JP2004273500A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004273500A JP2004273500A JP2003058173A JP2003058173A JP2004273500A JP 2004273500 A JP2004273500 A JP 2004273500A JP 2003058173 A JP2003058173 A JP 2003058173A JP 2003058173 A JP2003058173 A JP 2003058173A JP 2004273500 A JP2004273500 A JP 2004273500A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- ingap
- algaas
- schottky
- ingaas channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
【解決手段】InGaPショットキー層306の両側(InGaAsチャネル層304側およびGaAsキャップ層308側)にAlGaAsを形成し、さらに、前記InGaP層を自然超格子が形成されたordered−InGaP層とする。これにより、InGaAsチャネル層のポテンシャル井戸深さが深くなり高電流密度化に有利である。さらに、InGaP層とキャップ層とのコンタクト抵抗を低減できる。このため、高電流密度で、かつ低寄生抵抗の電界効果型トランジスタを実現できる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話に代表される高周波通信機器に使用される半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の携帯電話に代表される移動体通信機器においては、InGaAsチャネル層とAlGaAsショットキー層を用いたMODFET(Modulation Doped Field Effect Transistor)が広く使用され、高周波半導体デバイスの標準となっている。このMODFETの高性能化には最大電流密度の向上と寄生抵抗の低減が重要である。
【0003】
特に、AlGaAs層をショットキー層に用いるMODFETには、最大電流密度を低下させる大きな問題がある。それはショットキー層の界面準位に起因する周波数分散である。この界面準位は電子のスロートラップとして働くため、チャネルの空乏層を狭窄する。その結果、高周波印加時の最大電流密度がDC印加時と比較して減少する。この周波数分散を抑制するために、界面準位密度の低いInGaP層が使用される技術が開発されている。
【0004】
しかしながら、このInGaPをショットキー層として使用する場合、InGaP層を挟む両側の半導体層との接触抵抗が問題となり、寄生抵抗が高くなるという問題が発生する。
【0005】
上記の問題を解決するための技術は、例えば、特許文献1に記載されている。以下に、特許文献1に記載された技術について、図3を用いて説明する。501は化合物半導体基板、502はバッファー層、503はInGaAsチャネル層、504はdisordered−In0.3Ga0.7P層、505はdisordered−In0.5Ga0.5P層、506はdisordered−In0.5Ga0.5P層505中へのプレーナドープ、507はGaAsキャップ層である。さらに、disordered−In0.5Ga0.5P層505上にショットキー電極508、GaAsキャップ層507上にオーミック電極509が形成されている。ショットキー層には自然超格子が破壊されたdisordered−InGaPが適用されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−243058号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、InGaAsチャネル層はInGaP層と接合しており、そのため、InGaAs/InGaP接合のバンドオフセットΔEcが一般的なMODFETに使用されるInGaAs/AlGaAs接合に比較して小さくなり、その結果、InGaAsチャネル層内にシートキャリア密度の向上、つまり、最大電流密度の向上に不利であるという問題がある。さらに、InGaPをショットキー層として用いる場合、MOSFETの最大電流密度を向上させるためにはInGaP層とキャップ層との接触抵抗をさらに低減しなければならない。
【0008】
上記課題に鑑み、本発明はInGaPショットキー層を用いたMODFETにおいて、その最大電流密度を向上させ、かつ、接触抵抗つまりMODFETの寄生抵抗を低減できる構造を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の半導体装置は、化合物半導体基板上に、InGaAsチャネル層と、自然超格子構造を有するInGaPショットキー層とが順次形成されているものである。
【0010】
この構成により、InGaPショットキー層が自然超格子構造を有しているので、伝導帯のバンドオフセットΔEcはInGaP/GaAs接合と比較して低減できる。
【0011】
本発明の半導体装置は、さらに前記InGaAsチャネル層と、前記InGaPショットキー層との間にAlGaAs層が形成されていることが好ましい。この好ましい構成によれば、InGaAsチャネル層とInGaPショットキー層の間にAlGaAs層を挟むことで、InGaAsチャネルのポテンシャル井戸が深くなり、最大電流密度を増加させることができる。
【0012】
本発明の半導体装置は、さらに前記AlGaAs層の一部に不純物がドーピングされていることが好ましい。この好ましい構成によれば、不純物をInGaAsチャネルに接するAlGaAs中にドーピングし、InGaP層中にはあえてドーピングしないことで、InGaP/AlGaAs接合をキャリアがトンネルする確率が増加し、その結果、InGaP/AlGaAs接合の接触抵抗を低減できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0014】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示し、半導体装置の断面構造図である。図1において、301は化合物半導体基板でありGaAsなどの高速デバイス用基板である。302はバッファー層、303はAlGaAsから構成されたバリア層、304はInGaAsチャネル層、305は第一のAlGaAs層であり、これらのAlGaAs層303および305に挟まれたInGaAs層304に形成されたポテンシャル井戸にキャリアが蓄積される。306は自然超格子が形成されたInGaP(ordered−InGaP)ショットキー層、307は第二のAlGaAs層、308はキャップ層であり、例えばGaAsが使用できるが、最上層をInGaAsキャップとしてもよい。309はInGaPショットキー層306上に形成されたショットキー電極でありTi/AlあるいはTi/Pt/AuあるいはWSiなどを使用する。310はオーミック電極であり、GaAs層に対してはAuGe系、InGaAs層に対してはWSiあるいはTi/Pt/Auなどを使用する。
【0015】
ショットキー層306は自然超格子が形成されたInGaP層であるため、AlGaAs/InGaP間のΔEcは自然超格子が破壊されたInGaP(disordered−InGaP)とAlGaAsとの間のΔEcより低減できる。これより、接合の接触抵抗をより一層低減でき、その結果、電界効果型トランジスタの寄生抵抗をより一層低減することができる。
【0016】
(第2の実施の形態)
図2は、本発明の第2の実施の形態を示し、半導体装置の断面構造図である。図2において、401は化合物半導体基板でありGaAsなどの高速デバイス用基板である。402はバッファー層、403はAlGaAsから構成されたバリア層、404はInGaAsチャネル層、405は不純物が部分的にドーピングされた第一のAlGaAs層であり、これらのAlGaAs層403および405に挟まれたInGaAs層404に形成されたポテンシャル井戸にキャリアが蓄積される。第一のAlGaAs層405中へのドーピングは、プレーナドープとしてもよい。406は自然超格子が形成されたInGaP(ordered−InGaP)ショットキー層、407は第二のAlGaAs層、408はキャップ層であり、例えばGaAsが使用できるが、最上層をInGaAsキャップとしてもよい。409はInGaPショットキー層406上に形成されたショットキー電極でありTi/AlあるいはTi/Pt/AuあるいはWSiなどを使用する。410はオーミック電極であり、GaAs層に対してはAuGe系、InGaAs層に対してはWSiあるいはTi/Pt/Auなどを使用する。
【0017】
InGaAsチャネル層404に接合された第一のAlGaAs層405には不純物がドーピングされているため、InGaP層406とAlGaAs層405との間に生じるバリアの厚さを減少させることができる。つまり、キャリアが接合をトンネルし易くなる。これより、接合の接触抵抗を低減でき、その結果、電界効果型トランジスタの寄生抵抗を低減することができる。
【0018】
【発明の効果】
以上のように、本発明によればInGaP層をショットキー層に用いる電界効果型トランジスタにおいて、最大電流密度の増加と寄生抵抗の低減を実現できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す断面図
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す断面図
【図3】従来例を示す断面図
【符号の説明】
301 化合物半導体基板
302 バッファー層
303 AlGaAsバリア層
304 InGaAsチャネル層
305 第一のAlGaAs層
306 ordered−InGaPショットキー層
307 第二のAlGaAs層
308 GaAsキャップ層
309 ショットキー電極
310 オーミック電極
401 化合物半導体基板
402 バッファー層
403 AlGaAsバリア層
404 InGaAsチャネル層
405 第一のAlGaAs層
406 InGaPショットキー層
407 第二のAlGaAs層
408 GaAsキャップ層
409 ショットキー電極
Claims (3)
- 化合物半導体基板上に、InGaAsチャネル層と、自然超格子構造を有するInGaPショットキー層とが順次形成されていることを特徴とする半導体装置。
- 前記InGaAsチャネル層と、前記InGaPショットキー層との間にAlGaAs層が形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記AlGaAs層の一部に不純物がドーピングされていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003058173A JP2004273500A (ja) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003058173A JP2004273500A (ja) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004273500A true JP2004273500A (ja) | 2004-09-30 |
Family
ID=33121352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003058173A Pending JP2004273500A (ja) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004273500A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07202173A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2000031467A (ja) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Nec Corp | 電界効果トランジスタ、及びその製造方法 |
JP2001250939A (ja) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Nec Corp | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
JP2004265925A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | 化合物半導体エピタキシャル基板及びその製造方法 |
-
2003
- 2003-03-05 JP JP2003058173A patent/JP2004273500A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07202173A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2000031467A (ja) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Nec Corp | 電界効果トランジスタ、及びその製造方法 |
JP2001250939A (ja) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Nec Corp | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
JP2004265925A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | 化合物半導体エピタキシャル基板及びその製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8264002B2 (en) | Field-effect transistor | |
JP4712459B2 (ja) | トランジスタ及びその動作方法 | |
US6555851B2 (en) | High electron mobility transistor | |
US7898002B2 (en) | Nitride semiconductor device and method for fabricating the same | |
US6548333B2 (en) | Aluminum gallium nitride/gallium nitride high electron mobility transistors having a gate contact on a gallium nitride based cap segment | |
US7859014B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5668085B2 (ja) | セグメント化ゲートを有するパワートランジスタ | |
US20090166677A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
WO2009116223A1 (ja) | 半導体装置 | |
JP2008235613A (ja) | 半導体装置 | |
US20050263788A1 (en) | Heterojunction field effect semiconductor device | |
US20200220000A1 (en) | GaN-Based HEMT Device | |
JP2008098455A (ja) | 半導体装置 | |
US8299499B2 (en) | Field effect transistor | |
JP4371668B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5721782B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2014175339A (ja) | 半導体素子および電子機器 | |
JP2004273500A (ja) | 半導体装置 | |
JP4601263B2 (ja) | 電界効果トランジスタ | |
Hoshi et al. | Gallium nitride high electron mobility transistor (GaN-HEMT) technology for high gain and highly efficient power amplifiers | |
JPH0372636A (ja) | ヘテロ接合電界効果トランジスタ | |
JPH1027809A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JPH0461129A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060201 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060314 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090529 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090602 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090729 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110125 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120110 |