JP2010225906A - 電界効果トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】III−V族化合物半導体薄膜をエピタキシャル結晶成長させてなる多層膜半導体構造を有しており、多層膜半導体構造は、基板1と、基板1上に形成されたバッファ層2と、バッファ層2上に形成された電子走行層3と、電子走行層3上に形成されたスペーサ層4と、スペーサ層4上に形成された電子供給層5と、電子供給層5上に形成されたバリア層6と、バリア層6上に形成された高電子濃度キャップ層7とを備え、さらに、高電子濃度キャップ層7上に形成されたソース電極101及びドレイン電極103と、バリア層6の表面に形成されたゲート電極102とを備えている。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明に係る電界効果トランジスタの製造に用いられる多層膜半導体構造の断面図である。基板1は、基板であれば何でも良いが、GaAs基板,もしくはInP基板,表面に単結晶のGaAsを成長させたSi基板,サファイア基板などが好適である。なかでも半絶縁性で良質の単結晶基板が得られるGaAs基板やInP基板は、特に好ましい。
図2は、図1に示した多層膜半導体構造を用いた本発明に係る電界効果トランジスタを説明するための断面構成図である。
2 バッファ層
3 電子走行層(InGaAs)
4 スペーサ層
5 電子供給層
6 バリア層
7 高電子濃度キャップ層
101 ソース電極
102 ゲート電極
103 ドレイン電極
Claims (12)
- III−V族化合物半導体薄膜をエピタキシャル結晶成長させてなる多層膜半導体構造を有する電界効果トランジスタにおいて、前記多層膜半導体構造が、
基板と、
該基板上に形成されたバッファ層と、
該バッファ層上に形成された電子走行層と、
該電子走行層上に形成されたスペーサ層と、
該スペーサ層上に形成された電子供給層と、
該電子供給層上に形成されたバリア層と、
該バリア層上に形成された高電子濃度キャップ層とを備え、さらに、前記多層膜半導体構造上に、
該高電子濃度キャップ層上に形成されたオーミック接続するソース電極及びドレイン電極と、
該ソース電極及び該ドレイン電極の間の前記高電子濃度キャップ層を選択的に除去してリセス構造を形成し、該リセス構造の露出した前記バリア層の表面にショットキー接続するように形成されたゲート電極を備えており、前記高電子濃度キャップ層が、Snでドーピングされていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記高電子濃度キャップ層の電子密度が、5×1018/cm3以上、1×1020/cm3以下であることを特徴とする請求項1に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記高電子濃度キャップ層の厚さが、5nm以上、100nm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記基板がGaAsで、前記電子走行層がInGaAsで、前記スペーサ層がInAlAsで、前記バリア層がInAlAsで、前記高電子濃度キャップ層がInGaAsであることを特徴とする請求項1,2又は3に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記基板がGaAsで、前記電子走行層がInGaAsで、前記スペーサ層がAlGaAsSbで、前記バリア層がAlGaAsSbで、前記高電子濃度キャップ層がInGaAsであることを特徴とする請求項1,2又は3に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記基板がInPで、前記電子走行層がInGaAsで、前記スペーサ層がInAlAsで、前記バリア層がInAlAsで、前記高電子濃度キャップ層がInGaAsであることを特徴とする請求項1,2又は3に記載の電界効果トランジスタ。
- III−V族化合物半導体薄膜をエピタキシャル結晶成長させてなる多層膜半導体構造を形成する電界効果トランジスタの製造方法において、前記多層膜半導体構造の製造工程が、
基板上にバッファ層を形成する工程と、
該バッファ層上に電子走行層を形成する工程と、
該電子走行層上にスペーサ層を形成する工程と、
該スペーサ層上に電子供給層を形成する工程と、
該電子供給層上にバリア層を形成する工程と、
該バリア層上に高電子濃度キャップ層を形成する工程とを有し、さらに、
該高電子濃度キャップ層上にオーミック接続するソース電極及びドレイン電極を形成するためのメタルを形成する工程と、
該ソース電極及び該ドレイン電極の間の前記高電子濃度キャップ層を選択的に除去してリセス構造を形成する工程と、
該リセス構造の露出した前記バリア層の表面にショットキー接続するゲート電極を形成する工程を有しており、前記高電子濃度キャップ層のドーピングにSnを用いたことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 - 前記高電子濃度キャップ層の電子密度が、5×1018/cm3以上、1×1020/cm3以下であることを特徴とする請求項7に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
- 前記高電子濃度キャップ層の厚さが、5nm以上、100nm以下であることを特徴とする請求項7又は8に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
- 前記基板がGaAsで、前記電子走行層がInGaAsで、前記スペーサ層がInAlAsで、前記バリア層がInAlAsで、前記高電子濃度キャップ層がInGaAsであることを特徴とする請求項7,8又は9に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
- 前記基板がGaAsで、前記電子走行層がInGaAsで、前記スペーサ層がAlGaAsSbで、前記バリア層がAlGaAsSbで、前記高電子濃度キャップ層がInGaAsであることを特徴とする請求項7,8又は9に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
- 前記基板がInPで、前記電子走行層がInGaAsで、前記スペーサ層がInAlAsで、前記バリア層がInAlAsで、前記高電子濃度キャップ層がInGaAsであることを特徴とする請求項7,8又は9に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
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