JP2701568B2 - Field effect transistor - Google Patents

Field effect transistor

Info

Publication number
JP2701568B2
JP2701568B2 JP6429391A JP6429391A JP2701568B2 JP 2701568 B2 JP2701568 B2 JP 2701568B2 JP 6429391 A JP6429391 A JP 6429391A JP 6429391 A JP6429391 A JP 6429391A JP 2701568 B2 JP2701568 B2 JP 2701568B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
gaas
semiconductor material
electron
doped
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6429391A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04299870A (en
Inventor
裕二 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP6429391A priority Critical patent/JP2701568B2/en
Publication of JPH04299870A publication Critical patent/JPH04299870A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2701568B2 publication Critical patent/JP2701568B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は量子細線をチャネルに用
いた電界効果トランジスタ(FET)の構造に関わり、
特にその性能を向上することを可能とするエピタキシャ
ル層構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a field effect transistor (FET) using a quantum wire as a channel,
In particular, the present invention relates to an epitaxial layer structure capable of improving its performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5に従来技術による量子細線FETの
一例を示す。同図(A)は素子構造図、同図(B)はゲ
ート電極9を含む面(X1−X2−X3−X4)に於け
る素子断面図、同図(C)は同一面に於ける面内超格子
層54の断面図である。この様な量子細線FETは椿ら
によってエレクトロニクス・レターズ(Electro
nics Lett.)、第24巻、第20号、126
7頁、1988年に報告されている。このFETは、半
絶縁性(S.I.)GaAs基板1、バッファ層を構成
するノンドープGaAs層52、面内超格子層54、電
子供給層のn型AlGaAs層56によって構成されて
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a conventional quantum wire FET. 4A is a device structural view, FIG. 4B is a device cross-sectional view on a plane (X1-X2-X3-X4) including the gate electrode 9, and FIG. 4C is a plane on the same plane. FIG. 4 is a sectional view of an inner superlattice layer 54. Such quantum wire FETs have been manufactured by Tsubaki et al.
nics Lett. ), Vol. 24, No. 20, 126
7, p. 1988. This FET includes a semi-insulating (SI) GaAs substrate 1, a non-doped GaAs layer 52 constituting a buffer layer, an in-plane superlattice layer 54, and an n-type AlGaAs layer 56 serving as an electron supply layer.

【0003】ここで、GaAs基板1として[1−1
0]方向に1°傾斜した(001)GaAs基板を用
い、有機金属化学気相成長(MOCVD)法を利用する
ことによって、ノンドープGaAsロッド54Aとノン
ドープAlAsロッド54Bが交互に形成された面内超
格子層54が作製されている。電子供給層56上にはn
型GaAsからなるキャップ層7が形成され、キャップ
層7上にソース電極8Sおよびドレイン電極8Dが蒸着
により形成され2DEGチャネル層とのオーム性接触を
とってある。また、キャップ層7を除去して形成された
リセス部にはゲート電極9が形成されている。
Here, as the GaAs substrate 1, [1-1]
Using a (001) GaAs substrate inclined by 1 ° in the [0] direction and using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, a non-doped GaAs rod 54A and a non-doped AlAs rod 54B are alternately formed. A lattice layer 54 has been fabricated. On the electron supply layer 56, n
A cap layer 7 of type GaAs is formed, and a source electrode 8S and a drain electrode 8D are formed on the cap layer 7 by vapor deposition to make ohmic contact with the 2DEG channel layer. A gate electrode 9 is formed in a recess formed by removing the cap layer 7.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図5に示した従来の量
子細線FETの基板からゲート電極に向かう方向のポテ
ンシャルプロファイルを図6に示す。図6(A)、
(C)はAlAsロッド54Bを含む線上(図5(B)
のY1−Y2)に於ける各々、低電子密度時及び高電子
密度時のポテンシャルプロファイルである。同図
(B)、(D)はGaAsロッド54Aを含む線上(図
5(B)のZ1−Z2)に於ける各々、低電子密度時及
び高電子密度時のポテンシャルプロファイルである。図
に於て、EC は伝導帯の底、EF はフェルミレベルであ
り、nは電子密度分布を表わす。高電子密度の条件で
は、図6(C)、(D)に示すように、電子はヘテロ界
面近傍に接近するので、面内超格子層に電子は閉じ込め
られ、GaAsロッド54A中に1次元電子ガスが形成
される。一方、低電子密度の条件では、図6(A)
(B)に示すようにコンファインメントが低下し、電子
はバッファ層52の中を走行するようになり、電子は2
次元ガスとして振舞うようになる。
FIG. 6 shows a potential profile in the direction from the substrate to the gate electrode of the conventional quantum wire FET shown in FIG. FIG. 6 (A),
(C) is on the line including the AlAs rod 54B (FIG. 5 (B)
Are the potential profiles at the time of low electron density and at the time of high electron density in Y1-Y2). FIGS. 5B and 5D show potential profiles at the time of low electron density and at the time of high electron density, respectively, on a line including the GaAs rod 54A (Z1-Z2 in FIG. 5B). At a drawing, E C is the bottom, E F of the conduction band is the Fermi level, n represents the electron density distribution. Under the condition of high electron density, as shown in FIGS. 6C and 6D, the electrons approach the vicinity of the hetero interface, so that the electrons are confined in the in-plane superlattice layer, and the one-dimensional electrons are contained in the GaAs rod 54A. Gas is formed. On the other hand, under the condition of low electron density, FIG.
As shown in (B), the confinement is reduced, and the electrons travel in the buffer layer 52.
Behaves as a dimensional gas.

【0005】この様に、従来技術による量子細線FET
は、高電流時にはキャリアの1次元化に伴い良好な電子
輸送特性を示すものの、低電流時には従来の2次元電子
ガスFET(2DEGFET)と同様の特性を示す。一
般に、FETを高周波低雑音素子として利用する場合に
は、低電流時の伝達コンダクタンス(gm )が高いこと
が必須になり、故に、従来の量子細線FETでは、その
良好な電子輸送が雑音特性には反映されないという問題
があった。
As described above, the conventional quantum wire FET
Shows a good electron transport characteristic with a one-dimensional carrier at a high current, but shows a characteristic similar to a conventional two-dimensional electron gas FET (2DEGFET) at a low current. In general, when an FET is used as a high-frequency low-noise element, a high transfer conductance (g m ) at a low current is indispensable. There was a problem that was not reflected.

【0006】本発明は、量子細線のエピタキシャル層構
造に変更を加えることにより、低電流時にもキャリアの
1次元コンファインメントが保たれ、良好な電子輸送特
性を示し得るエピタキシャル層構造を提供するものであ
る。
The present invention provides an epitaxial layer structure that can maintain a one-dimensional confinement of carriers even at a low current and exhibit good electron transport characteristics by changing the epitaxial layer structure of a quantum wire. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の電界効果トラン
ジスタは、半導体基板上に、n型不純物がドープされた
第一の半導体材料から成る電子供給層、該第一の半導体
材料より電子親和力の大きい第二の半導体材料から成る
ロッドと該第二の半導体材料よりも電子親和力の小さい
第三の半導体材料から成るロッドが交互に配列された面
内超格子層、第四の半導体材料から成るノンドープチャ
ネル層が順次積層され、前記第二の半導体材料から成る
ロッドの長手方向に電子を走行させることを特徴とす
る。
According to the present invention, there is provided a field effect transistor comprising: an electron supply layer formed of a first semiconductor material doped with an n-type impurity on a semiconductor substrate; and an electron supply layer having an electron affinity higher than that of the first semiconductor material. An in-plane superlattice layer in which rods made of a large second semiconductor material and rods made of a third semiconductor material having an electron affinity smaller than that of the second semiconductor material are alternately arranged; A channel layer is sequentially stacked, and electrons travel in the longitudinal direction of the rod made of the second semiconductor material.

【0008】さらに、上記の電界効果トランジスタにお
いて、前記ノンドーブチャネル層の前記面内超格子層と
反対側にn型不純物がドープされ、前記第四の半導体材
料より、電子親和力の小さい第五の半導体材料から成る
電子供給層が形成されたことを特徴とする。
Further, in the above-described field effect transistor, an n-type impurity is doped on a side of the non-dove channel layer opposite to the in-plane superlattice layer, and the fifth semiconductor material has a smaller electron affinity than the fourth semiconductor material. An electron supply layer made of a semiconductor material is formed.

【0009】[0009]

【作用】従来の量子細線FETでは、電子密度が低い条
件で、電子がバッファ層中にしみ出し1次元コンファイ
ンメントが保たれなくなった。本発明では、基本構造と
して電子供給層上にノンドープチャネル層が形成された
逆2DEGFET構造を用い、電子供給層とチャネル層
の界面に面内超格子層を設ける。こういう構造にする
と、電子密度が下がるほど、電子分布の重心位置は電子
供給層に接近するので、電子は面内超格子層に閉じ込め
られ、GaAsロッド中に1次元電子ガスが形成され
る。即ち、低電流時に特に1次元コンファインメントが
強くなり、電子輸送特性の向上に伴って、良好な雑音特
性を示す。一方、高電子密度の条件では、電子分布がゲ
ート側に移動するために、多くの電子は面内超格子層か
ら解放され、ノンドープチャネル層中に2次元的に分布
するようになる。よって適当な負の電圧をゲートに印加
することに依って、ゲート下のみで電子の1次元コンフ
ァインメントが実現され、それ以外の寄生領域では上層
のノンドープチャネル層中で2次元ガスとして振舞うた
め、チャネルの細線化に伴う寄生抵抗の上昇もまた抑え
られる。
In the conventional quantum wire FET, electrons leak into the buffer layer under the condition that the electron density is low, and the one-dimensional confinement cannot be maintained. In the present invention, an inverted 2DE GFET structure in which a non-doped channel layer is formed on an electron supply layer is used as a basic structure, and an in-plane superlattice layer is provided at an interface between the electron supply layer and the channel layer. With such a structure, as the electron density decreases, the center of gravity of the electron distribution approaches the electron supply layer, so that the electrons are confined in the in-plane superlattice layer and a one-dimensional electron gas is formed in the GaAs rod. In other words, the one-dimensional confinement becomes particularly strong at a low current, and good noise characteristics are exhibited with the improvement of the electron transport characteristics. On the other hand, under the condition of high electron density, many electrons are released from the in-plane superlattice layer and distributed two-dimensionally in the non-doped channel layer because the electron distribution moves to the gate side. Therefore, by applying an appropriate negative voltage to the gate, one-dimensional confinement of electrons is realized only under the gate, and in other parasitic regions, the electron acts as a two-dimensional gas in the upper non-doped channel layer. The increase in the parasitic resistance due to the thinning of the channel is also suppressed.

【0010】また、このような構造はチャネル層が二つ
の電子供給層によって挟まれたダブルヘテロ2DEGF
ETに適用することも可能である。この場合には、チャ
ネル層と基板側の電子供給層の界面に面内超格子層を設
ければよい。
In addition, such a structure has a double hetero 2DEGF in which a channel layer is sandwiched between two electron supply layers.
It is also possible to apply to ET. In this case, an in-plane superlattice layer may be provided at the interface between the channel layer and the electron supply layer on the substrate side.

【0011】[0011]

【実施例】図1に本発明の第一の実施例のFETの素子
構造図を示す。同図(A)は素子構造図、同図(B)は
ゲート電極を含む面(X1−X2−X3−X4)に於け
る素子断面図であり、同図(c)は同一面に於ける面内
超格子層の断面図である。半絶縁性GaAs基板1上
に、ノンドープGaAsバッファ層2、ノンドープAl
GaAs層3、n型AlGaAs電子供給層4、第一の
チャネルを形成する面内超格子層5、ノンドープGaA
s6から成る第二チャネル層、n−GaAsキャップ層
7が形成されている。
FIG. 1 shows an element structure diagram of an FET according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a device structural view, FIG. 1B is a device cross-sectional view on a plane (X1-X2-X3-X4) including a gate electrode, and FIG. 1C is a view on the same plane. It is sectional drawing of an in-plane super lattice layer. On a semi-insulating GaAs substrate 1, a non-doped GaAs buffer layer 2, a non-doped Al
GaAs layer 3, n-type AlGaAs electron supply layer 4, in-plane superlattice layer 5 forming a first channel, undoped GaAs
A second channel layer made of s6 and an n-GaAs cap layer 7 are formed.

【0012】図1に示したFETの基板からゲート電極
に向かう方向のポテンシャルプロファイルを図2に示
す。図2(A)、(C)はAlAsロッド5Bを含む線
上(図1(B)のY1−Y2)に於ける各々、低電子密
度時及び高電子密度時のポテンシャルプロファイルであ
る。同図(B)、(D)はGaAsロッド5Aを含む線
上(図1(B)のZ1−Z2)に於ける各々、低電子密
度時及び高電子密度時のポテンシャルプロファイルであ
る。
FIG. 2 shows a potential profile of the FET shown in FIG. 1 in the direction from the substrate to the gate electrode. FIGS. 2A and 2C show potential profiles at the time of low electron density and at the time of high electron density, respectively, on a line including the AlAs rod 5B (Y1-Y2 in FIG. 1B). FIGS. 7B and 7D show potential profiles at a low electron density and a high electron density, respectively, on a line including the GaAs rod 5A (Z1-Z2 in FIG. 1B).

【0013】高電子密度の条件では、図2(C)、
(D)に示すように、電子はゲート電極側に接近するの
で、電子は第二チャネル層6の方に分布し、2次元電子
ガスが形成される。一方、低電子密度の条件では、図2
(A),(B)に示すように、電子分布の重心は基板側
に移動するため、電子は面内超格子層5に閉じ込めら
れ、GaAsロッド5A中に1次元電子ガスが形成され
る。この様に、本発明による第一の実施例では適当な負
の電圧をゲートに印加することによってゲート下でのみ
電子は1次元コンファインメントを受け、電子密度の高
い場所では2次元電子ガスとして振舞う。故に、ゲート
下では1次元コンファインメントに伴う高移動度、高ド
リフト速度を実現しながら、それ以外の寄生領域では2
次元ガスとして振舞うため、寄生抵抗の増大をも避ける
ことが出来る。
Under the condition of high electron density, FIG.
As shown in (D), since the electrons approach the gate electrode side, the electrons are distributed toward the second channel layer 6, and a two-dimensional electron gas is formed. On the other hand, under the condition of low electron density, FIG.
As shown in (A) and (B), since the center of gravity of the electron distribution moves to the substrate side, the electrons are confined in the in-plane superlattice layer 5 and a one-dimensional electron gas is formed in the GaAs rod 5A. Thus, in the first embodiment according to the present invention, by applying an appropriate negative voltage to the gate, the electrons undergo one-dimensional confinement only under the gate, and behave as a two-dimensional electron gas in places where the electron density is high. . Therefore, while achieving high mobility and high drift speed associated with the one-dimensional confinement under the gate, 2
Since it behaves as a dimensional gas, an increase in parasitic resistance can be avoided.

【0014】この様な素子は以下の様にして作製され
る。[1−10]方向に1°傾斜した(001)GaA
s基板1上に例えば、MOCVD成長法により、ノンド
ープGaAsバッファ層2を厚さ1μm,ノンドープA
0.3 Ga0.7 As層3を500オングストローム(以
下Aと記載する)、n型AlGaAs電子供給層4(ド
ーピング濃度3×1018/cm3 )は200Aに順次成
長する。ここで、1°だけ傾斜した基板を用いているの
で、結晶面上には162A周期のステップが生じる。こ
のステップに沿って、AlAsとGaAsを交互に成長
することによって、面内超格子層(GaAs)0.75(A
lAs)0.255を50Aだけ形成する。引続き、ノンド
ープGaAsチャネル層6を200A、n型GaAsキ
ャップ層(ドーピング濃度5×1018/cm3 )7は5
00Aに順次成長する。
Such an element is manufactured as follows. (001) GaAs inclined by 1 ° in the [1-10] direction
For example, a non-doped GaAs buffer layer 2 having a thickness of 1 μm and a non-doped A
The l 0.3 Ga 0.7 As layer 3 is sequentially grown to 500 Å (hereinafter referred to as A), and the n-type AlGaAs electron supply layer 4 (doping concentration 3 × 10 18 / cm 3 ) is grown to 200 A. Here, since a substrate inclined by 1 ° is used, a step of 162 A period occurs on the crystal plane. By alternately growing AlAs and GaAs along this step, the in-plane superlattice layer (GaAs) 0.75 (A
(As) 0.25 5 is formed by 50A. Subsequently, the non-doped GaAs channel layer 6 is 200 A, and the n-type GaAs cap layer (doping concentration 5 × 10 18 / cm 3 ) 7 is 5 A.
Grow sequentially to 00A.

【0015】n型GaAsキャップ層7上にはソース電
極8S及びドレイン電極8Dを蒸着によって形成した
後、アロイ処理によって、オーム性接触をとる。ここ
で、面内超格子を形成する半導体ロッドの両端上に各々
ソース電極とドレイン電極が配置されるようにする。更
に、n型GaAs層7をエッチング除去して形成された
リセス部にはゲート電極9を形成する。こうして図1の
FETが完成する。
After the source electrode 8S and the drain electrode 8D are formed on the n-type GaAs cap layer 7 by vapor deposition, ohmic contact is made by alloying. Here, a source electrode and a drain electrode are arranged on both ends of a semiconductor rod forming an in-plane superlattice. Further, a gate electrode 9 is formed in a recess formed by removing the n-type GaAs layer 7 by etching. Thus, the FET of FIG. 1 is completed.

【0016】図3に本発明の第二の実施例のFETの素
子構造を示す。同図(A)は素子構造図、同図(B)は
ゲート電極を含む面(X1−X2−X3−X4)に於け
る素子断面図である。半絶縁性GaAs基板1上にノン
ドープGaAsバッファ層32、ノンドープAlGaA
s層33、n型AlGaAs電子供給層34、第一のチ
ャネルを形成する面内超格子層35、ノンドープGaA
s36から成る第二チャネル層、n型AlGaAs電子
供給層34’、及びn−GaAsキャップ層7が形成さ
れている。
FIG. 3 shows an element structure of an FET according to a second embodiment of the present invention. FIG. 1A is an element structure diagram, and FIG. 1B is an element cross-sectional view along a plane (X1-X2-X3-X4) including a gate electrode. Non-doped GaAs buffer layer 32, non-doped AlGaAs on semi-insulating GaAs substrate 1.
s layer 33, n-type AlGaAs electron supply layer 34, in-plane superlattice layer 35 forming a first channel, undoped GaAs
A second channel layer made of s36, an n-type AlGaAs electron supply layer 34 ', and an n-GaAs cap layer 7 are formed.

【0017】図3に示したFETの基板からゲート電極
に向かう方向のポテンシャルプロファイルを図4に示
す。図4(A)、(C)はAlAsロッド35Bを含む
線上(図3のY1−Y2)に於ける各々、低電子密度時
及び高電子密度時のポテンシャルプロファイルである。
同図(B)、(D)はGaAsロッド35Aを含む線上
(図3のZ1−Z2)に於ける各々、低電子密度時及び
高電子密度時のポテンシャルプロファイルである。高電
子密度の条件では、図4(C)、(D)に示すように、
電子はゲート電極側に接近するので、電子は第二チャネ
ル層36の方に分布、2次元電子ガスが形成される。一
方、低電子密度の条件では、図4(A),(B)に示す
ように、電子分布の重心は基板側に移動するため、電子
は面内超格子35に閉じ込められ、GaAsロッド35
A中に1次元電子ガスが形成される。この様に、本発明
による第二の実施例では、第一の実施例と同様な原理
で、ゲート下では1次元コンファインメントに伴う高移
動度、高ドリフト速度を実現しながら、それ以外の寄生
領域では2次元ガスとして振舞うため、寄生抵抗の増大
をも避けることが出来る。
FIG. 4 shows a potential profile of the FET shown in FIG. 3 in the direction from the substrate to the gate electrode. FIGS. 4A and 4C show potential profiles at the time of low electron density and at the time of high electron density, respectively, on a line (Y1-Y2 in FIG. 3) including the AlAs rod 35B.
FIGS. 7B and 7D show potential profiles at the time of low electron density and at the time of high electron density, respectively, on a line (Z1-Z2 in FIG. 3) including the GaAs rod 35A. Under the condition of high electron density, as shown in FIGS.
Since the electrons approach the gate electrode side, the electrons are distributed toward the second channel layer 36, and a two-dimensional electron gas is formed. On the other hand, under the condition of low electron density, as shown in FIGS. 4A and 4B, since the center of gravity of the electron distribution moves to the substrate side, the electrons are confined in the in-plane superlattice 35 and the GaAs rod 35
A one-dimensional electron gas is formed in A. As described above, in the second embodiment according to the present invention, the same principle as that of the first embodiment is used to realize a high mobility and a high drift speed associated with the one-dimensional confinement under the gate, while maintaining the other parasitics. Since the region behaves as a two-dimensional gas, an increase in parasitic resistance can be avoided.

【0018】この様な素子は以下の様にして作製され
る。[1−10]方向に1°傾斜した(001)GaA
s基板1上に例えば、MOCVD成長法により、ノンド
ープGaAsバッファ層32を厚さ1μm,ノンドープ
Al0.3 Ga0.7 As層33を500A、n型AlGa
As電子供給層(ドーピング濃度3×1018/cm3
34は200Aに順次成長する。ここで、1°だけ傾斜
した基板を用いているので、結晶面上には162A周期
のステップが生じる。このステップに沿って、AlAs
とGaAsを交互に成長することによって、面内超格子
層(GaAs)0.75(AlAs)0.2535を50Aだけ
形成する。引続き、ノンドープGaAsから成る第二チ
ャネル層36を150A、n型AlGaAs電子供給層
(ドーピング濃度3×1018/cm3 )34’を250
A、n型GaAsキャップ層(ドーピング濃度5×10
18/cm3 )7を500Aを順次成長する。n型GaA
sキャップ層7上にはソース電極8S及びドレイン電極
8Dを蒸着によって形成した後、アロイ処理によって、
オーム性接触をとる。ここで、面内超格子を形成する半
導体ロッドの両端上に各々ソース電極とドレイン電極が
配置されるようにする。更に、n型GaAs層7をエッ
チング除去して形成されたリセス部にはゲート電極9を
形成する。こうして図3のFETが完成する。
Such an element is manufactured as follows. (001) GaAs inclined by 1 ° in the [1-10] direction
The non-doped GaAs buffer layer 32 is 1 μm thick, the non-doped Al 0.3 Ga 0.7 As layer 33 is 500 A, and the n-type AlGa
As electron supply layer (doping concentration 3 × 10 18 / cm 3 )
34 grows sequentially to 200A. Here, since a substrate inclined by 1 ° is used, a step of 162 A period occurs on the crystal plane. According to this step, AlAs
And GaAs are alternately grown to form an in-plane superlattice layer (GaAs) 0.75 (AlAs) 0.25 35 by 50A. Subsequently, the second channel layer 36 made of non-doped GaAs is formed at 150 A, and the n-type AlGaAs electron supply layer (doping concentration 3 × 10 18 / cm 3 ) is formed at 250 A.
A, n-type GaAs cap layer (doping concentration 5 × 10
18 / cm 3 ) 7 is sequentially grown at 500A. n-type GaAs
After the source electrode 8S and the drain electrode 8D are formed on the s cap layer 7 by vapor deposition, an alloy process is performed.
Make ohmic contact. Here, a source electrode and a drain electrode are arranged on both ends of a semiconductor rod forming an in-plane superlattice. Further, a gate electrode 9 is formed in a recess formed by removing the n-type GaAs layer 7 by etching. Thus, the FET of FIG. 3 is completed.

【0019】以上の実施例では、AlGaAs/GaA
s系を用いて本発明を説明したが、、AlGaAs/I
nGaAs/GaAs歪格子系、及びAlInAs/G
aInAs/InP系など他の材料系を用いたFETに
も適用可能である。
In the above embodiment, AlGaAs / GaAs
Although the present invention has been described using the s-system, AlGaAs / I
nGaAs / GaAs strained lattice system and AlInAs / G
The present invention is also applicable to FETs using other material systems such as aInAs / InP system.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上の詳細な説明から明らかなように、
本発明によれば、逆2DEGFET構造に於いて電子供
給層とチャネル層の界面に面内超格子層を設けるか、ダ
ブルヘテロ2DEGFET構造に於いてチャネル層の基
板側電子供給層との界面に面内超格子層を設けることに
よって、低電流時に良好な1次元コンファインメントを
実現でき、更に、チャネルの細線化に伴う寄生抵抗の増
大をも避けることが出来るので、高周波低雑音素子とし
て最適なFETを得ることが出来る。
As is apparent from the above detailed description,
According to the present invention, an in-plane superlattice layer is provided at the interface between the electron supply layer and the channel layer in the inverted 2DEGFET structure, or the in-plane superlattice layer is provided at the interface between the channel layer and the substrate-side electron supply layer in the double hetero 2DEGFET structure. By providing the inner superlattice layer, a good one-dimensional confinement can be realized at a low current, and an increase in the parasitic resistance due to the thinning of the channel can be avoided. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるFETの第一の実施例の素子構造
図である。
FIG. 1 is an element structure diagram of a first embodiment of an FET according to the present invention.

【図2】第一の実施例に於けるバンドプロファイル図で
ある。
FIG. 2 is a band profile diagram in the first embodiment.

【図3】本発明によるFETの第二の実施例の素子構造
図である。
FIG. 3 is a device structural view of a second embodiment of the FET according to the present invention.

【図4】第二の実施例に於けるバンドプロファイル図で
ある。
FIG. 4 is a band profile diagram in the second embodiment.

【図5】従来技術によるFETの素子構造図である。FIG. 5 is an element structure diagram of a conventional FET.

【図6】従来例に於けるバンドプロファイル図である。FIG. 6 is a band profile diagram in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 S.I.GaAs基板 2,6,32,36,52 i−GaAs層 3,33 i−AlGaAs層 4,34,34’,56 n型AlGaAs電子供給層 5,35,54 (AlAs)(GaAs)面内超格子
層 5A,35A,54A i−GaAsロッド 5B,35B,54B i−AlAsロッド 7 n型GaAsキャップ層 8S,8D オーム性電極 9 ゲート電極
1 S. I. GaAs substrate 2,6,32,36,52 i-GaAs layer 3,33 i-AlGaAs layer 4,34,34 ', 56 n-type AlGaAs electron supply layer 5,35,54 (AlAs) (GaAs) in-plane super Lattice layer 5A, 35A, 54A i-GaAs rod 5B, 35B, 54B i-AlAs rod 7 n-type GaAs cap layer 8S, 8D Ohmic electrode 9 Gate electrode

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に、少なくとも、n型不純
物がドープされた第一の半導体材料から成る電子供給層
と、該第一の半導体材料より電子親和力の大きい第二の
半導体材料から成るロッドと該第二の半導体材料よりも
電子親和力の小さい第三の半導体材料から成るロッドが
交互に配列された面内超格子層と、第四の半導体材料か
ら成るノンドープチャネル層とが順次積層され、前記第
二の半導体材料から成るロッドの長手方向に電子を走行
させることを特徴とする電界効果トランジスタ。
1. An electron supply layer made of at least a first semiconductor material doped with an n-type impurity on a semiconductor substrate, and a rod made of a second semiconductor material having an electron affinity higher than that of the first semiconductor material. And an in-plane superlattice layer in which rods made of a third semiconductor material having a smaller electron affinity than the second semiconductor material are alternately arranged, and a non-doped channel layer made of a fourth semiconductor material are sequentially stacked, A field effect transistor, wherein electrons travel in a longitudinal direction of the rod made of the second semiconductor material.
【請求項2】 前記ノンドープチャネル層の前記面内超
格子層と反対側に、前記第四の半導体材料より電子親和
力の小さい第五の半導体材料から成りかつn型不純物が
ドープされた電子供給層を備えることを特徴とする請求
項1記載の電界効果トランジスタ。
2. An electron supply layer comprising a fifth semiconductor material having a smaller electron affinity than the fourth semiconductor material and doped with an n-type impurity, on an opposite side of the non-doped channel layer from the in-plane superlattice layer. The field effect transistor according to claim 1, further comprising:
JP6429391A 1991-03-28 1991-03-28 Field effect transistor Expired - Lifetime JP2701568B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6429391A JP2701568B2 (en) 1991-03-28 1991-03-28 Field effect transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6429391A JP2701568B2 (en) 1991-03-28 1991-03-28 Field effect transistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04299870A JPH04299870A (en) 1992-10-23
JP2701568B2 true JP2701568B2 (en) 1998-01-21

Family

ID=13254047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6429391A Expired - Lifetime JP2701568B2 (en) 1991-03-28 1991-03-28 Field effect transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2701568B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107968123B (en) * 2017-11-29 2019-04-16 中国电子科技集团公司第十三研究所 A kind of enhancement mode field effect transistor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04299870A (en) 1992-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3173080B2 (en) Field effect transistor
JP3177951B2 (en) Field effect transistor and method of manufacturing the same
JP3259106B2 (en) High electron mobility field effect semiconductor device
JPH08306909A (en) Ingaas field effect transistor
JP2701568B2 (en) Field effect transistor
JP2891244B2 (en) Field effect transistor
JPH06188271A (en) Field effect transistor
JP2701567B2 (en) Field effect transistor
JP2730511B2 (en) Heterojunction field effect transistor
JP2553760B2 (en) High electron mobility transistor
JP2616634B2 (en) Field effect transistor
JP2917719B2 (en) Field effect transistor
JP2879250B2 (en) Field effect semiconductor device
JP3746303B2 (en) Field effect transistor
Ooike et al. MOVPE selectively grown GaAs nano-wires with self-aligned W side gate
JPH0645368A (en) Heterojunction semiconductor device
JP2728481B2 (en) Ultra-high frequency high electron mobility transistor
JPH06151469A (en) Compound semiconductor device
JP3122471B2 (en) Field effect transistor
JP3423812B2 (en) HEMT device and manufacturing method thereof
JPH09172165A (en) Field-effect transistor and its fabrication
JPH09283745A (en) High-electron mobility transistor
JPS63172A (en) Semiconductor device
JPH06252175A (en) Transistor having high electron mobility
JPS63311772A (en) Field-effect semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19970902