JP2668354B2 - 電界効果型半導体装置 - Google Patents

電界効果型半導体装置

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JP2668354B2 JP59175859A JP17585984A JP2668354B2 JP 2668354 B2 JP2668354 B2 JP 2668354B2 JP 59175859 A JP59175859 A JP 59175859A JP 17585984 A JP17585984 A JP 17585984A JP 2668354 B2 JP2668354 B2 JP 2668354B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子親和力が相違する2種類の半導体を接
合することに依り形成される接合面の近傍に発生する電
子蓄積層に於ける電子濃度を制御電極に印加する電圧で
変化させ、前記制御電極を挟んで設けられた2個の電極
間に在る前記電子蓄積層からなる導電路のインピーダン
スを制御する形式の電界効果型半導体装置の改良に関す
る。 〔従来の技術〕 第2図は従来から知られている前記種類の電界効果型
半導体装置の一例を表す要部切断側面図である。 図に於いて、1は半絶縁性GaAs基板、2はノン・ドー
プGaAaバッファ層、3はn型AlGaAs電子供給層、4はソ
ース電極、5はドレイン電極、6は制御電極(ゲート電
極)、7及び8は合金化領域、9は電子蓄積(以下2DEG
と呼ぶ)層をそれぞれ示している。 図から判るように、通常、この種の電界効果型半導体
装置では、ソース電極4及びドレイン電極5と2DEG層9
とのオーミック・コンタクトをとるにはn型AlGaAs電子
供給層3を介してノン・ドープGaAsバッファ層2に生成
される2DEG層9に達する合金化領域7及び8に依存して
いる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記従来の電界効果型半導体装置では、2DEG層9がノ
ン・ドープGaAsである為、前記のような合金化領域7及
び8を形成しても良好なオーミック・コンタクトをとる
ことは困難である。 また、通常、2DEG層9に於ける電子移動度は、大略、
ノン・ドープGaAsバッファ層2に於ける残留不純物濃度
で決まるとされている。然しながら、この残留不純物
は、結晶成長装置の性能や、或いは、非常に低濃度であ
ることから制御性が極めて悪く、安定で再現性の良い電
子移動度は得られていない。 本発明は、現在、この種の電界効果型半導体装置で得
られている電子移動度が30000〔cm2/V・sec〕乃至50000
〔cm2/V・sec〕(77〔K〕にて)であって、実際には余
り必要がない高い値であることに着目し、むしろ、電子
移動度が前記値より若干低下しても、良好なオーミック
・コンタクトがとれて、安定且つ再現性良好な電子移動
度を実現できるような技術を提供する。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に依る電界効果型半導体装置に於いては、基板
上に形成されたノン・ドープ化合物半導体バッファ層
と、該ノン・ドープ化合物半導体バッファ層上に形成さ
れ且つn型不純物が高濃度にドープされたn型化合物半
導体層と、該n型化合物半導体層上に形成され且つ該n
型化合物半導体層に比較して電子親和力が小であると共
にn型不純物が高濃度にドープされた化合物半導体電子
供給層とを備え、該n型化合物半導体層の厚さが該化合
物半導体電子供給層から滲み出す電子蓄積層の厚さと同
等であることを特徴とするか、或いは、前記特徴に於い
て、n型化合物半導体層の厚さが100〔Å〕乃至200
〔Å〕であることを特徴とする。 〔作用〕 前記構成に依ると、2DEG層はn型化合物半導体層に生
成されるようになっている。従って、ソース電極及びド
レイン電極とは良好なオーミック・コンタクトをとるこ
とができ、また、2DEG層に於ける電子移動度はn型不純
物に依って制御することができるから、所望の電子移動
度が安定に且つ再現性良く実現される。 本発明を実施すると、確実に電子移動度は低下する
が、その程度は然程大きくはなく、その犠牲は、前記利
点が補って余りある。 〔実施例〕 第1図は本発明一実施例の要部切断側面図を表し、第
2図に関して説明した部分と同部分は同記号で指示して
ある。 本実施例が第2図に示した従来例と相違する点は、ノ
ン・ドープGaAsバッファ層2及びn型AlGaAs電子供給層
3の間にn型GaAs層10が介在していることである。 この構成に依ると、ソース電極4及びドレイン電極5
の合金化領域7及び8がオーミック・コンタクトすべき
2DEG層はn型GaAs層10内に生成されるので、そのオーミ
ック性は2DEG層がノン・ドープGaAs層2内に生成される
場合よりも極めて良好である。 次に、前記実施例に於ける各部分のデータを挙げる。 (1)ノン・ドープGaAsバッファ層2 厚さ:0.5〔μm〕 (2)n型GaAs層10 厚さ:100乃至200〔Å〕 不純物:シリコン(Si) 不純物濃度:2〜5×1017〔cm-3〕 (3)n型AlGaAs電子供給層3 厚さ:0.1〔μm〕 不純物:Si 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 (4)ソース電極4及びドレイン電極5 材料:金(Au)/Au・ゲルマニウム(Ge) (5)制御電極6 材料:アルミニウム(Al)或いはAu 半絶縁性GaAs基板1上に前記各半導体層を成長させる
には、分子線エピタキシャル成長(molecular beam epi
taxy:MBE)法を適用することに依り連続的に行われる。 また、n型GaAs層10の厚みは、n型AlGaAs電子供給層
3からしみだす2DEG層の分布から前記のような値とす
る。 (発明の効果) 本発明に依る電界効果型半導体装置に於いては、基板
上に形成されたノン・ドープ化合物半導体バッファ層
と、該ノン・ドープ化合物半導体バッファ層上に形成さ
れ且つn型不純物が高濃度にドープされたn型化合物半
導体層と、該n型化合物半導体層上に形成され且つ該n
型化合物半導体層に比較して電子親和力が小であると共
にn型不純物が高濃度にドープされた化合物は半導体電
子供給層とを備え、該n型化合物半導体層の厚さが該化
合物半導体電子供給層から滲み出す電子蓄積層の厚さと
同等であることを特徴とするか、或いは、前記特徴に於
いて、n型化合物半導体層の厚さが100〔Å〕乃至200
〔Å〕であることを特徴とする。 この構成に依ると2DEG層はn型化合物半導体層に生成
されるので、ソース電極及びドレイン電極は2DEG層と低
抵抗の良好なオーミック・コンタクトをとることがで
き、そして、2DEG層がn型化合物半導体層に生成されて
も電子移動度の低下は然程大きくはなく、むしろ、ノン
・ドープ化合物半導体層に生成される場合に問題となる
残留不純物がn型化合物半導体層であることに依りキャ
ンセルされ、安定で、しかも、再現性が良い電子移動度
を実現できる。 従って、この種の電界効果型半導体装置としては特性
が向上する。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明一実施例の要部切断側面図、第2図は従
来例の要部切断側面図をそれぞれ表している。 図に於いて、1は半絶縁性GaAs基板、2はノン・ドープ
GaAsバッファ層、3はn型AlGaAs電子供給層、4はソー
ス電極、5はドレイン電極、6は制御電極、7及び8は
オーミック・コンタクトをとる為の合金化領域、9は電
子蓄積層、10はn型GaAs層をそれぞれ示している。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.基板上に形成されたノン・ドープ化合物半導体バッ
    ファ層と、 該ノン・ドープ化合物半導体バッファ層上に形成され且
    つn型不純物が高濃度にドープされたn型化合物半導体
    層と、 該n型化合物半導体層上に形成され且つ該n型化合物半
    導体層に比較して電子親和力が小であると共にn型不純
    物が高濃度にドープされた化合物半導体電子供給層とを
    備え、 該n型化合物半導体層の厚さが該化合物半導体電子供給
    層から滲み出す電子蓄積層の厚さと同等であること を特徴とする電界効果型半導体装置。 2.n型化合物半導体層の厚さが100〔Å〕乃至200
    〔Å〕であることを特徴とする特許請求の範囲1記載の
    電界効果型半導体装置。
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