JPH04264736A - Gallium arsenide field effect transistor - Google Patents
Gallium arsenide field effect transistorInfo
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明はガリウム砒素電界効果ト
ランジスタに関するものである。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to gallium arsenide field effect transistors.
【0002】0002
【従来の技術】従来技術によるガリウム砒素(GaAs
)電界効果トランジスタ(FET)について、図2を参
照して説明する。[Prior Art] Gallium arsenide (GaAs)
) A field effect transistor (FET) will be explained with reference to FIG.
【0003】半絶縁性GaAs基板1上にノンドープA
lGaAsバッファ層2、N型GaAs動作層6、高濃
度N型GaAsキャップ層7が積層されている。高濃度
N型GaAsキャップ層7とN型GaAs動作層6の表
面とがメサエッチングされたところにショットキ接触す
るゲート電極8が形成されている。高濃度N型GaAs
キャップ層7にはオーミック接触するソース電極9およ
びドレイン電極10が形成されている。[0003] Non-doped A is deposited on a semi-insulating GaAs substrate 1.
A lGaAs buffer layer 2, an N-type GaAs operating layer 6, and a highly doped N-type GaAs cap layer 7 are stacked. A gate electrode 8 that makes Schottky contact is formed where the surfaces of the heavily doped N-type GaAs cap layer 7 and the N-type GaAs active layer 6 are mesa-etched. High concentration N-type GaAs
A source electrode 9 and a drain electrode 10 are formed on the cap layer 7 and are in ohmic contact with each other.
【0004】高周波において利得を向上させるためゲー
ト長を短縮化するがバッファ層2の絶縁性が悪いと、利
得の低下などFETの性能を劣化させる。そこでノンド
ープAlGaAsからなるバッファ層2を用いて動作層
6とヘテロ接合を形成することにより、N型GaAs動
作層6からノンドープAlGaAsバッファ層2への電
流を遮断して微小電流におけるgm を改善していた。[0004] In order to improve the gain at high frequencies, the gate length is shortened, but if the insulation of the buffer layer 2 is poor, the performance of the FET will deteriorate, such as a decrease in gain. Therefore, by forming a heterojunction with the active layer 6 using the buffer layer 2 made of non-doped AlGaAs, the current from the N-type GaAs active layer 6 to the non-doped AlGaAs buffer layer 2 is blocked and the gm in minute currents is improved. Ta.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来技術によるGaA
s電界効果トランジスタにおいては、ヘテロ接合の動作
層側に正孔が誘導され蓄積される。そのため部分的にア
バランシェ破壊して正孔が発生し、その正孔が界面に流
れる(キンク現象)。[Problem to be solved by the invention] GaA according to prior art
In the s-field effect transistor, holes are induced and accumulated on the active layer side of the heterojunction. As a result, holes are generated due to partial avalanche breakdown, and these holes flow to the interface (kink phenomenon).
【0006】またバッファ層から空乏層が延びてきて、
キャリアの通り道であるゲート−ドレイン間の動作層が
狭められて、電流を制限して性能を劣化させるという問
題があった。[0006] Also, a depletion layer extends from the buffer layer,
There is a problem in that the active layer between the gate and drain, which is the path for carriers, is narrowed, limiting current and degrading performance.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のガリウム砒素電
界効果トランジスタは、半絶縁性半導体基板の一主面上
にバッファ層、動作層、キャップ層が順に積層され、前
記キャップ層が除去されて露出した前記動作層上にショ
ットキゲート電極が形成され、前記キャップ層上にオー
ミック接触するソース−ドレイン電極が形成され、前記
ショットキゲート電極直下以外の前記動作層と前記バッ
ファ層との間に高濃度層が形成されているものである。[Means for Solving the Problems] A gallium arsenide field effect transistor of the present invention has a buffer layer, an active layer, and a cap layer stacked in this order on one main surface of a semi-insulating semiconductor substrate, and the cap layer is removed. A Schottky gate electrode is formed on the exposed active layer, a source-drain electrode in ohmic contact is formed on the cap layer, and a high concentration layer is formed between the active layer and the buffer layer except directly below the Schottky gate electrode. It is made up of layers.
【0008】[0008]
【実施例】本発明の第1の実施例について、図1(a)
を参照して説明する。[Example] Regarding the first example of the present invention, FIG. 1(a)
Explain with reference to.
【0009】半絶縁性GaAs基板1上にノンドープA
lGaAsバッファ層2、N型GaAs動作層6、高濃
度N型GaAsキャップ層7が積層され、N型GaAs
動作層6にはショットキゲート電極8が形成され、高濃
度N型GaAsキャップ層7にはソース電極9およびド
レイン電極10が形成されているのは従来と同様である
。Non-doped A is deposited on the semi-insulating GaAs substrate 1.
A lGaAs buffer layer 2, an N-type GaAs operating layer 6, and a high concentration N-type GaAs cap layer 7 are laminated, and the N-type GaAs
As in the prior art, a Schottky gate electrode 8 is formed on the active layer 6, and a source electrode 9 and a drain electrode 10 are formed on the highly doped N-type GaAs cap layer 7.
【0010】本実施例においては、ゲート電極直下以外
のN型GaAs動作層6とノンドープAlGaAsバッ
ファ層2との間に電子キャリア濃度5.0×1023〜
1.0×1024cm−3、厚さ5〜30nmの高濃度
N型GaAs層4が形成されている。In this embodiment, an electron carrier concentration of 5.0 x 1023 to
A highly concentrated N-type GaAs layer 4 having a size of 1.0×10 24 cm −3 and a thickness of 5 to 30 nm is formed.
【0011】N型GaAs動作層6中の正孔はノンドー
プAlGaAsバッファ層2側に誘導されるが、高濃度
N型GaAs層4では再結合速度が大きいので蓄積が起
りにくく、「キンク」を抑制することができる。Holes in the N-type GaAs active layer 6 are guided toward the non-doped AlGaAs buffer layer 2, but the high concentration N-type GaAs layer 4 has a high recombination rate, so accumulation is difficult to occur and "kink" is suppressed. can do.
【0012】またFETの動作中にゲート電極8とドレ
イン電極10間のノンドープAlGaAsバッファ層2
側から空乏層などの電流を制限する領域の拡がりを、高
濃度N型GaAs層4により抑制して、性能劣化を低減
する効果がある。Also, during the operation of the FET, the non-doped AlGaAs buffer layer 2 between the gate electrode 8 and the drain electrode 10 is
The highly doped N-type GaAs layer 4 suppresses the expansion of a region that limits current, such as a depletion layer, from the side, which has the effect of reducing performance deterioration.
【0013】さらにノンドープAlGaAsバッファ層
2は、ゲート電極8直下のN型GaAs動作層6からの
不純物拡散を阻止する効果がある。Furthermore, the non-doped AlGaAs buffer layer 2 has the effect of preventing impurity diffusion from the N-type GaAs active layer 6 directly below the gate electrode 8.
【0014】つぎに本発明の第2の実施例について、図
1(b)を参照して説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1(b).
【0015】本実施例においては、半絶縁性GaAs基
板1上にノンドープGaAsバッファ層3、N型GaA
s動作層6、高濃度N型GaAsキャップ層7が積層さ
れ、N型GaAs動作層6にはショットキゲート電極8
が形成され、高濃度N型GaAsキャップ層7にはソー
ス電極9およびドレイン電極10が形成されている。In this embodiment, a non-doped GaAs buffer layer 3 and an N-type GaAs layer are formed on a semi-insulating GaAs substrate 1.
An s-active layer 6 and a high concentration N-type GaAs cap layer 7 are laminated, and a Schottky gate electrode 8 is formed on the N-type GaAs active layer 6.
is formed, and a source electrode 9 and a drain electrode 10 are formed on the heavily doped N-type GaAs cap layer 7.
【0016】バッファ層としてAlGaAs層の替りに
GaAs層を用いているので、正孔が蓄積することはな
いが電流の制限を緩和する効果がある。Since the GaAs layer is used instead of the AlGaAs layer as the buffer layer, holes are not accumulated, but there is an effect of relaxing the current restriction.
【0017】また高濃度N型GaAs層4の間をP型G
aAs層5にすることにより、基板1へのリーク電流を
遮断することができる。[0017] Also, between the high concentration N type GaAs layers 4 is a P type G layer.
By forming the aAs layer 5, leakage current to the substrate 1 can be blocked.
【0018】[0018]
【発明の効果】ゲート電極直下以外の動作層とバッフア
層との間に高濃度層を形成することにより、「キンク」
および電流制限を抑制し、FETの性能を向上させるこ
とができた。[Effect of the invention] By forming a high concentration layer between the active layer and the buffer layer other than directly under the gate electrode, "kink" can be prevented.
It was also possible to suppress current limitation and improve FET performance.
【図1】本発明の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図2】従来技術によるGaAs電界効果トランジスタ
の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a GaAs field effect transistor according to the prior art.
1 半絶縁性GaAs基板
2 ノンドープAlGaAsバッファ層3
ノンドープGaAsバッファ層4 高濃度N型
GaAs層
5 P型GaAs層
6 N型GaAs動作層
7 高濃度N型GaAsキャップ層8 ゲ
ート電極
9 ソース電極
10 ドレイン電極1 Semi-insulating GaAs substrate 2 Non-doped AlGaAs buffer layer 3
Non-doped GaAs buffer layer 4 High concentration N-type GaAs layer 5 P-type GaAs layer 6 N-type GaAs operating layer 7 High concentration N-type GaAs cap layer 8 Gate electrode 9 Source electrode 10 Drain electrode
Claims (2)
ファ層、動作層、キャップ層が順に積層され、前記キャ
ップ層が除去されて露出した前記動作層上にショットキ
ゲート電極が形成され、前記キャップ層上にオーミック
接触するソース−ドレイン電極が形成されたガリウム砒
素電界効果トランジスタにおいて、前記ショットキゲー
ト電極直下以外の前記動作層と前記バッファ層との間に
高濃度層が形成されていることを特徴とするガリウム砒
素電界効果トランジスタ。1. A buffer layer, an active layer, and a cap layer are sequentially stacked on one main surface of a semi-insulating semiconductor substrate, and a Schottky gate electrode is formed on the active layer exposed by removing the cap layer, In the gallium arsenide field effect transistor in which a source-drain electrode is formed in ohmic contact on the cap layer, a high concentration layer is formed between the active layer other than directly under the Schottky gate electrode and the buffer layer. A gallium arsenide field effect transistor featuring:
電極直下にP型層が形成された請求項1記載のガリウム
砒素電界効果トランジスタ。2. The gallium arsenide field effect transistor according to claim 1, wherein a P-type layer is formed directly under the Schottky gate electrode sandwiched between the high concentration layers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2591191A JPH04264736A (en) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | Gallium arsenide field effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2591191A JPH04264736A (en) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | Gallium arsenide field effect transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04264736A true JPH04264736A (en) | 1992-09-21 |
Family
ID=12178962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2591191A Pending JPH04264736A (en) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | Gallium arsenide field effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04264736A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6656802B2 (en) * | 2000-02-04 | 2003-12-02 | Koninklijke Philps Electronics N.V. | Process of manufacturing a semiconductor device including a buried channel field effect transistor |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP2591191A patent/JPH04264736A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6656802B2 (en) * | 2000-02-04 | 2003-12-02 | Koninklijke Philps Electronics N.V. | Process of manufacturing a semiconductor device including a buried channel field effect transistor |
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