JPH023937A - Field effect transistor - Google Patents

Field effect transistor

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JPH023937A
JPH023937A JP15274288A JP15274288A JPH023937A JP H023937 A JPH023937 A JP H023937A JP 15274288 A JP15274288 A JP 15274288A JP 15274288 A JP15274288 A JP 15274288A JP H023937 A JPH023937 A JP H023937A
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undoped
doped
field effect
buffer layer
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Koichi Maezawa
宏一 前澤
Takashi Mizutani
孝 水谷
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Abstract

PURPOSE:To increase barrier height and improve fm and gm by using InAlGaAs having intermediate lattice constants between a barrier layer and a channel layer, as a buffer layer. CONSTITUTION:The title device is an field effect transistor having a laminated body, a gate electrode 6, a drain electrode 10 and a source electrode 9 formed on the laminated body. The laminated body is constituted by epitaxially growing the following in order; a buffer layer 2, a channel layer 3 and a barrier layer 4 (or carrier supplying layer). The buffer layer 2 is composed of undoped or P-type impurity doped InxAlyGa1-x-yAs (0<y<1-x), and sufficiently thickly stacked until lattice deformation is relieved. The channel layer 3 is composed of undoped or N-type impurity doped InzGa1-zAs (0<z<=1), and is so thin that miss-fit transition does not occur. The barrier layer 4 is composed of InuAlvGa1-u-vAs (0<u+v<=1, 0<=u<y) which is not doped or doped partially or wholly with N-type impurity, and is so thin that miss-fit transition does not occur. A relation u<x<z is to be maintained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電界効果型トランジスタに関し、特に、高速
で集積回路に適した電界効果型トランジスタに関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to field effect transistors, and more particularly to field effect transistors that are fast and suitable for integrated circuits.

〔従来技術〕[Prior art]

従来から、AlGaAs/InGaAs/GaAsヘテ
ロ接合を用いた電界効果型トランジスタが知られている
。第4図にその一例の要部断面図を示す、第5図は、第
4図の電界効果型トランジスタのエネルギーバンドダイ
アグラムである。
2. Description of the Related Art Field-effect transistors using AlGaAs/InGaAs/GaAs heterojunctions have been known. FIG. 4 shows a sectional view of a main part of an example, and FIG. 5 is an energy band diagram of the field effect transistor shown in FIG.

前記従来の電界効果型トランジスタは、第4図に示すよ
うに、半絶縁性GaAs基板101上にアンドープGa
Asよりなるバッファー層102.アンドープIn、2
Ga、、、Asよりなるチャネル層103、アンドープ
A1L4sGaa、55Asよりなるバリア層104.
アンドープGaASよりなるキャップ層105を順次エ
ピタキシャル成長した積層体が形成される。その積層体
上に堆積され、ストライプ状に加工された金属からなる
ゲート電極106が設けられ、その両側に少なくともチ
ャネル層103に達する深さにまで形成された高濃度の
n型のソース領域107及びドレイン領域108に5そ
れぞれ接続されたソース電極109及びドレイン電極1
10が設けられている。そして、ゲート電極106に印
加する電圧によりチャネル層に2次元電子ガスを誘起す
る構造のMIS型電界効果型トランジスタ(以下、MI
SFETという)からなっている。
As shown in FIG. 4, the conventional field effect transistor has an undoped Ga layer formed on a semi-insulating GaAs substrate 101.
Buffer layer 102 made of As. Undoped In, 2
A channel layer 103 made of Ga,..., As, a barrier layer 104 made of undoped A1L4sGaa, 55As.
A laminated body is formed by successively epitaxially growing a cap layer 105 made of undoped GaAS. A gate electrode 106 made of a metal deposited and processed into a stripe shape is provided on the stacked body, and a highly doped n-type source region 107 formed to a depth reaching at least the channel layer 103 is provided on both sides of the gate electrode 106. A source electrode 109 and a drain electrode 1 each connected to the drain region 108.
10 are provided. Then, an MIS field effect transistor (hereinafter referred to as MIS) has a structure in which two-dimensional electron gas is induced in the channel layer by a voltage applied to the gate electrode 106.
SFET).

このAlGaAs/InGaAs/GaAsヘテロ接合
を用いたMI 5FETは、通常のAlGaAs/Ga
Asヘテロ接合を用いたMISFETと比べて、いくつ
かの利点を持っている。
MI 5FET using this AlGaAs/InGaAs/GaAs heterojunction is
It has several advantages over MISFETs using As heterojunctions.

その第一は、AlGaAs/InGaAsへテロ接合の
伝導帯不連続がAlGaAs/GaAsのそれより大き
くなるためチャネル層103からゲート電極106へ電
子が流れるゲートリーグ電流を低減できることである。
The first is that the conduction band discontinuity of the AlGaAs/InGaAs heterojunction is larger than that of AlGaAs/GaAs, so that the gate league current through which electrons flow from the channel layer 103 to the gate electrode 106 can be reduced.

その第二は、GaAsより電子速度の速いInGaAs
をチャネルに用いることによる遮断周波数ft、相互コ
ンダクタンスg9等を向上することができることである
The second is InGaAs, which has a faster electron velocity than GaAs.
By using this in the channel, the cutoff frequency ft, mutual conductance g9, etc. can be improved.

その第三は、バッファー層とチャネル層との伝導帯不連
続によってキャリアの閉じ込めが強くなり、短チヤネル
効果を抑制することができることである。
The third reason is that the conduction band discontinuity between the buffer layer and the channel layer strengthens carrier confinement and suppresses the short channel effect.

これらの利点は、より大きなInAs濃度を持つInG
aAsをチャネルに用いることによりさらに大きくする
ことができる[K、Maezawa et al、、 
Jpn Appl。
These advantages are due to the fact that InG with larger InAs concentration
It can be further increased by using aAs in the channel [K, Maezawa et al.
Jpn Appl.

Phys、、 26(1987)、 L74.参照]。Phys, 26 (1987), L74. reference].

一方、InGaAsは、GaAsと格子定数が異なるた
め、結晶性良く、ミスフィツト転位を生じずに積むため
には子の組成、膜厚に厳しい制約がある[例えば、 T
、 G、 Andarsson et al、、 Ap
pl、 Phys、Lett、。
On the other hand, since InGaAs has a different lattice constant from GaAs, there are strict restrictions on the composition and film thickness of InGaAs in order to have good crystallinity and stack it without causing misfit dislocations [for example, T
, G. Andarsson et al., Ap.
pl, Phys, Lett.

51 (1987)、 752.参照]。例えば、前記
の例(In、2Ga、、、Asチャネル)ではその膜厚
はおおよそ150Å以下にする必要があり、さらにIn
As濃度を大きくするだめには膜厚をさらに小さくして
いがねばならない。
51 (1987), 752. reference]. For example, in the above example (In, 2Ga, . . . As channel), the film thickness needs to be approximately 150 Å or less;
In order to increase the As concentration, the film thickness must be further reduced.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、前記従来の技術では、随記膜厚を小さく
して行くと、量子効果が強く効いてきて。
However, in the conventional technique, as the film thickness is reduced, the quantum effect becomes stronger.

基底準位のエネルギーが上り、実質的にInAsfi度
を大きくした効果を打ち消し、電界効果型トランジスタ
(FET)特性は劣化してしまう。つまり、従来技術に
はあまり大きな濃度のInAsをチャネルを使うことが
できないため、その効果が制限されるという問題があっ
た。
The energy of the ground level increases, substantially canceling out the effect of increasing the InAsfi degree, and the characteristics of the field effect transistor (FET) deteriorate. In other words, the prior art had a problem in that it was not possible to use InAs at a very high concentration in the channel, which limited its effectiveness.

ここでは、アンドープのAl、GaAsのバリア層を持
つMISFETについて説明してきたが、n型のAlG
aAs層を持つ、いわゆるH E M T (High
 E 1ectron Mob、tHty工ransi
stor)構造においても問題点はほぼ同様である。
Here, MISFETs with undoped Al and GaAs barrier layers have been explained, but n-type AlG
The so-called HEM T (High
E 1ectron Mob, tHty engineering ransi
The problem is almost the same in the stor) structure.

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。
The present invention has been made to solve the above problems.

本発明の目的は、AlGaAs/InGaAs/GaA
s構造世界効果型トランジスタにおいて、大きなInG
aAsチャネル層を用いることを可能とし、より高性能
な電界効果型トランジスタを提供することにある。
The object of the present invention is to obtain AlGaAs/InGaAs/GaA
In s-structure world-effect transistors, large InG
The object of the present invention is to enable the use of an aAs channel layer and provide a field effect transistor with higher performance.

本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記目的を達成するために、本発明は、GaAs基板上
に、アンドープ又はp型の不純物がドープされたIn、
AI Gai、−x−yAs (0< y< I  X
 )からなす、格子歪が緩和するまで十分厚く積んだバ
ッファー層と、アンドープ又はn型の不純物がドープさ
れたInzGa、−tAs (0< z < = 1 
)よりなり、ミスフィツト転位が生じない程度に薄いチ
ャネル層と、アンドープ又は一部もしくは全部にn型の
不純物をドープされたInLIAlvGa、−u−yA
s (0< = u +v (= 1 、 O< = 
u < y )からなり、ミスフィツト転位が生じない
程度に薄いバリア層(あるいはキャリア供給層)が順次
エピタキシャル成長された積層体と、該積層体上にゲー
ト、ドレイン、ソース電極を持つ電界効果型トランジス
タであって、u < x < zとしたことを最も主要
な特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides undoped or p-type impurity-doped In,
AI Gai, -x-yAs (0<y< I
), stacked sufficiently thickly until the lattice strain is relaxed, and undoped or n-type impurity-doped InzGa, -tAs (0 < z < = 1
), with a channel layer thin enough to prevent misfit dislocations, and InLIAlvGa, -u-yA, which is undoped or partially or entirely doped with n-type impurities.
s (0<= u +v (= 1, O<=
u < y ), and a field effect transistor has a stacked structure in which barrier layers (or carrier supply layers) thin enough to prevent misfit dislocations are sequentially grown epitaxially, and a gate, drain, and source electrode on the stacked structure. The most important feature is that u < x < z.

また、前記バッファー層とチャネル層の間にInxAl
yGaltGax−54As (0(= t <= 1
− s 、 O<= sくz)よりなり、かつその一部
又は全部にn型の不純物だけをドープした電子供給層を
備えたことを特徴とする 〔作用〕 前述の手段によれば、 AlGaAs/InGaAs/
GaAs構造電界効果型トランジスタにおいて、バッフ
ァー層としてチャネル層半導体の格子定数とバリア層半
導体の格子定数の中間の格子定数を持つ半導体を用いる
ことにより、大きなInGaAsチャネル層を用いるこ
とができる。これにより、高速性等のより高性能な集積
回路に適した電界効果型トランジスタを提供することが
できる。
Moreover, InxAl is formed between the buffer layer and the channel layer.
yGaltGax-54As (0(= t <= 1
[Operation] According to the above-mentioned means, AlGaAs /InGaAs/
In a GaAs structure field effect transistor, a large InGaAs channel layer can be used by using a semiconductor having a lattice constant between the lattice constant of the channel layer semiconductor and the barrier layer semiconductor as the buffer layer. This makes it possible to provide a field effect transistor suitable for higher performance integrated circuits such as high speed.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be specifically described using the drawings.

なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰す返しの説明は
省略する。
Note that throughout the description of the embodiments, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted.

〔実施例■〕[Example ■]

第1図は、本発明の実施例夏のAlGaAs/InGa
As/GaAs構造電界効果型トランジスタの概略構成
を説明するための要部断面図である。
FIG. 1 shows an example of the summer AlGaAs/InGa according to the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part for explaining a schematic configuration of an As/GaAs structure field effect transistor.

本実施例■のAlGaAs/ InGaAs/GaAs
構造電界効果型トランジスタは、第1図に示すように、
半絶縁性GaAs基板1上に、アンドープInLiGa
t、Asからなるバッファー層2.アンドープIn、4
0a、sAsからなるチャネル層3、アンドープA1□
5Gaasjsからなるバリア層4、アンドープIns
、*Gas、、Asからなるキャップ層5を、例えばM
B E (Molecular BeamE pita
xy)法により、順次エピタキシャル成長した積層体I
が設けられる。この積層体I上に、堆積され、ストライ
プ状に加工された金属(例えば、WSix)からなるゲ
ート電極6が設けられる。
AlGaAs/InGaAs/GaAs of this example
As shown in Figure 1, the structural field effect transistor has the following structure:
Undoped InLiGa is deposited on a semi-insulating GaAs substrate 1.
2. Buffer layer made of t, As. Undoped In, 4
0a, channel layer 3 made of sAs, undoped A1□
Barrier layer 4 made of 5 Gaasjs, undoped Ins
, *Gas, , As, for example, M
B E (Molecular BeamE pita)
Stacked body I grown epitaxially by the xy) method
is provided. A gate electrode 6 made of metal (for example, WSix) is deposited and processed into a stripe shape on this stacked body I.

そのゲート電極6の両側に少なくともチャネル層3に達
する深さにまで(例えばSiイオン注入とアニールによ
り)形成された高濃度のn型領域からなるソース領域7
及びドレイン領域8が形成され、さらにその上にオーミ
ック電極からなるソース電極9及びドレイン電極10が
設けられている。
Source regions 7 made of highly doped n-type regions are formed on both sides of the gate electrode 6 to a depth reaching at least the channel layer 3 (for example, by Si ion implantation and annealing).
and a drain region 8 are formed, and a source electrode 9 and a drain electrode 10 made of ohmic electrodes are further provided thereon.

ここで、バッファー層2は、半絶縁性GaAs基板1と
格子定数が異なっているが、格子歪が緩和するまで十分
厚く(例えば1μm)積層する。このときバッファー層
2と半絶縁性GaAs基板1の界面付近にはミスフィツ
ト転位11が生じるが、この界面はFET動作には直接
影響がない。
Here, although the buffer layer 2 has a different lattice constant from the semi-insulating GaAs substrate 1, it is laminated sufficiently thickly (for example, 1 μm) until the lattice strain is relaxed. At this time, misfit dislocations 11 occur near the interface between the buffer layer 2 and the semi-insulating GaAs substrate 1, but this interface does not directly affect the FET operation.

ところで、本実施例では、チャネル層3にはInt4G
as、aAsを用いているが、GaAsとの格子定数の
違いはおよそ3%もあるため、GaAsをバッファー層
2として用いる従来技術では膜厚を50Å以下にせねば
ミスフィツト転位が生じてしまう。
By the way, in this embodiment, Int4G is used in the channel layer 3.
As and aAs are used, but the difference in lattice constant from GaAs is about 3%, so in the conventional technology using GaAs as the buffer layer 2, misfit dislocations will occur unless the film thickness is set to 50 Å or less.

従って、チャネルにInAs濃度の高いInGaAsを
用いた効果は現われず、FET特性は向上しない。
Therefore, the effect of using InGaAs with a high InAs concentration for the channel does not appear, and the FET characteristics do not improve.

これに対して、本実施例では、バッファー層2に、In
、、2Ga、、、 Asを用いているため、格子定数の
違いは、1.5%程度であり、チャネル層3の厚さを十
分厚く1例えば150人にすることができる。
On the other hand, in this embodiment, the buffer layer 2 is made of In.
, 2Ga, , As, the difference in lattice constant is about 1.5%, and the thickness of the channel layer 3 can be made sufficiently thick to, for example, 150 layers.

この時、チャネル層3は面内の格子定数がバッファー層
2に一致するように歪んでいる。従って、バリア層4と
チャネル層3及びバッファー層2との格子定数の違いは
−1,5%程度であり、やはり150人程度の厚さとす
ることができる。
At this time, the channel layer 3 is distorted so that its in-plane lattice constant matches that of the buffer layer 2. Therefore, the difference in lattice constant between the barrier layer 4, the channel layer 3, and the buffer layer 2 is about -1.5%, and the thickness can also be about 150 layers.

また、本実施例を用いれば、前述のように大きなInA
s濃度のInGaAsをチャネルとして使えるため、バ
リアハイドの増大や、遮断周波数ft 、相互コンダク
タンスgmの増大(動作速度が大きくなるためft  
t gユが増大する)、短チヤネル効果の抑止等効果は
顕著である。
Furthermore, if this embodiment is used, large InA
Since InGaAs with a concentration of
The effects such as increasing t g y) and suppressing the short channel effect are significant.

なお9本実施例では、キャップ層5としてInL2Ga
、、、Asを設けた例を説明したが、これはなくても良
い、また、GaAsをキャップ層5に用いる場合は、キ
ャップ層5とバリア層4を合わせた厚さがミスフィツト
転位が生じる厚さより薄くならなければならない。この
例では、ゲート電極6に金属を用いるが適当な半導体を
用いれば、しきい値を好みの値にすることができる。
9 In this embodiment, InL2Ga is used as the cap layer 5.
,,,Although an example in which As is provided has been described, it may be omitted.Also, when GaAs is used for the cap layer 5, the combined thickness of the cap layer 5 and barrier layer 4 is the thickness at which misfit dislocation occurs. It has to be thinner than it is. In this example, metal is used for the gate electrode 6, but if a suitable semiconductor is used, the threshold value can be set to a desired value.

〔実施例■〕[Example ■]

第2図は、本発明の実施例■のAlGaAs/InGa
As/GaAs構造電界効果型トランジスタの概略構成
を説明するための要部断面図である。
FIG. 2 shows AlGaAs/InGa of Example ① of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part for explaining a schematic configuration of an As/GaAs structure field effect transistor.

本実施例■のAlGaAs/InGaAs/GaAs構
造電界効果型トランジスタの前記実施例Iのものと異な
る点は、アンドープ^1.,4.Ga□、Asからなる
バリア層4を、アンドープAl@、3Ga@、aGas
7A8からなるスペーサー層12とn−Alm、3Ga
@、7Asからなる電子(キャリア)供給層13とした
こと、いわゆるHEMT構造としたことである。また、
キャップ層14もオーミックをとりやすくするためにn
−In、、、Ga、、、Asとしている。
The difference between the AlGaAs/InGaAs/GaAs structure field effect transistor of this embodiment (2) and that of the above-mentioned embodiment I is that it is undoped ^1. ,4. The barrier layer 4 made of Ga□, As is replaced with undoped Al@, 3Ga@, aGas.
Spacer layer 12 made of 7A8, n-Alm, 3Ga
The electron (carrier) supply layer 13 is made of @, 7As, and has a so-called HEMT structure. Also,
The cap layer 14 also has n
-In, . . . Ga, . . . As.

15はゲート電極である。15 is a gate electrode.

この場合も、 AlGaAs/InGaAsの伝導帯不
連続を従来技術より0.2eV程度大きくできるため、
2次元電子ガスの濃度を増大させることができ、優れた
FET性能が得られる。もちろん、チャネル層の電子速
度も大きくなり、fu  r grnも増大する。これ
はバッファー層とチャネル層の間に電子供給層を設けた
構造でも同様である。
In this case as well, since the conduction band discontinuity of AlGaAs/InGaAs can be made larger by about 0.2 eV than in the conventional technology,
The concentration of two-dimensional electron gas can be increased and excellent FET performance can be obtained. Of course, the electron velocity in the channel layer also increases, and fur grn also increases. This also applies to a structure in which an electron supply layer is provided between a buffer layer and a channel layer.

なお、本実施例■においては、前記イオン注入によるn
 領域のソース領域7及びドレイン領域8はなくても良
い。
In addition, in this embodiment (2), the n
The source region 7 and drain region 8 of the region may be omitted.

〔実施例■〕[Example ■]

第3図は、本発明の実施例■のAlGaAs/InGa
As/GaAs構造電界効果型トランジスタの概略構成
を説明するための要部断面図である。
FIG. 3 shows AlGaAs/InGa of Example ① of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part for explaining a schematic configuration of an As/GaAs structure field effect transistor.

本実施例■のAlGaAs/InGaAs/GaAs構
造電界効果型トランジスタは、第1図に示す実施例Iの
アンドープIn、、Ga、、、Asからなるバッファー
層2とアンドープIn 1.4 G a m、a A 
8からなるチャネル層3の間に、n−Al1,3Gas
、7ASからなる電子(キャリア)供給層16設けたも
のである。
The AlGaAs/InGaAs/GaAs structure field effect transistor of Example 2 is composed of the buffer layer 2 made of undoped In, Ga, . . . As of Example I shown in FIG. a A
between the channel layer 3 consisting of n-Al1,3Gas
, 7AS is provided.

このような構造にすることにより、ソース電極9及びド
レイン電極10の寄生抵抗の低減及びしきい値電圧の調
整を行うことができる。この場合、気るソース、ドレイ
ンのソース領域7及びドレイン領域8のイオン注入によ
るn 領域は、なくでもよい。
By adopting such a structure, the parasitic resistance of the source electrode 9 and the drain electrode 10 can be reduced and the threshold voltage can be adjusted. In this case, the n region formed by ion implantation in the source region 7 and drain region 8 of the source and drain may be omitted.

〔実施例■〕[Example ■]

本実施例■のAlGaAs/InGaAs/GaAs構
造電界効果型トランジスタは、第2図に示す実施例■の
アンドープIn、、zGas、、Asからなるバッファ
ー層2とアンドープIn@、+Ga@、@A’3からな
るチャネル層3の間に、前記実施例■と同様のn−Al
。Ga、、、Asからなる電子(キャリア)供給層16
を設けたものである。
The AlGaAs/InGaAs/GaAs structure field effect transistor of this embodiment (2) has a buffer layer 2 made of undoped In, zGas, and As of the embodiment (2) shown in FIG. 2, and undoped In@, +Ga@, @A'. Between the channel layers 3 consisting of
. Electron (carrier) supply layer 16 made of Ga, ..., As
It has been established.

このような構造にすることにより、前記実施例■と同等
の効果を得ることができる6 また、電子(キャリア)供給層16のチャネル側にアン
ドープのスペーサー層を設けることにより、モビリティ
の増大を図ることができる。
By adopting such a structure, it is possible to obtain an effect similar to that of the above-mentioned Example ②6.Moreover, by providing an undoped spacer layer on the channel side of the electron (carrier) supply layer 16, mobility can be increased. be able to.

前述の実施例において、HEMT構造の場合、しきい値
を合わせるために、バリア層をより厚くしたい場合も生
じる。この場合は、バッファー層のInAs濃度を平均
値より小さくする(この時はチャネル層の厚みを小さく
する)が、バリア層に少しInAsを入れた混晶を使え
ば良い。
In the above-described embodiment, in the case of the HEMT structure, it may be necessary to make the barrier layer thicker in order to match the threshold voltage. In this case, the InAs concentration in the buffer layer is made smaller than the average value (in this case, the thickness of the channel layer is made smaller), but a mixed crystal containing a small amount of InAs may be used in the barrier layer.

その他、チャネルのInGaAs層をn型にして他をア
ンドープとした構造等、多くのバリエーションにおいて
も1本発明の効果は顕著である。
The effects of the present invention are also significant in many other variations, such as a structure in which the InGaAs layer of the channel is n-type and the other is undoped.

なお1本発明では、バッファー層にはチャネル層よりも
GaAs基板と格子定数の近い、InGaAs (In
GaAIAs)を用いることができるため、直接InA
s組成の大きなチャネル層を厚く積層する場合より。
Note that in the present invention, the buffer layer is made of InGaAs (InGaAs), which has a lattice constant closer to that of the GaAs substrate than the channel layer.
Direct InA
Compared to the case where a channel layer with a large s composition is laminated thickly.

容易にその結晶性を良くできるという利点もある。Another advantage is that the crystallinity can be easily improved.

また、中間地、電子情報通信学会技術研究報告vo1.
87. (1987)、ED87−123. p85.
に記載されるように、Xが0.4あたりでX線の半値幅
が非常に大きくなったり、層状成長ができなくなるなど
結晶成長が鷺しくなるため、この効果は実用上天である
。超格子バッファー層や組成傾斜層を基板近くに設けれ
ば、転位密度の低減など、より結晶性を向上できる。
In addition, intermediate location, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers technical research report vol.
87. (1987), ED87-123. p85.
As described in , when X is around 0.4, the half-width of X-rays becomes very large, and crystal growth becomes slow, such as layered growth becoming impossible, so this effect is practically outstanding. By providing a superlattice buffer layer or a compositionally graded layer near the substrate, crystallinity can be further improved by reducing dislocation density.

また、前述の実施例では、バッファー層はInGaAs
であったが、 InAlGaAsを用いれば、同じ格子
定数でも、伝導帯不連続やバンドキャップが大きくなる
ので、より短チヤネル効果の抑止が図れる等の利点があ
る。
Further, in the above embodiment, the buffer layer is made of InGaAs.
However, if InAlGaAs is used, even with the same lattice constant, the conduction band discontinuity and band gap will become larger, so there are advantages such as the ability to further suppress the short channel effect.

以上1本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
The present invention has been specifically explained above based on examples, but
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without departing from the spirit thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、説明したように、本発明によれば、バッファー層
に、バリア層とチャネル層の中間の格子定数を持つIn
AlGaAsを用いているため、チャネル層とバリア層
で格子定数が3〜4%と大きく異なるものを利用でき、
バリアハイドの増大やfjg、、の向上等顕著な効果が
得られる。
As described above, according to the present invention, the buffer layer is made of In having a lattice constant between that of the barrier layer and the channel layer.
Since AlGaAs is used, it is possible to use a channel layer and a barrier layer with significantly different lattice constants of 3 to 4%.
Remarkable effects such as an increase in barrier hydride and an improvement in fjg can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の実施例■のAlGaAs/InGa
As/GaAs構造電界効果型トランジスタの概略構成
を説明するための要部断面図、 第2図は、本発明の実施例■のAlGaAs/InGa
As/GaAs構造電界効果型トランジスタの概略構成
を説明するための要部断面図。 第3図は、本発明の実施例■のAlGaAs/InGa
As/GaAs構造電界効果型トランジスタの概略構成
を説明するための要部断面図、 第4図は、従来技術による電界効果型トランジスタの問
題点を説明するための要部断面図、第5図は、第4図の
電界効果型トランジスタのエネルギーバンド図である。 図中、1・・・半絶縁性GaAs基板、2・・・バッフ
ァー層、3・・・チャネル層、4・・・バリア層、5・
・・キャップ層、6,15・・・ゲート電極、7・・・
ソースn゛領域。 8・・・ドレインn゛領域、9・・・ソース電極、10
・・・ドレイン電極、11・・・ミスフィツト転位、1
2・・・スペーサー層、13.16・・・電子(キャリ
ア)供給層、14・・・キャップ層・
FIG. 1 shows AlGaAs/InGa of Example ① of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a main part for explaining the schematic structure of an As/GaAs structure field effect transistor.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part for explaining a schematic configuration of an As/GaAs structure field effect transistor. FIG. 3 shows AlGaAs/InGa of Example ① of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part for explaining the schematic structure of an As/GaAs structure field effect transistor. FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part for explaining the problems of a conventional field effect transistor. , is an energy band diagram of the field effect transistor of FIG. 4; In the figure, 1... semi-insulating GaAs substrate, 2... buffer layer, 3... channel layer, 4... barrier layer, 5...
...Cap layer, 6,15...Gate electrode, 7...
Source n゛ area. 8...Drain n' region, 9...Source electrode, 10
...Drain electrode, 11...Misfit dislocation, 1
2... Spacer layer, 13.16... Electron (carrier) supply layer, 14... Cap layer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)GaAs基板上に、アンドープ又はp型の不純物
がドープされたIn_xAl_yGa_1_−_x_−
_yAs(0<y<1−x)からなり、格子歪が緩和す
るまで十分厚く積んだバッファー層と、アンドープ又は
n型の不純物がドープされたIn_zGa_1_−_z
As(0<z<=1)よりなり、ミスフィット転位が生
じない程度に薄いチャネル層と、アンドープ又は一部も
しくは全部にn型の不純物をドープされたIn_uAl
_vGa_1_−_u_−_vAs(0<=u+v<=
1、0<=u<y)からなり、ミスフィット転位が生じ
ない程度に薄いバリア層(あるいはキャリア供給層)が
順次エピタキシャル成長された積層体と、該積層体上に
ゲート、ドレイン、ソース電極を持つ電界効果型トラン
ジスタであって、u<x<zとしたことを特徴とする電
界効果型トランジスタ。
(1) In_xAl_yGa_1_-_x_- doped with undoped or p-type impurities on a GaAs substrate
A buffer layer made of _yAs (0<y<1-x) stacked sufficiently thickly until the lattice strain is relaxed, and In_zGa_1_-_z undoped or doped with n-type impurities.
A channel layer made of As (0<z<=1) and thin enough to prevent misfit dislocations, and In_uAl that is undoped or partially or entirely doped with n-type impurities.
_vGa_1_−_u_−_vAs(0<=u+v<=
1, 0 <= u < y), and a layered structure in which barrier layers (or carrier supply layers) thin enough to prevent misfit dislocations are sequentially grown epitaxially, and gate, drain, and source electrodes are formed on the layered structure. A field effect transistor characterized in that u<x<z.
(2)前記バッファー層とチャネル層の間にIn_sA
l_tGa_1_−_s_−_tAs(0<=t<=1
−s、0<=s<z)よりなり、かつその一部又は全部
にn型の不純物だけをドープした電子供給層を備えたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電界効果
型トランジスタ。
(2) In_sA between the buffer layer and the channel layer
l_tGa_1_-_s_-_tAs(0<=t<=1
-s, 0<=s<z), and includes an electron supply layer partially or entirely doped with n-type impurities. effect type transistor.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5199976A (en) * 1991-06-13 1993-04-06 The Gillette Company Ozone-friendly correction fluid
US5495115A (en) * 1993-08-06 1996-02-27 Hitachi, Ltd. Semiconductor crystalline laminate structure, forming method of the same, and semiconductor device employing the same
US6037242A (en) * 1997-03-06 2000-03-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of making hetero-structure
JP2001053005A (en) * 1999-08-06 2001-02-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Compound semiconductor epitaxial wafer and its manufacture
JP2006093731A (en) * 2005-11-07 2006-04-06 Fujitsu Ltd Compound semiconductor device
JP2008300807A (en) * 2007-06-04 2008-12-11 Panasonic Corp Semiconductor device, and manufacturing method thereof
JP2011236714A (en) * 2010-05-06 2011-11-24 Takeo Miyamoto Expandable storage system house
US10225490B2 (en) 2015-03-09 2019-03-05 Hitachi Kokusai Electric, Inc. Mobile studio and method for using mobile studio

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5505697B2 (en) * 2010-02-01 2014-05-28 日本電信電話株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5199976A (en) * 1991-06-13 1993-04-06 The Gillette Company Ozone-friendly correction fluid
US5495115A (en) * 1993-08-06 1996-02-27 Hitachi, Ltd. Semiconductor crystalline laminate structure, forming method of the same, and semiconductor device employing the same
US6037242A (en) * 1997-03-06 2000-03-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of making hetero-structure
JP2001053005A (en) * 1999-08-06 2001-02-23 Sumitomo Electric Ind Ltd Compound semiconductor epitaxial wafer and its manufacture
JP2006093731A (en) * 2005-11-07 2006-04-06 Fujitsu Ltd Compound semiconductor device
JP2008300807A (en) * 2007-06-04 2008-12-11 Panasonic Corp Semiconductor device, and manufacturing method thereof
JP4524298B2 (en) * 2007-06-04 2010-08-11 パナソニック株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
US7989845B2 (en) 2007-06-04 2011-08-02 Panasonic Corporation Semiconductor device having a hetero-junction bipolar transistor and manufacturing method thereof
JP2011236714A (en) * 2010-05-06 2011-11-24 Takeo Miyamoto Expandable storage system house
US10225490B2 (en) 2015-03-09 2019-03-05 Hitachi Kokusai Electric, Inc. Mobile studio and method for using mobile studio

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