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JP4661089B2 - Method of manufacturing high electron mobility transistor - Google Patents

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JP4661089B2 JP2004164094A JP2004164094A JP4661089B2 JP 4661089 B2 JP4661089 B2 JP 4661089B2 JP 2004164094 A JP2004164094 A JP 2004164094A JP 2004164094 A JP2004164094 A JP 2004164094A JP 4661089 B2 JP4661089 B2 JP 4661089B2
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Description

本発明は、高電子移動度トランジスタであるHEMTの製造方法に関するものである。 The present invention relates to the production how the HEM T is a high electron mobility transistor.

従来より、高周波特性に優れた半導体素子として、不純物をドープした化合物半導体層と不純物をドープしていない化合物半導体層とをヘテロ接合させた構造を有する高電子移動度トランジスタ(以下「HEMT(High Electron Mobility Transistor)」という。)が広く知られていた(たとえば、特許文献1参照。)。   Conventionally, as a semiconductor element having excellent high-frequency characteristics, a high electron mobility transistor (hereinafter referred to as “HEMT (High Electron)” having a structure in which a compound semiconductor layer doped with impurities and a compound semiconductor layer not doped with impurities are heterojunctioned. Mobility Transistor) ”)) is widely known (see, for example, Patent Document 1).

このHEMT100は、図7に示すように、GaAs(ガリウム・ヒ素)基板101の上面に、GaAsドープ層102と、n+AlGaAsドープ層103と、AlGaAs(アルミニウム・ガリウム・ヒ素)スペーサ層104と、InGaAs(インジウム・ガリウム・ヒ素)チャネル層105と、AlGaAsスペーサ層106と、n+GaAsドープ層107と、n−AlGaAs障壁層108と、n+GaAsオーミックキャップ層109とを順次エピタキシャル成長させたエピタキシャル層110を有している。   As shown in FIG. 7, the HEMT 100 includes a GaAs doped layer 102, an n + AlGaAs doped layer 103, an AlGaAs (aluminum gallium arsenic) spacer layer 104, and an InGaAs (gallium arsenic) substrate 101 on an upper surface of a GaAs (gallium arsenic) substrate 101. Indium, gallium, arsenic) channel layer 105, AlGaAs spacer layer 106, n + GaAs doped layer 107, n-AlGaAs barrier layer 108, and n + GaAs ohmic cap layer 109 are epitaxially grown in this order. .

そして、このエピタキシャル層110の上面に、n−AlGaAs障壁層108に当接させて形成したゲート電極111と、n+GaAsオーミックキャップ層109に当接させて形成したソース電極112とドレイン電極113とを有しており、これらソース電極112とゲート電極111とドレイン電極113との間、及び、ソース電極112及びドレイン電極113の外側のエピタキシャル層110の上面には、絶縁膜としてのSiN(窒化シリコン)膜114を有している。   A gate electrode 111 formed in contact with the n-AlGaAs barrier layer 108 and a source electrode 112 and a drain electrode 113 formed in contact with the n + GaAs ohmic cap layer 109 are provided on the upper surface of the epitaxial layer 110. A SiN (silicon nitride) film as an insulating film is formed between the source electrode 112, the gate electrode 111, and the drain electrode 113, and on the upper surface of the epitaxial layer 110 outside the source electrode 112 and the drain electrode 113. 114.

このように構成したHEMT100は、高速動作が可能な半導体素子であったため、例えば、高速でデータ通信を行う携帯電話やPDA(Personal Digital Assistance)などといった移動体通信装置のスイッチICやパワーアンプICとして用いられていた。   Since the HEMT100 configured in this manner is a semiconductor element capable of high-speed operation, for example, as a switch IC or power amplifier IC of a mobile communication device such as a mobile phone or PDA (Personal Digital Assistance) that performs high-speed data communication It was used.

この移動体通信装置は、一般に、バッテリーから供給される有限な電力により動作する装置であったため、スイッチICやパワーアンプICとして用いるHEMT100の低消費電力化を図る必要があった。   Since this mobile communication device is generally a device that operates with finite power supplied from a battery, it is necessary to reduce the power consumption of the HEMT 100 used as a switch IC or a power amplifier IC.

そこで、近年では、図8に示すように、低抵抗領域115を設けることによって低消費電力化を図った低抵抗型のHEMT116が開発されている。   Therefore, in recent years, as shown in FIG. 8, a low resistance type HEMT 116 has been developed that achieves low power consumption by providing a low resistance region 115.

なお、図8では、図7に示すHEMT100の構成要素と対応する構成要素に対して同様の符号を付することにより、その説明を省略する。   In FIG. 8, the same reference numerals are given to the components corresponding to the components of the HEMT 100 shown in FIG. 7, and the description thereof is omitted.

この低抵抗型のHEMT116は、ソース電極112及びドレイン電極113の下方のn−AlGaAs障壁層108に低抵抗領域115を形成することによって、ソース電極112及びドレイン電極113のオーミックコンタクト抵抗を低減させ、動作時のオン抵抗を低抵抗化することで低消費電力化を図っていた。   This low resistance type HEMT 116 reduces the ohmic contact resistance of the source electrode 112 and the drain electrode 113 by forming the low resistance region 115 in the n-AlGaAs barrier layer 108 below the source electrode 112 and the drain electrode 113. The power consumption was reduced by reducing the on-resistance during operation.

そして、この低抵抗領域115は、n−AlGaAs障壁層108にn型の不純物であるSi(シリコン)をイオン注入した後、800℃以上の高温による熱処理を施すことによって、イオン注入により傷ついたn−AlGaAs障壁層108の表面の結晶構造を回復させながら、n−AlGaAs障壁層108の内部にSiを熱拡散させることによって形成していた。
特開2001-7319号公報
The low resistance region 115 is damaged by ion implantation by ion-implanting n-type impurity Si (silicon) into the n-AlGaAs barrier layer 108 and then performing heat treatment at a high temperature of 800 ° C. or higher. It was formed by thermally diffusing Si inside the n-AlGaAs barrier layer 108 while recovering the crystal structure of the surface of the -AlGaAs barrier layer 108.
JP 2001-7319

ところが、上記従来の低抵抗型のHEMT116は、n−AlGaAs障壁層108にイオン注入したSiを熱拡散させるために800℃以上の高温による熱処理を行っていたため、この熱処理によりエピタキシャル層110の内部の原子が活性化され、原子の相互拡散が発生するおそれがあった。   However, the conventional low resistance type HEMT 116 has been subjected to a heat treatment at a high temperature of 800 ° C. or higher in order to thermally diffuse Si ion-implanted into the n-AlGaAs barrier layer 108. There was a possibility that atoms would be activated and interdiffusion of atoms would occur.

特に、この原子の相互拡散がInGaAsチャネル層105の界面で発生すると、低抵抗型のHEMT116が動作する際に、このInGaAsチャネル層105の内部を移動する電子の移動度が極端に低下してしまい、InGaAsチャネル層105でのチャネル抵抗が増大することとなる。   In particular, if this interdiffusion of atoms occurs at the interface of the InGaAs channel layer 105, the mobility of electrons moving inside the InGaAs channel layer 105 is extremely reduced when the low resistance HEMT 116 is operated. As a result, the channel resistance in the InGaAs channel layer 105 is increased.

その結果、低抵抗領域115を設けたことでソース電極112及びドレイン電極113でのオーミックコンタクト抵抗は低減できるものの、InGaAsチャネル層105でのチャネル抵抗が増大するため、低抵抗型のHEMT116全体としてのオン抵抗を低抵抗化することができず、この低抵抗型のHEMT116を十分に低消費電力化することができなかった。   As a result, although the ohmic contact resistance at the source electrode 112 and the drain electrode 113 can be reduced by providing the low resistance region 115, the channel resistance in the InGaAs channel layer 105 is increased. The on-resistance cannot be reduced, and the low-resistance HEMT 116 cannot sufficiently reduce power consumption.

そこで、請求項1に係る本発明はGaAsからなる基板上に、GaAsからなるバッファ層を形成する第1工程と、前記バッファ層上に、n型の不純物であるSiをドープしたAlGaAsからなる第1のn+ドープ層を形成する第2工程と、前記第1のn+ドープ層上に、アンドープのAlGaAsからなる第1のスペーサ層を形成する第3工程と、前記第1のスペーサ層上に、アンドープのInGaAsからなるチャネル層を形成する第4工程と、前記チャネル層上に、アンドープのAlGaAsからなる第2のスペーサ層を形成する第5工程と、前記第2のスペーサ層上に、n型の不純物であるSiを比較的高濃度にドープしたAlGaAsからなる第2のn+ドープ層を形成する第6工程と、前記第2のn+ドープ層上に、n型の不純物をドープしたAlGaAsからなるn−障壁層を形成する第7工程と、前記n−障壁層上に、n型のドーパントをドープしたGaAsからなるオーミックキャップ層を形成する第8工程と、前記オーミックキャップ層の一部を選択的に除去する第9工程と、前記オーミックキャップ層および前記n−障壁層上に、SiNからなる絶縁膜を形成する第10工程と、水素雰囲気中で600℃程度での熱処理を行い、オーミックキャップ層の下方に比較的高濃度にn型の不純物を拡散させたAlGaAsからなる低抵抗領域を形成する第11工程と、前記オーミックキャップ層上の前記絶縁膜をエッチングにより除去し、該オーミックキャップ層を露出させる第12工程と、前記露出したオーミックキャップ層上に、ソース電極及びドレイン電極を形成する第13工程と、を有し、前記ドーパントとして前記Siよりも拡散係数の大きく、前記チャネル層で原子の相互拡散が発生しない温度で熱拡散するセレン(Se)又は硫黄(S)を用いた高電子移動度トランジスタの製造方法とした。 Therefore, this onset bright according to claim 1, on a substrate made of GaAs, a first step of forming a buffer layer made of GaAs, the buffer layer, an AlGaAs doped with Si as an n-type impurity A second step of forming a first n + doped layer, a third step of forming a first spacer layer made of undoped AlGaAs on the first n + doped layer, and on the first spacer layer Further, a fourth step of forming a channel layer made of undoped InGaAs, a fifth step of forming a second spacer layer made of undoped AlGaAs on the channel layer, and on the second spacer layer, a sixth step of forming a second n + doped layer made of AlGaAs doped with Si, which is an n-type impurity, at a relatively high concentration; and an n-type impurity on the second n + doped layer A seventh step of forming an n-barrier layer made of AlGaAs doped with n, an eighth step of forming an ohmic cap layer made of GaAs doped with an n-type dopant on the n-barrier layer, and the ohmic cap A ninth step of selectively removing a part of the layer; a tenth step of forming an insulating film made of SiN on the ohmic cap layer and the n-barrier layer; and in a hydrogen atmosphere at about 600 ° C. An eleventh step of performing a heat treatment to form a low resistance region made of AlGaAs in which an n-type impurity is diffused at a relatively high concentration below the ohmic cap layer, and removing the insulating film on the ohmic cap layer by etching A twelfth step of exposing the ohmic cap layer, and a source electrode and a drain electrode on the exposed ohmic cap layer. Includes a thirteenth step of forming, a, wherein the large active diffusion coefficient than Si as a dopant, selenium interdiffusion of atoms in the channel layer is thermally diffused at a temperature which does not generate (Se) or sulfur (S) It was set as the manufacturing method of the used high electron mobility transistor .

本発明では、以下に記載するような効果を奏する。   The present invention has the following effects.

また、請求項に係る本発明では、電極とチャネル層との間の障壁層にドーパントを注入すると共に、熱拡散させて低抵抗領域を形成した高電子移動度トランジスタの製造方法において、ドーパントとしてシリコンよりも拡散係数の大きい物質を用いたため、ソース電極及びドレイン電極のオーミックコンタクト抵抗を低減すると共に、チャネル層でのチャネル抵抗の増大を抑制することによって低消費電力化を図った高電子移動度トランジスタを製造することができる。また、ドーパントとして、チャネル層で原子の相互拡散が発生しない温度で熱拡散する物質を用いたため、低抵抗領域を形成する際に、原子の相互拡散を抑制することができるのでチャネル抵抗の増大を抑制しつつ、ソース電極及びドレイン電極のオーミックコンタクト抵抗を低減した高電子移動度トランジスタを製造することもできる。さらに、ドーパントとしては、セレン又は硫黄を用いたため、ドーパントとしてシリコンを用いた高電子移動度トランジスタよりもチャネル抵抗を低減した高電子移動度トランジスタを製造することもできる。 In the present invention according to claim 1 , in the method of manufacturing a high electron mobility transistor in which a dopant is injected into a barrier layer between an electrode and a channel layer and a low resistance region is formed by thermal diffusion, Using a material with a larger diffusion coefficient than silicon, the ohmic contact resistance of the source and drain electrodes is reduced, and the increase in channel resistance in the channel layer is suppressed, resulting in low power consumption. Transistors can be manufactured. In addition, as a dopant, a substance that thermally diffuses at a temperature that does not cause mutual diffusion of atoms in the channel layer is used. Therefore, when forming a low resistance region, mutual diffusion of atoms can be suppressed, thereby increasing channel resistance. It is also possible to manufacture a high electron mobility transistor in which the ohmic contact resistance of the source electrode and the drain electrode is reduced while suppressing. Furthermore, since selenium or sulfur is used as the dopant, a high electron mobility transistor having a channel resistance lower than that of the high electron mobility transistor using silicon as the dopant can be manufactured.

本発明に係る半導体装置は、半導体基板上に形成した高電子移動度トランジスタ(以下、「HEMT(High Electron Mobility Transistor)」という。)を有するものである。   A semiconductor device according to the present invention includes a high electron mobility transistor (hereinafter referred to as “HEMT (High Electron Mobility Transistor)”) formed on a semiconductor substrate.

このHEMTは、ソース電極及びドレイン電極の下方の障壁層にドーパントを注入すると共に、熱拡散させて低抵抗領域を形成することによりソース電極及びドレイン電極のオーミックコンタクト抵抗を低減したものである。   In this HEMT, a dopant is injected into a barrier layer below the source electrode and the drain electrode, and the ohmic contact resistance of the source electrode and the drain electrode is reduced by thermal diffusion to form a low resistance region.

特に、低抵抗領域を形成する際に障壁層へ拡散させるドーパントとして、シリコンよりも拡散係数の大きい物質を用いるようにしている。   In particular, a material having a diffusion coefficient larger than that of silicon is used as a dopant to be diffused into the barrier layer when forming the low resistance region.

さらに、このドーパントとしては、チャネル層で原子の相互拡散が発生しない程度の温度による熱処理によって障壁層の内部に拡散し、低抵抗領域を形成することができる物質を用いるようにしている。   Further, as this dopant, a substance that can be diffused into the barrier layer by a heat treatment at a temperature that does not cause mutual diffusion of atoms in the channel layer to form a low resistance region is used.

そして、このシリコンよりも拡散係数が大きく、チャネル層で原子の相互拡散が発生しない温度で熱拡散する物質として、セレン又は硫黄を用いて低抵抗領域を形成するようにしている。   The low resistance region is formed using selenium or sulfur as a material having a diffusion coefficient larger than that of silicon and thermally diffusing at a temperature at which no mutual diffusion of atoms occurs in the channel layer.

以下に、本発明に係るHEMT1(図6参照)の製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。   Below, the manufacturing method of HEMT1 (refer FIG. 6) based on this invention is demonstrated concretely, referring drawings.

まず、半絶縁性のGaAs(ガリウム・ヒ素)からなる基板2を用意し、この基板2の上面にGaAsからなるバッファ層3をエピタキシャル成長させる。   First, a substrate 2 made of semi-insulating GaAs (gallium arsenide) is prepared, and a buffer layer 3 made of GaAs is epitaxially grown on the upper surface of the substrate 2.

次に、このバッファ層3の上面にn型の不純物であるSi(シリコン)を比較的高濃度にドープしたAlGaAs(アルミニウム・ガリウム・ヒ素)からなる第1のn+ドープ層4をエピタキシャル成長させる。   Next, a first n + doped layer 4 made of AlGaAs (aluminum / gallium / arsenic) doped with Si (silicon), which is an n-type impurity, at a relatively high concentration is epitaxially grown on the upper surface of the buffer layer 3.

次に、この第1のn+ドープ層4の上面に、アンドープのAlGaAsからなる第1のスペーサ層5をエピタキシャル成長させる。   Next, a first spacer layer 5 made of undoped AlGaAs is epitaxially grown on the upper surface of the first n + doped layer 4.

次に、この第1のスペーサ層5の上面に、アンドープのInGaAs(インジウム・ガリウム・ヒ素)からなるチャネル層6をエピタキシャル成長させる。   Next, a channel layer 6 made of undoped InGaAs (indium gallium arsenide) is epitaxially grown on the upper surface of the first spacer layer 5.

次に、このチャネル層6の上面に、アンドープのAlGaAsからなる第2のスペーサ層7をエピタキシャル成長させる。   Next, a second spacer layer 7 made of undoped AlGaAs is epitaxially grown on the upper surface of the channel layer 6.

次に、この第2のスペーサ層7の上面に、n型の不純物であるSiを比較的高濃度にドープしたAlGaAsからなる第2のn+ドープ層8をエピタキシャル成長させる。   Next, a second n + doped layer 8 made of AlGaAs doped with a relatively high concentration of Si, which is an n-type impurity, is epitaxially grown on the upper surface of the second spacer layer 7.

次に、この第2のn+ドープ層8の上面に、n型の不純物を比較的低濃度にドープしたAlGaAsからなるn−障壁層9をエピタキシャル成長させる。   Next, an n− barrier layer 9 made of AlGaAs doped with an n-type impurity at a relatively low concentration is epitaxially grown on the upper surface of the second n + doped layer 8.

そして、このn−障壁層9の上面に、n型の不純物を比較的高濃度にドープしたGaAsからなるオーミックキャップ層10をエピタキシャル成長させることによって、図1に示すようなエピタキシャル層11を形成する。   Then, an epitaxial layer 11 as shown in FIG. 1 is formed on the upper surface of the n-barrier layer 9 by epitaxially growing an ohmic cap layer 10 made of GaAs doped with an n-type impurity at a relatively high concentration.

特に、このオーミックキャップ層11を形成する際にドープするドーパントは、Siよりも拡散係数の大きい物質としてSe(セレン)又はS(硫黄)を用いるようにする。   In particular, as a dopant to be doped when forming the ohmic cap layer 11, Se (selenium) or S (sulfur) is used as a substance having a diffusion coefficient larger than that of Si.

また、第1のn+ドープ層4と第2のn+ドープ層8とn−障壁層9とオーミックキャップ層10とを形成した後は、600℃程度の比較的低温にてアニール処理を施すことによって、n型の不純物をドープしたことにより傷ついた結晶構造を回復させるようにしている。   After forming the first n + doped layer 4, the second n + doped layer 8, the n− barrier layer 9, and the ohmic cap layer 10, annealing is performed at a relatively low temperature of about 600 ° C. The crystal structure damaged by doping with n-type impurities is recovered.

次に、オーミックキャップ層10の上面にレジスト膜(図示略)を形成した後、フォトリソグラフィー法を用いてソース電極12及びドレイン電極13(図5参照)を形成するためのパターニングを行い、その後、図2に示すように、ソース電極12及びドレイン電極13を形成する部分以外のオーミックキャップ層10をエッチングにより除去する。   Next, after forming a resist film (not shown) on the upper surface of the ohmic cap layer 10, patterning is performed to form the source electrode 12 and the drain electrode 13 (see FIG. 5) using a photolithography method, and then As shown in FIG. 2, the ohmic cap layer 10 other than the portions where the source electrode 12 and the drain electrode 13 are formed is removed by etching.

次に、図3に示すように、このソース電極12及びドレイン電極13を形成する部分以外のオーミックキャップ層10を除去したエピタキシャル層11の上面に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いてSiN(窒化シリコン)からなる絶縁膜14を形成する。   Next, as shown in FIG. 3, SiN (Chemical Vapor Deposition) method is used on the upper surface of the epitaxial layer 11 from which the ohmic cap layer 10 other than the portion where the source electrode 12 and the drain electrode 13 are formed is removed. An insulating film 14 made of silicon nitride is formed.

次に、この絶縁膜14を形成したエピタキシャル層11に対して、水素雰囲気中で熱処理を行い、オーミックキャップ層10にドープしておいたn型の不純物をn−障壁層9の内部に拡散させることによって、図4に示すように、オーミックキャップ層10の下方に比較的高濃度にn型の不純物を拡散させたAlGaAsからなる低抵抗領域15を形成する。   Next, the epitaxial layer 11 on which the insulating film 14 is formed is heat-treated in a hydrogen atmosphere to diffuse the n-type impurity doped in the ohmic cap layer 10 into the n-barrier layer 9. As a result, as shown in FIG. 4, a low resistance region 15 made of AlGaAs in which n-type impurities are diffused at a relatively high concentration is formed below the ohmic cap layer 10.

特に、ここで行う熱処理によりn−障壁層9の内部に拡散させるn型の不純物は、上記したようにSiよりも拡散係数が大きい物質であるため、Siをn−障壁層9の内部に拡散させる際のように800℃以上の高温での熱処理を行う必要がなく、600℃程度の比較的低温での熱処理によりn型の不純物をn−障壁層9の内部に拡散させることができる。   In particular, since the n-type impurity diffused into the n-barrier layer 9 by the heat treatment performed here is a substance having a diffusion coefficient larger than that of Si as described above, Si is diffused into the n-barrier layer 9. It is not necessary to perform a heat treatment at a high temperature of 800 ° C. or higher as in the case of performing the process, and n-type impurities can be diffused into the n-barrier layer 9 by a heat treatment at a relatively low temperature of about 600 ° C.

そのため、この熱処理によってチャネル層6の界面で原子の相互拡散が発生することを抑制することができるので、チャネル抵抗の増大を抑制することができる。   Therefore, the occurrence of interdiffusion of atoms at the interface of the channel layer 6 due to this heat treatment can be suppressed, and an increase in channel resistance can be suppressed.

次に、絶縁膜14の上面にレジスト膜を形成した後、フォトリソグラフィー法を用いてソース電極12及びドレイン電極13を形成するためのパターニングを行い、その後、ソース電極12及びドレイン電極13を形成する部分の絶縁膜14をエッチングにより除去する。   Next, after forming a resist film on the upper surface of the insulating film 14, patterning is performed to form the source electrode 12 and the drain electrode 13 using a photolithography method, and then the source electrode 12 and the drain electrode 13 are formed. A portion of the insulating film 14 is removed by etching.

続いて、図5に示すように、この絶縁膜14を除去した部分のオーミックキャップ層10の上面にソース電極12及びドレイン電極13を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 5, the source electrode 12 and the drain electrode 13 are formed on the upper surface of the ohmic cap layer 10 where the insulating film 14 is removed.

最後に、ソース電極12及びドレイン電極13を形成したエピタキシャル層11の上面にレジスト膜を形成した後、フォトリソグラフィー法を用いてゲート電極16を形成するためのパターニングを行い、その後、ゲート電極16を形成する部分の絶縁膜14をエッチングにより除去し、この絶縁膜14を除去した部分のn−障壁層9に当接させてゲート電極16を形成することによって、図6に示すようなHEMT1を製造する。   Finally, after forming a resist film on the upper surface of the epitaxial layer 11 on which the source electrode 12 and the drain electrode 13 are formed, patterning for forming the gate electrode 16 is performed using a photolithography method, and then the gate electrode 16 is formed. The portion of the insulating film 14 to be formed is removed by etching, and the gate electrode 16 is formed in contact with the portion of the n-barrier layer 9 from which the insulating film 14 has been removed, thereby producing a HEMT 1 as shown in FIG. To do.

このように、本実施形態に係る製造方法によって製造したHEMT1は、ソース電極12及びドレイン電極13の下方のn−障壁層9に、Siよりも拡散係数の大きい物質を拡散させた低抵抗領域15を形成したことによって、ソース電極12及びドレイン電極13のオーミックコンタクト抵抗を低減すると共に、チャネル層6でのチャネル抵抗の増大を抑制することができる。   Thus, the HEMT 1 manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment has a low resistance region 15 in which a material having a diffusion coefficient larger than Si is diffused in the n-barrier layer 9 below the source electrode 12 and the drain electrode 13. As a result, the ohmic contact resistance of the source electrode 12 and the drain electrode 13 can be reduced, and an increase in channel resistance in the channel layer 6 can be suppressed.

これにより、HEMT1が動作する際のオン抵抗が低抵抗化されるため低消費電力化を図ることができる。   As a result, the on-resistance when the HEMT 1 operates is reduced, so that power consumption can be reduced.

本発明に係るHEMTの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of HEMT which concerns on this invention. 本発明に係るHEMTの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of HEMT which concerns on this invention. 本発明に係るHEMTの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of HEMT which concerns on this invention. 本発明に係るHEMTの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of HEMT which concerns on this invention. 本発明に係るHEMTの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of HEMT which concerns on this invention. 本発明に係るHEMTを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows HEMT which concerns on this invention. 従来のHEMTを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the conventional HEMT. 従来のHEMTを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the conventional HEMT.

符号の説明Explanation of symbols

1 HEMT
2 基板
3 バッファ層
4 第1のn+ドープ層
5 第1のスペーサ層
6 チャネル層
7 第2のスペーサ層
8 第2のn+ドープ層
9 n−障壁層
10 オーミックキャップ層
11 エピタキシャル層
12 ソース電極
13 ドレイン電極
14 絶縁膜
15 低抵抗領域
16 ゲート電極
1 HEMT
2 substrate 3 buffer layer 4 first n + doped layer 5 first spacer layer 6 channel layer 7 second spacer layer 8 second n + doped layer 9 n-barrier layer 10 ohmic cap layer 11 epitaxial layer 12 source electrode 13 Drain electrode 14 Insulating film 15 Low resistance region 16 Gate electrode

Claims (1)

GaAsからなる基板上に、GaAsからなるバッファ層を形成する第1工程と、
前記バッファ層上に、n型の不純物であるSiをドープしたAlGaAsからなる第1のn+ドープ層を形成する第2工程と、
前記第1のn+ドープ層上に、アンドープのAlGaAsからなる第1のスペーサ層を形成する第3工程と、
前記第1のスペーサ層上に、アンドープのInGaAsからなるチャネル層を形成する第4工程と、
前記チャネル層上に、アンドープのAlGaAsからなる第2のスペーサ層を形成する第5工程と、
前記第2のスペーサ層上に、n型の不純物であるSiを比較的高濃度にドープしたAlGaAsからなる第2のn+ドープ層を形成する第6工程と、
前記第2のn+ドープ層上に、n型の不純物をドープしたAlGaAsからなるn−障壁層を形成する第7工程と、
前記n−障壁層上に、n型のドーパントをドープしたGaAsからなるオーミックキャップ層を形成する第8工程と、
前記オーミックキャップ層の一部を選択的に除去する第9工程と、
前記オーミックキャップ層および前記n−障壁層上に、SiNからなる絶縁膜を形成する第10工程と、
水素雰囲気中で600℃程度での熱処理を行い、オーミックキャップ層の下方に比較的高濃度にn型の不純物を拡散させたAlGaAsからなる低抵抗領域を形成する第11工程と、
前記オーミックキャップ層上の前記絶縁膜をエッチングにより除去し、該オーミックキャップ層を露出させる第12工程と、
前記露出したオーミックキャップ層上に、ソース電極及びドレイン電極を形成する第13工程と、を有し、
前記ドーパントとして前記Siよりも拡散係数の大きく、前記チャネル層で原子の相互拡散が発生しない温度で熱拡散するセレン(Se)又は硫黄(S)を用いた高電子移動度トランジスタの製造方法。
A first step of forming a buffer layer made of GaAs on a substrate made of GaAs;
A second step of forming a first n + doped layer made of AlGaAs doped with Si, which is an n-type impurity, on the buffer layer;
Forming a first spacer layer of undoped AlGaAs on the first n + doped layer;
A fourth step of forming a channel layer made of undoped InGaAs on the first spacer layer;
Forming a second spacer layer made of undoped AlGaAs on the channel layer; and
A sixth step of forming a second n + doped layer made of AlGaAs on the second spacer layer, which is doped with Si, which is an n-type impurity, at a relatively high concentration;
A seventh step of forming an n− barrier layer made of AlGaAs doped with an n-type impurity on the second n + doped layer;
An eighth step of forming an ohmic cap layer made of GaAs doped with an n-type dopant on the n-barrier layer;
A ninth step of selectively removing a part of the ohmic cap layer;
A tenth step of forming an insulating film made of SiN on the ohmic cap layer and the n-barrier layer;
An eleventh step of performing a heat treatment at about 600 ° C. in a hydrogen atmosphere to form a low resistance region made of AlGaAs in which an n-type impurity is diffused at a relatively high concentration below the ohmic cap layer;
Removing the insulating film on the ohmic cap layer by etching and exposing the ohmic cap layer;
Forming a source electrode and a drain electrode on the exposed ohmic cap layer, and
Wherein the large active diffusion coefficient than Si as a dopant, the manufacturing method of the high electron mobility transistor using a selenium (Se) or sulfur (S) in which the mutual diffusion of atoms in the channel layer is thermally diffused at a temperature which does not occur.
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