JP6751869B2 - 検波ダイオード - Google Patents
検波ダイオード Download PDFInfo
- Publication number
- JP6751869B2 JP6751869B2 JP2016142738A JP2016142738A JP6751869B2 JP 6751869 B2 JP6751869 B2 JP 6751869B2 JP 2016142738 A JP2016142738 A JP 2016142738A JP 2016142738 A JP2016142738 A JP 2016142738A JP 6751869 B2 JP6751869 B2 JP 6751869B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- barrier
- layer
- barrier layer
- composition
- type
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
ΔUIF(r) = -q2/(16πεsr) (1)
で表わされ、図中破線Aで示す。ヘテロ界面に近づくほどイメージ電荷によるクーロン引力の影響が大きい。従って、電子が感じる実際のポテンシャル形状は、元のバリアポテンシャル(E0×r:図中細実線C)とイメージポテンシャルΔUIF(r)を足し合わせたポテンシャルとなり、図中太実線Bで示す。
(500−90)/500=0.82
に悪くなっている。これをn値にすると
1/0.82= 1.22
となる。このn値の増大により、計算される検波感度(室温)は、理想値の19.5A/Wから12.4A/Wに低下する。
図3に、本発明の第1の実施形態にかかるHBDの構造を示す。HBDは、半絶縁性半導体基板1(InP)の上に、n形で高不純物濃度のInGaAsカソード層2、n形で低不純物濃度のInAlGaAsバリア層3、n形で高濃度InGaAsアノード層4が順に積層されたエピタキシャル半導体層構造を有する。アノード層4とバリア層3との界面のバリア層3側にヘテロバリアが形成されている。カソード層2にはカソード電極5が形成され、アノード層4にはアノード電極6が形成されている。
図4に、本発明の第2の実施形態にかかるHBDのバンドプロファイルを示す。図3に示した構造において、半絶縁性半導体基板1(InP)上に、InAlGaAsカソード層2(1×1018/cm3)、InPに格子整合するInAlGaAsバリア層3(厚さ500Å、キャリア濃度3×1016/cm3)、およびInPに格子整合するInGaAsアノード層4(キャリア濃度4×1018/cm3)が順に積層されたHBDである。ここで、n+−InGaAsアノード層4のフェルミレベルの位置は、伝導帯端から0.17eV高い位置にあり、ヘテロ界面近傍を除くInAlGaAsバリア層3のバンドギャップエネルギーをEg=1.032eVに設定している。従って、ヘテロ界面の伝導帯端エネルギーの不連続値ΔECが両半導体のバンドギャップの差の85%となると仮定すると、ヘテロ界面近傍を除くInGaAs/InAlGaAs界面におけるΔECは、0.24eVとなる。
Eg(y) = 0.75 + 0.7(y/0.47) (eV) (2)
ΔEc(y) =[Eg(y)-0.75]×0.85 (eV) (3)
と表すことができる。また、組成yをΔECの関数として、
y(ΔEc) = [ΔEc(y)/0.85] x (0.47/0.7)
= [Eg(y)-0.75] x (0.47/0.7) (4)
と書き直すことができる。本実施形態では、バリア高さを70meVとするとバンドギャップEg=1.032eVなので、組成y=0.189となっている。
ybc(r) = y(ΔEc+Ebc(r)) =[(ΔEc+Ebc(r))/0.85] x (0.47/0.7) (5)
となる。結局、必要なEbc(r)を与えるとybc(r)が求められることになる。
第2の実施形態では、アノード層4の半導体材料をInGaAsとし、バリア層3の半導体材料をInAlGaAsとしているが、本実施形態は他の半導体材料の場合にも適用することができる。例えば、アノード層4を同じInGaAs材料とし、バリア層3をInGaAsPとしても良い。このとき、カソード層側からヘテロ界面の方向に向かって、InGaAsPのバンドギャップが大きくなるように、すなわち、InGaAsPのInGaAs成分よりInP成分が増大するように、半導体組成を変化させればよい。
第2の実施形態では、InP基板に格子整合するInGaAsアノード層4(In0.53Ga0.47As)と、In0.53(AlyGa0.47-y)Asバリア層3とを用いて構成したHBDであった。第3の実施形態では、InGaAsアノード層4のIn組成を増大させて、InP基板よりもわずかに格子定数が大きい格子不整合状態としたHBDである。ここで、アノード層4の材料は、In0.63Ga0.37Asとしており、バンドギャップ(Eg)は、約0.65eVとなる。従って、アノード層4の電子親和力は格子整合状態の場合よりも大きい。ヘテロ界面のΔECが、両半導体のバンドギャップの差の85%となると仮定すると、第2の実施形態と同じアノード層のドーピングを適用した場合、ヘテロバリアは(0.75−0.65)×0.85=85meV上昇することになる。
2 InGaAsカソード層
3 InAlGaAsバリア層
4 InGaAsアノード層
5 カソード電極
6 アノード電極
Claims (6)
- 半導体基板上に、高濃度n形のカソード層、低濃度n形のバリア層、高濃度n形のアノード層が順に積層され、前記アノード層と前記バリア層との界面の前記バリア層側にヘテロバリアが形成された検波ダイオードであって、
前記バリア層は、前記カソード層側からヘテロ界面に向かって電子親和力が単調に減少し、かつ前記ヘテロ界面付近におけるイメージポテンシャルによるバリアポテンシャルの低下を補償するためのバリア修正エネルギーが加えられ、バンドギャップが大きくなるように半導体組成が傾斜していることを特徴とする検波ダイオード。 - 前記カソード層、前記バリア層および前記アノード層は、前記半導体基板に格子整合する半導体材料であることを特徴とする請求項1に記載の検波ダイオード。
- 前記アノード層は、前記半導体基板に対して格子整合から前記基板の組成を略10%増加した半導体材料であり、前記アノード層の電子親和力が格子整合状態の場合よりも大きいことを特長とする請求項1に記載の検波ダイオード。
- 前記バリア層は、n形で低不純物濃度のInAlGaAsまたはInGaAsPからなり、前記アノード層は、n形で高濃度InGaAsからなることを特徴とする請求項1に記載の検波ダイオード。
- 前記バリア層は、n形で低不純物濃度のInAlGaAsからなり、前記カソード層側からヘテロ界面に向かって、AlAs成分をGaAs成分に対して増加させ、バンドギャップエネルギーが大きくなるように半導体組成が傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の検波ダイオード。
- 前記バリア層は、n形で低不純物濃度のInGaAsPからなり、前記カソード層側からヘテロ界面に向かって、InGaAs成分をInP成分に対して増加させ、バンドギャップエネルギーが大きくなるように半導体組成が傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の検波ダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016142738A JP6751869B2 (ja) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | 検波ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016142738A JP6751869B2 (ja) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | 検波ダイオード |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018014400A JP2018014400A (ja) | 2018-01-25 |
JP6751869B2 true JP6751869B2 (ja) | 2020-09-09 |
Family
ID=61021314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016142738A Active JP6751869B2 (ja) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | 検波ダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6751869B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019075424A (ja) | 2017-10-13 | 2019-05-16 | 株式会社村田製作所 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
-
2016
- 2016-07-20 JP JP2016142738A patent/JP6751869B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018014400A (ja) | 2018-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8306495B1 (en) | Semiconductor device | |
US20040227154A1 (en) | High speed composite p-channel Si/SiGe heterostructure for field effect devices | |
CN111213244B (zh) | 具有厚度沿晶体管宽度变化的半导体层的高电子迁移率晶体管 | |
US11201250B2 (en) | Schottky barrier diode and method for manufacturing the same | |
US6787826B1 (en) | Heterostructure field effect transistor | |
JP2500453B2 (ja) | 電界効果トランジスタ | |
US5550388A (en) | Heterojunction FET having barrier layer consisting of two layers between channel and buffer layers | |
JPH0645366A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JP6751869B2 (ja) | 検波ダイオード | |
US8441037B2 (en) | Semiconductor device having a thin film stacked structure | |
US20220416110A1 (en) | Avalanche photodiode structure | |
Zhong et al. | Impact of the lateral width of the gate recess on the DC and RF characteristics of InAlAs/InGaAs HEMTs | |
JP2009060042A (ja) | 半導体デバイス | |
Vostokov et al. | Microwave detector diodes based on InGaAs/AlGaAs/GaAs heterostructures | |
JP5526353B2 (ja) | 高電子移動度トランジスタ | |
US5164800A (en) | Semiconductor device | |
JP6489701B2 (ja) | 検波ダイオード | |
Sun et al. | ALD Al2O3 passivation of Lg= 100 nm metamorphic InAlAs/InGaAs HEMTs with Si-doped Schottky layers on GaAs substrates | |
Wang et al. | Temperature dependence characteristics of In0. 53Ga0. 47As/AlAs asymmetric spacer-layer tunnel (ASPAT) diode detectors | |
Küsters et al. | Al-free InP-based high electron mobility transistors: Design, fabrication and performance | |
WO2022130560A1 (ja) | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ | |
JP2661557B2 (ja) | 電界効果型半導体装置 | |
Gueissaz et al. | High electron density and mobility in single and double planar doped InGaAs/InAlAs heterojunctions on InP | |
US11217705B2 (en) | Semiconductor element, semiconductor device, and method for manufacturing same | |
Driad et al. | InP-based heterojunction bipolar transistors with InGaAs/GaAs strained-layer-superlattice |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160721 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20181102 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190729 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190806 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200310 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200415 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200707 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200722 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6751869 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |