JP2003234357A - 電界効果トランジスタ - Google Patents
電界効果トランジスタInfo
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- JP2003234357A JP2003234357A JP2002031136A JP2002031136A JP2003234357A JP 2003234357 A JP2003234357 A JP 2003234357A JP 2002031136 A JP2002031136 A JP 2002031136A JP 2002031136 A JP2002031136 A JP 2002031136A JP 2003234357 A JP2003234357 A JP 2003234357A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動度が６，５００ｃｍ2／Ｖｓ以上の電界
効果トランジスタを提供する。 【解決手段】 オフアングル付の基板１上に少なくとも
キャリア供給層５０を有する電界効果トランジスタのキ
ャリア供給層５０として原子層ドーピング層を用いるこ
とにより、ステップバンチングが存在する条件下におい
ても、６，５００ｃｍ2／Ｖｓ以上のチャネル層の移動
度を実現することができる。
効果トランジスタを提供する。 【解決手段】 オフアングル付の基板１上に少なくとも
キャリア供給層５０を有する電界効果トランジスタのキ
ャリア供給層５０として原子層ドーピング層を用いるこ
とにより、ステップバンチングが存在する条件下におい
ても、６，５００ｃｍ2／Ｖｓ以上のチャネル層の移動
度を実現することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界効果トランジ
スタに関する。
スタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓ（ガリウム砒素）やＩｎＧａＡ
ｓ（インジウムガリウム砒素）はＳｉ（シリコン）に比
べて電子移動度が高いという特長がある。この特長をい
かして、ＧａＡｓやＩｎＧａＡｓは高速デバイスに多く
用いられている。代表例としては、ＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉ
ｓｔｏｒ）が挙げられる。
ｓ（インジウムガリウム砒素）はＳｉ（シリコン）に比
べて電子移動度が高いという特長がある。この特長をい
かして、ＧａＡｓやＩｎＧａＡｓは高速デバイスに多く
用いられている。代表例としては、ＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉ
ｓｔｏｒ）が挙げられる。
【０００３】図２はＨＥＭＴに用いられるエピタキシャ
ル構造を示す図である。
ル構造を示す図である。
【０００４】ＨＥＭＴ用エピタキシャル層は、基板１上
に結晶成長されたバッファ層２、チャネル層３、スペー
サ層４、キャリア供給層５、ショットキー層６及びコン
タクト層７からなっている。キャリア供給層５は自由電
子を発生しチャネル層３へ供給するための層である。チ
ャネル層３は自由電子が流れる層であり、高純度である
必要がある。バッファ層２は基板１上の残留不純物の影
響によるデバイス特性劣化を防止する働きがある。
に結晶成長されたバッファ層２、チャネル層３、スペー
サ層４、キャリア供給層５、ショットキー層６及びコン
タクト層７からなっている。キャリア供給層５は自由電
子を発生しチャネル層３へ供給するための層である。チ
ャネル層３は自由電子が流れる層であり、高純度である
必要がある。バッファ層２は基板１上の残留不純物の影
響によるデバイス特性劣化を防止する働きがある。
【０００５】キャリア供給層５は、高純度で薄層である
ことが望ましい。その理由は、キャリア供給層５が薄く
なればＨＥＭＴを作製する際にゲート電極（図示せ
ず。）とチャネル層３との間の距離が短くなり、その結
果相互コンダクタンスが高くなるためである。
ことが望ましい。その理由は、キャリア供給層５が薄く
なればＨＥＭＴを作製する際にゲート電極（図示せ
ず。）とチャネル層３との間の距離が短くなり、その結
果相互コンダクタンスが高くなるためである。
【０００６】一方、キャリア供給層５に一般的なｎ型ド
ーパントであるＳｉをドーピングすると、均一なドーピ
ング方法ではそのキャリア濃度は５×１０18ｃｍ-3より
も高くすることができない。
ーパントであるＳｉをドーピングすると、均一なドーピ
ング方法ではそのキャリア濃度は５×１０18ｃｍ-3より
も高くすることができない。
【０００７】この問題を解決する技術がＳｉの原子層ド
ーピング技術である。この原子層ドーピング技術はスペ
ーサ層４の成長後にキャリヤ供給層５の成長を一時中断
し、エピタキシャル成長の最表面にＳｉを単原子分層状
に吸着してキャリア供給層５とし、再びエピタキシャル
成長させてショットキー層６を形成するものであり、Ｓ
ｉを高濃度にドーピングすることができる。
ーピング技術である。この原子層ドーピング技術はスペ
ーサ層４の成長後にキャリヤ供給層５の成長を一時中断
し、エピタキシャル成長の最表面にＳｉを単原子分層状
に吸着してキャリア供給層５とし、再びエピタキシャル
成長させてショットキー層６を形成するものであり、Ｓ
ｉを高濃度にドーピングすることができる。
【０００８】この原子層ドーピング技術は、制御性に優
れたＭＢＥ（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍ Ｅｐｉｔａ
ｘｙ）法によって行われるのが一般的である。
れたＭＢＥ（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍ Ｅｐｉｔａ
ｘｙ）法によって行われるのが一般的である。
【０００９】ＭＢＥ法は結晶制御性に優れた成長技術で
はあるが、エピタキシャル成長環境を高真空に保持する
ためのメンテナンスが必須であるためスループットが上
がらない。そのため、工業生産的には化学気相成長法
（ＭＯＶＰＥ法）が用いられることが多い。
はあるが、エピタキシャル成長環境を高真空に保持する
ためのメンテナンスが必須であるためスループットが上
がらない。そのため、工業生産的には化学気相成長法
（ＭＯＶＰＥ法）が用いられることが多い。
【００１０】以下にＭＯＶＰＥ法について簡単に述べ
る。
る。
【００１１】図３は一般的なＨＥＭＴのエピタキシャル
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【００１２】エピタキシャル層の名称のｎ−やｉ−はエ
ピタキシャル層がそれぞれｎ型、半絶縁性であることを
表している。厚さの単位はｎｍであり、キャリア濃度の
単位はｃｍ-3である。
ピタキシャル層がそれぞれｎ型、半絶縁性であることを
表している。厚さの単位はｎｍであり、キャリア濃度の
単位はｃｍ-3である。
【００１３】図３に示したＨＥＭＴエピタキシャルウェ
ハの成長方法を以下に述べる。
ハの成長方法を以下に述べる。
【００１４】バッファ層２のうちのｉ−ＧａＡｓ層を成
長させるには、Ｇａ原料のＧａ（ＣＨ３）３（トリメチ
ルガリウム）とＡｓ原料のＡｓＨ３（アルシン）とを基
板１に供給する。なお、Ｇａ原料としては他にＧａ（Ｃ
Ｈ３ＣＨ２）３（トリエチルガリウム）が挙げられる。
Ａｓ原料としては他にＡｓ（ＣＨ３）３（トリメチル砒
素）、ＴＢＡ（ターシャリーブチルアルシン）が挙げら
れる。
長させるには、Ｇａ原料のＧａ（ＣＨ３）３（トリメチ
ルガリウム）とＡｓ原料のＡｓＨ３（アルシン）とを基
板１に供給する。なお、Ｇａ原料としては他にＧａ（Ｃ
Ｈ３ＣＨ２）３（トリエチルガリウム）が挙げられる。
Ａｓ原料としては他にＡｓ（ＣＨ３）３（トリメチル砒
素）、ＴＢＡ（ターシャリーブチルアルシン）が挙げら
れる。
【００１５】バッファ層２、スペーサ層４、ショットキ
ー層６のうちのｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層を成長させ
るには、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＡｓＨ３及びＡｌ原料のＡ
ｌ（ＣＨ３）３（トリメチルアルミニウム）を基板に供
給する。Ａｌ原料としては他にＡｌ（ＣＨ３ＣＨ２）３
（トリエチルアルミニウム）が挙げられる。
ー層６のうちのｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層を成長させ
るには、Ｇａ（ＣＨ３）３、ＡｓＨ３及びＡｌ原料のＡ
ｌ（ＣＨ３）３（トリメチルアルミニウム）を基板に供
給する。Ａｌ原料としては他にＡｌ（ＣＨ３ＣＨ２）３
（トリエチルアルミニウム）が挙げられる。
【００１６】ここで、Ａｌ０．２５ＧａＡｓはＡｌ0.28
Ｇａ0.75Ａｓを表しており、ＡｌとＧａとの比が０．２
５：０．７５であることを意味する。また、ＣＨ３はＣ
Ｈ3を表し、ＣＨ３ＣＨ２はＣＨ3ＣＨ2を表す。
Ｇａ0.75Ａｓを表しており、ＡｌとＧａとの比が０．２
５：０．７５であることを意味する。また、ＣＨ３はＣ
Ｈ3を表し、ＣＨ３ＣＨ２はＣＨ3ＣＨ2を表す。
【００１７】チャネル層３、すなわちｉ−Ｉｎ０．２０
ＧａＡｓ層を成長させる場合には、Ｇａ（ＣＨ３）３、
ＡｓＨ３及びＩｎ原料のＩｎ（ＣＨ３）３（トリメチル
インジウム）を基板に供給する。
ＧａＡｓ層を成長させる場合には、Ｇａ（ＣＨ３）３、
ＡｓＨ３及びＩｎ原料のＩｎ（ＣＨ３）３（トリメチル
インジウム）を基板に供給する。
【００１８】Ｉｎ０．２０ＧａＡｓとはＩｎ0.20Ｇａ
0.80Ａｓを表しており、ＩｎとＧａとの比が０．２０：
０．８０であることを意味する。
0.80Ａｓを表しており、ＩｎとＧａとの比が０．２０：
０．８０であることを意味する。
【００１９】コンタクト層７のうちのｎ−ＩｎＧａＡｓ
層を成長させる場合には、Ｇａ（ＣＨ３）３、Ｉｎ（Ｃ
Ｈ３）３、ＡｓＨ３及びｎ型ドーパントを基板に供給す
る。ｎ型ドーパントの元素としてはＳｉ、ＳやＳｅ（セ
レン）が挙げられる。Ｓｉ原料としてはＳｉＨ４（モノ
シラン）、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）が挙げられ、Ｓ原料
としてはＨ２Ｓ（硫化水素）が挙げられる。Ｓｅ原料と
してはＨ２Ｓｅ（セレン化水素）が挙げられる。ＧａＡ
ｓ中での拡散係数が小さいことが理由で、キャリア供給
層にはＳｉあるいはＳが用いられることが多い。
層を成長させる場合には、Ｇａ（ＣＨ３）３、Ｉｎ（Ｃ
Ｈ３）３、ＡｓＨ３及びｎ型ドーパントを基板に供給す
る。ｎ型ドーパントの元素としてはＳｉ、ＳやＳｅ（セ
レン）が挙げられる。Ｓｉ原料としてはＳｉＨ４（モノ
シラン）、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）が挙げられ、Ｓ原料
としてはＨ２Ｓ（硫化水素）が挙げられる。Ｓｅ原料と
してはＨ２Ｓｅ（セレン化水素）が挙げられる。ＧａＡ
ｓ中での拡散係数が小さいことが理由で、キャリア供給
層にはＳｉあるいはＳが用いられることが多い。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、（１００）
面ＪＵＳＴ基板（結晶面に傾きが生じない方向に切断し
て作製した基板）上にエピタキシャル成長させるＭＢＥ
法では、原子層ドーピング型ＨＥＭＴ構造エピタキシャ
ルウェハのチャネル層の移動度は６，５００ｃｍ 2／Ｖ
ｓ以上を得ることができる。
面ＪＵＳＴ基板（結晶面に傾きが生じない方向に切断し
て作製した基板）上にエピタキシャル成長させるＭＢＥ
法では、原子層ドーピング型ＨＥＭＴ構造エピタキシャ
ルウェハのチャネル層の移動度は６，５００ｃｍ 2／Ｖ
ｓ以上を得ることができる。
【００２１】しかしながら、メンテナンスを頻繁に行う
必要があったり、エピタキシャル層−基板界面への不純
物汚染が多い等の課題がある。
必要があったり、エピタキシャル層−基板界面への不純
物汚染が多い等の課題がある。
【００２２】この課題を解決するための方法と比較して
工業生産に適しているＭＯＶＰＥ法では、ＭＢＥ法と同
様の構造でエピタキシャル成長させると、ＨＥＭＴ構造
エピタキシャルウェハのチャネル層の移動度は６，００
０ｃｍ2／Ｖｓ以上のものを得ることができなかった。
この移動度ではＨＥＭＴを作製したときに高周波特性が
低下してしまうという問題があった。
工業生産に適しているＭＯＶＰＥ法では、ＭＢＥ法と同
様の構造でエピタキシャル成長させると、ＨＥＭＴ構造
エピタキシャルウェハのチャネル層の移動度は６，００
０ｃｍ2／Ｖｓ以上のものを得ることができなかった。
この移動度ではＨＥＭＴを作製したときに高周波特性が
低下してしまうという問題があった。
【００２３】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、移動度が６，５００ｃｍ2／Ｖｓ以上の電界効果ト
ランジスタを提供することにある。
し、移動度が６，５００ｃｍ2／Ｖｓ以上の電界効果ト
ランジスタを提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電界効果トランジスタは、オフアングル付の
基板上に、自由電子が流れるチャネル層及びチャネル層
へ自由電子を供給するキャリア供給層を有する電界効果
トランジスタにおいて、キャリア供給層が原子層ドーピ
ング層からなるものである。
に本発明の電界効果トランジスタは、オフアングル付の
基板上に、自由電子が流れるチャネル層及びチャネル層
へ自由電子を供給するキャリア供給層を有する電界効果
トランジスタにおいて、キャリア供給層が原子層ドーピ
ング層からなるものである。
【００２５】上記構成に加え本発明の電界効果トランジ
スタは、基板のオフアングルが０．５°〜５°の範囲内
にあるのが好ましい。
スタは、基板のオフアングルが０．５°〜５°の範囲内
にあるのが好ましい。
【００２６】上記構成に加え本発明の電界効果トランジ
スタは、原子層ドーピング層のドーピング濃度が１×１
０12ｃｍ-2以上５×１０12ｃｍ-2以下であるのが好まし
い。
スタは、原子層ドーピング層のドーピング濃度が１×１
０12ｃｍ-2以上５×１０12ｃｍ-2以下であるのが好まし
い。
【００２７】上記構成に加え本発明の電界効果トランジ
スタは、原子層ドーピング層のドーピング材料がＳｉま
たはＳであるのが好ましい。
スタは、原子層ドーピング層のドーピング材料がＳｉま
たはＳであるのが好ましい。
【００２８】ＭＯＶＰＥ法では、面方位（１００）から
オフアングルを付けた基板をエピタキシャル成長に用い
ることは一般的であるが、原子層ドーピングにおいて用
いられることはなかった。その理由は以下の通りであ
る。
オフアングルを付けた基板をエピタキシャル成長に用い
ることは一般的であるが、原子層ドーピングにおいて用
いられることはなかった。その理由は以下の通りであ
る。
【００２９】オフ基板上のエピタキシャル成長において
ステップバンチングが生じることは公知である。ＴＥＭ
（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｙ：透過型電子顕微鏡）で観察すると、
その段差は数ｎｍの高さにも及び、一般的なＨＥＭＴの
チャネル層の厚さ１０ｎｍにも匹敵する。
ステップバンチングが生じることは公知である。ＴＥＭ
（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｙ：透過型電子顕微鏡）で観察すると、
その段差は数ｎｍの高さにも及び、一般的なＨＥＭＴの
チャネル層の厚さ１０ｎｍにも匹敵する。
【００３０】チャネル層の界面にこのようなステップが
あることは、電子がこのチャネル層内を走行する際に散
乱原因となるため、移動度が低下するので好ましくな
い。
あることは、電子がこのチャネル層内を走行する際に散
乱原因となるため、移動度が低下するので好ましくな
い。
【００３１】従って、原子層ドーピングによる超高速移
動度をねらったエピタキシャルウェハを作製するにあた
っては、ＭＯＶＰＥ法においてもＪＵＳＴ基板を用いる
ことが多かった。
動度をねらったエピタキシャルウェハを作製するにあた
っては、ＭＯＶＰＥ法においてもＪＵＳＴ基板を用いる
ことが多かった。
【００３２】一方、ＭＯＶＰＥ法で面方位（１００）Ｊ
ＵＳＴ基板に成長させた場合、エピタキシャル層中への
不純物の取り込み効率が高くなり、高純度エピタキシャ
ル層を成長させることが困難となる。また、チャネル
層、スペーサ層の純度の低下によって移動度は低下して
しまう。さらに、ＭＯＶＰＥ法で面方位（１００）ＪＵ
ＳＴ基板に原子層ドーピングを行うと、ウェハ面内均一
にＳｉを原子層状に吸着させることが難しく、ウェハ面
内での移動度のバラツキが大きいという問題があった。
この原因はドーピングにおいてドーパントであるＳｉ原
子がクラスタ状に局在するためであると考えられる。
ＵＳＴ基板に成長させた場合、エピタキシャル層中への
不純物の取り込み効率が高くなり、高純度エピタキシャ
ル層を成長させることが困難となる。また、チャネル
層、スペーサ層の純度の低下によって移動度は低下して
しまう。さらに、ＭＯＶＰＥ法で面方位（１００）ＪＵ
ＳＴ基板に原子層ドーピングを行うと、ウェハ面内均一
にＳｉを原子層状に吸着させることが難しく、ウェハ面
内での移動度のバラツキが大きいという問題があった。
この原因はドーピングにおいてドーパントであるＳｉ原
子がクラスタ状に局在するためであると考えられる。
【００３３】本発明によれば、オフアングル付の基板上
に少なくともキャリア供給層を有する電界効果トランジ
スタのキャリア供給層として原子層ドーピング層を用い
ることにより、ステップバンチングが存在していても移
動度が６，５００ｃｍ2／Ｖｓの電界効果トランジスタ
の提供を実現することができる。
に少なくともキャリア供給層を有する電界効果トランジ
スタのキャリア供給層として原子層ドーピング層を用い
ることにより、ステップバンチングが存在していても移
動度が６，５００ｃｍ2／Ｖｓの電界効果トランジスタ
の提供を実現することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳述する。
て詳述する。
【００３５】本電界効果トランジスタは、基板１上に少
なくともチャネル層３及びキャリア供給層５０を有する
電界効果トランジスタであって、キャリア供給層５０と
して原子層ドーピング層を用いたものである。基板１の
オフアングルは０．５°〜５°の範囲内にあるのが好ま
しく、原子層ドーピング層５０のドーピング濃度が１×
１０12ｃｍ-2以上５×１０12ｃｍ-2以下であるのが好ま
しい。また、原子層ドーピング層５０のドーピング材料
がＳｉまたはＳであるのが好ましい。
なくともチャネル層３及びキャリア供給層５０を有する
電界効果トランジスタであって、キャリア供給層５０と
して原子層ドーピング層を用いたものである。基板１の
オフアングルは０．５°〜５°の範囲内にあるのが好ま
しく、原子層ドーピング層５０のドーピング濃度が１×
１０12ｃｍ-2以上５×１０12ｃｍ-2以下であるのが好ま
しい。また、原子層ドーピング層５０のドーピング材料
がＳｉまたはＳであるのが好ましい。
【００３６】このように構成したことで、移動度が６，
５００ｃｍ2／Ｖｓ以上のチャネル層３を得ることがで
きる。
５００ｃｍ2／Ｖｓ以上のチャネル層３を得ることがで
きる。
【００３７】
【実施例】次に具体的な数値を挙げて説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。
明はこれに限定されるものではない。
【００３８】図１は本発明の電界効果トランジスタの一
実施例を示す構造図であり、図２に示したＨＥＭＴ構造
のエピタキシャルウェハに適用したものである。
実施例を示す構造図であり、図２に示したＨＥＭＴ構造
のエピタキシャルウェハに適用したものである。
【００３９】成長時の基板温度を約６５０℃とし、成長
炉内の圧力を約１０１．３ｈＰａ（７６Ｔｏｒｒ）、希
釈用ガスには水素を用いた。また、基板にはＧａＡｓ
（１００）オフ基板を用いた。
炉内の圧力を約１０１．３ｈＰａ（７６Ｔｏｒｒ）、希
釈用ガスには水素を用いた。また、基板にはＧａＡｓ
（１００）オフ基板を用いた。
【００４０】バッファ層２のうちのｉ−ＧａＡｓ層の成
長には、Ｇａ（ＣＨ３）３及びＡｓＨ３を用いた。Ｇａ
（ＣＨ３）３の流量を約１０．５ｃｍ3／分とし、Ａｓ
Ｈ３の流量を約３１５ｃｍ3／分としたところ、エピタ
キシャル層の成長速度は約０．４ｎｍ／ｓであった。
長には、Ｇａ（ＣＨ３）３及びＡｓＨ３を用いた。Ｇａ
（ＣＨ３）３の流量を約１０．５ｃｍ3／分とし、Ａｓ
Ｈ３の流量を約３１５ｃｍ3／分としたところ、エピタ
キシャル層の成長速度は約０．４ｎｍ／ｓであった。
【００４１】バッファ層２、スペーサ層４、ショットキ
ー層６のｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層の成長にはＧａ
（ＣＨ３）３、Ａｌ（ＣＨ３）３及びＡｓＨ３を用い、
それらの流量をそれぞれ約５．３ｃｍ3／分、約１．４
３ｃｍ3／分及び約６３０ｃｍ3／分としたところ、エピ
タキシャル層の成長速度は０．３ｎｍ／ｓであった。
ー層６のｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層の成長にはＧａ
（ＣＨ３）３、Ａｌ（ＣＨ３）３及びＡｓＨ３を用い、
それらの流量をそれぞれ約５．３ｃｍ3／分、約１．４
３ｃｍ3／分及び約６３０ｃｍ3／分としたところ、エピ
タキシャル層の成長速度は０．３ｎｍ／ｓであった。
【００４２】チャネル層３のｉ−Ｉｎ０．２０ＧａＡｓ
層の成長には、Ｇａ（ＣＨ３）３及びＩｎ（ＣＨ３）３
を用い、それらの流量をそれぞれ約５．３ｃｍ3／分、
約２．０９ｃｍ3／分及び約５００ｃｍ3／分としたとこ
ろ、成長速度は０．５ｎｍ／ｓであった。
層の成長には、Ｇａ（ＣＨ３）３及びＩｎ（ＣＨ３）３
を用い、それらの流量をそれぞれ約５．３ｃｍ3／分、
約２．０９ｃｍ3／分及び約５００ｃｍ3／分としたとこ
ろ、成長速度は０．５ｎｍ／ｓであった。
【００４３】コンタクト層７のうちのｎ−Ａｌ０．２５
ＧａＡｓ層の成長には、ｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層の
成長に用いたＧａ（ＣＨ３）３、Ａｌ（ＣＨ３）３及び
ＡｓＨ３に加えてＳｉ２Ｈ６を用いた。Ｓｉ２Ｈ６の流
量を約７．７８×１０-3ｃｍ 3／分とした。Ｓｉ２Ｈ６
以外の流量はｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層の場合と同様
にした。
ＧａＡｓ層の成長には、ｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層の
成長に用いたＧａ（ＣＨ３）３、Ａｌ（ＣＨ３）３及び
ＡｓＨ３に加えてＳｉ２Ｈ６を用いた。Ｓｉ２Ｈ６の流
量を約７．７８×１０-3ｃｍ 3／分とした。Ｓｉ２Ｈ６
以外の流量はｉ−Ａｌ０．２５ＧａＡｓ層の場合と同様
にした。
【００４４】Ｓｉの原子層ドーピングの際には、Ｓｉ２
Ｈ６の流量を７．７８×１０-3ｃｍ 3／分として供給し
た。ドーピング濃度は、ドーピング時間と流量との積で
制御した。
Ｈ６の流量を７．７８×１０-3ｃｍ 3／分として供給し
た。ドーピング濃度は、ドーピング時間と流量との積で
制御した。
【００４５】コンタクト層７のうちのｎ−ＧａＡｓ層の
成長には、ｉ−ＧａＡｓの成長に使用したＧａ（ＣＨ
３）３及びＡｓＨ３に加えてＳｉ２Ｈ６を用いた。Ｓｉ
２Ｈ６の流量は約１．４７×１０-4ｃｍ3／分とした。
成長には、ｉ−ＧａＡｓの成長に使用したＧａ（ＣＨ
３）３及びＡｓＨ３に加えてＳｉ２Ｈ６を用いた。Ｓｉ
２Ｈ６の流量は約１．４７×１０-4ｃｍ3／分とした。
【００４６】コンタクト層７のうちのｎ−Ｉｎ０→０．
５０ＧａＡｓ層はＩｎＡｓ混晶比が０から０．５０まで
変化し、成長にはＩｎ（ＣＨ３）３、Ｇａ（ＣＨ３）
３、ＡｓＨ３、Ｓｉ２Ｈ６及びＣＢｒ４を用い、それら
の成長開始時の流量はそれぞれ０ｃｍ3／分、約５．３
ｃｍ3／分、約５００ｃｍ3／分、約１．２×１０-1ｃｍ
3／分とし、成長終了時の流量をそれぞれ約８．３ｃｍ3
／分、約５．３ｃｍ3／分、約５００ｃｍ3／分、約１．
６ｃｍ3／分及び約４．５×１０-2ｃｍ3／分とした。
５０ＧａＡｓ層はＩｎＡｓ混晶比が０から０．５０まで
変化し、成長にはＩｎ（ＣＨ３）３、Ｇａ（ＣＨ３）
３、ＡｓＨ３、Ｓｉ２Ｈ６及びＣＢｒ４を用い、それら
の成長開始時の流量はそれぞれ０ｃｍ3／分、約５．３
ｃｍ3／分、約５００ｃｍ3／分、約１．２×１０-1ｃｍ
3／分とし、成長終了時の流量をそれぞれ約８．３ｃｍ3
／分、約５．３ｃｍ3／分、約５００ｃｍ3／分、約１．
６ｃｍ3／分及び約４．５×１０-2ｃｍ3／分とした。
【００４７】コンタクト層７のうちのｎ−Ｉｎ０．５０
ＧａＡｓ層の成長にはＩｎ（ＣＨ３）３、Ｇａ（ＣＨ
３）３、ＡｓＨ３、Ｓｉ２Ｈ６及びＣＢｒ４を用い、そ
れらの流量をそれぞれ約８．３ｃｍ3／分、約５．３ｃ
ｍ3／分、約５００ｃｍ3／分、約１．６ｃｍ3／分及び
４．５×１０-2ｃｍ3／分としたところ、成長速度は約
０．５ｎｍ／ｓであった。
ＧａＡｓ層の成長にはＩｎ（ＣＨ３）３、Ｇａ（ＣＨ
３）３、ＡｓＨ３、Ｓｉ２Ｈ６及びＣＢｒ４を用い、そ
れらの流量をそれぞれ約８．３ｃｍ3／分、約５．３ｃ
ｍ3／分、約５００ｃｍ3／分、約１．６ｃｍ3／分及び
４．５×１０-2ｃｍ3／分としたところ、成長速度は約
０．５ｎｍ／ｓであった。
【００４８】ショットキー層６まで成長してチャネル層
３の移動度を測定した結果、約７，０００ｃｍ2／Ｖｓ
の移動度が得られた。
３の移動度を測定した結果、約７，０００ｃｍ2／Ｖｓ
の移動度が得られた。
【００４９】図１に示すＨＥＭＴ構造のエピタキシャル
ウェハを用いて作成した電界効果トランジスタは、ＭＢ
Ｅ法のエピタキシャルウェハに劣らないデバイス特性を
示した。
ウェハを用いて作成した電界効果トランジスタは、ＭＢ
Ｅ法のエピタキシャルウェハに劣らないデバイス特性を
示した。
【００５０】なお、キャリア供給層は必ずしも単原子層
ドーピングされている必要はなく、キャリア濃度が約５
×１０18ｃｍ-3以上のＡｌＧａＡｓ或いはＧａＡｓから
なる高不純物濃度層であっても前述と同様の高い移動度
が得られる。
ドーピングされている必要はなく、キャリア濃度が約５
×１０18ｃｍ-3以上のＡｌＧａＡｓ或いはＧａＡｓから
なる高不純物濃度層であっても前述と同様の高い移動度
が得られる。
【００５１】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、移動度が
６，５００ｃｍ2／Ｖｓ以上の電界効果トランジスタの
提供を実現することができる。
６，５００ｃｍ2／Ｖｓ以上の電界効果トランジスタの
提供を実現することができる。
【図１】本発明の電界効果トランジスタの一実施例を示
す構造図である。
す構造図である。
【図２】ＨＥＭＴに用いられるエピタキシャル構造を示
す図である。
す図である。
【図３】一般的なＨＥＭＴのエピタキシャル構造を示す
図である。
図である。
１ 基板（ＧａＡｓ基板）
２ バッファ層
３ チャネル層
４ スペーサ層
６ ショットキー層
７ コンタクト層
５０ キャリア供給層（Ｓｉ原子層、原子層ドーピング
層）
層）
Claims (4)
- 【請求項１】 オフアングル付の基板上に、自由電子が
流れるチャネル層及び該チャネル層へ自由電子を供給す
るキャリア供給層を有する電界効果トランジスタにおい
て、上記キャリア供給層が原子層ドーピング層からなる
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 【請求項２】 上記基板のオフアングルが０．５°〜５
°の範囲内にある請求項１に記載の電界効果トランジス
タ。 - 【請求項３】 上記原子層ドーピング層のドーピング濃
度が１×１０12ｃｍ -2以上５×１０12ｃｍ-2以下である
請求項１または２に記載の電界効果トランジスタ。 - 【請求項４】 上記原子層ドーピング層のドーピング材
料がＳｉまたはＳである請求項１から３のいずれかに記
載の電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002031136A JP2003234357A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002031136A JP2003234357A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 電界効果トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003234357A true JP2003234357A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27774626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002031136A Pending JP2003234357A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003234357A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347499A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Hitachi Cable Ltd | 電界効果トランジスタ用エピタキシャルウェハ及び高電子移動度トランジスタ用エピタキシャルウェハ |
-
2002
- 2002-02-07 JP JP2002031136A patent/JP2003234357A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347499A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Hitachi Cable Ltd | 電界効果トランジスタ用エピタキシャルウェハ及び高電子移動度トランジスタ用エピタキシャルウェハ |
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