JP2001077353A - 高電子移動度トランジスタ及び電力増幅器 - Google Patents
高電子移動度トランジスタ及び電力増幅器Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
- H01L29/7781—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with inverted single heterostructure, i.e. with active layer formed on top of wide bandgap layer, e.g. IHEMT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力で動作する反転型の窒素化合物系高電
子移動度トランジスタを提供することを目的とする。 【解決手段】 電子蓄積層（１１）と、前記電子蓄積層
上に設けられたゲート電極（１６）、ソース電極（１
７）及びドレイン電極（１８）と、前記電子蓄積層下に
設けられた電子供給層（１３）と、前記電子供給層の下
面と接する下地層（１４）を有し、前記下地層の格子定
数より前記電子供給層の格子定数が大きいことを特徴と
する高電子移動度トランジスタ。
子移動度トランジスタを提供することを目的とする。 【解決手段】 電子蓄積層（１１）と、前記電子蓄積層
上に設けられたゲート電極（１６）、ソース電極（１
７）及びドレイン電極（１８）と、前記電子蓄積層下に
設けられた電子供給層（１３）と、前記電子供給層の下
面と接する下地層（１４）を有し、前記下地層の格子定
数より前記電子供給層の格子定数が大きいことを特徴と
する高電子移動度トランジスタ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電子移動度トラ
ンジスタに関し、特に窒素化合物系高電子移動度電界効
果トランジスタ、及びこのトランジスタを有する電力増
幅器に関する。
ンジスタに関し、特に窒素化合物系高電子移動度電界効
果トランジスタ、及びこのトランジスタを有する電力増
幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒素化合物半導体、特に窒化ガリウム
（ＧａＮ）を用いた電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；ｆ
ｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は、
高周波かつ高出力で動作するパワー素子としての期待が
高く、ＭＥＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ ＦＥＴ）、 ＨＥＭＴ（高電子移動度トラン
ジスタ；ｈｉｇｈ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔ
ｙ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＩＳＦＥＴ（ｍｅｔａ
ｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
ＦＥＴ）などが提案されている。
（ＧａＮ）を用いた電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；ｆ
ｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は、
高周波かつ高出力で動作するパワー素子としての期待が
高く、ＭＥＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ ＦＥＴ）、 ＨＥＭＴ（高電子移動度トラン
ジスタ；ｈｉｇｈ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔ
ｙ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＩＳＦＥＴ（ｍｅｔａ
ｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
ＦＥＴ）などが提案されている。
【０００３】なかでもＡｌＧａＮ層を電子供給層、Ｇａ
Ｎ層を電子蓄積層とするＧａＮ系ＨＥＭＴは、電子蓄積
層の２次元電子ガス濃度がＡｌＧａＡｓ層を電子供給
層、ＧａＡｓ層を電子蓄積層とするＧａＡｓ系ＨＥＭＴ
よりも高くできるため、高出力素子として、きわめて有
望とされている。
Ｎ層を電子蓄積層とするＧａＮ系ＨＥＭＴは、電子蓄積
層の２次元電子ガス濃度がＡｌＧａＡｓ層を電子供給
層、ＧａＡｓ層を電子蓄積層とするＧａＡｓ系ＨＥＭＴ
よりも高くできるため、高出力素子として、きわめて有
望とされている。
【０００４】図６は、従来例１に係るＧａＮ系通常型Ｈ
ＥＭＴの断面概略図である。この従来例１は、従来のＧ
ａＡｓ系通常型ＨＥＭＴと同様に、ＧａＮ電子蓄積層２
１の上にＡｌxＧａ(1-x)Ｎ電子供給層（０＜ｘ＜１）２
３が形成されている。すると、ソース及びドレイン電極
１７，１８となるオーミック電極を、ＡｌＧａＮ電子供
給層２３上に形成することになる。ＡｌＧａＮ電子供給
層２３はＧａＮ層よりもバンドギャップが広いので、Ａ
ｌＧａＮ電子供給層２３に対して良好なオーミックコン
タクトをとるオーミック電極を形成することは、ＧａＮ
に対してオーミック電極を形成することよりも難しい。
そのため、ＡｌxＧａ(1-x)Ｎ電子供給層２３とソース及
びドレイン電極１７，１８とのコンタクト抵抗が大きく
なるため、寄生抵抗も増大して、従来例１に係るＧａＮ
系通常型ＨＥＭＴ構造では、十分な高出力動作が実現で
きない問題がある。
ＥＭＴの断面概略図である。この従来例１は、従来のＧ
ａＡｓ系通常型ＨＥＭＴと同様に、ＧａＮ電子蓄積層２
１の上にＡｌxＧａ(1-x)Ｎ電子供給層（０＜ｘ＜１）２
３が形成されている。すると、ソース及びドレイン電極
１７，１８となるオーミック電極を、ＡｌＧａＮ電子供
給層２３上に形成することになる。ＡｌＧａＮ電子供給
層２３はＧａＮ層よりもバンドギャップが広いので、Ａ
ｌＧａＮ電子供給層２３に対して良好なオーミックコン
タクトをとるオーミック電極を形成することは、ＧａＮ
に対してオーミック電極を形成することよりも難しい。
そのため、ＡｌxＧａ(1-x)Ｎ電子供給層２３とソース及
びドレイン電極１７，１８とのコンタクト抵抗が大きく
なるため、寄生抵抗も増大して、従来例１に係るＧａＮ
系通常型ＨＥＭＴ構造では、十分な高出力動作が実現で
きない問題がある。
【０００５】また、図７は、従来例２に係るＧａＮ系反
転型ＨＥＭＴ（ＧａＮ系ＩＨＥＭＴ）の断面概略図であ
る。この従来例２は、従来のＧａＡｓ系反転型ＨＥＭＴ
と同様に、ＧａＮ電子蓄積層１１の下側にＡｌxＧａ
(1-x)Ｎ電子供給層（０＜ｘ＜１）１３が形成されてい
る。この構造はＧａＮ電子蓄積層１１上にソース及びド
レイン電極１７，１８となるオーミック電極を形成する
ため、上述したコンタクト抵抗の問題は回避できる。こ
の従来例２に係るＧａＮ系反転型ＨＥＭＴ構造では、Ｇ
ａＡｓ系反転型ＨＥＭＴのＡｌＧａＡｓ電子供給層下に
ＧａＡｓ化合物半導体層が形成されるのと同様に、Ａｌ
ＧａＮ電子供給層１３の下に、 ＧａＮ下地層２４を形
成していた(O. Aktas, et. al, IEEE Electron Device
letters, Vol.18, No.6, p.293, 1997)。
転型ＨＥＭＴ（ＧａＮ系ＩＨＥＭＴ）の断面概略図であ
る。この従来例２は、従来のＧａＡｓ系反転型ＨＥＭＴ
と同様に、ＧａＮ電子蓄積層１１の下側にＡｌxＧａ
(1-x)Ｎ電子供給層（０＜ｘ＜１）１３が形成されてい
る。この構造はＧａＮ電子蓄積層１１上にソース及びド
レイン電極１７，１８となるオーミック電極を形成する
ため、上述したコンタクト抵抗の問題は回避できる。こ
の従来例２に係るＧａＮ系反転型ＨＥＭＴ構造では、Ｇ
ａＡｓ系反転型ＨＥＭＴのＡｌＧａＡｓ電子供給層下に
ＧａＡｓ化合物半導体層が形成されるのと同様に、Ａｌ
ＧａＮ電子供給層１３の下に、 ＧａＮ下地層２４を形
成していた(O. Aktas, et. al, IEEE Electron Device
letters, Vol.18, No.6, p.293, 1997)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＧａＮと
ＡｌxＧａ(1―x)Ｎの格子定数の違いは、ＧａＡｓと Ａ
ｌxＧａ(1―x)Ａｓの格子定数の違いより１桁以上大き
いため、大きなピエゾ電荷が発生する。従来例２に係る
ＧａＮ系反転型ＨＥＭＴ構造に対しては、このピエゾ電
荷がＧａＮ電子蓄積層１１の２次元電子ガス濃度を低下
させる働きをし、十分な高出力特性が得られない問題が
ある。
ＡｌxＧａ(1―x)Ｎの格子定数の違いは、ＧａＡｓと Ａ
ｌxＧａ(1―x)Ａｓの格子定数の違いより１桁以上大き
いため、大きなピエゾ電荷が発生する。従来例２に係る
ＧａＮ系反転型ＨＥＭＴ構造に対しては、このピエゾ電
荷がＧａＮ電子蓄積層１１の２次元電子ガス濃度を低下
させる働きをし、十分な高出力特性が得られない問題が
ある。
【０００７】本発明は、上記した事情に鑑み、高出力で
動作する反転型の窒素化合物系高電子移動度トランジス
タを提供することを目的とする。
動作する反転型の窒素化合物系高電子移動度トランジス
タを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、電子蓄積
層と、前記電子蓄積層上に設けられたゲート電極、ソー
ス電極及びドレイン電極と、前記電子蓄積層下に設けら
れた電子供給層と、前記電子供給層の下面と接する下地
層を有し、前記下地層の格子定数より前記電子供給層の
格子定数が大きいことを特徴とする高電子移動度トラン
ジスタである。
層と、前記電子蓄積層上に設けられたゲート電極、ソー
ス電極及びドレイン電極と、前記電子蓄積層下に設けら
れた電子供給層と、前記電子供給層の下面と接する下地
層を有し、前記下地層の格子定数より前記電子供給層の
格子定数が大きいことを特徴とする高電子移動度トラン
ジスタである。
【０００９】第２の発明は、前記下地層の組成はＡｌy
Ｇａ(1-y)Ｎ（０＜ｙ＜１）であり、かつ前記電子供給
層の組成はＡｌxＧａ(1-x)Ｎ（０＜ｘ＜１、ｘ＜ｙ）で
あることを特徴とする第１の発明記載の高電子移動度ト
ランジスタである。
Ｇａ(1-y)Ｎ（０＜ｙ＜１）であり、かつ前記電子供給
層の組成はＡｌxＧａ(1-x)Ｎ（０＜ｘ＜１、ｘ＜ｙ）で
あることを特徴とする第１の発明記載の高電子移動度ト
ランジスタである。
【００１０】第３の発明は、前記電子蓄積層の組成はＧ
ａＮであることを特徴とする第２の発明記載の高電子移
動度トランジスタである。
ａＮであることを特徴とする第２の発明記載の高電子移
動度トランジスタである。
【００１１】第４の発明は、前記電子蓄積層の組成はＩ
ｎxＧａ(1―x)Ｎ（０＜ｘ＜１）であり、前記電子供給
層の組成はＧａＮであり、かつ、前記下地層の組成がＡ
ｌyＧａ(1―y)Ｎ（０＜ｙ＜１）であることを特徴とす
る第１の発明記載の高電子移動度トランジスタである。
ｎxＧａ(1―x)Ｎ（０＜ｘ＜１）であり、前記電子供給
層の組成はＧａＮであり、かつ、前記下地層の組成がＡ
ｌyＧａ(1―y)Ｎ（０＜ｙ＜１）であることを特徴とす
る第１の発明記載の高電子移動度トランジスタである。
【００１２】第５の発明は、前記下地層下に設けられ、
かつ、前記下地層が結晶成長するための核となる核発生
層をさらに備えることを特徴とする第１の発明記載の高
電子移動度トランジスタである。
かつ、前記下地層が結晶成長するための核となる核発生
層をさらに備えることを特徴とする第１の発明記載の高
電子移動度トランジスタである。
【００１３】第６の発明は、前記電子蓄積層と前記電子
供給層の間にスペーサ層をさらに備えることを特徴とす
る第１の発明記載の高電子移動度トランジスタである。
供給層の間にスペーサ層をさらに備えることを特徴とす
る第１の発明記載の高電子移動度トランジスタである。
【００１４】第７の発明は、電子蓄積層と；前記電子蓄
積層上に設けられたゲート電極、ソース電極及びドレイ
ン電極と；前記電子蓄積層下に設けられた電子供給層
と；前記電子供給層の下面と接する下地層を有し、前記
下地層の格子定数より前記電子供給層の格子定数が大き
い高電子移動度トランジスタと、入力信号が供給され、
かつ、前記ゲート電極と接続された入力端子と、出力信
号を出力し、かつ、前記ドレイン電極と接続された出力
端子と、前記ドレイン電極がチョークコイルを介して接
続されている電源を備える電力増幅器である。
積層上に設けられたゲート電極、ソース電極及びドレイ
ン電極と；前記電子蓄積層下に設けられた電子供給層
と；前記電子供給層の下面と接する下地層を有し、前記
下地層の格子定数より前記電子供給層の格子定数が大き
い高電子移動度トランジスタと、入力信号が供給され、
かつ、前記ゲート電極と接続された入力端子と、出力信
号を出力し、かつ、前記ドレイン電極と接続された出力
端子と、前記ドレイン電極がチョークコイルを介して接
続されている電源を備える電力増幅器である。
【００１５】本発明によれば、下地層の上に、この下地
層よりも格子定数の大きい電子供給層を設けているの
で、電子供給層と下地層の電子供給層側界面に格子歪に
よる負のピエゾ電荷が発生する。これに伴い、電子供給
層と電子蓄積層の電子供給層側界面に正のピエゾ電荷が
発生する。従って、電子蓄積層に高濃度の２次元電子ガ
スを発生させることができるので、高出力の窒素化合物
系高電子移動度トランジスタを実現することができる。
層よりも格子定数の大きい電子供給層を設けているの
で、電子供給層と下地層の電子供給層側界面に格子歪に
よる負のピエゾ電荷が発生する。これに伴い、電子供給
層と電子蓄積層の電子供給層側界面に正のピエゾ電荷が
発生する。従って、電子蓄積層に高濃度の２次元電子ガ
スを発生させることができるので、高出力の窒素化合物
系高電子移動度トランジスタを実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図面を参照しながら、本発明の第
１乃至第３の実施形態について説明する。以下の図面の
記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似
の符号を付している。但し、図面は模式的なものであ
り、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現
実のものとは異なることに留意すべきである。従って、
具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべき
ものである。また、図面相互間においても互いの寸法の
関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろん
である。
１乃至第３の実施形態について説明する。以下の図面の
記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似
の符号を付している。但し、図面は模式的なものであ
り、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現
実のものとは異なることに留意すべきである。従って、
具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべき
ものである。また、図面相互間においても互いの寸法の
関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろん
である。
【００１７】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る窒素化合物系反転型高電子移動度トラ
ンジスタ（ＧａＮ系ＩＨＥＭＴ）の断面概略図である。
この図で、１１はＧａＮ電子蓄積層、１３はＡｌxＧａ
(1―x)Ｎ電子供給層（０＜ｘ＜１）、 １４は電子供給
層１３よりもＡｌのモル比の高いＡｌyＧａ(1―y)Ｎ下
地層（ｘ＜ｙ）、１５がサファイア基板である。また、
１１のチャネル層の上にゲート電極１６、ソース電極１
７、ドレイン電極１８が形成されている。尚、電子供給
層１３は、見かけ上、電子蓄積層１１に電子を供給す
る。
の実施形態に係る窒素化合物系反転型高電子移動度トラ
ンジスタ（ＧａＮ系ＩＨＥＭＴ）の断面概略図である。
この図で、１１はＧａＮ電子蓄積層、１３はＡｌxＧａ
(1―x)Ｎ電子供給層（０＜ｘ＜１）、 １４は電子供給
層１３よりもＡｌのモル比の高いＡｌyＧａ(1―y)Ｎ下
地層（ｘ＜ｙ）、１５がサファイア基板である。また、
１１のチャネル層の上にゲート電極１６、ソース電極１
７、ドレイン電極１８が形成されている。尚、電子供給
層１３は、見かけ上、電子蓄積層１１に電子を供給す
る。
【００１８】このようなＧａＮ系反転型ＨＥＭＴは以下
のように作成した。まず、（０００１）サファイア基板
１５上にアンドープＡｌ0.3Ｇａ0.7Ｎ下地層１４を有機
金属気相成長法（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯ
ＣＶＤ法）で５００ｎｍ成長させ、次にｎ型Ａｌ0.15Ｇ
ａ0.85Ｎ電子供給層１３を１７ｎｍ同じくＭＯＣＶＤ法
で形成した。これらの結晶成長には、Ｇａを含む有機金
属化合物（例えば、トリメチルガリウム）の第１原料ガ
スと、Ａｌを含む有機金属化合物（例えば、トリメチル
アルミニウム）の第２原料ガスと、窒素を含む第３原料
ガス（例えば、アンモニア）を用いた。また、Ａｌ0.3
Ｇａ0.7Ｎ下地層１４からＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給
層１３へＡｌのモル比を減らすためには、第１原料ガス
の流量を増やすこと、あるいは、第２原料ガスの流量を
減らすことの少なくとも一方を行えばよい。電子供給層
１３はドナー濃度が５×１０18ｃｍ-3となるようＳｉを
不純物として含む層とした。Ｓｉを導入するための原料
ガスとしては、シランまたはテトラエチルシランなどの
有機シランを用いた。この後、トリメチルガリウムとア
ンモニアを原料ガスとしてアンドープＧａＮ電子蓄積層
１１を同じくＭＯＣＶＤ法で５０ｎｍ成長させた。Ｇａ
Ｎ電子蓄積層１１上にＴｉ（下）／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ
（上）をそれぞれ２５，２５０，４０，４５ｎｍの厚さ
とした積層構造のオーミック電極を蒸着形成して、ソー
ス電極１７及びドレイン電極１８とした。さらにこの間
に、Ｎｉ（下）／Ａｕ（上）をそれぞれ５０，２５０ｎ
ｍの厚さとした積層構造のショットキー電極を蒸着形成
してゲート長１μｍのゲート電極１６とした。
のように作成した。まず、（０００１）サファイア基板
１５上にアンドープＡｌ0.3Ｇａ0.7Ｎ下地層１４を有機
金属気相成長法（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯ
ＣＶＤ法）で５００ｎｍ成長させ、次にｎ型Ａｌ0.15Ｇ
ａ0.85Ｎ電子供給層１３を１７ｎｍ同じくＭＯＣＶＤ法
で形成した。これらの結晶成長には、Ｇａを含む有機金
属化合物（例えば、トリメチルガリウム）の第１原料ガ
スと、Ａｌを含む有機金属化合物（例えば、トリメチル
アルミニウム）の第２原料ガスと、窒素を含む第３原料
ガス（例えば、アンモニア）を用いた。また、Ａｌ0.3
Ｇａ0.7Ｎ下地層１４からＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給
層１３へＡｌのモル比を減らすためには、第１原料ガス
の流量を増やすこと、あるいは、第２原料ガスの流量を
減らすことの少なくとも一方を行えばよい。電子供給層
１３はドナー濃度が５×１０18ｃｍ-3となるようＳｉを
不純物として含む層とした。Ｓｉを導入するための原料
ガスとしては、シランまたはテトラエチルシランなどの
有機シランを用いた。この後、トリメチルガリウムとア
ンモニアを原料ガスとしてアンドープＧａＮ電子蓄積層
１１を同じくＭＯＣＶＤ法で５０ｎｍ成長させた。Ｇａ
Ｎ電子蓄積層１１上にＴｉ（下）／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ
（上）をそれぞれ２５，２５０，４０，４５ｎｍの厚さ
とした積層構造のオーミック電極を蒸着形成して、ソー
ス電極１７及びドレイン電極１８とした。さらにこの間
に、Ｎｉ（下）／Ａｕ（上）をそれぞれ５０，２５０ｎ
ｍの厚さとした積層構造のショットキー電極を蒸着形成
してゲート長１μｍのゲート電極１６とした。
【００１９】この構造を持つ、ＧａＮ系反転型ＨＥＭＴ
の特性は、しきい値電圧−３Ｖ、最大ドレイン電流はゲ
ート幅１ｍｍあたり０．８Ａであった。また、ニー電圧
は２．５Ｖで、遮断周波数は１０ＧＨｚであった。最大
出力電力は、電源電圧１５Ｖ、周波数４ＧＨｚで、２．
５Ｗであった。この値は、従来例２に係るＧａＮ系反転
型ＨＥＭＴ（ゲート長１μｍ）の出力電力１．５Ｗを上
回る。また、本実施形態に係るＧａＮ系反転型ＨＥＭＴ
に対し、電源電圧２８Ｖ、周波数４ＧＨｚでの出力電力
を測定すると、３．８Ｗとなった。これはY. F. Wuらに
よりIEEE Electron Device Letters Vol.18, No.6, P.2
90, 1997に報告された従来例１に係るＧａＮ系通常型Ｈ
ＥＭＴ（ゲート長１μｍ）での値１．５７Ｗよりも高
い。
の特性は、しきい値電圧−３Ｖ、最大ドレイン電流はゲ
ート幅１ｍｍあたり０．８Ａであった。また、ニー電圧
は２．５Ｖで、遮断周波数は１０ＧＨｚであった。最大
出力電力は、電源電圧１５Ｖ、周波数４ＧＨｚで、２．
５Ｗであった。この値は、従来例２に係るＧａＮ系反転
型ＨＥＭＴ（ゲート長１μｍ）の出力電力１．５Ｗを上
回る。また、本実施形態に係るＧａＮ系反転型ＨＥＭＴ
に対し、電源電圧２８Ｖ、周波数４ＧＨｚでの出力電力
を測定すると、３．８Ｗとなった。これはY. F. Wuらに
よりIEEE Electron Device Letters Vol.18, No.6, P.2
90, 1997に報告された従来例１に係るＧａＮ系通常型Ｈ
ＥＭＴ（ゲート長１μｍ）での値１．５７Ｗよりも高
い。
【００２０】このように、本実施形態に係るＧａＮ系反
転型ＨＥＭＴが従来のＧａＮ系の通常型及び反転型ＨＥ
ＭＴと比較して出力電力が増大した理由を以下に述べ
る。
転型ＨＥＭＴが従来のＧａＮ系の通常型及び反転型ＨＥ
ＭＴと比較して出力電力が増大した理由を以下に述べ
る。
【００２１】まず、従来例１と比較して性能が向上した
理由を述べる。本実施形態の構造のソース抵抗はゲート
幅１ｍｍあたり１．２Ωで、従来例１に係るＧａＮ系通
常型ＨＥＭＴ構造の値２．１Ωに比較して約半分であ
る。このようにソース電極と電子蓄積層との接触抵抗が
低下したために、寄生抵抗が小さくなり、最大電流が大
きく、またニー電圧が小さくなり、従来例１に係るＧａ
Ｎ系通常型ＨＥＭＴよりも出力電力を大きくすることが
できた。
理由を述べる。本実施形態の構造のソース抵抗はゲート
幅１ｍｍあたり１．２Ωで、従来例１に係るＧａＮ系通
常型ＨＥＭＴ構造の値２．１Ωに比較して約半分であ
る。このようにソース電極と電子蓄積層との接触抵抗が
低下したために、寄生抵抗が小さくなり、最大電流が大
きく、またニー電圧が小さくなり、従来例１に係るＧａ
Ｎ系通常型ＨＥＭＴよりも出力電力を大きくすることが
できた。
【００２２】次に従来例２と比較して性能向上した理由
を述べる。本実施形態に係るＧａＮ系反転型ＨＥＭＴ
は、図２に示すように、電子供給層１３の下側に、この
電子供給層１３よりもＡｌのモル比の大きい下地層１４
を形成したことにより、下地層１４と電子供給層１３の
電子供給層側界面には負のピエゾ電荷が、そして電子供
給層１３と電子蓄積層１１の電子供給層側界面には正の
ピエゾ電荷が蓄積する。そのため、下地層１４は電子に
対して有効なポテンシャル障壁となり、電子の下地層１
４への流れ込みを抑制できるとともに、前述した電子供
給層１３と電子蓄積層１１の電子供給層側界面に蓄積し
た正のピエゾ電荷は電子蓄積層１１に電子が蓄積するの
を促す。その結果、電子供給層１３と電子蓄積層１１の
電子蓄積層側界面には高濃度の２次電子電子ガスが蓄積
する構造となっている。
を述べる。本実施形態に係るＧａＮ系反転型ＨＥＭＴ
は、図２に示すように、電子供給層１３の下側に、この
電子供給層１３よりもＡｌのモル比の大きい下地層１４
を形成したことにより、下地層１４と電子供給層１３の
電子供給層側界面には負のピエゾ電荷が、そして電子供
給層１３と電子蓄積層１１の電子供給層側界面には正の
ピエゾ電荷が蓄積する。そのため、下地層１４は電子に
対して有効なポテンシャル障壁となり、電子の下地層１
４への流れ込みを抑制できるとともに、前述した電子供
給層１３と電子蓄積層１１の電子供給層側界面に蓄積し
た正のピエゾ電荷は電子蓄積層１１に電子が蓄積するの
を促す。その結果、電子供給層１３と電子蓄積層１１の
電子蓄積層側界面には高濃度の２次電子電子ガスが蓄積
する構造となっている。
【００２３】一方、図８に示すように、従来例２に係る
反転型ＨＥＭＴのように電子供給層１３の下にＧａＮ下
地層２４を形成すると、GaN下地層２４と電子供給層１
３の電子供給層側界面に正のピエゾ電荷が、そして、電
子供給層１３と電子蓄積層１１の電子供給層層側界面に
は負のピエゾ電荷が発生し、電子供給層１３中の電子が
電子蓄積層１２へ移動するのを妨げるため、電子蓄積層
１１に蓄積する二次元電子ガスの濃度が低下してしま
う。
反転型ＨＥＭＴのように電子供給層１３の下にＧａＮ下
地層２４を形成すると、GaN下地層２４と電子供給層１
３の電子供給層側界面に正のピエゾ電荷が、そして、電
子供給層１３と電子蓄積層１１の電子供給層層側界面に
は負のピエゾ電荷が発生し、電子供給層１３中の電子が
電子蓄積層１２へ移動するのを妨げるため、電子蓄積層
１１に蓄積する二次元電子ガスの濃度が低下してしま
う。
【００２４】このようなピエゾ電荷の働きについて以下
に詳しく述べる。ピエゾ電荷は格子定数の違う層を重ね
合わせた時に生じるひずみが原因となり発生する電荷で
ある。Asbeckらの報告によれば、（０００１）サファイ
ア基板上に成長させたＧａＮ層上に、ＡｌxＧａ(1―x)
Ｎ層（０＜ｘ＜１）を積層すると、 ＧａＮとＡｌxＧａ
(1―x)Ｎの界面には Ｐｚ ＝ ２ｄ31（Ｃ11＋Ｃ12＋Ｃ13 2／Ｃ33）εxx （１） で算出されるピエゾ電荷Ｐｚが発生する（Electronics
letters, 3rd July 1997, Vol.33, No.14, p.1230）。
ここで、 ｄ31は圧電定数、Ｃ11、Ｃ12、Ｃ13、Ｃ3 3は弾
性係数、εxxはひずみ量である。εxxの値は ＡｌxＧａ
(1―x)ＮのＡｌのモル比ｘに応じて変化する値で、 Ｇ
ａＮの格子定数ａGaNとＡｌxＧａ(1―x)Ｎの格子定数ａ
AlGaNから、 εxx = ａGaN ／ａAlGaN − １ （２） で算出される。この理論から算出すると、サファイア基
板１５上に、少なくとも表層部が単結晶になる程度に十
分に厚い例えば、３μｍのＧａＮ下地層を堆積し、その
上にＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給層１３を積層させる場
合を想定すると、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎの格子定数３．１
７７×１０-1ｎｍはＧａＮの格子定数３．１８９×１０
-1ｎｍよりも小さいために、（２）式の値は正となり、
図８に示すようにＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給層１３の
ＧａＮ層２４側界面には正の電荷が蓄積される。蓄積さ
れる電荷は電子の電荷量に換算すると、４．５×１０12
ｃｍ-2の高面密度となる。一方、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電
子供給層１３の電子蓄積層１１側界面には、ほぼ同等の
負のピエゾ電荷が形成される。その結果、下地層２４を
ＧａＮとし、電子供給層１３をＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎとす
る図８に示すような従来例２に係るＧａＮ系反転型ＨＥ
ＭＴでは、発生したピエゾ電荷により、２次元電子ガス
の濃度が減少するので、最大電流も減少する。
に詳しく述べる。ピエゾ電荷は格子定数の違う層を重ね
合わせた時に生じるひずみが原因となり発生する電荷で
ある。Asbeckらの報告によれば、（０００１）サファイ
ア基板上に成長させたＧａＮ層上に、ＡｌxＧａ(1―x)
Ｎ層（０＜ｘ＜１）を積層すると、 ＧａＮとＡｌxＧａ
(1―x)Ｎの界面には Ｐｚ ＝ ２ｄ31（Ｃ11＋Ｃ12＋Ｃ13 2／Ｃ33）εxx （１） で算出されるピエゾ電荷Ｐｚが発生する（Electronics
letters, 3rd July 1997, Vol.33, No.14, p.1230）。
ここで、 ｄ31は圧電定数、Ｃ11、Ｃ12、Ｃ13、Ｃ3 3は弾
性係数、εxxはひずみ量である。εxxの値は ＡｌxＧａ
(1―x)ＮのＡｌのモル比ｘに応じて変化する値で、 Ｇ
ａＮの格子定数ａGaNとＡｌxＧａ(1―x)Ｎの格子定数ａ
AlGaNから、 εxx = ａGaN ／ａAlGaN − １ （２） で算出される。この理論から算出すると、サファイア基
板１５上に、少なくとも表層部が単結晶になる程度に十
分に厚い例えば、３μｍのＧａＮ下地層を堆積し、その
上にＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給層１３を積層させる場
合を想定すると、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎの格子定数３．１
７７×１０-1ｎｍはＧａＮの格子定数３．１８９×１０
-1ｎｍよりも小さいために、（２）式の値は正となり、
図８に示すようにＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給層１３の
ＧａＮ層２４側界面には正の電荷が蓄積される。蓄積さ
れる電荷は電子の電荷量に換算すると、４．５×１０12
ｃｍ-2の高面密度となる。一方、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電
子供給層１３の電子蓄積層１１側界面には、ほぼ同等の
負のピエゾ電荷が形成される。その結果、下地層２４を
ＧａＮとし、電子供給層１３をＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎとす
る図８に示すような従来例２に係るＧａＮ系反転型ＨＥ
ＭＴでは、発生したピエゾ電荷により、２次元電子ガス
の濃度が減少するので、最大電流も減少する。
【００２５】図２に示した本実施形態のように、下地層
１４の組成をＡｌ0.3Ｇａ0.7Ｎとし、その上にＡｌ0.15
Ｇａ0.85Ｎ層を電子供給層１３として積層すると、その
ひずみは εxx = ａAl0.3Ga0.7N／ ａAl0.15Ga0.85N − １ （３） で算出される。 Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎの格子定数はＡｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎの格子定数に比べて小さいため、（３）
式は負となり、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給層１３の下
部に負のピエゾ電荷が、そしてＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子
供給層１３の上部には正の電荷が形成され、図２のよう
なピエゾ電荷分布となる。２次元電子ガスの濃度は、ピ
エゾ電荷がないと仮定した場合の濃度よりも高くなるの
で、最大電流が従来構造の反転型ＨＥＭＴよりも大幅に
増大させることができた。
１４の組成をＡｌ0.3Ｇａ0.7Ｎとし、その上にＡｌ0.15
Ｇａ0.85Ｎ層を電子供給層１３として積層すると、その
ひずみは εxx = ａAl0.3Ga0.7N／ ａAl0.15Ga0.85N − １ （３） で算出される。 Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎの格子定数はＡｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎの格子定数に比べて小さいため、（３）
式は負となり、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給層１３の下
部に負のピエゾ電荷が、そしてＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電子
供給層１３の上部には正の電荷が形成され、図２のよう
なピエゾ電荷分布となる。２次元電子ガスの濃度は、ピ
エゾ電荷がないと仮定した場合の濃度よりも高くなるの
で、最大電流が従来構造の反転型ＨＥＭＴよりも大幅に
増大させることができた。
【００２６】尚、本実施形態の電子蓄積層１１の組成は
ＩｎxＧａ(1―x)Ｎ（０＜ｘ＜１）、電子供給層１２の
組成はＧａＮ、下地層１４の組成がＡｌyＧａ(1―y)Ｎ
（０＜ｙ＜１）であってもよい。
ＩｎxＧａ(1―x)Ｎ（０＜ｘ＜１）、電子供給層１２の
組成はＧａＮ、下地層１４の組成がＡｌyＧａ(1―y)Ｎ
（０＜ｙ＜１）であってもよい。
【００２７】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係る窒素化合物系反転型高電子移動度トラ
ンジスタ（ＧａＮ系ＩＨＥＭＴ）の断面概略図である。
本実施形態の特徴は、基板１５と下地層３４の間に，下
地層３４が結晶成長するための核となる核発生層１９を
形成することである。この核発生層１９の導入により、
下地層３４は結晶欠陥の少ない良好な単結晶が得られ
る。４０ｎｍのＡｌＮ核発生層１９上に、下地層３４と
して、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎを５００ｎｍ形成した後、Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給層１３を１７ｎｍ、アンドープ
Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎスペーサ層１２を２ｎｍ、ＧａＮ電
子蓄積層１１を５０ｎｍ形成した。電子供給層はｎ型と
なるようＳｉを５．０×１０18ｃｍ-3ドープし、その他
の層はアンドープとした。製造方法は、第１の実施形態
と同様にサファイア基板１５上に上述した下地層をＭＯ
ＣＶＤ法で形成した。ここで、スペーサ層１２は不純物
散乱による電子移動度の低下を防ぐために設けた。スペ
ーサ層１２のＡｌのモル比は通常、電子供給層１３のＡ
ｌのモル比と同じであればよい。ＡｌＮ核発生層１９の
原料ガスとしては、トリメチルアルミニウムとアンモニ
アを用いた。本実施形態の場合、下地層３４の格子定数
が電子供給層１３の格子定数よりも小さく、また、スペ
ーサ層１２のＡｌのモル比が電子供給層１３のモル比と
同じであるため、スペーサ層１２に正のピエゾ電荷を発
生させ，電子蓄積層１１の２次元電子濃度を増大させる
ことができる。
の実施形態に係る窒素化合物系反転型高電子移動度トラ
ンジスタ（ＧａＮ系ＩＨＥＭＴ）の断面概略図である。
本実施形態の特徴は、基板１５と下地層３４の間に，下
地層３４が結晶成長するための核となる核発生層１９を
形成することである。この核発生層１９の導入により、
下地層３４は結晶欠陥の少ない良好な単結晶が得られ
る。４０ｎｍのＡｌＮ核発生層１９上に、下地層３４と
して、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎを５００ｎｍ形成した後、Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎ電子供給層１３を１７ｎｍ、アンドープ
Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎスペーサ層１２を２ｎｍ、ＧａＮ電
子蓄積層１１を５０ｎｍ形成した。電子供給層はｎ型と
なるようＳｉを５．０×１０18ｃｍ-3ドープし、その他
の層はアンドープとした。製造方法は、第１の実施形態
と同様にサファイア基板１５上に上述した下地層をＭＯ
ＣＶＤ法で形成した。ここで、スペーサ層１２は不純物
散乱による電子移動度の低下を防ぐために設けた。スペ
ーサ層１２のＡｌのモル比は通常、電子供給層１３のＡ
ｌのモル比と同じであればよい。ＡｌＮ核発生層１９の
原料ガスとしては、トリメチルアルミニウムとアンモニ
アを用いた。本実施形態の場合、下地層３４の格子定数
が電子供給層１３の格子定数よりも小さく、また、スペ
ーサ層１２のＡｌのモル比が電子供給層１３のモル比と
同じであるため、スペーサ層１２に正のピエゾ電荷を発
生させ，電子蓄積層１１の２次元電子濃度を増大させる
ことができる。
【００２８】（第３の実施形態）図７は、本発明の第３
の実施形態に係る通信システムである移動携帯通信装置
のブロック図である。本実施形態の特徴は、前述した第
１及び第２実施形態に係る窒素化合物系反転型高電子移
動度トランジスタを用いた電力増幅器３６６を搭載して
いることである。前述したように第１及び第２実施形態
に係る窒素化合物系反転型高電子移動度トランジスタは
高出力で動作するので、電力増幅器も高出力動作ができ
る。尚、この電力増幅器については後述する。
の実施形態に係る通信システムである移動携帯通信装置
のブロック図である。本実施形態の特徴は、前述した第
１及び第２実施形態に係る窒素化合物系反転型高電子移
動度トランジスタを用いた電力増幅器３６６を搭載して
いることである。前述したように第１及び第２実施形態
に係る窒素化合物系反転型高電子移動度トランジスタは
高出力で動作するので、電力増幅器も高出力動作ができ
る。尚、この電力増幅器については後述する。
【００２９】デジタルブロック３６１は、送信時にマイ
クロホン３６２から入力した送信すべきアナログ信号を
デジタル信号に変換し、このデジタル信号を信号処理技
術により帯域圧縮する。受信時には、受信したデジタル
信号を信号処理技術により帯域伸長し、アナログ信号に
変換しスピーカー３６３を駆動する信号を出力する。送
信すべき信号を変調するミキサー３６４ａはデジタルブ
ロック３６１から入力した帯域圧縮されたデジタル信号
を電圧制御発振器３６５から所望の局部発振信号を用い
てπ／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒｉ Ｐｈａｓｅ
Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調などを行い、この変調
信号をＭＭＩＣ（ＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃＭｉｃｒｏｗａ
ｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＣｉｒＣｕｉｔ；モノリ
シックマイクロ波集積回路）として実現されている電力
増幅器３６６へ出力する。電力増幅器３６６で送信電力
まで増幅された信号は、送受信を切り替えるスイッチ３
６７を介してアンテナ３６８へ信号線を介して伝播し、
アンテナ３６８が励振することにより信号が送信され
る。
クロホン３６２から入力した送信すべきアナログ信号を
デジタル信号に変換し、このデジタル信号を信号処理技
術により帯域圧縮する。受信時には、受信したデジタル
信号を信号処理技術により帯域伸長し、アナログ信号に
変換しスピーカー３６３を駆動する信号を出力する。送
信すべき信号を変調するミキサー３６４ａはデジタルブ
ロック３６１から入力した帯域圧縮されたデジタル信号
を電圧制御発振器３６５から所望の局部発振信号を用い
てπ／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒｉ Ｐｈａｓｅ
Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調などを行い、この変調
信号をＭＭＩＣ（ＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃＭｉｃｒｏｗａ
ｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＣｉｒＣｕｉｔ；モノリ
シックマイクロ波集積回路）として実現されている電力
増幅器３６６へ出力する。電力増幅器３６６で送信電力
まで増幅された信号は、送受信を切り替えるスイッチ３
６７を介してアンテナ３６８へ信号線を介して伝播し、
アンテナ３６８が励振することにより信号が送信され
る。
【００３０】受信の際は、アンテナ３６８が受信した信
号はスイッチ３６７を介して低雑音増幅器３６９に入力
され、所望の信号レベルに増幅され、ミキサー３６４ｂ
に出力される。ミキサー３６４ｂは電力制御発振器４０
５からの局部発振信号を用いて受信信号を見地・復調し
てデジタルブロック３６１に出力する。
号はスイッチ３６７を介して低雑音増幅器３６９に入力
され、所望の信号レベルに増幅され、ミキサー３６４ｂ
に出力される。ミキサー３６４ｂは電力制御発振器４０
５からの局部発振信号を用いて受信信号を見地・復調し
てデジタルブロック３６１に出力する。
【００３１】尚、この移動携帯通信装置にはキー入力す
る為のキーボード、一次電池または二次電池などを電源
とする電源回路等も備えている。この例では電力増幅器
をＭＭＩＣにて実現しているが、スイッチ及び低雑音増
幅器などもこのＭＭＩＣに搭載しても良い。
る為のキーボード、一次電池または二次電池などを電源
とする電源回路等も備えている。この例では電力増幅器
をＭＭＩＣにて実現しているが、スイッチ及び低雑音増
幅器などもこのＭＭＩＣに搭載しても良い。
【００３２】図８は、図７に示した電力増幅器３６６の
細部の回路図を示す。ミキサー３６４ａによって変調さ
れた送信信号は入力端子３５１に供給され、この送信信
号はインピーダンス整合をとる周知のインピーダンス整
合回路３５２を介して前述した第１及び第２の実施形態
に係る窒素化合物系反転型高電子移動度トランジスタ３
５３のゲート電極に供給される。高電子移動度トランジ
スタ３５３のソース電極は接地されており、ドレインに
はチョークコイル３５６を介して、電源電圧が供給され
ている。なお、この電源電圧は移動携帯通信装置に搭載
する２次電池の供給電源に対応している。
細部の回路図を示す。ミキサー３６４ａによって変調さ
れた送信信号は入力端子３５１に供給され、この送信信
号はインピーダンス整合をとる周知のインピーダンス整
合回路３５２を介して前述した第１及び第２の実施形態
に係る窒素化合物系反転型高電子移動度トランジスタ３
５３のゲート電極に供給される。高電子移動度トランジ
スタ３５３のソース電極は接地されており、ドレインに
はチョークコイル３５６を介して、電源電圧が供給され
ている。なお、この電源電圧は移動携帯通信装置に搭載
する２次電池の供給電源に対応している。
【００３３】また、高電子移動度トランジスタ３５３の
ドレイン電極はインピーダンス整合をとる周知のインピ
ーダンス整合回路３５４を介して、スイッチと接続する
出力端子３５５に接続している。尚、本実施形態では、
電力増幅器を１段の高電子移動度トランジスタで構成し
た例を示したが、必要に応じて２段以上の多段構成にし
てもよい。
ドレイン電極はインピーダンス整合をとる周知のインピ
ーダンス整合回路３５４を介して、スイッチと接続する
出力端子３５５に接続している。尚、本実施形態では、
電力増幅器を１段の高電子移動度トランジスタで構成し
た例を示したが、必要に応じて２段以上の多段構成にし
てもよい。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、高出力で動作する反転
型の窒素化合物系高電子移動度トランジスタを提供する
ことができる。
型の窒素化合物系高電子移動度トランジスタを提供する
ことができる。
【図１】 本発明の第１の実施形態に係るＧａＮ系反転
型ＨＥＭＴの断面概略図。
型ＨＥＭＴの断面概略図。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係るＧａＮ系反転
型ＨＥＭＴのピエゾ電荷を示す図。
型ＨＥＭＴのピエゾ電荷を示す図。
【図３】 本発明の第２の実施形態に係るＧａＮ系反転
型ＨＥＭＴの断面概略図。
型ＨＥＭＴの断面概略図。
【図４】 本発明の第３の実施形態に係る移動携帯通信
装置のブロック図。
装置のブロック図。
【図５】 図４に示した電力増幅器３６６の細部の回路
図。
図。
【図６】 従来例１に係るＧａＮ系通常型ＨＥＭＴの断
面概略図。
面概略図。
【図７】 従来ＧａＮ系反転型ＭＥＭＴの断面概略図。
【図８】 従来例２に係るＧａＮ系反転型ＨＥＭＴのピ
エゾ電荷を示す図。
エゾ電荷を示す図。
１１、２１ 電子蓄積層 １２ スペーサ層 １３、２３ 電子供給層 １４、２４、３４ 下地層 １５ 基板 １６ ゲート電極 １７ ソース電極 １８ ドレイン電極 ３５１ 入力端子 ３５２ インピーダンス整合回路 ３５３ 高電子移動度トランジスタ ３５４ インピーダンス整合回路 ３５５ 出力端子 ３５６ チョークコイル ３６１ デジタルブロック ３６２ マイクロホン ３６３ スピーカー ３６４ａ，３６４ｂ ミキサー ３６５ 電圧制御発振器 ３６６ 電力増幅器 ３６７ スイッチ ３６８ アンテナ ３６９ 低雑音増幅器
Claims (7)
- 【請求項１】 電子蓄積層と、 前記電子蓄積層上に設けられたゲート電極、ソース電極
及びドレイン電極と、 前記電子蓄積層下に設けられた電子供給層と、 前記電子供給層の下面と接する下地層を有し、 前記下地層の格子定数より前記電子供給層の格子定数が
大きいことを特徴とする高電子移動度トランジスタ。 - 【請求項２】 前記下地層の組成はＡｌyＧａ(1-y)Ｎ
（０＜ｙ＜１）であり、かつ前記電子供給層の組成はＡ
ｌxＧａ(1-x)Ｎ（０＜ｘ＜１、ｘ＜ｙ）であることを特
徴とする請求項１記載の高電子移動度トランジスタ。 - 【請求項３】 前記電子蓄積層の組成はＧａＮであるこ
とを特徴とする請求項２記載の高電子移動度トランジス
タ。 - 【請求項４】 前記電子蓄積層の組成はＩｎxＧａ(1―
x)Ｎ（０＜ｘ＜１）であり、前記電子供給層の組成はＧ
ａＮであり、かつ、前記下地層の組成がＡｌyＧａ(1―
y)Ｎ（０＜ｙ＜１）であることを特徴とする請求項１記
載の高電子移動度トランジスタ。 - 【請求項５】 前記下地層下に設けられ、かつ、前記下
地層が結晶成長するための核となる核発生層をさらに備
えることを特徴とする請求項１記載の高電子移動度トラ
ンジスタ。 - 【請求項６】 前記電子蓄積層と前記電子供給層の間に
スペーサ層をさらに備えることを特徴とする請求項１記
載の高電子移動度トランジスタ。 - 【請求項７】 電子蓄積層と、前記電子蓄積層上に設け
られたゲート電極、ソース電極及びドレイン電極と、前
記電子蓄積層下に設けられた電子供給層と、前記電子供
給層の下面と接する下地層を有し、前記下地層の格子定
数より前記電子供給層の格子定数が大きい高電子移動度
トランジスタと、 入力信号が供給され、かつ、前記ゲート電極と接続され
た入力端子と、 出力信号を出力し、かつ、前記ドレイン電極と接続され
た出力端子と、 前記ドレイン電極がチョークコイルを介して接続されて
いる電源を備える電力増幅器。
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| JP18464799 | 1999-06-30 | ||
| JP11-184647 | 1999-06-30 | ||
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