JPH0799752B2 - Field effect transistor - Google Patents
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- JPH0799752B2 JPH0799752B2 JP60108121A JP10812185A JPH0799752B2 JP H0799752 B2 JPH0799752 B2 JP H0799752B2 JP 60108121 A JP60108121 A JP 60108121A JP 10812185 A JP10812185 A JP 10812185A JP H0799752 B2 JPH0799752 B2 JP H0799752B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
- H10D30/87—FETs having Schottky gate electrodes, e.g. metal-semiconductor FETs [MESFET]
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電界効果トランジスタに係り、特に化合物半導
体電界効果トランジスタに関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to field effect transistors, and more particularly to compound semiconductor field effect transistors.
GaAs MESFETにおいては、第1図に示すように半絶縁性G
aAs基板1とn型能動層2の間にp型の導電性を有する
層(p型埋込み層3)を設ける型のものが提案されてい
る(公開技報Vol.6−16,公技番号81−4352)。In GaAs MESFET, semi-insulating G
A type has been proposed in which a layer having p-type conductivity (p-type buried layer 3) is provided between the aAs substrate 1 and the n-type active layer 2 (Open Technical Report Vol. 81-4352).
p型埋込み層3の主たる役割は、短チヤンネル効果の抑
制(短チヤンネル効果とは、ゲート長Lを短縮するに伴
いしきい電圧が負の方向に大きくシフトする現象を言
う。)にある。短チヤンネル効果は、ソース側n+層5か
ら半絶縁性GaAs基板1に注入された電子がドレイン側n+
層6に流入するために現出する現象であり、言わばn型
能動層2を流れる電流径路以外に半絶縁性GaAs基板1中
を流れる副次の電流径路が存在するためであると考えて
よい。それゆえ、p型埋込み層3の領域で高くなつた基
板側の障壁は、電子の注入を抑制し、副次的な電流径路
を消失せしめる。The main role of the p-type buried layer 3 is to suppress the short channel effect (the short channel effect is a phenomenon in which the threshold voltage largely shifts in the negative direction as the gate length L is shortened). The short channel effect is that electrons injected from the source side n + layer 5 into the semi-insulating GaAs substrate 1 are drain side n +.
This is a phenomenon that appears when it flows into the layer 6, and it can be considered that there is a secondary current path that flows in the semi-insulating GaAs substrate 1 in addition to the current path that flows in the n-type active layer 2. . Therefore, the elevated barrier on the substrate side in the region of the p-type buried layer 3 suppresses the injection of electrons and eliminates the secondary current path.
p型埋込み層3は、それを完全に空乏化させるために低
濃度に、しかもその電位を制御する制御電圧を設けない
よう設計するのが通例である。これは、n型能動層1や
n+層5,6とp型埋込み層3との間の寄生容量を低減し、
素子の高速化を図るためである。It is customary to design the p-type buried layer 3 to have a low concentration in order to completely deplete it and not to provide a control voltage for controlling its potential. This is the n-type active layer 1
The parasitic capacitance between the n + layers 5 and 6 and the p-type buried layer 3 is reduced,
This is to increase the speed of the device.
ところが、このように設計した素子はα線に弱いことを
本発明者らは見い出した。すなわち、このような素子を
用いて構成したSRAM(Static Random Access Memor
y)は、α線が入射するたびに保持された記憶情報が破
壊される(ソフト・エラー)。このようなソフト・エラ
ーは、テー・シー・メイ〔T.C.May〕とエム・エイチ・
ウツズ〔M.H.Woods〕により1979年にSiデバイスにおい
て初めて見い出されたものである。(テー・シー・メイ
・アンド・エム・エイチ・ウツズ,アイイーイーイー・
トランザクション,エレクトロン・デバイス,ED−26巻
第2頁1979年〔T.C.May and M.H.Woods,IEEE Trans,Ele
ctron Device,ED−26,p2,1979〕参照) Siデバイスにおけるソフトエラーの発生機構は通常次の
ように考えられている。記憶情報は、DRAM(Dyuamic
Random Access Memory)の場合、メモリセルに配さ
れた容量に蓄積される電荷の有無の形で、また、SRAMの
場合、メモリセル中のノード(節)の電位の高低の形で
保持される。そこに、α線が入射するとSi基板中の飛跡
に沿つて、106の電子と正孔の対が発生し、これらのキ
ヤリアが基板内を拡散あるいはドリフトして、容量やノ
ードに流入する。そのために、容量に蓄積される電荷量
やノードの電位が大きく変動し、保持されていた記憶情
報が破壊される。上述したp型埋込み層を配したGaAs M
ESFETを用いて構成したSRAMにおいても、同様の機構で
ソフト・エラーが発生するものと考えられる。However, the present inventors have found that the element thus designed is weak against α rays. That, SRAM which is constructed by using such a device (S tatic R andom A ccess M emor
In y), the stored information is destroyed every time an α-ray is incident (soft error). Such soft errors are caused by TC May and M.H.
It was first discovered by MH Woods in 1979 in Si devices. (TC May and MHC Woods, IEE
Transactions, Electron Devices, ED-26 Volume 2 1979 [TC May and MH Woods, IEEE Trans, Ele
ctron Device, ED-26, p2, 1979]) The mechanism of soft error in Si devices is usually considered as follows. The memory information is DRAM ( D yuamic
For R andom A ccess M emory), held in the form of the presence or absence of electric charge accumulated in the capacitor arranged in the memory cell, also in the case of SRAM, in the form of high and low potential of the node in the memory cell (node) To be done. When α rays enter there, 10 6 electron-hole pairs are generated along the tracks in the Si substrate, and these carriers diffuse or drift in the substrate and flow into capacitors and nodes. Therefore, the amount of charge accumulated in the capacitor and the potential of the node largely change, and the stored information held is destroyed. GaAs M with the above-mentioned p-type buried layer
It is considered that a soft error will occur due to the same mechanism even in SRAM configured using ESFET.
ここで銘記すべきことは、Siデバイスにおいては、α線
の飛跡に沿つて発生したキヤリアの総量が106ケである
とすれば、容量あるいはノードに流入する電荷の総量は
高々160fC(発生したすべてのキヤリアが流入した場合
に相当する。)であり160fCを越えることがないという
ことである。It should be noted here that in Si devices, if the total amount of carriers generated along the α-ray track is 10 6 pieces, the total amount of charges flowing into the capacitor or node is 160 fC (at most This is equivalent to the case where all carriers flow in.), Which means that it will not exceed 160 fC.
ところが、本発明者らはp型埋込み層を配したGaAs MES
FETのトランジスタ動作状態における測定を重ねた結果
次のような事実を見い出した。すなわち、Siデバイスと
事情を異にして、160fCの数倍の電荷量がα線により発
生し電極に流した如くみえるという事実である。これ
は、p型埋込み層を配したGaAs MESFETは、Siデバイス
に比べてα線耐性が小さいことを示すものであり、何ら
かのキヤリア増倍機構が存在することを示唆するもので
ある。However, the present inventors have found that GaAs MES having a p-type buried layer
The following facts were found as a result of repeated measurement of the FET transistor operating state. In other words, the situation is different from that of Si devices, and it seems that a charge amount several times higher than 160 fC is generated by α-rays and flows to the electrodes. This indicates that the GaAs MESFET provided with the p-type buried layer has a smaller α-ray resistance than the Si device, and suggests that some carrier multiplication mechanism exists.
本発明の目的は、α線耐性の大きい電界効果トランジス
タを提供することにある。An object of the present invention is to provide a field effect transistor having high α-ray resistance.
本発明は、前記目的を達成するため、ソース,ドレイン
領域および能動層を形成する半導体層に、該半導体層と
逆の導電型であり、かつ導電性を有する(完全には空乏
化しない)は半導体層を接して設け、該導電性を有する
半導体層に電極を設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor layer forming a source / drain region and an active layer with a conductivity type opposite to that of the semiconductor layer and having conductivity (not completely depleted). A semiconductor layer is provided in contact with the semiconductor layer, and an electrode is provided on the conductive semiconductor layer.
すなわち、上述のキヤリア増倍機構のひとつとして、本
発明者らは次のような機構があることを見い出した。α
線の入射に伴い基板中に発生する正の電荷(正孔によ
る)と負の電荷(電子による)の総量は、いずれも160f
Cで等量である。また、p型埋込み層は完全に空乏化し
ているために、ドレインに電圧を印加した状態では、ド
レインに始まりソースに終わる電気力線が走つており、
これが発生した。キヤリアのドリフトを促す。さらに、
GaAs中のドリフト速度を決める移動度は、電子の方が正
孔に比べて10倍以上大きい。したがつて、電子がドレイ
ン側に完全に吸収された後も、基板中に正孔が残留する
という状態が実現する。このため基板側のポテンシヤル
障壁が下がり、ソース側からの電子の注入が促進され、
副次的な電流径路が形成されドレイン側に新らたな電流
が流入するという短チヤンネル効果にみられた機構と同
様な機構が働く。このようにして流入した電荷が160fC
の数倍あり、キヤリアの増倍として観測される。That is, the present inventors have found the following mechanism as one of the above-mentioned carrier multiplication mechanisms. α
The total amount of positive charges (due to holes) and negative charges (due to electrons) generated in the substrate due to the incidence of rays is 160f.
Equivalent in C. Further, since the p-type buried layer is completely depleted, electric lines of force that start at the drain and end at the source run when voltage is applied to the drain.
This happened. Promotes carrier drift. further,
The mobility that determines the drift velocity in GaAs is more than 10 times greater for electrons than for holes. Therefore, a state in which holes remain in the substrate even after the electrons are completely absorbed on the drain side is realized. Therefore, the potential barrier on the substrate side is lowered, and the injection of electrons from the source side is promoted,
A mechanism similar to the mechanism found in the short channel effect, in which a new current flows into the drain side by forming a secondary current path, works. The charge flowing in this way is 160 fC
It is observed as a multiplication of the carrier.
本発明による素子構造では、このキヤリアの増倍を抑制
するために、例えば第2図に示すようにn型能動層12あ
るいはn+層15,16の下部に完全には空乏化しないp型埋
込み層13を配し、その層の電位を制御する制御電極17を
設けている。In the device structure according to the present invention, in order to suppress the multiplication of carriers, for example, as shown in FIG. 2, a p-type buried layer which is not completely depleted below the n-type active layer 12 or the n + layers 15 and 16 is formed. A layer 13 is arranged, and a control electrode 17 for controlling the potential of the layer is provided.
このような素子構造によれば、上述のように正孔のみが
基板中に残留し、基板側のポテンシヤル障壁が低下する
という現象を避けることができる。なぜなら、正孔はp
型埋込み層13の中性領域(空乏化していない領域)を介
して制御電極17に流出するからである。According to such an element structure, it is possible to avoid the phenomenon that only the holes remain in the substrate and the potential barrier on the substrate side is lowered as described above. Because the holes are p
This is because it flows out to the control electrode 17 through the neutral region (region not depleted) of the mold burying layer 13.
したがつて、ソース側からの電子の基板中への注入が抑
制され、キヤリアの増倍が抑えられる。Therefore, the injection of electrons from the source side into the substrate is suppressed, and the multiplication of carriers is suppressed.
尚、集積回路中でα線入射時のキヤリア増倍効果の問題
となる素子は限られており、回路中の不要な寄生容量を
生じせしめず、回路の高速性を維持するためには問題と
なる素子に限つて、第2図の如き素子構造を採用するの
がよい。その観点から第2図の如く、p型埋込み層13を
選択的に形成した素子構造の方が、全面にわたつて形成
する素子構造よりも望ましい。There are only a limited number of elements in the integrated circuit that cause the problem of the carrier multiplication effect when α-rays are incident, and there is a problem in maintaining the high speed of the circuit without causing unnecessary parasitic capacitance in the circuit. It is preferable to adopt the element structure as shown in FIG. 2 only for the element. From this point of view, the element structure in which the p-type buried layer 13 is selectively formed as shown in FIG. 2 is more preferable than the element structure formed over the entire surface.
また、第1図では2,5,6をn型とし、3をp型としたた
めに、正孔が基板中に残留しキヤリアの増倍がおこる。
ところが逆に、第1図において、2,5,6をp型とし、3
をn型とした場合には、キヤリアの増倍効果はおこらな
い。なぜなら、正孔が基板中に残留するためにソース側
からの正孔の注入を抑止するからである。ところが、電
極に流入する総電荷量は、最大140fC程度あり(α線に
より発生する総電荷量にほぼ等しい)、ソフトエラーを
回避するには依然大きい。Further, in FIG. 1, since 2, 5, 6 are n-type and 3 is p-type, holes remain in the substrate and carrier multiplication occurs.
On the contrary, in Fig. 1, 2, 5, 6 are p-type and 3
When is an n-type, the carrier multiplication effect does not occur. This is because the holes remain in the substrate and thus suppress the injection of holes from the source side. However, the total amount of electric charge flowing into the electrode is about 140 fC at the maximum (almost equal to the total amount of electric charge generated by α rays), which is still large to avoid the soft error.
しかし、第2図に示す本発明の素子構造によれば、12,1
5,16をp型とし、13をn型とし、制御電極17を設けた場
合、電極に流入する総電荷を低減することが可能であ
る。なぜなら、電子はn層13を介して制御電極へ流出
し、また、正孔はn層13の静電ポテンシヤルによつてp
層12,15,16に流入するのを妨げられるからである。However, according to the device structure of the present invention shown in FIG.
When 5 and 16 are p-type, 13 is n-type and the control electrode 17 is provided, it is possible to reduce the total charge flowing into the electrodes. Because electrons flow out to the control electrode through the n-layer 13, and holes are p due to the electrostatic potential of the n-layer 13.
This is because it is prevented from flowing into the layers 12, 15 and 16.
以上をまとめると、本発明による素子構造によれば、能
動層がn型であり埋込み層がp型である場合には、キヤ
リアの増倍が抑えられしかも、さらに、流入する総電荷
量をα線による発生電荷量よりも抑えることができる。
逆に、能動層がp型であり、埋込み層がn型である場合
にも流入する総電荷量をα線による発生電荷量よりも抑
えることができる。即ち、本発明による素子構造によれ
ば、α線耐性を大きくすることができる。In summary, according to the device structure of the present invention, when the active layer is the n-type and the buried layer is the p-type, the multiplication of the carrier is suppressed, and further, the total inflowing charge amount is α It can be suppressed more than the amount of charges generated by the line.
On the contrary, even when the active layer is p-type and the buried layer is n-type, the total amount of charges flowing in can be suppressed more than the amount of charges generated by α rays. That is, according to the element structure of the present invention, the α-ray resistance can be increased.
以下、本発明の実施例を第3図〜第7図により説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
第3図に第2図と同様の電界効果トランジスタを示す。
半絶縁性GaAs基板31上にイオン打込みとその後の高温熱
処理工程によりp型埋込み層33、n型能動層32、n+層3
5,36を形成する。p型埋込み層33のイオン打込みは、B
e,Mg,C,Znのいずれを用いてもよく、打込みエネルギー
は、n型能動層32やn+層35,36の形成条件に依存する
が、通常70KeV〜300KeVの範囲の中で選択し、ドーズ量
は完全には空乏化しない条件を満足するために、打込み
エネルギーに依存するが通常1011cm-2以上の範囲の中の
で選択する。高温熱処理は、通常700℃〜850℃の温度を
行なう。ソース電極39、ドレイン電極40、ゲート電極38
は通常のリフトオフ法で形成する。p型埋込み層33の制
御電極37は、p型GaAs層にオーミツク接触をなす金属で
あればよく、Cr,AuZn等のいずれを用いてもよい。FIG. 3 shows a field effect transistor similar to that shown in FIG.
A p-type buried layer 33, an n-type active layer 32, and an n + layer 3 are formed on the semi-insulating GaAs substrate 31 by ion implantation and subsequent high temperature heat treatment.
Form 5,36. Ion implantation of the p-type buried layer 33 is B
Any of e, Mg, C, and Zn may be used, and the implantation energy depends on the formation conditions of the n-type active layer 32 and the n + layers 35 and 36, but is usually selected in the range of 70 KeV to 300 KeV. , The dose amount depends on the implantation energy in order to satisfy the condition of not being completely depleted, but is usually selected within the range of 10 11 cm -2 or more. The high temperature heat treatment is usually performed at a temperature of 700 ° C to 850 ° C. Source electrode 39, drain electrode 40, gate electrode 38
Is formed by a normal lift-off method. The control electrode 37 of the p-type buried layer 33 may be any metal that makes an ohmic contact with the p-type GaAs layer, and any one of Cr, AuZn and the like may be used.
本実施例によれば、前述の如くα線により発生するキヤ
リアの増倍を抑制することができる。According to this embodiment, it is possible to suppress the multiplication of carriers caused by α rays as described above.
第4図に第2の実施例を示す。本実施例は第3図の実施
例の改良である。制御電極37の下部にp型埋込み層33よ
り高濃度のp+層41を設ける。p+層41は、Mg,Be,C,Znのう
ちいずれかの高ドーズイオン打込みと高温熱処理工程あ
るいは、Znの絶縁膜をマスクとする選択拡散工程により
形成する。イオン打込みの場合、打込みエネルギーは、
通常10KeV〜300KeVの間で選択し、ドーズ量は、通常10
13cm-2以上の範囲で選択する。また、Znの選択拡散の場
合には、表面濃度を1018cm-3とするために800℃以上の
高温で拡散する。A second embodiment is shown in FIG. This embodiment is an improvement of the embodiment shown in FIG. A p + layer 41 having a higher concentration than the p-type buried layer 33 is provided below the control electrode 37. The p + layer 41 is formed by high-dose ion implantation of any one of Mg, Be, C, and Zn and a high-temperature heat treatment step, or a selective diffusion step using a Zn insulating film as a mask. In the case of ion implantation, the implantation energy is
Normally select between 10 KeV and 300 KeV, and the dose amount is usually 10
Select from 13 cm -2 or more. Further, in the case of selective diffusion of Zn, it diffuses at a high temperature of 800 ° C. or higher so that the surface concentration becomes 10 18 cm −3 .
本実施例によれば、制御電極37とp型埋込み層33の接触
抵抗をひとけた下げることができ、キヤリアの増倍効果
を第3図に比べさらに低減することができる。また、第
3図ではp型の層33にオーミツク接触をとるために制御
電極37は、ソース電極39やドレイン電極40に用いる金属
(例えば、AuGe等n型の層にオーミツク接触をとる金
属)とは別種の金属(例えば、CrやAuZn)を用いる必要
であるが、本実施例によれば、p+層41が高濃度のためソ
ース電極39やドレイン電極40の金属と同種、あるいは、
ゲート電極38の金属と同種の金属を用いてもオーミック
接触を実現でき、制御電極37を形成するための工程を省
くことができ、工程を簡略化できる。According to the present embodiment, the contact resistance between the control electrode 37 and the p-type buried layer 33 can be lowered to the utmost, and the multiplication effect of the carrier can be further reduced as compared with FIG. Further, in FIG. 3, the control electrode 37 has a metal used for the source electrode 39 and the drain electrode 40 (for example, a metal having an ohmic contact with the n-type layer such as AuGe) in order to make an ohmic contact with the p-type layer 33. It is necessary to use another kind of metal (for example, Cr or AuZn), but according to the present embodiment, since the p + layer 41 has a high concentration, it is the same kind of metal as the source electrode 39 or the drain electrode 40,
Ohmic contact can be realized even if the same metal as the metal of the gate electrode 38 is used, the process for forming the control electrode 37 can be omitted, and the process can be simplified.
第5図に第3の実施例を示す。本実施例は第4図の実施
例の改良である。ソース側のn+層35に隣接して高濃度の
p+層41を設け、ソース電極39をn+層35上とp+層41上に同
時に配置する。FIG. 5 shows a third embodiment. This embodiment is an improvement of the embodiment shown in FIG. Adjacent to the source side n + layer 35
A p + layer 41 is provided, and the source electrode 39 is arranged on the n + layer 35 and the p + layer 41 at the same time.
本実施例によれば、第3図,第4図の実施例と同様にキ
ヤリアの増倍を抑制できる上に、さらにそれらに比べ素
子面積を減少でき高集積化を可能とする。According to the present embodiment, the multiplication of carriers can be suppressed as in the embodiments of FIGS. 3 and 4, and the element area can be further reduced as compared with those, and high integration can be achieved.
前述のように集積回路中でα線入射時のキヤリア増倍効
果の問題となる素子は限られており、回路中の不要な寄
生容量を生じせしめず、回路の高速性を維持するために
は、問題となる素子に限つて第3図〜第5図の如き素子
構造を採用するのがよい。その観点から、第3図〜第5
図の実施例のように、p型埋込み層33を選択的に形成し
た素子構造は望ましい。As described above, there are only a limited number of elements in the integrated circuit that cause the problem of the carrier multiplication effect when α rays are incident, and in order to maintain the high speed of the circuit without causing unnecessary parasitic capacitance in the circuit. It is preferable to adopt the element structure as shown in FIGS. 3 to 5 only for the element in question. From that point of view, FIGS.
An element structure in which the p-type buried layer 33 is selectively formed as in the illustrated embodiment is desirable.
第6図に第4の実施例を示す。本実施例は第3図の実施
例の改良である。前述のように集積回路の高速性を維持
するためには寄生容量は可能な限り排除することが望ま
しい。第6図は、ドレイン側のn+層36とp型埋込み層33
との間の寄生容量を低減するために、n+層下部にp型埋
込み層を設けない構造を示している。α線入射時のキヤ
リア増倍効果抑制のためには、n+層35あるいはn+層36あ
るいはn型能動層32のいずれかひとつの下部の全体ある
いは、部分にp型埋込み層33が設けられていることが最
低条件であり、p型埋込み層33をどのように配するか
は、集積回路の速度をどのように設計するかで決まる。FIG. 6 shows a fourth embodiment. This embodiment is an improvement of the embodiment shown in FIG. As described above, in order to maintain the high speed of the integrated circuit, it is desirable to eliminate the parasitic capacitance as much as possible. FIG. 6 shows the n + layer 36 on the drain side and the p-type buried layer 33.
In order to reduce the parasitic capacitance between and, the structure in which the p-type buried layer is not provided below the n + layer is shown. In order to suppress the carrier multiplication effect at the time of incidence of α rays, a p-type buried layer 33 is provided on the whole or part of the lower part of any one of the n + layer 35, the n + layer 36 and the n-type active layer 32. Is the minimum condition, and how the p-type buried layer 33 is arranged depends on how the speed of the integrated circuit is designed.
第7図に第5の実施例を示す。p型GaAs基板53上にイオ
ン打込みとその後の熱処理工程によりn型能動層52、n+
層55,56を形成する。p型基板53の濃度は、基板が完全
には空乏化しないために1013cm-3以上の範囲から選択す
る。ソース電極59、ドレイン電極60、ゲート電極58は通
常のリフトオフ法で形成する。p型基板53の制御電極57
は、p型GaAsにオーミック接触をなす金属であればよ
く、Cr,AuZn等のいずれを用いてもよい。FIG. 7 shows a fifth embodiment. An n-type active layer 52, n + is formed on the p-type GaAs substrate 53 by ion implantation and subsequent heat treatment.
Form layers 55, 56. The concentration of the p-type substrate 53 is selected from the range of 10 13 cm -3 or more so that the substrate is not completely depleted. The source electrode 59, the drain electrode 60, and the gate electrode 58 are formed by a normal lift-off method. Control electrode 57 of p-type substrate 53
Is a metal that makes ohmic contact with p-type GaAs, and any of Cr, AuZn, etc. may be used.
本実施例によれば、第3図と同様にα線により発生する
キヤリアの増倍を抑制することができる。また、第3図
のp型埋込み層33を形成する工程を省略でき、工程を簡
略化できる。According to the present embodiment, it is possible to suppress the multiplication of carriers caused by α rays similarly to FIG. Further, the step of forming the p-type buried layer 33 of FIG. 3 can be omitted, and the step can be simplified.
第3図〜第7図では、埋込み層や基板をp型として、ま
た、能動層をn型として説明したが、それぞれが逆の導
電性を有している場合には、α線入射時のキヤリアの流
入を発生電荷量よりも抑制できる。3 to 7, the buried layer and the substrate are described as p-type, and the active layer is described as n-type. However, when each has the opposite conductivity, when the α-ray is incident, The inflow of carriers can be suppressed more than the generated charge amount.
また、GaAsにだけ限定して説明したが、InPやGaAlAs,In
GaAs,InGaAsP等他の化合物半導体でも本発明の素子構造
によりキヤリアの増倍効果を抑制できることは言うまで
もない。なぜなら、化合物半導体は一般に電子の移動度
は正孔の移動度に比べて約1ケタ大きいため、正孔がい
つも基板内に残留するからである。Also, although the explanation was limited to GaAs, InP, GaAlAs, In
It is needless to say that the compound structure of the present invention can suppress the multiplication effect of carriers even with other compound semiconductors such as GaAs and InGaAsP. This is because the electron mobility of a compound semiconductor is generally about one digit higher than the hole mobility, so that holes always remain in the substrate.
Si,Geの基板については、キヤリア増倍効果そのものが
小さいが、同様にそれを抑制できることは言うまでもな
い。For Si and Ge substrates, the carrier multiplication effect itself is small, but it goes without saying that it can be suppressed similarly.
以上説明した如く、本発明によればα線入射時のキヤリ
アの増倍効果を抑制でき、従来に比べα線耐性を大きく
することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the multiplication effect of the carrier at the time of incidence of α-rays, and it is possible to increase the α-ray resistance as compared with the conventional case.
第1図は従来の電界効果トランジスタの断面構造図、第
2図は本発明による電界効果トランジスタの断面構造
図、第3図〜第7図は本発明の実施例の断面構造図であ
る。 11……半絶縁性GaAs基板、12……n型能動層、13……p
型埋込み層、15,16……n+層、17……制御電極、18……
ゲート電極、19……ソース電極、20……ドレイン電極。FIG. 1 is a sectional structure view of a conventional field effect transistor, FIG. 2 is a sectional structure view of a field effect transistor according to the present invention, and FIGS. 3 to 7 are sectional structure views of an embodiment of the present invention. 11 ... Semi-insulating GaAs substrate, 12 ... n-type active layer, 13 ... p
Mold buried layer, 15,16 …… n + layer, 17 …… Control electrode, 18 ……
Gate electrode, 19 ... Source electrode, 20 ... Drain electrode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 哲一 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭50−41477(JP,A) 特開 昭58−148449(JP,A) 特開 昭59−165466(JP,A) 特開 昭59−191385(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuichi Hashimoto 1-280, Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) Reference JP-A-50-41477 (JP, A) JP-A-SHO 58-148449 (JP, A) JP-A-59-165466 (JP, A) JP-A-59-191385 (JP, A)
Claims (12)
上に形成され、ソース領域、ドレイン領域および該2つ
の領域に間にある能動領域を有する第1の導電型の第1
の半導体層と、上記能動領域上に形成されたゲート電極
と、上記ソース領域上に形成されたソース電極と、上記
ドレイン領域上に形成されたドレイン電極を有する電界
効果トランジスタにおいて、上記化合物半導体基板と上
記第1の半導体層の間に上記ソース領域、ドレイン領域
および能動領域の少なくとも1つに接して形成された上
記第1の導電型とは反対の導電型の第2の導電型を有す
る第2の半導体層を有し、該第2の半導体層は完全には
空乏化していず、上記第2の半導体層と電気的に接続さ
れた制御電極を有し、上記第2の半導体層と上記制御電
極との間に上記第2の導電型で上記第2の半導体層より
低抵抗の第3の半導体層を有し、上記ソース電極、ドレ
イン電極および制御電極は同一金属からなり、上記ソー
ス電極またはドレイン電極の一方は上記制御電極と連続
して形成されて電気的に接続していることを特徴とする
電界効果トランジスタ。1. A first conductivity type first having a compound semiconductor substrate, a source region, a drain region, and an active region formed between the compound semiconductor substrate and the two regions.
A semiconductor layer, a gate electrode formed on the active region, a source electrode formed on the source region, and a drain electrode formed on the drain region, the compound semiconductor substrate A second conductivity type having a conductivity type opposite to the first conductivity type and formed between the first semiconductor layer and the first semiconductor layer in contact with at least one of the source region, the drain region and the active region. Second semiconductor layer, the second semiconductor layer is not completely depleted, and has a control electrode electrically connected to the second semiconductor layer, and the second semiconductor layer and the second semiconductor layer. A third semiconductor layer having a second conductivity type and a lower resistance than the second semiconductor layer is provided between the source electrode, the drain electrode and the control electrode, and the source electrode, the drain electrode and the control electrode are made of the same metal. Or drain Field effect transistors one emission electrode, characterized in that electrically connected is formed continuously with the control electrode.
上に形成され、ソース領域、ドレイン領域および該2つ
の領域に間にある能動領域を有する第1の導電型の第1
の半導体層と、上記能動領域上に形成されたゲート電極
と、上記ソース領域上に形成されたソース電極と、上記
ドレイン領域上に形成されたドレイン電極を有する電界
効果トランジスタにおいて、上記化合物半導体基板と上
記第1の半導体層の間に上記ソース領域、ドレイン領域
および能動領域に接して連続的にかつ上記ドレイン領域
とはその一部分と接して形成された上記第1の導電型と
は反対の導電型の第2の導電型を有する第2の半導体層
を有し、該第2の半導体層は完全には空乏化していず、
上記第2の半導体層と電気的に接続された制御電極を有
することを特徴とする電界効果トランジスタ。2. A first conductivity type first having a compound semiconductor substrate and a source region, a drain region, and an active region formed between the two regions and formed on the compound semiconductor substrate.
A semiconductor layer, a gate electrode formed on the active region, a source electrode formed on the source region, and a drain electrode formed on the drain region, the compound semiconductor substrate Formed between the first semiconductor layer and the first semiconductor layer continuously in contact with the source region, the drain region, and the active region, and in contact with a portion of the drain region, the conductivity being opposite to the first conductivity type. A second semiconductor layer having a second conductivity type of the second conductivity type, the second semiconductor layer not being fully depleted,
A field-effect transistor having a control electrode electrically connected to the second semiconductor layer.
に上記第2の導電型で上記第2の半導体層より低抵抗の
第3の半導体層を有する特許請求の範囲第2項記載の電
界効果トランジスタ。3. A third semiconductor layer having a second conductivity type and a resistance lower than that of the second semiconductor layer between the second semiconductor layer and the control electrode. The field effect transistor described.
電極は同一金属からなる特許請求の範囲第3項記載の電
界効果トランジスタ。4. The field effect transistor according to claim 3, wherein the source electrode, the drain electrode and the control electrode are made of the same metal.
イン電極の一方は連続して形成されている特許請求の範
囲第4項記載の電界効果トランジスタ。5. The field effect transistor according to claim 4, wherein the control electrode and one of the source electrode and the drain electrode are continuously formed.
集積された複数個の電界効果トランジスタの一つである
特許請求の範囲第1項乃至第5項記載の電界効果トラン
ジスタ。6. The field effect transistor according to claim 1, wherein the field effect transistor is one of a plurality of field effect transistors integrated in an integrated circuit.
層は上記複数個の電界効果トランジスタの他の電界効果
トランジスタの第2の半導体層のどれとも接続していな
い特許請求の範囲第6項記載の電界効果トランジスタ。7. The second semiconductor layer of the field effect transistor is not connected to any of the second semiconductor layers of other field effect transistors of the plurality of field effect transistors. Field effect transistor.
上に形成され、ソース領域、ドレイン領域および該2つ
の領域に間にある能動領域を有する第1の導電型の第1
の半導体層と、上記能動領域上に形成されたゲート電極
と、上記ソース領域上に形成されたソース電極と、上記
ドレイン領域上に形成されたドレイン電極を有する電界
効果トランジスタにおいて、上記化合物半導体基板と上
記第1の半導体層の間に上記ソース領域、ドレイン領域
および能動領域に接して連続的に形成された上記第1の
導電型とは反対の導電型の第2の導電型を有する第2の
半導体層を有し、該第2の半導体層は完全には空乏化し
ていず、上記電界効果トランジスタに対し上記第2の半
導体層とのみ電気的に接続された制御電極を有し、上記
第2の半導体層と上記制御電極との間に上記第2の導電
型で上記第2の半導体層より低抵抗の第3の半導体層を
有し、上記電界効果トランジスタは集積回路中に集積さ
れた複数個の電界効果トランジスタの一つであり、上記
電界効果トランジスタの第2の半導体層は上記複数個の
電界効果トランジスタの他の電界効果トランジスタの第
2の半導体層のどれとも接続していないことを特徴とす
る電界効果トランジスタ。8. A first conductivity type first having a compound semiconductor substrate and a source region, a drain region, and an active region formed between the compound semiconductor substrate and the two regions.
A semiconductor layer, a gate electrode formed on the active region, a source electrode formed on the source region, and a drain electrode formed on the drain region, the compound semiconductor substrate A second conductivity type having a conductivity type opposite to the first conductivity type and continuously formed between the first semiconductor layer and the first semiconductor layer in contact with the source region, the drain region, and the active region. The semiconductor layer is not completely depleted, and the field effect transistor has a control electrode electrically connected only to the second semiconductor layer, A third semiconductor layer having a second conductivity type and a resistance lower than that of the second semiconductor layer between the second semiconductor layer and the control electrode, and the field effect transistor is integrated in an integrated circuit. Multiple electric fields The second semiconductor layer of the field effect transistor is not connected to any of the second semiconductor layers of the other field effect transistors of the plurality of field effect transistors. Field effect transistor.
電極は同一金属からなる特許請求の範囲第8項記載の電
界効果トランジスタ。9. The field effect transistor according to claim 8, wherein the source electrode, the drain electrode and the control electrode are made of the same metal.
属からなる特許請求の範囲第1項乃至第9項記載の電界
効果トランジスタ。10. The field effect transistor according to claim 1, wherein the gate electrode and the control electrode are made of the same metal.
nからなる群から選ばれた少なくとも1種がドープされ
ている特許請求の範囲第1項乃至第10項記載の電界効果
トランジスタ。11. The second semiconductor layer comprises Be, Mg, C and Z.
The field effect transistor according to claim 1, wherein at least one selected from the group consisting of n is doped.
らなる特許請求の範囲第1項乃至第11項記載の電界効果
トランジスタ。12. The field effect transistor according to claim 1, wherein the compound semiconductor substrate is made of semi-insulating GaAs.
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Family
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Family Applications (1)
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| JP60108121A Expired - Lifetime JPH0799752B2 (en) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | Field effect transistor |
Country Status (1)
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-
1985
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