JP3306681B2 - 高電子移動度半導体装置 - Google Patents
高電子移動度半導体装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超格子構造を用いた高
電子移動度半導体装置に関する。
電子移動度半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、２次元状態の電子が移動する
領域と不純物をドーピングする領域を空間的に分離する
ことに（変調ドーピング）よって、電子の不純物散乱を
抑制し、低温での電子の移動度を増大して低雑音、高速
動作を可能にした高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭ
Ｔ）が知られている。
領域と不純物をドーピングする領域を空間的に分離する
ことに（変調ドーピング）よって、電子の不純物散乱を
抑制し、低温での電子の移動度を増大して低雑音、高速
動作を可能にした高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭ
Ｔ）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＨ
ＥＭＴにおいて、室温での電子の散乱が、不純物散乱よ
りも光学フォノン散乱が支配的になるため、現時点では
室温における移動度の増大は実現していない。本発明
は、電子の光学フォノン散乱を抑制して室温における電
子の移動度を増大して高速電子移動度半導体装置を提供
することを目的とする。
ＥＭＴにおいて、室温での電子の散乱が、不純物散乱よ
りも光学フォノン散乱が支配的になるため、現時点では
室温における移動度の増大は実現していない。本発明
は、電子の光学フォノン散乱を抑制して室温における電
子の移動度を増大して高速電子移動度半導体装置を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる高電子移
動度半導体装置においては、傾斜基板のテラスの上に、
光学フォノン散乱を抑制するミニバンドを形成する周期
構造を有する構成を採用した。
動度半導体装置においては、傾斜基板のテラスの上に、
光学フォノン散乱を抑制するミニバンドを形成する周期
構造を有する構成を採用した。
【０００５】この場合、周期構造として縦型超格子、市
松模様構造の超格子、細線化された超格子を用いること
ができる。
松模様構造の超格子、細線化された超格子を用いること
ができる。
【０００６】また、周期構造として縦型超格子、市松模
様構造の超格子、細線化された超格子をＨＥＭＴのチャ
ネル層として用いて高電子移動度半導体装置を実現する
ことができる。
様構造の超格子、細線化された超格子をＨＥＭＴのチャ
ネル層として用いて高電子移動度半導体装置を実現する
ことができる。
【０００７】
【作用】本発明のように、光学フォノンのエネルギーよ
り大きいエネルギーギャップと、光学フォノンのエネル
ギーより小さいバンド幅を有するミニバンドを形成する
周期構造を傾斜基板の上に形成すると、光学フォノンの
散乱を有効に抑制することができる。また、この周期構
造を電子のチャネル層として用いることによって、室温
において高速動作可能な高電子移動度半導体装置を実現
することができる。
り大きいエネルギーギャップと、光学フォノンのエネル
ギーより小さいバンド幅を有するミニバンドを形成する
周期構造を傾斜基板の上に形成すると、光学フォノンの
散乱を有効に抑制することができる。また、この周期構
造を電子のチャネル層として用いることによって、室温
において高速動作可能な高電子移動度半導体装置を実現
することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （第１実施例）図１は、第１実施例の高電子移動度半導
体装置の製造工程説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は各工
程を示している。この図において、１はＩｎＰ傾斜基
板、２はテラス、３はステップエッジ、４はＩｎＡｓ単
分子層、５はＧａＡｓ単分子層、６はＩｎＡｓ単結晶
層、７はＧａＡｓ単結晶層である。この工程説明図によ
って第１実施例の高電子移動度半導体装置の製造方法を
説明する。
体装置の製造工程説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は各工
程を示している。この図において、１はＩｎＰ傾斜基
板、２はテラス、３はステップエッジ、４はＩｎＡｓ単
分子層、５はＧａＡｓ単分子層、６はＩｎＡｓ単結晶
層、７はＧａＡｓ単結晶層である。この工程説明図によ
って第１実施例の高電子移動度半導体装置の製造方法を
説明する。
【０００９】第１工程（図１（Ａ）参照） この実施例においては、（１１０）面から〔００−１〕
方向に１．４５°傾いたＩｎＰ傾斜基板１を調整する。
なお、上記〔００−１〕の「−１」は、通常「１」の上
にバーを付して「１」と逆の方向を示すものを意味して
いる。光学フォノン散乱を抑制するためには、ミニバン
ドのバンド幅が光学フォノンのエネルギーよりも小さく
なければならないが、そのようなミニハンドを得るため
には、（１１０）面から〔００−１〕方向への傾きは２
°以下でなければならない。
方向に１．４５°傾いたＩｎＰ傾斜基板１を調整する。
なお、上記〔００−１〕の「−１」は、通常「１」の上
にバーを付して「１」と逆の方向を示すものを意味して
いる。光学フォノン散乱を抑制するためには、ミニバン
ドのバンド幅が光学フォノンのエネルギーよりも小さく
なければならないが、そのようなミニハンドを得るため
には、（１１０）面から〔００−１〕方向への傾きは２
°以下でなければならない。
【００１０】第２工程（図１（Ｂ）参照） 次いで、このＩｎＰ傾斜基板１の上に分子線エピタキシ
ー法（ＭＢＥ法）によってＩｎＡｓ単分子層４をステッ
プエッジ３から半ステップ分成長する。この成長法によ
ると、ＩｎＡｓ単分子層４はＩｎＰ傾斜基板１のテラス
２の上にステップエッジ３から成長する。
ー法（ＭＢＥ法）によってＩｎＡｓ単分子層４をステッ
プエッジ３から半ステップ分成長する。この成長法によ
ると、ＩｎＡｓ単分子層４はＩｎＰ傾斜基板１のテラス
２の上にステップエッジ３から成長する。
【００１１】第３工程（図１（Ｃ）参照） 次いで、原料ガスを切り換えて、ＧａＡｓ単分子層５を
テラス２の上に残りの半ステップ分成長する。
テラス２の上に残りの半ステップ分成長する。
【００１２】第４工程（図１（Ｄ）参照） この工程を繰り返すことによって、ＩｎＰ傾斜基板１の
テラス２の上にＩｎＡｓ単結晶層６とＧａＡｓ単結晶層
７からなる周期構造、すなわち、縦型超格子が形成され
る。
テラス２の上にＩｎＡｓ単結晶層６とＧａＡｓ単結晶層
７からなる周期構造、すなわち、縦型超格子が形成され
る。
【００１３】図２は、第１実施例のチャネル層の説明図
であり、（Ａ）は第１図に示される構造のＩｎＡｓ単結
晶層６とＧａＡｓ単結晶層７のエネルギーバンドの関係
を示し、（Ｂ）は縦型超格子のエネルギーバンドの周期
構造によって周期方向の電子の運動に対してミニバンド
が形成されることを示している。第１図に示される構造
のＩｎＡｓ単結晶層６とＧａＡｓ単結晶層７のエネルギ
ーバンドは図２（Ａ）に示されているように、量子井戸
層となるＩｎＡｓ単結晶層６の幅が４１．０９Åであ
り、障壁層となるＧａＡｓ単結晶層７の幅が４１．０９
Åであり、そのポテンシャルの差が０．６５〔ｅＶ〕で
ある。
であり、（Ａ）は第１図に示される構造のＩｎＡｓ単結
晶層６とＧａＡｓ単結晶層７のエネルギーバンドの関係
を示し、（Ｂ）は縦型超格子のエネルギーバンドの周期
構造によって周期方向の電子の運動に対してミニバンド
が形成されることを示している。第１図に示される構造
のＩｎＡｓ単結晶層６とＧａＡｓ単結晶層７のエネルギ
ーバンドは図２（Ａ）に示されているように、量子井戸
層となるＩｎＡｓ単結晶層６の幅が４１．０９Åであ
り、障壁層となるＧａＡｓ単結晶層７の幅が４１．０９
Åであり、そのポテンシャルの差が０．６５〔ｅＶ〕で
ある。
【００１４】また、図２（Ｂ）に示されているように、
縦型超格子のエネルギーバンドの周期構造によって周期
方向の電子の運動に対してミニバンドが形成されてい
る。この図において、ＥF はフェルミ準位であり、Ｅ
1minは１９２．２〔ｍｅＶ〕、Ｅ1maxは２１８．１〔ｍ
ｅＶ〕、Ｅ2minは６０７．４〔ｍｅＶ〕、Ｅ2maxは８０
６．７〔ｍｅＶ〕、Ｅ1max−Ｅ1minは２５．９〔ｍｅ
Ｖ〕、Ｅ2min−Ｅ1maxは３８９．３〔ｍｅＶ〕である。
縦型超格子のエネルギーバンドの周期構造によって周期
方向の電子の運動に対してミニバンドが形成されてい
る。この図において、ＥF はフェルミ準位であり、Ｅ
1minは１９２．２〔ｍｅＶ〕、Ｅ1maxは２１８．１〔ｍ
ｅＶ〕、Ｅ2minは６０７．４〔ｍｅＶ〕、Ｅ2maxは８０
６．７〔ｍｅＶ〕、Ｅ1max−Ｅ1minは２５．９〔ｍｅ
Ｖ〕、Ｅ2min−Ｅ1maxは３８９．３〔ｍｅＶ〕である。
【００１５】光学フォノンの散乱は、電子が光学フォノ
ンを放出または吸収することによって生じる。したがっ
て、電子がフォノンを放出または吸収した後の遷移先が
ミニバンドの禁止帯であるならば、光学フォノン散乱は
生じないことになる。
ンを放出または吸収することによって生じる。したがっ
て、電子がフォノンを放出または吸収した後の遷移先が
ミニバンドの禁止帯であるならば、光学フォノン散乱は
生じないことになる。
【００１６】上記の条件を満足するためには、電子が１
番低いミニバンドのみに詰まり、２番目のミニバンドか
ら上のミニバンドは空席になるようにドーピングなどし
て電子を供給し、さらに、１番低いミニバンドの幅Ｅ
1max−Ｅ1minを最も小さいエネルギーをもつ光学フォノ
ンのエネルギーよりも小さくし、１番低いミニバンドと
２番目のミニバンドの間のバンドギャップＥ2min−Ｅ
1maxを、最も大きいエネルギーをもつ光学フォノンのエ
ネルギーよりも大きくするとよい。このようにすると、
電子が光学フォノン放出または吸収したあとの遷移先が
禁止帯になるので、光学フォノン散乱は抑制される。
番低いミニバンドのみに詰まり、２番目のミニバンドか
ら上のミニバンドは空席になるようにドーピングなどし
て電子を供給し、さらに、１番低いミニバンドの幅Ｅ
1max−Ｅ1minを最も小さいエネルギーをもつ光学フォノ
ンのエネルギーよりも小さくし、１番低いミニバンドと
２番目のミニバンドの間のバンドギャップＥ2min−Ｅ
1maxを、最も大きいエネルギーをもつ光学フォノンのエ
ネルギーよりも大きくするとよい。このようにすると、
電子が光学フォノン放出または吸収したあとの遷移先が
禁止帯になるので、光学フォノン散乱は抑制される。
【００１７】第１実施例において、この条件が満足され
ていることを確認する。ＩｎＡｓの光学フォノンのエネ
ルギーは３０．１〔ｍｅＶ〕、ＧａＡｓの光学フォノン
のエネルギーは３６．３〔ｍｅＶ〕であり、先にみたよ
うに、一番低いミニバンドのバンド幅は２５．９〔ｍｅ
Ｖ〕、１番低いミニバンドと第２番目のミニバンドの間
のバンドギャップは３８９．３〔ｍｅＶ〕となっている
から、これらの数値を比較すると第１実施例においては
上記の条件が満足されていることがわかる。
ていることを確認する。ＩｎＡｓの光学フォノンのエネ
ルギーは３０．１〔ｍｅＶ〕、ＧａＡｓの光学フォノン
のエネルギーは３６．３〔ｍｅＶ〕であり、先にみたよ
うに、一番低いミニバンドのバンド幅は２５．９〔ｍｅ
Ｖ〕、１番低いミニバンドと第２番目のミニバンドの間
のバンドギャップは３８９．３〔ｍｅＶ〕となっている
から、これらの数値を比較すると第１実施例においては
上記の条件が満足されていることがわかる。
【００１８】しかし、この条件を満足しても、光学フォ
ノン散乱を完全に抑制することができるわけではない。
すなわち、周期構造の方向をｘ軸とし、この周期構造に
直交する方向をｙ軸とすると、ｘ方向の電子の運動に対
しては前述のとおり、電子の散乱を抑制するミニバンド
を形成することができるが、ｙ軸方向の運動に対しては
連続したままでミニバンドは形成されないから光学フォ
ノンの散乱は抑制されない。。
ノン散乱を完全に抑制することができるわけではない。
すなわち、周期構造の方向をｘ軸とし、この周期構造に
直交する方向をｙ軸とすると、ｘ方向の電子の運動に対
しては前述のとおり、電子の散乱を抑制するミニバンド
を形成することができるが、ｙ軸方向の運動に対しては
連続したままでミニバンドは形成されないから光学フォ
ノンの散乱は抑制されない。。
【００１９】したがって、電子が光学フォノンを吸収し
てｙ軸方向の運動量を獲得する可能性がある。しかし、
ｙ方向の散乱はｘ軸方向の運動量の変化への寄与が小さ
いから、その移動度への効果は小さく、結局、光学フォ
ノンの散乱はほとんど抑制されて、室温においても電子
の移動度を増大させることができる。
てｙ軸方向の運動量を獲得する可能性がある。しかし、
ｙ方向の散乱はｘ軸方向の運動量の変化への寄与が小さ
いから、その移動度への効果は小さく、結局、光学フォ
ノンの散乱はほとんど抑制されて、室温においても電子
の移動度を増大させることができる。
【００２０】上記の縦型超格子は従来から知られている
ＨＥＭＴのチャネル層として用いることができる。
ＨＥＭＴのチャネル層として用いることができる。
【００２１】図３は、第１実施例のＨＥＭＴの説明図で
あり、（Ａ）は第１実施例のＨＥＭＴの構成説明図、
（Ｂ）はそのチャネルのエネルギーバンド説明図であ
る。この図において、１１はＩｎＰ傾斜基板、１２はバ
ッファー層、１３はｉ型の縦型超格子、１４は二次元電
子ガス、１５はバッファー層を兼ねる電子供給層、１６
はソース領域、１７はドレイン領域、１８はソース電
極、１９はドレイン電極、２０はゲート電極である。
あり、（Ａ）は第１実施例のＨＥＭＴの構成説明図、
（Ｂ）はそのチャネルのエネルギーバンド説明図であ
る。この図において、１１はＩｎＰ傾斜基板、１２はバ
ッファー層、１３はｉ型の縦型超格子、１４は二次元電
子ガス、１５はバッファー層を兼ねる電子供給層、１６
はソース領域、１７はドレイン領域、１８はソース電
極、１９はドレイン電極、２０はゲート電極である。
【００２２】この図３（Ａ）のＨＥＭＴの構成説明図に
よって、この実施例のＨＥＭＴの製造工程の説明を兼ね
てその構成を説明する。まず、（１１０）面から〔００
−１〕方向に１．４５°傾いたＩｎＰ傾斜基板１１の上
に、ＭＢＥ法によってＩｎ0.53 Ｇａ0.47Ａｓからなる
バッファー層１２を成長する。
よって、この実施例のＨＥＭＴの製造工程の説明を兼ね
てその構成を説明する。まず、（１１０）面から〔００
−１〕方向に１．４５°傾いたＩｎＰ傾斜基板１１の上
に、ＭＢＥ法によってＩｎ0.53 Ｇａ0.47Ａｓからなる
バッファー層１２を成長する。
【００２３】その上に、先に説明したＩｎＡｓ層とＧａ
Ａｓ層からなりチャネル層となるｉ型の縦型超格子１３
を成長する。その上に、ｎ−Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓから
なるバッファー層を兼ねる電子供給層１５を成長する。
Ａｓ層からなりチャネル層となるｉ型の縦型超格子１３
を成長する。その上に、ｎ−Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓから
なるバッファー層を兼ねる電子供給層１５を成長する。
【００２４】その上からｎ型不純物イオンを選択的に注
入してソース領域１６とドレイン領域１７を形成し、ソ
ース領域１６とドレイン領域１７の上にソース電極１８
とドレイン電極１９を形成する。また、ソース領域１６
とドレイン領域１７の間のバッファー層を兼ねる電子供
給層１５上にゲート電極２０を形成して完成する。な
お、１４はバッファー層を兼ねる電子供給層１５によっ
て変調ドープされた二次元電子ガス（２ＤＥＧ）であ
る。
入してソース領域１６とドレイン領域１７を形成し、ソ
ース領域１６とドレイン領域１７の上にソース電極１８
とドレイン電極１９を形成する。また、ソース領域１６
とドレイン領域１７の間のバッファー層を兼ねる電子供
給層１５上にゲート電極２０を形成して完成する。な
お、１４はバッファー層を兼ねる電子供給層１５によっ
て変調ドープされた二次元電子ガス（２ＤＥＧ）であ
る。
【００２５】この実施例のＨＥＭＴのチャネル層のエネ
ルギーバンド図が図３（Ｂ）に示されているが、ｚ軸方
向にはヘテロ接合界面に二次元電子ガス（２ＤＥＧ）が
形成されており、電子が進行するｘ方向には、光学フォ
ノン散乱を抑制するミニバンドが形成されている。この
ＨＥＭＴ構造によって、室温における高電子移動度半導
体装置が実現される。
ルギーバンド図が図３（Ｂ）に示されているが、ｚ軸方
向にはヘテロ接合界面に二次元電子ガス（２ＤＥＧ）が
形成されており、電子が進行するｘ方向には、光学フォ
ノン散乱を抑制するミニバンドが形成されている。この
ＨＥＭＴ構造によって、室温における高電子移動度半導
体装置が実現される。
【００２６】（第２実施例）図４は、第２実施例の高電
子移動度半導体装置の製造工程説明図であり、（Ａ）〜
（Ｄ）は各工程を示している。この図において、２１は
ＩｎＰ基板、２２はテラス、２３はステップエッジ、２
４はＧａＡｓ単分子層、２５はＩｎＡｓ単分子層、２６
は市松模様型超格子である。この工程説明図によって第
２実施例の高電子移動度半導体装置の製造方法を説明す
る。
子移動度半導体装置の製造工程説明図であり、（Ａ）〜
（Ｄ）は各工程を示している。この図において、２１は
ＩｎＰ基板、２２はテラス、２３はステップエッジ、２
４はＧａＡｓ単分子層、２５はＩｎＡｓ単分子層、２６
は市松模様型超格子である。この工程説明図によって第
２実施例の高電子移動度半導体装置の製造方法を説明す
る。
【００２７】第１工程（図４（Ａ）参照） この実施例においては、（１１０）面から〔００−１〕
方向に１．７°傾いたＩｎＰ基板２１を調製する。この
基板においては、１つのテラス２２の幅は１２分子層で
ある。
方向に１．７°傾いたＩｎＰ基板２１を調製する。この
基板においては、１つのテラス２２の幅は１２分子層で
ある。
【００２８】第２工程（図４（Ｂ）参照） 次いで、このＩｎＰ基板２１のテラス２２の上に分子線
エピタキシー法（ＭＢＥ法）によってＧａＡｓ単分子層
２４をステップエッジ２３から始まって１２分子成長す
る。
エピタキシー法（ＭＢＥ法）によってＧａＡｓ単分子層
２４をステップエッジ２３から始まって１２分子成長す
る。
【００２９】第３工程（図４（Ｃ）参照） 次いで、原料ソースを切り換えて、１２分子のＧａＡｓ
単分子層２４の上に、ＩｎＡｓ単分子層２５を１３分子
成長する。
単分子層２４の上に、ＩｎＡｓ単分子層２５を１３分子
成長する。
【００３０】第４工程（図４（Ｄ）参照） この工程を繰り返すことによって、ＩｎＰ基板２１のテ
ラス２２の上に、ＧａＡｓ単分子層２４とＩｎＡｓ単分
子層２５からなる周期構造、すなわち、市松模様型超格
子２６が形成される。
ラス２２の上に、ＧａＡｓ単分子層２４とＩｎＡｓ単分
子層２５からなる周期構造、すなわち、市松模様型超格
子２６が形成される。
【００３１】図５は、第２実施例のチャネル層の説明図
であり、（Ａ）は第２実施例のチャネル層となる市松模
様型超格子の製造工程を示し、（Ｂ）はそのエネルギー
バンドを示し、（Ｃ）はミニバンドを示している。
であり、（Ａ）は第２実施例のチャネル層となる市松模
様型超格子の製造工程を示し、（Ｂ）はそのエネルギー
バンドを示し、（Ｃ）はミニバンドを示している。
【００３２】図５（Ａ）の模式図によって、第２実施例
のチャネル層となる市松模様型超格子の製造工程の一部
を説明する。この図において、３１，３４はＧａＡｓ単
分子層●、３２，３３はＩｎＡｓ単分子層○である。
のチャネル層となる市松模様型超格子の製造工程の一部
を説明する。この図において、３１，３４はＧａＡｓ単
分子層●、３２，３３はＩｎＡｓ単分子層○である。
【００３３】この図は、市松模様型超格子の２段だけを
示したもので、傾斜ＩｎＰ基板の上に、１２分子のＧａ
Ａｓ単分子層３１，３４と１３分子のＩｎＡｓ単分子層
３２，３３が交互に積層して成長されている。
示したもので、傾斜ＩｎＰ基板の上に、１２分子のＧａ
Ａｓ単分子層３１，３４と１３分子のＩｎＡｓ単分子層
３２，３３が交互に積層して成長されている。
【００３４】この図で下層になっているＩｎＡｓ単分子
層３２と、その上層のＩｎＡｓ単分子層３３とは、Ｇａ
Ａｓ単分子層３１，３４を介して１．５分子だけ重なり
あっている。この重なり具合によって、ＧａＡｓ単分子
層あるいはＩｎＡｓ単分子層によって生じるエネルギー
バンドの高ポテンシャル領域と低ポテンシャル領域の実
効的な幅を調節することができる。光学フォノンを抑制
するためには、この重なりは１．５以上必要である。
層３２と、その上層のＩｎＡｓ単分子層３３とは、Ｇａ
Ａｓ単分子層３１，３４を介して１．５分子だけ重なり
あっている。この重なり具合によって、ＧａＡｓ単分子
層あるいはＩｎＡｓ単分子層によって生じるエネルギー
バンドの高ポテンシャル領域と低ポテンシャル領域の実
効的な幅を調節することができる。光学フォノンを抑制
するためには、この重なりは１．５以上必要である。
【００３５】前記の周期構造の分子配列に有効質量近似
を用いると、そのエネルギーバンド構造は、図５（Ｂ）
のようになる。すなわち、この実施例においては、周期
構造は成長方向、および、成長方向に直交する方向に生
じ、高ポテンシャル領域の幅が２．９３５Åでそのポテ
ンシャルは０．３２５〔ｅＶ〕、低ポテンシャル領域の
幅が８．８０５Åでそのポテンシャルは−０．３２５
〔ｅＶ〕であり、その間隔が６７．５０５Åである。
を用いると、そのエネルギーバンド構造は、図５（Ｂ）
のようになる。すなわち、この実施例においては、周期
構造は成長方向、および、成長方向に直交する方向に生
じ、高ポテンシャル領域の幅が２．９３５Åでそのポテ
ンシャルは０．３２５〔ｅＶ〕、低ポテンシャル領域の
幅が８．８０５Åでそのポテンシャルは−０．３２５
〔ｅＶ〕であり、その間隔が６７．５０５Åである。
【００３６】上記のエネルギーポテンシャルが周期構造
によって生じるミニバンドは図５（Ｃ）に示されている
が、Ｅ1minは３００．２〔ｍｅＶ〕、Ｅ1maxは３１９．
５〔ｍｅＶ〕、Ｅ2minは３７８．５〔ｍｅＶ〕、Ｅ2max
は４６８．１〔ｍｅＶ〕、Ｅ 1max−Ｅ1minは１９．３
〔ｍｅＶ〕、Ｅ2min−Ｅ1maxは５９．０〔ｍｅＶ〕であ
る。
によって生じるミニバンドは図５（Ｃ）に示されている
が、Ｅ1minは３００．２〔ｍｅＶ〕、Ｅ1maxは３１９．
５〔ｍｅＶ〕、Ｅ2minは３７８．５〔ｍｅＶ〕、Ｅ2max
は４６８．１〔ｍｅＶ〕、Ｅ 1max−Ｅ1minは１９．３
〔ｍｅＶ〕、Ｅ2min−Ｅ1maxは５９．０〔ｍｅＶ〕であ
る。
【００３７】第２実施例において、光学フォノン散乱を
抑制する条件が満足されていることが確認される。Ｉｎ
Ａｓの光学フォノンのエネルギーは３０．１〔ｍｅ
Ｖ〕、ＧａＡｓの光学フォノンのエネルギーは３６．３
〔ｍｅＶ〕、１番低いミニバンドのバンド幅は１９．３
〔ｍｅＶ〕、１番低いミニバンドと２番目のミニバンド
の間のバンドギャップは５９．０〔ｍｅＶ〕となってい
る。これらの数値を比較すると、第２実施例においては
前述の条件が満足されていることがわかる。
抑制する条件が満足されていることが確認される。Ｉｎ
Ａｓの光学フォノンのエネルギーは３０．１〔ｍｅ
Ｖ〕、ＧａＡｓの光学フォノンのエネルギーは３６．３
〔ｍｅＶ〕、１番低いミニバンドのバンド幅は１９．３
〔ｍｅＶ〕、１番低いミニバンドと２番目のミニバンド
の間のバンドギャップは５９．０〔ｍｅＶ〕となってい
る。これらの数値を比較すると、第２実施例においては
前述の条件が満足されていることがわかる。
【００３８】上記の市松模様型超格子は従来から知られ
ているＨＥＭＴのチャネル層として用いることができ
る。
ているＨＥＭＴのチャネル層として用いることができ
る。
【００３９】図６は、第２実施例のＨＥＭＴの説明図で
あり、（Ａ）は構成を示し、（Ｂ）はそのチャネルのエ
ネルギーバンドを示している。この図において、４１は
ＩｎＰ傾斜基板、４２はバッファー層、４３はｉ型の市
松模様型超格子、４４は二次元電子ガス、４５はバッフ
ァー層を兼ねる電子供給層、４６はソース領域、４７は
ドレイン領域、４８はソース電極、４９はドレイン電
極、５０はゲート電極である。
あり、（Ａ）は構成を示し、（Ｂ）はそのチャネルのエ
ネルギーバンドを示している。この図において、４１は
ＩｎＰ傾斜基板、４２はバッファー層、４３はｉ型の市
松模様型超格子、４４は二次元電子ガス、４５はバッフ
ァー層を兼ねる電子供給層、４６はソース領域、４７は
ドレイン領域、４８はソース電極、４９はドレイン電
極、５０はゲート電極である。
【００４０】この図６（Ａ）のＨＥＭＴの構成説明図に
よって、この実施例のＨＥＭＴの製造工程の説明を兼ね
てその構成を簡単に説明する。（１１０）面から〔００
−１〕方向に１．７°傾いたＩｎＰ傾斜基板４１の上
に、ＭＢＥ法によってＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓからなるバ
ッファー層４２を成長する。その上に、先に説明したＩ
ｎＡｓ層とＧａＡｓ層からなるチャネル層となるｉ型の
市松模様型超格子４３を成長する。その上にｎ−Ｉｎ
0.52Ａｌ0.48Ａｓからなるバッファー層を兼ねる電子供
給層４５を成長する。
よって、この実施例のＨＥＭＴの製造工程の説明を兼ね
てその構成を簡単に説明する。（１１０）面から〔００
−１〕方向に１．７°傾いたＩｎＰ傾斜基板４１の上
に、ＭＢＥ法によってＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓからなるバ
ッファー層４２を成長する。その上に、先に説明したＩ
ｎＡｓ層とＧａＡｓ層からなるチャネル層となるｉ型の
市松模様型超格子４３を成長する。その上にｎ−Ｉｎ
0.52Ａｌ0.48Ａｓからなるバッファー層を兼ねる電子供
給層４５を成長する。
【００４１】その上からｎ型不純物を選択的に注入して
ソース領域４６とドレイン領域４７を形成し、ソース領
域４６とドレイン領域４７の上にソース電極４８とドレ
イン電極４９を形成する。また、ソース領域４６とドレ
イン領域４７の間のバッファー層を兼ねる電子供給層４
５上にゲート電極５０を形成して完成する。なお、４４
はバッファー層を兼ねる電子供給層４５によって変調ド
ープされた二次元電子ガス（２ＤＥＧ）である。
ソース領域４６とドレイン領域４７を形成し、ソース領
域４６とドレイン領域４７の上にソース電極４８とドレ
イン電極４９を形成する。また、ソース領域４６とドレ
イン領域４７の間のバッファー層を兼ねる電子供給層４
５上にゲート電極５０を形成して完成する。なお、４４
はバッファー層を兼ねる電子供給層４５によって変調ド
ープされた二次元電子ガス（２ＤＥＧ）である。
【００４２】この実施例のＨＥＭＴのチャネルのバンド
図が図６（Ｂ）に示されているが、ｚ軸方向にはヘテロ
接合界面に二次元電子ガス（２ＤＥＧ）が形成されてお
り、電子が進行するｘ方向には、電子の光学フォノン散
乱を抑制するミニバンドが形成されているため、室温に
おける高電子移動度半導体装置が実現される。
図が図６（Ｂ）に示されているが、ｚ軸方向にはヘテロ
接合界面に二次元電子ガス（２ＤＥＧ）が形成されてお
り、電子が進行するｘ方向には、電子の光学フォノン散
乱を抑制するミニバンドが形成されているため、室温に
おける高電子移動度半導体装置が実現される。
【００４３】（第３実施例）図７は、第３実施例の高電
子移動度半導体装置の製造工程説明図であり、（Ａ）〜
（Ｅ）は各工程を示している。この図において、５１は
ＩｎＰ傾斜基板、５２はテラス、５３はステップエッ
ジ、５４はＩｎＡｓ単分子層、５５はＧａＡｓ単分子
層、５６はＡｌＡｓ単分子層である。この工程説明図に
よって第３実施例の高電子移動度半導体装置の製造方法
を説明する。
子移動度半導体装置の製造工程説明図であり、（Ａ）〜
（Ｅ）は各工程を示している。この図において、５１は
ＩｎＰ傾斜基板、５２はテラス、５３はステップエッ
ジ、５４はＩｎＡｓ単分子層、５５はＧａＡｓ単分子
層、５６はＡｌＡｓ単分子層である。この工程説明図に
よって第３実施例の高電子移動度半導体装置の製造方法
を説明する。
【００４４】第１工程（図７（Ａ）参照） この実施例においては、（１１０）面から〔００−１〕
方向に１．７°傾いたＩｎＰ傾斜基板５１を用いる。光
学フォノン散乱を抑制するためには、ミニバンドのバン
ド幅が光学フォノンのエネルギーよりも小さくなければ
ならないが、そのようなミニバンドを得るためには、
（１１０）面から〔００−１〕方向への傾きは２°以下
でなければならない。
方向に１．７°傾いたＩｎＰ傾斜基板５１を用いる。光
学フォノン散乱を抑制するためには、ミニバンドのバン
ド幅が光学フォノンのエネルギーよりも小さくなければ
ならないが、そのようなミニバンドを得るためには、
（１１０）面から〔００−１〕方向への傾きは２°以下
でなければならない。
【００４５】第２工程（図７（Ｂ）参照） 次いで、このＩｎＰ傾斜基板５１のテラス５２の上に分
子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）によってＩｎＡｓ単分
子層５４をステップエッジ５３から１ステップ分成長す
る。。
子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）によってＩｎＡｓ単分
子層５４をステップエッジ５３から１ステップ分成長す
る。。
【００４６】第３工程（図７（Ｃ）参照） 次いで、原料を切り換えて、ＧａＡｓ単分子層５５をテ
ラス５２の上に半ステップ分成長する。
ラス５２の上に半ステップ分成長する。
【００４７】第４工程（図７（Ｄ）参照） 次いで、原料を切り換えて、ＡｌＡｓ単分子層５６をテ
ラス５２の上に残りの半ステップ分成長する。
ラス５２の上に残りの半ステップ分成長する。
【００４８】第５工程（図７（Ｅ）参照） 第２工程から第４工程を繰り返すことによって、ＩｎＰ
傾斜基板５１のテラス５２の上に、ＩｎＡｓ単分子層５
４とＧａＡｓ単分子層５５からなるＩｎＧａＡｓ単結晶
層と、ＩｎＡｓ単分子層５４とＡｌＡｓ単分子層５６か
らなるＩｎＡｌＡｓ単結晶から構成される周期構造、す
なわち、縦型超格子が形成される。
傾斜基板５１のテラス５２の上に、ＩｎＡｓ単分子層５
４とＧａＡｓ単分子層５５からなるＩｎＧａＡｓ単結晶
層と、ＩｎＡｓ単分子層５４とＡｌＡｓ単分子層５６か
らなるＩｎＡｌＡｓ単結晶から構成される周期構造、す
なわち、縦型超格子が形成される。
【００４９】図８は、第３実施例のチャネル層の説明図
であり、（Ａ）は第３実施例のＩｎＧａＡｓ単結晶層と
ＩｎＡｌＡｓ単結晶のエネルギーバンドの関係を示し、
（Ｂ）はミニバンドを示している。
であり、（Ａ）は第３実施例のＩｎＧａＡｓ単結晶層と
ＩｎＡｌＡｓ単結晶のエネルギーバンドの関係を示し、
（Ｂ）はミニバンドを示している。
【００５０】図８（Ａ）は、図７に示される構造のＩｎ
ＧａＡｓ単結晶層とＩｎＡｌＡｓ単結晶層のエネルギー
バンドの関係を示すもので、量子井戸層となるＩｎＧａ
Ａｓ単結晶層の幅が３５．０Åであり、障壁層となるＩ
ｎＡｌＡｓ単結晶層の幅が３５．０Åであり、そのポテ
ンシャルの差が０．５５〔ｅＶ〕であることが示されて
いる。
ＧａＡｓ単結晶層とＩｎＡｌＡｓ単結晶層のエネルギー
バンドの関係を示すもので、量子井戸層となるＩｎＧａ
Ａｓ単結晶層の幅が３５．０Åであり、障壁層となるＩ
ｎＡｌＡｓ単結晶層の幅が３５．０Åであり、そのポテ
ンシャルの差が０．５５〔ｅＶ〕であることが示されて
いる。
【００５１】図８（Ｂ）は、縦型超格子のエネルギーバ
ンドの周期構造によって周期方向の電子の運動に対して
ミニバンドが形成されたことが示されている。この図に
おいて、ＥF はフェルミ準位であり、Ｅ1minは１７６．
４〔ｍｅＶ〕、Ｅ1maxは２０１．５〔ｍｅＶ〕、Ｅ2min
は５９５．０〔ｍｅＶ〕、Ｅ2maxは８２０．３〔ｍｅ
Ｖ〕、Ｅ1max−Ｅ1minは２５．１〔ｍｅＶ〕、Ｅ2min−
Ｅ1maxは３９３．５〔ｍｅＶ〕である。
ンドの周期構造によって周期方向の電子の運動に対して
ミニバンドが形成されたことが示されている。この図に
おいて、ＥF はフェルミ準位であり、Ｅ1minは１７６．
４〔ｍｅＶ〕、Ｅ1maxは２０１．５〔ｍｅＶ〕、Ｅ2min
は５９５．０〔ｍｅＶ〕、Ｅ2maxは８２０．３〔ｍｅ
Ｖ〕、Ｅ1max−Ｅ1minは２５．１〔ｍｅＶ〕、Ｅ2min−
Ｅ1maxは３９３．５〔ｍｅＶ〕である。
【００５２】第３実施例において、光学フォノン散乱を
抑制する条件が満足されていることを確認する。すなわ
ち、ＩｎＡｓの光学フォノンのエネルギーは３０．１
〔ｍｅＶ〕、ＧａＡｓの光学フォノンのエネルギーは３
６．３〔ｍｅＶ〕、１番低いミニバンドのバンド幅は２
５．１〔ｍｅＶ〕、１番低いミニバンドと２番目のミニ
バンドの間のバンドギャップは３９３．５〔ｍｅＶ〕と
なっているから、これらの数値を比較すると、第３実施
例においては前述の条件が満足されていることがわか
る。
抑制する条件が満足されていることを確認する。すなわ
ち、ＩｎＡｓの光学フォノンのエネルギーは３０．１
〔ｍｅＶ〕、ＧａＡｓの光学フォノンのエネルギーは３
６．３〔ｍｅＶ〕、１番低いミニバンドのバンド幅は２
５．１〔ｍｅＶ〕、１番低いミニバンドと２番目のミニ
バンドの間のバンドギャップは３９３．５〔ｍｅＶ〕と
なっているから、これらの数値を比較すると、第３実施
例においては前述の条件が満足されていることがわか
る。
【００５３】図９は、第３実施例のＨＥＭＴの説明図で
あり、（Ａ）は構成を示し、（Ｂ）はそのチャネルのエ
ネルギーバンドを示している。この図において、６１は
ＩｎＰ傾斜基板、６２はバッファー層、６３はｉ型の縦
型超格子、６４は二次元電子ガス、６５はバッファー層
を兼ねる電子供給層、６６はソース領域、６７はドレイ
ン領域、６８はソース電極、６９はドレイン電極、７０
はゲート電極である。
あり、（Ａ）は構成を示し、（Ｂ）はそのチャネルのエ
ネルギーバンドを示している。この図において、６１は
ＩｎＰ傾斜基板、６２はバッファー層、６３はｉ型の縦
型超格子、６４は二次元電子ガス、６５はバッファー層
を兼ねる電子供給層、６６はソース領域、６７はドレイ
ン領域、６８はソース電極、６９はドレイン電極、７０
はゲート電極である。
【００５４】この図９（Ａ）のＨＥＭＴの構成説明図に
よって、この実施例のＨＥＭＴの製造工程の説明を兼ね
てその構成を説明する。まず、（１００）面から〔００
−１〕方向に１．７°傾いたＩｎＰ傾斜基板６１の上
に、ＭＢＥ法によってＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓからなるバ
ッファー層６２を成長する。その上に、先に説明したＩ
ｎＧａＡｓ層とＩｎＡｌＡｓ層からなりチャネル層とな
るｉ型の縦型超格子６３を成長する。その上にｎ−Ｉｎ
0.52Ａｌ0.48Ａｓからなるバッファー層を兼ねる電子供
給層６５を成長する。
よって、この実施例のＨＥＭＴの製造工程の説明を兼ね
てその構成を説明する。まず、（１００）面から〔００
−１〕方向に１．７°傾いたＩｎＰ傾斜基板６１の上
に、ＭＢＥ法によってＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓからなるバ
ッファー層６２を成長する。その上に、先に説明したＩ
ｎＧａＡｓ層とＩｎＡｌＡｓ層からなりチャネル層とな
るｉ型の縦型超格子６３を成長する。その上にｎ−Ｉｎ
0.52Ａｌ0.48Ａｓからなるバッファー層を兼ねる電子供
給層６５を成長する。
【００５５】その上からｎ型不純物を選択的に注入して
ソース領域６６とドレイン領域６７を形成し、ソース領
域６６とドレイン領域６７の上にソース電極６８とドレ
イン電極６９を形成する。また、ソース領域６６とドレ
イン領域６７の間のバッファー層を兼ねる電子供給層６
５の上にゲート電極７０を形成して完成する。なお、６
４はバッファー層を兼ねる電子供給層６５によって変調
ドープされた二次元電子ガス（２ＤＥＧ）である。
ソース領域６６とドレイン領域６７を形成し、ソース領
域６６とドレイン領域６７の上にソース電極６８とドレ
イン電極６９を形成する。また、ソース領域６６とドレ
イン領域６７の間のバッファー層を兼ねる電子供給層６
５の上にゲート電極７０を形成して完成する。なお、６
４はバッファー層を兼ねる電子供給層６５によって変調
ドープされた二次元電子ガス（２ＤＥＧ）である。
【００５６】この実施例のＨＥＭＴのチャネル層のエネ
ルギーバンド図が図９（Ｂ）に示されているが、ｚ軸方
向にはヘテロ接合界面に二次元電子ガス（２ＤＥＧ）が
形成されており、電子が進行するｘ方向には、電子の光
学フォノン散乱を抑制するミニバンドが形成されてい
る。このＨＥＭＴ構造によって、室温における高電子移
動度半導体装置が実現される。
ルギーバンド図が図９（Ｂ）に示されているが、ｚ軸方
向にはヘテロ接合界面に二次元電子ガス（２ＤＥＧ）が
形成されており、電子が進行するｘ方向には、電子の光
学フォノン散乱を抑制するミニバンドが形成されてい
る。このＨＥＭＴ構造によって、室温における高電子移
動度半導体装置が実現される。
【００５７】（第４実施例）第１実施例と第２実施例と
第３実施例においては、先に述べたように電子フォノン
散乱は完全に抑制されるわけではない。周期構造の方向
をｘ軸とし、この周期構造に直交する方向をｙ軸とする
と、ｘ軸方向の電子の運動に対しては前述の通り、電子
の散乱を抑制するミニバンドを形成することができる
が、ｙ軸方向に対しては、バンドが連続したままでミニ
バンドは形成されないから光学フォノン散乱は抑制され
ない。したがって、電子が光学フォノンを吸収してｙ軸
方向の運動量を獲得する可能性がある。
第３実施例においては、先に述べたように電子フォノン
散乱は完全に抑制されるわけではない。周期構造の方向
をｘ軸とし、この周期構造に直交する方向をｙ軸とする
と、ｘ軸方向の電子の運動に対しては前述の通り、電子
の散乱を抑制するミニバンドを形成することができる
が、ｙ軸方向に対しては、バンドが連続したままでミニ
バンドは形成されないから光学フォノン散乱は抑制され
ない。したがって、電子が光学フォノンを吸収してｙ軸
方向の運動量を獲得する可能性がある。
【００５８】図１０は、第４実施例の高電子移動度半導
体装置の構成説明図である。この図において、７１はＩ
ｎＰ傾斜基板、７２はテラス、７３はＩｎＡｓ単分子
層、７４はＧａＡｓ単分子層である。この実施例の高電
子移動度半導体装置のチャネル層は、ＩｎＰ傾斜基板７
１のテラス７２の上に、ＩｎＡｓ単分子層７３とＧａＡ
ｓ単分子層７４が繰り返し成長され、縦型超格子が形成
され、ｙ軸方向には狭くｘ軸方向に延びる細線を構成し
ている。
体装置の構成説明図である。この図において、７１はＩ
ｎＰ傾斜基板、７２はテラス、７３はＩｎＡｓ単分子
層、７４はＧａＡｓ単分子層である。この実施例の高電
子移動度半導体装置のチャネル層は、ＩｎＰ傾斜基板７
１のテラス７２の上に、ＩｎＡｓ単分子層７３とＧａＡ
ｓ単分子層７４が繰り返し成長され、縦型超格子が形成
され、ｙ軸方向には狭くｘ軸方向に延びる細線を構成し
ている。
【００５９】この構成のチャネル層においては、電子は
光学フォノンを吸収してｙ軸方向に運動しようとして
も、細線化されているため、電子の遷移先がなく、ｙ軸
方向の光学フォノンをも抑制される。したがって、チャ
ネル層を細線化することによって、電子の移動度はさら
に増大し、室温における高電子移動度半導体装置を実現
することができる。
光学フォノンを吸収してｙ軸方向に運動しようとして
も、細線化されているため、電子の遷移先がなく、ｙ軸
方向の光学フォノンをも抑制される。したがって、チャ
ネル層を細線化することによって、電子の移動度はさら
に増大し、室温における高電子移動度半導体装置を実現
することができる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
傾斜基板のテラス上に異なる半導体層を成長することに
よって、縦型超格子、市松模様型超格子等の周期構造を
形成し、これによって電子の光学フォノン散乱を抑制す
るミニバンドを形成し、室温における電子の移動度を向
上することができ、高電子動移度半導体装置の性能向上
に寄与するところが大きい。
傾斜基板のテラス上に異なる半導体層を成長することに
よって、縦型超格子、市松模様型超格子等の周期構造を
形成し、これによって電子の光学フォノン散乱を抑制す
るミニバンドを形成し、室温における電子の移動度を向
上することができ、高電子動移度半導体装置の性能向上
に寄与するところが大きい。
【図１】第１実施例の高電子移動度半導体装置の製造工
程説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は各工程を示してい
る。
程説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は各工程を示してい
る。
【図２】第１実施例のチャネル層の説明図であり、
（Ａ）は第１図に示される構造のＩｎＡｓ単結晶層６と
ＧａＡｓ単結晶層７のエネルギーバンドの関係を示し、
（Ｂ）は縦型超格子のエネルギーバンドの周期構造によ
って周期方向の電子の運動に対してミニバンドが形成さ
れることを示している。
（Ａ）は第１図に示される構造のＩｎＡｓ単結晶層６と
ＧａＡｓ単結晶層７のエネルギーバンドの関係を示し、
（Ｂ）は縦型超格子のエネルギーバンドの周期構造によ
って周期方向の電子の運動に対してミニバンドが形成さ
れることを示している。
【図３】第１実施例のＨＥＭＴの説明図であり、（Ａ）
は第１実施例のＨＥＭＴの構成説明図、（Ｂ）はそのチ
ャネルのエネルギーバンド説明図である。
は第１実施例のＨＥＭＴの構成説明図、（Ｂ）はそのチ
ャネルのエネルギーバンド説明図である。
【図４】第２実施例の高電子移動度半導体装置の製造工
程説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は各工程を示してい
る。
程説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は各工程を示してい
る。
【図５】第２実施例のチャネル層の説明図であり、
（Ａ）は第２実施例のチャネル層となる市松模様型超格
子の製造工程を示し、（Ｂ）はそのエネルギーバンドを
示し、（Ｃ）はミニバンドを示している。
（Ａ）は第２実施例のチャネル層となる市松模様型超格
子の製造工程を示し、（Ｂ）はそのエネルギーバンドを
示し、（Ｃ）はミニバンドを示している。
【図６】第２実施例のＨＥＭＴの説明図であり、（Ａ）
は構成を示し、（Ｂ）はそのチャネルのエネルギーバン
ドを示している。
は構成を示し、（Ｂ）はそのチャネルのエネルギーバン
ドを示している。
【図７】第３実施例の高電子移動度半導体装置の製造工
程説明図であり、（Ａ）〜（Ｅ）は各工程を示してい
る。
程説明図であり、（Ａ）〜（Ｅ）は各工程を示してい
る。
【図８】第３実施例のチャネル層の説明図であり、
（Ａ）は第３実施例のＩｎＧａＡｓ単結晶層とＩｎＡｌ
Ａｓ単結晶のエネルギーバンドの関係を示し、（Ｂ）は
ミニバンドを示している。
（Ａ）は第３実施例のＩｎＧａＡｓ単結晶層とＩｎＡｌ
Ａｓ単結晶のエネルギーバンドの関係を示し、（Ｂ）は
ミニバンドを示している。
【図９】第３実施例のＨＥＭＴの説明図であり、（Ａ）
は構成を示し、（Ｂ）はそのチャネルのエネルギーバン
ドを示している。
は構成を示し、（Ｂ）はそのチャネルのエネルギーバン
ドを示している。
【図１０】第４実施例の高電子移動度半導体装置の構成
説明図である。
説明図である。
１ ＩｎＰ傾斜基板 ２ テラス ３ ステップエッジ ４ ＩｎＡｓ単分子層 ５ ＧａＡｓ単分子層 ６ ＩｎＡｓ単結晶層 ７ ＧａＡｓ単結晶層 １１ ＩｎＰ傾斜基板 １２ バッファー層 １３ ｉ型の縦型超格子 １４ 二次元電子ガス １５ バッファー層を兼ねる電子供給層 １６ ソース領域 １７ ドレイン領域 １８ ソース電極 １９ ドレイン電極 ２０ ゲート電極 ２１ ＩｎＰ基板 ２２ テラス ２３ ステップエッジ ２４ ＧａＡｓ単分子層 ２５ ＩｎＡｓ単分子層 ２６ 市松模様型超格子 ３１，３４ ＧａＡｓ単分子層 ３２，３３ ＩｎＡｓ単分子層 ４１ ＩｎＰ傾斜基板 ４２ バッファー層 ４３ ｉ型の市松模様型超格子 ４４ 二次元電子ガス ４５ バッファー層を兼ねる電子供給層 ４６ ソース領域 ４７ ドレイン領域 ４８ ソース電極 ４９ ドレイン電極 ５０ ゲート電極 ５１ ＩｎＰ傾斜基板 ５２ テラス ５３ ステップエッジ ５４ ＩｎＡｓ単分子層 ５５ ＧａＡｓ単分子層 ５６ ＡｌＡｓ単分子層 ６１ ＩｎＰ傾斜基板 ６２ バッファー層 ６３ ｉ型の縦型超格子 ６４ 二次元電子ガス ６５ バッファー層を兼ねる電子供給層 ６６ ソース領域 ６７ ドレイン領域 ６８ ソース電極 ６９ ドレイン電極 ７０ ゲート電極 ７１ ＩｎＰ傾斜基板 ７２ テラス ７３ ＩｎＡｓ単分子層 ７４ ＧａＡｓ単分子層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−139969（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−17648（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−26078（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−97028（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/338 H01L 21/20 H01L 29/778 H01L 29/80 H01L 29/812
Claims (7)
- 【請求項１】（１１０）面から〔００−１〕方向に２．
０°以下の傾きの面をもったＩｎＰを傾斜基板とし、且
つ、該傾斜基板のテラスの上に成長されて光学フォノン
散乱を抑制するミニバンドを生成する周期構造をＩｎＡ
ｓ層及びＧａＡｓ層からなる縦型超格子で構成したこと
を特徴とする高電子移動度半導体装置。 - 【請求項２】（１１０）面から〔００−１〕方向に２．
０°以下の傾きの面をもったＩｎＰを傾斜基板とし、且
つ、該傾斜基板のテラスの上に成長されて光学フォノン
散乱を抑制するミニバンドを生成する周期構造をＩｎＧ
ａＡｓ層及びＩｎＡｌＡｓ層からなる縦型超格子で構成
したことを特徴とする高電子移動度半導体装置。 - 【請求項３】縦型超格子がチャネル層であることを特徴
とする請求項１或いは請求項２記載の高電子移動度半導
体装置。 - 【請求項４】（１１０）面から〔００−１〕方向に２．
０°以下の傾きの面をもったＩｎＰを傾斜基板とし、且
つ、該傾斜基板のテラスの上に成長されて光学フォノン
散乱を抑制するミニバンドを生成する周期構造をＩｎＡ
ｓ層とＧａＡｓ層とが交互に縦横方向に周期的に連続す
る市松模様型超格子で構成したことを特徴とする高電子
移動度半導体装置。 - 【請求項５】市松模様型超格子は下層のＩｎＡｓ層並び
に上層のＩｎＡｓ層がＧａＡｓ層を介して１．５分子以
上重なり合うように縦横方向に周期的に連続して形成し
たものであることを特徴とする請求項４記載の高電子移
動度半導体装置。 - 【請求項６】市松模様型超格子がチャネル層であること
を特徴とする請求項４或いは請求項５記載の高電子移動
度半導体装置。 - 【請求項７】超格子が細線化されたものであることを特
徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１記載の高電子
移動度半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20597793A JP3306681B2 (ja) | 1992-08-24 | 1993-08-20 | 高電子移動度半導体装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22379392 | 1992-08-24 | ||
| JP4-223793 | 1992-08-24 | ||
| JP20597793A JP3306681B2 (ja) | 1992-08-24 | 1993-08-20 | 高電子移動度半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163603A JPH06163603A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3306681B2 true JP3306681B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=26515372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20597793A Expired - Fee Related JP3306681B2 (ja) | 1992-08-24 | 1993-08-20 | 高電子移動度半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3306681B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-20 JP JP20597793A patent/JP3306681B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06163603A (ja) | 1994-06-10 |
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