JP6949876B2 - 半導体装置、電界効果トランジスタ(fet)、及び半導体装置を製造する方法 - Google Patents
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Description
(項目1)
半導体装置において、
基板と、
前記基板上に被覆された複数の半導体層と、
前記半導体層上に被覆された高濃度にドープされたゲート層と、
前記高濃度にドープされた層上に形成され、互いに離間された複数のキャスタレーション構造であって、各キャスタレーション構造は、半導体スペーサ層で分けられた2つのチャネル層を含み、前記半導体スペーサ層は両方の前記チャネル層と接している、複数のキャスタレーション構造と、
複数の前記キャスタレーション構造上に形成されたゲートメタル構造であって、前記キャスタレーション構造上及び前記キャスタレーション構造間にゲートメタルが被覆されて高濃度にドープされた前記ゲート層と直接電気的に接触する、ゲートメタル構造とを含み、前記ゲートメタル構造に印加された電位は、上方向、下方向、及び横方向から各キャスタレーション構造の少なくとも1つの前記チャネル層を調節する、半導体装置。
(項目2)
各キャスタレーション構造は、2つの前記チャネル層の低い方と前記高濃度にドープされた層との間に半導体スペーサ層を含み、前記半導体スペーサ層は低い方の前記チャネル層と前記高濃度にドープされた層とに接触する、項目1に記載の半導体装置。
(項目3)
各キャスタレーション構造は、2つの前記チャネル層の高い方の頂部上にキャップ層を含む、項目1に記載の半導体装置。
(項目4)
前記高濃度にドープされた層は、高濃度にドープされたN型GaAs層である、項目1に記載の半導体装置。
(項目5)
前記キャスタレーション構造の各々の内の2つの前記チャネル層は、量子井戸構造である、項目1に記載の半導体装置。
(項目6)
前記基板はGaAs基板である、項目1に記載の半導体装置。
(項目7)
前記半導体装置は、電界効果トランジスタである、項目1に記載の半導体装置。
(項目8)
電界効果トランジスタ(FET)において、
基板と、
前記基板上に被覆された複数の半導体層と、
前記半導体層上に被覆された高濃度にドープされたゲート層と、
前記高濃度にドープされた層上に形成され、互いに離間された複数のキャスタレーション構造であって、各キャスタレーション構造は、上部チャネル層、下部チャネル層、前記上部チャネル層と前記下部チャネル層との間に配置されて前記上部チャネル層および前記下部チャネル層の両方と接触する第1の半導体スペーサ層、前記下部チャネル層と前記高濃度にドープされた層との間に配置されて前記下部チャネル層および前記高濃度ドープゲート層と接触する第2の半導体スペーサ層、および前記上部チャネル層の頂部に配置されたキャップ層を含む、キャスタレーション構造と、
複数の前記キャスタレーション構造上に形成されたゲートメタル構造であって、前記キャスタレーション構造上及び前記キャスタレーション構造間にゲートメタルが被覆されて、前記高濃度にドープされたゲート層と直接電気的に接触するように形成され、前記ゲートメタル構造に印加された電位は、上方向、下方向、及び横方向から各キャスタレーション構造の前記チャネル層を調節する、電界効果トランジスタ(FET)。
(項目9)
前記高濃度にドープされた層は、高濃度にドープされたN型GaAs層である、項目8に記載のFET。
(項目10)
キャスタレーション構造の各々の内の前記上部チャネル層および前記下部チャネル層は量子井戸構造である、項目8に記載のFET。
(項目11)
前記基板はGaAs基板である、項目8に記載のFET。
(項目12)
半導体装置を製造する方法において、
基板を準備するステップと、
前記基板上に被覆された複数の半導体層をエピタキシャル成長させるステップと、
前記半導体層上に高濃度にドープされたゲート層をエピタキシャル成長させるステップと、
高濃度にドープされた前記層上に互いに離間して配置された複数のキャスタレーション構造を形成するステップであって、キャスタレーション構造の各々は半導体スペーサ層で分離された2つのチャネル層を含み、前記半導体スペーサ層は前記チャネル層の両方と接触する、ステップと、
複数の前記キャスタレーション構造上にゲートメタル構造を形成するステップであって、前記ゲートメタルは、前記キャスタレーション構造上および前記キャスタレーション構造間に前記高濃度にドープされたゲート層と直接電気接触するように被覆され、前記ゲートメタル構造に付与された電位は、上方向、下方向、及び横方向からキャスタレーション構造の各々の少なくとも1つの前記チャネル層を調節する、ステップと、
を含む半導体装置を製造する方法。
(項目13)
複数のキャスタレーション構造を形成するステップは、低い方の前記チャネル層と高濃度にドープされた前記層との間の半導体スペーサ層を含み、前記半導体スペーサ層は低い方の前記チャネル層と高濃度にドープされた前記層とに接触することを含む、項目12に記載の方法。
(項目14)
複数のキャスタレーション構造を形成するステップは、上側にある前記チャネル層の頂部上にキャップ層を含むキャスタレーション構造の形成を含む、項目12に記載の方法。
(項目15)
高濃度にドープされた前記層は、高濃度にドープされたN型GaAs層である、項目12に記載の方法。
(項目16)
複数のキャスタレーション構造を形成するステップは、2つの前記チャネル層が量子井戸構造であるキャスタレーション構造を形成することを含む、項目12に記載の方法。
(項目17)
基板を提供するステップは、GaAs基板を提供することを含む、項目12に記載の方法。
(項目18)
前記半導体装置は、電界効果トランジスタである、項目12に記載の方法。
Claims (18)
- 半導体装置において、
基板と、
前記基板上に被覆された複数の半導体層と、
前記半導体層上に被覆された高濃度にドープされたゲート層と、
前記高濃度にドープされたゲート層上に形成され、互いに離間された複数のキャスタレーション構造であって、各キャスタレーション構造は、少なくとも1つのチャネル層を含む、複数のキャスタレーション構造と、
複数の前記キャスタレーション構造上に形成されたゲートメタル構造であって、前記キャスタレーション構造上及び前記キャスタレーション構造間にゲートメタルが被覆されており、前記高濃度にドープされたゲート層は、同じ平面で前記キャスタレーション構造と前記キャスタレーション構造間の前記ゲートメタルとに直接電気的に接触する、ゲートメタル構造とを含み、前記ゲートメタル構造に印加された電位は、上方向、下方向、及び横方向から各キャスタレーション構造の少なくとも1つの前記チャネル層を調節する、半導体装置。 - 各キャスタレーション構造は、2つの前記チャネル層の低い方と前記高濃度にドープされたゲート層との間に半導体スペーサ層を含み、前記半導体スペーサ層は低い方の前記チャネル層と前記高濃度にドープされたゲート層とに接触する、請求項1に記載の半導体装置。
- 各キャスタレーション構造は、2つの前記チャネル層の高い方の頂部上にキャップ層を含む、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記高濃度にドープされたゲート層は、高濃度にドープされたN型GaAs層である、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記キャスタレーション構造の各々の内の2つの前記チャネル層は、量子井戸構造である、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記基板はGaAs基板である、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記半導体装置は、電界効果トランジスタである、請求項1に記載の半導体装置。
- 電界効果トランジスタ(FET)において、
基板と、
前記基板上に被覆された複数の半導体層と、
前記半導体層上に被覆された高濃度にドープされたゲート層と、
前記高濃度にドープされたゲート層上に形成され、互いに離間された複数のキャスタレーション構造であって、各キャスタレーション構造は、上部チャネル層、下部チャネル層、前記上部チャネル層と前記下部チャネル層との間に配置されて前記上部チャネル層および前記下部チャネル層の両方と接触する第1の半導体スペーサ層、前記下部チャネル層と前記高濃度にドープされたゲート層との間に配置されて前記下部チャネル層および前記高濃度にドープされたゲート層と接触する第2の半導体スペーサ層、および前記上部チャネル層の頂部に配置されたキャップ層を含む、キャスタレーション構造と、
複数の前記キャスタレーション構造上に形成されたゲートメタル構造であって、前記キャスタレーション構造上及び前記キャスタレーション構造間にゲートメタルが被覆されており、前記高濃度にドープされたゲート層は、同じ平面で前記キャスタレーション構造と前記キャスタレーション構造間の前記ゲートメタルとに直接電気的に接触するように形成され、前記ゲートメタル構造に印加された電位は、上方向、下方向、及び横方向から各キャスタレーション構造の前記チャネル層を調節する、電界効果トランジスタ(FET)。 - 前記高濃度にドープされたゲート層は、高濃度にドープされたN型GaAs層である、請求項8に記載のFET。
- キャスタレーション構造の各々の内の前記上部チャネル層および前記下部チャネル層は量子井戸構造である、請求項8に記載のFET。
- 前記基板はGaAs基板である、請求項8に記載のFET。
- 半導体装置を製造する方法において、
基板を準備するステップと、
前記基板上に被覆された複数の半導体層をエピタキシャル成長させるステップと、
前記半導体層上に高濃度にドープされたゲート層をエピタキシャル成長させるステップと、
前記高濃度にドープされたゲート層上に互いに離間して配置された複数のキャスタレーション構造を形成するステップであって、キャスタレーション構造の各々は半導体スペーサ層で分離された2つのチャネル層を含み、前記半導体スペーサ層は前記チャネル層の両方と接触する、ステップと、
複数の前記キャスタレーション構造上にゲートメタル構造を形成するステップであって、前記ゲートメタル構造は、前記キャスタレーション構造上および前記キャスタレーション構造間にゲートメタルが被覆されており、前記高濃度にドープされたゲート層は、同じ平面で前記キャスタレーション構造と前記キャスタレーション構造間の前記ゲートメタルとに直接電気的に接触するように形成され、前記ゲートメタル構造に付与された電位は、上方向、下方向、及び横方向からキャスタレーション構造の各々の少なくとも1つの前記チャネル層を調節する、ステップと、
を含む半導体装置を製造する方法。 - 複数のキャスタレーション構造を形成するステップは、低い方の前記チャネル層と前記高濃度にドープされたゲート層との間の半導体スペーサ層を含み、前記半導体スペーサ層は低い方の前記チャネル層と前記高濃度にドープされたゲート層とに接触することを含む、請求項12に記載の方法。
- 複数のキャスタレーション構造を形成するステップは、上側にある前記チャネル層の頂部上にキャップ層を含むキャスタレーション構造の形成を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記高濃度にドープされたゲート層は、高濃度にドープされたN型GaAs層である、請求項12に記載の方法。
- 複数のキャスタレーション構造を形成するステップは、2つの前記チャネル層が量子井戸構造であるキャスタレーション構造を形成することを含む、請求項12に記載の方法。
- 基板を提供するステップは、GaAs基板を提供することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記半導体装置は、電界効果トランジスタである、請求項12に記載の方法。
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