JP2009032724A - Field effect transistor (fet), power amplifier module and mobile communication device with the same, and method of manufacturing fet - Google Patents

Field effect transistor (fet), power amplifier module and mobile communication device with the same, and method of manufacturing fet Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field effect transistor (FET), etc. which can change the gain without increasing a cost, increasing or decreasing ON resistance Ron, and increasing the number of processes. <P>SOLUTION: The FET 1 has such a structure that a gate electrode 26 is formed on a multilayer semiconductor layer 20 and a drain electrode 27 and a source electrode 28 are so formed as to face each other with the gate electrode 26 in between. On the multilayer semiconductor layer 20 between the gate electrode 26 and the drain electrode 27, a field plate electrode 29 connected to the source electrode 28 via an insulation film 18 is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界効果型トランジスタ、及びそれを備えたパワーアンプモジュール及び移動体通信装置、並びに電界効果型トランジスタの製造方法に関する。   The present invention relates to a field effect transistor, a power amplifier module and a mobile communication device including the same, and a method for manufacturing the field effect transistor.

携帯電話やPDA(Personal Digital Assistance)などの移動体通信装置においては、高周波信号を利用しているため、そのRF送受信回路には、高周波集積回路であるMMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit)を使用して高周波信号の送受信を行っている。   Since mobile communication devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistance) use high frequency signals, the RF transceiver circuit uses a MMIC (Microwave Integrated Integrated Circuit) which is a high frequency integrated circuit. It transmits and receives high-frequency signals.

このようなRF送受信回路においては、消費電力が大きい送信用パワーアンプモジュールが用いられているが、移動体通信装置における低消費電力化の流れから、高利得化や高電力付加効率化などの性能の向上の要請が強い。   In such an RF transceiver circuit, a power amplifier module for transmission that consumes a large amount of power is used, but performance such as higher gain and higher power added efficiency has been achieved due to the trend toward lower power consumption in mobile communication devices. There is a strong demand for improvement.

例えば、W−CDMA(第3世代携帯電話)の仕様では、高い利得特性を持った送信用パワーアンプモジュールが望まれている。そのため、従来の送信用パワーアンプモジュールにおいては、高性能増幅素子を有するパワーアンプを複数段に接続して、回路的な手法で各段における利得の制御を行い、仕様に沿ったデバイス性能を提供している。   For example, in the specification of W-CDMA (third generation mobile phone), a transmission power amplifier module having high gain characteristics is desired. For this reason, in conventional power amplifier modules for transmission, power amplifiers with high-performance amplifying elements are connected in multiple stages, and gain control at each stage is controlled using a circuit method to provide device performance that meets specifications is doing.

図10に従来のパワーアンプモジュールに用いられる増幅素子である電界効果型トランジスタの概略構成断面を示す。この図に示す電界効果型トランジスタは、接合型高電子移動度トランジスタ(JPHEMT:Junction Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)であり、電界効果型トランジスタの中でも特に高利得化や高電力付加効率(Power Added Efficiency)化に適していると考えられている電界効果型トランジスタである(例えば、特許文献1の図11参照)。   FIG. 10 shows a schematic cross section of a field effect transistor which is an amplifying element used in a conventional power amplifier module. The field-effect transistor shown in this figure is a junction type high electron mobility transistor (JPHEMT), and among other field-effect transistors, particularly high gain and high power added efficiency (Power Added Efficiency). This is a field-effect transistor that is considered suitable for fabrication (see, for example, FIG. 11 of Patent Document 1).

図10において、従来の接合型高電子移動度トランジスタ100は、半絶縁性GaAs基板101上に、アンドープGaAsバッファ層102、アンドープInGaAsチャネル層103、アンドープAlGaAsスペーサー層104、n型AlGaAsドーピング層105、n型AlGaAs障壁層106が順次エピタキシャル成長により形成される積層半導体層を有している。ここで、n型AlGaAsドーピング層105とn型AlGaAs障壁層106には、n不純物、例えばシリコン(Si)がドーピングされており、その濃度はn型AlGaAsドーピング層105に2×1018/cm〜5×1018/cm程度とし、n型AlGaAs障壁層106は5×1016/cm程度としている。 In FIG. 10, a conventional junction type high electron mobility transistor 100 includes an undoped GaAs buffer layer 102, an undoped InGaAs channel layer 103, an undoped AlGaAs spacer layer 104, an n-type AlGaAs doping layer 105 on a semi-insulating GaAs substrate 101. The n-type AlGaAs barrier layer 106 has a stacked semiconductor layer formed sequentially by epitaxial growth. Here, the n-type AlGaAs doping layer 105 and the n-type AlGaAs barrier layer 106 are doped with an n impurity, for example, silicon (Si), and the concentration of the n-type AlGaAs doping layer 105 is 2 × 10 18 / cm 3. ˜5 × 10 18 / cm 3 , and the n-type AlGaAs barrier layer 106 is about 5 × 10 16 / cm 3 .

n型AlGaAs障壁層106のゲート電極形成領域直下には、亜鉛(Zn)などのp型不純物がドーピングされたp型AlGaAs領域からなるゲート領域107が形成される。   A gate region 107 made of a p-type AlGaAs region doped with a p-type impurity such as zinc (Zn) is formed immediately below the gate electrode formation region of the n-type AlGaAs barrier layer 106.

また、n型AlGaAs障壁層106上には、例えば窒化シリコン(SiN)が堆積されて絶縁膜108が形成される。そして、この絶縁膜108には、ソース電極形成領域、ドレイン電極形成領域及びゲート電極形成領域にそれぞれ開口部が設けられ、それらの開口部を通してn型AlGaAs障壁層106と接続するようにドレイン電極127及びソース電極128が形成され、ゲート領域107と接続するようにゲート電極126が形成される。
特開2003−100774号公報
On the n-type AlGaAs barrier layer 106, for example, silicon nitride (SiN) is deposited to form an insulating film 108. The insulating film 108 has openings in the source electrode formation region, the drain electrode formation region, and the gate electrode formation region, and the drain electrode 127 is connected to the n-type AlGaAs barrier layer 106 through the openings. The source electrode 128 is formed, and the gate electrode 126 is formed so as to be connected to the gate region 107.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-100774

ところで、W−CDMAの仕様においては、図11に示すように、前段のパワーアンプ152の利得が15.0dB、後段のパワーアンプ154の利得が14.0dBである2段パワーアンプを有するパワーアンプモジュールが要求される。これらの利得は一般的に、図11に示すように、マッチング回路151,153,155を導入することで制御されており、パワーアンプそのものが持つ性能は、どちらの段においても同一である。   Incidentally, in the W-CDMA specification, as shown in FIG. 11, a power amplifier having a two-stage power amplifier in which the gain of the power amplifier 152 at the front stage is 15.0 dB and the gain of the power amplifier 154 at the rear stage is 14.0 dB. A module is required. These gains are generally controlled by introducing matching circuits 151, 153, and 155 as shown in FIG. 11, and the performance of the power amplifier itself is the same in both stages.

上記特性を有するパワーアンプモジュール150を作製するにあたり、利得特性を調整するマッチング回路151,153,155の構成は、パワーアンプ152,154を構成する接合型高電子移動度トランジスタの性能を考慮しなければならならず、その設計が複雑である。   In manufacturing the power amplifier module 150 having the above characteristics, the configuration of the matching circuits 151, 153, and 155 for adjusting the gain characteristics should consider the performance of the junction type high electron mobility transistor that constitutes the power amplifiers 152 and 154. It must be complicated.

そこで、これらマッチング回路の設計工程の簡略化を図る方法として、パワーアンプを構成する接合型高電子移動度トランジスタの利得を、各段のパワーアンプで異なるようにデバイス設計することが考えられる。   Therefore, as a method for simplifying the design process of these matching circuits, it is conceivable to design a device so that the gain of the junction type high electron mobility transistor constituting the power amplifier is different in each stage of the power amplifier.

接合型高電子移動度トランジスタの利得向上の為には、接合型高電子移動度トランジスタのゲート長を短縮することが簡単な手法である。しかし、フォトリソグラフィーやエッチング工程の増加や設備投資を余儀なくされ、スループットやコストの観点においてデメリットが大きい。   In order to improve the gain of the junction type high electron mobility transistor, it is a simple technique to shorten the gate length of the junction type high electron mobility transistor. However, an increase in photolithography and etching processes and capital investment are unavoidable, and there are significant demerits in terms of throughput and cost.

また、接合型高電子移動度トランジスタの利得向上の為の別の手法として、ゲート・ドレイン間距離(Lgd)などのデバイスサイズを変更することが考えられる。しかし、その副作用としてオン抵抗Ronの変化を伴い、その結果、効率の増減が発生し、マッチングの複雑化を増してしまう恐れがある。   As another method for improving the gain of the junction type high electron mobility transistor, it is conceivable to change the device size such as the gate-drain distance (Lgd). However, as a side effect thereof, there is a change in the on-resistance Ron. As a result, the efficiency increases and decreases, which may increase the complexity of matching.

また、特開2006−237286号公報に示されるように、ゲート電極のサイドウォールに沿ってフローティング状態でフィールドプレート電極を形成することにより、接合型高電子移動度トランジスタのデバイス特性を向上する案も考えられるが、この場合には、フィールドプレート電極のみを形成する工程が従来のプロセスフローに追加され、工程数の増加によるTAT(Turn Around Time)やコストの増加を招いてしまう。   In addition, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-237286, there is a proposal for improving the device characteristics of a junction type high electron mobility transistor by forming a field plate electrode in a floating state along the sidewall of the gate electrode. In this case, in this case, a process for forming only the field plate electrode is added to the conventional process flow, which causes an increase in TAT (Turn Around Time) and cost due to an increase in the number of processes.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、コストの増加、オン抵抗Ronの増減及び工程数の増加なく利得を変えることができる電界効果型トランジスタ、及びそれを備えたパワーアンプ及び移動体通信装置並びに電界効果型トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and a field effect transistor capable of changing the gain without increasing the cost, increasing or decreasing the on-resistance Ron, and increasing the number of processes, and a power amplifier including the same Another object of the present invention is to provide a mobile communication device and a method of manufacturing a field effect transistor.

かかる課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタにおいて、前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、絶縁膜を介して前記ソース電極に接続したフィールドプレート電極を設けたことを特徴とする。   In order to solve this problem, the invention according to claim 1 is a field effect transistor in which a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other with the gate electrode interposed therebetween are formed on a laminated semiconductor layer. And a field plate electrode connected to the source electrode through an insulating film is provided on the stacked semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode.

また、請求項2に記載の発明は、積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタを有して構成されるパワーアンプを複数段設けて形成したパワーアンプモジュールにおいて、前記電界効果型トランジスタは、前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、絶縁膜を介して前記ソース電極に接続したフィールドプレート電極を設けたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a field effect transistor in which a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other across the gate electrode are formed on a laminated semiconductor layer. The field effect transistor is connected to the source electrode via an insulating film on the stacked semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode. A field plate electrode is provided.

また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記フィールドプレート電極の位置は、前記パワーアンプ毎に異なることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the position of the field plate electrode is different for each power amplifier.

また、請求項4に記載の発明は、積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタを有して構成されるパワーアンプを複数段設けて形成したパワーアンプモジュールにおいて、前記複数段のパワーアンプのうちの少なくとも1段のパワーアンプを構成する電界効果型トランジスタは、前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、絶縁膜を介して前記ソース電極に接続したフィールドプレート電極を設けたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a field effect transistor in which a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other across the gate electrode are formed on a laminated semiconductor layer. In a power amplifier module formed by providing a plurality of power amplifiers, a field effect transistor constituting at least one power amplifier of the plurality of power amplifiers is configured such that the field effect transistor between the gate electrode and the drain electrode A field plate electrode connected to the source electrode through an insulating film is provided on the laminated semiconductor layer.

また、請求項5に記載の発明は、高周波信号をパワーアンプで増幅して送信する送信回路を備えた移動体通信装置において、前記パワーアンプは、積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタを有し、前記電界効果型トランジスタは、前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、絶縁膜を介して前記ソース電極に接続したフィールドプレート電極を設けたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the mobile communication device including a transmission circuit that amplifies and transmits a high-frequency signal with a power amplifier, the power amplifier includes a gate electrode and a gate electrode on the stacked semiconductor layer. A field effect transistor having a source electrode and a drain electrode opposed to each other with an electrode interposed therebetween, wherein the field effect transistor is insulated on the stacked semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode A field plate electrode connected to the source electrode through a film is provided.

また、請求項6に記載の発明は、積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタの製造方法において、前記積層半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を選択的に除去し、この絶縁膜をマスクとして、前記積層半導体層の最上層に形成される障壁層にゲート領域を形成する工程と、前記ゲート領域上に前記ゲート電極を形成する工程と、前記絶縁膜を選択的に除去し、前記積層半導体層上に前記ドレイン電極と前記ソース電極を形成する工程と、前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、前記絶縁膜を介してフィールドプレート電極を形成する工程と、前記フィールドプレート電極と前記ソース電極とを接続する工程とを有する。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a field effect transistor manufacturing method in which a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other across the gate electrode are formed on a stacked semiconductor layer. Forming an insulating film on the laminated semiconductor layer; selectively removing the insulating film; and using the insulating film as a mask, forming a gate region in a barrier layer formed on the uppermost layer of the laminated semiconductor layer Forming the gate electrode on the gate region; selectively removing the insulating film; and forming the drain electrode and the source electrode on the stacked semiconductor layer; and the gate electrode and the Forming a field plate electrode on the stacked semiconductor layer between the drain electrodes via the insulating film; and the field plate electrode and the source electrode And a step of connecting.

また、請求項7に記載の発明は、前記ゲート電極を形成する工程と、前記フィールドプレート電極を形成する工程とを同一工程としたことを特徴とする。   The invention according to claim 7 is characterized in that the step of forming the gate electrode and the step of forming the field plate electrode are the same step.

本発明によれば、コストの増加、オン抵抗Ronの増減及び工程数の増加なく利得を変えることができる電界効果型トランジスタ、及びそれを備えたパワーアンプ及び移動体通信装置並びに電界効果型トランジスタの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a field effect transistor capable of changing the gain without increasing cost, increasing or decreasing the on-resistance Ron, and increasing the number of processes, and a power amplifier, a mobile communication device, and a field effect transistor including the field effect transistor are provided. A manufacturing method can be provided.

本発明に係る実施形態の電界効果型トランジスタは、例えば、ヘテロ界面を利用したヘテロ接合型の接合型高電子移動度トランジスタであり、パワーアンプを多段に複数段接続したパワーアンプモジュールに適用することができる。このパワーアンプモジュールは、例えば、携帯電話やPDA等の移動体通信装置の電力増幅器として使用することができる。以下の説明では、ヘテロ接合型の接合型高電子移動度トランジスタを一例に挙げ説明する。   The field effect transistor according to the embodiment of the present invention is, for example, a heterojunction junction type high electron mobility transistor using a heterointerface, and is applied to a power amplifier module in which power amplifiers are connected in multiple stages. Can do. This power amplifier module can be used as a power amplifier of a mobile communication device such as a mobile phone or a PDA. In the following description, a heterojunction junction type high electron mobility transistor will be described as an example.

本実施形態における電界効果型トランジスは、積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成され、ゲート電極とドレイン電極の間における積層半導体層上に、絶縁膜を介してソース電極に接続したフィールドプレート電極を設けている。   In the field effect transistor according to the present embodiment, a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other across the gate electrode are formed on the stacked semiconductor layer, and the stacked semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode is formed. A field plate electrode connected to the source electrode through an insulating film is provided thereon.

そして、このフィールドプレート電極の配置によって、電子移動度トランジスタの利得特性を変更することができる。例えば、フィールドプレート電極をゲート電極に近づけるほど、利得向上させることができ、逆にドレイン電極に近づけると利得向上の効果が少なくなる。よって、コストの増加やオン抵抗Ronの増減なく、電子移動度トランジスタの利得特性を変更することが可能となる。   The gain characteristics of the electron mobility transistor can be changed by the arrangement of the field plate electrode. For example, the closer the field plate electrode is to the gate electrode, the more the gain can be improved. Conversely, the closer to the drain electrode, the less the gain improvement effect. Therefore, it is possible to change the gain characteristics of the electron mobility transistor without increasing the cost or increasing or decreasing the on-resistance Ron.

従って、少なくとも1段のパワーアンプに、上記フィールドプレート電極を備えた電子移動度トランジスタを適用することにより、利得特性が異なる複数段のパワーアンプを備えたパワーアンプモジュールを提供することが容易となる。   Therefore, by applying the electron mobility transistor including the field plate electrode to at least one stage of power amplifier, it becomes easy to provide a power amplifier module including a plurality of stages of power amplifiers having different gain characteristics. .

また、本実施形態における電子移動度トランジスタは、例えば、積層半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、選択的に除去した上記絶縁膜をマスクとして積層半導体層の最上層に形成される障壁層にゲート領域を形成する工程と、ゲート領域上にゲート電極を形成する工程と、上記絶縁膜を選択的に除去し、積層半導体層上にドレイン電極とソース電極を形成する工程と、ゲート電極とドレイン電極の間における積層半導体層上に、絶縁膜を介してフィールドプレート電極を形成する工程と、フィールドプレート電極とソース電極とを接続する工程とにより製造することができる。   The electron mobility transistor in this embodiment includes, for example, a step of forming an insulating film on the stacked semiconductor layer and a barrier layer formed on the uppermost layer of the stacked semiconductor layer using the selectively removed insulating film as a mask. Forming a gate region on the gate region; forming a gate electrode on the gate region; selectively removing the insulating film; forming a drain electrode and a source electrode on the stacked semiconductor layer; It can be manufactured by a step of forming a field plate electrode on the laminated semiconductor layer between the drain electrodes via an insulating film and a step of connecting the field plate electrode and the source electrode.

しかも、ゲート電極を形成する工程と、フィールドプレート電極を形成する工程とを同一工程とすることにより、工程数を増加させずに、電子移動度トランジスタの利得特性を向上することができるのである。   Moreover, by making the step of forming the gate electrode and the step of forming the field plate electrode the same step, the gain characteristics of the electron mobility transistor can be improved without increasing the number of steps.

以下、本発明の電界効果型トランジスタを備えた半導体装置に係る一実施の形態を、図1の概略構成断面図によって具体的に説明する。図1では、一例として、InGaAsとAlGaAsのヘテロ界面を利用したシングルへテロ接合型の接合型高電子移動度トランジスタ(JPHEMT)に応用した構成を示す。   Hereinafter, an embodiment of a semiconductor device including a field effect transistor according to the present invention will be described in detail with reference to the schematic cross-sectional view of FIG. FIG. 1 shows, as an example, a configuration applied to a single heterojunction junction high electron mobility transistor (JPHEMT) using a heterointerface of InGaAs and AlGaAs.

図1に示すように、基板11上には、バッファ層12、チャネル層13、スペーサー層14、ドーピング層15、障壁層16が下層より順に、例えば、エピタキシャル成長し、エピタキシャル構造の積層半導体層20を形成する。上記基板11には、一例として半絶縁性GaAs基板を用いる。上記バッファ層12には、一例として膜厚500nmのアンドープGaAsバッファ層を用いる。上記チャネル層13には、一例として膜厚20nmのアンドープInGaAsチャネル層を用いる。上記スペーサー層14には、一例として膜厚10nmのアンドープAlGaAsスペーサー層を用いる。上記ドーピング層15には、一例として膜厚5nmのn型AlGaAsドーピング層を用いる。上記障壁層16には、一例として膜厚200nmのn型AlGaAs障壁層を用いる。   As shown in FIG. 1, a buffer layer 12, a channel layer 13, a spacer layer 14, a doping layer 15, and a barrier layer 16 are, for example, epitaxially grown in order from the lower layer on the substrate 11. Form. As the substrate 11, for example, a semi-insulating GaAs substrate is used. As the buffer layer 12, for example, an undoped GaAs buffer layer having a thickness of 500 nm is used. As the channel layer 13, an undoped InGaAs channel layer having a thickness of 20 nm is used as an example. For example, an undoped AlGaAs spacer layer having a thickness of 10 nm is used for the spacer layer 14. For example, an n-type AlGaAs doping layer having a thickness of 5 nm is used for the doping layer 15. As the barrier layer 16, an n-type AlGaAs barrier layer having a thickness of 200 nm is used as an example.

ドーピング層15と障壁層16には、n型不純物として、例えばシリコン(Si)がドーピングされており、その濃度は、ドーピング層15においては2×1018/cm3〜5×1018/cm3程度、障壁層16おいては5×1016/cm3程度である。 The doping layer 15 and the barrier layer 16 are doped with, for example, silicon (Si) as an n-type impurity, and the concentration of the doping layer 15 is 2 × 10 18 / cm 3 to 5 × 10 18 / cm 3 in the doping layer 15. The barrier layer 16 has a degree of about 5 × 10 16 / cm 3 .

障壁層16のゲート電極形成領域直下には、ゲート領域21が形成される。このゲート領域21は、p型不純物、例えば亜鉛(Zn)がドーピングされたp型AlGaAs領域により形成されている。   A gate region 21 is formed immediately below the gate electrode formation region of the barrier layer 16. The gate region 21 is formed of a p-type AlGaAs region doped with a p-type impurity such as zinc (Zn).

また、障壁層16上には、絶縁膜18が、例えば窒化シリコン(SiN)で形成されている。この絶縁膜18には、電極形成用の開口部23,24,25が形成されている。この開口部23には、ゲート領域21に接続するゲート電極26が形成されている。このゲート電極26は、例えばチタン(Ti)、プラチナ(Pt)、金(Au)の積層構造となっている。また、開口部24,25には、障壁層16に接続するドレイン電極27、ソース電極28が形成されている。これらドレイン電極27とソース電極28は、例えば金(Au)とゲルマニウムの合金(AuGe)とニッケル(Ni)を合金化したものが用いられる。   An insulating film 18 is formed on the barrier layer 16 by, for example, silicon nitride (SiN). In the insulating film 18, openings 23, 24, and 25 for forming electrodes are formed. A gate electrode 26 connected to the gate region 21 is formed in the opening 23. The gate electrode 26 has a laminated structure of, for example, titanium (Ti), platinum (Pt), and gold (Au). In addition, a drain electrode 27 and a source electrode 28 connected to the barrier layer 16 are formed in the openings 24 and 25. As the drain electrode 27 and the source electrode 28, for example, an alloy of gold (Au), germanium alloy (AuGe), and nickel (Ni) is used.

そして、ゲート電極26とドレイン電極27の間の絶縁膜18上に、ソース電極28に配線部40で接続されたフィールドプレート電極29が配置されている。このフィールドプレート電極29は、ゲート電極26と同一工程で同時に形成されたものであり、例えばチタン(Ti)、プラチナ(Pt)、金(Au)の積層構造となっている。   On the insulating film 18 between the gate electrode 26 and the drain electrode 27, a field plate electrode 29 connected to the source electrode 28 through the wiring portion 40 is disposed. The field plate electrode 29 is formed at the same time as the gate electrode 26 in the same process, and has, for example, a laminated structure of titanium (Ti), platinum (Pt), and gold (Au).

このように、ゲート電極26とドレイン電極27の間の絶縁膜18上に、ソース電極28に接続されたフィールドプレート電極29を配置することにより、ゲート電極26近傍の電界集中の緩和、また、ゲート・ドレイン間寄生容量Cgdの外因性部分を低減することができる。   As described above, by arranging the field plate electrode 29 connected to the source electrode 28 on the insulating film 18 between the gate electrode 26 and the drain electrode 27, the electric field concentration in the vicinity of the gate electrode 26 is reduced, and the gate -The extrinsic part of the drain-to-drain parasitic capacitance Cgd can be reduced.

従って、ソース、ゲート、ドレイン直下のキャリア濃度は減少せず、ソース・ゲート間寄生抵抗Rs、ゲート・ドレイン間寄生抵抗Rdを増加させることなく、効率よく利得特性を向上させることができる。   Therefore, the carrier concentration directly under the source, gate, and drain does not decrease, and the gain characteristics can be improved efficiently without increasing the source-gate parasitic resistance Rs and the gate-drain parasitic resistance Rd.

しかも、Lgなどのデバイスサイズが従来と同じである為、DC特性をまったく変えずに、RF特性のひとつである利得を変えることが可能となる。   Moreover, since the device size such as Lg is the same as the conventional one, it is possible to change the gain which is one of the RF characteristics without changing the DC characteristics at all.

本実施の形態の製造方法を用いて上述した接合型高電子移動度トランジスタ1の試作を行い、MSG(Maximum Stable Gain;最大安定利得)を評価した結果を図2に示す。図2は、本実施形態における接合型高電子移動度トランジスタ1において、最大安定利得MSGと、ゲート電極26とフィールドプレート電極29との間の距離Lfp(図2(b)参照)との関係を示す図(図2(b)参照)である。この図2に示すように、フィールドプレート電極29をゲート電極26に近づけるほど、利得向上させることができ、逆にドレイン電極27に近づけると利得向上の効果が少なくなる。例えば、距離Lfp=1.0μmのとき、最大安定利得MSG=20.5〜20.8dBであるのに対し、距離Lfp=3.0μmのとき、最大安定利得MSG=19.5〜19.8dBである。従って、フィールドプレート電極29の配置によって、利得の調整が可能となり、後述のように、利得の異なるパワーアンプを多段にしたパワーアンプモジュールの作成が容易となる。   FIG. 2 shows the result of prototyping the junction-type high electron mobility transistor 1 described above using the manufacturing method of the present embodiment and evaluating MSG (Maximum Stable Gain). FIG. 2 shows the relationship between the maximum stable gain MSG and the distance Lfp (see FIG. 2B) between the gate electrode 26 and the field plate electrode 29 in the junction type high electron mobility transistor 1 in this embodiment. It is a figure (refer FIG.2 (b)) shown. As shown in FIG. 2, the closer the field plate electrode 29 is to the gate electrode 26, the more the gain can be improved. Conversely, when the field plate electrode 29 is closer to the drain electrode 27, the gain improvement effect is reduced. For example, the maximum stable gain MSG = 20.5 to 20.8 dB when the distance Lfp = 1.0 μm, whereas the maximum stable gain MSG = 19.5 to 19.8 dB when the distance Lfp = 3.0 μm. It is. Therefore, the gain can be adjusted by the arrangement of the field plate electrode 29, and as described later, it becomes easy to create a power amplifier module in which power amplifiers having different gains are arranged in multiple stages.

(製造方法について)
次に、本発明の高電子移動度トランジスタ1の製造方法に係る一実施の形態を、図3〜図5の製造工程断面図によって説明する。この製造方法では、図1を参照して説明した接合型高電子移動度トランジスタ1の製造方法を説明する。
(About manufacturing method)
Next, an embodiment of the method for manufacturing the high electron mobility transistor 1 of the present invention will be described with reference to the manufacturing process sectional views of FIGS. In this manufacturing method, a manufacturing method of the junction type high electron mobility transistor 1 described with reference to FIG. 1 will be described.

図3(a)に示すように、基板11上には、バッファ層12、チャネル層13、スペーサー層14、ドーピング層15、障壁層16が下層より順に、例えば、エピタキシャル成長し、エピタキシャル構造の積層半導体層を形成する。上記基板11には、一例として半絶縁性GaAs基板を用いる。上記バッファ層12には、一例として膜厚500nmのアンドープGaAsバッファ層を用いる。上記チャネル層13には、一例として膜厚20nmのアンドープInGaAsチャネル層を用いる。上記スペーサー層14には、一例として膜厚10nmのアンドープAlGaAsスペーサー層を用いる。上記ドーピング層15には、一例として膜厚5nmのn型AlGaAsドーピング層を用いる。上記障壁層16には、一例として膜厚200nmのn型AlGaAs障壁層を用いる。ドーピング層15と障壁層16には、n型不純物として、例えばSiがドーピングされており、その濃度は、ドーピング層15においては2×1018/cm3〜5×1018/cm3程度、障壁層16においては5×1016/cm3程度に設定する。 As shown in FIG. 3A, on the substrate 11, for example, a buffer layer 12, a channel layer 13, a spacer layer 14, a doping layer 15, and a barrier layer 16 are epitaxially grown in order from the lower layer, for example, and a laminated semiconductor having an epitaxial structure. Form a layer. As the substrate 11, for example, a semi-insulating GaAs substrate is used. As the buffer layer 12, for example, an undoped GaAs buffer layer having a thickness of 500 nm is used. As the channel layer 13, an undoped InGaAs channel layer having a thickness of 20 nm is used as an example. For example, an undoped AlGaAs spacer layer having a thickness of 10 nm is used for the spacer layer 14. For example, an n-type AlGaAs doping layer having a thickness of 5 nm is used for the doping layer 15. As the barrier layer 16, for example, an n-type AlGaAs barrier layer having a thickness of 200 nm is used. The doping layer 15 and the barrier layer 16 are doped with, for example, Si as an n-type impurity, and the concentration of the doping layer 15 is about 2 × 10 18 / cm 3 to 5 × 10 18 / cm 3 . In the layer 16, it is set to about 5 × 10 16 / cm 3 .

次に、図3(b)に示すように、障壁層16上に絶縁膜18を形成する。この絶縁膜18は、例えばCVD法(Chemical Vapor Deposition)によって、SiNを堆積して形成する。   Next, as illustrated in FIG. 3B, an insulating film 18 is formed on the barrier layer 16. The insulating film 18 is formed by depositing SiN by, for example, the CVD method (Chemical Vapor Deposition).

次に、図3(c)に示すように、上記絶縁膜18上に塗布技術によってレジストを塗布してレジスト膜30を形成する。次いで、フォトリソグラフィー(Photolithography)技術によりゲート形成領域上のレジスト膜30に開口部31を形成する。次に、このレジスト膜30をエッチングマスクに用いて、絶縁膜18の一部をエッチングして、開口部32を形成する。このエッチングは、例えばRIE(Reactive Ion Etching)により行う。その後、レジスト膜30を除去する。   Next, as shown in FIG. 3C, a resist film 30 is formed by applying a resist on the insulating film 18 by a coating technique. Next, an opening 31 is formed in the resist film 30 on the gate formation region by photolithography (Photolithography) technology. Next, using this resist film 30 as an etching mask, a part of the insulating film 18 is etched to form an opening 32. This etching is performed by, for example, RIE (Reactive Ion Etching). Thereafter, the resist film 30 is removed.

次に、図4(a)に示すように、p型不純物、例えばZnの有機金属化合物であるジエチルジンク(DEZ)を用いて気相拡散により、開口部32より障壁層16中に亜鉛(Zn)を導入することで、p型AlGaAs領域からなるゲート領域21を形成する。   Next, as shown in FIG. 4A, zinc (Zn) is introduced into the barrier layer 16 from the opening 32 by vapor phase diffusion using p-type impurities, for example, diethyl zinc (DEZ) which is an organometallic compound of Zn. ) To form a gate region 21 made of a p-type AlGaAs region.

次に、絶縁膜18上に開口部32内を含めて導電膜である電極形成膜を成膜する。この電極形成膜は、例えば、チタン(Ti)、プラチナ(Pt)、金(Au)を順次蒸着して形成する。続いて、フォトリソグラフィー技術によるマスクの形成とそのマスクを用いたミリング技術により、図4(b)に示すように、上記電極形成膜からなるゲート電極26を形成するのと同時に、ゲート・ドレイン間にこのゲート電極26から、例えば1.5μm離れた位置に上記電極形成膜からなるフィールドプレート電極29を形成する。ゲート電極26は、開口部32を通してゲート領域21に接続される。   Next, an electrode forming film which is a conductive film is formed on the insulating film 18 including the inside of the opening 32. The electrode forming film is formed by sequentially depositing, for example, titanium (Ti), platinum (Pt), and gold (Au). Subsequently, as shown in FIG. 4B, by forming a mask by photolithography technique and milling technique using the mask, the gate electrode 26 made of the electrode forming film is formed, and at the same time, between the gate and the drain. Then, a field plate electrode 29 made of the electrode forming film is formed, for example, at a position 1.5 μm away from the gate electrode 26. The gate electrode 26 is connected to the gate region 21 through the opening 32.

次に、ゲート電極26及びフィールドプレート電極29を被覆するように絶縁膜18上に、塗布技術によってレジストを塗布してレジスト膜を形成する。次いで、フォトリソグラフィー技術によりドレイン電極27を形成するドレイン電極形成領域上及びソース電極28を形成するソース形成電極領域上が開口されるように、レジスト膜に開口部を形成する。次に、図4(c)に示すように、レジスト膜をエッチングマスクに用いて、絶縁膜18をエッチングして、ドレイン電極形成領域上及びソース電極形成領域上に開口部33,34を形成する。このエッチングは例えばRIEにより行う。   Next, a resist film is formed on the insulating film 18 by a coating technique so as to cover the gate electrode 26 and the field plate electrode 29. Next, an opening is formed in the resist film so that an opening is formed on the drain electrode formation region for forming the drain electrode 27 and the source formation electrode region for forming the source electrode 28 by photolithography. Next, as shown in FIG. 4C, the insulating film 18 is etched using the resist film as an etching mask to form openings 33 and 34 on the drain electrode formation region and the source electrode formation region. . This etching is performed by RIE, for example.

次に、全面にオーミック電極材料、例えば金・ゲルマニウム合金(AuGe)、ニッケル(Ni)、Auを順次蒸着した後、リフトオフ法とその後の合金化プロセスにより、図5(a)に示すように、開口部33にドレイン電極27を、開口部34にソース電極28をそれぞれ形成する。   Next, after sequentially depositing ohmic electrode materials such as gold / germanium alloy (AuGe), nickel (Ni), Au on the entire surface, a lift-off method and a subsequent alloying process, as shown in FIG. A drain electrode 27 is formed in the opening 33, and a source electrode 28 is formed in the opening 34.

その後、図5(b)に示すように、配線部40においてフィールドプレート電極29とソース電極28とを接続する。   Thereafter, as shown in FIG. 5B, the field plate electrode 29 and the source electrode 28 are connected in the wiring portion 40.

このような製造方法によって、ソース、ゲート、ドレイン直下のキャリア濃度は減少せず、ソース・ゲート間寄生抵抗Rs、ゲート・ドレイン間寄生抵抗Rdを増加させることなく、効率よく利得特性を向上させることができ、しかも、DC特性を変えずに利得を変えることができる接合型高電子移動度トランジスタ構造を実現することができる。   By such a manufacturing method, the carrier concentration directly under the source, gate, and drain is not decreased, and the gain characteristics are efficiently improved without increasing the source-gate parasitic resistance Rs and the gate-drain parasitic resistance Rd. In addition, a junction type high electron mobility transistor structure that can change the gain without changing the DC characteristics can be realized.

上述においては、InGaAsとAlGaAsのヘテロ界面を利用したシングルへテロ接合型の接合型高電子移動度トランジスタを例に挙げて説明したが、ダブルへテロ接合型の構造のものについても適応可能である。ダブルヘテロ接合型の接合型高電子移動度トランジスタの積層半導体層として、例えば、半絶縁性GaAs基板上に、アンドープGaAsバッファ層、第一のアンドープAlGaAs層、第一のn型AlGaAsドーピング層、第一のアンドープAlGaAsスペーサー層、アンドープInGaAsチャネル層、第二のアンドープAlGaAsスペーサー層、第二のn型AlGaAsドーピング層、n型AlGaAs障壁層を順次積層した積層半導体層を用いる。その他の構成は、シングルへテロ接合型の接合型高電子移動度トランジスタと同様である。   In the above description, a single heterojunction type high electron mobility transistor using a heterointerface of InGaAs and AlGaAs has been described as an example. However, a double heterojunction type structure can also be applied. . As a stacked semiconductor layer of a double heterojunction junction type high electron mobility transistor, for example, on a semi-insulating GaAs substrate, an undoped GaAs buffer layer, a first undoped AlGaAs layer, a first n-type AlGaAs doping layer, a first A stacked semiconductor layer in which one undoped AlGaAs spacer layer, an undoped InGaAs channel layer, a second undoped AlGaAs spacer layer, a second n-type AlGaAs doping layer, and an n-type AlGaAs barrier layer are sequentially stacked is used. Other configurations are the same as those of the single heterojunction type high electron mobility transistor.

(パワーアンプモジュールについて)
次に、上述した接合型高電子移動度トランジスタ1を有して構成されるパワーアンプを同一基板11上で多段に接続したパワーアンプモジュールについて図面を参照して説明する。図6はW−CDMAの仕様要求に適合したパワーアンプモジュールの回路構成を示す図である。
(About power amplifier module)
Next, a power amplifier module in which power amplifiers configured to include the above-described junction type high electron mobility transistor 1 are connected in multiple stages on the same substrate 11 will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a power amplifier module that meets the W-CDMA specification requirements.

図6に示すように、このパワーアンプモジュール50は、入力マッチング回路51と、前段パワーアンプ52と、中間マッチング回路53と、後段パワーアンプ54と、出力マッチング回路55とを有している。そして、前段パワーアンプ52の利得は15.0dBであり、後段パワーアンプ54の利得は14.0dBとなるように設定される。   As shown in FIG. 6, the power amplifier module 50 includes an input matching circuit 51, a front power amplifier 52, an intermediate matching circuit 53, a rear power amplifier 54, and an output matching circuit 55. The gain of the front-stage power amplifier 52 is set to 15.0 dB, and the gain of the rear-stage power amplifier 54 is set to 14.0 dB.

そして、前段パワーアンプ52と後段パワーアンプ54とは、増幅素子として上述した接合型高電子移動度トランジスタ1を含んで構成されている。それぞれのパワーアンプ52,54は、ゲート電極とフィールドプレート電極との距離Lfpを異ならせることによって、上述した異なる利得を実現している。   The pre-stage power amplifier 52 and the post-stage power amplifier 54 are configured to include the above-described junction type high electron mobility transistor 1 as an amplifying element. Each of the power amplifiers 52 and 54 realizes the different gains described above by making the distance Lfp between the gate electrode and the field plate electrode different.

上述した図2(b)に示すように、接合型高電子移動度トランジスタ1において、そのゲート電極26とフィールドプレート電極29との距離Lfpと利得MSGとは関数の関係にあり、例えば、距離Lfpが1.0μmのときにパワーアンプの利得が15.0dBとなり、距離Lfpが2.0μmのときにパワーアンプの利得が14.0dBとなる場合、図7(a)に示すように、前段パワーアンプ52を構成する接合型高電子移動度トランジスタ1の前記距離Lfpを1.0μmとし、図7(b)に示すように、後段パワーアンプ54を構成する接合型高電子移動度トランジスタ1の前記距離Lfpを2.0μmとすることで、上述したW−CDMAの仕様要求に適合することができる。   As shown in FIG. 2B described above, in the junction type high electron mobility transistor 1, the distance Lfp between the gate electrode 26 and the field plate electrode 29 and the gain MSG have a function relationship. For example, the distance Lfp When the gain is 1.0 μm, the power amplifier gain is 15.0 dB, and when the distance Lfp is 2.0 μm, the power amplifier gain is 14.0 dB, as shown in FIG. The distance Lfp of the junction type high electron mobility transistor 1 constituting the amplifier 52 is set to 1.0 μm, and as shown in FIG. By setting the distance Lfp to 2.0 μm, it is possible to meet the above W-CDMA specification requirements.

このように、ゲート電極とフィールドプレート電極との距離Lfpを異ならせるだけで異なる利得を有するパワーアンプを作製することができるから、コストの増加、オン抵抗Ronの増減或いは工程数の増加なく利得を変えることができ、回路設計の簡単化を図ることができる。   In this way, power amplifiers having different gains can be manufactured simply by changing the distance Lfp between the gate electrode and the field plate electrode, so that the gain can be increased without increasing the cost, increasing or decreasing the on-resistance Ron, or increasing the number of processes. The circuit design can be simplified.

また、前段パワーアンプ52のみに上述した接合型高電子移動度トランジスタ1を適用し、後段パワーアンプ54にはフィールドプレート電極29を設けない従来の接合型高電子移動度トランジスタを適用したパワーアンプモジュールとしてもよい。   Further, the above-described junction type high electron mobility transistor 1 is applied only to the front stage power amplifier 52, and the conventional junction type high electron mobility transistor without the field plate electrode 29 is applied to the rear stage power amplifier 54. It is good.

例えば、接合型高電子移動度トランジスタ1の前記距離Lfpが2.0μmのときにパワーアンプの利得が15.0dBとなり、フィールドプレート電極29を設けないときのパワーアンプの利得が14.0dBとなる場合、図8(a)に示すように、前段パワーアンプ52を構成する接合型高電子移動度トランジスタ1の前記距離Lfpを2.0μmとし、図8(b)に示すように、後段パワーアンプ54を構成する接合型高電子移動度トランジスタを、フィールドプレート電極29を設けない接合型高電子移動度トランジスタとすることで、上述したW−CDMAの仕様要求に適合することができる。   For example, the gain of the power amplifier is 15.0 dB when the distance Lfp of the junction type high electron mobility transistor 1 is 2.0 μm, and the gain of the power amplifier when the field plate electrode 29 is not provided is 14.0 dB. In this case, as shown in FIG. 8A, the distance Lfp of the junction type high electron mobility transistor 1 constituting the front-stage power amplifier 52 is set to 2.0 μm, and as shown in FIG. The junction-type high electron mobility transistor that forms the junction 54 is a junction-type high electron mobility transistor that does not include the field plate electrode 29, so that the above-described W-CDMA specification requirements can be met.

このように、前段パワーアンプ52のみにソース電極28に接続するフィールドプレート電極29を設けることで、各段のパワーアンプの利得を実現するようにしてもよい。この場合、例えば、後段パワーアンプ54を構成する接合型高電子移動度トランジスタにおいて、従来通りの構造を実現する為に、マスク上でフィールドプレート電極29を作製しないような描画パターンを準備しておけばよい。なお、各段の利得に応じて、前段から終段までのどの部分を、フィールドプレート電極29を有しない接合型高電子移動度トランジスタとするかを適宜決定することができる。   In this way, the gain of the power amplifier in each stage may be realized by providing the field plate electrode 29 connected to the source electrode 28 only in the previous stage power amplifier 52. In this case, for example, in the junction-type high electron mobility transistor constituting the post-stage power amplifier 54, in order to realize the conventional structure, a drawing pattern that does not form the field plate electrode 29 on the mask should be prepared. That's fine. Depending on the gain of each stage, it is possible to appropriately determine which part from the previous stage to the final stage is a junction type high electron mobility transistor that does not have the field plate electrode 29.

上述においては、同一基板上で多段にパワーアンプを接続したパワーアンプモジュールであって、W−CDMAの仕様要求に適合したパワーアンプモジュールの例について説明したが、W−CDMAの仕様に限らず、様々な仕様に合わせた多段パワーアンプを有するパワーアンプモジュールに上述したエピタキシャル構造を有する接合型高電子移動度トランジスタ1を適用することが可能である。   In the above description, an example of a power amplifier module in which power amplifiers are connected in multiple stages on the same substrate and conforming to the W-CDMA specification requirements has been described, but not limited to the W-CDMA specification, The junction-type high electron mobility transistor 1 having the above-described epitaxial structure can be applied to a power amplifier module having a multistage power amplifier that meets various specifications.

例えば、HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)変調の通信方式の装置において、2段パワーアンプを備えたパワーアンプモジュールに上述したエピタキシャル構造を有する接合型高電子移動度トランジスタ1を適用することができる。この場合、例えば、前段パワーアンプで15.5dB、後段パワーアンプで13.0dBの利得特性が要求される。そこで、各段パワーアンプにおける接合型高電子移動度トランジスタ1のフィールドプレート構造で実現するために、例えば、前段パワーアンプの接合型高電子移動度トランジスタ1で距離Lfpを0.5μm、後段パワーアンプの接合型高電子移動度トランジスタ1で距離Lfpを3.2μm、若しくはフィールドプレート電極29のない構造を有するものとする。   For example, the junction type high electron mobility transistor 1 having the above-described epitaxial structure can be applied to a power amplifier module having a two-stage power amplifier in a communication device using a high speed downlink packet access (HSDPA) modulation. In this case, for example, a gain characteristic of 15.5 dB is required for the front-stage power amplifier and 13.0 dB for the rear-stage power amplifier. Therefore, in order to realize the field plate structure of the junction type high electron mobility transistor 1 in each stage power amplifier, for example, the distance Lfp is 0.5 μm and the latter stage power amplifier is used in the junction type high electron mobility transistor 1 of the former stage power amplifier. The junction type high electron mobility transistor 1 has a distance Lfp of 3.2 μm or a structure without the field plate electrode 29.

また、HSDPA変調の通信方式の装置において、3段パワーアンプを備えたパワーアンプモジュールに上述したエピタキシャル構造を有する接合型高電子移動度トランジスタ1を適用することができる。この場合、例えば、初段パワーアンプで4.5dB、中段パワーアンプで14.0dB、終段パワーアンプで10.5dBの利得特性が要求される。これを、各段における接合型高電子移動度トランジスタ1のフィールドプレート構造で実現するために、例えば、中段パワーアンプの接合型高電子移動度トランジスタ1で距離Lfpを0.5μm、終段パワーアンプの接合型高電子移動度トランジスタ1で距離Lfpを3.2μm、若しくはフィールドプレート電極29のない構造を有するものとする。なお、初段パワーアンプの接合型高電子移動度トランジスタ1については、出力電力が小さく、大きな利得を要しない為、フィールドプレート構造は必要としない。   Further, in the HSDPA modulation communication system apparatus, the junction type high electron mobility transistor 1 having the above-described epitaxial structure can be applied to a power amplifier module including a three-stage power amplifier. In this case, for example, a gain characteristic of 4.5 dB is required for the first stage power amplifier, 14.0 dB for the middle stage power amplifier, and 10.5 dB for the final stage power amplifier. In order to realize this with the field plate structure of the junction type high electron mobility transistor 1 in each stage, for example, the junction type high electron mobility transistor 1 of the middle stage power amplifier has a distance Lfp of 0.5 μm and the final stage power amplifier. The junction type high electron mobility transistor 1 has a distance Lfp of 3.2 μm or a structure without the field plate electrode 29. Note that the junction type high electron mobility transistor 1 of the first stage power amplifier does not require a field plate structure because the output power is small and a large gain is not required.

(移動体通信装置について)
次に、上記実施の形態のパワーアンプモジュール50などを搭載した移動体通信装置の構成について説明する。図9は、移動体通信装置の概略構成を示す図である。
(About mobile communication devices)
Next, the configuration of the mobile communication device on which the power amplifier module 50 of the above embodiment is mounted will be described. FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the mobile communication device.

図9に示した移動体通信装置60は、CPU61と、ROM62と、RAM63と、入力部64と、表示部65と、音声入出力部66と、無線送受信回路67とを備えており、例えば、携帯電話器、情報携帯端末(PDA)などである。   The mobile communication device 60 shown in FIG. 9 includes a CPU 61, a ROM 62, a RAM 63, an input unit 64, a display unit 65, a voice input / output unit 66, and a wireless transmission / reception circuit 67. A mobile phone or a personal digital assistant (PDA).

そして、無線送受信回路67(送信回路の一例に相当)には、上記実施の形態において説明した接合型高電子移動度トランジスタ1を備えたパワーアンプモジュール50を電力増幅器として搭載しており、変調された高周波信号をこのパワーアンプモジュール50で増幅し、デュプレクサ71及びアンテナ72を介して無線信号として出力する。なお、他の無線装置からの無線信号は、アンテナ72及びデュプレクサ71を介して電力増幅器73で増幅され、その後復調されて処理される。   The wireless transmission / reception circuit 67 (corresponding to an example of a transmission circuit) includes the power amplifier module 50 including the junction type high electron mobility transistor 1 described in the above embodiment as a power amplifier, and is modulated. The high frequency signal is amplified by the power amplifier module 50 and output as a radio signal via the duplexer 71 and the antenna 72. Note that radio signals from other radio apparatuses are amplified by a power amplifier 73 via an antenna 72 and a duplexer 71, and then demodulated and processed.

このように上述したパワーアンプモジュール50を移動体通信装置などに適用することができる。   Thus, the power amplifier module 50 described above can be applied to a mobile communication device or the like.

以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。   Although several embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, these are merely examples, and the present invention can be implemented in other forms that are variously modified and improved based on the knowledge of those skilled in the art. It is possible to implement.

本発明に係る一実施の形態における高電子移動度トランジスタの概略構成断面図である。It is a schematic structure sectional view of a high electron mobility transistor in one embodiment concerning the present invention. 図1の高電子移動度トランジスタにおけるフィールドプレート電極の配置と利得との関係を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the arrangement of field plate electrodes and the gain in the high electron mobility transistor of FIG. 1. 本発明に係る一実施の形態における高電子移動度トランジスタの製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing of the high electron mobility transistor in one embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施の形態における高電子移動度トランジスタの製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing of the high electron mobility transistor in one embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施の形態における高電子移動度トランジスタの製造工程断面図である。It is manufacturing process sectional drawing of the high electron mobility transistor in one embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施の形態におけるパワーアンプモジュールの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the power amplifier module in one embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施の形態におけるパワーアンプモジュールの概略構成断面図を示す図である。It is a figure which shows schematic structure sectional drawing of the power amplifier module in one embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施の形態における他のパワーアンプモジュールの概略構成断面図を示す図である。It is a figure which shows schematic structure sectional drawing of the other power amplifier module in one embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施の形態における移動体通信装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the mobile communication apparatus in one embodiment which concerns on this invention. 従来の高電子移動度トランジスタの概略構成断面図である。It is a schematic structure sectional view of the conventional high electron mobility transistor. パワーアンプモジュールの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a power amplifier module.

符号の説明Explanation of symbols

1 高電子移動度トランジスタ
11 基板
12 バッファ層
13 チャネル層
14 スペーサー層
15 ドーピング層
16 障壁層
18 絶縁膜
20 積層半導体層
21 ゲート領域
26 ゲート電極
27 ドレイン電極
28 ソース電極
29 フィールドプレート電極
50 パワーアンプモジュール
52 前段パワーアンプ
54 後段パワーアンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High electron mobility transistor 11 Substrate 12 Buffer layer 13 Channel layer 14 Spacer layer 15 Doping layer 16 Barrier layer 18 Insulating film 20 Laminated semiconductor layer 21 Gate region 26 Gate electrode 27 Drain electrode 28 Source electrode 29 Field plate electrode 50 Power amplifier module 52 Pre-stage power amplifier 54 Post-stage power amplifier

Claims (7)

積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタにおいて、
前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、絶縁膜を介して前記ソース電極に接続したフィールドプレート電極を設けたことを特徴とする電界効果型トランジスタ。
In a field effect transistor in which a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other across the gate electrode are formed on the stacked semiconductor layer,
A field effect transistor comprising a field plate electrode connected to the source electrode through an insulating film on the stacked semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode.
積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタを有して構成されるパワーアンプを複数段設けて形成したパワーアンプモジュールにおいて、
前記電界効果型トランジスタは、前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、絶縁膜を介して前記ソース電極に接続したフィールドプレート電極を設けたことを特徴とするパワーアンプモジュール。
A power formed by providing a plurality of power amplifiers each including a field effect transistor having a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other across the gate electrode on the stacked semiconductor layer. In the amplifier module,
The field effect transistor is characterized in that a field plate electrode connected to the source electrode through an insulating film is provided on the stacked semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode.
前記フィールドプレート電極の位置は、前記パワーアンプ毎に異なることを特徴とする請求項2に記載のパワーアンプモジュール。   The power amplifier module according to claim 2, wherein the position of the field plate electrode is different for each power amplifier. 積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタを有して構成されるパワーアンプを複数段設けて形成したパワーアンプモジュールにおいて、
前記複数段のパワーアンプのうちの少なくとも1段のパワーアンプを構成する電界効果型トランジスタは、前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、絶縁膜を介して前記ソース電極に接続したフィールドプレート電極を設けたことを特徴とするパワーアンプモジュール。
A power formed by providing a plurality of power amplifiers each including a field effect transistor having a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other across the gate electrode on the stacked semiconductor layer. In the amplifier module,
A field effect transistor constituting at least one power amplifier of the plurality of power amplifiers is formed on the stacked semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode and on the source electrode via an insulating film. A power amplifier module comprising a connected field plate electrode.
高周波信号をパワーアンプで増幅して送信する送信回路を備えた移動体通信装置において、
前記パワーアンプは、積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタを有し、
前記電界効果型トランジスタは、前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、絶縁膜を介して前記ソース電極に接続したフィールドプレート電極を設けたことを特徴とする移動体通信装置。
In a mobile communication device equipped with a transmission circuit that amplifies and transmits a high-frequency signal with a power amplifier,
The power amplifier includes a field effect transistor in which a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other across the gate electrode are formed on a stacked semiconductor layer,
The field effect transistor is characterized in that a field plate electrode connected to the source electrode through an insulating film is provided on the stacked semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode. .
積層半導体層上に、ゲート電極と、このゲート電極を挟んで互いに対向するソース電極及びドレイン電極とが形成された電界効果型トランジスタの製造方法において、
前記積層半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜を選択的に除去し、この絶縁膜をマスクとして、前記積層半導体層の最上層に形成される障壁層にゲート領域を形成する工程と、
前記ゲート領域上に前記ゲート電極を形成する工程と、
前記絶縁膜を選択的に除去し、前記積層半導体層上に前記ドレイン電極と前記ソース電極を形成する工程と、
前記ゲート電極と前記ドレイン電極の間における前記積層半導体層上に、前記絶縁膜を介してフィールドプレート電極を形成する工程と、
前記フィールドプレート電極と前記ソース電極とを接続する工程と、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。
In a method of manufacturing a field effect transistor in which a gate electrode and a source electrode and a drain electrode facing each other with the gate electrode interposed therebetween are formed on the stacked semiconductor layer,
Forming an insulating film on the laminated semiconductor layer;
Selectively removing the insulating film, and using the insulating film as a mask, forming a gate region in a barrier layer formed on the uppermost layer of the stacked semiconductor layer;
Forming the gate electrode on the gate region;
Selectively removing the insulating film and forming the drain electrode and the source electrode on the stacked semiconductor layer;
Forming a field plate electrode on the stacked semiconductor layer between the gate electrode and the drain electrode via the insulating film;
And a step of connecting the field plate electrode and the source electrode.
前記ゲート電極を形成する工程と、前記フィールドプレート電極を形成する工程とを同一工程としたことを特徴とする請求項6に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。   7. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 6, wherein the step of forming the gate electrode and the step of forming the field plate electrode are the same step.
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