JP3447571B2 - Field effect transistor and method for forming the same - Google Patents
Field effect transistor and method for forming the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体膜を
用いてシリコン基板上に形成する電界効果トランジスタ
とその形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor formed on a silicon substrate using a compound semiconductor film and a method for forming the field effect transistor.
【0002】[0002]
【従来の技術】シリコン基板上に化合物半導体をエピタ
キシャル成長して高周波FETを形成する従来の製造工
程とその構造は以下の通りである。2. Description of the Related Art A conventional manufacturing process for forming a high frequency FET by epitaxially growing a compound semiconductor on a silicon substrate and its structure are as follows.
【0003】まず、高周波FETの平面図を図8に示
す。1はゲート電極、2はソース電極、3はドレイン電
極である。Mはメサ部と呼ばれ、化合物半導体の活性層
を残してエッチングされた部分である。Wgはゲート幅
で通常50μm〜200μm、Lgはゲート長で通常
0.1μm〜2μm、Lsdはソース電極2とドレイン
電極3との間隔で通常1μm〜10μmである。また、
LsとLdはそれぞれソース電極2とドレイン電極3の
幅で通常10μm〜50μmである。First, a plan view of a high frequency FET is shown in FIG. Reference numeral 1 is a gate electrode, 2 is a source electrode, and 3 is a drain electrode. M is called a mesa portion and is a portion which is etched leaving an active layer of a compound semiconductor. Wg is a gate width of usually 50 μm to 200 μm, Lg is a gate length of usually 0.1 μm to 2 μm, and Lsd is a distance between the source electrode 2 and the drain electrode 3 of usually 1 μm to 10 μm. Also,
Ls and Ld are the widths of the source electrode 2 and the drain electrode 3, respectively, and are usually 10 μm to 50 μm.
【0004】図8の高周波FETをシリコン基板上に形
成するには、図9の如く、MOCVD法やMBE法で、
シリコン基板4上にGaAs、InGaAs、InPな
どの化合物半導体から成るバッファー層5をできるだけ
高抵抗になるように成長し、キャリア密度として1×1
016から5×1017cm−3のn型活性層6と、必
要に応じてキャリア密度として1×1018cm−3以
上のn型コンタクト層7を成長した基板4を用いる。To form the high-frequency FET of FIG. 8 on a silicon substrate, MOCVD or MBE is used as shown in FIG.
A buffer layer 5 made of a compound semiconductor such as GaAs, InGaAs, or InP is grown on the silicon substrate 4 so as to have a resistance as high as possible, and the carrier density is 1 × 1.
A substrate 4 is used in which an n-type active layer 6 having a density of 0 16 to 5 × 10 17 cm −3 and an n-type contact layer 7 having a carrier density of 1 × 10 18 cm −3 or more has been grown, if necessary.
【0005】その後、以下に述べるプロセスを経て図1
0または図11に示す電界効果トランジスタを形成す
る。まず、図8に示すメサ領域Mを、活性層6を残して
メサエッチングすることで形成する。次に、Ti(約3
00Å)とAl(約3000Å)やAu(約3000
Å)を蒸着してリフトオフすることによりゲート電極1
を形成する。なお、ゲート電極1を形成する前に必要に
応じてフォトリソグラフィを用いて化合物半導体層6の
リセスエッチングを行ってもよい。SiO2 などの絶
縁膜(不図示)を形成した後に、コンタクトホール(不
図示)を開け、AuGe(約1000Å)/Ni(約3
00Å)/Au(約3000Å)を蒸着してリフトオフ
することによりソース・ドレイン電極2、3を形成す
る。その後、水素ガスや窒素ガス雰囲気で、約450℃
で約2分間アニールすることで、ソース・ドレイン電極
2、3と化合物半導体層6をオーミック接合させる。ま
た、必要に応じてゲート電極1の一部とソース・ドレイ
ン電極2、3に、2μmから5μmにAuメッキを行
い、FETの耐電力性を向上させる。After that, the process shown in FIG.
0 or the field effect transistor shown in FIG. 11 is formed. First, the mesa region M shown in FIG. 8 is formed by mesa etching while leaving the active layer 6. Next, Ti (about 3
00Å) and Al (about 3000Å) and Au (about 3000)
Å) is vapor-deposited and lifted off to form the gate electrode 1
To form. Before forming the gate electrode 1, the compound semiconductor layer 6 may be recess-etched by using photolithography, if necessary. After forming an insulating film (not shown) such as SiO 2 , a contact hole (not shown) is opened, and AuGe (about 1000Å) / Ni (about 3)
Source / drain electrodes 2 and 3 are formed by vapor-depositing 00Å) / Au (about 3000Å) and lifting off. After that, in hydrogen gas or nitrogen gas atmosphere, about 450 ℃
The source / drain electrodes 2 and 3 and the compound semiconductor layer 6 are ohmic-contacted by annealing for about 2 minutes. If necessary, a part of the gate electrode 1 and the source / drain electrodes 2 and 3 are Au-plated to a thickness of 2 μm to 5 μm to improve the power resistance of the FET.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電界効果トランジスタでは、化合物半導体層
5、6の成長中にシリコン基板4からバッファ層5にシ
リコンがオートドープし、化合物半導体バッファ層5の
高抵抗化が極めて困難であり、その抵抗率は通常数10
00Ωcm程度になり、ゲート電極´1が化合物半導体
バッファ層5に接しているため、その高周波特性を著し
く劣化させていた。However, in such a conventional field effect transistor, silicon is automatically doped into the buffer layer 5 from the silicon substrate 4 during the growth of the compound semiconductor layers 5 and 6, and the compound semiconductor buffer layer 5 is formed. It is extremely difficult to increase the resistance of the
It was about 00 Ωcm, and since the gate electrode ′ 1 was in contact with the compound semiconductor buffer layer 5, its high frequency characteristics were significantly deteriorated.
【0007】そこで、図11に示すように、化合物半導
体バッファ層5をメサ部Mを残してすべてエッチングす
る構造も考えられるが、シリコン基板4の抵抗率は高抵
抗であっても1000〜10000Ωcmであり、ゲー
ト電極1の絶縁には不十分である。さらに、バッファ層
5は通常1μm以上必要であり、メサ部Mの段差が大き
く、ゲート電極´1、ソース・ドレイン電極2、3の電
極幅のばらつきが大きくなり、素子の特性が不均一とな
ったり、断線して歩留まりを大きく低下させていた。Therefore, as shown in FIG. 11, a structure may be considered in which the compound semiconductor buffer layer 5 is entirely etched except for the mesa M, but the resistivity of the silicon substrate 4 is 1000 to 10000 Ωcm even if it is high. However, it is insufficient for insulating the gate electrode 1. Further, the buffer layer 5 is usually required to have a thickness of 1 μm or more, the step of the mesa M is large, the electrode widths of the gate electrode ′ 1, the source / drain electrodes 2 and 3 vary widely, and the element characteristics become non-uniform. Or, the wire was broken and the yield was greatly reduced.
【0008】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、バッファ層にシリコンがオ
ートドープすることによって発生する高周波特性の劣化
と、バッファ層のメサ部以外の領域を全て除去すること
によって発生する断線や絶縁不良や特性の不均一性を解
消した電界効果トランジスタを提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and the deterioration of the high frequency characteristics caused by the auto-doping of the buffer layer with silicon and the region other than the mesa portion of the buffer layer. It is an object of the present invention to provide a field effect transistor that eliminates disconnection, insulation failure, and non-uniformity of characteristics that occur due to removal of all of the above.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る電界効果トランジスタでは、シリコ
ン基板上にバッファ層と活性層を設け、この活性層上に
ゲート電極とソース・ドレイン電極を設けた電界効果ト
ランジスタにおいて、前記バッファ層と活性層との間に
酸化したAlxGa1−xAs(0.9≦x≦1)層を
設けるとともに、この酸化したAlxGa1−xAs層
と前記活性層との間に不純物濃度が1×1016ato
ms・cm−3以下のAlyGa1−yAs(0≦y<
0.9)層を設けた。In order to achieve the above object, in the field effect transistor according to claim 1, a buffer layer and an active layer are provided on a silicon substrate, and a gate electrode and a source / drain are provided on the active layer. in a field effect transistor provided with an electrode, provided with a Al x Ga 1-x as ( 0.9 ≦ x ≦ 1) layer oxidized between the buffer layer and the active layer, the oxidized Al x Ga 1- The impurity concentration is 1 × 10 16 at between the x As layer and the active layer.
Al y Ga 1-y As (0 ≦ y <of ms · cm −3 or less)
0.9) layer was provided.
【0010】また、請求項2に係る電界効果トランジス
タの製造方法では、シリコン基板上にバッファ層と活性
層を形成して、この活性層上にゲート電極とソース・ド
レイン電極を形成する電界効果トランジスタの形成方法
において、前記シリコン基板上にバッファ層となるGa
As層、500Å以上の厚みを有するAlxGa1−x
As(0.9≦x≦1)層、および活性層となる層を形
成し、前記シリコン基板の裏面から前記AlxGa
1−xAs層に到達する穴を形成して、このAlxGa
1−xAs層をウエット酸化し、しかる後前記ゲート電
極とソース・ドレイン電極を形成する。In the method of manufacturing a field effect transistor according to a second aspect of the present invention, a field effect transistor in which a buffer layer and an active layer are formed on a silicon substrate and a gate electrode and source / drain electrodes are formed on the active layer. Forming a buffer layer on the silicon substrate.
As layer, Al x Ga 1-x having a thickness of 500 Å or more
An As (0.9 ≦ x ≦ 1) layer and a layer to be an active layer are formed, and the Al x Ga is formed on the back surface of the silicon substrate.
A hole reaching the 1-x As layer is formed, and this Al x Ga is formed.
The 1-x As layer is wet-oxidized, and then the gate electrode and the source / drain electrodes are formed.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】請求項1および請求項2に係る発
明の一実施形成を以下に示す。これらの発明によるFE
Tの平面図を図1に、断面図を図6(図1のA−A断面
図)に示す。図6において、´8は500Å以上のAl
xGa1−xAs(0.9≦x≦1)層であり、後述す
るウエット酸化することにより、1×105Ωcm以上
の比抵抗を示し、活性層6およびゲート電極1と基板4
との絶縁性を大幅に向上させることができる。また、シ
リコン基板4の裏面にエッチングで穴9を開け、それを
通じて、AlxGa1−xAs(0.9≦x≦1)層を
ウエット酸化するため、メサMの段差を大幅に低減する
ことができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the invention according to claims 1 and 2 will be described below. FE according to these inventions
A plan view of T is shown in FIG. 1, and a sectional view thereof is shown in FIG. 6 (A-A sectional view of FIG. 1). In FIG. 6, '8 is Al of 500 Å or more
x Ga 1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) layer, which exhibits a specific resistance of 1 × 10 5 Ωcm or more by the wet oxidation described later, and the active layer 6, the gate electrode 1 and the substrate 4
It is possible to significantly improve the insulation property between Further, since the hole 9 is formed in the back surface of the silicon substrate 4 by etching and the Al x Ga 1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) layer is wet-oxidized therethrough, the step of the mesa M is significantly reduced. be able to.
【0012】まず、図2に示すように、MOCVD法や
MBE法で、シリコン基板4上に通常の2段階成長法を
用いてGaAsバッファ層5を0.2〜2μm成長す
る。機械的強度に優れる4インチ以上の大口径シリコン
基板を用いてGaAs、InGaAs、InPなどの化
合物半導体を形成するため、基板の割れに起因に製造歩
留まりの低下を大幅に改善することができる。また、熱
伝導率の良好なシリコンを基板に用いるため、FETの
放熱性を大幅に向上させることができる。なお、シリコ
ンの熱伝導率は300Kで1.45watt/cm℃で
ある。First, as shown in FIG. 2, the GaAs buffer layer 5 is grown to 0.2 to 2 μm on the silicon substrate 4 by the ordinary two-step growth method by MOCVD or MBE. Since compound semiconductors such as GaAs, InGaAs, and InP are formed using a large-diameter silicon substrate of 4 inches or more, which is excellent in mechanical strength, the reduction in manufacturing yield due to cracking of the substrate can be greatly improved. Moreover, since silicon having a good thermal conductivity is used for the substrate, the heat dissipation of the FET can be greatly improved. The thermal conductivity of silicon is 1.45 watt / cm ° C. at 300K.
【0013】次に、0.05〜5μmのAlxGa
1−xAs(0.9≦x≦1)層8を成長した後、電子
密度として1×1017〜5×1017cm−3の活性
層となるn型GaAs層6を1000〜5000Å成長
する。なお、この活性層6の電子密度と膜厚は所望とす
るFETの特性にあわせて適宜選択される。さらに、必
要に応じてソース電極やドレイン電極とのオーミック抵
抗を低減させるために、電子密度として5×1017〜
2×1018cm−3のコンタクト層となるn型GaA
s層7を100〜2000Å成長させてもよい。Next, 0.05 to 5 μm of Al x Ga is used.
After growing the 1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) layer 8, an n-type GaAs layer 6 serving as an active layer having an electron density of 1 × 10 17 to 5 × 10 17 cm −3 is grown to 1000 to 5000 Å. To do. The electron density and film thickness of the active layer 6 are appropriately selected according to the desired FET characteristics. Furthermore, in order to reduce ohmic resistance with the source electrode and the drain electrode as necessary, the electron density is 5 × 10 17 to
N-type GaA forming a contact layer of 2 × 10 18 cm −3
The s layer 7 may be grown to 100 to 2000Å.
【0014】その後、図3に示すように、シリコン基板
4の裏面にフォトレジストまたはSiNxやSiO2な
どをマスクとして、数百μm角または丸の穴9をRIE
(Reactive Ion Etching)などで0.05〜5μmのA
lxGa1−xAs(0.9≦x≦1)層8までエッチ
ングする。シリコン基板4もRIEでエッチングする。
AlxGa1−xAs(0.9≦x≦1)層8のウエッ
ト酸化のために、基板4を石英チューブの加熱炉(不図
示)に入れる。その後、90℃前後の恒温槽中の超純水
に窒素を1〜10リットル/分バブリングすることで超
純水の蒸気を石英チューブ内に供給し、400〜500
℃に加熱して1〜10時間酸化することで図4に示すA
lxGa1−xAs(0.9≦x≦1)層8の酸化層´
8を得る。なお、酸化に必要な時間と温度は、AlxG
a1−xAs(0.9≦x≦1)層8の膜厚、Al組成
x、穴9の開口面積により異なるが、穴9の開口面積が
0.04mm2でAlAs´8の膜厚が1000Åのと
き、400℃で3時間のウエット酸化でAlAs層´8
の酸化が完了する。この場合、酸化されるのはAlxG
a1−xAs(0.9≦x≦1)層8の全体で、それ以
外の部分は酸化されない。なお、酸化温度は400〜5
00℃と低いため、シリコン基板4は殆ど酸化されな
い。また、AlxGa1−xAs(0.9≦x≦1)層
8の膜厚が500Å未満の場合は酸化が進行する断面積
が小さくなり、またAl組成xが0.9未満の場合は酸
化される化合物が少なくなって、酸化時間が長時間とな
り、実用的でない。Thereafter, as shown in FIG. 3, several hundreds of μm square or round holes 9 are formed on the back surface of the silicon substrate 4 by using RIE as a mask or photoresist such as SiN x or SiO 2.
(Reactive Ion Etching) etc. A of 0.05-5 μm
Etching is performed up to the l x Ga 1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) layer 8. The silicon substrate 4 is also etched by RIE.
The substrate 4 is placed in a quartz tube furnace (not shown) for wet oxidation of the Al x Ga 1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) layer 8. Then, by bubbling nitrogen into the ultrapure water in a constant temperature bath at about 90 ° C. for 1 to 10 liters / minute, the vapor of the ultrapure water is supplied into the quartz tube to 400 to 500.
A shown in FIG. 4 was obtained by heating at 0 ° C. and oxidizing for 1 to 10 hours.
l x Ga 1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) Oxide layer of layer 8 ′
Get 8. In addition, the time and temperature required for oxidation are Al x G
a 1−x As (0.9 ≦ x ≦ 1) depends on the film thickness of the layer 8, the Al composition x, and the opening area of the hole 9, but the opening area of the hole 9 is 0.04 mm 2 and the film thickness of AlAs ′ 8 is At 1000Å, AlAs layer'8 by wet oxidation at 400 ° C for 3 hours
Oxidation is completed. In this case, it is Al x G that is oxidized.
The entire portion of the a1 - xAs (0.9≤x≤1) layer 8 is not oxidized. The oxidation temperature is 400 to 5
Since the temperature is as low as 00 ° C., the silicon substrate 4 is hardly oxidized. Further, when the film thickness of the Al x Ga 1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) layer 8 is less than 500 Å, the cross-sectional area in which oxidation proceeds becomes small, and when the Al composition x is less than 0.9. Is not practical because the compound that is oxidized is reduced and the oxidation time is long.
【0015】次に、図1に示すメサ領域Mを形成するた
め、メサ領域´Mの領域にフォトレジストを形成する。
このフォトレジストをマスクとしてコンタクト層7と活
性層6を硫酸系のエッチャントでエッチングして図5の
メサ領域´Mを形成する。メサ領域´Mを形成した後、
Ti(約300Å)とAl(約3000Å)やAu(約
3000Å)を蒸着してリフトオフすることにより、ゲ
ート電極1、´1を形成する。なお、ゲート電極1、´
1を形成する前に、必要に応じてフォトリソグラフィを
用いて化合物半導体層のリセスエッチングを行ってもよ
い。Next, in order to form the mesa region M shown in FIG. 1, a photoresist is formed in the region of the mesa region'M.
Using this photoresist as a mask, the contact layer 7 and the active layer 6 are etched with a sulfuric acid-based etchant to form the mesa region'M in FIG. After forming the mesa region'M,
By depositing Ti (about 300 Å), Al (about 3000 Å) or Au (about 3000 Å) and lifting off, the gate electrodes 1 and 1 are formed. In addition, the gate electrode 1, '
Before forming No. 1, recess etching of the compound semiconductor layer may be performed by using photolithography, if necessary.
【0016】次に、SiO2などの絶縁膜(不図示)を
形成した後に、コンタクトホール(不図示)を開け、A
uGe(約1000Å)/Ni(約300Å)/Au
(約3000Å)を蒸着してリフトオフすることにより
ソース電極2とドレイン電極3を形成した後、水素ガス
や窒素ガス雰囲気で約450℃で約2分間アニールする
ことでソース電極2とドレイン電極3と化合物半導体層
をオーミック接合させる。さらに、必要に応じてゲート
電極1、´1の一部とソース・ドレイン電極2、3に膜
厚が2μmから5μmになるまでAuメッキを行い、F
ETの耐電力性を向上させる。以上により、図6に示す
電界効果トランジスタが形成される。[0016] Next, after forming an insulating film such as SiO 2 (not shown), a contact hole (not shown), A
uGe (about 1000Å) / Ni (about 300Å) / Au
After the source electrode 2 and the drain electrode 3 are formed by depositing (about 3000 Å) and lifting off, the source electrode 2 and the drain electrode 3 are annealed at about 450 ° C. for about 2 minutes in a hydrogen gas or nitrogen gas atmosphere. An ohmic contact is made between the compound semiconductor layers. Further, if necessary, a part of the gate electrodes 1 ′ ′ and the source / drain electrodes 2 and 3 are Au-plated until the film thickness becomes 2 μm to 5 μm.
Improves ET power resistance. As described above, the field effect transistor shown in FIG. 6 is formed.
【0017】また、図7の如く活性層6とAlxGa
1−xAs(0.9≦x≦1)の酸化層8との間に、ア
ンドープAlyGa1−yAs(0≦y<0.9)層1
0を挿入する。このように活性層6とAlxGa1−x
As(0.9≦x≦1)の酸化層8との間に、アンドー
プAlyGa1−yAs(0≦y<0.9)層10を挿
入することで、活性層6中の電子の移動度を上げ、さら
に高周波特性を改善させることができる。つまり、活性
層6よりバンドギャップエネルギーEgの大きなアンド
ープAlyGa1−yAs(0≦y<0.9)層10を
挿入することで活性層6への電子の閉じ込め効果を大き
くすることと、酸化されたAlx Ga1−x As
(0.9≦x≦1)’8と活性層6との界面での原子的
な平滑性を向上させることで、活性層6中の電子の移動
度を向上させて、電界効果トランジスタの高周波特性を
向上させるためである。Further, as shown in FIG. 7, the active layer 6 and Al x Ga are formed.
1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) oxide layer 8 and undoped Al y Ga 1-y As (0 ≦ y <0.9) layer 1
Insert 0. In this way, the active layer 6 and Al x Ga 1-x
By inserting the undoped Al y Ga 1-y As (0 ≦ y <0.9) layer 10 between the As (0.9 ≦ x ≦ 1) oxide layer 8 and the electrons in the active layer 6. Mobility can be increased and high frequency characteristics can be further improved. That is, by inserting the undoped Al y Ga 1-y As (0 ≦ y <0.9) layer 10 having a bandgap energy Eg larger than that of the active layer 6, the effect of confining electrons in the active layer 6 is increased. It was oxidized Al x Ga 1-x As
By improving atomic smoothness at the interface between (0.9 ≦ x ≦ 1) ′ 8 and the active layer 6, the mobility of electrons in the active layer 6 is improved, and the high frequency of the field effect transistor is improved. This is to improve the characteristics.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上のように、請求項1に係る電界効果
トランジスタによれば、バッファ層と活性層との間に酸
化したAlxGa1−xAs(0.9≦x≦1)層を設
けたことから、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極
の各電極と活性層は、AlxGa1−xAs層のウエッ
ト酸化膜により、シリコン基板と電気的に絶縁されてい
るため、これら電極のパッド部と化合物半導体バッファ
層やシリコン基板との間の寄生容量を低減することがで
き、高周波特性を大幅に改善できる。また、メサ領域の
段差を活性層の膜厚まで低減でき、メサ領域の段差部で
ゲート電極やソース・ドレイン電極の電極幅がばらつい
たり、断線したりする不具合を大幅に低減することがで
きる。さらに、活性層とAlxGa1−xAs(0.9
≦x≦1)の酸化層との間に、アンドープAlyGa
1−yAs(0≦y<0.9)層を設けたことから、活
性層中の電子の移動度を上げ、さらに高周波特性を改善
することができる。As described above, according to the field effect transistor of the first aspect, the Al x Ga 1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) layer oxidized between the buffer layer and the active layer is formed. Since the gate electrode, the source electrode, the drain electrode, and the active layer are electrically isolated from the silicon substrate by the wet oxide film of the Al x Ga 1-x As layer, these electrodes are provided. The parasitic capacitance between the pad portion and the compound semiconductor buffer layer or the silicon substrate can be reduced, and the high frequency characteristics can be significantly improved. In addition, the step difference in the mesa region can be reduced to the film thickness of the active layer, and it is possible to greatly reduce the inconvenience that the electrode widths of the gate electrode and the source / drain electrodes are varied or the wire is disconnected at the step portion of the mesa region. Further, the active layer and the Al x Ga 1-x As ( 0.9
≦ x ≦ 1) and an oxide layer of undoped Al y Ga
Since the 1-y As (0 ≦ y <0.9) layer is provided, the mobility of electrons in the active layer can be increased and the high frequency characteristics can be further improved.
【0019】また、請求項2に係る電界効果トランジス
タの製造方法によれば、シリコン基板上にバッファ層と
なるGaAs層、500Å以上の厚みを有するAlxG
a1−xAs(0.9≦x≦1)層および活性層となる
層を形成し、前記シリコン基板の裏面から前記AlxG
a1−xAs層に到達する穴を形成して、このAlxG
a1−xAs層をウエット酸化し、しかる後前記ゲート
電極とソース・ドレイン電極を形成することから、バッ
ファ層と活性層との間に酸化したAlxGa1−xAs
を容易に形成することができると共に、メサの段差を大
幅に低減することができる。According to the method of manufacturing a field effect transistor according to the second aspect, a GaAs layer serving as a buffer layer on a silicon substrate and Al x G having a thickness of 500 Å or more.
a 1-x As (0.9 ≦ x ≦ 1) layer and a layer to be an active layer are formed, and the Al x G is formed from the back surface of the silicon substrate.
A hole reaching the a 1-x As layer is formed, and this Al x G
Since the a 1-x As layer is wet-oxidized and then the gate electrode and the source / drain electrodes are formed, the oxidized Al x Ga 1-x As is formed between the buffer layer and the active layer.
Can be easily formed, and the step of the mesa can be significantly reduced.
【図1】本発明の電界効果トランジスタの平面図であ
る。FIG. 1 is a plan view of a field effect transistor of the present invention.
【図2】本発明のエピタキシャル層の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an epitaxial layer of the present invention.
【図3】本発明の電界効果トランジスタの製造プロセス
の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the field effect transistor of the present invention.
【図4】本発明の電界効果トランジスタの製造プロセス
の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the field effect transistor of the present invention.
【図5】本発明の電界効果トランジスタの製造プロセス
の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the field effect transistor of the present invention.
【図6】本発明の電界効果トランジスタの断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view of the field effect transistor of the present invention.
【図7】本発明の電界効果トランジスタの断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view of the field effect transistor of the present invention.
【図8】従来例の電界効果トランジスタの平面図であ
る。FIG. 8 is a plan view of a conventional field effect transistor.
【図9】従来例のエピタキシャル層の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of an epitaxial layer of a conventional example.
【図10】従来例の電界効果トランジスタの断面図であ
る。FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional field effect transistor.
【図11】従来例の電界効果トランジスタの断面図であ
る。FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional field effect transistor.
1;ゲート電極、´1;ゲート電極のパッド部、2;ソ
ース電極、3;ドレイン電極、4;高抵抗シリコン基
板、5;高抵抗GaAsバッファー層、6;GaAs活
性層、7;GaAsコンタクト層、8;AlxGa
1−xAs(0.9≦x≦1)層、´8;ウエット酸化
されたAlxGa1−xAs(0.9≦x≦1)層、
9;ウエット酸化のための穴、10;アンドープAly
Ga1−yAs(0≦y<0.9)層1; gate electrode, '1; gate electrode pad portion, 2; source electrode, 3; drain electrode, 4; high resistance silicon substrate, 5; high resistance GaAs buffer layer, 6; GaAs active layer, 7; GaAs contact layer , 8; Al x Ga
1-x As (0.9≤x≤1) layer, '8; Wet-oxidized Al x Ga 1-x As (0.9≤x≤1) layer,
9: Hole for wet oxidation 10: Undoped Al y
Ga 1-y As (0 ≦ y <0.9) layer
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−208963(JP,A) C.B.Wheeler et.a l.,Selectively Oxi dized GaAs MESFET’ s Transferred to a Si Substrate,IEEE Electron Device L etters,米国,1997年 4月,V ol.18,No.4,p.138−140 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 21/203 - 21/205 H01L 29/778 H01L 29/812 INSPEC(DIALOG)Continuation of front page (56) References JP-A-6-208963 (JP, A) C.I. B. Wheeler et. a. , Selectively Oxidized GaAs MESFET's Transferred to a Si Substrate, IEEE Electron Device Letters, USA, April 1997, Vol. 18, No. 4, p. 138-140 (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/338 H01L 21/203-21/205 H01L 29/778 H01L 29/812 INSPEC (DIALOG)
Claims (2)
設け、この活性層上にゲート電極とソース・ドレイン電
極を設けた電界効果トランジスタにおいて、前記バッフ
ァ層と活性層との間に酸化したAlxGa1−xAs
(0.9≦x≦1)層を設けるとともに、この酸化した
Al x Ga 1−x As層と前記活性層との間に不純物濃
度が1×10 16 atoms・cm −3 以下のAl y G
a 1−y As(0≦y<0.9)層を設けたことを特徴
とする電界効果トランジスタ。1. A field effect transistor having a buffer layer and an active layer provided on a silicon substrate, and a gate electrode and source / drain electrodes provided on the active layer, wherein Al oxidized between the buffer layer and the active layer. x Ga 1-x As
(0.9 ≦ x ≦ 1) layer provided Rutotomoni and this oxidation
Impurity concentration is increased between the Al x Ga 1-x As layer and the active layer.
Degree is 1 × 10 16 atoms · cm -3 or less of Al y G
A field-effect transistor comprising an a1 - yAs (0≤y <0.9) layer .
形成して、この活性層上にゲート電極とソース・ドレイ
ン電極を形成する電界効果トランジスタの形成方法にお
いて、前記シリコン基板上にバッファ層となるGaAs
層、500Å以上の厚みを有するAlxGa1−xAs
(0.9≦x≦1)層、および活性層となる層を形成
し、前記シリコン基板の裏面から前記AlxGa1−x
As層に到達する穴を形成して、このAlxGa1−x
As層をウエット酸化し、しかる後前記ゲート電極とソ
ース・ドレイン電極を形成することを特徴とする電界効
果トランジスタの形成方法。2. A method of forming a field effect transistor, comprising forming a buffer layer and an active layer on a silicon substrate, and forming a gate electrode and a source / drain electrode on the active layer, wherein the buffer layer and the active layer are formed on the silicon substrate. GaAs
Layer, Al x Ga 1-x As having a thickness of 500 Å or more
A (0.9 ≦ x ≦ 1) layer and a layer to be an active layer are formed, and the Al x Ga 1-x is formed from the back surface of the silicon substrate.
A hole reaching the As layer is formed, and this Al x Ga 1-x is formed.
A method of forming a field effect transistor, characterized in that the As layer is wet-oxidized, and then the gate electrode and the source / drain electrodes are formed.
Priority Applications (1)
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| JP21466298A JP3447571B2 (en) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Field effect transistor and method for forming the same |
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- 1998-07-29 JP JP21466298A patent/JP3447571B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| C.B.Wheeler et.al.,Selectively Oxidized GaAs MESFET’s Transferred to a Si Substrate,IEEE Electron Device Letters,米国,1997年 4月,Vol.18,No.4,p.138−140 |
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| JP2000049170A (en) | 2000-02-18 |
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