DE4007896A1 - Verbindungshalbleiter-bauelement und verfahren zur herstellung eines derartigen bauelementes - Google Patents
Verbindungshalbleiter-bauelement und verfahren zur herstellung eines derartigen bauelementesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungshalbleiter-
Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie
ein insbesondere die Herstellung von Verbindungshalbleiter-Bau
elementen mit einer hohen Elektronenbeweglichkeit aufgrund ei
ner Heteroübergangsstruktur gestattendes Herstellungsverfahren.
ln Verbindung mit der raschen Entwicklung hin zu einer Informa
tions- und Kommunikationsgesellschaft ist in jüngster Zeit der
Bedarf an Höchstgeschwindigkeitsrechnern, an sehr hohen Fre
quenzen und an optischer Kommunikation noch mehr gewachsen. Da
jedoch der Erfüllung dieses Bedarfs mit Bauelementen auf der
früher üblichen Siliziumbasis Grenzen gesetzt sind, wurden
intensive Untersuchungen über Verbindungshalbleiter mit guten
Materialeigenschaften angestellt.
Hinsichtlich der Verbindungshalbleitermaterialien weist ein
Bauelement auf der Basis des Verbindungshalbleiters GaAs
verglichen mit den Eigenschaften von Silizium eine hohe Schalt
geschwindigkeit, ein geringes Rauschen und einen geringen Ver
brauch an elektrischer Energie auf und kann sehr hochfrequent
betrieben werden. Dies ist der hohen Elektronenbeweglichkeit,
der hohen Elektronengeschwindigkeit und der halbisolierenden
Eigenschaft von GaAs zu verdanken.
In Anwendung dieser vorteilhaften Materialeigenschaften von
GaAs herrscht dementsprechend eine rege Forschungstätigkeit zur
Herstellung von rauscharmen, monolithischen integrierten Mikro
wellenschaltkreisen und verlustleistungsarmen, superschnellen
digitalen Schaltkreisen.
Hinsichtlich der Bauelemente dienen als Grundlage für einen
Transistor mit einer hohen Elektronenbeweglichkeit (im folgen
den HEMT), der rauscharm und mit hoher Frequenz und Geschwin
digkeit betreibbar ist, die elektronenmodulierenden Eigenschaf
ten eines Feldeffekttransistors. Im besonderen weist der HEMT
eine Struktur auf, bei der nacheinander eine n⁻-GaAs-Schicht,
eine AlGaAs-Schicht und eine n⁺-AlGaAs-Schicht jeweils in Ge
stalt einer dünnen Schicht aufgewachsen werden. Die zum Ladungs
transport beitragenden Elektronen werden durch die n⁺-AlGaAs-
Schicht generiert und sind nicht an ein ionisiertes Donatoratom
oder eine Fehlstelle gebunden, sondern werden vom Einfluß des
elektrischen Feldes getrieben, welches durch die Bildung einer
hohen Elektronenkonzentration zwischen der n⁻-GaAs-Puffer
schicht und der AlGaAs-Trennschicht entsteht. Üblicherweise
wird Silizium als Dotiermaterial für die n⁺-AlGaAs-Injektions
schicht benutzt. Die Rauscharmut und Hochfrequenzfähigkeit
eines HEMT werden mit wachsender Transistorsteilheit weiter
verbessert. Weil die Steilheit mit fallendem Innenwiderstand
ansteigt, ist es wichtig, diesen zu reduzieren.
Fig. 1 ist ein Querschnitt, der die prinzipielle Struktur eines
HEMT darstellt.
In Fig. 1 ist auf der gesamten Oberseite eines halbisolierenden
GaAs-Substrats (1) eine n⁻-GaAs-Pufferschicht (2), eine AlGaAs-
Trennschicht (3) und eine n⁺-AlGaAs- Schicht (4) aufgebracht.
Eine Gatterelektrode (8) ist in einem vorbestimmten Bereich auf
der freigelegten Oberfläche der n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (4)
ausgebildet. Weiterhin sind eine Quellen- und eine Senken
elektrode (6, 7) auf eine zwischenliegende n⁺-GaAs-Deckschicht
(5) aufgebracht, die sich mit Ausnahme des für das Gatter vor
gesehenen Bereiches an der Oberseite der n⁺-AlGaAs-Injektions
schicht (4) befindet. Die Quellen- und die Senkenelektrode (6,
7) bilden mit der n⁺-GaAs-Deckschicht (5) einen Ohmschen
Kontakt, und die n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (4) erzeugt
zweidimensional bewegliche Elektronen. Desweiteren ist die
AlGaAs-Trennschicht (3) für die Erhöhung der zweidimensionalen
Beweglichkeit der von der n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (4)
erzeugten Elektronen von Bedeutung, und die n⁻-GaAs-Puffer
schicht (2) dient als aktivierende Schicht, in welcher sich die
Elektronen eingeschränkt durch den mit den Grenzflächen gebil
deten Potentialtopf zweidimensional bewegen.
Die Eigenschaften hinsichtlich Rauscharmut und Hochfrequenz
tauglichkeit sind bei dem in Fig. 1 gezeigten, üblichen HEMT
jedoch aufgrund eines Innenwiderstands noch immer unbefriedi
gend, welcher sich aus Sperrschichtwiderständen zwischen der
n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (4), der AlGaAs-Trennschicht (3)
und der n⁻-GaAs-Pufferschicht (2) sowie den Widerständen der
AlGaAs-Trennschicht (3) und der n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (4)
selbst zusammensetzt.
Wegen dieser Schwierigkeit ist es bekannt, zur Verringerung des
Innenwiderstandes einen ionenimplantierten HEMT vorzusehen. Die
Fig. 2 ist ein Querschnitt, der die Struktur eines bekannten
durch Ionenimplantation hergestellten HEMT zeigt.
Die Struktur in Fig. 2 entsteht durch Hinzufügen eines ionenim
plantierten Bereiches (9) zu der Struktur in Fig. 1, während
die ansonsten identische Zusammensetzung und Gestaltung durch
gleiche Bezugszeichen verdeutlicht ist. Eine Herstellungsmetho
de dieses HEMT ist nachfolgend kurz erläutert.
Durch Molekularstrahlepitaxie (im folgenden MBE abgekürzt) oder
metallorganische Gasphasenabscheidung (nachfolgend MOCVD abge
kürzt) werden auf der Oberseite eines halbisolierenden GaAs-
Substrats (1) nacheinander die n⁻-GaAs-Pufferschicht (2), die
AlGaAs-Trennschicht (3), die n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (4)
und die n⁺-GaAs-Deckschicht (5) aufgebracht. Als nächstes
werden Fremdatome, wie z. B. Siliziumatome, im Gebiet außerhalb
des Gatterbereiches und in einer einen Teil der Pufferschicht
(2) erfassenden Tiefe ionenimplantiert. Durch einen anschließen
den Temperprozeß entsteht der ionenimplantierte Bereich (9).
Danach werden auf der Oberseite der n⁺-GaAs-Deckschicht (5) die
Quellen- und die Senkenelektrode (6, 7) aufgebracht. Nach
diesem Prozeß wird schließlich die n⁺-GaAs-Deckschicht (5) in
dem vorbestimmten Bereich, in den sich der ionenimplantierte
Bereich (9) nicht erstreckt, fotolithographisch entfernt und
auf dem so freigelegten Teil der n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht
(4) die Gatterelektrode (8) aufgebracht.
Durch die Bildung des ionenimplantierten Bereiches in einem
Teil der n⁻-GaAs-Deckschicht, der n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht,
der AlGaAs-Trennschicht und des unterhalb der Deckschicht lie
genden Teils der n⁻-GaAs-Pufferschicht verringert sich der In
nenwiderstand eines wie oben beschrieben ausgebildeten HEMT.
Der oben beschriebene HEMT hat jedoch noch immer ungenügende
Eigenschaften hinsichtlich der Rauscharmut und der Hochfre
quenztauglichkeit, weil durch den Temperprozeß zur Erzeugung
des ionenimplantierten Bereiches ionisierte Donatoratome aus
der n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht in die zweidimensionale Elek
tronenschicht mit hoher Elektronenkonzentration zwischen der
AlGaAs-Trennschicht und der n⁻-GaAs-Pufferschicht eindiffundie
ren und so die Elektronenbeweglichkeit herabsetzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungshalb
leiter-Bauelement mit einer neuartigen Struktur zu schaffen,
bei welchem der Innenwiderstand verringert ist.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung ein Verbindungshalb
leiter-Bauelement vor, dessen Aufbau durch folgende Elemente
gekennzeichnet ist:
ein halbisolierendes Verbindungshalbleiter-Substrat,
eine darauf aufgebrachte Pufferschicht mit einem bestimmten Ladungsträgertyp aus mit dem Substrat identischem Verbindungs halbleitermaterial,
einen ersten und zweiten Abschnitt einer Deckschicht auf der Pufferschicht mit demselben Ladungsträgertyp und aus einem identischen Verbindungshalbleitermaterial wie die Puffer schicht, welche durch einen definierten Abstand voneinander getrennt sind,
eine erste und eine zweite Elektrode, die jeweils einen Ohmschen Kontakt mit dem ersten bzw. dem zweiten Abschnitt der Deckschicht bilden,
eine Trennschicht aus einem von der Pufferschicht verschiedenen Verbindungshalbleitermaterial, welche auf der Pufferschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt der Deckschicht angebracht ist,
eine auf die Trennschicht aufgebrachte Injektionsschicht mit dem Ladungsträgertyp der Pufferschicht und aus dem Verbindungs halbleitermaterial der Trennschicht und
eine Steuerelektrode auf der Injektionsschicht und mit letzterer einen Schottky-Kontakt bildend.
ein halbisolierendes Verbindungshalbleiter-Substrat,
eine darauf aufgebrachte Pufferschicht mit einem bestimmten Ladungsträgertyp aus mit dem Substrat identischem Verbindungs halbleitermaterial,
einen ersten und zweiten Abschnitt einer Deckschicht auf der Pufferschicht mit demselben Ladungsträgertyp und aus einem identischen Verbindungshalbleitermaterial wie die Puffer schicht, welche durch einen definierten Abstand voneinander getrennt sind,
eine erste und eine zweite Elektrode, die jeweils einen Ohmschen Kontakt mit dem ersten bzw. dem zweiten Abschnitt der Deckschicht bilden,
eine Trennschicht aus einem von der Pufferschicht verschiedenen Verbindungshalbleitermaterial, welche auf der Pufferschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt der Deckschicht angebracht ist,
eine auf die Trennschicht aufgebrachte Injektionsschicht mit dem Ladungsträgertyp der Pufferschicht und aus dem Verbindungs halbleitermaterial der Trennschicht und
eine Steuerelektrode auf der Injektionsschicht und mit letzterer einen Schottky-Kontakt bildend.
Weiterhin sieht die Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein
Verbindungshalbleiter-Bauelement vor, in welchem sich aufgrund
der unterschiedlichen Elektronenaffinitäten in diesen Materia
lien an der Grenzfläche voneinander verschiedener Arten von
Verbindungshalbleiterschichten eine zweidimensionale Elektro
nenschicht in einem Grenzflächen-Potentialtopf ausbildet, das
folgende Verfahrensschritte enthält:
Aufbringen einer epitaktischen Pufferschicht auf ein halbiso lierendes Verbindungshalbleitersubstrat aus dem Verbindungs halbleitermaterial des Substrats;
Aufbringen einer epitaktischen Trennschicht und einer epitak tischen Injektionschicht mit einem bestimmten Ladungsträgertyp auf die Pufferschicht, beide aus einem anderen Verbindungshalb leitermaterial bestehend als die Pufferschicht;
Abätzen von Bereichen der Trennschicht und der Injektions schicht und Anätzen der Pufferschicht, um eine Mesa-Struktur (erhöhte Struktur) zu schaffen;
Aufbringen einer epitaktischen Deckschicht mit dem Ladungs trägertyp der Injektionsschicht aus dem Verbindungshalbleiter material der Pufferschicht auf die Mesa-Struktur und den freigelegten Teil der Pufferschicht;
Aufbringen einer ersten und zweiten Elektrode auf die links und rechts der Mesa-Struktur befindlichen Abschnitte der Deck schicht;
Partielles Abätzen der Deckschicht zur Schaffung eines Fensters zur Freilegung der Oberseite der Mesa-Struktur und
Bilden einer gegenüber der Deckschicht isolierten Steuer elektrode auf der freigelegten Injektionsschicht innerhalb des Fensters.
Aufbringen einer epitaktischen Pufferschicht auf ein halbiso lierendes Verbindungshalbleitersubstrat aus dem Verbindungs halbleitermaterial des Substrats;
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Bilden einer gegenüber der Deckschicht isolierten Steuer elektrode auf der freigelegten Injektionsschicht innerhalb des Fensters.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in
den Zeichnungen dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
Fig. 1 ist ein Querschnitt eines bislang üblichen, in der
Beschreibungseinleitung abgehandelten GaAs-HEMT,
Fig. 2 ein Querschnitt eines ebenfalls in der Beschreibungs
einleitung abgehandelten, durch die bekannte Ionenim
plantation hergestellten GaAs-HEMT,
Fig. 3 ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen GaAs-HEMT,
und
Fig. 4A bis 4C
sind Querschnitte, die den GaAs-HEMT der Fig. 3 in
verschiedenen Herstellungsstufen darstellen.
Der in Fig. 3 im Querschnitt dargestellte, erfindungsgemäße HEMT
beinhaltet ein halbisolierendes GaAs-Trägersubstrat (11), auf
das eine n⁻-GaAs-Pufferschicht (13) epitaktisch aufgewachsen
ist. Die n⁻-GaAs-Pufferschicht (13) bildet eine Mesa-Struktur,
indem sie in einem vorbestimmten Bereich erhöht ist. Auf die
Oberseite des erhöhten Teils der n⁻-GaAs-Pufferschicht (13)
sind eine AlGaAs-Trennschicht (15) und eine n⁺-AlGaAs-Injek
tionsschicht (17) epitaktisch aufgewachsen. Links und rechts
der Mesa-Struktur der Pufferschicht (13) ist eine zweiteilige
n⁺-GaAs-Deckschicht (19) gebildet. Zusätzlich ist die zwei
teilige n⁺-GaAs-Deckschicht (19) auf jeder Seite in Kontakt mit
der n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (17). Eine erste und eine
zweite Elektrode, nämlich eine Quellen- und eine Senkenelek
trode (21, 23) sind unter Bildung von Ohmschen Kontakten auf
den jeweils zugeordneten Teil der n⁺-GaAs-Deckschicht
aufgebracht. Schließlich ist auf die freigelegte Oberfläche der
n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (17) eine Steuerelektrode, nämlich
eine Gatterelektrode (25) aufgebracht, welche mit der Injek
tionsschicht einen Schottky-Kontakt bildet.
Wenn an die Gatterelektrode (25) des HEMT mit der oben be
schriebenen Struktur eine Spannung angelegt wird, werden Dona
toratome aus der n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (17) ionisiert,
so daß zweidimensional bewegliche Elektronen erzeugt werden.
Letztere bilden eine zweidimensionale Elektronenschicht mit
hoher Konzentration an der Grenzfläche von AlGaAs-Trennschicht
(15) und n⁻-GaAs-Pufferschicht (13). Dadurch bewegen sich beim
Anlegen einer Spannungsdifferenz zwischen die Quellenelektrode
(21) und die Senkenelektrode (23) die zweidimensional beweg
lichen Elektronen mit hoher Geschwindigkeit durch den an der
Oberseite der n⁻-GaAs-Pufferschicht (13) gebildeten Kanal, ohne
von Dotieratomen gestreut zu werden.
Da die n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (17) und die AlGaAs-Trenn
schicht (15) auf den Bereich des Gatters beschränkt sind, ist
es möglich, daß die an der Unterseite von Quellen- und Senken
elektrode (21, 23) befindliche n⁺-GaAs-Deckschicht (19) direkt
in Kontakt mit der zweidimensionalen Elektronenschicht gelangt.
Dadurch entfallen sowohl die Sperrschichtwiderstände, die beim
bekannten Stand der Technik (siehe Fig. 1 und 2) aufgrund von
Leitungsbanddiskontinuitäten zwischen der n⁺-AlGaAs-Injektions
schicht, der AlGaAs-Trennschicht und der n⁻-GaAs-Pufferschicht
entstehen, als auch die Leitungswiderstände der n⁺-AlGaAs-
Injektionsschicht und der AlGaAs-Trennschicht selbst, so daß
der Innenwiderstand des Bauelements reduziert wird. Dadurch
wird die Schwellenspannung erniedrigt und somit die Steilheit
des HEMT verbessert.
Die Fig. 4A bis 4C zeigen verschiedene Stufen eines Herstel
lungsprozesses für das Bauelement der Fig. 3 im Querschnitt.
Um die Prozeßstufe der Fig. 4A zu erreichen, wird mit dem MBE-
oder MOCVD-Verfahren auf das halbisolierende GaAs-Substrat (11)
nacheinander eine n⁻-GaAs-Schicht (13) mit einer Konzentration
an Dotieratomen von weniger als 1×1014/cm3 und einer Dicke von
0,5 bis 2µm, eine AlGaAs-Schicht mit einer Dicke von 3 bis 10 nm
und eine n⁺-AlGaAs-Schicht (17) mit einer Konzentration von
Dotieratomen von 1×1018 bis 3×1018/cm3 und einer Dicke von 30
bis 50 nm aufgewachsen. Als Dotiermaterial wird Silizium
verwendet.
Um im vorbestimmten Bereich ein Mesa-Muster zu schaffen, wird
die n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (17) und die AlGaAs-Trenn
schicht (15) durch entsprechendes Ätzen der n⁺-AlGaAs-Schicht
und der AlGaAs-Schicht mittels üblicher Fotolithografie herge
stellt. Das Ätzen kann als Trocken- oder Naßätzverfahren
durchgeführt werden. Auch die n⁻-GaAs-Schicht wird in einer
bestimmten Dicke angeätzt und so die n-GaAs-Pufferschicht (13)
gebildet. Indem die Pufferschicht (13) an der Unterseite der
AlGaAs-Trennschicht (15) erhöht ausgebildet ist, ist auf
einfache Weise die Erzeugung eines Strompfads zwischen Quelle
und Senke möglich.
Zum Erreichen des Verfahrensstandes der Fig. 4B wird auf die
freigelegte n⁻-GaAs-Pufferschicht (13) und die n⁺-AlGaAs-
Injektionsschicht (17) durch das obige MBE- oder MOCVD-Ver
fahren eine n⁺-GaAs-Schicht in einer Dicke von ca. 3µm aufge
bracht, deren Oberfläche planiert werden kann.
Danach wird durch einen Lift-off Prozeß eine Quellen- und eine
Senkenelektrode (21, 23) auf der Oberseite der n⁺-GaAs-Schicht
mit Ausnahme des Bereiches oberhalb der n⁺-AlGaAs-Injektions
schicht (17) geschaffen. Die Quellen- und die Senkenelektrode
(21, 23) bestehen aus einem für ein Ohmsches Verhalten geeigne
ten Metall, wie z. B. AuGe/Ni/Au. Im weiteren wird ein Fenster
(24) geschaffen, indem die n⁺-GaAs-Schicht über der n⁺-AlGaAs-
Injektionsschicht (17) fotolithographisch entfernt wird.
Dadurch entsteht auf der n⁺-GaAs-Schicht die zweiteilige
n⁺-GaAs-Deckschicht (19) jeweils an der Oberseite der n⁻-GaAs-
Pufferschicht (13) .
Durch anschließendes Bilden einer Gatterelektrode (25) auf der
freigelegten n⁺-AlGaAs-Injektionsschicht (17) entsteht die in
Fig. 4C gezeigte Struktur. Die Gatterelektrode (25) besteht aus
einem für Schottky-Verhalten geeigneten Metall, wie z. B.
Ti/Pt/Au.
Da, wie oben beschrieben, die n⁺- AlGaAs-Injektionsschicht und
die AlGaAs-Trennschicht lediglich im Bereich des Gatters und
die n⁺-GaAs-Deckschicht auf der n⁻-GaAs-Pufferschicht im
Bereich der Quelle und der Senke gebildet sind, so daß durch
direktes Inkontakttreten der Deckschicht mit einer zweidimen
sionalen Elektronenschicht an der Oberseite der Pufferschicht
der Innenwiderstand des Bauteils verringert ist, verbessern
sich die Rauscharmut- und Hochfrequenzeigenschaften eines HEMT.
Claims (9)
1. Verbindungshalbleiter-Bauelement mit
einem halbisolierenden Verbindungshalbleiter-Substrat und
einer darauf aufgebrachten Pufferschicht mit einem bestimmten Ladungsträgertyp aus mit dem Substrat identischem Verbindungs halbleitermaterial, gekennzeichnet durch
einen ersten und zweiten Abschnitt einer Deckschicht (19) auf der Pufferschicht (13) mit demselben Ladungsträgertyp und aus einem identischen Verbindungshalbleitermaterial wie die Puffer schicht, welche durch einen definierten Abstand voneinander ge trennt sind,
eine erste und eine zweite Elektrode (21, 23), die jeweils einen Ohmschen Kontakt mit dem ersten bzw. dem zweiten Ab schnitt der Deckschicht (19) bilden,
eine Trennschicht (15) aus einem von der Pufferschicht (13) verschiedenen Verbindungshalbleitermaterial, welche auf der Pufferschicht (13) zwischen dem ersten und dem zweiten Ab schnitt der Deckschicht (19) angebracht ist,
eine auf die Trennschicht (15) aufgebrachte Injektionsschicht (17) mit dem Ladungsträgertyp der Pufferschicht (13) und aus dem Verbindungshalbleitermaterial der Trennschicht (15) und
eine Steuerelektrode auf der Injektionsschicht (17), welche mit der Schicht (17) einen Schottky-Kontakt bildet.
einem halbisolierenden Verbindungshalbleiter-Substrat und
einer darauf aufgebrachten Pufferschicht mit einem bestimmten Ladungsträgertyp aus mit dem Substrat identischem Verbindungs halbleitermaterial, gekennzeichnet durch
einen ersten und zweiten Abschnitt einer Deckschicht (19) auf der Pufferschicht (13) mit demselben Ladungsträgertyp und aus einem identischen Verbindungshalbleitermaterial wie die Puffer schicht, welche durch einen definierten Abstand voneinander ge trennt sind,
eine erste und eine zweite Elektrode (21, 23), die jeweils einen Ohmschen Kontakt mit dem ersten bzw. dem zweiten Ab schnitt der Deckschicht (19) bilden,
eine Trennschicht (15) aus einem von der Pufferschicht (13) verschiedenen Verbindungshalbleitermaterial, welche auf der Pufferschicht (13) zwischen dem ersten und dem zweiten Ab schnitt der Deckschicht (19) angebracht ist,
eine auf die Trennschicht (15) aufgebrachte Injektionsschicht (17) mit dem Ladungsträgertyp der Pufferschicht (13) und aus dem Verbindungshalbleitermaterial der Trennschicht (15) und
eine Steuerelektrode auf der Injektionsschicht (17), welche mit der Schicht (17) einen Schottky-Kontakt bildet.
2. Verbindungshalbleiter-Bauelement nach Anspruch 1, ge
kennzeichnet durch ein GaAs-Verbindungshalbleiter-Substrat (11)
und eine AlGaAs-Verbindungshalbleiter-Trennschicht (15).
3. Verbindungshalbleiter-Bauelement nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsträgertyp von Puffer-,
Deck- und Injektionsschicht ein n-Typ ist.
4. Verbindungshalbleiter-Bauelement nach einem der Ansprü
che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (15)
und die Injektionsschicht (17) auf der Pufferschicht (13) in
einer Mesa-Struktur ausgebildet sind.
5. Verbindungshalbleiter-Bauelement nach Anspruch 4, da
durch gekennzeichnet, daß die beiden Abschnitte der Deckschicht
(19) die Flanken der Mesa-Struktur bedecken.
6. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungshalbleiter-
Bauelements mit einer zweidimensionalen Elektronenschicht in
einem Grenzflächen-Potentialtopf aufgrund unterschiedlicher
Elektronenaffinitäten der Materialien an den Grenzflächen von
einander verschiedener Arten von Verbindungshalbleiterschich
ten mit folgenden Verfahrensschritten:
Aufbringen einer epitaktischen Pufferschicht (13) auf ein halb isolierendes Verbindungshalbleiter-Substrat (11) aus dem Verbindungshalbleitermaterial des Substrats (11);
Aufbringen einer epitaktischen Trennschicht (15) und einer epi taktischen Injektionsschicht (17) mit einem bestimmten Ladungs trägertyp auf die Pufferschicht (13), beide aus einem anderen Verbindungshalbleitermaterial bestehend als die Pufferschicht (13);
Abätzen von Bereichen der Trennschicht (15) und der Injektions schicht (17) und Anätzen der Pufferschicht (13) zur Bildung einer Mesa-Struktur;
Aufbringen einer epitaktischen Deckschicht (19) mit dem La dungsträgertyp der Injektionsschicht (17) aus dem Verbindungs halbleitermaterial der Pufferschicht (13) auf die Mesa-Struktur und den freigelegten Teil der Pufferschicht (13);
Aufbringen einer ersten und zweiten Elektrode (21, 23) auf die links und rechts der Mesa-Struktur befindlichen Abschnitte der Deckschicht (19);
Partielles Abätzen der Deckschicht (19) zur Schaffung eines Fensters (24) zur Freilegung der Oberseite der Mesa-Struktur und
Bilden einer gegenüber der Deckschicht (19) isolierten Steuer elektrode (25) auf der freigelegten Injektionsschicht (17) in nerhalb des Fensters (24).
Aufbringen einer epitaktischen Pufferschicht (13) auf ein halb isolierendes Verbindungshalbleiter-Substrat (11) aus dem Verbindungshalbleitermaterial des Substrats (11);
Aufbringen einer epitaktischen Trennschicht (15) und einer epi taktischen Injektionsschicht (17) mit einem bestimmten Ladungs trägertyp auf die Pufferschicht (13), beide aus einem anderen Verbindungshalbleitermaterial bestehend als die Pufferschicht (13);
Abätzen von Bereichen der Trennschicht (15) und der Injektions schicht (17) und Anätzen der Pufferschicht (13) zur Bildung einer Mesa-Struktur;
Aufbringen einer epitaktischen Deckschicht (19) mit dem La dungsträgertyp der Injektionsschicht (17) aus dem Verbindungs halbleitermaterial der Pufferschicht (13) auf die Mesa-Struktur und den freigelegten Teil der Pufferschicht (13);
Aufbringen einer ersten und zweiten Elektrode (21, 23) auf die links und rechts der Mesa-Struktur befindlichen Abschnitte der Deckschicht (19);
Partielles Abätzen der Deckschicht (19) zur Schaffung eines Fensters (24) zur Freilegung der Oberseite der Mesa-Struktur und
Bilden einer gegenüber der Deckschicht (19) isolierten Steuer elektrode (25) auf der freigelegten Injektionsschicht (17) in nerhalb des Fensters (24).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Substratherstellung der Verbindungshalbleiter GaAs und zur
Herstellung der Trennschicht der Verbindungshalbleiter AlGaAs
verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß ein n-Leitfähigkeitstyp verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Mesa-Struktur durch einen Trocken- oder
einen Naßätzprozeß hergestellt wird.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019890020733A KR910013568A (ko) | 1989-12-31 | 1989-12-31 | 화합물 반도체 장치 및 그 제조방법 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=19294785
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE4007896A Withdrawn DE4007896A1 (de) | 1989-12-31 | 1990-03-13 | Verbindungshalbleiter-bauelement und verfahren zur herstellung eines derartigen bauelementes |
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Country | Link |
---|---|
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KR (1) | KR910013568A (de) |
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FR (1) | FR2656740A1 (de) |
GB (1) | GB2239557A (de) |
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JP6690320B2 (ja) * | 2016-03-11 | 2020-04-28 | 住友電気工業株式会社 | 高電子移動度トランジスタ、及び高電子移動度トランジスタの製造方法 |
US11515410B2 (en) * | 2020-10-30 | 2022-11-29 | Raytheon Company | Group III-V semiconductor structures having crystalline regrowth layers and methods for forming such structures |
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JPS60189268A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-26 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
NL8500218A (nl) * | 1985-01-28 | 1986-08-18 | Philips Nv | Halfgeleiderinrichting met tweedimensionaal ladingsdragergas. |
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JPS62209865A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS62232170A (ja) * | 1986-04-02 | 1987-10-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電界効果トランジスタの製造方法 |
JPS63308965A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-16 | Toshiba Corp | ヘテロ接合電界効果トランジスタ |
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- 1989-12-31 KR KR1019890020733A patent/KR910013568A/ko not_active IP Right Cessation
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- 1990-03-09 FR FR9003009A patent/FR2656740A1/fr active Pending
- 1990-03-13 DE DE4007896A patent/DE4007896A1/de not_active Withdrawn
- 1990-03-14 GB GB9005732A patent/GB2239557A/en not_active Withdrawn
- 1990-03-15 JP JP2066749A patent/JPH03211839A/ja active Pending
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Title |
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GaAs FET Pinciples and Technology, J. V. DiLorenzo1982, Beli Telephone Lab. Inc. pp. 178-179 * |
IEEE El. Dev. Lett., Vol. 10, No. 12, Dec. 1989, pp. 580-582 * |
IEEE J. of Quant. El., Vol. QE-22, No. 9, Sept. 1986, pp 1845-1852 * |
IEEE Trans. o. El. Dev. Vol. 36, No. 10, Oct. 1989, pp. 2204-2216 * |
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Publication number | Publication date |
---|---|
GB2239557A (en) | 1991-07-03 |
FR2656740A1 (fr) | 1991-07-05 |
GB9005732D0 (en) | 1990-05-09 |
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KR910013568A (ko) | 1991-08-08 |
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