DE69418091T2

DE69418091T2 - Feldeffekttransistor mit einem Schottkygate

Info

Publication number: DE69418091T2
Application number: DE69418091T
Authority: DE
Inventors: Hironobu C/O Nec Corporation Miyamato; Kazuhiko C/O Nec Corporation Onda
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-06-01
Filing date: 1994-06-01
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: EP0627768A3; JP2550859B2; JPH06342812A; DE69418091D1; US5635735A; EP0627768B1; EP0627768A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung und insbesondere einen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einer verbesserten Schottky-Torstruktur.
EP-A2-522 952 zeigt eine solche Halbleitervorrichtung, die eine Schottky-Torstruktur aufweist. Dieser HEMT kann verschiedene Materialien für die Elektronen-Sperrschichten verwenden. Die Höhe der Elektronen-Sperrschicht des Fermi-Niveaus der Schottky-Gateelektrode, wie sie aus diesem Dokument bekannt ist, sollte jedoch verbessert werden, damit die Eigenschaften des HEMT verbessert werden können.
Eine weitere Halbleitervorrichtung ist aus der US-A-5 206 528 bekannt. Dieses Dokument offenbart eine Supergitterstruktur- Schicht für einen MISFET mit einer Sperrhöhe des Schottky-Übergangs zwischen der Gateelektrode und der Supergitterstruktur- Schicht von ungefähr 1 eV.
Es ist deshalb erwünscht, die Eigenschaften der bekannten Halbleitervorrichtung zu verbessern.
Verbesserungen und Entwicklungen von Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistoren, die aus Verbindungs halbleitern, z. B. InP, InGaAs oder anderen Verbindungshalbleitern, die In enthalten, hergestellt sind, sind sehr wichtig für umwälzende Neuerungen auf dem Halbleitergebiet. Verbindungshalbleiter, z. B. InP, InGaAs und weitere Verbindungshalbleiter, die In enthalten, sind für Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistoren geeignet, da sie die Eigenschaft einer hohen Elektronenbeweglichkeit haben. Diese Feldeffekttransistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit, die Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaften zeigen, haben einen Schottky-Gatekontakt. Eine Gateelektrode, die aus einem Metall besteht, wird nämlich direkt auf einer Halbleiterschicht derart vorgesehen, daß die Gateelektrode bzw. Torelektrode elektrisch von den Halbleiterschichten durch die Schottky-Barriere elektrisch getrennt ist. Wie bestens bekannt ist, stellt ein Halbleiter-Metall-Kontakt oder ein Schottky-Kontakt eine Leitungsbanddiskontinuität bereit, die als Potentialbarriere oder Schottky-Barriere dient, die verhindert, daß Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über den Schottky-Kontakt von dem Metall in Richtung des Halbleiters fließen. Eine ausreichende Höhe bzw. Größe der Schottky-Barriere ist notwendig, damit ein Gate-Leckstrom unterdrückt wird oder damit der Fluß von Elektronen über den Schottky-Kontakt von dem Metall in Richtung des Halbleiters unterdrückt wird.
Die Verwendung von InP oder InGaAs für Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Transistoren ist in U. K. Mishra 1989 IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, Vol. 37, Nr. 9, Seite 1279 offenbart. Die Struktur des Typs ist wie folgt. Eine Substrat ist ein halblisolierendes InP-Substrat. Eine Pufferschicht, die aus InAlAs hergestellt ist, ist auf dem halbisolierenden InP-Substrat ausgebildet. Eine undotierte InGaAs- Schicht ist auf der InAlAs-Pufferschicht ausgebildet. Eine n-Typ InAlAs-Schicht ist auf der undotierten InGaAs-Schicht ausgebildet, um einen Heteroübergang mit ihr auszubilden. Eine undotierte InAlAs-Schicht ist auf der InAlAs-Schicht vom n-Typ.ausgebildet. Die vorstehenden Schichten können sequentiell auf dem Substrat aufwachsen. Eine Gateelektrode ist an der undotierten InA lAs-Schicht ausgebildet, um einen Schottky-Kontakt mit ihr auszubilden.
Die undotierte InAlAs-Schicht ist vorgesehen, um eine Schottky- Barriere im Zusammenwirken mit der Gateelektrode bereitzustellen. Diese Schottky-Barriere dient dazu, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche fließen können. Obwohl die undotierte InAlAs-Schicht dafür vorgesehen ist, einen Gate-Leckstrom zu unterdrücken, ist eine Schottky-Barrierenstärke 0,55 eV, was unzureichend für die Unterdrückung eines Gate-Leckstroms in Anbetracht einer Spannung, die an der Gateelektrode anliegt, erscheint. Eine viel höhere Schottky-Barriere ist erforderlich, um eine ausreichende Unterdrückung des Gate-Leckstroms zu realisieren oder um zu unterdrücken, daß sich Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche von dem Metallgebiet der Gateelektrode aus in den Halbleiterbereich bewegen können.
Ein weiterer Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit ist in May 1993 IEEE Electron Device Letters, Vol. 14, Nr. 5, Seiten 259-261 beschrieben. Der Aufbau des Transistors ist wie folgt. Ein Halbleitersubstrat ist ein halbisolierendes InP-Substrat. Eine undotierte InP-Schicht mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf dem halblisolierenden InP-Substrat ausgebildet. Eine undotierte InGaAs-Schicht mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der undotierten InP-Schicht ausgebildet. Eine undotierte InAlAs- Schicht mit einer Dicke von 3 Nanometer ist auf der undotierten InGaAs-Schicht ausgebildet. Eine n&spplus;-dotierte InAlAs-Schicht mit einer Dicke von 15 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 3 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der undotierten InAlAs-Schicht ausgebildet. Eine undotierte In0,75Ga0,25P-Schicht mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der n&spplus;-dotierten InAlAs-Schicht ausgebildet. Eine mit Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus n&spplus;- dotierten InGaAs besteht und eine Stärke von 20 Nanometer und eine Verunreinigungskonzentration von 5 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hat, ist auf der undotierten In0,75Ga0,25P-Schicht ausgebildet. Source- und Drainelektroden sind auf der Abdeckschicht vorgesehen. Eine Ga teelektrode ist an einer freiliegenden Oberfläche der undotierten In0,75Ga0,25P-Schicht in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen. Dieser Transistor ist derart aufgebaut, daß Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaften ermöglicht werden, während eine Schottky-Barrierenhöhe für eine Potentialbarriere zur Unterdrückung eines Gate-Leckstroms oder zur Verhinderung eines Flusses von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Schnittstelle von dem Gate in den In0,75Ga0,25P-Schicht unzureichend ist. Eine viel höhere Schottky-Barriere wird ebenfalls benötigt.
Um die vorstehenden Probleme bezüglich des Gate-Leckstroms zu lösen, wurden andere Schottky-Gatestrukturen vorgeschlagen und in den japanischen, offengelegten Patentanmeldungen Nr. 64-41272 und 64-41273 offenbart. Die japanische, offengelegte Patentanmeldung Nr. 64-41272 beschreibt das Einfügen eines Supergitter- Aufbaus aus AlGaAs/AlInAs unter der Gateelektrode, worin der Supergitter-Aufbau als Potentialbarriere zur Unterdrückung eines Gate-Leckstromes oder zur Verhinderung eines Flusses von Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche in eine Al0,48In0,52As-Schicht dienen kann. Die japanische, offengelegte Patentanmeldung Nr. 64-41273 beschreibt auch das Einfügen einer Al0,4Ga0,6As-Schicht unter der Gateelektrode, worin die Superlattice-Struktur als eine Potentialbarriere für die Unterdrückung eines Gate-Leckstromes oder für die Verhinderung eines Flusses von Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche in eine Al0,48In0,52As-Schicht dienen kann. Die Al0,4Ga0,6As-Schicht muß eine Stärke geringer als eine kritische Dicke von ungefähr 10 Nanometer in Anbetracht der Gitteranpassung haben. Die Superkristallgitterstruktur von AlGaAs/AlInAs muß auch die Summe der einzelnen Dicken der AlGaAs-Schichten geringer als eine kritische Dicke haben, die sehr dünn ist.
Ein typischer Aufbau der vorstehenden Feldeffekttransistoren ist in Fig. 1 dargestellt. Der Feldeffekttransistor hat ein halblisolierendes InP-Substrat 101. Eine Schicht 102, die aus Verbindungshalbleitern hergestellt ist, die In enthalten, ist auf dem halbisolierenden InP-Substrat 101 ausgebildet. Eine InAlAs-Schicht 103 ist auf der Schicht 102 ausgebildet. Eine A1- GaAs-Schicht 104 ist auf der InAlAs-Schicht 103 ausgebildet. Mit einer Ausnehmung geätzte, n-dotierte InGaAs-Abdeckschichten 107- 1 und 107-2, die als Source-Bereich und Drain-Bereich dienen, sind auf der AlGaAs-Schicht 104 ausgebildet. Source- und Drainelektroden 108-1 und 108-2 sind auf den Source- und Draingebieten 107-1 und 107-2 vorgesehen. Eine Gateelektrode 109 ist in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen. Die AlGaAs-Schicht bildet eine Potentialbarriere gegen Elektronen, die als Ladungsträger wirken, damit ein Fluß von Elektronen über einen Schottky-Kontakt von der Gateelektrode 109 in die InAlAs-Schicht 103 derart verhindert werden kann, daß ein Schottky-Gateleckstrom unterdrückt werden kann.
Diese Schottky-Barrierenaufbauten sind mit den folgenden Problemen bei der Herstellung der Vorrichtung belastet. Das Ätzen der Ausnehmung der Abdeckschicht, die als Source- und Draingebiete dient, ist notwendig, um das Schottky-Barrierentor auszubilden. Obwohl das Ausnehmungsätzen fortgesetzt wird, bis die Barrierenschicht freiliegt, ist es schwierig, das Ausnehmungsätzen derart zu steuern, daß das Ausnehmungsätzen gerade dann abgebrochen wird, wenn eine Oberfläche der Barrierenschicht mit Hinblick auf die Ätzgenauigkeit freiliegt. Tatsächlich scheint die AlGaAs- Schicht, die als Potentialbarriere dient, durch den Prozeß des Ausnehmungsätzens zum Ausbilden eines Ausnehmungsabschnitts, in dem die Schottky-Gateelektrode vorgesehen ist, beschädigt zu werden. Die Potentialbarrierenschicht, die einmal eine Beschädigung aufgrund des Prozesses des Ausnehmungsätzens erlitten hat, ist nicht länger dazu in der Lage, als Potentialbarriere zum Unterdrücken eine Gate-Leckstromes zu wirken. Dies ist ein ernstes Problem. Die vorstehende Superkristallgitterstruktur, die als Potentialbarriere dient, ist auch mit dem gleichen Problem belastet, wie es vorstehend beschrieben wurde. Es ist deshalb erforderlich, eine Potentialbarrierenstruktur zu entwickeln, in der die Potentialbarrierenschicht frei von irgendeiner Beschädigung aufgrund des Ätzens der Ausnehmung ist.
Ein weiterer Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit und mit einer Potentialbarrierenstruktur gegen Löcher, die als positive Ladungsträger wirken, in der eine Potentialbarrierenschicht benachbart zu einer Kanalschicht vorgesehen ist, ist in Inst. Phys. Conf. Ser. Nr. 129, Kapitel 12, Seiten 941-942 offenbart. Der Aufbau des Transistors mit hoher Elektronenbeweglichkeit ist wie folgt. Ein Halbleitersubstrat ist ein InP-Substrat. Eine Pufferschicht ist auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet. Eine InGaAs-Kanalschicht mit einer Dicke von 40 Nanometer ist auf der Pufferschicht ausgebildet. Eine n-dotierte InAlAs-Abstandsschicht mit einer Dicke von 1,5 Nanometer ist auf der InGaAs-Kanalschicht ausgebildet. Eine InAlAs-Lochbarrierenschicht mit einer Dicke von 3 Nanometer ist auf der n-dotierten InAlAs-Abstandsschicht ausgebildet. Eine n-dotierte InAlAs-Abstandsschicht mit einer Dicke von 1,5 Nanometer ist auf der InAlAs- Lochbarrierenschicht ausgebildet. Eine n&spplus;-dotierte InAlAs- Schicht mit einer Dicke von 11 Nanometer ist auf der n-dotierten InAlAs-Abstandsschicht ausgebildet. Eine n-dotierte InAlAs- Schicht mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der n&spplus;-dotierten InAlAs-Schicht ausgebildet. Eine mit Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus InGaAs besteht, ist auf der n-dotierten InAlAs-Schicht ausgebildet. Source- und Drainelektroden sind auf der Abdeckschicht vorgesehen. Eine Gateelektrode ist auf einer freiliegenden Oberfläche der n-dotierten InAlAs-Schicht in dem Ausnehmungsabschnitt ausgebildet, um eine Schottky-Kontaktstruktur auszubilden.
Die InAlAs-Lochbarrierenschicht ist auch dazu in der Lage, als eine Potentialbarriere zu dienen, aber gegenüber Löchern, die als Ladungsträger wirken. Die Lochbarrierenschicht dient nur als eine Potentialbarriere für Loch-Ladungsträger derart, daß ein Fluß von Lochladungsträgern aus der Kanalschicht heraus verhindert wird. Für diesen Zweck ist es erforderlich, eine Lochbarrierenschicht benachbart zur Kanalschicht vorzusehen. Diese Lochbarrierenschicht ist jedoch nie eine Potentialbarriere gegenüber Elektronen. Tatsächlich ist es leicht zu sehen, daß die Lochbarriere benachbart zu der Kanalschicht nicht in der Lage ist, den Fluß von Elektronen über die Schottky-Barriere von der Schottky-Gateelektrode in die Halbleiterschichten zu unterdrücken. Obwohl die Elektronenbarriere und die Lochbarriere die gleiche Funktion alleine in Anbetracht der Unterdrückung eines Gate-Leckstroms haben, beruhen beide Barrieren auf vollständig unterschiedlich Prinzipien. Die Unterdrückung eines Flusses von Elektronen über die Schottky-Barrierenkontaktoberfläche von dem Schottky-Gate in die Halbleiterschicht ist technisch jedoch vollständig unterschiedlich zu der Unterdrückung des Flusses von Loch-Ladungsträgern aus deren Kanalschicht heraus. Im ersteren Fall muß die Elektronenbarriere benachbart zum Schottky-Gatekontakt vorgesehen sein, während in dem letzteren Fall die Lochbarriere benachbart zur Kanalschicht sein muß.
Der Stand der Technik, den die Erfinder mitteilen, beschreibt weder noch lehrt er einen idealen Schottky-Barrierenaufbau für die Unterdrückung eines Flusses von Elektronen über eine Schottky-Kontaktoberfläche von einer Schottky-Gateelektrode in eine Halbleiterschicht, in der eine Schottky-Barrierenschicht, die benachbart zum Schottky-Kontakt vorgesehen ist, frei von irgendeiner Beschädigung aufgrund des Prozesses eines Ausnehmungsätzens ist.
Es ist deshalb erforderlich, eine neuartige Schottky-Torstruktur mit einer verbesserten Elektronenbarriere zu entwickeln, die in einem Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor aus Verbindungshalbleitern verwendbar ist.
Dementsprechend ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Schottky-Barrierenaufbau bereitzustellen, der eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe für die Unterdrückung eines Flusses von Elektronen über eine Schottky-Kontaktoberfläche von einer Schottky-Torelektrode in eine Halbleiterschicht hat.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Schottky-Barrierenaufbau bereitzustellen, der frei von irgendwelchen Nachteilen ist, wie sie vorstehend beschrieben worden sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Schottky-Barrierenaufbau für die Unterdrückung eines Gate-Leckstroms bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau zur Unterdrückung eines Flusses von Elektronen über eine Schottky-Kontaktoberfläche von einer Schottky-Torelektrode in eine Halbleiterschicht bereitzustellen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau bereitzustellen, der frei von irgendeiner Beschädigung aufgrund eines Prozesses des Ausnehmungsätzens ist.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau bereitzustellen, der frei von irgendwelchen Nachteilen ist, die vorstehend beschrieben wurden.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau für die Unterdrückung eines Gate-Leckstromes bereitzustellen.
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau gemäß Anspruch 1 bereit, der eine Schottky-Gateelektrode, eine erste Schicht, die in Berührung mit der Schottky-Gateelektrode ist und aus einem ersten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, und eine zweite Schicht, die in Berührung mit der ersten Schicht ist und aus einem zweiten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der eine höhere Leitungsbandkante als eine Leitungsbandkante des ersten Verbindungshalbleiters hat. Der erste Verbindungshalbleiter kann einen Verbindungshalbleiter aufweisen, der In enthält, z. B. InAlAs. Der zweite Verbindungshalbleiter kann AlAs, GaAs, GaP, InXAl1-XAs (0 X 0,4), AlXGa1-XAs (0 X 1), AlXGa1-XP (0 X 1), GaAsYP1-Y (0 Y 1), AlAs1-YPY (0 Y 1), AlXGa1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1) oder Al XIn1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) aufweisen. Die zweite Schicht hat eine Dicke von 5 Nanometer. Die erste Schicht hat eine Dicke im Bereich von 5 Nanometer bis 10 Nanometer.
Der Schottky-Barrierenaufbau enthält weiterhin eine dritte Schicht, die in Berührung mit der zweiten Schicht ist, die aus dem ersten Verbindungshalbleiter hergestellt sein kann, und eine vierte Schicht enthalten kann, die in Berührung mit der dritten Schicht ist und aus einem dritten Verbindungshalbleiter hergestellt sein kann. Die vierte Schicht hat eine Dicke von 5 Nanometer. Die dritte Schicht hat eine Dicke von 5 Nanometer.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend vollständig im Detail mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise Querschnittsansicht, die den Feldeffekttransistor darstellt, der den herkömmlichen Schottky-Barrierenaufbau hat.
Fig. 2 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor darstellt, der einen verbesserten Schottky- Barrierenaufbau in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung hat.
Fig. 3 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 4 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau in einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 5 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau in einer vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 6 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau in einer fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 7 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits - Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau in einer sechsten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 8 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits - Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau in einer siebten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 9 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau in einer achten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 10 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau in einer neunten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 11 eine teilweise Querschnittsansicht, die einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Barrierenaufbau gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 12 ein Diagramm, das ein Profil mit Energiebandlücke entlang einer Schottky-Kontaktoberfläche eines verbesserten Schottky-Batrierenaufbaus nach der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die vorliegende Erfindung stellt einen neuartigen Schottky-Barrierenaufbau mit einer ausreichenden Barrierenhöhe bereit, damit ein Fluß von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über eine Schottky-Torelektrode in eine Halbleiterschicht verhindert wird. Die vorliegende Erfindung stellt auch einen neuartigen Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor bereit, der einen verbesserten Schottky-Barrierenaufbau mit einer ausreichenden Barrierenhöhe zur Verhinderung eines Flusses von Elek tronen, die als Ladungsträger dienen, über eine Schottky-Gateelektrode in eine Halbleiterschicht enthält, in der eine Barrierenschicht relativ benachbart zu einer Schottky-Kontaktoberfläche vorgesehen ist, aber frei von irgendeiner Beschädigung aufgrund eines Ausnehmungsätzens für die Ausbildung eines Ausnehmungsabschnitts ist, in dem eine Schottky-Torelektrode vorgesehen ist. Die Elektronen-Sperrschicht, die diese ausreichende Barrierenhöhe hat, ist derart bereitgestellt, daß sie nicht durch den Ausnehmungsabschnitt freigelegt ist oder nicht direkt in Berührung mit der Schottky-Torelektrode derart ist, damit die Elektronen-Barrierenschicht bzw. -Sperrschicht von jeder Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens abgehalten wird, während die Elektronen-Sperrschicht in einer relativ benachbarten Position zu der Schottky-Kontaktoberfläche sein muß, um unter anderem ein Verhindern eines Flusses von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode in die Halbleiterschichten, die eine Kanalschicht aufweisen, sicherzustellen. Auch wenn eine Schwankung der Ätztiefe beim Ausbilden des Ausnehmungsabschnitts gegeben ist, nimmt eine Halbleiterschicht über der Potentialsperrschicht die gesamte Beschädigung aufgrund des Ausnehmungsätzens derart auf, daß die Elektronen-Sperrbarriere frei von irgendeiner Beschädigung aufgrund des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht auch, daß die Elektronen-Sperrschicht ausreichend dünn sein kann, so daß sie frei von jeder Möglichkeit der Erzeugung einer Kristallgitterfehlanpassung ist.
Eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgen mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfreguenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Toraufbau vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors ist in Fig. 2 dargestellt. Der Transistor hat ein halbisolierendes InP-Substrat 1. Eine undotierte InAlAs-Pufferschicht 2-1 mit einer Dicke von 300 Nanometer ist auf dem undotierten, halbisolierenden InP-Substrat 1 ausgebildet. Eine undotierte InGaAs-Kanalschicht 2-2 mit einer Dicke von 30 Nanometer ist auf der undotierten InAlAs-Puffer schicht 2-1 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 2-3 mit einer Dicke von 3 Nanometer ist auf der undotierten InGaAs-Kanalschicht 2-2 ausgebildet. Eine Si-dotierte InAlAs-Schicht 2-4 mit einer Dicke von 10 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 5 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der undotierten InAlAs- Schicht 2-3 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 3 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Si-dotierten InAlAs- Schicht 2-4 ausgebildet. Eine erste Elektronen-Sperrschicht 4-1, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer besteht, ist auf der undotierten InAlAs-Schicht 3 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 5 mit einer Dicke von 5 Nanometer ist auf der ersten Elektronen-Sperrschicht 4-1 ausgebildet. Eine zweite Elektronen-Sperrschicht 4-2, die aus einer undotierten AlAs-Schicht mit einer Dicke von 5 Nanometer hergestellt ist, ist auf der undotierten InAlAs-Schicht 5 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 6 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der zweiten Elektronen-Sperrschicht 4-2 ausgebildet. Eine mit Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten In- GaAs-Verbindungshalbleiter mit einer Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ besteht, bildet die Drain- und Sourcegebiete 7-1 und 7-2. Drain- und Sourceelektroden 8-1 und 8-2 sind auf den Si-dotierten InGaAs-Drain- und Sourcegebieten 7-1 und 7-2 vorgesehen. Die Drain- und Sourceelektroden 8-1 und 8-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet werden. Eine Schottky-Torelektrode 9 ist auf eine freiliegenden Oberfläche der undotierten InAlAs-Schicht 6 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Die Kanalschicht 2-2, die aus einem undotierten InGaAs-Verbindungshalbleiter hergestellt ist, hat eine niedrigste Leitungsbandkante, um eine höhere Elektronenbeweglichkeit bereitzustellen, die dem Feldeffekttransistor ermöglicht, daß er Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaften zeigt. Die undotierte InGaAs-Kanalschicht 2-2 ist sehr dünn, damit den Elektronen, die als Ladungsträger dienen ermöglicht wird, daß sie eingeschlossen sind, um ein zweidimensionales Elektronengas in der undotierten InGaAs-Kanalschicht 2-2 auszubilden. Die Dicke der undotierten InGaAs-Kanalschicht 2-2 ist variabel. Eine viel dünnere undotierte InGaAs-Kanalschicht mit einer Dicke von 10 Nanometer ist verfügbar, in der die Anzahl der Elektronen, die in der Kanalschicht 2-2 eingeschlossen sind, reduziert ist, während die Elektronen im Durchschnitt eine hohe Energie haben. Die vorstehende, undotierte InGaAs-Kanalschicht, die eine sehr geringe Dicke und einer sehr hohen Elektronenbeweglichkeit hat, ermöglicht, daß der Feldeffekttransistor Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaften hat. Die Si-dotierten InGaAs- Drain- und Sourcegebiete 7-1 und 7-2 haben eine hohe Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³, um einen ohmschen Kontakt mit der Drain-Elektrode 8-1 bzw. der Source-Elektrode 8-2 auszubilden. Die Verunreinigungskonzentration der Drain- und Sourcegebiete kann variabel sein, um die Schnittstelle bzw. den Übergang mit der Metallelektrode in einen Zustand für die Ausbildung eines ohmschen Kontakts zu versetzen, was zu einer Verbesserung der Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaft des Feldeffekttransistors beiträgt.
Der vorstehende Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der eine duale Potentialsperrschicht mit einer ausreichenden Höhe zur Verhinderung eines Flusses von Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 9 in die InAlAs-Schichten oder die undotierte InGaAs- Kanalschicht 2-2 hat. Der Schottky-Barrierenaufbau hat duale Potentialsperrschichten, die die ersten und zweiten undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschich-ten 4-1 und 4-2 aufweisen. Die ersten und zweiten dualen, undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 sind in einem benachbarten Abschnitt zu der Schottky-Kontaktoberfläche vorgesehen, um das Verhindern einer Bewegung von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 9 in die InAlAs-Schichten und die Kanalschicht 2-2 sicherzustellen. Jede der undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 hat eine sehr geringe Dicke von 5 Nanometer, was geringer als eine kritische Dicke zur Vermeidung des Auftretens eines Kristallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und InAlAs ist. Die vorstehenden, undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 sind frei von irgendwelchen Problemen bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Andererseits hat jede der Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 eine ausreichende Höhe der Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialsperrschichthöhe, damit eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit des Tunnelns von Elektronen durch jede der Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 ermöglicht wird. Diese ausreichende Höhe der Potentialbarriere oder der Leitungsbandkante der einzelnen AlAs-Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 ist nämlich dazu in der Lage, zu verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, von der Schottky-Torelektrode durch die Sperrschicht hindurchgehen können. Das Profil der Energiebandlücke entlang des Schottky-Barrierenaufbaus ist in Fig. 12 wiedergegeben. Die gepunktete Linie, die mit EF bezeichnet ist, gibt ein Fermi-Niveau wieder. Die durchgezogene Linie, die mit EC bezeichnet ist, gibt ein Profil einer Leitungsbandkante über den Schottky-Kontakt wieder. Der Schottky-Barrierenaufbau hat duale Potentialsperrschichten mit unterschiedlichen Höhen. Eine InAlAs-Schicht in Berührung mit der Schottky-Torelektrode bildet eine erste Elektronen-Sperrschicht, während eine AlAs-Schicht in Berührung mit der InAlAs-Schicht eine zweite Elektronen-Sperrschicht bildet, die eine größere Höhe als die erste Elektronen- Sperrschicht hat. Die Höhe der ersten Potentialbarriere, die durch die InAlAs-Schicht verursacht wird, ist nicht ausreichend, eine Verhinderung eines Flusses von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode aus sicherzustellen. Im Unterschied hierzu ist die Höhe der zweiten Potentialbarriere der AlAs-Elektronen- Sperrschicht dafür ausreichend, zu verhindern, daß Elektronen über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode aus fließen und dann durch die zweite Potentialbarriere hindurchgehen. Die Diskontinuität der Leitungsbandkante zwischen der ersten InAlAs-Schicht und der AlAs-Elektronen-Sperrschicht ermöglicht die Verhinderung des Durchgangs von Elektronen durch die Schottky-Barriere. Dies verhindert einen Gate-Leckstrom, in dem die Mehrheit der Ladungsträger Elektronen sind.
Die vorstehenden dualen Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2, die aus undotierten AlAs-Verbindungshalbleitern hergestellt sind, sind derart vorgesehen, daß sie nicht in dem Ausnehmungsabschnitt freiliegen und auch nicht direkt in Berührung mit der Schottky-Torelektrode sind. Die zweite Elektronen-Sperrschicht 4-2, die über der ersten Elektronen-Sperrschicht 4-1 liegt, ist durch die undotierte InAlAs-Schicht 6 abgedeckt. Die undotierte InAlAs-Schicht 6 ist nur vorgesehen, um die zweite AlAs-Elektronen-Sperrschicht 4-2 davor zu schützen, daß sie irgendeine Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes erleidet, in dem die Schottky-Torelektrode 9 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt wird, die dualen Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die InAlAs-lichicht 6 für den Schutz der Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 vor irgendeiner Auswirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens erforderlich. Die Dicke der InAlAs-Schicht 6 sollte dafür ausreichend sein, einen perfekten Schutz der zweiten Elektronen-Sperrschicht 4-2 gegenüber irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel kann anstelle einer Dicke von 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck akzeptabel sein. Die undotierte InAlAs-Schicht 6 ist nämlich dafür vorgesehen, jede Auswirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes derart aufzufangen, daß die undotierte AlAs-Sperrschicht 4-2, die von der undotierten InAlAs-Schicht 6 abgedeckt und geschützt ist, frei von Auswirkungen aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht, daß die dualen AlAs-Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 ausgezeichnete und ausreichende Eigenschaften als Elektronen-Barrieren zur Verhinderung eines Flusses von Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Gate aus haben. Dies führt zu fehlendem Gate-Leckstrom des Feldeffekttransistors und einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen können die Elektronen-Sperrschichten 4-1 und 4-2 aus anderen Verbindungshalbleitermaterialien mit einer ausreichenden Potentialbarrierenhöhe hergestellt sein. Es wurde bestätigt, daß GaAs, GaP, AlP, InXAl1-XAs (0 X 0,4), AlXGa1-XAs (0 X 1), AlXGa1-XP (0 X 1), GaAsYP1-Y (0 Y 1), AlAs1-YPY (0 Y 1), AlXGa1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1), AlXIn1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) für die Elektronen-Barrierenschichten 4-1 und 4-2 verfügbar und verwendbar sind.
Eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Toraufbau vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors ist in Fig. 3 dargestellt. Der Transistor hat ein halbisolierendes InP-Substrat 11. Eine undotierte InAlAs-Pufferschicht 12-1 mit einer Dicke von 300 Nanometer ist auf dem undotierten halbisolierendes InP-Substrat 11 ausgebildet. Eine Si-dotierte InGaAs-Kanalschicht 12-2 mit einer Dicke von 10 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der undotierten InAlAs-Pufferschicht 12-1 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 13 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Si-dotierten In- GaAs-Schicht 12-2 ausgebildet. Eine erste Elektronen-Sperrschicht 14-1, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer hergestellt ist, ist auf der undotierten InAlAs- Schicht 13 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 15 mit einer Dicke von 5 Nanometer ist auf der ersten Elektronen-Sperrschicht 14-1 ausgebildet. Eine zweite Elektronen-Sperrschicht 14-2, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer hergestellt ist, ist auf der undotierten InAlAs-Schicht 15 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 16 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der zweiten Elektronen-Sperrschicht 14- 2 ausgebildet. Eine mit Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten InGaAs-Verbindungshalbleiter mit einer Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt ist, bildet Drain- und Source-Regionen 17-1 und 17-2. Die Drainelek trode 18-1 und die Sourceelektrode 18-2 sind auf den Si-dotierten InGaAs-Drain- und Source-Gebieten 17-1 und 17-2 vorgesehen. Die Drainelektrode 18-1 und die Sourceelektrode 18-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet sein. Eine Schottky-Torelektrode 19 ist auf der freiliegenden Oberfläche der undotierten InAlAs-Schicht 16 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Die Kanalschicht 12-2, die aus Si-dotierten InGaAs-Verbindungshalbleitern hergestellt ist, hat eine niedrigste Leitungsbandkante, um eine höhere Elektronenbeweglichkeit bereitzustellen, die dem Feldeffekttransistor ermöglicht, daß er Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaften zeigt. Die Si-dotierte InGaAs-Kanalschicht 12-2 ist sehr dünn, so daß den Elektronen, die als Ladungsträger wirken, ermöglicht wird, daß sie eingeschlossen sind, um ein zweidimensionales Elektronengas in der Si-dotierten InGaAs-Kanalschicht 12-2 auszubilden. Die Sidotierte InGaAs-Kanalschicht, die eine sehr geringe Dicke und eine sehr hohe Elekronenbeweglichkeit hat, ermöglicht dem Feldeffekttransistor, daß er Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaften hat.
Die Si-dotierten InGaAs-Drain- und Source-Gebiete 17-1 und 17-2 haben eine hohe Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³, um einen ohmschen Kontakt mit der Drainelektrode 18-1 und der Sourceelektrode 18-2 auszubilden. Die Verunreinigungskonzentration der Drain- und Source-Gebiete kann variabel sein, um die Schnittstelle mit der Metallelektrode in einen Zustand für die Ausbildung eines ohmschen Kontaktes zu versetzen, der zu den Verbesserungen bezüglich der Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaft des Feldeffekttransistors beiträgt.
Der vorstehende Feldeffekttransistor dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der eine duale Potentialbarriere mit einer ausreichenden Höhe bildet, um einen Fluß von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 19 aus in die InAlAs-Schichten oder die Si-dotierte InGaAs-Kanalschicht 12-2 zu verhindern. Der Schottky-Barrierenaufbau hat duale Potentialbarrieren, die die ersten und zweiten undotierten AlAs- Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 aufweist. Die ersten und zweiten dualen, undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 sind an einem benachbarten Abschnitt zu der Schottky- Kontaktoberfläche vorgesehen, um das Verhindern der Bewegung von. Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 19 aus in die InAlAs-Schichten und die Kanalschicht 12-2 sicherzustellen. Jede der undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 hat eine sehr geringe Dicke von 5 Nanometer, die kleiner als eine kritische Dicke ist, um ein Auftreten eines Kristallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und InAlAs zu vermeiden. Die vorstehenden Si-dotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 sind frei von irgendwelchen Problemen bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Andererseits hat jede der undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 eine ausreichende Höhe der Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe, um eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit für das Tunneln von Elektronen durch jede der Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 zu ermöglichen. Diese ausreichende Höhe der Potentialbarriere oder der Leitungsbandkante der einzelnen AlAs-Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 kann nämlich verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, von der Schottky-Torelektrode durch die Sperrschicht hindurch gelangen.
Die vorstehenden dualen Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 sind derart vorgesehen, daß sie nicht in dem Ausnehmungsabschnitt frei liegen und auch nicht direkt mit der Schottky-Torelektrode in Berührung kommen. Die zweite Elektronen-Sperrschicht 14-2, die über der ersten Elektronen-Sperrschicht 14-1 liegt, ist durch die undotierte InAlAs-Schicht 16 abgedeckt. Die undotierte InAlAs-Schicht 16 ist nur dafür vorgesehen, die zweite AlAs-Elektronen-Sperrschicht 14-2 vor einer Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes zu schützen, in dem die Schottky-Torelektrode 19 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt wird, die dualen Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die InAlAs-Schicht 16 für den Schutz der Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 24-2 vor einer Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens erforderlich. Die Dicke der InAlAs-Schicht 16 sollte ausreichend sein, um einen perfekten Schutz der zweiten Elektronen-Sperrschicht 14-2 gegenüber einer Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel ist anstelle einer Dicke von 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck annehmbar. Die undotierte InAlAs-Schicht 16 ist nämlich dafür vorgesehen, die gesamte Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes derart aufzunehmen, daß die undotierte AlAs- Sperrschicht 14-2, die durch die undotierte InAlAs-Schicht 16 abgedeckt und geschützt ist, frei von einer Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht den dualen AlAs-Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2, daß sie ausgezeichnete und ausreichende Eigenschaften als Elektronen-Sperrschichten zeigen, um zu verhindern, daß Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Tor aus fließen. Dies führt zu einem fehlenden Gateleckstrom des Feldeffekttransistors und zu einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen können die Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 aus anderen Verbindungshalbleitermaterialien gefertigt sein, die eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe haben. Es wurde bestätigt, daß GaAs, GaP, AlP, InXAl1-XAs (0 X 0,4), AlX- Ga1-XAs (0 X 1), AlXGa1-XP (0 X 1), GaAsYP1-Y (0 Y 1), AlAs&sub1;&submin; YPx (0 Y 1), AlXGa1-XAs1-YPy (0 X 1, 0 Y 1), AlXIn1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) für die Elektronen-Sperrschichten 14-1 und 14-2 verfügbar und verwendbar sind.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgen mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Toraufbau vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors ist in Fig. 4 gezeigt. Der Transistor hat ein halbisolierendes InP-Substrat 11. Eine Fe-dotierte InP-Pufferschicht 22-1 mit einer Dicke von 300 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 1 · 10¹&sup5; cm&supmin;³ ist auf dem undotierten, halbisolierenden InP-Substrat 21 ausgebildet. Eine Si-dotierte InP-Kanalschicht 22-2 mit einer Dicke von 10 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin; ³ ist auf der Fe-dotierten InP-Pufferschicht 22-1 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 23 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Si-dotierte InP-Kanalschicht 22-2 ausgebildet. Eine erste Elektronen-Sperrschicht 24-1, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer besteht, ist auf der undotierten InAlAs-Schicht 23 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 25 mit einer Dicke von 5 Nanometer ist auf der ersten Elektronen-Sperrschicht 24-1 ausgebildet. Eine zweite Elektronen-Sperrschicht 24-2, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometern ausgebildet ist, ist auf der undotierten InAlAs-Schicht 25 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs- Schicht 26 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der zweiten Elektronen-Sperrschicht 24-2 ausgebildet. Eine mit einer Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten InGaAs- Verbindungshalbleiter mit eine Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt ist, bildet ein Drain-Gebiet und Source-Gebiet 27-1 bzw. 27-2. Eine Drainelektrode und eine Sourceelektrode 28-1 bzw. 28-2 sind auf den Si-dotierten InGaAs-Drain- und Source-Gebieten 27-1 und 27-2 vorgesehen. Die Drainelektrode 28-1 und die Sourceelektrode 28-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet werden. Eine Schottky-Torelektrode 29 ist auf einer freiliegenden Oberfläche der undotierten InAlAs-Schicht 26 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Eine Kanalschicht 22-2, die aus Si-datierten InP-Verbindungshalbleitern hergestellt ist, hat eine niedrigere Leitungsbandkante, um eine höhere Elektronenbeweglichkeit bereitzustellen, die dem Feldeffekttransistor ermöglicht, daß er Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaften hat. Die Si-dotierte InP- Kanalschicht 22-2 ist so dünn, daß den Elektronen, die als Ladungsträger dienen, ermöglicht wird, daß sie eingeschlossen sind, um ein zweidimensionales Elektronengas in der Si-dotierten InP-Kanalschicht 22-2 auszubilden. Die Si-dotierte InP-Kanalschicht, die eine sehr geringe Dicke und eine sehr hohe Elekronenbeweglichkeit hat, ermöglicht dem Feldeffekttransistor, daß er Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaften hat.
Die Si-dotierten InGaAs-Drain- und Source-Gebiete 27-1 und 27-2 haben eine hohe Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³, um einen ohmschen Kontakt mit den Drain- und Sourceelektroden 28-1 bzw. 28-2 auszubilden. Die Verunreinigungskonzentration der Drain- und Source-Gebiete kann variabel sein, um die Schnittstelle mit bzw. den Übergang zu der Metallelektrode in einen Zustand für die Ausbildung eines ohmschen Kontaktes zu versetzen, der zu den Verbesserungen bezüglich der Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Eigenschaft des Feldeffekttransistors beiträgt.
Der vorstehende Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der duale Potentialbarrieren mit einer ausreichenden Höhe bildet, um zu verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky- Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 29 aus in die InAlAs-Schichten oder die Si-dotierte InGaAs-Kanalschicht 22-2 fließen können. Der Schottky-Barrierenaufbau hat duale Potentialbarrieren, die die ersten und zweiten undotierten AlAs- Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24-2 aufweisen. Die ersten und zweiten dualen, undotierten AlAs-Elektronenbarrierenschichten 24-1 und 24-2 sind an dem benachbarten Abschnitt zu der Schottky-Kontaktoberfläche vorgesehen, um ein Verhindern der Bewegung von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 29 in die InAlAs-Schichten und die Kanalschicht 22-2 sicherzustellen. Jede der undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24- 2 hat eine sehr geringe Dicke von 5 Nanometer, die geringer als eine kritische Dicke zum Vermeiden eines Auftretens eines Kri stallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und InAlAs ist. Die vorstehenden Si-dotierten AlAs- Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24-2 sind frei von irgendwelchen Problemen bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Auf der anderen Seite hat jede der undotierten AlAs-Elektronen- Sperrschichten 24-1 und 24-2 eine ausreichende Höhe der Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe, um eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit für das Tunneln von -Elektronen durch jede der Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24- 2 zu ermöglichen. Eine solche ausreichende Höhe der Potentialsperrschicht oder der Leitungsbandkante der einzelnen AlAs-Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24-2 kann verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger dienen, von der Schottky-Torelektrode aus durch die Sperrschicht gelangen können.
Die vorstehenden, dualen Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24-2 sind derart vorgesehen, daß sie in dem Ausnehmungsabschnitt nicht frei liegen und auch nicht direkt mit der Schottky-Torelektrode in Berührung sind. Die zweite Elektronen-Sperrschicht 24-2, die über der ersten Elektronen-Sperrschicht 24-1 liegt, ist durch die undotierte InAlAs-Schicht 26 abgedeckt. Die undotierte InAlAs-Schicht 26 ist nur dafür vorgesehen, die zweite AlAs-Elektronen-Sperrschicht 24-2 gegenüber einer Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes zu schützen, in dem die Schottky-Torelektrode 29 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt ist, die dualen Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24-2 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die InAlAs- Schicht 26 erforderlich, um die Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24-2 von irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu schützen. Die Dicke der InAlAs-Schicht 26 sollte ausreichend sein, um einen perfekten Schutz der zweiten Elektronen-Sperrschicht 24-2 gegenüber irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel kann anstelle der Dicke mit 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck annehmbar sein. Die undotierte InAlAs-Schicht 26 ist nämlich dafür vorgesehen, alle Einwirkungen aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zum Ausbilden des Ausnehmungsabschnittes derart aufzunehmen, daß die undotierte AlAs-Sperrschicht 24-2, die durch die undotierte InAlAs-Schicht 26 abgedeckt und geschützt ist, frei von irgendwelcher Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht den dualen AlAs-Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24- 2, daß sie ein ausgezeichnetes und ausreichendes Vermögen als Elektronen-Sperrschichten zur Verhinderung des Flusses von Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Tor aus zeigen. Dies führt zu einem fehlenden Leckstrom des Feldeffekttransistors und zu einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen können die Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24-2 durch andere Verbindungshalbleitermaterialien mit einer ausreichenden Potentialbarrierenhöhe hergestellt werden. Es wurde bestätigt, daß GaAs, GaP, AlP, InXAl1-XAs(0X0,4), AlxGa1-XAs (0X1), AlXGa1-XP (0X1), GaAsYP1-Y(0Y1), AlAs1-YPY(0Y1), AlXGa&sub1;&submin; XAs1-YPY(0X1, 0Y1), AlXIn1-XAs1-YPy (0X1, 0Y1, 0,48X+Y2) für die Elektronen-Sperrschichten 24-1 und 24-2 verfügbar sind.
Eine vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einer verbesserten Schottky-Torstruktur vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors wird in Fig. 5 gezeigt. Der Transistor hat ein halbleitendes InP-Substrat 31. Eine undotierte InAlAs-Pufferschicht 32-1 mit einer Dicke von 300 Nanometer ist auf der undotierten halbleitenden InP-Substrat 31 ausgebildet. Eine undotierte InGaAs-Ranalschicht 32-2 mit einer Dicke von 30 Nanometer ist auf der undotierten InAlAs-Pufferschicht 32-1 ausgebildet. Eine undotierten InAlAs-Schicht 32- 3 mit einer Dicke von 3 Nanometer ist auf der undotierten In- GaAs-Kanalschicht 32-2 ausgebildet. Eine Si-dotierte InAlAs- Schicht 32-4 mit einer Dicke von 10 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 5 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der undotierten InAlAs-Schicht 32-3 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 33 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Si-dotierten InAlAs-Schicht 32-4 ausgebildet. Eine Elektronen-Sperrschicht 34, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer hergestellt ist, ist auf der undotierten InAlAs-Schicht 33 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 36 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der Elektronen-Sperrschicht 34 ausgebildet. Eine mit Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten InGaAs-Vetbindungshalbleiter mit einer Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt ist, bildet Drain- und Source-Gebiete 37-1 und 37-2. Eine Drainelektrode 38- 1 und eine Sourceelektrode 38-2 sind auf den Si-dotierten In- GaAs-Drain- und -Source-Gebieten 37-1 und 37-2 vorgesehen. Die Drain- und Sourceelektroden 38-1 und 38-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet werden. Eine Schottky-Torelektrode 39 ist an einer freiliegenden Oberfläche der undotierten InAlAs-Schicht 36 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß der Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform den gleichen Aufbau wie der Feldeffekttransistor der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme einer einzelnen Elektronen-Sperrschicht hat.
Der Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der eine einzelne Potentialbarriere mit einer ausreichenden Höhe bildet, um Elektronen daran zu hindern, die als Ladungsträger wirken, daß sie über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 39 aus in die InAlAs-Schichten oder die undotierte InGaAs-Kanalschicht 32-2 fließen können. Der Schottky-Barrierenaufbau hat eine einzige Potentialbarriere, die die undotierte AlAs-Elektronen- Sperrschicht 34 aufweist. Die einzelne, undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 34 ist an einem benachbarten Abschnitt zu der Schottky-Kontaktoberfläche vorgesehen, um ein Verhindern der Bewegung von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 39 aus in die InAlAs-Schichten und die Kanalschicht 32-2 sicherzustellen. Die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 34 hat eine sehr kleine Dicke von 5 Nanometer, die geringer als eine kritische Dicke ist, um irgendein Auftreten eines Kristallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und InAlAs zu vermeiden. Die vorstehende undotierte AlAs-Elektronen- Sperrschichten 34 ist frei von einem Problem bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Andererseits hat die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 34 eine ausreichende Höhe für die Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe, um eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit für das Tunneln von Elektronen durch die Elektronen-Sperrschicht 34 zu ermöglichen. Diese ausreichende Höhe der Potentialbarriere oder der Leitungsbandkante der AlAs-Elektronen-Sperrschicht 34 ist nämlich dazu in der Lage, zu verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, von der Schottky-Torelektrode aus durch die Sperrschicht hindurch gelangen.
Die vorstehende, einzelne Elektronen-Sperrschicht 34 ist derart vorgesehen, daß sie nicht in dem Ausnehmungsabschnitt freiliegt und auch nicht direkt in Berührung mit der Schottky-Torelektrode ist. Die Elektronen-Sperrschicht 34 ist durch die undotierte InAlAs-Schicht 36 abgedeckt. Die undotierte InAlAs-Schicht 36 ist nur dafür vorgesehen, die AlAs-Elektronen-Sperrschicht 34 vor einer Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes zu schützen, in dem die Schottky-Torelektrode 39 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt ist, eine Elektronen-Sperrschicht 34 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die InAlAs-Schicht 36 erforderlich, um die Elektronen-Sperrschicht 34 von irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu schützen. Die Dicke der InAlAs-Schicht 36 sollte ausreichend sein, um einen perfekten Schutz der Elektronen- Sperrschicht 34 gegenüber irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel würde anstelle der Dicke mit 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck annehmbar sein. Die undotierte InAlAs-Schicht 36 ist nämlich dafür vorgesehen, alle Einwirkungen aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zum Ausbilden des Ausnehmungsab schnittes derart aufzunehmen, daß die undotierte AlAs-Barrierenschicht 34, die durch die undotierte InAlAs-Schicht 36 abgedeckt und geschützt ist, frei von irgendwelcher Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht der AlAs-Elektronen-Sperrschicht 34, daß sie ein ausgezeichnetes und ausreichendes Vermögen als Elektronenbarriere zur Verhinderung des Flusses von Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Tor aus zeigt. Dies führt zu keinem Leckstrom des Feldeffekttransistors und zu einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen kann die Elektronen-Sperrschicht 34 durch andere Verbindungshalbleitermaterialien mit einer ausreichenden Potentialbarrierenhöhe hergestellt werden. Es wurde bestätigt, daß GaAs, GaP, AlP, InXAl1-XAs (0 X 0,4), AlXGa1-XAs(0 X 1), AlXGa1-XP (0 X 1), GaAsYP1-Y (0 Y 1), AlAs1-YPY(0 Y 1), AlX- Ga1-XAs1-YPY(0 X 1, 0 Y 1), AlXIn1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) für die Elektronen-Sperrschicht 34 verfügbar und verwendbar sind.
Eine fünfte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits - Feldeffekttransistor mit einer verbesserten Schottky-Torstruktur vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors wird in Fig. 6 gezeigt. Der Transistor hat ein halbisolierendes InP-Substrat 41. Eine undotierte InAlAs-Pufferschicht 42-1 mit einer Dicke von 300 Nanometer ist auf dem undotierten, halbisolierendem InP-Substrat 41 ausgebildet. Eine Si-dotierte InGaAs-Kanalschicht 42-2 mit einer Dicke von 10 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der undotierten InAlAs- Pufferschicht 42-1 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 43 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Si-dotierten In- GaAs-Schicht 42-2 ausgebildet. Eine Elektronen-Sperrschicht 44, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer hergestellt ist, ist auf der undotierten InAlAs-Schicht 43 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 46 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der Elektronen-Sperrschicht 44 ausgebildet.
Eine mit Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten InGaAs-Verbindungshalbleiter mit einer verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt ist, bildet Drain- und Source-Gebiete 47-1 und 47-2. Eine Drainelektrode 48-1 und eine Sourceelektrode 48-2 sind auf den Si-dotierten InGaAs- Drain- und -Source-Gebieten 47-1 und 47-2 vorgesehen. Die Drain- und Sourceelektroden 48-1 und 48-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet werden. Eine Schottky-Torelektrode 49 ist an einer freiliegenden Oberfläche der undotierten InAlAs-Schicht 46 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Der Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat den gleichen Aufbau wie der Feldeffekttransistor der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme einer einzelnen Elektronen-Sperrschicht.
Der Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der eine einzelne Potentialbarriere mit einer ausreichenden Höhe bildet, um Elektronen daran zu hindern, die als Ladungsträger wirken, daß sie über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 49 aus in die InAlAs-Schichten oder die Si-dotierte InGaAs-Kanalschicht 42-2 fließen können. Der Schottky-Barrierenaufbau hat eine einzige Potentialbarriere, die die undotierte AlAs-Elektronen- Sperrschicht 44 aufweist. Die einzelne, undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 44 ist an einem benachbarten Abschnitt zu der Schottky-Kontaktoberfläche vorgesehen, um ein Verhindern der Bewegung von Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 49 aus in die InAlAs-Schichten und die Kanalschicht 42-2 sicherzustellen. Die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 44 hat eine sehr geringe Dicke von 5 Nanometer, die geringer als eine kritische Dicke ist, um jedes Auftreten eines Kristallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und InAlAs zu vermeiden. Die vorstehende, undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschichten 44 ist frei von einem Problem bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Andererseits hat die undotierte AlAs- Elektronen-Sperrschicht 44 eine ausreichende Höhe der Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe, um eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit für das Tunneln von Elektronen durch die Elektronen-Sperrschicht 44 zu ermöglichen. Diese ausreichende Höhe der Potentialbarriere oder der Leitungsbandkante der AlAs-Elektronen-Sperrschicht 44 ist nämlich dazu in der Lage, zu verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, von der Schottky-Torelektrode aus durch die Sperrschicht hindurch gelangen.
Die vorstehende, einzelne Elektronen-Sperrschicht 44 ist derart vorgesehen, daß sie nicht in dem Ausnehmungsabschnitt frei liegt und auch nicht direkt in Berührung mit der Schottky-Torelektrode ist. Die Elektronen-Sperrschicht 44 ist durch die undotierte InAlAs-Schicht 46 abgedeckt. Die undotierte InAlAs-Schicht 46 ist nur dafür vorgesehen, die AlAs-Elektronen-Sperrschicht 44 vor einer Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes zu schützen, in dem die Schottky-Torelektrode 49 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt ist, eine Elektronen-Sperrschicht 44 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die InAlAs-Schicht 46 erforderlich, um die Elektronen-Sperrschicht 44 von irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu schützen. Die Dicke der InAlAs-Schicht 46 sollte ausreichend sein, um einen perfekten Schutz der Elektronen- Sperrschicht 44 gegenüber irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel würde anstelle der Dicke mit 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck annehmbar sein. Die undotierte InAlAs-Schicht 46 ist nämlich dafür vorgesehen, alle Einwirkungen aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zum Ausbilden des Ausnehmungsabschnittes derart aufzunehmen, daß die undotierte AlAs-Sperrschicht 44, die durch die undotierte InAlAs-Schicht 46 abgedeckt und geschützt ist, frei von jeder Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht der AlAs-Elektronen-Sperrschicht 44, daß sie ein ausgezeichnetes und ausrei chendes Vermögen als Elektronenbarriere zur Verhinderung des Flusses von Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Tor aus zeigt. Dies führt zu einem fehlenden Leckstrom des Feldeffekttransistors und zu einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen kann die Elektronen-Sperrschicht 44 durch andere Verbindungshalbleitermaterialien mit einer ausreichenden Potentialbarrierenhöhe hergestellt werden. Es wurde bestätigt, daß GaAs, GaP, AlP, InXA1-XAs (0 X 0,4), AlXGa1-XAs (0 X 1), AlXGa1-XP (0 X 1), GaAsYP1-Y (0 Y 1), AlAs1-YPY(0 Y 1), AlX- Ga1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1), AlXIn1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) für die Elektronen-Sperrschicht 44 verfügbar und verwendbar sind.
Eine sechste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits - Feldeffekttransistor mit einer verbesserten Schottky-Torstruktur vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors wird in Fig. 7 gezeigt. Der Transistor hat ein halbisolierendes InP-Substrat 51. Eine Fe-dotierte InP-Pufferschicht 52-1 mit einer Dicke von 300 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 1 · 10¹&sup5; cm&supmin; ³ ist auf dem undotierten, halbisolierendem InP-Substrat 51 ausgebildet. Eine Si-dotierte InP-Kanalschicht 52-2 mit einer Dicke von 10 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der Fe-dotierten InP-Pufferschicht 52-1 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 53 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Si-dotierten InP-Kanalschicht 52-2 ausgebildet. Eine Elektronen-Sperrschicht 54, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer hergestellt ist, ist auf der undotierten InAlAs-Schicht 53 ausgebildet. Eine undotierte InAlAs-Schicht 56 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der Elektronen-Sperrschicht 54 ausgebildet. Eine mit Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten InGaAs- Verbindungshalbleiter mit einer Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt ist, bildet Drain- und Source-Gebiete 57-1 und 57-2. Eine Drainelektrode 58-1 und eine Sourceelektrode 58-2 sind auf den Si-dotierten InGaAs-Drain- und -Source-Gebieten 57-1 und 57-2 vorgesehen. Die Drain- und Sourceelektroden 58-1 und 58-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet werden. Eine Schottky-Torelektrode 59 ist an einer freiliegenden Oberfläche der undotierten InAlAs-Schicht 56 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung hat der Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat den gleichen Aufbau wie der Feldeffekttransistor der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme einer einzelnen Elektronen-Sperrschicht.
Der Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der eine duale Potentialbarriere mit einer ausreichenden Höhe bildet, um Elektronen daran zu hindern, die als Ladungsträger wirken, daß sie über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 59 aus in die InAlAs-Schichten oder die Si-dotierte InGaAs-Kanalschicht 52-2 fließen können. Der Schottky-Barrierenaufbau hat eine einzige Potentialbarriere, die die undotierte AlAs-Elektronen- Sperrschicht 54 aufweist. Die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 54 ist an einem benachbarten Abschnitt zu der Schottky- Kontaktoberfläche vorgesehen, um ein Verhindern der Bewegung von Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 59 aus in die InAlAs-Schichten und die Kanalschicht 52-2 sicherzustellen. Die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 54 hat eine sehr geringe Dicke von 5 Nanometer, die geringer als eine kritische Dicke ist, um jedes Auftreten eines Kristallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und InAlAs zu vermeiden. Die vorstehende, undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschichten 54 ist frei von einem Problem bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Andererseits hat die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 54 eine ausreichende Höhe der Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe, um eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit für das Tunneln von Elektronen durch die Elektronen-Sperrschicht 54 zu ermöglichen. Diese ausreichende Höhe der Potentialbarriere oder der Leitungsbandkante der AlAs-Elektronen-Sperrschicht 54 ist nämlich dazu in der Lage, zu verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, von der Schottky-Torelektrode aus durch die Sperrschicht hindurch gelangen.
Die vorstehende, einzelne Elektronen-Sperrschicht 54 ist derart vorgesehen, daß sie nicht in dem Ausnehmungsabschnitt frei liegt und auch nicht direkt in Berührung mit der Schottky-Torelektrode ist. Die Elektronen-Sperrschicht 54 ist durch die undotierte InAlAs-Schicht 56 abgedeckt. Die undotierte InAlAs-Schicht 56 ist nur dafür vorgesehen, die AlAs-Elektronen-Sperrschicht 54 vor einer Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes zu schützen, in dem die Schottky-Torelektrode 59 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt ist, eine Elektronen-Sperrschicht 54 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die InAlAs-Schicht 56 erforderlich, um die Elektronen-Sperrschicht 54 von irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu schützen. Die Dicke der InAlAs-Schicht 56 sollte ausreichend sein, um einen perfekten Schutz der Elektronen- Sperrschicht 54 gegenüber irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel würde anstelle der Dicke mit 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck annehmbar sein. Die undotierte InAlAs-Schicht 56 ist nämlich dafür vorgesehen, alle Einwirkungen aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zum Ausbilden des Ausnehmungsabschnittes derart aufzunehmen, daß die undotierte AlAs-Sperrschicht 54, die durch die undotierte InAlAs-Schicht 56 abgedeckt und geschützt ist, frei von jeder Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht der AlAs-Elektronen-Sperrschicht 54, daß sie ein ausgezeichnetes und ausreichendes Vermögen als Elektronenbarriere zur Verhinderung des Flusses von Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Tor aus zeigt. Dies führt zu einem fehlenden Leckstrom des Feldeffekttransistors und zu einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen kann die Elektronen-Sperrschicht 54 durch andere Verbindungshalbleitermaterialien mit einer ausreichenden Potentialbarrierenhöhe hergestellt werden. Es wurde bestätigt, daß GaAs, GaP, AlP, InXAl1-XAs (0 X 0,4), AlXGa1-XAs (0 X 1), AlXGa1-XP (0 X 1), GaAsYP1-Y (0 Y 1), AlAs1-YPY (0 Y 1), AlX- Ga1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1), AlXIn1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) für die Elektronen-Sperrschicht 54 verfügbar und verwendbar sind.
Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgen mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Toraufbau vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors ist in Fig. 8 gezeigt. Der Transistor hat ein halbisolierendes GaAs-Substrat 61. Eine undotierte GaAs-Pufferschicht 62-1 mit einer Dicke von 400 Nanometer ist auf dem undotierten, halbisolierenden GaAs-Substrat 61 ausgebildet. Eine undotierte Al0,2Ga0,8As-Abstandsschicht 62-2 mit einer Dicke von 3 Nanometer ist auf der undotierten GaAs-Pufferschicht 62-1 ausgebildet. Eine Si-dotierte AlGaAs-Kanalschicht 62-3 mit einer Dicke von 40 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der undotierten AlGaAs- Abstandsschicht 62-2 ausgebildet. Eine undotierte AlGaAs-Schicht 63 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Si-dotierten Al- GaAs-Kanalschicht 62-2 ausgebildet. Eine erste Elektronen-Sperrschicht 64-1, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer besteht, ist auf der undotierten AlGaAs-Schicht 63 ausgebildet. Eine undotierte AlGaAs-Schicht 65 mit einer Dicke von 5 Nanometer ist auf der ersten Elektronen-Sperrschicht 64-1 ausgebildet. Eine zweite Elektronen-Sperrschicht 64-2, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer ausgebildet ist, ist auf der undotierten AlGaAs-Schicht 65 ausgebildet. Eine undotierte AlGaAs-Schicht 66 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der zweiten Elektronen-Sperrschicht 64-2 ausgebil det. Eine mit einer Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten GaAs-Verbindungshalbleiter mit eine Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt ist, bildet ein Drain-Gebiet und Source-Gebiet 67-1 bzw. 67-2. Eine Drainelektrode und eine Sourceelektrode 68-1 bzw. 68-2 sind auf den Si-dotierten GaAs-Drain- und -Source-Gebieten 67-1 und 67-2 vorgesehen. Die Drainelektrode 68-1 und die Sourceelektrode 68-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet werden. Eine Schottky-Torelektrode 69 ist auf einer freiliegenden Oberfläche der undotierten AlGaAs-Schicht 66 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Der vorstehende Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der duale Potentialbarrieren mit einer ausreichenden Höhe bildet, um zu verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky- Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 69 aus in die AlGaAs-Schichten oder die undotierte AlGaAs-Kanalschicht 62-3 fließen können. Der Schottky-Barrierenaufbau hat duale Potentialbarrieren, die die ersten und zweiten undotierten AlAs- Elektronen-Sperrschichten 64-1 und 64-2 aufweisen. Die dualen, undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschich-ten 64-1 und 64-2 sind an einem benachbarten Abschnitt zu der Schottky-Kontaktoherfläche vorgesehen, um ein Verhindern der Bewegung von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 69 in die AlGaAs- Schichten und die Kanalschicht 62-3 sicherzustellen. Jede der undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 64-1 und 64-2 hat eine sehr geringe Dicke von 5 Nanometer, die geringer als eine kritische Dicke zum Vermeiden eines Auftretens eines Kristallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und AlGaAs ist. Die vorstehenden undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 64-1 und 64-2 sind frei von irgendwelchen Problemen bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Auf der anderen Seite hat jede der undotierten AlAs-Elektronen- Sperrschichten 64-1 und 64-2 eine ausreichende Höhe der Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe, um eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit für das Tunneln von Elektronen durch die Elektronen-Sperrschicht 64 zu ermöglichen. Eine solche ausreichende Höhe der Potentialsperrschicht oder der Leitungsbandkante der AlAs-Elektronen-Sperrschichten 64-1 und 64-2 kann verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, von der Schottky-Torelektrode aus durch die Sperrschicht gelangen können.
Die vorstehenden, dualen Elektronen-Sperrschichten 64-1 und 64-2 sind derart vorgesehen, daß sie in dem Ausnehmungsabschnitt nicht frei liegen und auch nicht direkt mit der Schottky-Torelektrode in Berührung sind. Die Elektronen-Sperrschicht 64 ist mit der undotierten AlGaAs-Schicht 66 abgedeckt. Die undotierte AlGaAs-Schicht 66 ist nur dafür vorgesehen, die zweite AlAs- Elektronen-Sperrschicht 64-2 gegenüber einer Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes zu schützen, in dem die Schottky-Torelektrode 69 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt ist, die Elektronen-Sperrschichten 64-1 und 64-2 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die AlGaAs-Schicht 66 erforderlich, um die Elektronen-Sperrschichten 64-1 und 64-2 von irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu schützen. Die Dicke der AlGaAs-Schicht 66 sollte ausreichend sein, um einen perfekten Schutz der Elektronen-Sperrschicht 64 gegenüber irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel kann anstelle der Dicke mit 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck annehmbar sein. Die undotierte AlGaAs-Schicht 66 ist nämlich dafür vorgesehen, alle Einwirkungen aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zum Ausbilden des Ausnehmungsabschnittes derart aufzunehmen, daß die undotierte AlAs-Sperrschicht 64-2, die durch die undotierte AlGaAs-Schicht 66 abgedeckt und geschützt ist, frei von irgendwelcher Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht den dualen AlAs-Elektronen-Sperrschichten 64-1 und 64-2, daß sie ein ausgezeichnetes und ausreichendes Vermögen als Elektronen- Sperrschichten zur Verhinderung des Flusses von Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Tor aus zeigen. Dies führt zu einem fehlenden Leckstrom des Feldeffekttransistors und zu einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen kann die Elektronen-Sperrschicht 64 durch andere Verbindungshalbleitermaterialien mit einer ausreichenden Potentialbarrierenhöhe hergestellt sein. Es wurde bestätigt, daß GaP, AlP, AlXGa1-XP (0 X 1), GaAsYP1-Y (0 Y 1), AlAs1-YPY (0 Y 1), AlXGa1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1), AlXIn1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) für die Elektronen-Sperrschichten 64-1 und 64-2 verfügbar und verwendbar sind.
Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgen mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Toraufbau vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors ist in Fig. 9 gezeigt. Der Transistor hat ein halbisolierendes GaAs-Substrat 71. Eine undotierte GaAs- Pufferschicht 72-1 mit einer Dicke von 400 Nanometer ist auf dem undotierten, halbisolierenden GaAs-Substrat 71 ausgebildet. Eine undotierte Al0,2Ga0,8As-Abstandsschicht 72-2 mit einer Dicke von 3 Nanometer ist auf der undotierten GaAs-Pufferschicht 72-1 ausgebildet. Eine Si-dotierte AlGaAs-Kanalschicht 72-3 mit einer Dicke von 40 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der undotierten AlGaAs-Abstandsschicht 72-2 ausgebildet. Eine undotierte AlGaAs-Schicht 73 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Si-dotierten AlGaAs-Kanalschicht 72-2 ausgebildet. Eine einzige Elektronen-Sperrschicht 74, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer hergestellt ist, ist auf der undotierten AlGaAs-Schicht 73 ausgebildet. Eine undotierte AlGaAs-Schicht 76 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der Elektronen-Sperrschicht 74 ausgebildet. Eine mit einer Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten GaAs-Verbindungshalbleiter mit eine Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt ist, bildet ein Drain-Gebiet und Source-Gebiet 77-1 bzw. 77-2. Eine Drainelektrode und eine Sourceelektrode 78-1 bzw. 78-2 sind auf den Si-dotierten GaAs-Drain- und Source-Gebieten 77-1 und 77-2 vorgesehen. Die Drainelektrode 78-1 und die Sourceelektrode 78-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet werden. Eine Schottky-Torelektrode 79 ist auf einer freiliegenden Oberfläche der undotierten AlGaAs-Schicht 76 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Der vorstehende Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der eine einzelne Potentialbarrieren mit einer ausreichenden Höhe bildet, um zu verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche von dar Schottky-Torelektrode 79 aus in die AlGaAs-Schichten oder die undotierte AlGaAs-Kanalschicht 72-3 fließen können. Der Schottky-Barrierenaufbau hat eine einzige Potentialbarriere, die die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 74 aufweist. Die undotierte AlAs-Elektronen- Sperrschicht 74 ist an einem benachbarten Abschnitt zu der Schottky-Kontaktoberfläche vorgesehen, um ein Verhindern der Bewegung von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 79 in die AlGaAs-Schichten und die Kanalschicht 72-3 sicherzustellen. Die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 74 hat eine sehr geringe Dicke von 5 Nanometer, die geringer als eine kritische Dicke zum Vermeiden eines Auftretens eines Kristallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und Al- GaAs ist. Die vorstehende, undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 74 ist frei von irgendwelchen Problemen bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Andererseits hat die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 74 eine ausreichende Höhe der Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe, um eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit für das Tunneln von Elektronen durch die Elektronen-Sperrschicht 74 zu ermöglichen. Eine solche ausreichende Höhe der Potentialsperrschicht oder der Leitungsbandkante der AlAs-Elektronen-Sperrschicht 74 kann nämlich verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, von der Schottky-Torelektrode aus durch die Sperrschicht gelangen können.
Die vorstehende, einzelne Elektronen-Sperrschicht 74 ist derart vorgesehen, daß sie in dem Ausnehmungsabschnitt nicht frei liegen und auch nicht direkt mit der Schottky-Torelektrode in Berührung sind. Die Elektronen-Sperrschicht 74 ist mit der undotierten AlGaAs-Schicht 76 abgedeckt. Die undotierte AlGaAs- Schicht 76 ist nur dafür vorgesehen, die AlAs-Elektronen-Sperrschicht 74 gegenüber einer Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes zu schützen, in dem die Schottky-Torelektrode 79 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt ist, die Elektronen-Sperrschicht 74 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die AlGaAs-Schicht 76 erforderlich, um die Elektronen-Sperrschicht 74 von irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu schützen. Die Dicke der Al- GaAs-Schicht 76 sollte ausreichend sein, um einen perfekten Schutz der Elektronen-Sperrschicht 74 gegenüber irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel kann anstelle der Dicke mit 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck annehmbar sein. Die undotierte AlGaAs-Schicht 76 ist nämlich dafür vorgesehen, alle Einwirkungen aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zum Ausbilden des Ausnehmungsabschnittes derart aufzunehmen, daß die undotierte AlAs-Sperrschicht 74, die durch die undotierte Al- GaAs-Schicht 76 abgedeckt und geschützt ist, frei von irgendwelcher Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht der einzigen AlAs-Elektronen-Sperrschicht 74, daß sie ein ausgezeichnetes und ausreichendes Vermögen als Elektronen-Sperrschicht zur Verhinderung des Flusses von Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Tor aus zeigt. Dies führt zu einem fehlenden Leckstrom des Feldeffekttransistors und zu einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen kann die Elektronen-Sperrschicht 74 durch andere Verbindungshalbleitermaterialien mit einer ausreichenden Potentialbarrierenhöhe hergestellt sein. Es wurde bestätigt, daß GaP, AlP, AlXGa1-XP (0 X 1), GaASYP1-Y (0 Y 1), AlAs1-YPY (0 Y 1), AlXGa1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1), AlXIn1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) für die Elektronen-Sperrschicht 74 verfügbar und verwendbar sind.
Eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgen mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Toraufbau vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors ist in Fig. 10 gezeigt. Der Transistor hat ein halbisolierendes Silizium-Substrat 81. Eine undotierte GaAs-Pufferschicht 82-1 mit einer Dicke von 800 Nanometer ist auf dem undotierten, halbisolierenden Silizium-Substrat 81 ausgebildet. Eine undotierte Al0,2Ga0,8As-Abstandsschicht 82-2 mit einer Dicke von 3 Nanometer ist auf der undotierten GaAs-Pufferschicht 82-1 ausgebildet. Eine Si-dotierte AlGaAs-Kanalschicht 82-3 mit einer Dicke von 40 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der undotierten AlGaAs-Abstandsschicht 82-2 ausgebildet. Eine undotierte Al- GaAs-Schicht 83 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Sidotierten AlGaAs-Kanalschicht 82-2 ausgebildet. Eine erste Elektronen-Sperrschicht 84-1, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer besteht, ist auf der undotierten Al- GaAs-Schicht 83 ausgebildet. Eine undotierte AlGaAs-Schicht 85 mit einer Dicke von 5 Nanometer ist auf der ersten Elektronen- Sperrschicht 84-1 ausgebildet. Eine zweite Elektronen-Sperrschicht 84-2, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer ausgebildet ist, ist auf der undotierten AlGaAs- Schicht 85 ausgebildet. Eine undotierte AlGaAs-Schicht 86 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der zweiten Elektronen- Sperrschicht 84-2 ausgebildet. Eine mit einer Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten GaAs-Verbindungshalbleiter mit eine Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin; ³ hergestellt ist, bildet ein Drain-Gebiet und Source-Gebiet 87-1 bzw. 87-2. Eine Drainelektrode und eine Sourceelektrode 88-1 bzw. 88-2 sind auf den Si-dotierten GaAs-Dram- und -Source-Gebieten 87-1 und 87-2 vorgesehen. Die Drainelektrode 88-1 und die Sourceelektrode 88-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet werden. Eine Schottky-Torelektrode 89 ist auf einer freiliegenden Oberfläche der undotierten AlGaAs-Schicht 86 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Der vorstehende Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der duale Potentialbarrieren mit einer ausreichenden Höhe bildet, um zu verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky- Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 89 aus in die AlGaAs-Schichten oder die undotierte AlGaAs-Kanalschicht 82-3 fließen können. Der Schottky-Barrierenaufbau hat duale Potentialbarrieren, die die ersten und zweiten undotierten AlAs- Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 aufweisen. Die dualen, undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 sind an einem benachbarten Abschnitt zu der Schottky-Kontaktoberfläche vorgesehen, um ein Verhindern der Bewegung von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 89 in die AlGaAs-Schichten und die Kanalschicht 82-3 sicherzustellen. Jede der undotierten AlAs- Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 hat eine sehr geringe Dicke von 5 Nanometer, die geringer als eine kritische Dicke zum Vermeiden eines Auftretens eines Kristallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und AlGaAs ist. Die vorstehenden undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 sind frei von irgendwelchen Problemen bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Andererseits hat jede der undotierten AlAs-Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 eine ausreichende Höhe der Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe, um eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit für das Tunneln von Elektronen durch die Elektronen-Sperrschicht 84 zu ermöglichen. Eine solche ausreichende Höhe der Potentialsperrschicht oder der Leitungsbandkante der AlAs-Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 kann verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, von der Schottky-Torelektrode aus durch die Sperrschicht gelangen können.
Die vorstehenden, dualen Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 sind derart vorgesehen, daß sie in dem Ausnehmungsabschnitt nicht frei liegen und auch nicht direkt mit der Schottky-Torelektrode in Berührung sind. Die Elektronen-Sperrschicht 84 ist mit der undotierten AlGaAs-Schicht 86 abgedeckt. Die undotierte AlGaAs-Schicht 86 ist nur dafür vorgesehen, die zweite AlAs- Elektronen-Sperrschicht 84-2 gegenüber einer Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes zu schützen, in dem die Schottky-Torelektrode 89 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt ist, die Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die AlGaAs-Schicht 86 erforderlich, um die Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 von irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu schützen. Die Dicke der AlGaAs-Schicht 86 sollte ausreichend sein, um einen perfekten Schutz der Elektronen-Sperrschicht 84 gegenüber irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel kann anstelle der Dicke mit 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck annehmbar sein. Die undotierte AlGaAs-Schicht 86 ist nämlich dafür vorgesehen, alle Einwirkungen aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zum Ausbilden des Ausnehmungsabschnittes derart aufzunehmen, daß die undotierte AlAs-Sperrschicht 84-2, die durch die undotierte AlGaAs-Schicht 86 abgedeckt und geschützt ist, frei von irgendwelcher Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht den dualen AlAs-Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2, daß sie ein ausgezeichnetes und ausreichendes Vermögen als Elektronen- Sperrschichten zur Verhinderung des Flusses von Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Tor aus zeigen. Dies führt zu einem fehlenden Leckstrom des Feldeffekttransistors und zu einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen kann die Elektronen-Sperrschicht 84 mit anderen Verbindungshalbleitermaterialien mit einer ausreichenden Potentialbarrierenhöhe hergestellt sein. Es wurde bestätigt, daß GaP, AlP, AlXGa1-XP (0 X 1), GaAsYP1-Y (0 Y 1), AlAs1-YPY (0 Y 1), AlXGa1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1), AlXIn1-XAs1-YFY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) für die Elektronen-Sperrschichten 84-1 und 84-2 verfügbar und verwendbar sind.
Eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgen mit Bezug auf Fig. 11 beschrieben, in der ein neuartiger Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit einem verbesserten Schottky-Toraufbau vorgesehen ist. Ein Aufbau des Feldeffekttransistors ist in Fig. 11 gezeigt. Der Transistor hat ein Silizium-Substrat 91. Eine undotierte GaAs- Pufferschicht 92-1 mit einer Dicke von 800 Nanometer ist auf dem Silizium-Substrat 91 ausgebildet. Eine undotierte Al0,2Ga0,8As-Abstandsschicht 92-2 mit einer Dicke von 3 Nanometer ist auf der undotierten GaAs-Pufferschicht 92-1 ausgebildet. Eine Si-dotierte AlGaAs-Kanalschicht 92-3 mit einer Dicke von 40 Nanometer und einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ ist auf der undotierten AlGaAs-Abstandsschicht 92-2 ausgebildet. Eine undotierte AlGaAs-Schicht 93 mit einer Dicke von 20 Nanometer ist auf der Si-dotierten AlGaAs-Kanalschicht 92-2 ausgebildet. Eine einzige Elektronen-Sperrschicht 94, die aus einem undotierten AlAs mit einer Dicke von 5 Nanometer hergestellt ist, ist auf der undotierten AlGaAs-Schicht 93 ausgebildet. Eine undotierte AlGaAs-Schicht 96 mit einer Dicke von 10 Nanometer ist auf der Elektronen-Sperrschicht 94 ausgebildet. Eine mit einer Ausnehmung geätzte Abdeckschicht, die aus einem Si-dotierten GaAs- Verbindungshalbleiter mit eine Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt ist, bildet ein Drain-Gebiet und Source-Gebiet 97-1 bzw. 97-2. Eine Drainelektrode und eine Sourceelektrode 98-1 bzw. 98-2 sind auf den Si-dotierten GaAs-Drain- und Source-Gebieten 97-1 und 97-2 vorgesehen. Die Drainelektrode 98-1 und die Sourceelektrode 98-2 können durch Aufdampfen von AuGe und Ni und einen nachfolgenden Legierungsprozeß davon ausgebildet werden. Eine Schottky-Torelektrode 99 ist auf einer freiliegenden Oberfläche der undotierten AlGaAs-Schicht 96 in einem Ausnehmungsabschnitt vorgesehen.
Der vorstehende Feldeffekttransistor in dieser Ausführungsform hat einen idealen Schottky-Barrierenaufbau, der eine einzelne Potentialbarriere mit einer ausreichenden Höhe bildet, um zu verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 99 aus in die AlGaAs-Schichten oder die undotierte AlGaAs-Kanalschicht 92-3 fließen können. Der Schottky-Barrierenaufbau hat eine einzige Potentialbarriere, die die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 94 aufweist. Die duale undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 94 ist an einem benachbarten Abschnitt zu der Schottky-Kontaktoberfläche vorgesehen, um ein Verhindern der Bewegung von Elektronen, die als Ladungsträger dienen, über die Schottky-Kontaktoberfläche von der Schottky-Torelektrode 99 in die AlGaAs-Schichten und die Kanalschicht 92-3 sicherzustellen. Die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 94 hat eine sehr geringe Dicke von 5 Nanometer, die geringer als eine kritische Dicke zum Vermeiden eines Auftretens eines Kristallversatzes aufgrund einer Kristallgitterfehlanpassung zwischen AlAs und Al- GaAs ist. Die vorstehende, undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 94 ist frei von irgendwelchen Problemen bezüglich des Auftretens eines Kristallversatzes. Andererseits hat die undotierte AlAs-Elektronen-Sperrschicht 94 eine ausreichende Höhe der Leitungsbandkante oder eine ausreichende Potentialbarrierenhöhe, um eine denkbar niedrige Wahrscheinlichkeit für das Tunneln von Elektronen durch die Elektronen-Sperrschicht 94 zu ermöglichen. Eine solche ausreichende Höhe der Potentialsperrschicht oder der Leitungsbandkante der AlAs-Elektronen-Sperrschicht 94 kann nämlich verhindern, daß Elektronen, die als Ladungsträger wirken, von der Schottky-Torelektrode aus durch die Sperrschicht gelangen können.
Die vorstehende, einzelne Elektronen-Sperrschicht 94 ist derart vorgesehen, daß sie in dem Ausnehmungsabschnitt nicht frei liegt und auch nicht direkt mit der Schottky-Torelektrode in Berührung ist. Die Elektronen-Sperrschicht 94 ist mit der undotierten Al- GaAs-Schicht 96 abgedeckt. Die undotierte AlGaAs-Schicht 96 ist nur dafür vorgesehen, die AlAs-Elektronen-Sperrschicht 94 gege nüber einer Beschädigung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens für die Ausbildung des Ausnehmungsabschnittes zu schützen, in dem die Schottky-Torelektrode 99 vorgesehen ist. Obwohl es bevorzugt ist, die Elektronen-Sperrschicht 94 in der Nachbarschaft der Schottky-Kontaktoberfläche vorzusehen, ist die AlGaAs-Schicht 96 erforderlich, um die Elektronen-Sperrschicht 94 von irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu schützen. Die Dicke der AlGaAs-Schicht 96 sollte ausreichend sein, um einen perfekten Schutz der Elektronensperrschicht 94 gegenüber irgendeiner Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zu erreichen. Zum Beispiel kann anstelle der Dicke mit 10 Nanometer eine Dicke von 5 Nanometer für diesen Zweck annehmbar sein. Die undotierte AlGaAs-Schicht 96 ist nämlich dafür vorgesehen, alle Einwirkungen aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens zum Ausbilden des Ausnehmungsabschnittes derart aufzunehmen, daß die undotierte AlAs-Sperrschicht 94, die durch die undotierte AlGaAs-Schicht 96 abgedeckt und geschützt ist, frei von irgendwelcher Einwirkung aufgrund des Vorgangs des Ausnehmungsätzens ist. Dies ermöglicht der einzigen AlAs-Elektronen-Sperrschicht 94, daß sie ein ausgezeichnetes und ausreichendes Vermögen als Elektronen-Sperrschicht zur Verhinderung des Flusses von Elektronen über die Schottky-Barriere von dem Schottky-Tor aus zeigt. Dies führt zu einem fehlenden Leckstrom des Feldeffekttransistors und zu einer hohen Ausbeute des Transistors.
In Modifikationen kann die Elektronen-Sperrschicht 94 durch andere Verbindungshalbleitermaterialien mit einer ausreichenden Potentialbarrierenhöhe hergestellt werden. Es wurde bestätigt, daß GaP, AlP, AlXGa1-XP, (0 X 1), GaAsYP1-Y (0 Y 1), AlAs1-YPY (0 Y 1), AlXGa1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1), AlXIn1-XAs1-YPY (0 X 1, 0 Y 1, 0,48 X+Y 2) für die Elektronen-Sperrschicht 74 verfügbar und verwendbar sind.

Claims

1. Ein Schottky-Barrierenaufbau mit einer Schottky- Torelektrode (39), dadurch gekennzeichnet, daß der Schottky-Barrierenaufbau folgendes aufweist:

eine erste Schicht (6; 16; 26; 36; 46; 56; 66; 76; 86; 96), die die Schottky-Torelektrode (39) berührt, wobei die erste Schicht aus einem ersten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der undotiert ist, und die erste Schicht eine Dicke im Bereich von 5 bis 10 Nanometer aufweist;

eine zweite Schicht (4-1,4-2; 14-2,14-1; 24-2,24-1; 34; 44; 54; 64-2,64-1; 74; 84-2,84-1; 94), die die erste Schicht (36) berührt, wobei die zweite Schicht (34) aus einem zweiten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der undotiert ist und eine höhere Leitungsbandkante aufweist als eine Leitungsbandkante des ersten Verbindungshalbleiters, wobei die zweite Schicht eine Dicke von 5 Nanometer aufweist;

eine dritte Schicht (3; 13; 23; 33; 43; 53; 63; 73; 83; 93), die die zweite Schicht (34) berührt, wobei die dritte Schicht (33) aus einem dritten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der undotiert ist und eine niedrigere Leitungsbandkante aufweist als eine Leitungsbandkante des zweiten Verbindungshalbleiters, wobei die dritte Schicht eine Dicke von 20 Nanometer aufweist; und

eine vierte Schicht (2-4,2-3,2-2,2-1; 12-2,12-1; 22-2,22-1; 32; 42-2,42-1; 52-2,52-1; 62-3,62-2,62-1; 72-3,72-2,72-1; 82- 3,82-2,82-1; 92-3,92-2,92-1), die dritte Schicht berührt, wobei die vierte Schicht aus einem vierten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der mit einer Verunreinigung dotiert ist.

2. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verbindungshalbleiter einen Verbindungshalbleiter mit In aufweist.

3. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verbindungshalbleiter InAlAs aufweist.

4. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlAs aufweist.

5. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter GaAs aufweist.

6. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter GaP aufweist.

7. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter InXAl1-XAs (0 < X < 0,4) aufweist.

8. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlXGa1-XAs (0 < X < 1) aufweist.

9. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlXGa1-XP (0 < X < 1) aufweist.

10. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter GaAsYP1-Y (0 < Y < 1) aufweist.

11. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlAs1-YPY (0 < Y < 1) aufweist.

12. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlXGa1-XAs1-YPY (0 < X < 1, 0 < Y < 1) aufweist.

13. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlXIn1-XAs1-YPY (0 < X < 1, 0 < Y < 1, 0,48 < X+Y < 2) aufweist.

14. Schottky-Barrierenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Schicht (4-1) eine Dicke von 5 Nanometer aufweist.

15. Ein Schottky-Tor-Feldeffekttransistor, der folgendes aufweist:

ein Halbleitersubstrat (1);

eine fünfte Schicht (2-2), die auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, und wobei die fünfte Schicht aus einem fünften Verbindungshalbleiter hergestellt ist;

eine sechste Schicht (2-3, 2-4, 3), die auf der fünften Schicht ausgebildet ist, und wobei die sechste Schicht aus einem sechsten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der eine höhere Leitungsbandkante aufweist als eine Leitungsbandkante des fünften Verbindungshalbleiters, wobei die sechste Schicht eine dritte Schicht (3) aufweist, die aus einem dritten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der undotiert ist und eine Dicke von 20 Nanometer aufweist, wobei die sechste Schicht weiterhin eine vierte Schicht (2-4) aufweist, die die dritte Schicht berührt, wobei die vierte Schicht aus einem vierten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der mit einer Verunreinigung dotiert ist;

eine zweite Schicht (4-1, 5, 4-2), die auf der sechsten Schicht ausgebildet ist und die dritte Schicht berührt und eine größere Leitungsbandkante aufweist als die Leitungsbandkante der dritten Schicht, und wobei die zweite Schicht mindestens eine Elektronen-Sperrschicht aufweist, die aus einem zweiten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der eine höhere Leitungsbandkante aufweist als die Leitungsbandkante des sechsten Verbindungshalbleiters, wobei die zweite Schicht undotiert ist und eine Dicke von 5 Nanometer aufweist;

eine erste Schicht (6), die undotiert und auf der zweiten Schicht ausgebildet ist und diese berührt, und wobei die erste Schicht aus einem ersten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der eine niedrigere Leitungsbandkante aufweist als die Leitungsbandkante des zweiten Verbindungshalbleiters und eine Dicke im Bereich von 5-10 Nanometer aufweist;

Source- und Drainbereiche (7-1, 7-2), die durch einen Ausnehmungsabschnitt voneinander getrennt und auf der ersten Schicht ausgebildet sind, und wobei die Source- und Drainbereiche aus einem siebten Verbindungshalbleiter hergestellt sind, der eine niedrigere Leitungsbandkante aufweist als die Leitungsbandkante des ersten Verbindungshalbleiters;

Source- und Drain-Elektroden (8-1, 8-2), die auf den Source- und Drainbereichen vorgesehen sind; und

eine Schottky-Tor-Elektrode (9), die auf einer freiliegenden Oberfläche der ersten Schicht im Ausnehmungsabschnitt vorgesehen ist.

16. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht doppelte Elektronen-Sperrschichten (4-1, 4-2) aufweist, zwischen denen eine siebte Schicht (5) angeordnet ist, die aus einem siebten Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der eine höhere Leitungsbandkante aufweist als die Leitungsbandkante des zweiten Verbindungshalbleiters.

17. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verbindungshalbleiter einen Verbindungshalbleiter mit In aufweist.

18. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verbindungshalbleiter InAlAs aufweist.

19. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verbindungshalbleiter einen Verbindungshalbleiter mit GaAs aufweist.

20. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlAs aufweist.

21. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter GaAs aufweist.

22. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter GaP aufweist.

23. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter InXAl1-XAs (0 < X < 0,4) aufweist.

24. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlXGa1-XAs (0 < X < 1) aufweist.

25. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlXGa1-XP (0 < X < 1) aufweist.

26. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter GaAsYP1-Y (0 < Y < 1) aufweist.

27. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlAs1-YPY (0 < Y < 1) aufweist.

28. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlXGa1-XAs1-YPY (0 < X < 1, 0 < Y < 1) aufweist.

29. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungshalbleiter AlXIn1-XAs1-YPY (0 < X < 1, 0 < Y < 1, 0,48 < X+Y < 2) aufweist.

30. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronen-Sperrschicht eine Dicke von 5 Nanometer aufweist.

31. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat aus einem halbisolierenden InP hergestellt ist.

32. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat aus einem halbisolierenden GaAs hergestellt ist.

33. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat aus Silizium hergestellt ist.

34. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die siebte Schicht aus InAlAs hergestellt ist.

35. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die siebte Schicht aus AlGaAs hergestellt ist.

36. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die siebte Schicht eine Dicke von 5 Nanometer aufweist.

37. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die sechste Schicht folgendes aufweist:

eine undotierte InAlAs-Schicht mit einer Dicke von 3 Nanometer, die auf der fünften Schicht ausgebildet ist;

eine Si-dotierte InAlAs-Schicht mit einer Dicke von 10 Nanometer, die auf der undotierten InAlAs-Schicht ausgebildet ist; und

eine undotierte InAlAs-Schicht mit einer Dicke von 20 Nanometer, die auf der Si-dotierten InAlAs-Schicht ausgebildet ist.

38. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die sechste Schicht eine undotierte AlGaAs-Schicht mit einer Dicke von 20 Nanometer aufweist, die auf der fünften Schicht ausgebildet ist.

39. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Source- und Drainbereiche aus einem Si-dotierten InGaAs mit einer Verunreinigungskonzentration von 6 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt sind.

40. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Source- und Drainbereiche aus einem n-dotierten GaAs mit einer Verunreinigungskonzentration von 5 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ hergestellt sind.

41. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dieser weiterhin eine undotierte InAlAs-Pufferschicht mit einer Dicke von 300 Nanometer aufweist, die zwischen dem Halbleitersubstrat und der fünften Schicht ausgebildet ist.

42. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dieser weiterhin eine undotierte GaAs-Pufferschicht mit einer Dicke im Bereich von 400 Nanometer bis 800 Nanometer aufweist, die zwischen dem Halbleitersubstrat und der fünften Schicht ausgebildet ist.

43. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß dieser weiterhin eine undotierte Al0,2Ga0,8As-Abstandsschicht mit einer Dicke von 3 Nanometer aufweist, die zwischen der Pufferschicht und der fünften Schicht ausgebildet ist.

44. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Schicht ein Sidotiertes InGaAs mit einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ aufweist.

45. Schottky-Tor-Feldeffekttransistor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Schicht ein Sidotiertes AlGaAs mit einer Verunreinigungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ aufweist.