JP2755076B2 - 化合物半導体ヘテロ接合電界効果トランジスタ - Google Patents
化合物半導体ヘテロ接合電界効果トランジスタInfo
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Description
電界効果トランジスタ(FET)の高性能化に関するも
のである。
て、ヘテロ接合のエネルギーギャップギャップの小さい
半導体に誘起される二次元電子ガス(2DEG)層を用
いた電界効果トランジスタ(FET)がある。
emiconductor Device with
Strained InGaAs Layer”Uni
ted States Patent 4,827,3
20,May 2,1989について、図3を参照して
説明する。
(高純度)GaAsバッファ層2、アンドープInGa
As電流チャネル層3、アンドープAlGaAsスペー
サ層4a、SiドープAlGaAs電子供給層5が堆積
されている。その上にゲート電極6、ソース電極7およ
びドレイン電極8が形成されている。
よびアンドープGaAsバッファ層2にはさまれたアン
ドープInGaAs電流チャネル層3のポテンシャル井
戸には二次元電子ガス(2DEG)3aが形成される。
ゲート電極6に印加される電圧によってソース電極7と
ドレイン電極8との間の二次元電子ガス3aを流れる電
流が制御される。
子ガス3aのシート電子濃度および電子移動度を高める
必要がある。そこでSiドープAlGaAs電子供給層
5とアンドープInGaAsチャネル層3との間にアン
ドープAlGaAsスペーサ層4aを挿入して、AlG
aAs電子供給層5のドナーイオンによるクーロン散乱
を抑えることによって、二次元電子ガス3aの電子移動
度を高めている。
s電流チャネル層とアンド−プAlGaAsスペーサ層
との界面には、Ga,Al,In,Asからなる4元化
合物が形成されている。4元化合物によるクーロン散乱
の影響が無視できないので、ヘテロ界面近傍の二次元電
子ガスの電子移動度を十分に高めることができなかっ
た。
テロ接合電界効果トランジスタは、半導体基板の一主面
上にアンドープバッファ層、前記バッファ層よりも電子
親和力が大きくエネルギーギャップギャップが小さい半
導体からなるチャネル層、前記バッファ層と電子親和力
およびエネルギーギャップギャップが等しい半導体から
なるスペーサ層および前記スペーサ層よりも電子親和力
が小さくエネルギーギャップギャップが大きい半導体か
らなる電子供給層が順次堆積されたものである。
参照して説明する。
装置の成長室内で熱クリーニングしたのち、成長温度6
00℃で厚さ1μmのアンドープGaAsバッファ層2
を成長させる。つぎに成長温度を500℃に下げたのち
厚さ10nmのアンドープInY Ga1-Y As電流チャ
ネル層3(組成比Y=0.2)、厚さ1.5nmのアン
ドープGaAsスペーサ層4、Siを2×1018cm-3
ドープした厚さ40nmのN型AlX Ga1-X As電子
供給層5(組成比X=0.2)を順次成長させる。つぎ
にゲート電極6、ソース電極7およびドレイン電極8を
形成する。
は二次元電子ガス3aに十分な電子が供給される。ゲー
ト電極6に印加される電圧によってソース電極7とドレ
イン電極8との間の二次元電子ガス3aを流れる電流が
制御される。
の電子移動度μは2.9×104 cm2 /V・sと、従
来例よりも20%増加した。
互コンダクタンスgm は、従来例よりも25%増加し
た。
子移動度のスペーサ層厚依存性を示す。試作実験ではア
ンドープGaAsスペーサ層の厚さが1nmから3nm
の範囲で良好な特性が確認されているが、電子移動度が
最高になる約1.5nmが最適値となることがわかる。
(b)を参照して説明する。
装置の成長室内で熱クリーニングしたのち、成長速度8
00℃で厚さ1μmのアンド−プGaAsバッファ層2
を成長させる。つぎに成長温度を500℃に下げたのち
厚さ10nmのアンドープInY Ga1-Y As電流チャ
ネル層3(組成比Y=0.2)、厚さ1.5nmのアン
ドープGaAsスペ−サ層4、厚さ30nmのSiドー
プN型AlX Ga1-XAs電子供給層5(組成比X=
0.2)を成長させる。つぎにゲート電極6、ソース電
極7およびドレイン電極8を形成する。
i濃度は一様ではなく、濃度NS =5×1012cm-2の
Siデルタドープ層5aに集中させている。したがって
二次元電子ガス3aには十分な電子を供給することがで
きる。
ス3aの電子移動度μは2.8×104 cm2 /V・s
と、従来例よりも15%増加した。
デルタドープされているので第1の実施例よりも薄くす
ることができる。ゲート電極と二次元電子ガス3aとの
距離が短くなってgm が従来例よりも30%増加した。
とアンドープInGaAsチャネル層との間にアンドー
プGaAsスペーサ層を挿入した。その結果、へテロ界
面近傍におけるGa,Al,In,Asからなる4元化
合物が形成されなくなった。
て、二次元電子ガスの電子移動度は従来例よりも15%
以上高〈なり、FET特性が大幅に向上した。
ある。(b)は本発明の第2の実施例を示す断面図であ
る。
子移動度を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板の一主面上にアンドープバッ
ファ層、前記バッファ層よりも電子親和力が大きくエネ
ルギーギャップギャップが小さい半導体からなるチャネ
ル層、前記バッファ層と電子親和力およびエネルギーギ
ャップギャップが等しい半導体からなるスペーサ層およ
び前記スペーサ層よりも電子親和力が小さくエネルギー
ギャップギャップが大きい半導体からなる電子供給層が
順次堆積された化合物半導体ヘテロ接合電界効果トラン
ジスタ。 - 【請求項2】 バッファ層がGaAsで、チャネル層が
InGaAsで、スペーサ層がGaAsで、電子供給層
がAlGaAsである請求項1記載の化合物半導体ヘテ
ロ接合電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31700892A JP2755076B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 化合物半導体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 |
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JP31700892A JP2755076B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 化合物半導体ヘテロ接合電界効果トランジスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06163599A JPH06163599A (ja) | 1994-06-10 |
JP2755076B2 true JP2755076B2 (ja) | 1998-05-20 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP31700892A Expired - Fee Related JP2755076B2 (ja) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | 化合物半導体ヘテロ接合電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2755076B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7851884B2 (en) | 2007-09-25 | 2010-12-14 | Renesas Electronics Corporation | Field-effect transistor, semiconductor chip and semiconductor device |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4672959B2 (ja) * | 2002-12-25 | 2011-04-20 | 住友化学株式会社 | 化合物半導体エピタキシャル基板 |
JP4717318B2 (ja) * | 2002-12-25 | 2011-07-06 | 住友化学株式会社 | 化合物半導体エピタキシャル基板 |
JP4717319B2 (ja) | 2002-12-25 | 2011-07-06 | 住友化学株式会社 | 化合物半導体エピタキシャル基板 |
-
1992
- 1992-11-26 JP JP31700892A patent/JP2755076B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7851884B2 (en) | 2007-09-25 | 2010-12-14 | Renesas Electronics Corporation | Field-effect transistor, semiconductor chip and semiconductor device |
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JPH06163599A (ja) | 1994-06-10 |
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