JP2608630B2 - ヘテロ接合電界効果トランジスタ - Google Patents
ヘテロ接合電界効果トランジスタInfo
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- JP2608630B2 JP2608630B2 JP2297694A JP29769490A JP2608630B2 JP 2608630 B2 JP2608630 B2 JP 2608630B2 JP 2297694 A JP2297694 A JP 2297694A JP 29769490 A JP29769490 A JP 29769490A JP 2608630 B2 JP2608630 B2 JP 2608630B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はヘテロ接合電界効果トランジスタ（以下HF
ETと略す）に関し、特に高出力化を実現できるHFETに関
するものである。
ETと略す）に関し、特に高出力化を実現できるHFETに関
するものである。
〔従来の技術〕 第３図（ａ）は従来のHFETのチャネル領域の層構造を
示す断面図であり、図において、１は例えばGaAsからな
る半絶縁性基板、３は例えばIn0.15Ga0.85Asからなるノ
ンドープのチャネル層、４はチャネル層３より電子親和
力の小さい材料例えばAlGaAsからなる、ｎ型不純物をド
ープした電子供給層、５は２次元電子層である。また、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）のエネルギーバンド構造を
示す図である。
示す断面図であり、図において、１は例えばGaAsからな
る半絶縁性基板、３は例えばIn0.15Ga0.85Asからなるノ
ンドープのチャネル層、４はチャネル層３より電子親和
力の小さい材料例えばAlGaAsからなる、ｎ型不純物をド
ープした電子供給層、５は２次元電子層である。また、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）のエネルギーバンド構造を
示す図である。
次に動作について説明する。
ノンドープのチャネル層３と電子供給層４の電子親和
力の差により、該電子供給層４に導入したドーパントの
うちキャリア（図示せず）のみが上記ノンドープのチャ
ネル層３に供給され、２次元電子層５を形成する。該２
次元電子層５の濃度nsは上記ノンドープのチャネル層３
と上記電子供給層４のバンドギャップの差でおおかた物
理的に制約される。nsを大きくするにはバンドギャップ
の差の大きな材料の組合せが必要となるが、これも結晶
性の点から制約される。結局この構造では、nsの上限は
結晶性と物理的制約で限られる。nsはFETで取り出しう
る電流量を決めるため、従来のHFETでは大電流化即ち高
出力化が難しい。
力の差により、該電子供給層４に導入したドーパントの
うちキャリア（図示せず）のみが上記ノンドープのチャ
ネル層３に供給され、２次元電子層５を形成する。該２
次元電子層５の濃度nsは上記ノンドープのチャネル層３
と上記電子供給層４のバンドギャップの差でおおかた物
理的に制約される。nsを大きくするにはバンドギャップ
の差の大きな材料の組合せが必要となるが、これも結晶
性の点から制約される。結局この構造では、nsの上限は
結晶性と物理的制約で限られる。nsはFETで取り出しう
る電流量を決めるため、従来のHFETでは大電流化即ち高
出力化が難しい。
従来のHFETは以下のように構成されているので、nsを
向上して、高出力化を図ることが困難であるという問題
点があった。
向上して、高出力化を図ることが困難であるという問題
点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、nsを向上した高出力のHFETを得ることを目
的とし、さらにトランスコンダクタンスgmのリニアリテ
ィをも向上したHFETを得ることを目的とする。
れたもので、nsを向上した高出力のHFETを得ることを目
的とし、さらにトランスコンダクタンスgmのリニアリテ
ィをも向上したHFETを得ることを目的とする。
この発明に係るHFETは、半導体基板上に形成された電
子親和力の大きいチャネル層と、該チャネル層上に形成
された電子親和力が上記チャネル層より小さく、かつ不
純物がドープされた電子供給層とを有するヘテロ接合電
界効果トランジスタにおいて、上記チャネル層は、その
基板側が電子供給層側よりもバンドギャップが小さい材
料で構成されているようにしたものである。
子親和力の大きいチャネル層と、該チャネル層上に形成
された電子親和力が上記チャネル層より小さく、かつ不
純物がドープされた電子供給層とを有するヘテロ接合電
界効果トランジスタにおいて、上記チャネル層は、その
基板側が電子供給層側よりもバンドギャップが小さい材
料で構成されているようにしたものである。
この発明においては、チャネル層の基板側を電子供給
層側よりもバンドギャップが小さく、電子親和力の大き
い材料で構成したから、nsが向上されることとなり、こ
れによりFETの高出力化を実現することができるととも
に、トランスコンダクタンスgmのリニアリティをも向上
することができる。
層側よりもバンドギャップが小さく、電子親和力の大き
い材料で構成したから、nsが向上されることとなり、こ
れによりFETの高出力化を実現することができるととも
に、トランスコンダクタンスgmのリニアリティをも向上
することができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は、本発明の第１の実施例によるHFETのチャネ
ル領域の層構造を示す図であり、図において、第３図と
同一符号又は相当部分である。また、２はチャネル層３
内に設けられたチャネル層と同一材料でｎ型不純物をド
ーピングした層である。
ル領域の層構造を示す図であり、図において、第３図と
同一符号又は相当部分である。また、２はチャネル層３
内に設けられたチャネル層と同一材料でｎ型不純物をド
ーピングした層である。
次に動作について説明する。
チャネル内の基板側で、基底準位にある２次元電子の
波動関数のピークの位置（おおかた電子供給層４とチャ
ネル層３の界面から50Å位）以上はなれたチャネル層３
内にドープ層２を設けることで、２次元電子の輸送特性
を大きく劣化させずに、ドープ層２の分、キャリアの量
を増やせるため、FETの動作に寄与するトータルのキャ
リア量が増し、高電流化すなわち高出力化を図ることが
できる。
波動関数のピークの位置（おおかた電子供給層４とチャ
ネル層３の界面から50Å位）以上はなれたチャネル層３
内にドープ層２を設けることで、２次元電子の輸送特性
を大きく劣化させずに、ドープ層２の分、キャリアの量
を増やせるため、FETの動作に寄与するトータルのキャ
リア量が増し、高電流化すなわち高出力化を図ることが
できる。
このように第１の実施例によれば、チャネル層３内に
ドープ層２を設けたので、高出力化を図ることができ
る。
ドープ層２を設けたので、高出力化を図ることができ
る。
また、第２図は本発明の第２の実施例によるHFETのチ
ャネル領域の層構造を示す図であり、図において、第３
図と同一符号は同一又は相当部分である。また、２′は
チャネル層内に設けた低バンドギャップ層であり、例え
ば格子不整合による結晶欠陥が生じない程度に十分薄く
形成されたIn0.25Ga0.75Asからなる。
ャネル領域の層構造を示す図であり、図において、第３
図と同一符号は同一又は相当部分である。また、２′は
チャネル層内に設けた低バンドギャップ層であり、例え
ば格子不整合による結晶欠陥が生じない程度に十分薄く
形成されたIn0.25Ga0.75Asからなる。
次に動作について説明する。
チャネル層３内の基板側に低バンドギャップ層を設け
たことにより、nsを増大させるだけでなく、チャネル内
の電子濃度を基板側へいく程大きくできるため、高出力
化に加え、トランスコンダクタンスgmのリニアリティが
向上し、FETの入出力特性の線形性が向上する。
たことにより、nsを増大させるだけでなく、チャネル内
の電子濃度を基板側へいく程大きくできるため、高出力
化に加え、トランスコンダクタンスgmのリニアリティが
向上し、FETの入出力特性の線形性が向上する。
このように第２の実施例によれば、チャネル層３内の
基板側をバンドギャップの小さな材料にしたので、高出
力化を図ることができ、加えてgmのリニアリティ向上に
よる入出力特性の線形性を向上することができる。
基板側をバンドギャップの小さな材料にしたので、高出
力化を図ることができ、加えてgmのリニアリティ向上に
よる入出力特性の線形性を向上することができる。
なお、上記実施例ではバンドギャップを不連続に変化
させたものを示したが、基板側へいく程バンドギャップ
が徐々に小さくなるように連続的に変化させてもよい。
させたものを示したが、基板側へいく程バンドギャップ
が徐々に小さくなるように連続的に変化させてもよい。
また、上記各実施例ではGaAs基板上にInGaAsチャネル
層,AlGaAs電子供給層を形成したものについて述べた
が、基板及び各層の構成材料はこれらに限られるもので
はないことはいうまでもない。
層,AlGaAs電子供給層を形成したものについて述べた
が、基板及び各層の構成材料はこれらに限られるもので
はないことはいうまでもない。
以上のようにこの発明によれば、チャネル層内の基板
側ほどバンドギャップの小さい材料にしたので、ns増大
による高出力化を図ることができ、加えてgmのリニアリ
ティ向上による入出力特性の線形性をも向上することが
できるという効果がある。
側ほどバンドギャップの小さい材料にしたので、ns増大
による高出力化を図ることができ、加えてgmのリニアリ
ティ向上による入出力特性の線形性をも向上することが
できるという効果がある。
第１図（ａ）はこの発明の第１の実施例によるHFETのチ
ャネル領域の層構造を示す断面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のエネルギーバンド構造を示す図、第２図
（ａ）はこの発明の第２の実施例によるHFETのチャネル
領域の層構造を示す断面図、第２図（ｂ）は第２図
（ａ）のエネルギーバンド構造を示す図、第３図（ａ）
は従来のHFETのチャネル領域の層構造を示す断面図、第
３図（ｂ）は第３図（ａ）のエネルギーバンド構造を示
す図である。 図において、１は基板、２はドープ層、２′は低バンド
ギャップ層、３はチャネル層、４は電子供給層、５は２
次元電子層である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
ャネル領域の層構造を示す断面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のエネルギーバンド構造を示す図、第２図
（ａ）はこの発明の第２の実施例によるHFETのチャネル
領域の層構造を示す断面図、第２図（ｂ）は第２図
（ａ）のエネルギーバンド構造を示す図、第３図（ａ）
は従来のHFETのチャネル領域の層構造を示す断面図、第
３図（ｂ）は第３図（ａ）のエネルギーバンド構造を示
す図である。 図において、１は基板、２はドープ層、２′は低バンド
ギャップ層、３はチャネル層、４は電子供給層、５は２
次元電子層である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に形成された電子親和力の大
きいチャネル層と、該チャネル層上に形成された電子親
和力が蒸気チャネル層より小さく、かつ不純物がドープ
された電子供給層とを有するヘテロ接合電界効果トラン
ジスタにおいて、 上記チャネル層は、その基板側が電子供給層側よりもバ
ンドギャップが小さい材料で構成されていることを特徴
とするヘテロ接合電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2297694A JP2608630B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | ヘテロ接合電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2297694A JP2608630B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | ヘテロ接合電界効果トランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04168732A JPH04168732A (ja) | 1992-06-16 |
| JP2608630B2 true JP2608630B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=17849946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2297694A Expired - Fee Related JP2608630B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | ヘテロ接合電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2608630B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174776A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-06 | Sony Corp | ヘテロ接合電界効果トランジスタ |
| JPS63184369A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-07-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電界効果トランジスタ |
| JPS63313871A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Fujitsu Ltd | 電子移動度変調半導体装置 |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP2297694A patent/JP2608630B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04168732A (ja) | 1992-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |