JPH04299870A - Field effect transistor - Google Patents
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は量子細線をチャネルに用
いた電界効果トランジスタ(FET)の構造に関わり、
特にその性能を向上することを可能とするエピタキシャ
ル層構造に関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to the structure of a field effect transistor (FET) using a quantum wire as a channel.
In particular, it relates to an epitaxial layer structure that makes it possible to improve its performance.
【0002】0002
【従来の技術】図5に従来技術による量子細線FETの
一例を示す。同図(A)は素子構造図、同図(B)はゲ
ート電極9を含む面(X1−X2−X3−X4)に於け
る素子断面図、同図(C)は同一面に於ける面内超格子
層54の断面図である。この様な量子細線FETは椿ら
によってエレクトロニクス・レターズ(Electro
nics Lett.)、第24巻、第20号、12
67頁、1988年に報告されている。このFETは、
半絶縁性(S.I.)GaAs基板1、バッファ層を構
成するノンドープGaAs層52、面内超格子層54、
電子供給層のn型AlGaAs層56によって構成され
ている。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a quantum wire FET according to the prior art. The same figure (A) is an element structure diagram, the same figure (B) is an element cross-sectional view on the plane (X1-X2-X3-X4) including the gate electrode 9, and the same figure (C) is a plane on the same plane. 5 is a cross-sectional view of an inner superlattice layer 54. FIG. Such a quantum wire FET was described in Electronics Letters by Tsubaki et al.
nics Lett. ), Volume 24, No. 20, 12
Reported on page 67, 1988. This FET is
A semi-insulating (S.I.) GaAs substrate 1, a non-doped GaAs layer 52 constituting a buffer layer, an in-plane superlattice layer 54,
It is composed of an n-type AlGaAs layer 56 as an electron supply layer.
【0003】ここで、GaAs基板1として[1−10
]方向に1°傾斜した(001)GaAs基板を用い、
有機金属化学気相成長(MOCVD)法を利用すること
によって、ノンドープGaAsロッド54Aとノンドー
プAlAsロッド54Bが交互に形成された面内超格子
層54が作製されている。電子供給層56上にはn型G
aAsからなるキャップ層7が形成され、キャップ層7
上にソース電極8Sおよびドレイン電極8Dが蒸着によ
り形成され2DEGチャネル層とのオーム性接触をとっ
てある。また、キャップ層7を除去して形成されたリセ
ス部にはゲート電極9が形成されている。Here, as the GaAs substrate 1, [1-10
] Using a (001) GaAs substrate tilted by 1° in the direction,
An in-plane superlattice layer 54 in which non-doped GaAs rods 54A and non-doped AlAs rods 54B are alternately formed is fabricated by using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. n-type G on the electron supply layer 56
A cap layer 7 made of aAs is formed, and the cap layer 7
A source electrode 8S and a drain electrode 8D are formed thereon by vapor deposition and are in ohmic contact with the 2DEG channel layer. Furthermore, a gate electrode 9 is formed in the recessed portion formed by removing the cap layer 7.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】図5に示した従来の量
子細線FETの基板からゲート電極に向かう方向のポテ
ンシャルプロファイルを図6に示す。図6(A)、(C
)はAlAsロッド54Bを含む線上(図5(B)のY
1−Y2)に於ける各々、低電子密度時及び高電子密度
時のポテンシャルプロファイルである。同図(B)、(
D)はGaAsロッド54Aを含む線上(図5(B)の
Z1−Z2)に於ける各々、低電子密度時及び高電子密
度時のポテンシャルプロファイルである。図に於て、E
C は伝導帯の底、EF はフェルミレベルであり、n
は電子密度分布を表わす。高電子密度の条件では、図6
(C)、(D)に示すように、電子はヘテロ界面近傍に
接近するので、面内超格子層に電子は閉じ込められ、G
aAsロッド54A中に1次元電子ガスが形成される。
一方、低電子密度の条件では、図6(A)(B)に示す
ようにコンファインメントが低下し、電子はバッファ層
52の中を走行するようになり、電子は2次元ガスとし
て振舞うようになる。FIG. 6 shows a potential profile in the direction from the substrate to the gate electrode of the conventional quantum wire FET shown in FIG. Figure 6(A),(C
) is on the line including the AlAs rod 54B (Y in FIG. 5(B)
1-Y2) are the potential profiles at low electron density and high electron density, respectively. Figure (B), (
D) is a potential profile on the line including the GaAs rod 54A (Z1-Z2 in FIG. 5(B)) at low electron density and high electron density, respectively. In the figure, E
C is the bottom of the conduction band, EF is the Fermi level, and n
represents the electron density distribution. Under conditions of high electron density, Figure 6
As shown in (C) and (D), as the electrons approach the vicinity of the hetero interface, the electrons are confined in the in-plane superlattice layer, and the G
A one-dimensional electron gas is formed in the aAs rod 54A. On the other hand, under conditions of low electron density, as shown in FIGS. 6(A) and 6(B), the confinement decreases and electrons begin to travel within the buffer layer 52, causing them to behave as a two-dimensional gas. Become.
【0005】この様に、従来技術による量子細線FET
は、高電流時にはキャリアの1次元化に伴い良好な電子
輸送特性を示すものの、低電流時には従来の2次元電子
ガスFET(2DEGFET)と同様の特性を示す。一
般に、FETを高周波低雑音素子として利用する場合に
は、低電流時の伝達コンダクタンス(gm )が高いこ
とが必須になり、故に、従来の量子細線FETでは、そ
の良好な電子輸送が雑音特性には反映されないという問
題があった。In this way, the quantum wire FET according to the prior art
exhibits good electron transport characteristics due to the one-dimensional carrier structure at high currents, but exhibits similar characteristics to conventional two-dimensional electron gas FETs (2DEGFETs) at low currents. Generally, when using a FET as a high-frequency, low-noise device, it is essential that the transfer conductance (gm) at low currents be high. There was a problem that it was not reflected.
【0006】本発明は、量子細線のエピタキシャル層構
造に変更を加えることにより、低電流時にもキャリアの
1次元コンファインメントが保たれ、良好な電子輸送特
性を示し得るエピタキシャル層構造を提供するものであ
る。The present invention provides an epitaxial layer structure that maintains one-dimensional carrier confinement even at low currents and exhibits good electron transport properties by modifying the epitaxial layer structure of quantum wires. be.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の電界効果トラン
ジスタは、半導体基板上に、n型不純物がドープされた
第一の半導体材料から成る電子供給層、該第一の半導体
材料より電子親和力の大きい第二の半導体材料から成る
ロッドと該第二の半導体材料よりも電子親和力の小さい
第三の半導体材料から成るロッドが交互に配列された面
内超格子層、第四の半導体材料から成るノンドープチャ
ネル層が順次積層され、前記第二の半導体材料から成る
ロッドの長手方向に電子を走行させることを特徴とする
。[Means for Solving the Problems] A field effect transistor of the present invention includes an electron supply layer made of a first semiconductor material doped with an n-type impurity on a semiconductor substrate, and having an electron affinity higher than that of the first semiconductor material. an in-plane superlattice layer in which rods made of a large second semiconductor material and rods made of a third semiconductor material having a smaller electron affinity than the second semiconductor material are arranged alternately; a non-doped layer made of a fourth semiconductor material; The method is characterized in that channel layers are sequentially laminated to allow electrons to travel in the longitudinal direction of the rod made of the second semiconductor material.
【0008】さらに、上記の電界効果トランジスタにお
いて、前記ノンドーブチャネル層の前記面内超格子層と
反対側にn型不純物がドープされ、前記第四の半導体材
料より、電子親和力の小さい第五の半導体材料から成る
電子供給層が形成されたことを特徴とする。Furthermore, in the above field effect transistor, an n-type impurity is doped on the side of the non-doped channel layer opposite to the in-plane superlattice layer, and a fifth semiconductor material having a lower electron affinity than the fourth semiconductor material is doped with an n-type impurity. It is characterized in that an electron supply layer made of a semiconductor material is formed.
【0009】[0009]
【作用】従来の量子細線FETでは、電子密度が低い条
件で、電子がバッファ層中にしみ出し1次元コンファイ
ンメントが保たれなくなった。本発明では、基本構造と
して電子供給層上にノンドープチャネル層が形成された
逆2DEGFET構造を用い、電子供給層とチャネル層
の界面に面内超格子層を設ける。こういう構造にすると
、電子密度が下がるほど、電子分布の重心位置は電子供
給層に接近するので、電子は面内超格子層に閉じ込めら
れ、GaAsロッド中に1次元電子ガスが形成される。
即ち、低電流時に特に1次元コンファインメントが強く
なり、電子輸送特性の向上に伴って、良好な雑音特性を
示す。一方、高電子密度の条件では、電子分布がゲート
側に移動するために、多くの電子は面内超格子層から解
放され、ノンドープチャネル層中に2次元的に分布する
ようになる。よって適当な負の電圧をゲートに印加する
ことに依って、ゲート下のみで電子の1次元コンファイ
ンメントが実現され、それ以外の寄生領域では上層のノ
ンドープチャネル層中で2次元ガスとして振舞うため、
チャネルの細線化に伴う寄生抵抗の上昇もまた抑えられ
る。[Operation] In the conventional quantum wire FET, under conditions of low electron density, electrons seep into the buffer layer and one-dimensional confinement is no longer maintained. In the present invention, an inverted 2DEGFET structure in which a non-doped channel layer is formed on an electron supply layer is used as a basic structure, and an in-plane superlattice layer is provided at the interface between the electron supply layer and the channel layer. With this structure, as the electron density decreases, the center of gravity of the electron distribution approaches the electron supply layer, so electrons are confined in the in-plane superlattice layer and a one-dimensional electron gas is formed in the GaAs rod. That is, the one-dimensional confinement becomes particularly strong at low currents, and as the electron transport characteristics improve, good noise characteristics are exhibited. On the other hand, under high electron density conditions, the electron distribution moves toward the gate, so many electrons are released from the in-plane superlattice layer and become two-dimensionally distributed in the non-doped channel layer. Therefore, by applying an appropriate negative voltage to the gate, one-dimensional confinement of electrons can be achieved only under the gate, and the other parasitic regions behave as a two-dimensional gas in the upper non-doped channel layer.
An increase in parasitic resistance due to channel thinning is also suppressed.
【0010】また、このような構造はチャネル層が二つ
の電子供給層によって挟まれたダブルヘテロ2DEGF
ETに適用することも可能である。この場合には、チャ
ネル層と基板側の電子供給層の界面に面内超格子層を設
ければよい。[0010] Also, such a structure is a double hetero 2DEGF in which the channel layer is sandwiched between two electron supply layers.
It is also possible to apply it to ET. In this case, an in-plane superlattice layer may be provided at the interface between the channel layer and the electron supply layer on the substrate side.
【0011】[0011]
【実施例】図1に本発明の第一の実施例のFETの素子
構造図を示す。同図(A)は素子構造図、同図(B)は
ゲート電極を含む面(X1−X2−X3−X4)に於け
る素子断面図であり、同図(c)は同一面に於ける面内
超格子層の断面図である。半絶縁性GaAs基板1上に
、ノンドープGaAsバッファ層2、ノンドープAlG
aAs層3、n型AlGaAs電子供給層4、第一のチ
ャネルを形成する面内超格子層5、ノンドープGaAs
6から成る第二チャネル層、n−GaAsキャップ層7
が形成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an element structure diagram of an FET according to a first embodiment of the present invention. Figure (A) is an element structure diagram, Figure (B) is a cross-sectional view of the element in the plane (X1-X2-X3-X4) including the gate electrode, and Figure (c) is a diagram of the element in the same plane. FIG. 3 is a cross-sectional view of an in-plane superlattice layer. A non-doped GaAs buffer layer 2 and a non-doped AlG layer are formed on a semi-insulating GaAs substrate 1.
aAs layer 3, n-type AlGaAs electron supply layer 4, in-plane superlattice layer 5 forming the first channel, non-doped GaAs
a second channel layer consisting of 6, an n-GaAs cap layer 7;
is formed.
【0012】図1に示したFETの基板からゲート電極
に向かう方向のポテンシャルプロファイルを図2に示す
。図2(A)、(C)はAlAsロッド5Bを含む線上
(図1(B)のY1−Y2)に於ける各々、低電子密度
時及び高電子密度時のポテンシャルプロファイルである
。同図(B)、(D)はGaAsロッド5Aを含む線上
(図1(B)のZ1−Z2)に於ける各々、低電子密度
時及び高電子密度時のポテンシャルプロファイルである
。FIG. 2 shows a potential profile in the direction from the substrate to the gate electrode of the FET shown in FIG. FIGS. 2A and 2C are potential profiles at low electron density and high electron density, respectively, on the line including the AlAs rod 5B (Y1-Y2 in FIG. 1B). 1B and 1D are potential profiles at low electron density and high electron density, respectively, on the line including the GaAs rod 5A (Z1-Z2 in FIG. 1B).
【0013】高電子密度の条件では、図2(C)、(D
)に示すように、電子はゲート電極側に接近するので、
電子は第二チャネル層6の方に分布し、2次元電子ガス
が形成される。一方、低電子密度の条件では、図2(A
),(B)に示すように、電子分布の重心は基板側に移
動するため、電子は面内超格子層5に閉じ込められ、G
aAsロッド5A中に1次元電子ガスが形成される。こ
の様に、本発明による第一の実施例では適当な負の電圧
をゲートに印加することによってゲート下でのみ電子は
1次元コンファインメントを受け、電子密度の高い場所
では2次元電子ガスとして振舞う。故に、ゲート下では
1次元コンファインメントに伴う高移動度、高ドリフト
速度を実現しながら、それ以外の寄生領域では2次元ガ
スとして振舞うため、寄生抵抗の増大をも避けることが
出来る。Under the condition of high electron density, FIGS. 2(C) and (D
), as the electrons approach the gate electrode side,
The electrons are distributed towards the second channel layer 6 and a two-dimensional electron gas is formed. On the other hand, under conditions of low electron density, Figure 2 (A
) and (B), the center of gravity of the electron distribution moves toward the substrate, so the electrons are confined in the in-plane superlattice layer 5 and the G
A one-dimensional electron gas is formed in the aAs rod 5A. In this way, in the first embodiment of the present invention, by applying an appropriate negative voltage to the gate, electrons undergo one-dimensional confinement only under the gate, and behave as a two-dimensional electron gas in areas with high electron density. . Therefore, while realizing high mobility and high drift speed associated with one-dimensional confinement under the gate, the other parasitic regions behave as a two-dimensional gas, and an increase in parasitic resistance can also be avoided.
【0014】この様な素子は以下の様にして作製される
。[1−10]方向に1°傾斜した(001)GaAs
基板1上に例えば、MOCVD成長法により、ノンドー
プGaAsバッファ層2を厚さ1μm,ノンドープAl
0.3 Ga0.7 As層3を500オングストロー
ム(以下Aと記載する)、n型AlGaAs電子供給層
4(ドーピング濃度3×1018/cm3 )は200
Aに順次成長する。ここで、1°だけ傾斜した基板を用
いているので、結晶面上には162A周期のステップが
生じる。このステップに沿って、AlAsとGaAsを
交互に成長することによって、面内超格子層(GaAs
)0.75(AlAs)0.255を50Aだけ形成す
る。引続き、ノンドープGaAsチャネル層6を200
A、n型GaAsキャップ層(ドーピング濃度5×10
18/cm3 )7は500Aに順次成長する。[0014] Such an element is manufactured as follows. (001) GaAs tilted by 1° in the [1-10] direction
For example, a non-doped GaAs buffer layer 2 with a thickness of 1 μm and a non-doped Al layer is formed on the substrate 1 by the MOCVD growth method.
The thickness of the 0.3 Ga0.7 As layer 3 is 500 angstroms (hereinafter referred to as A), and the thickness of the n-type AlGaAs electron supply layer 4 (doping concentration 3 x 1018/cm3) is 200 angstroms.
Grows sequentially to A. Here, since a substrate tilted by 1° is used, steps with a period of 162A occur on the crystal plane. Along this step, an in-plane superlattice layer (GaAs) is grown by growing AlAs and GaAs alternately.
)0.75 (AlAs)0.255 is formed by 50A. Subsequently, a non-doped GaAs channel layer 6 was formed with a thickness of 200 nm.
A, n-type GaAs cap layer (doping concentration 5×10
18/cm3)7 grows sequentially to 500A.
【0015】n型GaAsキャップ層7上にはソース電
極8S及びドレイン電極8Dを蒸着によって形成した後
、アロイ処理によって、オーム性接触をとる。ここで、
面内超格子を形成する半導体ロッドの両端上に各々ソー
ス電極とドレイン電極が配置されるようにする。更に、
n型GaAs層7をエッチング除去して形成されたリセ
ス部にはゲート電極9を形成する。こうして図1のFE
Tが完成する。A source electrode 8S and a drain electrode 8D are formed on the n-type GaAs cap layer 7 by vapor deposition, and then ohmic contact is established by alloying. here,
A source electrode and a drain electrode are respectively disposed on both ends of the semiconductor rod forming an in-plane superlattice. Furthermore,
A gate electrode 9 is formed in the recessed portion formed by etching away the n-type GaAs layer 7. Thus, the FE in Figure 1
T is completed.
【0016】図3に本発明の第二の実施例のFETの素
子構造を示す。同図(A)は素子構造図、同図(B)は
ゲート電極を含む面(X1−X2−X3−X4)に於け
る素子断面図である。半絶縁性GaAs基板1上にノン
ドープGaAsバッファ層32、ノンドープAlGaA
s層33、n型AlGaAs電子供給層34、第一のチ
ャネルを形成する面内超格子層35、ノンドープGaA
s36から成る第二チャネル層、n型AlGaAs電子
供給層34’、及びn−GaAsキャップ層7が形成さ
れている。FIG. 3 shows the element structure of an FET according to a second embodiment of the present invention. 3A is a device structure diagram, and FIG. 1B is a sectional view of the device in a plane (X1-X2-X3-X4) including the gate electrode. A non-doped GaAs buffer layer 32 and a non-doped AlGaA layer are formed on a semi-insulating GaAs substrate 1.
s layer 33, n-type AlGaAs electron supply layer 34, in-plane superlattice layer 35 forming the first channel, non-doped GaA
A second channel layer made of s36, an n-type AlGaAs electron supply layer 34', and an n-GaAs cap layer 7 are formed.
【0017】図3に示したFETの基板からゲート電極
に向かう方向のポテンシャルプロファイルを図4に示す
。図4(A)、(C)はAlAsロッド35Bを含む線
上(図3のY1−Y2)に於ける各々、低電子密度時及
び高電子密度時のポテンシャルプロファイルである。
同図(B)、(D)はGaAsロッド35Aを含む線上
(図3のZ1−Z2)に於ける各々、低電子密度時及び
高電子密度時のポテンシャルプロファイルである。高電
子密度の条件では、図4(C)、(D)に示すように、
電子はゲート電極側に接近するので、電子は第二チャネ
ル層36の方に分布、2次元電子ガスが形成される。一
方、低電子密度の条件では、図4(A),(B)に示す
ように、電子分布の重心は基板側に移動するため、電子
は面内超格子35に閉じ込められ、GaAsロッド35
A中に1次元電子ガスが形成される。この様に、本発明
による第二の実施例では、第一の実施例と同様な原理で
、ゲート下では1次元コンファインメントに伴う高移動
度、高ドリフト速度を実現しながら、それ以外の寄生領
域では2次元ガスとして振舞うため、寄生抵抗の増大を
も避けることが出来る。FIG. 4 shows a potential profile in the direction from the substrate to the gate electrode of the FET shown in FIG. FIGS. 4A and 4C are potential profiles at low electron density and high electron density, respectively, on the line including the AlAs rod 35B (Y1-Y2 in FIG. 3). 3B and 3D are potential profiles at low electron density and high electron density, respectively, on the line including the GaAs rod 35A (Z1-Z2 in FIG. 3). Under high electron density conditions, as shown in Figures 4(C) and (D),
Since the electrons approach the gate electrode side, the electrons are distributed toward the second channel layer 36, and a two-dimensional electron gas is formed. On the other hand, under low electron density conditions, as shown in FIGS. 4A and 4B, the center of gravity of the electron distribution moves toward the substrate, so electrons are confined in the in-plane superlattice 35 and the GaAs rods 35
A one-dimensional electron gas is formed in A. In this way, the second embodiment of the present invention uses the same principle as the first embodiment to achieve high mobility and high drift speed associated with one-dimensional confinement under the gate, while eliminating other parasitic Since it behaves as a two-dimensional gas in the region, an increase in parasitic resistance can also be avoided.
【0018】この様な素子は以下の様にして作製される
。[1−10]方向に1°傾斜した(001)GaAs
基板1上に例えば、MOCVD成長法により、ノンドー
プGaAsバッファ層32を厚さ1μm,ノンドープA
l0.3 Ga0.7 As層33を500A、n型A
lGaAs電子供給層(ドーピング濃度3×1018/
cm3 )34は200Aに順次成長する。ここで、1
°だけ傾斜した基板を用いているので、結晶面上には1
62A周期のステップが生じる。このステップに沿って
、AlAsとGaAsを交互に成長することによって、
面内超格子層(GaAs)0.75(AlAs)0.2
535を50Aだけ形成する。引続き、ノンドープGa
Asから成る第二チャネル層36を150A、n型Al
GaAs電子供給層(ドーピング濃度3×1018/c
m3 )34’を250A、n型GaAsキャップ層(
ドーピング濃度5×1018/cm3 )7を500A
を順次成長する。n型GaAsキャップ層7上にはソー
ス電極8S及びドレイン電極8Dを蒸着によって形成し
た後、アロイ処理によって、オーム性接触をとる。ここ
で、面内超格子を形成する半導体ロッドの両端上に各々
ソース電極とドレイン電極が配置されるようにする。更
に、n型GaAs層7をエッチング除去して形成された
リセス部にはゲート電極9を形成する。こうして図3の
FETが完成する。Such an element is manufactured as follows. (001) GaAs tilted by 1° in the [1-10] direction
For example, a non-doped GaAs buffer layer 32 with a thickness of 1 μm and a non-doped A
l0.3 Ga0.7 As layer 33 at 500A, n-type A
lGaAs electron supply layer (doping concentration 3×1018/
cm3)34 grows sequentially to 200A. Here, 1
Since we use a substrate tilted by 1°, there is a 1°
A step of 62 A periods occurs. By growing AlAs and GaAs alternately along this step,
In-plane superlattice layer (GaAs) 0.75 (AlAs) 0.2
535 is formed by 50A. Continuing, non-doped Ga
The second channel layer 36 made of As is made of 150A, n-type Al.
GaAs electron supply layer (doping concentration 3×1018/c
m3) 34' to 250A, n-type GaAs cap layer (
Doping concentration 5×1018/cm3)7 at 500A
grow sequentially. After forming a source electrode 8S and a drain electrode 8D on the n-type GaAs cap layer 7 by vapor deposition, ohmic contact is established by alloying. Here, a source electrode and a drain electrode are arranged on both ends of the semiconductor rod forming an in-plane superlattice. Further, a gate electrode 9 is formed in the recessed portion formed by etching away the n-type GaAs layer 7. In this way, the FET shown in FIG. 3 is completed.
【0019】以上の実施例では、AlGaAs/GaA
s系を用いて本発明を説明したが、、AlGaAs/I
nGaAs/GaAs歪格子系、及びAlInAs/G
aInAs/InP系など他の材料系を用いたFETに
も適用可能である。In the above embodiments, AlGaAs/GaA
Although the present invention has been explained using the s system, AlGaAs/I
nGaAs/GaAs strained lattice system and AlInAs/G
It is also applicable to FETs using other material systems such as aInAs/InP system.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上の詳細な説明から明らかなように、
本発明によれば、逆2DEGFET構造に於いて電子供
給層とチャネル層の界面に面内超格子層を設けるか、ダ
ブルヘテロ2DEGFET構造に於いてチャネル層の基
板側電子供給層との界面に面内超格子層を設けることに
よって、低電流時に良好な1次元コンファインメントを
実現でき、更に、チャネルの細線化に伴う寄生抵抗の増
大をも避けることが出来るので、高周波低雑音素子とし
て最適なFETを得ることが出来る。[Effect of the invention] As is clear from the above detailed explanation,
According to the present invention, an in-plane superlattice layer is provided at the interface between the electron supply layer and the channel layer in an inverted 2DEGFET structure, or an in-plane superlattice layer is provided at the interface between the channel layer and the substrate side electron supply layer in the double hetero 2DEGFET structure. By providing an inner superlattice layer, it is possible to achieve good one-dimensional refinement at low currents, and it is also possible to avoid an increase in parasitic resistance due to thinning of the channel, making it an ideal FET as a high-frequency, low-noise device. can be obtained.
【図1】本発明によるFETの第一の実施例の素子構造
図である。FIG. 1 is an element structure diagram of a first embodiment of an FET according to the present invention.
【図2】第一の実施例に於けるバンドプロファイル図で
ある。FIG. 2 is a band profile diagram in the first embodiment.
【図3】本発明によるFETの第二の実施例の素子構造
図である。FIG. 3 is an element structure diagram of a second embodiment of the FET according to the present invention.
【図4】第二の実施例に於けるバンドプロファイル図で
ある。FIG. 4 is a band profile diagram in a second embodiment.
【図5】従来技術によるFETの素子構造図である。FIG. 5 is an element structure diagram of an FET according to the prior art.
【図6】従来例に於けるバンドプロファイル図である。FIG. 6 is a band profile diagram in a conventional example.
1 S.I.GaAs基板
2,6,32,36,52 i−GaAs層3,33
i−AlGaAs層
4,34,34’,56 n型AlGaAs電子供給
層5,35,54 (AlAs)(GaAs)面内超
格子層
5A,35A,54A i−GaAsロッド5B,3
5B,54B i−AlAsロッド7 n型GaA
sキャップ層
8S,8D オーム性電極
9 ゲート電極1 S. I. GaAs substrate 2, 6, 32, 36, 52 i-GaAs layer 3, 33
i-AlGaAs layer 4, 34, 34', 56 n-type AlGaAs electron supply layer 5, 35, 54 (AlAs) (GaAs) in-plane superlattice layer 5A, 35A, 54A i-GaAs rod 5B, 3
5B, 54B i-AlAs rod 7 n-type GaA
s cap layer 8S, 8D ohmic electrode 9 gate electrode
Claims (2)
純物がドープされた第一の半導体材料から成る電子供給
層と、該第一の半導体材料より電子親和力の大きい第二
の半導体材料から成るロッドと該第二の半導体材料より
も電子親和力の小さい第三の半導体材料から成るロッド
が交互に配列された面内超格子層と、第四の半導体材料
から成るノンドープチャネル層とが順次積層され、前記
第二の半導体材料から成るロッドの長手方向に電子を走
行させることを特徴とする電界効果トランジスタ。1. An electron supply layer made of a first semiconductor material doped with at least an n-type impurity on a semiconductor substrate, and a rod made of a second semiconductor material having a higher electron affinity than the first semiconductor material. and an in-plane superlattice layer in which rods made of a third semiconductor material having a lower electron affinity than the second semiconductor material are arranged alternately, and a non-doped channel layer made of a fourth semiconductor material are sequentially stacked, A field effect transistor characterized in that electrons are caused to travel in the longitudinal direction of the rod made of the second semiconductor material.
超格子層と反対側に、前記第四の半導体材料より電子親
和力の小さい第五の半導体材料から成りかつn型不純物
がドープされた電子供給層を備えることを特徴とする請
求項1記載の電界効果トランジスタ。2. An electron supply layer made of a fifth semiconductor material having a lower electron affinity than the fourth semiconductor material and doped with an n-type impurity, on the side of the non-doped channel layer opposite to the in-plane superlattice layer. 2. The field effect transistor according to claim 1, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6429391A JP2701568B2 (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Field effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6429391A JP2701568B2 (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Field effect transistor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04299870A true JPH04299870A (en) | 1992-10-23 |
JP2701568B2 JP2701568B2 (en) | 1998-01-21 |
Family
ID=13254047
Family Applications (1)
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JP6429391A Expired - Lifetime JP2701568B2 (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Field effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2701568B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107968123A (en) * | 2017-11-29 | 2018-04-27 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | A kind of enhancement mode field effect transistor |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP6429391A patent/JP2701568B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107968123A (en) * | 2017-11-29 | 2018-04-27 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | A kind of enhancement mode field effect transistor |
WO2019104807A1 (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-06 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | Enhancement-mode field effect transistor |
US11127849B2 (en) | 2017-11-29 | 2021-09-21 | The 13Th Research Institute Of China Electronics Technology Group Corporation | Enhancement-mode field effect transistor |
Also Published As
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JP2701568B2 (en) | 1998-01-21 |
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