JPH01108779A - 電界効果半導体装置 - Google Patents
電界効果半導体装置Info
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- JPH01108779A JPH01108779A JP26533687A JP26533687A JPH01108779A JP H01108779 A JPH01108779 A JP H01108779A JP 26533687 A JP26533687 A JP 26533687A JP 26533687 A JP26533687 A JP 26533687A JP H01108779 A JPH01108779 A JP H01108779A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 9
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 12
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
- H01L29/7782—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/36—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the concentration or distribution of impurities in the bulk material
- H01L29/365—Planar doping, e.g. atomic-plane doping, delta-doping
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
所謂、δドープ（ｄｅｌ ｔａ−ｄｏｐｅｄ）された電
界効果トランジスタ（ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ
ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）と呼ばれる電界効果半
導体装置の改良に関し、簡単な手段を用いてδドープＦ
ＥＴの高周波特性等を改善することを目的とし、 δドープで形成したＳｉ単原子層を厚さ方向の途中に挟
んだＩ ａｘＧａ、−ＸＡｓ層からなるチャネル層を備
えるよう構成する。
界効果トランジスタ（ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ
ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）と呼ばれる電界効果半
導体装置の改良に関し、簡単な手段を用いてδドープＦ
ＥＴの高周波特性等を改善することを目的とし、 δドープで形成したＳｉ単原子層を厚さ方向の途中に挟
んだＩ ａｘＧａ、−ＸＡｓ層からなるチャネル層を備
えるよう構成する。
〔産業上の利用分野）
本発明は、所謂、δドープＦＥＴと呼ばれる電界効果半
導体装置の改良に関する。
導体装置の改良に関する。
近年、シューベルト及びプローグ等に依って、δドープ
ＦＥＴが提案された（要すれば、「Ｅ。
ＦＥＴが提案された（要すれば、「Ｅ。
Ｆ、５ｃｈｕｂｅｒｔ ａｎｄ Ｋ、ＰｌｏｏｇＩ
ＥＥＥ ＥＤ−３３（１９８６）６２５参照）。
ＥＥＥ ＥＤ−３３（１９８６）６２５参照）。
第２図はδドープＦＥＴの要部切断側面図を表している
。
。
図に於いて、１１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、１２はｐ−
型ＧａＡｓ層、１３はδドープ層、１４はｐ″″型Ｇａ
Ａｓ層、１５はソース電極、１６はドレイン電極、１７
はゲート電極、１５へ及び１６Ａは合金化領域をそれぞ
れ示している。
型ＧａＡｓ層、１３はδドープ層、１４はｐ″″型Ｇａ
Ａｓ層、１５はソース電極、１６はドレイン電極、１７
はゲート電極、１５へ及び１６Ａは合金化領域をそれぞ
れ示している。
このＦＥＴに於いては、δビー１層１３はドナーの単原
子層で構成される。
子層で構成される。
第３図は第２図に見られるδドープＦＥＴに関するエネ
ルギ・バンド・ダイヤグラムを表し、第２図に於いて用
いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持
つものとする。
ルギ・バンド・ダイヤグラムを表し、第２図に於いて用
いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持
つものとする。
図に於いて、ＥＦはフェルミ・レベル、Ｅｃは伝導帯の
底、Ｅ・はポテンシャルの谷に生成された単位をそれぞ
れ示している。
底、Ｅ・はポテンシャルの谷に生成された単位をそれぞ
れ示している。
図から明らかなように、δビー１層１３を形成すると、
その部分に於ける伝導帯の底Ｅｃには量子化された準位
Ｅ、が現れ、この準位Ｅ、に依ってチャネルが形成され
るものである。
その部分に於ける伝導帯の底Ｅｃには量子化された準位
Ｅ、が現れ、この準位Ｅ、に依ってチャネルが形成され
るものである。
このδドープＦＥＴは、ゲート耐圧並びにシート・キャ
リヤ濃度が高く、ゲート・チャネル間を近づけることが
可能であり、電流駆動能力が高く、また、微細な半導体
装置を実現するのに有効であるとされている。
リヤ濃度が高く、ゲート・チャネル間を近づけることが
可能であり、電流駆動能力が高く、また、微細な半導体
装置を実現するのに有効であるとされている。
前記したように、δドープＦＥＴは種々な長所を有して
はいるが、高周波特性についてはＭＥ′ＳＦＥＴ（ｍｅ
ｔａｌ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ。
はいるが、高周波特性についてはＭＥ′ＳＦＥＴ（ｍｅ
ｔａｌ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ。
ｒ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎ
ｓｉｓｔｏｒ）やＨＥＭＴ （ｈｉｇｈ ｅｌａｃｔ
ｒ。
ｓｉｓｔｏｒ）やＨＥＭＴ （ｈｉｇｈ ｅｌａｃｔ
ｒ。
ｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に
比較して良好とはいえない。
比較して良好とはいえない。
本発明は、簡単な手段を用いてδドープＦＥＴの高周波
特性等を改善しようとする。
特性等を改善しようとする。
本発明に依る電界効果半導体装置では、δドープで形成
したＳｉ単原子層（例えばδドープＳｉ層４）を厚さ方
向の途中に挟んだｌ ｎｚ Ｇ ａ ｒ−ｘＡｓ層（例
えばＩ ｎ、Ｇａｒ−ｘ Ａｓ層３及び５）からなるチ
ャネル層を備えている。
したＳｉ単原子層（例えばδドープＳｉ層４）を厚さ方
向の途中に挟んだｌ ｎｚ Ｇ ａ ｒ−ｘＡｓ層（例
えばＩ ｎ、Ｇａｒ−ｘ Ａｓ層３及び５）からなるチ
ャネル層を備えている。
一般に、電界効果トランジスタに於ける遮断周波数ｆ、
は、 ｆ、ｗｖ、／２πＬ。
は、 ｆ、ｗｖ、／２πＬ。
ｖ３ ：飽和速度
り、：ゲート長
で表される。
本発明の電界効果半導体装置に於いて採用したＩ ｎ
Ｘ Ｇ ａ Ｈ−ｘ Ａ ｓは、その飽和速度Ｖ、がＧ
ａＡｓなどと比較すると迩かに大きいので、前記式から
明らかなように遮断周波数ｆ７は当然に向上し、高周波
特性は確実に良好になる。また、Ｉｎ。
Ｘ Ｇ ａ Ｈ−ｘ Ａ ｓは、その飽和速度Ｖ、がＧ
ａＡｓなどと比較すると迩かに大きいので、前記式から
明らかなように遮断周波数ｆ７は当然に向上し、高周波
特性は確実に良好になる。また、Ｉｎ。
Ｇａ、−やＡ３はｒ−Ｌバンド間隔が広いので高電界領
域での特性が改善される。更にまた、Ｉｎ。
域での特性が改善される。更にまた、Ｉｎ。
Ｇａ、−ヨＡｓのＸ値を変えることでチャネル内を走行
する電子の二次元濃度ｎｓ （例えば１〜１０ｘ ｌ
Ｏ１２（ｃｍ−”）を制御することができる。
する電子の二次元濃度ｎｓ （例えば１〜１０ｘ ｌ
Ｏ１２（ｃｍ−”）を制御することができる。
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図を表している
。
。
図に於いて、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓ
層、３はＩ ｎ ｘ Ｇ ａ ｌ−ｘ Ａ ３層、４は
δドープＳｔ層、５はＩ ｎｘ Ｇａｒ−ｘ Ａｓ層、
６はＧａＡｓ層、・７はソース電極、８はドレイン電極
、９はゲート電極を示している。
層、３はＩ ｎ ｘ Ｇ ａ ｌ−ｘ Ａ ３層、４は
δドープＳｔ層、５はＩ ｎｘ Ｇａｒ−ｘ Ａｓ層、
６はＧａＡｓ層、・７はソース電極、８はドレイン電極
、９はゲート電極を示している。
本実施例に於ける各部分の主要データを例示すると次の
通りである。
通りである。
（ａ）ＧａＡｓ層２について
厚さ：１ 〔μｍ〕
（ｂ） Ｉ ｎｘＧａｔ−ｘ Ａｓ層３についてＸ値
：Ｏ，ｔＳ 厚さニア５ 〔人〕 尚、Ｘ値は０．１〜０．３の範囲で選択される。
：Ｏ，ｔＳ 厚さニア５ 〔人〕 尚、Ｘ値は０．１〜０．３の範囲で選択される。
（Ｃ） δドープＳｉ層４
不純物：Ｓｉ
暦数：１原子層
（’） Ｉ ｎ ｘ Ｇ ａ ＋−ｘ Ａ ｓ層５に
ついてＸ値：０．１５ 厚さ＝７５ 〔人〕 尚、Ｘ値は０．１〜０．３の範囲で選択される。
ついてＸ値：０．１５ 厚さ＝７５ 〔人〕 尚、Ｘ値は０．１〜０．３の範囲で選択される。
（ｅ）ＧａＡｓ層６にツイテ
厚さ：２００（人〕
（ｆ） ソース電極７及びドレイン電極８について材
料：Ｎｉ／ＡｕＧｅ 厚さ：１５００（人）／１５００（人〕（ｇ） ゲー
ト電極７について 材料！Ａｊ！ 厚さ：２０００（人〕 本実施例に於いては、ＧａＡｓ層２或いは６とＩ ｎ
Ｘ Ｇ ａ ｌ−ｘ Ａ ｓ層３或いは５とが格子整合
しないので、Ｉｎ、Ｇａ、−１ＩＡｓ層３或いは５を前
記のように極薄く形成し、所謂、歪入りの状態にするこ
とで結晶欠陥の発生を回避している。尚、ＧａＡｓ層２
或いは６はＡｌｙ Ｇａ５−ｙ Ａｓ層に代替しても良
い。
料：Ｎｉ／ＡｕＧｅ 厚さ：１５００（人）／１５００（人〕（ｇ） ゲー
ト電極７について 材料！Ａｊ！ 厚さ：２０００（人〕 本実施例に於いては、ＧａＡｓ層２或いは６とＩ ｎ
Ｘ Ｇ ａ ｌ−ｘ Ａ ｓ層３或いは５とが格子整合
しないので、Ｉｎ、Ｇａ、−１ＩＡｓ層３或いは５を前
記のように極薄く形成し、所謂、歪入りの状態にするこ
とで結晶欠陥の発生を回避している。尚、ＧａＡｓ層２
或いは６はＡｌｙ Ｇａ５−ｙ Ａｓ層に代替しても良
い。
本発明に依る電界効果半導体装置に於いては、δドープ
で形成したＳｉ単原子層を厚さ方向の途中に挟んだＩ
ｎｘ Ｇ ａ Ｉ−ｘ Ａ ８層をチャネル層としてい
る。
で形成したＳｉ単原子層を厚さ方向の途中に挟んだＩ
ｎｘ Ｇ ａ Ｉ−ｘ Ａ ８層をチャネル層としてい
る。
このように、Ｉｎ、Ｇａｌ−５ｓ Ａ”を採用したこと
で、遮断周波数ｆ、は向上し、高周波特性は確実に良好
になる。また、Ｉ ｎ、Ｇａ、−、Ａｓはｒ・Ｌバンド
間隔が広いので高電界領域での特性が改善される。更に
また、Ｉ ｎ、ＧａＩ−ｘ ＡｓのＸ値を変えることで
ｎ、を制御することができる。
で、遮断周波数ｆ、は向上し、高周波特性は確実に良好
になる。また、Ｉ ｎ、Ｇａ、−、Ａｓはｒ・Ｌバンド
間隔が広いので高電界領域での特性が改善される。更に
また、Ｉ ｎ、ＧａＩ−ｘ ＡｓのＸ値を変えることで
ｎ、を制御することができる。
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図、第２図は従
来例の要部切断側面図、第３図は従来例のエネルギ・バ
ンド・ダイヤグラムをそれぞれ表している。 図に於いて、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓ
層、３はＩ ｎ Ｘ Ｇ ａ Ｉ−Ｘ Ａ ８層、４は
δドープＳｔ層、５はＩ ｎ、Ｇａ、−ＸＡｓ層、６は
ＧａＡｓ層、７はソース電極、８はドレイン電極、９は
ゲート電極を示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 一 実施例の要部切断側面図 第１図 従来例の要部切断側面図 第２図 Ｊ 従来例のエネルギ・バンド・ダイヤグ）ム第３図
来例の要部切断側面図、第３図は従来例のエネルギ・バ
ンド・ダイヤグラムをそれぞれ表している。 図に於いて、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓ
層、３はＩ ｎ Ｘ Ｇ ａ Ｉ−Ｘ Ａ ８層、４は
δドープＳｔ層、５はＩ ｎ、Ｇａ、−ＸＡｓ層、６は
ＧａＡｓ層、７はソース電極、８はドレイン電極、９は
ゲート電極を示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 一 実施例の要部切断側面図 第１図 従来例の要部切断側面図 第２図 Ｊ 従来例のエネルギ・バンド・ダイヤグ）ム第３図
Claims (1)
- δドープで形成したＳｉ単原子層を厚さ方向の途中に
挟んだＩｎ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ層からなるチャネ
ル層を備えてなる電界効果半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26533687A JPH01108779A (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 電界効果半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26533687A JPH01108779A (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 電界効果半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108779A true JPH01108779A (ja) | 1989-04-26 |
Family
ID=17415771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26533687A Pending JPH01108779A (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 電界効果半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01108779A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01186683A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPH0289325A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体の構造体及びその形成方法 |
| EP0523487A2 (de) * | 1991-07-19 | 1993-01-20 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Heterostruktur-Feldeffekttransistor mit pulsdotiertem Kanal |
| EP0555886A2 (en) * | 1992-02-14 | 1993-08-18 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Hetero-junction field effect transistor |
| US5285087A (en) * | 1990-10-25 | 1994-02-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heterojunction field effect transistor |
| JP2008300807A (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-10-22 JP JP26533687A patent/JPH01108779A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01186683A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-26 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPH0289325A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 化合物半導体の構造体及びその形成方法 |
| US5285087A (en) * | 1990-10-25 | 1994-02-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heterojunction field effect transistor |
| EP0523487A2 (de) * | 1991-07-19 | 1993-01-20 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Heterostruktur-Feldeffekttransistor mit pulsdotiertem Kanal |
| EP0523487A3 (en) * | 1991-07-19 | 1993-12-29 | Daimler Benz Ag | Heterostructure field effect transistor with pulse doped channel |
| EP0555886A2 (en) * | 1992-02-14 | 1993-08-18 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Hetero-junction field effect transistor |
| JP2008300807A (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP4524298B2 (ja) * | 2007-06-04 | 2010-08-11 | パナソニック株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US7989845B2 (en) | 2007-06-04 | 2011-08-02 | Panasonic Corporation | Semiconductor device having a hetero-junction bipolar transistor and manufacturing method thereof |
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