JP5291309B2 - High electron mobility transistors and electronic devices - Google Patents
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Description
本発明は、高電子移動度トランジスタおよび電子デバイスに関する。本発明は、特に、大信号に対して歪みが小さく高耐電圧の高電子移動度トランジスタおよびそのような高電子移動度トランジスタを備えた電子デバイスに関する。 The present invention relates to a high electron mobility transistor and an electronic device. The present invention particularly relates to a high electron mobility transistor having low distortion and high withstand voltage with respect to a large signal, and an electronic device including such a high electron mobility transistor.
たとえば特許文献1には、単一集積E/DモードHEMT(High Electron Mobility Transistor)が記載されている。当該文献に記載のHEMTでは、半絶縁GaAs基板上に、不純物がドーピングされていないGaAs、GaAs/AlxGa1−xAs(混晶比xは0より大きく1以下)超格子層、または、この2つを組み合わせたバッファ層が開示されている。バッファ層上には、チャネル層が形成され、チャネル層は、p−HEMT素子の場合、不純物のドーピングされていないInxGa1−xAs(混晶比xは0より大きく0.35以下)であることが記載されている。
For example,
また当該文献のHEMTでは、チャネル層上に、第1の障壁層、第2の障壁層、第3の障壁層が順次積層されることが開示されている。第1の障壁層および第3の障壁層は、GaAsに格子整合されているIn0.5Ga0.5Pからなり、障壁層は、n型でモジュレーションドーピングされていることが記載されている。ドーピングの分布として、均一ドーピング構造、デルタ・ドーピング構造、均一ドーピングとデルタ・ドーピングとの混合構造が例示されている。
たとえば半導体集積回路等の試験装置の分野では、高クロック周波数で動作する被試験デバイスの耐電圧等限界試験を、稼動状態において試験したい場合がある。このような場合に被試験デバイスに印加する試験信号の制御デバイスには、被試験デバイスの動作周波数以上の高い周波数応答が要求される。また、被試験デバイスの耐電圧以上の高い電圧レベルにも絶え得る耐電圧が要求される。さらに、そのような高い電圧レベルの試験信号が入力された場合であっても、試験信号の歪みが規定の範囲内に納まる程度の低歪み性が要請される。 For example, in the field of test equipment such as a semiconductor integrated circuit, there is a case where it is desired to test a limit test such as a withstand voltage of a device under test operating at a high clock frequency in an operating state. In such a case, the control device for the test signal applied to the device under test is required to have a high frequency response higher than the operating frequency of the device under test. Further, a withstand voltage that can withstand a high voltage level higher than the withstand voltage of the device under test is required. Furthermore, even when such a high voltage level test signal is input, low distortion is required so that the distortion of the test signal falls within a specified range.
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態においては、基板と、基板の上層のバッファ層と、バッファ層の上層のキャリア走行層と、キャリア走行層との間にヘテロ接合を形成する第1キャリア供給層と、第1キャリア供給層の上層に形成され第1キャリア供給層よりキャリア密度が低い第2キャリア供給層と、を備え、キャリア走行層は、真性In x Ga 1−x As層であり、第1キャリア供給層および第2キャリア供給層は、n形In y Ga 1−y P層であり、第1キャリア供給層のキャリア密度は、0.5×10 18 cm −3 以上3×10 18 cm −3 未満の範囲であり、第2キャリア供給層のキャリア密度は、0.5×10 17 cm −3 以上5×10 17 cm −3 未満の範囲であり、第1キャリア供給層の厚さは、15nm以上35nm未満の範囲であり、第2キャリア供給層の厚さは、5nm以上15nm未満の範囲である高電子移動度トランジスタを提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, a heterojunction is formed between a substrate, a buffer layer above the substrate, a carrier traveling layer above the buffer layer, and a carrier traveling layer. A first carrier supply layer, and a second carrier supply layer formed above the first carrier supply layer and having a carrier density lower than that of the first carrier supply layer , wherein the carrier traveling layer is an intrinsic In x Ga 1-x As layer, the first carrier supply layer and the second carrier supply layer are n-type In y Ga 1-y P layers, and the carrier density of the first carrier supply layer is 0.5 × 10 18 cm −3. or 3 in the range of less than × 10 18 cm -3, the carrier density of the second carrier supply layer is in the range of less than 0.5 × 10 17 cm -3 or more 5 × 10 17 cm -3, the first carrier The thickness of the supply layer is In the range of less than 35nm over 15 nm, the thickness of the second carrier supply layer provides high electron mobility transistor area by der less than 5 nm 15 nm.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、本実施形態の高電子移動度トランジスタ10の断面を示す。本実施形態の高電子移動度トランジスタ10は、基板100と、バッファ層110と、中間層120と、キャリア走行層130と、高濃度キャリア供給層140と、低濃度キャリア供給層142と、オーミック層150と、ゲート電極160と、ドレイン電極162と、ソース電極164と、保護層170と、を備える。バッファ層110には、下部バッファ層112と、超格子層114と、上部バッファ層116と、を有する。
FIG. 1 shows a cross section of a high
基板100は、少なくともその表面が、不純物をドープしないノンドープの化合物半導体を備える。基板100表面の化合物半導体の種類は、上層に形成される半導体材料との格子整合を考慮して選択できる。本実施形態ではキャリア走行層130としてGaAs系化合物半導体を例示するから、GaAs表面を有する基板100を例示できる。基板100は、単結晶シリコン基板、サファイア基板あるいはSiC基板上にノンドープのGaAs層が形成されたものであってよい。
The
バッファ層110は、基板100の上層に形成される。ここで基板100の「上層」に形成されるとは、基板100に接して基板100の上面に形成される他、基板100との間に任意の層が形成されて、当該任意の層の上面に形成される場合を含む。以下の説明において同様とする。なお上下の表現は便宜的なものであって、基板100の側を下、堆積あるいはエッチング等の加工が施される表面側を上とする。
The
バッファ層110は、真性化合物半導体の超格子層114を有する。また、バッファ層110は、真性GaAs層とGaAs/AlGaAs超格子層とを積層して形成した積層構造層であってよい。本実施形態では、バッファ層110として、たとえば下部バッファ層112と、超格子層114と、上部バッファ層116とを有する積層構造を採用する。
The
なお、AlGaAsの表現は、正確にはAlxGa1−xAsであって、xはAlの混晶比を示す。後に説明するInGaAs、InGaPも同様に、正確にはInxGa1−xAs、InxGa1−xPであって、xはInの混晶比を示す。混晶比xは、0<x<1の任意の範囲を取り得るが、混晶比xによってバンドギャップおよび格子定数が変化するので、デバイスの構造および下地材料によって適切な混晶比xが選択できる。AlGaAsの場合、適切なAl混晶比xとして0.2が例示できる。 The expression of AlGaAs is precisely Al x Ga 1-x As, and x represents the mixed crystal ratio of Al. Similarly, InGaAs and InGaP, which will be described later, are exactly In x Ga 1-x As and In x Ga 1-x P, and x represents a mixed crystal ratio of In. The mixed crystal ratio x can take an arbitrary range of 0 <x <1, but since the band gap and the lattice constant vary depending on the mixed crystal ratio x, an appropriate mixed crystal ratio x is selected depending on the structure of the device and the underlying material. it can. In the case of AlGaAs, 0.2 can be exemplified as an appropriate Al mixed crystal ratio x.
下部バッファ層112は、たとえばノンドープすなわち真性のGaAs層を備える。下部バッファ層112は、たとえばMO−CVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、あるいはMBE(Molecular Beam Epitaxy)法等のエピタキシャル成長法により形成できる。下部バッファ層112の膜厚は、たとえば100nmが例示できる。
The
超格子層114は、バンドギャップの相違する半導体超薄膜、たとえばGaAsおよびAlGaAsの超薄膜を多数回繰り返し積層して形成する。GaAsおよびAlGaAsの各超薄膜はノンドープで形成して、真性のGaAsおよびAlGaAsの各超薄膜とする。GaAsよりバンドギャップの大きいAlGaAsを超格子構造の超薄膜の一つに採用するから、GaAs膜だけでバッファ層を構成した場合に比較して基板100へのリーク電流を低減できる。
The
GaAsおよびAlGaAsの各超薄膜は、たとえばMO−CVD法あるいはMBE法等のエピタキシャル成長法により形成できる。GaAsおよびAlGaAsの各超薄膜の膜厚は、たとえば各々5nmを例示できる。GaAsおよびAlGaAsの超薄膜の繰り返し積層回数は、たとえば20回を例示できる。この場合、超格子層114の総膜厚は200nmになる。AlGaAs超薄膜におけるAl混晶比xとして0.2が例示できる。
Each ultrathin film of GaAs and AlGaAs can be formed by an epitaxial growth method such as MO-CVD method or MBE method. The thickness of each ultrathin film of GaAs and AlGaAs can be exemplified by 5 nm, for example. The number of repeated laminations of the ultrathin films of GaAs and AlGaAs can be exemplified by 20 times, for example. In this case, the total film thickness of the
上部バッファ層116は、たとえばノンドープすなわち真性のGaAs層を備える。上部バッファ層116は、たとえばMO−CVD法、あるいはMBE法等のエピタキシャル成長法により形成できる。上部バッファ層116の膜厚は、たとえば200nmが例示できる。
The
中間層120は、たとえばノンドープすなわち真性のAlGaAs層を備える。Al混晶比としてたとえば0.2が例示できる。中間層120は、たとえばMO−CVD法、あるいはMBE法等のエピタキシャル成長法により形成できる。中間層120の膜厚は、たとえば30nmが例示できる。
The
キャリア走行層130は、中間層120の上層に形成される。すなわち、キャリア走行層130は、バッファ層110の上層に形成される。キャリア走行層130は、たとえばノンドープすなわち真性のInGaAs層を備える。In混晶比としてたとえば0.22が例示できる。
The
キャリア走行層130は、高濃度キャリア供給層140とのヘテロ接合界面付近に二次元電子ガスを生成する。キャリア走行層130は、たとえばMO−CVD法、あるいはMBE法等のエピタキシャル成長法により形成できる。キャリア走行層130の膜厚は、たとえば14nmが例示できる。
The
高濃度キャリア供給層140は、キャリア走行層130の上層に形成され、キャリア走行層130との間にヘテロ接合を形成する。高濃度キャリア供給層140は、第1キャリア供給層の一例である。高濃度キャリア供給層140は、たとえばドナーとなる不純物がドープされたn形のInGaP層を備える。In混晶比としてたとえば0.49が例示できる。高濃度キャリア供給層140は、ヘテロ界面付近のキャリア走行層130に形成される二次元電子ガスにキャリアとなる電子を供給する。
The high-concentration
高濃度キャリア供給層140は、たとえばMO−CVD法、あるいはMBE法等のエピタキシャル成長法により形成できる。高濃度キャリア供給層140のキャリア密度は、0.5×1018cm−3以上3×1018cm−3未満の範囲とすることができ、好ましくは2×1018cm−3とすることができる。高濃度キャリア供給層140の厚さは、15nm以上35未満の範囲とすることができ、好ましくは30nmとすることができる。
The high concentration
低濃度キャリア供給層142は、高濃度キャリア供給層140の上層に形成され、高濃度キャリア供給層140よりキャリア密度が低い。低濃度キャリア供給層142は、第2キャリア供給層の一例である。低濃度キャリア供給層142は、たとえばドナーとなる不純物がドープされたn形のInGaP層を備える。In混晶比としてたとえば0.49が例示できる。
The low concentration
低濃度キャリア供給層142は、高濃度キャリア供給層140よりキャリア密度が低いから、ゲート電極160との間のショットキー接合を確実にできる。また、当該ショットキー接合により形成される空乏層の幅を大きくしてゲート電極160からの電界による制御性を高めることができる。
Since the low-concentration
低濃度キャリア供給層142は、たとえばMO−CVD法、あるいはMBE法等のエピタキシャル成長法により形成できる。低濃度キャリア供給層142のキャリア密度は、0.5×1017cm−3以上5×1017cm−3未満の範囲とすることができ、好ましくは1×1017cm−3とすることができる。低濃度キャリア供給層142の厚さは、5nm以上15nm未満の範囲とすることができ、好ましくは10nmとすることができる。
The low concentration
オーミック層150は、低濃度キャリア供給層142の上層に形成され、たとえばドナーとなる不純物がドープされたn形のGaAs層を備える。オーミック層150は、ドレイン電極162およびソース電極164とのオーム性接触を確実にするためにドナー不純物をドープする。
The
オーミック層150は、たとえばMO−CVD法、あるいはMBE法等のエピタキシャル成長法により形成できる。後にゲート電極160が形成される領域は、たとえばフォトリソグラフィとドライエッチング技術を用いたパターニング法で形成できる。オーミック層150のキャリア密度は、たとえば5×1018cm−3が例示できる。オーミック層150の厚さは50nmが例示できる。
The
ゲート電極160は、低濃度キャリア供給層142上に形成され、低濃度キャリア供給層142との間でショットキー接合を形成する金属で構成する。ゲート電極160は、外部から加えられる電圧により電界を発生して、ゲート電極160下に形成される空乏層を制御する。これによりキャリア走行層130のヘテロ界面に形成される二次元電子ガスの密度を制御してソース電極164およびドレイン電極162間の導電率を制御する。
The
ゲート電極160の材料として、たとえばTi、PtもしくはAuまたはこれらの材料を含む積層膜が例示できる。ゲート電極160は、たとえば公知の蒸着法あるいはスパッタリング法による膜堆積と公知のパターニング法とにより形成できる。
Examples of the material of the
ドレイン電極162およびソース電極164は、オーミック層150上に形成され、オーミック層150との間でオーミックコンタクトを形成する金属で構成する。ドレイン電極162およびソース電極164の材料として、たとえば金とゲルマニウムの合金が例示できる。ドレイン電極162およびソース電極164は、たとえば公知の蒸着法あるいはスパッタリング法による膜堆積と公知のパターニング法とにより形成できる。
The
保護層170は、少なくともオーミック層150とゲート電極160の形成領域を覆うように形成され、材料の酸化、水蒸気の侵入等を防止する。保護層170の材料としてたとえばシリコン窒化物を例示できる。保護層170は公知のCVD法またはスパッタリング法等による膜堆積と公知のパターニング法とにより形成できる。
The
本実施形態の高電子移動度トランジスタ10によれば、キャリア供給層として高濃度キャリア供給層140に加えて低濃度キャリア供給層142を備えるから、キャリア供給層全体の膜厚を増加して、高電子移動度トランジスタ10のピンチオフ電圧の絶対値を大きくすることができる。すなわち、絶対値の大きなゲート電圧を印加しても、ソース・ドレイン間電流が飽和することなく、ゲート電圧の絶対値増加に対するソース・ドレイン間電流の増加が比例する線形領域を広げることができる。
According to the high
また、本実施形態の高電子移動度トランジスタ10では、ゲート電圧の絶対値の増加に対応して、基板100へのリーク電流を発生する要因が増加する。しかし、バッファ層110に超格子層114を備えるから、基板100へのリーク電流を抑制できる。
Further, in the high
図2は、高電子移動度トランジスタ10の電気特性を測定する回路を示す。基板100上に形成されている各種部材については図示を一部省略している。ドレイン電極162には交流電源202から交流のドレイン電圧Vdを印加して、ゲート電極160には直流電源204から負電圧のゲート電圧Vgを印加する。ソース電極164は負荷抵抗206を介して接地電圧GNDに接続する。負荷抵抗206に電流が流れていない場合、ソース電圧Vsは0Vであるので、ゲート電圧Vgは、ソース・ゲート間電圧Vgsと等しくなり、ドレイン電圧Vdは、ソース・ドレイン間電圧Vdsと等しくなる。
FIG. 2 shows a circuit for measuring the electrical characteristics of the high
ドレイン電圧Vdの振幅がゲート電圧Vgの制御電圧(絶対値)に対して十分に小さい場合、ゲート電極160下の空乏層の延び(開き)は、ソース・ゲート間電圧Vgsが支配的になる。この結果、ソース・ドレイン間の抵抗(インピーダンス)Rdsはゲート電圧Vgにより適切に制御される。しかし、ドレイン電圧Vdの振幅がゲート電圧Vgの制御電圧(絶対値)に対して2分の1程度になってくると、ゲート電極160下の空乏層の延び(開き)は、ソース・ゲート間電圧Vgsよりもドレイン・ゲート間電圧Vgdの方が支配的になる。この結果、ソース・ドレイン間の抵抗Rdsは入力信号の振幅(Vd)により変化するようになり、入力信号であるVdに対する負荷抵抗206に流れる電流Isの歪みとして観測される。
When the amplitude of the drain voltage Vd is sufficiently small with respect to the control voltage (absolute value) of the gate voltage Vg, the extension (opening) of the depletion layer under the
歪みは、3次入力インターセプトポイント(IIP3)で評価できる。3次入力インターセプトポイントは、入力レベルを増加した場合に出力レベルに現れる3次高調波の振幅が基本波の振幅を超える入力レベルの値で表す。IIP3の値が大きい程歪みが小さく評価されることは言うまでもない。 Distortion can be evaluated at the third order input intercept point (IIP3). The third-order input intercept point is represented by an input level value at which the amplitude of the third-order harmonic that appears at the output level when the input level is increased exceeds the amplitude of the fundamental wave. Needless to say, the larger the value of IIP3, the smaller the distortion is evaluated.
図3は、低濃度キャリア供給層142の厚さを変えてピンチオフ電圧Vthを変化させた場合のIIP3の変化を示す。三角印は実際の測定ポイントを示す。ライン302は測定ポイントから計算した実験直線を示す。ピンチオフ電圧Vthの絶対値が大きくなるほど(負方向に大きくなるほど)、IIP3が高くなることがわかる。すなわち、低濃度キャリア供給層142を備えてその厚さを制御することにより、ピンチオフ電圧Vthを負方向に大きくして、高電子移動度トランジスタ10の歪みを小さくできることがわかる。
FIG. 3 shows changes in IIP3 when the pinch-off voltage Vth is changed by changing the thickness of the low-concentration
図4は、ソース・ゲート間の電流電圧特性を示す。図4ではバッファ層110に超格子層114を備えた場合の電流電圧特性をライン402で示す。また、バッファ層110に超格子層114を備えない場合を比較としてライン404で示す。ライン404に比較してライン402の方が、より絶対値の大きいソース・ゲート間電圧Vgsまでソース・ゲート間電流Igsすなわちゲートリーク電流が低く抑えられていることがわかる。すなわち、超格子層114を備えたライン402の方が、ゲートリーク電流を小さくできることがわかる。
FIG. 4 shows a current-voltage characteristic between the source and the gate. In FIG. 4, a current-voltage characteristic when the
本実施形態の高電子移動度トランジスタ10によれば、低濃度キャリア供給層142を備えることにより、歪みを改善でき、大きな振幅の入力信号を取り扱うことが可能なる。この場合、大きな振幅の入力信号を適正にスイッチングすることを目的に、大きな絶対値の(負方向に大きな)ゲート電圧を印加する。絶対値の大きなゲート電圧の印加により発生する可能性のあるゲートリークは、バッファ層110に超格子層114を備えて抑制できる。
According to the high
図5は、電子デバイス500の一例を示す。電子デバイス500は、入力端INおよび出力端OUTの間を、電子回路部510を介して接続するトランジスタ520およびトランジスタ522を備える。また入力端INおよび出力端OUTの間を直結するトランジスタ524およびトランジスタ526を備える。トランジスタ520およびトランジスタ522とトランジスタ524およびトランジスタ526とは、入力端INおよび出力端OUTの間を、電子回路部510を介して接続するか直結するかを切り替える。
FIG. 5 shows an example of the
トランジスタ520、トランジスタ522、トランジスタ524およびトランジスタ526は、上記した高電子移動度トランジスタ10を適用できる。すなわち、電子デバイス500は、基板100と、入力端INおよび出力端OUTと、基板100上に形成された電子回路部510と、高電子移動度トランジスタ10とを備えることができる。そして高電子移動度トランジスタ10は、入力端INおよび出力端OUTを、電子回路部510を介して電気的に接続するか否かを切り替えることができる。また高電子移動度トランジスタ10は、バッファ層110、キャリア走行層130、高濃度キャリア供給層140、および、低濃度キャリア供給層142を有することができる。
The above-described high
ここで、バッファ層110は基板100上に形成され、キャリア走行層130はバッファ層110の上層に形成できる。高濃度キャリア供給層140は、キャリア走行層130との間にヘテロ接合を形成できる。低濃度キャリア供給層142は、高濃度キャリア供給層140の上層に、高濃度キャリア供給層140よりキャリア密度を低く形成できる。
Here, the
トランジスタ520およびトランジスタ522と、トランジスタ524およびトランジスタ526とは、選択回路530によりオンまたはオフが選択される。トランジスタ520およびトランジスタ522がオンのとき、トランジスタ524およびトランジスタ526はオフであり、またその逆であってよい。なお、選択回路530は電子デバイス500に含まれてもよい。
The
本実施形態の高電子移動度トランジスタ10を前記した電子デバイス500に適用した場合には、大きな振幅の入力信号を入力端INに印加して、電子回路部510にたとえば大きな振幅の試験信号を印加できる。そしてたとえば電子回路部510の応答信号を試験結果として出力端OUTから得ることができるという効果が得られる場合がある。
When the high
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
たとえば、前記した実施形態では、シングルへテロ接合の高電子移動度トランジスタ10を例示したが、図6に示すように、第3キャリア供給層の一例である高濃度キャリア供給層125を、中間層120とキャリア走行層130との間に備える高電子移動度トランジスタ20としてもよい。高濃度キャリア供給層125は、バッファ層110の上層に形成されて、キャリア走行層130との間にヘテロ接合を形成する。高濃度キャリア供給層140とキャリア走行層130との間のヘテロ接合に加え、高濃度キャリア供給層125とキャリア走行層130との間にもヘテロ接合を形成するので、高電子移動度トランジスタ20は、ダブルへテロ接合構造となる。ダブルへテロ接合により、キャリア走行層130の2つのヘテロ界面には、上下両方向からキャリアが供給されて、2つの二次元電子ガスを形成する。これにより、キャリア走行層130のヘテロ界面におけるシート抵抗を低減できる。
For example, in the above-described embodiment, the single electron junction high
高濃度キャリア供給層125は、たとえばドナーとなる不純物がドープされたn形のAlGaAs層を備える。Al混晶比としてたとえば0.2が例示できる。高濃度キャリア供給層125は、たとえばMO−CVD法、あるいはMBE法等のエピタキシャル成長法により形成できる。高濃度キャリア供給層125のキャリア密度は、0.5×1018cm−3以上3×1018cm−3未満の範囲とすることができ、好ましくは2×1018cm−3とすることができる。高濃度キャリア供給層125の厚さは、2nm以上20nm未満の範囲とすることができ、好ましくは10nmとすることができる。
The high concentration
10 高電子移動度トランジスタ
20 高電子移動度トランジスタ
100 基板
110 バッファ層
112 下部バッファ層
114 超格子層
116 上部バッファ層
120 中間層
125 高濃度キャリア供給層
130 キャリア走行層
140 高濃度キャリア供給層
142 低濃度キャリア供給層
150 オーミック層
160 ゲート電極
162 ドレイン電極
164 ソース電極
170 保護層
202 交流電源
204 直流電源
206 負荷抵抗
500 電子デバイス
510 電子回路部
520 トランジスタ
522 トランジスタ
524 トランジスタ
526 トランジスタ
530 選択回路
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基板の上層のバッファ層と、
前記バッファ層の上層のキャリア走行層と、
前記キャリア走行層との間にヘテロ接合を形成する第1キャリア供給層と、
前記第1キャリア供給層の上層に形成され前記第1キャリア供給層よりキャリア密度が低い第2キャリア供給層と、
を備え、
前記キャリア走行層は、真性In x Ga 1−x As層であり、
前記第1キャリア供給層および前記第2キャリア供給層は、n形In y Ga 1−y P層であり、
前記第1キャリア供給層のキャリア密度は、0.5×10 18 cm −3 以上3×10 18 cm −3 未満の範囲であり、
前記第2キャリア供給層のキャリア密度は、0.5×10 17 cm −3 以上5×10 17 cm −3 未満の範囲であり、
前記第1キャリア供給層の厚さは、15nm以上35nm未満の範囲であり、
前記第2キャリア供給層の厚さは、5nm以上15nm未満の範囲である高電子移動度トランジスタ。 A substrate,
An upper buffer layer of the substrate;
An upper carrier running layer of the buffer layer;
A first carrier supply layer forming a heterojunction with the carrier traveling layer;
A second carrier supply layer formed above the first carrier supply layer and having a carrier density lower than that of the first carrier supply layer;
Equipped with a,
The carrier traveling layer is an intrinsic In x Ga 1-x As layer,
The first carrier supply layer and the second carrier supply layer are n-type In y Ga 1-y P layers,
The carrier density of the first carrier supply layer is in a range of 0.5 × 10 18 cm −3 or more and less than 3 × 10 18 cm −3 ,
The carrier density of the second carrier supply layer is in a range of 0.5 × 10 17 cm −3 or more and less than 5 × 10 17 cm −3 ,
The thickness of the first carrier supply layer is in the range of 15 nm or more and less than 35 nm,
The thickness of the second carrier supply layer, a high electron mobility transistor area by der to less than 15 nm 5 nm.
請求項1に記載の高電子移動度トランジスタ。 The buffer layer has a superlattice layer of an intrinsic compound semiconductor,
The high electron mobility transistor according to claim 1.
請求項2に記載の高電子移動度トランジスタ。 The superlattice layer is a GaAs / AlGaAs superlattice layer in which an intrinsic Al z Ga 1-z As layer and an intrinsic GaAs layer are stacked repeatedly.
The high electron mobility transistor according to claim 2 .
請求項3に記載の高電子移動度トランジスタ。 The buffer layer is a stacked structure layer formed by stacking an intrinsic GaAs layer and the GaAs / AlGaAs superlattice layer.
The high electron mobility transistor according to claim 3 .
請求項1から4のいずれか一項に記載の高電子移動度トランジスタ。 A third carrier supply layer which is formed in an upper layer of the buffer layer and forms a heterojunction with the carrier transit layer;
The high electron mobility transistor according to any one of claims 1 to 4 .
請求項5に記載の高電子移動度トランジスタ。 The third carrier supply layer is an n-type AlGaAs layer, and the carrier density of the third carrier supply layer is in a range of 0.5 × 10 18 cm −3 or more and less than 3 × 10 18 cm −3 , The thickness of the third carrier supply layer is in the range of 2 nm or more and less than 20 nm.
The high electron mobility transistor according to claim 5 .
入力端および出力端と、
前記基板の上に形成された電子回路部と、
前記基板の上のバッファ層、前記バッファ層の上層のキャリア走行層、前記キャリア走行層との間にヘテロ接合を形成する第1キャリア供給層、および、前記第1キャリア供給層の上層に形成され前記第1キャリア供給層よりキャリア密度が低い第2キャリア供給層を有し、
前記キャリア走行層は、真性In x Ga 1−x As層であり、
前記第1キャリア供給層および前記第2キャリア供給層は、n形In y Ga 1−y P層であり、
前記第1キャリア供給層のキャリア密度は、0.5×10 18 cm −3 以上3×10 18 cm −3 未満の範囲であり、
前記第2キャリア供給層のキャリア密度は、0.5×10 17 cm −3 以上5×10 17 cm −3 未満の範囲であり、
前記第1キャリア供給層の厚さは、15nm以上35nm未満の範囲であり、
前記第2キャリア供給層の厚さは、5nm以上15nm未満の範囲であり、
前記入力端および出力端を、前記電子回路部を介して電気的に接続するか否かを切り替える高電子移動度トランジスタと、
を備える電子デバイス。 A substrate,
Input and output ends,
An electronic circuit formed on the substrate;
A buffer layer on the substrate; a carrier travel layer on the buffer layer; a first carrier supply layer that forms a heterojunction with the carrier travel layer; and an upper layer on the first carrier supply layer. A second carrier supply layer having a carrier density lower than that of the first carrier supply layer;
The carrier traveling layer is an intrinsic In x Ga 1-x As layer,
The first carrier supply layer and the second carrier supply layer are n-type In y Ga 1-y P layers,
The carrier density of the first carrier supply layer is in a range of 0.5 × 10 18 cm −3 or more and less than 3 × 10 18 cm −3 ,
The carrier density of the second carrier supply layer is in a range of 0.5 × 10 17 cm −3 or more and less than 5 × 10 17 cm −3 ,
The thickness of the first carrier supply layer is in the range of 15 nm or more and less than 35 nm,
The thickness of the second carrier supply layer is in the range of 5 nm or more and less than 15 nm,
A high electron mobility transistor for switching whether or not the input end and the output end are electrically connected via the electronic circuit unit; and
An electronic device comprising:
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