JP2773782B2 - Compound semiconductor heterojunction structure - Google Patents

Compound semiconductor heterojunction structure

Info

Publication number
JP2773782B2
JP2773782B2 JP10092190A JP10092190A JP2773782B2 JP 2773782 B2 JP2773782 B2 JP 2773782B2 JP 10092190 A JP10092190 A JP 10092190A JP 10092190 A JP10092190 A JP 10092190A JP 2773782 B2 JP2773782 B2 JP 2773782B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound semiconductor
layer
lattice
inp
inp substrate
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 - Fee Related
Application number
JP10092190A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04725A (en
Inventor
達也 大堀
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP10092190A priority Critical patent/JP2773782B2/en
Publication of JPH04725A publication Critical patent/JPH04725A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2773782B2 publication Critical patent/JP2773782B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] FET型半導体装置を形成するのに適した化合物半導体
ヘテロ接合構造に関し、 InP基板の上に成長した化合物半導体の結晶に高抵抗
特性を持たせた化合物半導体ヘテロ接合構造を提供する
ことを目的とし、 InP結晶基板と、前記InP基板と格子整合する第1の化
合物半導体の層とを含む化合物半導体ヘテロ接合構造に
おいて、前記InP基板と前記第1の化合物半導体層との
間に第2の化合物半導体層が形成され、前記第2の化合
物半導体層は、前記InP基板と格子不整合である材料か
らなり、前記InP基板との間および前記第1の化合物半
導体層との間の格子不整合を原因とする転位が発生しな
いように膜厚と組成が選択され、かつ実効的バンドギャ
ップエネルギは前記InP基板より大きく、遷移金属ある
いは酸素をドーピングするように構成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] The present invention relates to a compound semiconductor heterojunction structure suitable for forming an FET-type semiconductor device, in which a compound semiconductor crystal grown on an InP substrate has a high resistance characteristic. A compound semiconductor heterojunction structure comprising: an InP crystal substrate; and a first compound semiconductor layer lattice-matched to the InP substrate, wherein the InP substrate and the first compound semiconductor layer are provided. A second compound semiconductor layer is formed between the first compound semiconductor layer and the first compound semiconductor layer. The second compound semiconductor layer is made of a material that is lattice-mismatched with the InP substrate. The film thickness and composition are selected so that dislocations do not occur due to lattice mismatch between the InP substrate and the effective bandgap energy is larger than that of the InP substrate. Configuration.

[産業上の利用分野] 本発明は化合物半導体のヘテロ接合構造に関し、特に
FET型半導体装置を形成するのに適した化合物半導体ヘ
テロ接合構造に関する。
The present invention relates to a compound semiconductor heterojunction structure,
The present invention relates to a compound semiconductor heterojunction structure suitable for forming an FET type semiconductor device.

InGaAsは、キャリアの移動度がGaAsよりも高く、高速
動作する半導体装置の素材として注目されている。しか
し、実用化するためにはまだ解決すべき課題を有してい
る。
InGaAs has attracted attention as a material of a semiconductor device which has a higher carrier mobility than GaAs and operates at high speed. However, there are still problems to be solved for practical use.

[従来の技術] GaAs基板上のAlGaAs層とGaAs層を用いた高電子移動度
トランジスタ(High Electron Mobility Transistor,HE
MT)と呼ばれる電界効果トランジスタが知られている。
このトランジスタは、二次元電子ガスにおける電子の移
動度が極めて高く、高速動作を行なう。
[Prior Art] High Electron Mobility Transistor (HE) using AlGaAs layer and GaAs layer on GaAs substrate
Field effect transistors called MT) are known.
This transistor has a very high electron mobility in a two-dimensional electron gas and operates at high speed.

共通の基板上に多数の素子を集積化していくと、サイ
ドゲート効果と呼ばれる素子間の干渉効果が集積回路動
作の重大な障害となってくる。これは簡単に言うと、あ
る素子に接続する電極に加えた電圧が隣の素子の動作に
影響してしまう(しきい値特性の劣化)効果である。Ga
As−AlGaAs系の半導体装置の場合、このサイドゲート効
果は、二次元キャリア・ガスの走行するチャンネル層と
基板との間に十分高い抵抗をもった層をバッファ層とし
て挿入することによって抑制できることが知られてい
る。このような高抵抗層は結晶成長法がMOCVD法の場合G
aAsやAlGaAsの結晶中に遷移金属や酸素をドーピングす
ることによって得られている。
When a large number of elements are integrated on a common substrate, an interference effect between elements called a side gate effect becomes a serious obstacle to the operation of an integrated circuit. This is simply an effect that a voltage applied to an electrode connected to a certain element affects the operation of an adjacent element (deterioration of threshold characteristics). Ga
In the case of an As-AlGaAs-based semiconductor device, the side gate effect can be suppressed by inserting a layer having a sufficiently high resistance as a buffer layer between a channel layer in which a two-dimensional carrier gas runs and the substrate. Are known. Such a high-resistance layer is formed when the crystal growth method is MOCVD.
It is obtained by doping a transition metal or oxygen into aAs or AlGaAs crystal.

最近HEMTをより高性能化するために従来のGaAsに替え
てInP基板を使用し、チャンネル層をInGaAs層で構成す
る構造が試みられている。InGaAsはGaAsよりも高い移動
度を有している。しかし、このInGaAs材料系はInP基板
と格子整合するという条件のもとではバンド・ギャップ
・エネルギが小さく、十分高抵抗の層を得ることは困難
である。
Recently, to improve the performance of the HEMT, a structure in which an InP substrate is used instead of the conventional GaAs and a channel layer is formed of an InGaAs layer has been attempted. InGaAs has a higher mobility than GaAs. However, this InGaAs material system has a small band gap energy under the condition of lattice matching with the InP substrate, and it is difficult to obtain a sufficiently high resistance layer.

高抵抗が得られないとトランジスタのピンチオフ特性
が劣化する。すなわちトランジスタをオフにする時とオ
ンにする時との電圧差が大きくなる。
If a high resistance cannot be obtained, the pinch-off characteristics of the transistor deteriorate. That is, a voltage difference between when the transistor is turned off and when the transistor is turned on increases.

さらに、このようなInP基板を使用する化合物半導体
の集積回路を製造する際には、上記したサイド・ゲート
効果の抑制が問題となる。つまり、InAlAs等を用いても
高抵抗層の形成がInP基板の上では困難であり、半導体
集積回路装置の製造に大きな障害となる。
Further, when manufacturing an integrated circuit of a compound semiconductor using such an InP substrate, there is a problem in suppressing the side gate effect described above. That is, even if InAlAs or the like is used, it is difficult to form a high-resistance layer on an InP substrate, which is a major obstacle to the manufacture of a semiconductor integrated circuit device.

[発明が解決しようとする課題] 以上説明したように、従来の技術によれば、InP基板
を用いるとその上に十分高抵抗の領域を形成することが
困難であった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, according to the conventional technique, it is difficult to form a sufficiently high-resistance region on an InP substrate when it is used.

本発明の目的は、InP基板の上に成長した化合物半導
体の結晶に高抵抗特性を持たせた化合物半導体ヘテロ接
合構造を提供することである。
An object of the present invention is to provide a compound semiconductor heterojunction structure in which a compound semiconductor crystal grown on an InP substrate has high resistance characteristics.

[予備的な検討] サイドゲート効果の抑制には、上述したように、基板
と二次元電子ガスの走行するチャンネル層との間に抵抗
の高い層を挿入することが有効と考えられる。このよう
な高抵抗層はGaAs基板を用いた材料系においてはAlGaAs
に遷移金属や酸素等の深い準位の材料を注入することに
より得ることができ、経験的には1011Ωcm程度の比抵抗
とすると、サイドゲート効果を抑制する効果が大きい。
実現しうる比抵抗値は、深い準位を形成する材料の導入
量と半導体材料のハンドギャップエネルギによって決ま
る。
[Preliminary Study] To suppress the side gate effect, it is considered effective to insert a high-resistance layer between the substrate and the channel layer in which the two-dimensional electron gas travels, as described above. Such a high resistance layer is made of AlGaAs in a material system using a GaAs substrate.
Can be obtained by injecting a material having a deep level such as a transition metal or oxygen into the substrate. Empirically, when the specific resistance is about 10 11 Ωcm, the effect of suppressing the side gate effect is large.
The achievable specific resistance value is determined by the amount of material that forms a deep level and the hand gap energy of the semiconductor material.

InP基板に格子整合するIn0.52Al0.48Asの場合、本発
明者の実験によると深い準位を形成営する遷移金属や酸
素等をドープしても、サイドゲート効果を完全に抑制で
きるだけの十分大きな比抵抗値を得ることがでなかっ
た。この原因は完全には解明されていないが、おそら
く、結晶を構成するInが深い準位の形成を阻害する役割
を演ずるとともに、InAlAs結晶のバンドギャップエネル
ギが小さいためであると考えられる。したがって、本発
明者の得たデータによれば、InP基板に格子整合する化
合物半導体材料に限定する限り、サイドゲート効果の抑
制は極めて困難である。
In the case of In 0.52 Al 0.48 As lattice-matched to the InP substrate, according to experiments performed by the present inventors, even if doped with a transition metal or oxygen that forms a deep level, it is large enough to completely suppress the side gate effect. A specific resistance value could not be obtained. The reason for this has not been completely elucidated, but it is probably due to the fact that In constituting the crystal plays a role of inhibiting the formation of deep levels and the band gap energy of the InAlAs crystal is small. Therefore, according to the data obtained by the present inventors, it is extremely difficult to suppress the side gate effect as long as the compound semiconductor material is lattice-matched to the InP substrate.

[課題を解決するための手段] 本発明では、上記発明者の知見に基づき、In組成比が
なるべく小さく、かつバンドギャップエネルギがなるべ
く大きい結晶をInP基板と能動層との間のバッファ層に
用いることによってサイドゲート効果の抑制を可能とす
る。ただし、そのような結晶は上述したように、基板と
格子整合するという条件では得られない。
[Means for Solving the Problems] In the present invention, based on the findings of the inventor, a crystal having an In composition ratio as small as possible and a bandgap energy as large as possible is used for a buffer layer between an InP substrate and an active layer. This makes it possible to suppress the side gate effect. However, such crystals cannot be obtained under the condition that they are lattice-matched with the substrate, as described above.

格子整合しない場合でも、格子不整合度によって決ま
るある膜厚すなわち臨界膜厚を越えなければ、格子不整
合がっても転位は生じないことが知られている。そこ
で、この臨界膜厚の範囲内でIn組成比ができるだけ少な
く、かつバンドギャップエネルギがなるべく大きい結晶
をバッファ層に選ぶことにより高抵抗値の結晶層を得る
ことができる。
It is known that even in the case of lattice mismatch, dislocation does not occur even if lattice mismatch occurs unless a certain film thickness determined by the degree of lattice mismatch, that is, a critical film thickness is exceeded. Therefore, a crystal layer having a high resistance value can be obtained by selecting a crystal having as small an In composition ratio as possible and having as large a band gap energy as possible for the buffer layer within the range of the critical film thickness.

第1図は、本発明の原理説明図である。InP結晶基板1
0の上にInPと格子不整合な化合物半導体のバッファ層11
を形成し、さらにそのバッファ層11の上にInPと格子整
合する化合物半導体の層12を形成した構造である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. InP crystal substrate 1
Buffer layer 11 of compound semiconductor lattice-mismatched with InP on 0
Is formed, and a layer 12 of a compound semiconductor that lattice-matches with InP is formed on the buffer layer 11.

たとえば格子不整合な化合物半導体はInPに対して約
1%以上の格子不整合を有し、格子整合する化合物半導
体はInPに対して約0.1%以下の格子不整合しか有さな
い。ここで、バッファ層11は格子不整合を原因とする転
位が発生しないように膜厚と組成を選択され、かつバン
ドギャップエネルギは基板であるInPより大きく、遷移
金属あるいは酸素をドーピングしてある。
For example, a lattice-mismatched compound semiconductor has a lattice mismatch of about 1% or more with InP, and a lattice-matched compound semiconductor has a lattice mismatch of about 0.1% or less with InP. Here, the thickness and composition of the buffer layer 11 are selected so that dislocations due to lattice mismatch do not occur, the band gap energy is larger than that of the substrate InP, and the buffer layer 11 is doped with a transition metal or oxygen.

[作用] InP基板上にInPと格子整合しない材料でバッファ層を
形成するので選択の範囲が拡がり、高抵抗を実現し易い
材料を使用できる。このため所望の高抵抗を実現するこ
とが可能となる。
[Operation] Since the buffer layer is formed on the InP substrate using a material that does not lattice-match with InP, the range of selection is expanded, and a material that easily realizes high resistance can be used. Therefore, a desired high resistance can be realized.

基板と格子不整合であっても、組成、厚さを制御する
ことによって転位の発生を防止できるので結晶性の良い
能動層を得ることができる。
Even if there is a lattice mismatch with the substrate, generation of dislocations can be prevented by controlling the composition and thickness, so that an active layer with good crystallinity can be obtained.

[実施例] まず、InP上に格子不整合の層を形成することによる
効果を実験的に確認したことを説明する。
Example First, the fact that the effect of forming a lattice-mismatched layer on InP was experimentally confirmed will be described.

In組成比がなるべく小さく、かつバンドギャップがな
るべく大きい化合物半導体結晶としてたとえば、In
0.52−xAl0.48+xAsがある。x=0でInPに格子整合
するが、xの増加と共にInPに対して格子不整合とな
る。この層の両側を第2図右上に示したようにIn0.52Ga
0.48Asで挾み、x値を変えながら電流・電圧特性を測定
した。実験結果より得た比抵抗を第2図のグラフに示
す。x値の増加に伴い、比抵抗が大巾に増加することが
観測された。このようにしてInP基板とInGaAs能動層と
の間に高抵抗層を形成することが可能となった。これは
Inが減りAlが増えるほど、第1に深い準位が形成され易
いこと、第2にバンドギャップエネルギが大きくなるた
めに伝導帯の上のキャリアが減少することが原因であろ
う。x値をあまり大きく設定すると、In0.52−xAl
0.48+xAs層の臨界膜厚が小さくなるので、それに応じ
て膜厚を小さくしなければならなくなる。すると抵抗値
が減少してしまう。そのような場合には、層構造を多層
に積層した、いわゆる歪み超格子構造にして全体として
高抵抗層の膜厚を増加するようにすればよい。
As a compound semiconductor crystal in which the In composition ratio is as small as possible and the band gap is as large as possible, for example, In
There is 0.52-x Al 0.48 + x As. Although lattice matching with InP occurs when x = 0, lattice matching with InP occurs as x increases. An In 0.52 Ga as both sides of the layer shown in FIG. 2 upper right
The current / voltage characteristics were measured while changing the value of x with 0.48 As. The specific resistance obtained from the experimental results is shown in the graph of FIG. It was observed that the resistivity increased significantly with increasing x value. Thus, a high-resistance layer can be formed between the InP substrate and the InGaAs active layer. this is
This may be because, as In decreases and Al increases, first, a deep level is easily formed, and second, carriers on the conduction band decrease due to an increase in band gap energy. If the x value is set too large, In 0.52-x Al
As the critical thickness of the 0.48 + x As layer becomes smaller, the thickness must be reduced accordingly. Then, the resistance value decreases. In such a case, what is necessary is just to increase the film thickness of the high resistance layer as a whole by forming a so-called strained superlattice structure in which the layer structure is stacked in multiple layers.

高抵抗層としてAlGaAs層を選択した場合、InPとの格
子不整合度が3%と大きいために臨界膜厚はわずか3.5n
mしかならず、この厚さでは十分な高多抵抗が得られな
い。このような場合、In0.52Ga0.48As/AlGaAsを周期と
した超格子構造をバッファ層として用いることにより所
望の抵抗率を得ることができる。
When an AlGaAs layer is selected as the high-resistance layer, the critical thickness is only 3.5n due to the large 3% lattice mismatch with InP.
m, and this thickness does not provide a sufficiently high resistance. In such a case, a desired resistivity can be obtained by using a superlattice structure having a period of In 0.52 Ga 0.48 As / AlGaAs as a buffer layer.

以下、第3図を参照してHEMTの実施例を説明する。第
3図はInP基板上の化合物半導体ヘテロ結合構造を用い
てHEMTを形成した構成を示す。第3図で、InP基板31の
上に高抵抗のバッファ層32が形成され、その上にInGaAs
チャネル層33が形成されている。バッファ層32は1015cm
-3以上、たとえば1016cm-3、の遷移金属ないしは酸素を
ドープされ、十分高い抵抗を有し、サイドゲート効果の
発生を防止している。InGaAsのチャネル層33の上に、こ
のチャネル層にキャリア(電子)を供給するためのn型
InAlAsキャリア供給層34が形成され、HEMTの基本的構造
を形成している。この上に、さらにn型InGaAsエンハン
スメント/デプレッション間差電圧生成層35、n型InAl
Asエッチング停止層36、n型InGaAsキャップ層37が積層
されている。エッチング停止層36はデプレッションモー
ドHEMTのゲートを形成する時のエッチングを自動的に停
止させるための層であり、キャップ層37はAlを含む層を
覆い、オーミック触媒を形成し易くするための層であ
る。図中、39はソース電極、40はドレイン電極、41はデ
プレッションモードHEMTのゲート電極、42はエンハンス
モードHEMTのゲート電極である。各HEMTの周囲には酸素
がイオン注入されて分離領域38が形成されている。差電
圧生成層35を除去するとチャンネル層33の二次元電子ガ
スによるチャネルは消え、エンハンスメントモードHEMT
となる。チャンネル層33中の破線は二次元電子ガスを示
す。
Hereinafter, an embodiment of the HEMT will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a configuration in which a HEMT is formed using a compound semiconductor hetero-bond structure on an InP substrate. In FIG. 3, a high-resistance buffer layer 32 is formed on an InP substrate 31, and an InGaAs
A channel layer 33 is formed. Buffer layer 32 is 10 15 cm
-3 or more, for example, 10 16 cm -3 , is doped with a transition metal or oxygen, has a sufficiently high resistance, and prevents the side gate effect from occurring. On the InGaAs channel layer 33, an n-type for supplying carriers (electrons) to this channel layer
An InAlAs carrier supply layer 34 is formed, forming a basic structure of the HEMT. An n-type InGaAs enhancement / depletion difference voltage generation layer 35 and an n-type InAl
As etching stop layer 36 and n-type InGaAs cap layer 37 are laminated. The etching stop layer 36 is a layer for automatically stopping the etching when forming the gate of the depletion mode HEMT, and the cap layer 37 is a layer for covering the Al-containing layer and facilitating the formation of the ohmic catalyst. is there. In the figure, 39 is a source electrode, 40 is a drain electrode, 41 is a gate electrode of a depletion mode HEMT, and 42 is a gate electrode of an enhancement mode HEMT. Oxygen is ion-implanted around each HEMT to form an isolation region 38. When the difference voltage generation layer 35 is removed, the channel of the channel layer 33 due to the two-dimensional electron gas disappears, and the enhancement mode HEMT
Becomes A broken line in the channel layer 33 indicates a two-dimensional electron gas.

ここで、この実施例の構造例を以下に示す。 Here, a structural example of this embodiment will be described below.

(1) バッファ層32 材 料:In0.52Ga0.48Asと酸素ドープ (1016cm-3)のIn0.3Al0.7As 厚 さ:In0.52Ga0.48As層は100nm In0.3Al0.7As層は100nm (2) チャネル層33 材 料:In0.52Ga0.48As 厚 さ:100nm (3) キャリア供給層34 材 料:In0.52Al0.48As 厚 さ:30nm 不純物:Si 不純物濃度:1.5×1018cm-3 (3) 差電圧生成層35 材 料:In0.52Ga0.48As 厚 さ:7nm 不純物:Si 不純物濃度:1.5×1018cm-3 (5) エッチング停止層36 材 料:In0.52Al0.48As 厚 さ:3nm 不純物:Si 不純物濃度:1.5×1018cm-3 (6) キャップ層37 材 料:In0.52Ga0.48As 厚 さ:50nm 不純物:Si 不純物濃度:1.5×1018cm-3 この構造においては、39、40のソースおよびドレイン
電極はAu/AuGeで形成し、ゲート電極41、42はAlで形成
する。またエンハンスモードFETとデプレッションモー
ドFETの作り分けは、差電圧生成層35の有無で行なう。C
H3Br+O2混合ガスをエッチャントとするドライエッチン
グにおいて、InGsAaとInAlAsとは紫外線照射時に、大き
な選択エッチレート比を有することを利用して選択エッ
チングを行なうことにより、差電圧生成層を精度良くエ
ッチングできる。
(1) Buffer layer 32 material: In 0.52 Ga 0.48 As and oxygen doped (10 16 cm -3 ) In 0.3 Al 0.7 As Thickness: In 0.52 Ga 0.48 As layer is 100 nm In 0.3 Al 0.7 As layer is 100 nm ( 2) Channel layer 33 material: In 0.52 Ga 0.48 As Thickness: 100 nm (3) Carrier supply layer 34 material: In 0.52 Al 0.48 As Thickness: 30 nm Impurity: Si Impurity concentration: 1.5 × 10 18 cm −3 ( 3) Differential voltage generation layer 35 Material: In 0.52 Ga 0.48 As Thickness: 7 nm Impurity: Si Impurity concentration: 1.5 × 10 18 cm -3 (5) Etch stop layer 36 Material: In 0.52 Al 0.48 As Thickness: 3 nm impurity: Si impurity concentration: 1.5 × 10 18 cm −3 (6) Cap layer 37 Material: In 0.52 Ga 0.48 As Thickness: 50 nm impurity: Si impurity concentration: 1.5 × 10 18 cm −3 In this structure, The source and drain electrodes 39 and 40 are formed of Au / AuGe, and the gate electrodes 41 and 42 are formed of Al. The enhancement mode FET and the depletion mode FET are separately formed depending on the presence or absence of the difference voltage generation layer 35. C
In dry etching using H 3 Br + O 2 mixed gas as an etchant, InGsAa and InAlAs are subjected to selective etching by utilizing the fact that they have a large selective etch rate ratio when irradiating ultraviolet rays, thereby accurately etching the difference voltage generation layer. it can.

本発明の別の実施例のHEMTにおいては、第3図のバッ
ファ層を超格子で形成する。広いバンドギャップを有す
る材料としてAlGaAsを用いると、格子不整合が大きいた
め1層の厚さは薄くせざるを得ない。そこで層数を増や
して全体としての抵抗を高くする。たとえばバッファ層
32を以下のように作る。
In a HEMT according to another embodiment of the present invention, the buffer layer of FIG. 3 is formed of a superlattice. When AlGaAs is used as a material having a wide band gap, the thickness of one layer has to be reduced because of large lattice mismatch. Therefore, the resistance as a whole is increased by increasing the number of layers. For example, buffer layer
32 is made as follows.

材 料:Al0.3Ga0.7As/In0.52Ga0.48As 厚 さ:各層3nmの50周期歪み超格子 不純物:O(酸素原子) 不純物濃度:1×1016cm-3 酸素はInGaAs層にはドープしなくてもよいが、製造工
程の便宜上ドープしている。なお、その他の点は始めの
実施例と同様である。
Material: Al 0.3 Ga 0.7 As / In 0.52 Ga 0.48 As Thickness: 50 nm strained superlattice with 3 nm in each layer Impurity: O (oxygen atom) Impurity concentration: 1 × 10 16 cm -3 Oxygen is doped into the InGaAs layer. Although it is not necessary, it is doped for convenience of the manufacturing process. The other points are the same as in the first embodiment.

上記いずれの実施例でもバッファ層32の酸素ドープの
代わりにFe、Cr、Ti、Ta、V等の遷移金属たとえばFeを
ドープしてもよい。
In any of the above embodiments, the buffer layer 32 may be doped with a transition metal such as Fe, Cr, Ti, Ta, V, etc., for example, Fe instead of oxygen doping.

さらに、本発明による化合物半導体ヘテロ接合構造
は、HEMT以外の電界効果型トランジスタ、たとえばMESF
ET、MISFET、HET等にも適用できる。
Further, the compound semiconductor heterojunction structure according to the present invention can be used for a field effect transistor other than HEMT, for example, MESF.
Also applicable to ET, MISFET, HET, etc.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこ
れらに制限されるものではない。たとえば、種々の変
更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、InP基板とInP
と格子整合する化合物半導体層との間に高抵抗値のバッ
ファ層を設けることができる。
[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, the InP substrate and the InP
A buffer layer having a high resistance value can be provided between the semiconductor layer and the compound semiconductor layer that lattice-matches.

このため、サイドゲート効果を抑制した高速動作の化
合物半導体装置が可能となる。
Therefore, a high-speed compound semiconductor device in which the side gate effect is suppressed can be realized.

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

第1図は本発明の原理説明図、 第2図は格子不整合の効果を説明するグラフ、第3図は
本発明の実施例によるHEMTの要部断面図である。 図において、 10、31……InP基板 11、32……バッファ層 12……InPと格子整合する化合物半導体層 33……InGaAsチャネル層 34……n型InAlAsキャリア供給層 35……n型InGaAsエンハンスメント/デプレッション間
差電圧生成層 36……n型InAlAsエッチング停止層 37……n型InGaAsキャップ層 38……素子分離領域 39……ソース電極 40……ドレイン電極 41、42……ゲート電極
FIG. 1 is a view for explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a graph for explaining the effect of lattice mismatch, and FIG. 3 is a sectional view of a main part of an HEMT according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10, 31... InP substrate 11, 32... Buffer layer 12... Compound semiconductor layer lattice-matched with InP 33... InGaAs channel layer 34. / Depletion difference voltage generation layer 36 n-type InAlAs etching stop layer 37 n-type InGaAs cap layer 38 element isolation region 39 source electrode 40 drain electrode 41 42 gate electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/812 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/337 - 21/338 H01L 27/095 - 27/098 H01L 29/775 - 29/778 H01L 29/80 - 29/812 H01L 21/70 - 21/74 H01L 21/76 - 21/765 H01L 21/77──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI H01L 29/812 (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/337-21/338 H01L 27/095 -27/098 H01L 29/775-29/778 H01L 29/80-29/812 H01L 21/70-21/74 H01L 21/76-21/765 H01L 21/77

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】InP結晶基板(10)と、前記InP基板(10)
と格子整合する第1の化合物半導体の層(12)とを含む
化合物半導体ヘテロ接合構造において、前記InP基板と
前記第1の化合物半導体層との間に第2の化合物半導体
層を含むバッファ層(11)が形成され、前記第2の化合
物半導体層は、前記InP基板と格子不整合である材料か
らなり、前記InP基板との間および前記第1の化合物半
導体層との間の格子不整合を原因とする転位が発生しな
いように膜厚と組成が選択され、かつ実効的バンドギャ
ップエネルギは前記InP基板より大きく、遷移金属ある
いは酸素をドーピングしてある化合物半導体ヘテロ接合
構造。
An InP crystal substrate (10) and said InP substrate (10)
And a first compound semiconductor layer (12) lattice-matched with the compound semiconductor heterojunction structure, a buffer layer including a second compound semiconductor layer between the InP substrate and the first compound semiconductor layer ( 11) is formed, wherein the second compound semiconductor layer is made of a material that is lattice-mismatched with the InP substrate, and has a lattice mismatch between the InP substrate and the first compound semiconductor layer. A compound semiconductor heterojunction structure in which the film thickness and composition are selected so that dislocations are not caused, the effective band gap energy is larger than that of the InP substrate, and a transition metal or oxygen is doped.
【請求項2】InP結晶基板(10)と、前記InP基板と格子
整合する第1の化合物半導体の層(12)とを含む化合物
半導 体ヘテロ接合構造において、前記InP基板(10)と前記
第1の化合物半導体層(12)との間に前記第1の化合物
半導体の要素層とInPと格子不整合である第2の半導体
の要素層からなるヘテロ構造を単位周期として多数単位
積層した超格子構造を含むバッファ層(12)を含み、前
記超格子の各要素層の膜厚と組成が前記InP基板(10)
との間および前記第1の化合物半導体層(12)との間の
格子不整合を原因とする転位が発生しないように選定さ
れ、超格子構造内の前記第1の化合物半導体要素層と前
記第2の化合物半導体要素層の少なくとも一方に遷移金
属あるいは酸素がドーピングされている化合物半導体ヘ
テロ接合構造。
2. A compound semiconductor heterojunction structure including an InP crystal substrate (10) and a first compound semiconductor layer (12) lattice-matched to the InP substrate, wherein the InP substrate (10) and the A super-structure in which a plurality of unit structures are stacked with a unit period of a heterostructure composed of an element layer of the first compound semiconductor and an element layer of a second semiconductor lattice-mismatched with InP between the first compound semiconductor layer (12). A buffer layer (12) having a lattice structure, wherein the thickness and composition of each element layer of the superlattice are adjusted to the InP substrate (10).
And the first compound semiconductor element layer and the first compound semiconductor layer (12) are selected so as not to cause dislocation due to lattice mismatch between the first compound semiconductor element layer and the first compound semiconductor element layer in the superlattice structure. 2. A compound semiconductor heterojunction structure in which at least one of the compound semiconductor element layers 2 is doped with a transition metal or oxygen.
【請求項3】前記第1の化合物半導体がInGaAsであり、
前記第2の化合物半導体がInAlAsである請求項1あるい
は2記載の化合物半導体ヘテロ接合構造。
3. The method according to claim 1, wherein the first compound semiconductor is InGaAs,
3. The compound semiconductor heterojunction structure according to claim 1, wherein said second compound semiconductor is InAlAs.
JP10092190A 1990-04-17 1990-04-17 Compound semiconductor heterojunction structure Expired - Fee Related JP2773782B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10092190A JP2773782B2 (en) 1990-04-17 1990-04-17 Compound semiconductor heterojunction structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10092190A JP2773782B2 (en) 1990-04-17 1990-04-17 Compound semiconductor heterojunction structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04725A JPH04725A (en) 1992-01-06
JP2773782B2 true JP2773782B2 (en) 1998-07-09

Family

ID=14286813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10092190A Expired - Fee Related JP2773782B2 (en) 1990-04-17 1990-04-17 Compound semiconductor heterojunction structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2773782B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4945171A (en) * 1987-08-10 1990-07-31 Molecular Probes, Inc. Xanthene dyes having a fused (C) benzo ring
EP1860089B1 (en) 2005-03-17 2011-12-21 DIC Corporation Difluorobenzene derivative and nematic liquid crystal composition making use of the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04725A (en) 1992-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0130676B1 (en) Semiconductor device having a hetero junction
JP3156620B2 (en) Field effect transistor and method of manufacturing the same
EP0228624B1 (en) field effect transistor
JP2804041B2 (en) Field-effect transistor
JP2773782B2 (en) Compound semiconductor heterojunction structure
JPH0810751B2 (en) Semiconductor device
JP3040786B2 (en) Method of manufacturing GaAs FET using channel limiting layer
JPH02246121A (en) Hetero junction shut-in channel fet
JPH05335346A (en) Semiconductor device and manufacture of the same
JPH02111073A (en) Insulated gate fet and integrated circuit device thereof
JPH09237889A (en) Semiconductor crystal laminate and semiconductor device using the laminate
JP2708492B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3653652B2 (en) Semiconductor device
JP3054216B2 (en) Semiconductor device
JP3156252B2 (en) Field effect transistor
JP2910831B2 (en) Field effect transistor
JP3517803B2 (en) Compound semiconductor device
JP2910909B2 (en) Field effect transistor
JPH0513462A (en) Compound semiconductor structure
JPH04333242A (en) Field-effect transistor
JPH09270522A (en) Field-effect transistor and manufacture thereof
JP2890885B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2728765B2 (en) Compound semiconductor field effect transistor
JPH04233241A (en) High breakdown strength field-effect transistor
JPH0547800A (en) Semiconductor device and fabrication thereof

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080424

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 11

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090424

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees