能、つまり、高速動作が実現でき
ないという問題を生じている。
[0008] This problem is particularly acute in logic circuits. That is, the logic operation of the elements constituting the logic circuit is not executed as expected unless the change point is constant. Usually, the delay margin is dealt with by increasing the timing margin of the logic operation. However, an extra timing margin is added to the circuit operation, and the field effect transistor using the compound semiconductor is used. Has a problem that high-speed operation cannot be realized.

【0009】このディレイ変動は、化合物半導体を使用
した場合に特有に生じる現象であり、シリコンデバイス
のように、単体の元素の結晶を使用した場合には上記デ
ィレイ変動は事実上、発生しない。すなわち、ディレイ
変動を考慮したマージンを論理回路設計に加味しなけれ
ばならないのは、化合物半導体を使用した電界効果型ト
ランジスタに特有に発生する問題なのである。
This delay variation is a phenomenon that occurs specifically when a compound semiconductor is used. When a single element crystal is used as in a silicon device, the delay variation does not occur substantially. In other words, the reason that the margin considering the delay variation must be added to the design of the logic circuit is a problem that is peculiar to a field-effect transistor using a compound semiconductor.

【0010】本発明は、上記課題を解決して、ディレイ
変動の極力低減された電界効果型トランジスタを得るこ
とを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to obtain a field-effect transistor in which delay fluctuation is reduced as much as possible.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した本発明の課題
は、第1に、化合物半導体層と、前記化合物半導体層に
設けられた第1導電型のチャネル領域と、前記化合物半
導体層中で前記チャネル領域を挟んで対向して設けられ
た、前記第1導電型のソースおよびドレイン領域と、前
記チャネル領域上に設けられ、前記ソース、ドレイン領
域の対向する方向を横切る方向に延在するとともに、前
記チャネル領域よりも外側に突出する突出部を有するゲ
ート電極と、前記ソースおよびドレイン領域に電気的に
接続されたソースおよびドレイン電極と、前記化合物半
導体層中に形成され前記チャネル領域、前記ソース、ド
レイン領域および前記ゲート電極の突出部よりも外側で
これらを囲み、且つ前記チャネル、ソース、およびドレ
イン領域よりも深く形成された、前記第1導電型とは反
対の第2導電型のウエル領域と、を備えることを特徴と
する第1の電界効果型トランジスタによって解決する。
The first object of the present invention is to provide a compound semiconductor layer, a channel region of the first conductivity type provided in the compound semiconductor layer, and the compound semiconductor layer. A first conductivity type source and drain region provided opposite to each other with a channel region interposed therebetween, and a first conductivity type source and drain region provided on the channel region and extending in a direction crossing a direction in which the source and drain regions face each other; A gate electrode having a protrusion protruding outside the channel region; a source and drain electrode electrically connected to the source and drain regions; and the channel region formed in the compound semiconductor layer, the source; Surround them outside the drain region and the protrusion of the gate electrode, and deeper than the channel, source and drain regions. Made a, wherein the first conductivity type be solved by the first field effect transistor, characterized in that it comprises a well region of a second conductivity type opposite.

【0012】上記課題は第2に、前記ゲート電極には、
その幅が前記ゲート電極よりも広いゲートパッド部が設
けられてなることを特徴とする前記第1の発明の電界効
果型トランジスタによって解決する。上記課題は第3
に、前記ウエル領域は、前記ゲートパッド部の領域より
も外側の領域を囲んで形成されることを特徴とする前記
第2の発明の電界効果型トランジスタによって解決す
る。
[0012] The second problem is that the gate electrode includes:
The problem is solved by the field effect transistor according to the first aspect of the present invention, wherein a gate pad portion having a width larger than that of the gate electrode is provided. The above task is the third
Preferably, the well region is formed so as to surround a region outside the region of the gate pad portion, and the field effect transistor according to the second invention is solved.

【0013】上記課題は第4に、前記ソースおよびドレ
イン電極は、前記ソースおよびドレイン領域よりも外側
に突出する部分を有し、前記ウエル領域は、これらの突
出部分よりも外側を囲んで形成されることを特徴とする
前記第1の発明の電界効果型トランジスタによって解決
する。上記課題は第5に、前記ゲート電極の突出部は、
チャネル領域よりも0.5μm 以上外側に突出してなる
ことを特徴とする前記第1の発明の電界効果型トランジ
スタによって解決する。
[0013] Fourthly, the above-mentioned problem is the fourth problem that the source and drain electrodes have portions protruding outside of the source and drain regions, and the well region is formed so as to surround the outside of these protruding portions. The problem is solved by the field-effect transistor according to the first aspect of the present invention. Fifth, the above-mentioned problem is caused by the following:
The problem is solved by the field-effect transistor according to the first aspect of the present invention, which protrudes outward by at least 0.5 μm from the channel region.

【0014】上記課題は第6に、前記ウエル領域の外周
縁から、前記チャネル領域、前記ソース、ドレイン、お
よびゲート電極の突出部の領域までの間隔は、0.3μ
m 以上であることを特徴とする前記第4の発明の電界効
果型トランジスタによって解決する。上記課題は第7
に、前記間隔は、0.3μmにマスク合わせ余裕を合計
した値よりも大きいことを特徴とする前記第6の発明の
電界効果型トランジスタによって解決する。
A sixth problem is that the distance from the outer peripheral edge of the well region to the region of the channel region, the source, the drain, and the protrusion of the gate electrode is 0.3 μm.
m or more, which is solved by the field effect transistor according to the fourth invention. The above task is the seventh
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a field-effect transistor, wherein the interval is larger than a value obtained by adding a mask alignment margin to 0.3 μm.

【0015】上記課題は第8に、前記化合物半導体層
は、半絶縁性化合物半導体基板上に設けられてなること
を特徴とする前記第1の発明の電界効果型トランジスタ
によって解決する。上記課題は第9に、前記ウエル領域
はp型であり、前記チャネル、ソース、ドレイン領域は
n型であることを特徴とする前記第1の発明の電界効果
型トランジスタによって解決する。
Eighthly, the object of the present invention is attained by a field effect transistor according to the first invention, wherein the compound semiconductor layer is provided on a semi-insulating compound semiconductor substrate. Ninth, the problem is solved by the field-effect transistor according to the first invention, wherein the well region is p-type, and the channel, source, and drain regions are n-type.

【0016】上記課題は第10に、前記ウエル領域はn
型であり、前記チャネル、ソース、ドレイン領域はp型
であることを特徴とする前記第1の発明の電界効果型ト
ランジスタによって解決する。上記課題は第11に、前
記ウエル領域には、一定電位を与えるための電位付与電
極が接続されてなることを特徴とする前記第1の発明の
電界効果型トランジスタによって解決する。
A tenth object of the present invention is that the well region is formed of n
The field-effect transistor of the first invention is characterized in that the channel, source and drain regions are p-type. Eleventhly, the above-mentioned object is attained by a field-effect transistor according to the first invention, wherein a potential applying electrode for applying a constant potential is connected to the well region.

【0017】上記課題は第12に、前記電位付与電極が
接続される領域には、前記ウエル領域よりも高濃度に前
記第2導電型の不純物が導入されてなることを特徴とす
る前記第11の発明の電界効果型トランジスタによって
解決する。上記課題は第13に、前記一定電位付与電極
には、接地電位が付与されることを特徴とする前記第1
1の発明の電界効果型トランジスタによって解決する。
According to a twelfth aspect, in the eleventh aspect, the second conductive type impurity is introduced into the region to which the potential applying electrode is connected at a higher concentration than the well region. The problem is solved by the field effect transistor according to the invention of the invention. The thirteenth problem is that the ground potential is applied to the constant potential application electrode.
The problem is solved by the field-effect transistor of the first aspect.

【0018】上記課題は第14に、前記ソース電極と前
記ゲート電極および、前記ドレイン電極と前記ゲート電
極間の前記チャネル領域には、前記ゲート電極直下のチ
ャネル領域よりも不純物濃度が高く、前記ソースおよび
ドレイン領域よりは不純物濃度が低い前記第1導電型の
LDD領域が設けられてなることを特徴とする前記第1
の発明の電界効果型トランジスタによって解決する。
The fourteenth problem is that the impurity concentration in the channel region between the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode is higher than that in the channel region immediately below the gate electrode. And the first conductivity type LDD region having an impurity concentration lower than that of the drain region is provided.
The problem is solved by the field effect transistor according to the invention of the invention.

【0019】上記課題は第15に、前記ウエル領域の外
周には、ウエル領域と同じ導電型で、且つウエル領域よ
り高濃度な素子分離領域が設けられてなることを特徴と
する前記第1の発明の電界効果型トランジスタによって
解決する。上記課題は第16に、前記第1の発明の電界
効果型トランジスタを化合物半導体層に複数集積化して
なることを特徴とする半導体集積回路装置によって解決
する。
Fifteenth, the above problem is characterized in that an element isolation region having the same conductivity type as the well region and having a higher concentration than the well region is provided on the outer periphery of the well region. The problem is solved by the field effect transistor of the invention. Sixteenthly, the above object is attained by a semiconductor integrated circuit device wherein a plurality of the field effect transistors of the first invention are integrated in a compound semiconductor layer.

【0020】上記課題は第17に、複数集積化された前
記電界効果型トランジスタのうち、出力を共通とする回
路を構成するもの同士は、各電界効果型トランジスタの
前記ウエル層同士を化合物半導体層内で共通に接続して
なることを特徴とする前記第16の発明の半導体集積回
路装置によって解決する。上記課題は第18に、前記複
数の電界効果型トランジスタが、直列に接続されてなる
ことを特徴とする前記第16の発明の半導体集積回路装
置によって解決する。
The seventeenth problem is that, among the plurality of integrated field effect transistors, those forming a circuit having a common output are formed by connecting the well layers of each field effect transistor to a compound semiconductor layer. The semiconductor integrated circuit device according to the sixteenth aspect is characterized in that the semiconductor integrated circuit device is connected in common. Eighteenthly, the above object is achieved by a semiconductor integrated circuit device according to the sixteenth invention, wherein the plurality of field effect transistors are connected in series.

【0021】上記課題は第19に、前記直列に接続され
る電界効果型トランジスタのウエル領域は、各々が電気
的に分離されてなることを特徴とする前記第18の発明
の半導体集積回路装置によって解決する。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit device according to the eighteenth aspect, the well regions of the serially connected field-effect transistors are electrically separated from each other. Resolve.

【0022】上記課題は第20に、化合物半導体層に第
2導電型のウエル領域を形成する工程と、前記ウエル領
域の内側の領域に選択的に前記第2導電型とは反対の第
1導電型の不純物を導入し、前記ウエル領域よりも浅い
チャネル領域を形成する工程と、前記ウエル領域の内側
の領域に選択的に不純物を導入し、ウエル領域よりも浅
く、前記チャネル領域を挟んで対向して、前記第1導電
型のソースおよびドレイン領域を形成する工程と、前記
化合物半導体層上にゲート電極材料を被着する工程と、
前記ウエル領域の内側であって、前記ソース、ドレイン
領域の対向する方向を横切る方向に延在するとともに、
前記チャネル領域よりも外側に突出する突出部を有する
パターンのゲートマスクを前記ゲート電極材料上に形成
する工程と、前記ゲートマスクを利用して選択的にエッ
チングを行い、ゲート電極をパターンニングする工程
と、前記ソースおよびドレイン領域に電気的に接続する
ソースおよびドレイン電極を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法に
よって解決する。
A twentieth object is to provide a step of forming a second conductivity type well region in a compound semiconductor layer and selectively forming a first conductivity type opposite to the second conductivity type in a region inside the well region. Forming a channel region shallower than the well region by introducing an impurity of a mold type; and selectively introducing impurities into a region inside the well region to be shallower than the well region and facing the channel region. Forming a source and drain region of the first conductivity type; and depositing a gate electrode material on the compound semiconductor layer;
Inside the well region, extending in a direction crossing the direction in which the source and drain regions face each other,
Forming a gate mask of a pattern having a protrusion protruding outside the channel region on the gate electrode material, and patterning the gate electrode by selectively etching using the gate mask. And a step of forming source and drain electrodes electrically connected to the source and drain regions.

【0023】上記課題は第21に、前記ウエル領域の周
縁は、前記チャネル、ソース、ドレイン領域およびゲー
トマスクの周縁よりも0.3μm以上外側に画定されて
なることを特徴とする前記第20の発明の電界効果型ト
ランジスタの製造方法により解決する。上記課題は第2
2に、前記ウエル領域の周縁は、前記チャネル、ソー
ス、ドレイン領域およびゲートマスクの位置合わせ余裕
に加えて、さらにその周縁よりも0.3μm以上外側に
画定されてなる前記第21の発明の電界効果型トランジ
スタの製造方法によって解決する。
According to a twentieth aspect, in the twentieth aspect, the periphery of the well region is defined at least 0.3 μm outside the periphery of the channel, source, drain region, and gate mask. The problem is solved by the method for manufacturing a field effect transistor according to the invention. The above problem is the second
(2) The electric field according to the twenty-first aspect, wherein a peripheral edge of the well region is further defined by 0.3 μm or more outside the peripheral edge in addition to an alignment margin of the channel, the source / drain region and the gate mask. The problem is solved by a method of manufacturing an effect transistor.

【0024】上記課題は第23に、第2導電型の化合物
半導体層を形成する工程と、前記化合物半導体層に選択
的に前記第2導電型とは反対の第1導電型の不純物を導
入し、チャネル領域を形成する工程と、前記化合物半導
体層に選択的に前記第1導電型の不純物を導入し、前記
チャネル領域を挟んで対向して、ソースおよびドレイン
領域を形成する工程と、前記化合物半導体層上にゲート
電極材料を被着する工程と、前記化合物半導体層上であ
って、前記ソース、ドレイン領域の対向する方向を横切
る方向に延在するとともに、前記チャネル領域よりも外
側に突出する突出部を有するパターンのゲートマスクを
前記ゲート電極材料上に形成する工程と、前記ゲートマ
スクを利用して選択的にエッチングを行い、ゲート電極
を形成する工程と、前記ソースおよびドレイン領域に電
気的に接続するソースおよびドレイン電極を形成する工
程と、を有することを特徴とする電界効果型トランジス
タの製造方法によって解決する。
The twenty-third object is to form a second conductive type compound semiconductor layer, and selectively introducing a first conductive type impurity opposite to the second conductive type into the compound semiconductor layer. Forming a channel region, selectively introducing the impurity of the first conductivity type into the compound semiconductor layer, forming source and drain regions facing each other with the channel region interposed therebetween, A step of depositing a gate electrode material on a semiconductor layer; and a step of extending on a surface of the compound semiconductor layer in a direction transverse to a direction in which the source and drain regions face each other and protruding outward from the channel region. Forming a gate mask of a pattern having a protruding portion on the gate electrode material, and selectively etching using the gate mask to form a gate electrode; Solved by method of manufacturing a field effect transistor and having a step of forming a source and a drain electrode electrically connected to the source and drain regions.

【0025】本発明者は、ディレイ変動の原因を検討す
るにあたり、実質的なキャリアが走行するチャネル領域
ではなく、チャネル領域として画定された領域の外側に
ディレイ変動の要因があるのではないかと推定し、種々
の実験を行った。この各種の実験内容については後述す
る発明の実施の形態の項で詳述する。本発明者はこの実
験結果から、化合物半導体層中に、ゲート電極の突出部
を取り囲んでウエル領域を形成する事により、ディレイ
変動が大幅に低下することを見いだした。したがってこ
のようなウエル領域を有する電界効果型トランジスタを
構成することによって、上記本発明の目的を達すること
が可能となった。
The present inventor, when examining the cause of the delay variation, estimates that the cause of the delay variation may be outside the region defined as the channel region, not in the channel region where the substantial carrier travels. Then, various experiments were performed. The details of these various experiments will be described in detail in an embodiment of the invention described later. The present inventor has found from the results of this experiment that delay fluctuation is significantly reduced by forming a well region in the compound semiconductor layer so as to surround the protruding portion of the gate electrode. Therefore, by configuring a field effect transistor having such a well region, the object of the present invention can be achieved.

【0026】本発明ではさらに、ソースおよびドレイン
電極のソース、ドレイン領域からの突出部を取り囲むよ
うにウエル領域を形成することによって、より小さなデ
ィレイ変動を有する電界効果トランジスタを得ることが
できた。またゲート電極よりも幅の広いゲートパッド部
を有する電界効果トランジスタでは、このゲートパッド
部を取り囲むようにウエル領域を形成することによっ
て、さらにディレイ変動を抑制することができる。
Further, according to the present invention, a field effect transistor having a smaller delay fluctuation can be obtained by forming a well region so as to surround a protruding portion of the source and drain electrodes from the source and drain regions. In a field-effect transistor having a gate pad portion wider than the gate electrode, the delay variation can be further suppressed by forming the well region so as to surround the gate pad portion.

【0027】なお、ゲート電極の突出部を取り囲むウエ
ル領域を設けることによって、なぜディレイ変動が大幅
に減少するかについての十分な理論的解明はいまだなさ
れていない。しかしながらディレイ変動の抑制に対する
その顕著な効果は、本発明者による実験により確認され
ている。
It should be noted that sufficient theoretical elucidation has not yet been made as to why the provision of the well region surrounding the protruding portion of the gate electrode significantly reduces the delay fluctuation. However, its remarkable effect on suppressing delay fluctuation has been confirmed by experiments by the present inventors.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】図1(A)および(B)は本発明
の第1の実施形態にかかる電界効果型トランジスタを示
す平面図およびそのI-I 線上断面図である。図におい
て、1は化合物半導体層であり、この例では半絶縁性の
GaAsによって構成されている。なお、化合物半導体
層1は、化合物半導体よりなる基板上に形成されている
場合、または、化合物半導体基板そのものを指す場合も
ある。2は、ウエル領域であり、p 型不純物が導入され
ている。3は、チャネル領域であり、n型の不純物が導
入されている。4はLDD領域であり、チャネル領域よ
りも濃度の高いn型の不純物が導入されている。5はソ
ース領域、6はドレイン領域であり、ともに、LDD領
域4よりも高濃度のn型の不純物が導入されている。7
はソース電極、8はドレイン電極であり、ともにソー
ス、ドレイン領域とオーミック接続している。またソー
ス、ドレイン電極7、8ともにソース、ドレイン領域
5、6の境界を越えて形成されている。9はゲート電極
であり、チャネル領域3上にショットキ接触している。
ゲート電極9はソース、ドレイン領域5、6の対向する
方向を横切る方向に延び、チャネル領域3の外側に突出
する突出部9aを有している。なお9bは一方の突出部
9aに接続されるゲートパッド部である。
1A and 1B are a plan view showing a field effect transistor according to a first embodiment of the present invention and a cross-sectional view taken along the line II. In the figure, reference numeral 1 denotes a compound semiconductor layer, which is made of semi-insulating GaAs in this example. The compound semiconductor layer 1 may be formed on a substrate made of a compound semiconductor, or may refer to the compound semiconductor substrate itself. Reference numeral 2 denotes a well region into which a p-type impurity has been introduced. Reference numeral 3 denotes a channel region into which an n-type impurity has been introduced. Reference numeral 4 denotes an LDD region into which an n-type impurity having a higher concentration than the channel region is introduced. Reference numeral 5 denotes a source region, and reference numeral 6 denotes a drain region. In both cases, n-type impurities having a higher concentration than the LDD region 4 are introduced. 7
Is a source electrode, and 8 is a drain electrode, both of which are in ohmic connection with the source and drain regions. Further, both the source and drain electrodes 7 and 8 are formed beyond the boundaries between the source and drain regions 5 and 6. Reference numeral 9 denotes a gate electrode, which is in Schottky contact on the channel region 3.
The gate electrode 9 extends in a direction crossing the direction in which the source and drain regions 5 and 6 face each other, and has a protruding portion 9 a protruding outside the channel region 3. 9b is a gate pad portion connected to one protruding portion 9a.

【0029】本実施形態では、p型ウエル領域2はチャ
ネル領域3、LDD領域4、ソース、ドレイン領域5、
6、ソース、ドレイン電極7、8、ゲート電極9の突出
部9aおよびゲートパッド部9bを半導体層1の表面に
おいて、さらに深さにおいてこれを取り囲む形状を有し
ている。本実施形態では、このような形状のウエル領域
2を設けたことによって、ディレイ変動を従来の装置に
比べ大幅に抑制することが可能となった。なおディレイ
変動の抑制がどのように可能となったかについての考察
は、本発明者が行った比較参考例とともに後述する。
In this embodiment, the p-type well region 2 includes a channel region 3, an LDD region 4, a source / drain region 5,
6, the projection 9a of the source and drain electrodes 7, 8, the projection 9a of the gate electrode 9, and the gate pad 9b have a shape that surrounds the surface of the semiconductor layer 1 at a further depth. In the present embodiment, by providing the well region 2 having such a shape, it is possible to significantly suppress the delay fluctuation as compared with the conventional device. A discussion of how delay fluctuation can be suppressed will be described later together with a comparative example performed by the inventor.

【0030】図2(A)および(B)は本発明の第2の
実施形態にかかる電界効果型トランジスタを示す平面
図、およびそのII-II 線上断面図である。なお図2にお
いて、図1と同じ部位には同じ参照番号を付している。
図1に示した第1の実施形態では、化合物半導体層1に
ウエル領域2を画定したが、この第2の実施形態では化
合物半導体層1a自体をウエル領域として機能させるた
め、これにソース、ドレイン、チャネル領域とは反対の
導電型を付与したことを特徴とする。すなわち化合物半
導体層1aはp型導電型を有する。なおその他の構成、
すなわちチャネル領域3、LDD領域4、ソース、ドレ
イン領域5、6、ソース、ドレイン電極7、8およびゲ
ート電極9、突出部9a、ゲートパッド部9bは図1に
示した第1の実施形態と同じ構成を有している。
FIGS. 2A and 2B are a plan view showing a field-effect transistor according to a second embodiment of the present invention, and a cross-sectional view taken along the line II-II. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
Although the well region 2 is defined in the compound semiconductor layer 1 in the first embodiment shown in FIG. 1, in the second embodiment, the compound semiconductor layer 1a itself functions as a well region. And a conductivity type opposite to that of the channel region. That is, the compound semiconductor layer 1a has a p-type conductivity. Other configurations,
That is, the channel region 3, the LDD region 4, the source and drain regions 5, 6, the source and drain electrodes 7, 8, the gate electrode 9, the protrusion 9a, and the gate pad 9b are the same as those in the first embodiment shown in FIG. It has a configuration.

【0031】この実施形態では、ゲート電極の突出部9
aよりも外側にウエル領域として機能する化合物半導体
層1aが設けられているので、第1の実施形態と同様に
ディレイ変動を抑制することができる。さて本発明者
は、本発明の最適な実施形態を得るために、特にウエル
領域の構造を種々変化した電界効果型トランジスタを形
成し、そのディレイ変動を測定した。
In this embodiment, the projection 9 of the gate electrode
Since the compound semiconductor layer 1a functioning as a well region is provided outside of "a", delay fluctuation can be suppressed as in the first embodiment. In order to obtain an optimum embodiment of the present invention, the present inventors formed field-effect transistors in which the structure of the well region was variously changed, and measured the delay fluctuation.

【0032】図3ないし図8は、本発明者が検討し、実
験した種々のトランジスタ構造を示す図であり、各図に
おいて、図1、2と同じ部位には同じ番号を付してい
る。まず、図3に示す比較検討例は、図(A)に示すよ
うに平面的には図19で示した従来例と同じであるが、
ゲート電極方向III-III の断面図である図(B)に示す
ように、ゲート電極9の突出部9aの直下にもウエル領
域2が設けられた構造である。
FIGS. 3 to 8 are diagrams showing various transistor structures examined and tested by the present inventor. In each drawing, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. First, the comparative study example shown in FIG. 3 is the same as the conventional example shown in FIG. 19 in plan view as shown in FIG.
As shown in FIG. 6B, which is a cross-sectional view in the gate electrode direction III-III, the well region 2 is also provided immediately below the protrusion 9a of the gate electrode 9.

【0033】また、図4の比較検討例ではソース電極
7、ドレイン電極8の直下にウエル領域2を設けたもの
である。つまり、図19の従来例では、ソース電極7、
ドレイン電極8は、その一部が、ソース領域5、ドレイ
ン領域6の外側の化合物半導体層1に接触していたが、
図4はその部分を含んでウエル領域2を設けたものであ
る。なお図4(A)はこの電界効果トランジスタの平面
図、図(B)は図(A)のIV-IV 線上断面図である。
In the comparative example shown in FIG. 4, the well region 2 is provided immediately below the source electrode 7 and the drain electrode 8. That is, in the conventional example of FIG.
A part of the drain electrode 8 is in contact with the compound semiconductor layer 1 outside the source region 5 and the drain region 6.
FIG. 4 shows the well region 2 including this portion. 4A is a plan view of the field-effect transistor, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.

【0034】つぎに図5は図3と図4の両方のウエル領
域2の構造を含んだものであり、ようするに、ゲート電
極9の突出部9aとソース電極7、ドレイン電極8の直
下にまでチャネル領域2を設けたものである。なお図5
(A)はこの電界効果トランジスタの平面図、図(B)
は図(A)のV-V 線上断面図である。次に、図6は図4
の例と類似しており、図4の例ではソース電極7、ドレ
イン電極8の直下にしかウエル領域2を設けなかった
が、それをソース電極7、ドレイン電極8の外側まで含
んで拡張したものである。なお図6(A)はこの電界効
果トランジスタの平面図、図(B)は図(A)のVI-VI
線上断面図である。
Next, FIG. 5 includes the structure of the well region 2 in both FIG. 3 and FIG. 4, and the channel 9 extends just below the protruding portion 9 a of the gate electrode 9 and the source electrode 7 and the drain electrode 8. An area 2 is provided. FIG. 5
(A) is a plan view of the field effect transistor, and FIG.
FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. Next, FIG.
In the example of FIG. 4, the well region 2 is provided only directly below the source electrode 7 and the drain electrode 8 in the example of FIG. 4, but the well region 2 is extended to include the outside of the source electrode 7 and the drain electrode 8. It is. 6A is a plan view of the field effect transistor, and FIG. 6B is a view taken along the line VI-VI in FIG.
It is sectional drawing on a line.

【0035】また、図7は図4の例と類似しているが、
図4に比べて、一定電位に保たれるソース電極7とウエ
ル領域2との接触面積を拡張したものである。この構成
により、ウエル領域2の電位の一層の安定化が期待でき
る。なお図7(A)はこの電界効果トランジスタの平面
図、図(B)は図(A)のVII-VII 線上断面図である。
FIG. 7 is similar to the example of FIG.
Compared to FIG. 4, the contact area between source electrode 7 and well region 2 maintained at a constant potential is expanded. With this configuration, further stabilization of the potential of the well region 2 can be expected. 7A is a plan view of the field-effect transistor, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG.

【0036】そして、図8は図7の例と類似している
が、その違いは、さらにウエル領域2とソース電極7と
のコンタクト抵抗の低減を図るために濃度の高いコンタ
クト領域10を設けたものである。なお図8(A)はこ
の電界効果トランジスタの平面図、図(B)は図(A)
のVIII-VIII 線上断面図である。図9は、本発明にかか
る、図1および2の構造、従来例にかかる図24の構
造、本発明者が検討した上記図3ないし図8の構造、の
それぞれについて、ディレイ変動を測定した結果を示す
ものである。
FIG. 8 is similar to the example of FIG. 7, except that a contact region 10 having a high concentration is provided in order to further reduce the contact resistance between the well region 2 and the source electrode 7. Things. FIG. 8A is a plan view of the field effect transistor, and FIG.
FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. FIG. 9 shows the results of measuring the delay variation for each of the structures of FIGS. 1 and 2 according to the present invention, the structure of FIG. 24 of the conventional example, and the structures of FIGS. 3 to 8 studied by the present inventors. It shows.

【0037】図9に示す測定結果は次の様にして得られ
た。すなわち各構造の電界効果型トランジスタによって
構成されるインバータを図10(A)に示すように複数
個(例えば100個程度)直列に接続し、入力パルス
(IN)と出力パルス(OUT)間の遅延を測定する。
この遅延量の測定を、入力パルスの周期を変化させて行
う。本発明者の実験では、入力パルスINのパルス幅を
10nsとし、周期を20nsから40.96μsまで
数段階変化させて、出力パルスOUTのパルス幅を観測
する(タイミングシュムー測定を行う)。図9に示した
ディレイ変動量は、周期が20nsの場合の遅延量と、
40、96μsの場合の遅延量との比で求めている。
The measurement results shown in FIG. 9 were obtained as follows. That is, as shown in FIG. 10A, a plurality of (for example, about 100) inverters constituted by field-effect transistors having respective structures are connected in series, and a delay between an input pulse (IN) and an output pulse (OUT) is obtained. Is measured.
The measurement of the delay amount is performed by changing the period of the input pulse. In the experiments of the inventor, the pulse width of the input pulse IN is set to 10 ns, and the period is changed in several steps from 20 ns to 40.96 μs, and the pulse width of the output pulse OUT is observed (timing shmoo measurement is performed). The delay fluctuation amount shown in FIG. 9 is the delay amount when the cycle is 20 ns,
It is determined by the ratio with the delay amount at 40 and 96 μs.

【0038】次に実際のディレイ変動の算出方法につい
て簡単に説明する。図10(B)は入力パルスINと出
力パルスOUTのタイミングチャートを示す。ここで
は、パルス周期が100nsの場合を示している。パル
ス幅が10nsの入力パルスINに対して、出力パルス
OUTの立ち下がりTdnと立ち上がりTupのタイミ
ングを測定する。この測定を、入力パルスINの周期を
変えて行う。図10(C)にタイミングの測定結果を示
す。図の*印は出力がH(ハイ)レベルであることを示
している。したがって出力レベルがHからL(ロウ、*
印の無い部分)に変化する点からTdnが、LからHへ
変化する点かTupが検出される。
Next, a method of calculating the actual delay fluctuation will be briefly described. FIG. 10B shows a timing chart of the input pulse IN and the output pulse OUT. Here, a case where the pulse cycle is 100 ns is shown. For the input pulse IN having a pulse width of 10 ns, the timing of the falling Tdn and the timing of the rising Tup of the output pulse OUT are measured. This measurement is performed by changing the cycle of the input pulse IN. FIG. 10C shows the measurement results of the timing. The mark * in the figure indicates that the output is at the H (high) level. Therefore, the output level changes from H to L (low, *
Tdn is detected from the point changing to (the part without the mark), and Tup is detected from the point changing from L to H.

【0039】なお図(C)において、縦軸は入力パルス
INの周期を示し、測定が周期40.96μsから20
nsまで数段階に渡って行われた事を示している。ディ
レイ変動(Δマーク)を求めるには、先ず、式(1)に
よって出力パルスの立ち下がりTdnにおけるタイミン
グの変動量を求め、式(2)によって出力パルスの立ち
上がりTupにおけるタイミングの変動量を求める。デ
ィレイ変動(Δマーク)は、式(3)によって定義され
る。図9の結果は、式(3)によって求めた値をパーセ
ント表示したものである。
In FIG. 4C, the vertical axis indicates the period of the input pulse IN, and the measurement is performed from a period of 40.96 μs to 20 periods.
ns is performed over several steps. In order to determine the delay variation (Δ mark), first, the amount of timing variation at the falling Tdn of the output pulse is determined by equation (1), and the amount of timing variation at the rising Tup of the output pulse is determined by equation (2). The delay variation (Δ mark) is defined by equation (3). The result of FIG. 9 shows the value obtained by the equation (3) in percentage.

【0040】[0040]

【数1】 (Equation 1)

【0041】[0041]

【数2】 (Equation 2)

【0042】[0042]

【数3】 (Equation 3)

【0043】図9からも明らかなように、従来例の構成
である図24の例では、ディレイ変動が8.65%であ
る。一方、ゲート電極9の突出部9aの直下にまでウエ
ル領域2を拡張した図3の構成、ソース電極7、ドレイ
ン電極8の直下にまでウエル領域2を拡張した図4の構
成、および図3、図4両方の構成のウエル領域2を有す
る図5の構成では、何れも従来例の構成と同等のディレ
イ変動であり、ウエル領域2を拡張した効果は見られな
かった。
As is clear from FIG. 9, the delay variation is 8.65% in the example of FIG. On the other hand, the configuration of FIG. 3 in which the well region 2 is extended just below the protrusion 9 a of the gate electrode 9, the configuration of FIG. 4 in which the well region 2 is extended just below the source electrode 7 and the drain electrode 8, and FIGS. In the configuration of FIG. 5 having the well regions 2 of both configurations in FIG. 4, the delay fluctuation is equal to that of the configuration of the conventional example, and the effect of expanding the well region 2 was not observed.

【0044】また、図6のように、ソース電極7、ドレ
イン電極8の外側にまでウエル領域2を拡張した場合、
若干の効果が見られたが、それでもディレイ変動は4.
80%であり、十分なディレイ変動の低減はできていな
い。また、ウエル領域2の電位の安定化を図るために、
図7のようにソース電極7とウエル領域2との接触面積
を拡大した構造、さらに図8のようにソース電極7と接
触するウエル領域2に、コンタクト領域10を設けた構
造においても、従来例と同程度のディレイ変動であっ
た。
As shown in FIG. 6, when the well region 2 is extended outside the source electrode 7 and the drain electrode 8,
Although some effects were seen, the delay fluctuation was still 4.
80%, and the delay fluctuation cannot be sufficiently reduced. In order to stabilize the potential of the well region 2,
In the structure in which the contact area between the source electrode 7 and the well region 2 is increased as shown in FIG. 7 and the structure in which the contact region 10 is provided in the well region 2 in contact with the source electrode 7 as shown in FIG. The delay fluctuation was almost the same.

【0045】一方、本発明の構造である図1および図2
の装置ではそれぞれ、ディレイ変動は1.72%、1.
75%であり、従釆例あるいは比較例に比べても、格段
にディレイ変動が小さく、優れていることが分かる。上
記結果から考察すると、まず、図3ないし図5の結果か
ら、ウエル領域2はゲート電極の突出部、ソース、ドレ
イン領域、ソース、ドレイン電極の直下にまで拡張して
設けてもディレイ変動に対しては何ら影響しないこと、
図6の結果から、ゲート電極の突出部はそのままで、ソ
ース、ドレイン電極についてのみその外側までウエル領
域を拡張してもやはり顕著な効果は見られないことが分
かる。
On the other hand, FIG. 1 and FIG.
In each of the apparatuses, the delay variation is 1.72%, and 1.27%.
It is 75%, which means that the delay variation is remarkably small and superior to the conventional example or the comparative example. Considering the above results, first, from the results of FIGS. 3 to 5, even if the well region 2 is extended to be provided immediately below the protruding portion of the gate electrode, the source and drain regions, and the source and drain electrodes, it is possible to prevent the delay variation. Has no effect,
From the results shown in FIG. 6, it can be seen that no significant effect can be obtained even if the well region is extended to the outside of only the source and drain electrodes while the protrusion of the gate electrode remains as it is.

【0046】一方、図7、8の結果から、ウエル領域の
電位を安定化したところで、ディレイ変動については何
ら改善されないことも分かる。そして、図1、2のよう
に、ゲート電極の突出部、ソース、ドレイン領域そして
ソース、ドレイン電極よりも外側にまでウエル領域を形
成することが、唯一ディレイ変動に対して効果が発揮さ
れることが理解できる。
On the other hand, it can be seen from the results of FIGS. 7 and 8 that the delay fluctuation is not improved at all when the potential of the well region is stabilized. Also, as shown in FIGS. 1 and 2, the formation of the protruding portion of the gate electrode, the source and drain regions, and the well region to the outside of the source and drain electrodes is only effective for delay variation. Can understand.

【0047】図1、2に示す構成において、ディレイ変
動抑制の効果が発揮される原理は明らかにはなっていな
いものの、ゲート電極の突出部9aに印加されるゲート
電界が、チャネル領域の外側の化合物半導体層の電位を
変化し、この化合物半導体層に位置する不安定なキャリ
アの変動を誘起することが、ディレイ変動の原因になっ
ているものと推測される。
In the structure shown in FIGS. 1 and 2, although the principle on which the effect of suppressing the delay variation is exhibited is not clear, the gate electric field applied to the projection 9a of the gate electrode is not applied to the outside of the channel region. It is presumed that changing the potential of the compound semiconductor layer and inducing the fluctuation of unstable carriers located in the compound semiconductor layer causes delay fluctuation.

【0048】すなわち、図6の場合では、ゲート電極の
突出部がウエル領域の外側の化合物半導体層上にも形成
されているため、ウエル領域の外側の化合物半導体層に
存在する不安定なキャリアに対しては、本来的に影響を
及ぼしてしまうのであるが、図1、2の構成では、ゲー
ト電極の突出部がウエル領域に囲まれており、ウエル領
域の外側の化合物半導体層中における不安定なキャリア
にゲート電界がかかることが抑制されるため、上記のよ
うな高い性能を実現できたものと考えられる。
That is, in the case of FIG. 6, since the protruding portion of the gate electrode is also formed on the compound semiconductor layer outside the well region, unstable carriers existing in the compound semiconductor layer outside the well region are removed. 1 and 2, the protrusion of the gate electrode is surrounded by the well region, and unstable in the compound semiconductor layer outside the well region. It is considered that since the gate electric field is suppressed from being applied to the carriers, the high performance as described above can be realized.

【0049】なお、ソース、ドレイン電極についても、
化合物半導体層に直接接している部分について、上記ゲ
ート電極の突出部と同様の現象が生じる。したがってこ
れらの部分についてゲート電極の突出部と同様にウエル
領域によって取り囲むことにより、ディレイ変動を生じ
る要因が減少する。図1、2ではゲートパッド部の外側
を含んでウエル領域を設けているが、その領域は電界効
果型トランジスタの動作に大きく影響しない部分である
のが通常であるので、ウエル領域をゲートパッド部を含
んで拡張しなくとも本発明の効果には影響はないものと
考えられる。もちろん、構造的にゲートパッド部が設け
られない場合は、トランジスタ動作に影響する領域にお
けるゲート電極の突出部のみを含んでウエル領域を形成
すればよい。後述する図23には、ゲートパッド部を含
まない構造の電界効果型トランジスタにおける本発明の
一実施形態が示されている。
The source and drain electrodes are also
The same phenomenon as the above-described protrusion of the gate electrode occurs in a portion directly in contact with the compound semiconductor layer. Therefore, by surrounding these portions with the well region in the same manner as the protruding portion of the gate electrode, the cause of the delay variation is reduced. In FIGS. 1 and 2, the well region is provided including the outside of the gate pad portion. However, since the region is generally a portion that does not greatly affect the operation of the field-effect transistor, the well region is replaced with the gate pad portion. It is considered that there is no effect on the effect of the present invention even if it is not expanded to include. Of course, if the gate pad portion is not provided structurally, the well region may be formed to include only the protruding portion of the gate electrode in a region that affects the operation of the transistor. FIG. 23 described later shows an embodiment of the present invention in a field-effect transistor having a structure not including a gate pad portion.

【0050】さらに、図1ではウエル領域の形状が、電
界効果型トランジスタの領域の外周形状を拡大模写した
ような形状を示したが、それに限る必要はなく、たとえ
ば、電界効果型トランジスタ全体を覆う四角形、円形な
どであってもよい。要するに、電界効果型トランジスタ
としての動作に本質的に寄与しない部分の電極を、チャ
ネル層とは反対の導電型を有するウエル層(埋め込み
層)で囲い込む構成が必要である。なおウエル層の電極
囲い込み部分の不純物濃度は、ウエル層におけるチャネ
ル層下の部分の濃度と同じかあるいはそれ以上の濃度と
する。
Further, in FIG. 1, the shape of the well region is shown by enlarging and copying the outer peripheral shape of the region of the field effect transistor. However, the shape is not limited to this. For example, the well region covers the entire field effect transistor. It may be square, circular, or the like. In short, it is necessary to have a structure in which a part of the electrode which does not substantially contribute to the operation as the field effect transistor is surrounded by a well layer (buried layer) having a conductivity type opposite to that of the channel layer. The impurity concentration of the well layer surrounding the electrode is equal to or higher than the concentration of the well layer below the channel layer.

【0051】また、図1、2ではLDD領域4が設けら
れているが、これは本発明にとっ必須ではなく、除外し
ても本発明の効果に変わりはない。なお、ゲート電極の
突出部は通常、チャネル領域よりも0.5μm以上突出
していることが、安定したチャネル制御のために好まし
い。前記本発明の第1の実施形態では、ウエル領域の外
周縁から前記ゲート電極の突出部の領域までの間隔を、
0.3μm以上とすることが望ましい。このことは、化
合物半導体層( 不安定なキャリアの存在する領域) にか
かるゲート電位をより少なくして安定化を図るためであ
る。また、製造時のマスク合わせの位置合わせ余裕を考
慮すると、設計時には上記間隔は、〔0.3μm+位置
合わせ余裕(0.2〜0.5μm)〕の値をとることが
望ましい。
Although the LDD region 4 is provided in FIGS. 1 and 2, this is not essential for the present invention, and the effect of the present invention does not change even if it is excluded. It is preferable that the projection of the gate electrode normally protrudes by 0.5 μm or more from the channel region for stable channel control. In the first embodiment of the present invention, the distance from the outer peripheral edge of the well region to the region of the protrusion of the gate electrode is
It is desirable that the thickness be 0.3 μm or more. This is because the gate potential applied to the compound semiconductor layer (the region where unstable carriers exist) is further reduced to achieve stabilization. In addition, in consideration of the alignment margin for mask alignment at the time of manufacturing, it is desirable that the above-mentioned interval has a value of [0.3 μm + alignment margin (0.2 to 0.5 μm)] at the time of design.

【0052】なお、上記化合物半導体層は、それ自身が
化合物半導体基板を構成するものでもよいし、または別
途用意された化合物半導体基坂上に設けられたものであ
ってもよい。また、チャネルをn型とする場合、ソー
ス、ドレイン領域もn型とし、ウエル領域はp型とする
必要がある。同様に、チャネルをp型とする場合には、
ソース、ドレイン領域もp型とし、ウエル領域をn型と
する必要がある。
The compound semiconductor layer may itself constitute a compound semiconductor substrate, or may be provided on a separately prepared compound semiconductor substrate. When the channel is n-type, the source and drain regions need to be n-type, and the well region needs to be p-type. Similarly, if the channel is p-type,
The source and drain regions also need to be p-type, and the well region needs to be n-type.

【0053】さらに、ウエル領域にはー定電位に保持さ
れるソース電極や、別途生成される定電位( 例えば接地
電位) 電極などを接続して安定化を図ってもよいし、ま
た、そのような電極との接触抵抗を低減するために、高
濃度に不純物を導入したコンタクト領域となる部位を形
成してもよい。この実施形態を図11に示す(第3の実
施形態)。図11において、図(A)は平面図、図
(B)は図(A)のXI-XI 線上断面図である。この実施
形態では、図1に示す構造の電界効果トランジスタにお
いて、さらにウエル領域2を特定の電位に保つための電
位付与電極11を設けたことを特徴としている。電極1
1の直下は、高濃度にp型不純物が導入されてp+ 領域
12が形成され、電極11とオーミック接触が取られて
いる。通常電極11は接地電位に接続されている。
Further, the well region may be connected to a source electrode maintained at a constant potential or a separately generated constant potential (for example, ground potential) electrode for stabilization. In order to reduce the contact resistance with an appropriate electrode, a portion serving as a contact region into which impurities are introduced at a high concentration may be formed. This embodiment is shown in FIG. 11 (third embodiment). 11A is a plan view, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. This embodiment is characterized in that a potential applying electrode 11 for keeping the well region 2 at a specific potential is further provided in the field effect transistor having the structure shown in FIG. Electrode 1
Immediately below 1, p-type impurities are introduced at a high concentration to form ap + region 12, and an ohmic contact with the electrode 11 is established. Usually, the electrode 11 is connected to the ground potential.

【0054】なおソース電極はおもに接地されることか
ら、ソース電極をウエル領域に電気的に接続すれば簡便
である。( 図7、8でも同様にウエル領域の安定化を図
ったが、本発明のような効果が現れなかったのはウエル
領域がゲート電極の突出部の外側までを含んで形成され
ていなかったためである。一方、本発明でこの構成を採
用してウエル領域の電位の安定化を図る理由は、ゲート
電極の突出部によって印加される電位の影響を極力、化
合物半導体層に到達させないためである。)なお、本発
明が規定するウエル領域の外側に、ウエル領域と同じ導
電型で、ウエル領域よりも高濃度の領域を素子分離領域
として形成することも可能である。図12は本発明の第
4の実施形態を示す図であり、素子分離領域13をウエ
ル領域2の外周に設けた構造を示すものであり、素子分
離領域13以外は、図1と同じ構造を呈している。図9
からも明らかなように、図12の構造であっても、ディ
レイ変動を図1、2の構造と同等の( 若しくは若干改善
された)1.70%にまで抑えることができる。
Since the source electrode is mainly grounded, it is convenient to electrically connect the source electrode to the well region. (Similarly, the well region was stabilized in FIGS. 7 and 8, but the effect of the present invention did not appear because the well region was not formed including the outside of the protrusion of the gate electrode. On the other hand, the reason for adopting this configuration in the present invention to stabilize the potential of the well region is to minimize the influence of the potential applied by the protruding portion of the gate electrode from reaching the compound semiconductor layer. Note that a region having the same conductivity type as the well region and a higher concentration than the well region can be formed outside the well region defined by the present invention as an element isolation region. FIG. 12 is a view showing a fourth embodiment of the present invention, and shows a structure in which an element isolation region 13 is provided on the outer periphery of a well region 2. The same structure as that of FIG. Present. FIG.
As is clear from FIG. 12, even in the structure of FIG. 12, the delay variation can be suppressed to 1.70% which is equal to (or slightly improved) the structure of FIGS.

【0055】本発明による電界効果型トランジスタを複
数集積して、たとえばロジック回路を構成すれば、ディ
レイ変動が極めて低く抑えられるので、高速なタイミン
グで動作可能となる。その場合、各トランジスタが並列
に接続されて、出力が共通であるもの同士なら、ウエル
領域を化合物半導体層内で共通化してもよい。ただし、
各電界効果型トランジスタが直列に接続されている場合
は、各トランジスタで異なる出力を行なうので、ウエル
領域を電気的に分離した方が好ましい。
If a plurality of field-effect transistors according to the present invention are integrated to form a logic circuit, for example, delay fluctuation can be suppressed to an extremely low level, and operation can be performed at high timing. In that case, if the transistors are connected in parallel and have the same output, the well region may be shared in the compound semiconductor layer. However,
When the field-effect transistors are connected in series, the transistors perform different outputs. Therefore, it is preferable to electrically separate the well regions.

【0056】図13は本発明の第5の実施形態による電
界効果型トランジスタの平面図であり、2つのトランジ
スタが出力端子( 図示せず) が接続されるドレイン電極
8を介して並列に接続された構造を有している。両トラ
ンジスタとも出力が共通であることから、本実施例で
は、ウエル領域2を化合物半導体基板内で共通に接続し
ている。
FIG. 13 is a plan view of a field-effect transistor according to a fifth embodiment of the present invention. Two transistors are connected in parallel via a drain electrode 8 to which an output terminal (not shown) is connected. It has a structure. Since both transistors have the same output, in this embodiment, the well region 2 is commonly connected in the compound semiconductor substrate.

【0057】図14ないし図20はその製造工程を説明
する断面図であり、図13に示すトランジスタのうち、
片方のみを示しているが、他方のトランジスタも同じ工
程で並行して製造される。次に、図13の構造を有する
電界効果トランジスタを製造する工程を、図14ないし
図20による工程断面図を参照して説明する。
14 to 20 are cross-sectional views for explaining the manufacturing steps. Among the transistors shown in FIG.
Although only one is shown, the other transistor is also manufactured in parallel in the same process. Next, a process of manufacturing a field-effect transistor having the structure of FIG. 13 will be described with reference to process cross-sectional views of FIGS.

【0058】図14参照 本実施形態では、化合物半導体層1として、化合物半導
体基板の表面層を利用する。図14に示すように、化合
物半導体層1上に選択的にマスク14を形成し、このマ
スクを介してp型の不純物をイオン注入して、ウエル領
域2を形成する。ここで、ウエル領域2は後に形成され
るゲート電極、LDD領域、ソース、ドレイン領域およ
びソース、ドレイン電極よりも外側を囲むように形成す
る必要があるため、マスク14は、図13にウエル領域
2として示される如き形状をなしている。また、ウエル
領域2のサイズは、後に形成される各マスクの位置ずれ
を考慮して、位置合わせ余裕を更に加味して決定され
る。
Referring to FIG. 14, in this embodiment, a surface layer of a compound semiconductor substrate is used as compound semiconductor layer 1. As shown in FIG. 14, a mask 14 is selectively formed on the compound semiconductor layer 1, and a p-type impurity is ion-implanted through the mask to form a well region 2. Here, since the well region 2 needs to be formed so as to surround a gate electrode, an LDD region, a source and a drain region, and the outside of the source and drain electrodes to be formed later, the mask 14 is formed as shown in FIG. It has a shape as shown in FIG. Further, the size of the well region 2 is determined in consideration of the positional deviation of each mask to be formed later, and further taking into account the alignment margin.

【0059】各部の詳細は以下のとおりである。 化合物半導体基板:半絶縁性GaAs 化合物半導体層1:半絶縁性GaAs マスク12 :フォトレジスト ウエル領域2 : 不純物:Mg(p型不純物) 加速工ネルギ:150〜250(KeV) ドーズ量:1.0×1012〜2.0×1012(cm-2) 図15参照 前記図14におけるマスク14を除去したのち、新た
に、ソース、ドレイン、LDDおよびチャネル領域とな
る部位を画定するマスク15を形成し、それを使用して
n型不純物をイオン注入し、第1のn型領域3aを形成
する。
The details of each part are as follows. Compound semiconductor substrate: semi-insulating GaAs compound semiconductor layer 1: semi-insulating GaAs mask 12: photoresist well region 2: impurity: Mg (p-type impurity) Acceleration energy: 150 to 250 (KeV) Dose: 1.0 × 10 12 to 2.0 × 10 12 (cm −2 ) See FIG. 15 After removing the mask 14 shown in FIG. 14, a mask 15 for newly defining a source, a drain, an LDD and a portion to be a channel region is formed. Then, an n-type impurity is ion-implanted using the resultant to form a first n-type region 3a.

【0060】なお、実際にチャネル領域となるのは、後
に製造されるゲート電極直下のみであるが、本実施形態
では後にソース領域、ドレイン領域、LDD領域となる
部位にも同時に不純物を導入している。各部の詳細は以
下のとおりである。 マスク15 :フォトレジスト 第1のn型領域3a(チャネル領域3を含む): 不純物:Si(n型不純物) 加速エネルギ:30〜50(KeV) ドーズ量:3.0×1012〜7.0×1012(cm-2) 次に、図15の状態の半導体基板を、窒素等の不活性ガ
ス雰囲気中にてアニールする。アニールの温度は約80
0℃、時間は約20分間である。
Although the channel region is actually formed immediately below the gate electrode to be manufactured later, in the present embodiment, impurities are simultaneously introduced into the regions to be the source region, the drain region and the LDD region later. I have. The details of each part are as follows. Mask 15: Photoresist First n-type region 3a (including channel region 3): Impurity: Si (n-type impurity) Acceleration energy: 30 to 50 (KeV) Dose: 3.0 × 10 12 to 7.0 × 10 12 (cm −2 ) Next, the semiconductor substrate in the state of FIG. 15 is annealed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen. Annealing temperature is about 80
0 ° C., time is about 20 minutes.

【0061】図16参照 前記図15におけるマスク15を除去したのち、ゲート
電極材料を被着し、図示しないマスクを利用した選択的
エッチングにより、ゲート電極9を形成する。ゲート電
極の直下の部分が、実際にチャネルとして動作する部位
になる。ゲート電極9の詳細は以下のとおりである。
Referring to FIG. 16, after removing the mask 15 in FIG. 15, a gate electrode material is applied, and a gate electrode 9 is formed by selective etching using a mask (not shown). The portion immediately below the gate electrode is a portion that actually operates as a channel. The details of the gate electrode 9 are as follows.

【0062】 ゲート電極9: 材料:WSi 厚み:4500(オングストローム) 3000〜5000(オングストローム) 程度が適当である 。Gate electrode 9: Material: WSi Thickness: 4500 (angstrom) 3000 to 5000 (angstrom) is appropriate.

【0063】 ゲート長:0.6μm(一例) 加工法:リアクティブ・イオン・エッチング(RIE) 図17参照 新たにマスク16を形成し、これとゲート電極9をマス
クとしてn型不純物をイオン注入し、第2のn型領域4
aを形成する。
Gate length: 0.6 μm (an example) Processing method: Reactive ion etching (RIE) See FIG. 17 A new mask 16 is formed, and an n-type impurity is ion-implanted using this and the gate electrode 9 as a mask. , Second n-type region 4
a is formed.

【0064】なお、実際にLDD領域4となるのは、チ
ャネル領域3とソース領域、ドレイン領域との間である
が、本実施例ではソース領域、ドレイン領域となる部位
を含んで不純物を導入している。第2のn型領域4aの
詳細は以下のとおりである。 領域4a(LDD領域4を含む): 不純物:Si(n型不純物) 加速工ネルギ:40〜80(KeV) ドーズ量:1×1013(cm-2) 図18参照 図17におけるマスク16を除去したのち、全面に二酸
化シリコンよりなる絶縁膜を被着し、次いで全面に垂直
方向にエッチングを施すことにより、ゲート電極の両側
に側壁絶縁膜17を形成する。この側壁絶縁膜17の直
下の領域(参照番号4で示す領域)が、後にLDDとし
て機能する部位になる。
Although the LDD region 4 is actually located between the channel region 3 and the source and drain regions, in the present embodiment, impurities including the regions to be the source and drain regions are introduced. ing. Details of the second n-type region 4a are as follows. Region 4a (including LDD region 4): Impurity: Si (n-type impurity) Acceleration energy: 40 to 80 (KeV) Dose: 1 × 10 13 (cm −2 ) See FIG. 18 Remove mask 16 in FIG. After that, an insulating film made of silicon dioxide is applied on the entire surface, and then the entire surface is etched in the vertical direction to form sidewall insulating films 17 on both sides of the gate electrode. The region immediately below the sidewall insulating film 17 (region indicated by reference numeral 4) will be a portion that functions as an LDD later.

【0065】壁絶縁膜17の詳細は以下のとおりであ
る。 側壁絶縁膜17: 材料:二酸化シリコン 加工法:リアクティプ・イオン・エッチング(RIE) 図19参照 マスク18を新たに形成し、ゲート電極9、側壁絶縁膜
17とともにマスクとして使用して、n型不純物をイオ
ン注入し、ソース領域5、ドレイン領域6を形成する。
The details of the wall insulating film 17 are as follows. Sidewall insulating film 17: Material: silicon dioxide Processing method: reactive ion etching (RIE) See FIG. 19 A new mask 18 is formed and used as a mask together with the gate electrode 9 and the sidewall insulating film 17 to remove n-type impurities. By ion implantation, a source region 5 and a drain region 6 are formed.

【0066】ソース、ドレイン領域の詳細は以下のとお
りである。 なおソース、ドレイン領域が形成された後、基板を窒素
等の不活性ガス雰囲気中でアニールする。アニール温度
は約750℃、時間は約20分間である。
Details of the source and drain regions are as follows. After the source and drain regions are formed, the substrate is annealed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen. The annealing temperature is about 750 ° C. and the time is about 20 minutes.

【0067】図20参照 ゲート電極9の両側の側壁絶縁膜17を除去したのち、
ソース、ドレイン領域上を選択的に開口する、たとえば
フォトレジストからなるマスクパターン( 図示せず) を
形成し、電極材料を例えば蒸着法で被着する。ついで、
上記マスクパターンを除去し、それによってマスクパタ
ーン上の電極材料を同時に除去するリフトオフ法によっ
て、選択的にソース電極7、ドレイン電極8を形成す
る。
Referring to FIG. 20, after removing the sidewall insulating films 17 on both sides of the gate electrode 9,
A mask pattern (not shown) made of, for example, a photoresist is formed to selectively open the source and drain regions, and an electrode material is deposited by, for example, an evaporation method. Then
The source electrode 7 and the drain electrode 8 are selectively formed by a lift-off method in which the mask pattern is removed and thereby the electrode material on the mask pattern is simultaneously removed.

【0068】ソース、ドレイン電極の詳細は以下のとお
りである。 ソース電極7、ドレイン電極8: 材料:AuGe/Ni/Au 厚み: 全体で3000(オングストローム) 各電極が形成されると、これを窒素等の不活性ガス雰囲
気中でアニールし、電極メタルをアロイ化する。アニー
ル温度は約500℃、時間はおよそ2〜3分である。
The details of the source and drain electrodes are as follows. Source electrode 7, drain electrode 8: Material: AuGe / Ni / Au Thickness: 3000 (angstrom) in total When each electrode is formed, it is annealed in an inert gas atmosphere such as nitrogen to alloy the electrode metal. I do. The annealing temperature is about 500 ° C. and the time is about 2-3 minutes.

【0069】以上の工程により製造された本実施形態の
電界効果型トランジスタによれば、ゲート電極、LDD
領域、ソース、ドレイン領域およびソース、ドレイン電
極が、ウエル領域の内側に形成されることになり、トラ
ンジスタとして動作する領域における不安定なキャリア
が抑制されるため、ディレイ変動を小さく抑えることが
できる。
According to the field-effect transistor of this embodiment manufactured by the above steps, the gate electrode, the LDD
Since the region, the source and drain regions, and the source and drain electrodes are formed inside the well region, unstable carriers in a region that operates as a transistor are suppressed, so that delay fluctuation can be reduced.

【0070】したがって、本実施例によれば動作タイミ
ングを高速化してもディレイ変動に基づく誤動作が解消
でき、より高速な回路動作が実現できる。なお、本実施
形態ではチャネルをn型としたため、ウエル領域はp型
としたが、もちろん、導電型を逆として、ウエル領域を
n型、チャネル、LDD領域、ソース、ドレイン領域そ
れぞれをp型としてもよい。
Therefore, according to the present embodiment, even if the operation timing is accelerated, the malfunction due to the delay variation can be eliminated, and a higher-speed circuit operation can be realized. In this embodiment, since the channel is n-type, the well region is p-type. Of course, the conductivity type is reversed, and the well region is n-type, and each of the channel, LDD region, source, and drain region is p-type. Is also good.

【0071】なお、本発明の第1の実施形態の電界効果
型トランジスタを製造するにあたっては、前記図14〜
20に示す各プロセスに特別なプロセスを追加する必要
はない。ウエル領域を形成するマスクパターンを、図1
に示すウエル領域2の形状とすること以外は、図14以
降の各プロセスを援用できる。また、本発明の第2の実
施形態の電界効果型トランジスタを製造するにあたって
は、化合物半導体層に反対導電型の不純物を添加すれば
よく、ウエル領域を選択的に形成する工程が不要とな
る。具体的には、半絶縁性のGaAsよりなる化合物半
導体層1に、例えばp型の不純物を添加して、この層自
体がウエル領域として作用するようにする。このために
は、例えば不純物Mgを濃度が1.0×1012〜2.0
×1012(cm-2)となるように化合物半導体層1に注
入すればよい。このようにして上記化合物半導体層1を
形成したのちは、図15以降の工程( チャネル領域の製
造工程以降) を実施すればよい。
In manufacturing the field effect transistor according to the first embodiment of the present invention, FIGS.
It is not necessary to add a special process to each process shown in FIG. FIG. 1 shows a mask pattern for forming a well region.
Each process after FIG. 14 can be referred to except for the shape of the well region 2 shown in FIG. Further, in manufacturing the field-effect transistor according to the second embodiment of the present invention, an impurity of the opposite conductivity type may be added to the compound semiconductor layer, and a step of selectively forming a well region is not required. Specifically, for example, a p-type impurity is added to the compound semiconductor layer 1 made of semi-insulating GaAs so that the layer itself functions as a well region. For this purpose, for example, the concentration of impurity Mg is set to 1.0 × 10 12 to 2.0.
What is necessary is just to implant into the compound semiconductor layer 1 so that it may be set to × 10 12 (cm −2 ). After forming the compound semiconductor layer 1 in this manner, the steps after FIG. 15 (after the step of manufacturing the channel region) may be performed.

【0072】前記第5の実施形態では2つのトランジス
タの並列回路を実現する例を説明したが、本発明を使用
して直列回路を実現することも可能である。図21は本
発明の第6の実施形態による電界効果型トランジスタの
平面図であり、2つのトランジスタ20、21が、一方
のトランジスタ20のソース領域、他方のトランジスタ
21のドレイン領域として働く領域22を共通にして直
列に接続された構造を有している。なお、領域22上に
は、トランジスタ20のソース電極として、さらにトラ
ンジスタ21のドレイン電極として働く共通電極24が
形成されている。
In the fifth embodiment, an example in which a parallel circuit of two transistors is realized has been described. However, a series circuit can be realized by using the present invention. FIG. 21 is a plan view of a field-effect transistor according to the sixth embodiment of the present invention, in which two transistors 20 and 21 define a region 22 serving as a source region of one transistor 20 and a drain region of the other transistor 21. It has a structure commonly connected in series. Note that a common electrode 24 serving as a source electrode of the transistor 20 and a drain electrode of the transistor 21 is formed over the region 22.

【0073】図において25はトランジスタ20のゲー
ト電極、26はトランジスタ21のゲート電極、27は
トランジスタ20のドレイン電極、28はトランジスタ
21のソース電極、29はトランジスタ23のゲート電
極、30はドレイン電極、および31はソース電極を示
す。なおこの実施形態においても、チャネル、ソースお
よびドレイン領域、および各電極の突出部を囲んでウエ
ル領域32が設けられている。
In the figure, 25 is the gate electrode of the transistor 20, 26 is the gate electrode of the transistor 21, 27 is the drain electrode of the transistor 20, 28 is the source electrode of the transistor 21, 29 is the gate electrode of the transistor 23, 30 is the drain electrode, And 31 indicate source electrodes. Also in this embodiment, the well region 32 is provided so as to surround the channel, the source and drain regions, and the protrusion of each electrode.

【0074】ただし、直列回路では、各トランジスタの
出力が異なる場合があるため、本実施形態のようにウエ
ル領域を共通にするのではなく、各々で独立した方が好
ましい場合もある。( もちろん、図13に示した並列回
路を構成する場合であっても、ウエル領域を分離して形
成してもよい。) 前記第5、第6の実施形態では、図12に示す様な素子
分離領域13は形成していないが、必要に応じて他の素
子との間に高濃度のp型( ウエル領域がp型の場合)の
素子分離領域を形成してもよい。
However, in the series circuit, since the output of each transistor may be different, it may be preferable that the well regions are not shared as in the present embodiment but are independent from each other. (Of course, even when the parallel circuit shown in FIG. 13 is formed, the well region may be formed separately.) In the fifth and sixth embodiments, the element as shown in FIG. Although the isolation region 13 is not formed, a high-concentration p-type (when the well region is a p-type) element isolation region may be formed with another element as necessary.

【0075】図22は本発明の第7の実施形態を示す図
であり、本発明にかかる電界効果型トランジスタを用い
て構成したセルアレイの平面図と一部拡大図である。図
において32はベーシックセルアレイ、33は入出力セ
ル、34は入出力パッドである。ベーシックセルアレイ
32における1ベーシックセルは図23に示す構造の3
個の電界効果型トランジスタから構成されている。図2
3において40は第1のトランジスタのソース電極を示
し、41は第1のトランジスタのドレイン電極であると
共に、第2のトランジスタのソース電極でもある、共通
電極である。42は第2のトランジスタのドレイン電極
であり、さらに43、44は第1、第2のトランジスタ
のゲート電極を示す。また45は第3のトランジスタの
ソース電極、46はドレイン電極、47はゲート電極を
それぞれ示す。
FIG. 22 is a view showing a seventh embodiment of the present invention, and is a plan view and a partially enlarged view of a cell array constituted by using a field-effect transistor according to the present invention. In the figure, 32 is a basic cell array, 33 is an input / output cell, and 34 is an input / output pad. One basic cell in the basic cell array 32 has a structure 3 shown in FIG.
It is composed of a number of field effect transistors. FIG.
In FIG. 3, reference numeral 40 denotes a source electrode of the first transistor, and reference numeral 41 denotes a common electrode which is both a drain electrode of the first transistor and a source electrode of the second transistor. 42 is a drain electrode of the second transistor, and 43 and 44 are gate electrodes of the first and second transistors. Reference numeral 45 denotes a source electrode of the third transistor, 46 denotes a drain electrode, and 47 denotes a gate electrode.

【0076】図22のセルアレイにおいて、各ベーシッ
クセルは上下、左右のセル間で各セルの配置が互いに線
対称となるように配置されている。拡大図では互いに隣
接する4個のベーシックセルのレイアウト関係を模式的
に示す。なお図において各ベーシックセル35内の記号
Fは、隣接するセル間の対称関係を示す単なる記号であ
る。
In the cell array of FIG. 22, the basic cells are arranged such that the arrangement of the cells is vertically symmetrical between the upper, lower, left and right cells. The enlarged view schematically shows the layout relationship of four basic cells adjacent to each other. In the drawing, the symbol F in each basic cell 35 is a mere symbol indicating a symmetric relationship between adjacent cells.

【0077】図22に示すように本発明の電界効果型ト
ランジスタを相当個数使用したセルアレイでは、個々の
トランジスタにおけるディレイ変動を小さく抑えること
が出来るので、セル全体として高速動作が要求されるこ
のようなセルアレイにおいて、その効果は絶大である。
以上に述べた各実施形態では、半絶縁性のGaAsを用
いて化合物半導体層1を形成したが、本発明の特徴は、
lnP など、他の化合物半導体を使用した電界効果型トラ
ンジスタであっても同様の効果を奏することができる。
As shown in FIG. 22, in a cell array using a considerable number of field-effect transistors of the present invention, delay fluctuations in individual transistors can be suppressed to a small value, and high-speed operation is required as a whole cell. In a cell array, the effect is enormous.
In each of the embodiments described above, the compound semiconductor layer 1 is formed using semi-insulating GaAs.
A similar effect can be obtained even with a field-effect transistor using another compound semiconductor such as lnP.

【0078】なお、図1における本発明の第1の実施形
態では、ウエル領域がソース、ドレイン領域よりも外側
を覆っているが、この構成に関連する公知文献として
は、平成2年(1990年)12月に公開された、IEEE
JOURNAL OF SOLID-STATECIRCUITS, VOL.25, No.6
p1544 〜p1549 ”A p-Well GaAs MESFET Technolog
y for Mixed-Mode Applications”が挙げられる。
In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the well region covers the outside of the source and drain regions. ) IEEE released in December
JOURNAL OF SOLID-STATECIRCUITS, VOL.25, No.6
p1544 〜p1549 ”A p-Well GaAs MESFET Technolog
y for Mixed-Mode Applications ”.

【0079】この公知文献にはゲート長方向の断面図
(Fig. 8) しか記載されていないが、p-wellと標記され
る領域が記載されている。この領域は、本発明における
ウエル頭城と同じ部位に位置しており、一見、本発明の
構成に類似しているように見られる。しかし、この公知
文献はp-Well( ウエル領域) でチャネル領域を囲んで、
配線( サイドゲート) などと電気的に分離することを目
的としており、本発明のようにゲート電極に突出部が形
成されていることも記載されていないし、その突出部が
化合物半導体層に与える影響についても、全く考察され
ていない。
This known document has a sectional view in the gate length direction.
Although only (Fig. 8) is described, the area marked as p-well is described. This region is located at the same site as the well head castle in the present invention, and at first glance, appears to be similar to the configuration of the present invention. However, this known document surrounds the channel region with p-Well (well region),
It is intended to electrically separate from the wiring (side gate), etc., and it is not described that a protrusion is formed on the gate electrode as in the present invention, and the influence of the protrusion on the compound semiconductor layer is not described. Is not considered at all.

【0080】要するに、この公知文献ではチャネル領域
を電気的に分離することが目的であるから、チャネル領
域だけをウエル領域で囲めばよく、ゲート電極の突出部
までをウエル領域で囲む理由はないことから、その構成
や効果は前述した図6と同程度であると判断するのが妥
当なのである。また、平成3年(1991年)5月1日
に公開された、特開平3−104239号公報には、配
線の下部にウエル領域を形成する技術が開示されてい
る。しかし、以上で説明した本発明のように、電界効果
型トランジスタの領域自体にウエル領域を設けるもので
はなく、この公知文献も本発明を開示、示唆するもので
はない。
In short, since the purpose of this known document is to electrically isolate the channel region, only the channel region needs to be surrounded by the well region, and there is no reason to surround the protruding portion of the gate electrode with the well region. Therefore, it is appropriate to judge that the configuration and effect are almost the same as those in FIG. Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-104239, published on May 1, 1991, discloses a technique for forming a well region below a wiring. However, unlike the present invention described above, a well region is not provided in the field effect transistor region itself, and this known document does not disclose or suggest the present invention.

【0081】なお、電界効果型トランジスタの領域自体
にウエル領域を設ける公知文献としては、昭和58年
(1983年)4月4日に公開された、特開昭58−5
6471号公報があげられる。この公知文献では、ソー
ス電極、ドレイン電極の周囲を囲んでウエル領域を形成
する技術が開示されているが、ゲート電極はウエル領域
で囲まれていない。また、ウエル領域の導電型はチャネ
ル領域と同じn型であることから、本発明とは全く関連
しないものであるといえる。
A well-known document in which a well region is provided in the field-effect transistor region itself is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-5, published on April 4, 1983.
No. 6471. In this known document, a technique of forming a well region around the source electrode and the drain electrode is disclosed, but the gate electrode is not surrounded by the well region. In addition, since the conductivity type of the well region is the same n-type as the channel region, it can be said that the well region is completely unrelated to the present invention.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ディレイ変動が低く抑えられるので、動作タイミン
グを高速化してもディレイ変動に基づく誤動作が解消で
き、より高速な回路動作が実現できる。このことは、化
合物半導体を使用した電界効果型トランジスタがもって
いる本来の高速性を実現できることを意味しており、特
に高速な動作を要求されているロジック回路において、
その効果は絶大である。
As described above, according to the present invention, since the delay fluctuation can be suppressed to a low level, even if the operation timing is accelerated, a malfunction due to the delay fluctuation can be eliminated and a higher-speed circuit operation can be realized. . This means that the original high-speed property of the field-effect transistor using the compound semiconductor can be realized, and particularly in a logic circuit that requires a high-speed operation,
The effect is enormous.

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

【図1】本発明の第1の実施形態にかかる電界効果型ト
ランジスタの構成を説明する図であって、図(A)はそ
の平面図、図(B)は図(A)のI-I 線上断面図であ
る。
FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating a configuration of a field-effect transistor according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view thereof, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line II of FIG. FIG.

【図2】本発明の第2の実施形態にかかる電界効果型ト
ランジスタの構成を説明する図であって、図(A)はそ
の平面図、図(B)は図(A)のII-II 線上断面図であ
る。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a configuration of a field-effect transistor according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a plan view thereof, and FIG. 2B is a diagram II-II of FIG. It is sectional drawing on a line.

【図3】本発明をなすにあたって比較検討した第1の電
界効果型トランジスタの構造を説明する図であって、図
(A)はその平面図、図(B)は図(A)のIII-III 線
上断面図である。
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating the structure of a first field-effect transistor compared and studied in forming the present invention, wherein FIG. 3A is a plan view thereof, and FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line III.

【図4】本発明をなすにあたって比較検討した第2の電
界効果型トランジスタの構造を説明する図であって、図
(A)はその平面図、図(B)は図(A)のIV-IV 線上
断面図である。
4A and 4B are diagrams for explaining the structure of a second field-effect transistor compared and studied in forming the present invention, wherein FIG. 4A is a plan view thereof, and FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV.

【図5】本発明をなすにあたって比較検討した第3の電
界効果型トランジスタの構造を説明する図であって、図
(A)はその平面図、図(B)は図(A)のV-V 線上断
面図である。
FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating the structure of a third field-effect transistor compared and studied in forming the present invention, wherein FIG. 5A is a plan view thereof, and FIG. 5B is a view taken on line VV in FIG. It is sectional drawing.

【図6】本発明をなすにあたって比較検討した第4の電
界効果型トランジスタの構造を説明する図であって、図
(A)はその平面図、図(B)は図(A)のVI-VI 線上
断面図である。
FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating the structure of a fourth field-effect transistor compared and studied in forming the present invention, wherein FIG. 6A is a plan view thereof, and FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along line VI.

【図7】本発明をなすにあたって比較検討した第5の電
界効果型トランジスタの構造を説明する図であって、図
(A)はその平面図、図(B)は図(A)のVII-VII 線
上断面図である。
FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating the structure of a fifth field-effect transistor compared and studied in forming the present invention, wherein FIG. 7A is a plan view thereof, and FIG. It is sectional drawing on a VII line.

【図8】本発明をなすにあたって比較検討した第6の電
界効果型トランジスタの構造を説明する図であって、図
(A)はその平面図、図(B)は図(A)のVIII-VIII
線上断面図である。
FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating the structure of a sixth field-effect transistor compared and studied in forming the present invention, wherein FIG. 8A is a plan view thereof, and FIG. VIII
It is sectional drawing on a line.

【図9】本発明、比較検討例、従来例の構成のそれぞれ
の電界効果トランジスタにおけるディレイ変動を測定し
た結果を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the results of measuring delay fluctuations in the respective field-effect transistors of the present invention, the comparative example, and the conventional example.

【図10】図9に示すディレイ変動のグラフを得るため
の測定方法を示す図であって、図(A)は測定回路を、
図(B)は測定タイミングチャートを、図(C)はタイ
ミング測定結果を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a measuring method for obtaining the graph of the delay variation shown in FIG. 9;
FIG. (B) is a timing chart showing the measurement, and FIG. (C) is a diagram showing the result of the timing measurement.

【図11】本発明の第3の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの構造を説明する図であって、図(A)は
その平面図、図(B)は図(A)のXI-XI 線上断面図で
ある。
11A and 11B are diagrams illustrating the structure of a field-effect transistor according to a third embodiment of the present invention, where FIG. 11A is a plan view thereof, and FIG. 11B is a diagram XI-XI of FIG. It is sectional drawing on a line.

【図12】本発明の第4の実施形態にかかる電界効果ト
ランジスタの構造を説明する図であって、図(A)はそ
の平面図、図(B)は図(A)のXII-XII 線上断面図で
ある。
12A and 12B are diagrams illustrating the structure of a field-effect transistor according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 12A is a plan view thereof, and FIG. 12B is a view along line XII-XII in FIG. It is sectional drawing.

【図13】本発明の第5の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの構造を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a structure of a field-effect transistor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第5の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの製造過程における第1の工程を示す断面
図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a first step in the process of manufacturing the field-effect transistor according to the fifth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第5の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの製造過程における第2の工程を示す断面
図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a second step in the process of manufacturing the field-effect transistor according to the fifth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第5の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの製造過程における第3の工程を示す断面
図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a third step in the process of manufacturing the field-effect transistor according to the fifth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第5の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの製造過程における第4の工程を示す断面
図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a fourth step in the process of manufacturing the field-effect transistor according to the fifth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第5の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの製造過程における第5の工程を示す断面
図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a fifth step in the process of manufacturing the field-effect transistor according to the fifth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第5の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの製造過程における第6の工程を示す断面
図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a sixth step in the process of manufacturing the field-effect transistor according to the fifth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第5の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの製造過程における第7の工程を示す断面
図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a seventh step in the process of manufacturing the field-effect transistor according to the fifth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第6の実施形態にかかる電界効果型
トランジスタの構造を示す平面図である。
FIG. 21 is a plan view showing a structure of a field-effect transistor according to a sixth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第7の実施形態にかかる半導体集積
回路装置の構造を示す図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a structure of a semiconductor integrated circuit device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図23】図22に示す半導体集積回路装置における一
基本セルの構成を示す平面図である。
23 is a plan view showing a configuration of one basic cell in the semiconductor integrated circuit device shown in FIG.

【図24】本発明の従来例にかかる電界効果型トランジ
スタの構造を示す図であって、図(A)はその平面図、
図(B)は図(A)のY−Y線上断面図である。
FIG. 24 is a diagram showing a structure of a field-effect transistor according to a conventional example of the present invention, where FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line YY in FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−260552(JP,A) 特開 平2−297961(JP,A) 特開 平1−228176(JP,A) 特開 平4−307755(JP,A) 特開 平4−93038(JP,A) 特開 昭63−124471(JP,A) 特開 平1−194365(JP,A) 特開 平4−356957(JP,A) 特公 昭51−16314(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 21/06 H01L 21/8232 H01L 29/812 H01L 29/872 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-260552 (JP, A) JP-A-2-29761 (JP, A) JP-A-1-228176 (JP, A) JP-A-4- 307755 (JP, A) JP-A-4-93038 (JP, A) JP-A-63-124471 (JP, A) JP-A-1-194365 (JP, A) JP-A-4-356957 (JP, A) JP-B-51-16314 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/338 H01L 21/06 H01L 21/8232 H01L 29/812 H01L 29/872

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】化合物半導体層と、 前記化合物半導体層に設けられた第1 導電型のチャネル
領域と、 前記化合物半導体層中で前記チャネル領域を挟んで対向
して設けられた、前記第1導電型のソースおよびドレイ
ン領域と、 前記チャネル領域上に設けられ、前記ソース、ドレイン
領域の対向する方向を横切る方向に延在するとともに、
前記チャネル領域よりも外側に突出する突出部を有する
ゲート電極と、 前記ソース及びドレイン領域に電気的に接続されたソー
スおよびドレイン電極と、 前記化合物半導体層中に形成され、平面上にみて、前記
チャネル領域、前記ソース、ドレイン領域及び前記ゲー
ト電極およびその突出部を含み、且つ 断面からみて、
前記チャネル領域、ソース、およびドレイン領域よりも
深く形成された、前記第1導電型とは反対の第2導電型
のウエル領域と、 を備えることを特徴とする電界効果型トランスジスタ。
A first conductive type channel region provided in the compound semiconductor layer; and a first conductive type channel region provided in the compound semiconductor layer so as to face the channel region. Source and drain regions of a mold, and provided on the channel region, extending in a direction crossing a direction in which the source and drain regions face each other,
A gate electrode having a protrusion protruding outside the channel region; a source and drain electrode electrically connected to the source and drain regions; and a gate electrode formed in the compound semiconductor layer and viewed on a plane. Including a channel region, the source and drain regions, the gate electrode and a protrusion thereof, and viewed from a cross section,
A well region of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, formed deeper than the channel region, the source region, and the drain region.
【請求項2】前記ゲート電極には、その幅が前記ゲート
電極よりも広いゲートパッド部が設けられてなることを
特徴とする請求項1記載の電界効果型トランジスタ。
2. The field effect transistor according to claim 1, wherein said gate electrode is provided with a gate pad portion having a width wider than said gate electrode.
【請求項3】前記ウエル領域は、前記ゲートパッド部の
領域よりも外側の領域を囲んで形成されることを特徴と
する請求項2記載の電界効果型トランジスタ。
3. The field effect transistor according to claim 2, wherein said well region is formed so as to surround a region outside a region of said gate pad portion.
【請求項4】前記ソースおよびドレイン電極は、前記ソ
ースおよびドレイン領域よりも外側に突出する部分を有
し、前記ウエル領域は、これらの突出部分よりも外側を
囲んで形成されることを特徴とする請求項1記載の電界
効果型トランジスタ。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said source and drain electrodes have portions protruding outside of said source and drain regions, and said well region is formed so as to surround outside these protruding portions. The field-effect transistor according to claim 1.
【請求項5】前記ゲート電極の突出部は、チャネル領域
よりも0.5μm 以上外側に突出してなることを特徴と
する請求項1記載の電界効果型トランジスタ。
5. The field-effect transistor according to claim 1, wherein the projecting portion of the gate electrode projects outside the channel region by 0.5 μm or more.
【請求項6】前記ウエル領域の外周縁から、前記チャネ
ル領域、前記ソース、ドレイン、およびゲート電極の突
出部の領域までの間隔は、0.3μm 以上であることを
特徴とする請求項4記載の電界効果型トランジスタ。
6. The distance from an outer peripheral edge of the well region to a region of the channel region, the source, the drain, and the protrusion of the gate electrode is 0.3 μm or more. Field effect transistor.
【請求項7】前記間隔は、0.3μmにマスク合わせ余
裕を合計した値よりも大きいことを特徴とする請求項6
記載の電界効果型トランジスタ。
7. The apparatus according to claim 6, wherein the distance is larger than a value obtained by adding a mask alignment margin to 0.3 μm.
The field-effect transistor according to any one of the preceding claims.
【請求項8】前記化合物半導体層は、半絶縁性化合物半
導体基板上に設けられてなることを特徴とする請求項1
記載の電界効果型トランジスタ。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein said compound semiconductor layer is provided on a semi-insulating compound semiconductor substrate.
The field-effect transistor according to any one of the preceding claims.
【請求項9】前記ウエル領域はp型であり、前記チャネ
ル、ソース、ドレイン領域はn型であることを特徴とす
る請求項1記載の電界効果型トランジスタ。
9. The field effect transistor according to claim 1, wherein said well region is p-type, and said channel, source and drain regions are n-type.
【請求項10】前記ウエル領域はn型であり、前記チャ
ネル、ソース、ドレイン領域はp型であることを特徴と
する請求項1記載の電界効果型トランジスタ。
10. The field effect transistor according to claim 1, wherein said well region is n-type, and said channel, source and drain regions are p-type.
【請求項11】前記ウエル領域には、一定電位を与える
ための電位付与電極が接続されてなることを特徴とする
請求項1記載の電界効果型トランジスタ。
11. The field effect transistor according to claim 1, wherein a potential applying electrode for applying a constant potential is connected to said well region.
【請求項12】前記電位付与電極が接続される領域に
は、前記ウエル領域よりも高濃度に前記第2導電型の不
純物が導入されてなることを特徴とする請求項11記載
の電界効果型トランジスタ。
12. The field effect type device according to claim 11, wherein said second conductivity type impurity is introduced into said region to which said potential applying electrode is connected at a higher concentration than said well region. Transistor.
【請求項13】前記一定電位付与電極には、接地電位が
付与されることを特徴とする請求項11記載の電界効果
型トランジスタ。
13. The field effect transistor according to claim 11, wherein a ground potential is applied to said constant potential applying electrode.
【請求項14】前記ソース電極と前記ゲート電極およ
び、前記ドレイン電極と前記ゲート電極間の前記チャネ
ル領域には、前記ゲート電極直下のチャネル領域よりも
不純物濃度が高く、前記ソースおよびドレイン領域より
は不純物濃度が低い前記第1導電型のLDD領域が設け
られてなることを特徴とする請求項1記載の電界効果型
トランジスタ。
14. The channel region between the source electrode and the gate electrode and between the drain electrode and the gate electrode has a higher impurity concentration than a channel region immediately below the gate electrode, and has a higher impurity concentration than the source and drain regions. 2. The field effect transistor according to claim 1, wherein said first conductivity type LDD region having a low impurity concentration is provided.
【請求項15】前記ウエル領域の外周には、ウエル領域
と同じ導電型で、且つウエル領域より高濃度な素子分離
領域が設けられてなることを特徴とする請求項1記載の
電界効果型トランジスタ。
15. The field effect transistor according to claim 1, wherein an element isolation region having the same conductivity type as the well region and having a higher concentration than the well region is provided on an outer periphery of the well region. .
【請求項16】請求項1記載の電界効果型トランジスタ
を化合物半導体層に複数集積化してなることを特徴とす
る半導体集積回路装置。
16. A semiconductor integrated circuit device comprising a plurality of the field effect transistors according to claim 1 integrated in a compound semiconductor layer.
【請求項17】複数集積化された前記電界効果型トラン
ジスタのうち、出力を共通とする回路を構成するもの同
士は、各電界効果型トランジスタの前記ウエル層同士を
化合物半導体層内で共通に接続してなることを特徴とす
る請求項16記載の半導体集積回路装置。
17. Among a plurality of integrated field effect transistors, those forming a circuit having a common output are connected to the well layers of the field effect transistors in a compound semiconductor layer. 17. The semiconductor integrated circuit device according to claim 16, wherein:
【請求項18】前記複数の電界効果型トランジスタが、
直列に接続されてなることを特徴とする請求項16記載
の半導体集積回路装置。
18. The method according to claim 18, wherein the plurality of field-effect transistors are:
17. The semiconductor integrated circuit device according to claim 16, wherein the semiconductor integrated circuit device is connected in series.
【請求項19】前記直列に接続される電界効果型トラン
ジスタのウエル領域は、各々が電気的に分離されてなる
ことを特徴とする請求項18記載の半導体集積回路装
置。
19. The semiconductor integrated circuit device according to claim 18, wherein said well regions of said series-connected field-effect transistors are electrically separated from each other.
【請求項20】化合物半導体層に第2導電型のウエル領
域を形成する工程と、 前記ウエル領域の内側の領域に選択的に前記第2導電型
とは反対の第1導電型の不純物を導入し、前記ウエル領
域よりも浅いチャネル領域を形成する工程と、 前記ウエル領域の内側の領域に選択的に不純物を導入
し、ウエル領域よりも浅く、かつ前記チャネル領域を挟
んで対向して、前記第1導電型のソースおよびドレイン
領域を形成する工程と、 前記化合物半導体層上にゲート電極材料を被着する工程
と、 前記ウエル領域の内側であって、前記ソース、ドレイン
領域の対向する方向を横切る方向に延在するとともに、
前記チャネル領域よりも外側に突出する突出部を有する
パターンのゲートマスクを前記ゲート電極材料上に形成
する工程と、 前記ゲートマスクを利用して選択的にエッチングを行
い、ゲート電極をパターンニングする工程と、 前記ソースおよびドレイン領域に電気的に接続するソー
スおよびドレイン電極を形成する工程と、 を有することを特徴とする電界効果型トランジスタの製
造方法。
20. A step of forming a second conductivity type well region in a compound semiconductor layer, and selectively introducing an impurity of a first conductivity type opposite to the second conductivity type into a region inside the well region. Forming a channel region shallower than the well region; selectively introducing impurities into a region inside the well region, shallower than the well region, and opposed to each other with the channel region interposed therebetween; Forming source and drain regions of the first conductivity type; applying a gate electrode material on the compound semiconductor layer; and forming a gate electrode material on the compound semiconductor layer inside the well region and facing the source and drain regions. While extending in the transverse direction,
Forming a gate mask of a pattern having a protrusion protruding outside the channel region on the gate electrode material; and selectively patterning the gate electrode by using the gate mask to pattern the gate electrode. And forming a source and drain electrode electrically connected to the source and drain regions. A method for manufacturing a field effect transistor, comprising:
【請求項21】前記ウエル領域の周縁は、前記チャネ
ル、ソース、ドレイン領域およびゲートマスクの周縁よ
りも0.3μm以上外側に画定されてなることを特徴と
する請求項20記載の電界効果型トランジスタの製造方
法。
21. The field effect transistor according to claim 20, wherein the periphery of said well region is defined to be 0.3 μm or more outside the periphery of said channel, source, drain region and gate mask. Manufacturing method.
【請求項22】前記ウエル領域の周縁は、前記チャネ
ル、ソース、ドレインおよびゲートマスクの位置合わせ
余裕に加えて、さらにその周縁よりも0.3μm以上外
側に画定されてなる請求項21記載の電界効果型トラン
ジスタの製造方法。
22. The electric field according to claim 21, wherein a peripheral edge of said well region is defined outside the peripheral edge by 0.3 μm or more, in addition to an alignment margin of said channel, source, drain and gate mask. Manufacturing method of effect type transistor.
【請求項23】第2導電型の化合物半導体層を形成する
工程と、 前記化合物半導体層に選択的に前記第2導電型とは反対
の第1導電型の不純物を導入し、チャネル領域を形成す
る工程と、 前記化合物半導体層に選択的に前記第1導電型の不純物
を導入し、前記チャネル領域を挟んで対向して、ソース
およびドレイン領域を形成する工程と、 前記化合物半導体層上にゲート電極材料を被着する工程
と、 前記化合物半導体層上であって、前記ソース、ドレイン
領域の対向する方向を横切る方向に延在するとともに、
前記チャネル領域よりも外側に突出する突出部を有する
パターンのゲートマスクを前記ゲート電極材料上に形成
する工程と、 前記ゲートマスクを利用して選択的にエッチングを行
い、ゲート電極を形成する工程と、 前記ソースおよびドレイン領域に電気的に接続するソー
スおよびドレイン電極を形成する工程と、 を有することを特徴とする電界効果型トランジスタの製
造方法。
23. A step of forming a compound semiconductor layer of a second conductivity type, and selectively introducing an impurity of a first conductivity type opposite to the second conductivity type into the compound semiconductor layer to form a channel region. The step of selectively introducing the impurity of the first conductivity type into the compound semiconductor layer, forming source and drain regions opposed to each other with the channel region interposed therebetween, and forming a gate on the compound semiconductor layer. A step of applying an electrode material, and on the compound semiconductor layer, extending in a direction crossing a direction in which the source and drain regions face each other;
Forming a gate mask of a pattern having a protruding portion protruding outside the channel region on the gate electrode material; and selectively etching using the gate mask to form a gate electrode. Forming a source and drain electrode electrically connected to the source and drain regions.
JP27254196A 1996-06-04 1996-10-15 Field-effect transistor, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing field-effect transistor Expired - Lifetime JP3290900B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27254196A JP3290900B2 (en) 1996-06-04 1996-10-15 Field-effect transistor, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing field-effect transistor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8-141848 1996-06-04
JP14184896 1996-06-04
JP27254196A JP3290900B2 (en) 1996-06-04 1996-10-15 Field-effect transistor, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing field-effect transistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1056026A JPH1056026A (en) 1998-02-24
JP3290900B2 true JP3290900B2 (en) 2002-06-10

Family

ID=26474014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27254196A Expired - Lifetime JP3290900B2 (en) 1996-06-04 1996-10-15 Field-effect transistor, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing field-effect transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3290900B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3416537B2 (en) 1998-11-13 2003-06-16 富士通カンタムデバイス株式会社 Compound semiconductor device and method of manufacturing the same
US20130299895A1 (en) 2012-05-09 2013-11-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Iii-v compound semiconductor device having dopant layer and method of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1056026A (en) 1998-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3111059B2 (en) Method for fabricating dual gate oxide dual work function CMOS
JP3082671B2 (en) Transistor element and method of manufacturing the same
JP3462301B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US4487639A (en) Localized epitaxy for VLSI devices
EP0563847A2 (en) A field effect transistor
JPH0491480A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
KR19980024988A (en) Integrated CMOS circuit apparatus and its manufacturing method
US5162877A (en) Semiconductor integrated circuit device and method of producing same
US5770489A (en) Method of making a compound semiconductor field-effect transistor
KR100271344B1 (en) Field effect transistor with reduced delay variation
US5559353A (en) Integrated circuit structure having at least one CMOS-NAND gate and method for the manufacture thereof
KR100285002B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3290900B2 (en) Field-effect transistor, semiconductor integrated circuit device, and method of manufacturing field-effect transistor
US5449929A (en) IPG transistor semiconductor integrated circuit device
US5670804A (en) PN-junction gate FET
US5541424A (en) Permeable base transistor having laminated layers
KR910006751B1 (en) Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method
JP2005197495A (en) Electrostatic protection element and manufacturing method thereof, and semiconductor device and manufacturing method thereof
JPS6216577A (en) Complementary type field-effect transistor and manufacture thereof
TW201314840A (en) Structure of self-aligned gate for Sb-based FETs and the method of the same
JPS6055995B2 (en) Junction field effect transistor
JPS63131584A (en) Manufacture of cut type insulated-gate electrostatic induction transistor
JPH05129338A (en) Field-effect transistor and its manufacture
JP2732841B2 (en) Method for manufacturing field effect transistor
KR940002776B1 (en) MOS FET generation method with CMOS and SOI composite structure

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020312

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080322

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090322

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100322

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100322

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110322

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110322

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120322

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130322

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130322

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140322

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term