JPH06349862A - Semiconductor crystal and semiconductor device using it - Google Patents

Semiconductor crystal and semiconductor device using it

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JPH06349862A
JPH06349862A JP14033093A JP14033093A JPH06349862A JP H06349862 A JPH06349862 A JP H06349862A JP 14033093 A JP14033093 A JP 14033093A JP 14033093 A JP14033093 A JP 14033093A JP H06349862 A JPH06349862 A JP H06349862A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gallium arsenide
layer
indium
arsenide layer
photoluminescence spectrum
Prior art date
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Pending
Application number
JP14033093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kudo
真 工藤
Tomoyoshi Mishima
友義 三島
Mineo Wajima
峰生 和島
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Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06349862A publication Critical patent/JPH06349862A/en
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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a crystal increasing an In composition ratio and having the greater degree of channel change and greater sheet carrier concentration than usual by a method wherein a film thickness and an In composition ratio of an InGaAs layer are determined so that a photoluminescence spectrum from the InGaAs layer at a specific temperature can have specific quality. CONSTITUTION:In a hetero-structure compound semiconductor crystal formed on a GaAs substrate 11 with at least an undoped InGaAs layer 13 and an n-type AlGaAs layer 15, a film thickness and the indium content of the InGaAs layer 13 are determined as described later. Namely, a peak wavelength of a photoluminescence spectrum from the InGaAs layer 13 at 77K is between 1000nm and 1120nm, and a half-width of the photoluminescence spectrum is made smaller than 47meV. For example, a non-doped GaAs buffer layer 12, a non-doped InGaAs channel layer 13, etc., are successively epitaxial-grown on the semi- insulating GaAs substrate 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエピタキシャル成長によ
り、電界効果トランジスタを作製するために用いられる
半導体結晶およびそれを用いた半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor crystal used for producing a field effect transistor by epitaxial growth and a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】分子線エピタキシー(MBE)法や有機
金属熱分解(MOCVD)法等によりエピタキシャル成
長された半導体結晶を用いた電界効果トランジスタの例
は、ガリウム砒素基板上に形成され、格子の歪んだイン
ジウムガリウム砒素層をチャネルとして用いたHEMT
(High Electron Mobility Transistor)の例が、特開昭
61−3464号に記載してある。また、インジウムガリウム
砒素歪みチャネルHEMT結晶の光学的特性をフォトルミネ
ッセンス法(PL法)により評価した例は、アプライド
・フィジックス・レターズ61(1992年)第122
5頁から1227頁(Applied Physics Letters Vol.61
(1992)pp.1225−1227)に記載してある。
2. Description of the Related Art An example of a field effect transistor using a semiconductor crystal epitaxially grown by a molecular beam epitaxy (MBE) method, a metal organic thermal decomposition (MOCVD) method, etc. is formed on a gallium arsenide substrate and has a distorted lattice. HEMT using indium gallium arsenide layer as channel
(High Electron Mobility Transistor)
61-3464. Further, an example of evaluating the optical characteristics of an indium gallium arsenide strained channel HEMT crystal by a photoluminescence method (PL method) is given in Applied Physics Letters 61 (1992) No. 122.
Pages 5 to 1227 (Applied Physics Letters Vol.61
(1992) pp.1222-1227).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、イ
ンジウムガリウム砒素歪みチャネルにキャリア電子を充
分ため込むことが可能で、かつ移動度に優れているチャ
ネルの、インジウム組成比とそのチャネルの膜厚は、そ
れぞれ0.25 ,8ナノメートル程度である。インジウ
ム組成比が0.3 を越えると転位欠陥等の発生により、
低雑音素子として利用可能な特性である移動度が1ボル
ト秒当たり6000平方センチメートル、シートキャリ
ア濃度が1平方センチメートル当たり2.2 掛ける10
の12剰個を上回る特性は得られないという問題があっ
た。
In the above-mentioned prior art, the indium composition ratio and the film thickness of the channel of the channel which is capable of sufficiently accumulating carrier electrons in the indium gallium arsenide strained channel and has excellent mobility are , 0.25 and 8 nm, respectively. When the indium composition ratio exceeds 0.3, dislocation defects and the like occur,
Mobility that is a characteristic that can be used as a low-noise device is 6000 square centimeters per volt-second, and sheet carrier concentration is 2.2 times 10 per square centimeter.
However, there is a problem that the characteristics exceeding the surplus of 12 cannot be obtained.

【0004】本発明の目的は、インジウム組成比を増加
させ、従来よりチャネルの移動度及びシートキャリア濃
度の大きな結晶およびそれを用いた半導体装置を得るこ
とにある。
An object of the present invention is to increase the indium composition ratio and obtain a crystal having a channel mobility and a sheet carrier concentration higher than those of the related art and a semiconductor device using the crystal.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、ガリウム砒
素基板上に形成され、少なくともアンドープ・インジウ
ムガリウム砒素層及びn型アルミニウムガリウム砒素層
を有するヘテロ構造化合物半導体結晶において、インジ
ウムガリウム砒素層の膜厚及びインジウム組成比を、7
7Kにおけるインジウムガリウム砒素層からのフォトル
ミネッセンス・スペクトルのピーク波長が1000ナノ
メートルから1120ナノメートルの間に入り、該フォ
トルミネッセンス・スペクトルの半値幅が47ミリ・エ
レクトロン・ボルトより小さくなるように設定された半
導体結晶により達成される。
In the heterostructure compound semiconductor crystal formed on a gallium arsenide substrate and having at least an undoped indium gallium arsenide layer and an n-type aluminum gallium arsenide layer, the film of the indium gallium arsenide layer is formed. The thickness and indium composition ratio are set to 7
The peak wavelength of the photoluminescence spectrum from the indium gallium arsenide layer at 7K is set to be between 1000 nanometers and 1120 nanometers, and the half width of the photoluminescence spectrum is set to be less than 47 millielectron volts. Achieved by a semiconductor crystal.

【0006】[0006]

【作用】インジウムガリウム砒素歪みチャネルからのフ
ォトルミネッセンス・スペクトルは、転位欠陥が発生す
ると大幅に長波長シフトする。また、基板温度が高い場
合と砒素分子線圧力が小さい場合はインジウムが大幅に
表面偏析し、フォトルミネッセンス・スペクトルは、短
波長シフトする。また、チャネルの厚さが薄い場合、イ
ンジウム組成比が小さい場合に短波長シフトし、逆の場
合は長波長シフトする。これらの要素を調整し、77K
におけるインジウムガリウム砒素層からのフォトルミネ
ッセンス・スペクトルのピーク波長が1000ナノメー
トルから1120ナノメートルの間に入り、そのピーク
の半値幅が47ミリエレクトロンボルトより小さくなる
ように設定した場合にのみ電気特性に優れたインジウム
ガリウム砒素歪みチャネルを用いた半導体結晶が作製可
能となり、移動度が1ボルト秒当たり6000平方セン
チメートル、シートキャリア濃度が1平方センチメート
ル当たり2.2掛ける10の12剰個を上回る。
The photoluminescence spectrum from the indium gallium arsenide strained channel shifts significantly longer wavelengths when dislocation defects occur. Further, when the substrate temperature is high and the arsenic molecular beam pressure is low, indium is significantly segregated on the surface, and the photoluminescence spectrum shifts to a short wavelength. Further, when the channel is thin, the wavelength shifts short when the indium composition ratio is small and shifts long when the indium composition ratio is small. Adjust these elements, 77K
The peak wavelength of the photoluminescence spectrum from the indium gallium arsenide layer at is in the range of 1000 nm to 1120 nm, and the half-width of the peak is set to less than 47 millielectron volts. A semiconductor crystal using an excellent indium gallium arsenide strained channel can be manufactured, and the mobility exceeds 6000 square centimeters per volt-second, and the sheet carrier concentration exceeds 2.2 times 10 12 squares per square centimeter.

【0007】[0007]

【実施例】実施例1 図2は本発明を用いたHEMT構造の半導体結晶の断面
概略図である。MBE装置により半絶縁性ガリウム砒素
基板11上に非ドープガリウム砒素層12をバッファ層
として450ナノメートル、非ドープインジウムガリウ
ム砒素層13(インジウム組成比y)をチャネル層とし
てxナノメートル、非ドープアルミニウムガリウム砒素
層14をスペーサ層として2ナノメートル、n型アルミ
ニウムガリウム砒素層15(アルミニウム組成比0.2
5 ,ドーピング濃度1立方センチメートル当たり3掛
ける10の18乗個)を20ナノメートル、非ドープア
ルミニウムガリウム砒素層16(アルミニウム組成比0.
25)を7ナノメートル、非ドープガリウム砒素キャッ
プ層17を5ナノメートル順次エピタキシャル成長し
た。ここでxは4から8ナノメートルとし、yは0.2
5から0.4とした。
EXAMPLE 1 FIG. 2 is a schematic sectional view of a semiconductor crystal having a HEMT structure using the present invention. On the semi-insulating gallium arsenide substrate 11, the undoped gallium arsenide layer 12 is used as a buffer layer for 450 nm, and the undoped indium gallium arsenide layer 13 (indium composition ratio y) is used as a channel layer for x nm and undoped aluminum by the MBE device. The n-type aluminum gallium arsenide layer 15 (aluminum composition ratio 0.2
5, doping concentration 3 × 10 18 cubes per cubic centimeter) 20 nm, undoped aluminum gallium arsenide layer 16 (aluminum composition ratio 0.1.
25) and the undoped gallium arsenide cap layer 17 were sequentially epitaxially grown at 5 nm and 5 nm, respectively. Where x is 4 to 8 nanometers and y is 0.2
It was set to 5 to 0.4.

【0008】このようにして形成したHEMT結晶の電
気的特性及び光学的特性を、それぞれホール測定及びフ
ォトルミネッセンス法により評価し、フォトルミネッセ
ンス・スペクトルのピーク波長を横軸、二次元電子ガス
18の移動度を縦軸にグラフに表したところ図1のよう
になった。
The electrical and optical properties of the HEMT crystal thus formed are evaluated by Hall measurement and photoluminescence method, respectively, and the peak wavelength of the photoluminescence spectrum is plotted on the horizontal axis, and the movement of the two-dimensional electron gas 18 is determined. When the degree is plotted on the vertical axis, it becomes as shown in FIG.

【0009】チャネルの厚さや、インジウムの組成比に
かかわらずフォトルミネッセンス・スペクトルのピーク
波長が1000ナノメートルから1120ナノメートル
の間に入り、そのフォトルミネッセンス・スペクトルの
半値幅が47ミリ・エレクトロン・ボルトより小さい試
料の室温における移動度は全て従来の移動度を大きく上
回り1ボルト秒当たり6200平方センチメートルを越
え、最大1ボルト秒当たり6750平方センチメートル
が得られた。また、シートキャリア濃度は安定して1平
方センチメートル当たり2.2掛ける10の12乗個を
越え、最大2.7掛ける10の12乗個が得られた。
Regardless of the thickness of the channel or the composition ratio of indium, the peak wavelength of the photoluminescence spectrum falls between 1000 nm and 1120 nm, and the half width of the photoluminescence spectrum is 47 mm electron volts. The mobilities of the smaller samples at room temperature were all well above conventional mobilities, exceeding 6200 square centimeters per volt-second, up to 6750 square centimeters per volt-second. Further, the sheet carrier concentration stably exceeded 2.2 times 10 12 per square centimeter, and was obtained at a maximum of 2.7 times 10 12 per square centimeter.

【0010】ここで、チャネルの厚さや、インジウムの
組成比にかかわらずフォトルミネッセンス・スペクトル
のピーク波長が1000ナノメートルから1120ナノ
メートルの間に入り、そのフォトルミネッセンス・スペ
クトルの半値幅が47ミリ・エレクトロン・ボルトより
小さい試料は、結晶成長条件が、基板位置での砒素分子
線圧力が約1掛ける10の−5乗トールの場合、チャネ
ル成長中の基板温度が400℃から420℃の時、基板
位置での砒素分子線圧力が約1.5 掛ける10の−5乗
トールの場合は、チャネル成長中の基板温度が400℃
から450℃の時にのみ得られた。
Here, the peak wavelength of the photoluminescence spectrum falls between 1000 nanometers and 1120 nanometers regardless of the channel thickness and the composition ratio of indium, and the half width of the photoluminescence spectrum is 47 millimeters. Samples smaller than the electron volt were grown at a substrate temperature of 400 ° C to 420 ° C during channel growth when the crystal growth condition was such that the arsenic molecular beam pressure at the substrate position was about 1 times 10 -5 torr. If the arsenic molecular beam pressure at the position is about 1.5 times 10 −5 torr, the substrate temperature during channel growth is 400 ° C.
To 450 ° C only.

【0011】本実施例によれば、本発明が移動度及びシ
ートキャリア濃度の向上に効果を持つことは明らかであ
る。
According to the present embodiment, it is clear that the present invention has an effect of improving the mobility and the sheet carrier concentration.

【0012】実施例2 図3は本発明を用いたHEMTデバイスの断面構造概略
図である。MBE装置により半絶縁性ガリウム砒素基板
11上に非ドープガリウム砒素層12をバッファ層とし
て450ナノメートル、非ドープインジウムガリウム砒
素層13(インジウム組成比y)をチャネル層としてx
ナノメートル、非ドープアルミニウムガリウム砒素層1
4をスペーサ層として2ナノメートル、n型アルミニウ
ムガリウム砒素層15(アルミニウム組成比0.25 、
ドーピング濃度1立方センチメートル当たり3掛ける1
0の18乗個)を20ナノメートル、非ドープアルミニ
ウムガリウム砒素層16(アルミニウム組成比0.25)
を12ナノメートル、n型ガリウム砒素キャップ層21
(ドーピング濃度1立方センチメートル当たり4掛ける
10の18乗個)を160ナノメートル順次エピタキシ
ャル成長した。ここでxは4から8ナノメートルとし、
yは0.25から0.4とした。
Example 2 FIG. 3 is a schematic sectional view of a HEMT device using the present invention. The undoped gallium arsenide layer 12 is used as a buffer layer on the semi-insulating gallium arsenide substrate 11 by the MBE device for 450 nm, and the undoped indium gallium arsenide layer 13 (indium composition ratio y) is used as a channel layer x.
Nanometer, undoped aluminum gallium arsenide layer 1
4 as a spacer layer, 2 nm, n-type aluminum gallium arsenide layer 15 (aluminum composition ratio 0.25,
Doping concentration 3 times 1 per cubic centimeter 1
0 18) 20 nm, undoped aluminum gallium arsenide layer 16 (aluminum composition ratio 0.25)
12 nm, n-type gallium arsenide cap layer 21
(Doping concentration of 4 times 10 18 powers per cubic centimeter) was sequentially epitaxially grown for 160 nanometers. Where x is 4 to 8 nanometers,
y was set to 0.25 to 0.4.

【0013】このようにして形成した半導体結晶の光学
的特性を77Kにてフォトルミネッセンス測定した後、
周知のメサエッチング工程、ソース電極22,ゲート電
極23,ドレイン電極24形成工程を経て、ゲート長
0.15ミクロン ,ゲート幅200ミクロンのHEMT
デバイスを作製した。
The optical characteristics of the semiconductor crystal thus formed were measured by photoluminescence at 77K.
A HEMT having a gate length of 0.15 μm and a gate width of 200 μm is obtained through a well-known mesa etching process, a source electrode 22, a gate electrode 23, and a drain electrode 24 forming process.
A device was made.

【0014】チャネルの厚さや、インジウムの組成比に
かかわらずフォトルミネッセンス・スペクトルのピーク
波長が1000ナノメートルから1120ナノメートル
の間に入り、そのフォトルミネッセンス・スペクトルの
半値幅が47ミリ・エレクトロン・ボルトより小さい試
料のデバイス作製プロセス後の室温における移動度は実
施例1の時と同様に、全て従来のデバイス作製プロセス
後の移動度を大きく上回り1ボルト秒当たり6000平
方センチメートルを越え、最大1ボルト秒当たり663
0平方センチメートルが得られた。また、シートキャリ
ア濃度は安定して1平方センチメートル当たり2.0掛
ける10の12乗個を越え、最大2.6掛ける10の1
2乗個が得られた。
Regardless of the thickness of the channel or the composition ratio of indium, the peak wavelength of the photoluminescence spectrum falls between 1000 nm and 1120 nm, and the half width of the photoluminescence spectrum is 47 mm electron volts. The mobility of the smaller sample at room temperature after the device fabrication process was much higher than the mobility after the conventional device fabrication process as in Example 1, and exceeded 6000 square centimeters per 1 volt / second, and the maximum per 1 volt / second. 663
0 square centimeters were obtained. In addition, the density of the sheet carrier stably exceeds 2.0 multiplied by 10 12 per square centimeter, and the maximum is 2.6 multiplied by 10 1.
I got 2 squares.

【0015】また、デバイスの基本的な性能指標である
相互コンダクタンスは、動作電流2ミリアンペアでは、
ゲート幅200ミクロン当たり36ミリジーメンスと従
来に比べて約15%の改善が実現できた。また、最大相
互コンダクタンスはゲート幅200ミクロン当たり12
4ミリジーメンスと従来に比べて約20%の改善が実現
できた。
The transconductance, which is a basic performance index of the device, is
A gate width of 200 micron was 36 millisiemens, an improvement of about 15% compared to the conventional one. Also, the maximum transconductance is 12 per 200 micron gate width.
It was 4 millisiemens, an improvement of about 20% compared to the past.

【0016】本実施例によれば、本発明がHEMTデバ
イスの相互コンダクタンス向上に効果を持つことは明ら
かである。
According to the present embodiment, it is clear that the present invention has an effect on improving the transconductance of HEMT devices.

【0017】また、本実施例により得られた相互コンダ
クタンスから判断すると、本HEMTデバイスを低消費電力
低雑音増幅器として用いることにより、優れた性能が得
られることは明らかである。
Judging from the transconductance obtained in this embodiment, it is obvious that excellent performance can be obtained by using the HEMT device as a low power consumption and low noise amplifier.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明により、インジウム組成比が大き
く、従来よりチャネルの移動度及びシートキャリア濃度
の大きな結晶が得られるため、電界効果トランジスタの
高性能化に大きな効果がある。
According to the present invention, a crystal having a large indium composition ratio and a higher channel mobility and a higher sheet carrier concentration than in the prior art can be obtained, which is very effective in improving the performance of the field effect transistor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のフォトルミネッセンス・ス
ペクトルのピーク波長とチャネルの二次元電子ガスの移
動度の関係を示す測定図。
FIG. 1 is a measurement diagram showing the relationship between the peak wavelength of a photoluminescence spectrum and the mobility of a two-dimensional electron gas in a channel according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の結晶の断面図。FIG. 2 is a sectional view of a crystal according to an example of the present invention.

【図3】本発明の一実施例のデバイス構造の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the device structure of one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…チャネルの厚さ8ナノメートルにおけるフォトルミ
ネッセンス・スペクトルのピーク波長と二次元電子ガス
の移動度との関係を示すプロット、2…チャネルの厚さ
6ナノメートルにおけるフォトルミネッセンス・スペク
トルのピーク波長と二次元電子ガスの移動度との関係を
示すプロット、3…チャネルの厚さ5ナノメートルにお
けるフォトルミネッセンス・スペクトルのピーク波長と
二次元電子ガスの移動度との関係を示すプロット、4…
チャネルの厚さ4ナノメートルにおけるフォトルミネッ
センス・スペクトルのピーク波長と二次元電子ガスの移
動度との関係を示すプロット、5…フォトルミネッセン
ス・スペクトルの半値幅が47ミリエレクトロンボルト
を越えた試料を表すプロット、6…参考となる従来構造
を示すプロット、11…半絶縁性ガリウム砒素基板、1
2…非ドープガリウム砒素バッファ層、13…非ドープ
インジウムガリウム砒素チャネル層、14…非ドープア
ルミニウムガリウム砒素スペーサ層、15…n型アルミ
ニウムガリウム砒素層、16…非ドープアルミニウムガ
リウム砒素層、17…非ドープガリウム砒素層、18…
二次元電子ガス、21…n型ガリウム砒素キャップ層、
22…ソース電極、23…ゲート電極、24…ドレイン
電極。
1 ... Plot showing the relationship between the peak wavelength of the photoluminescence spectrum at a channel thickness of 8 nm and the mobility of the two-dimensional electron gas, 2 ... The peak wavelength of the photoluminescence spectrum at a channel thickness of 6 nm, and Plot showing the relationship with the mobility of the two-dimensional electron gas, 3 ... Plot showing the relationship between the peak wavelength of the photoluminescence spectrum and the mobility of the two-dimensional electron gas at a channel thickness of 5 nm, 4.
Plot showing the relationship between the peak wavelength of the photoluminescence spectrum and the mobility of the two-dimensional electron gas at a channel thickness of 4 nm, 5 ... Representing a sample in which the half width of the photoluminescence spectrum exceeds 47 millielectron volts Plot, 6 ... Plot showing a conventional structure for reference, 11 ... Semi-insulating gallium arsenide substrate, 1
2 ... Undoped gallium arsenide buffer layer, 13 ... Undoped indium gallium arsenide channel layer, 14 ... Undoped aluminum gallium arsenide spacer layer, 15 ... N-type aluminum gallium arsenide layer, 16 ... Undoped aluminum gallium arsenide layer, 17 ... Non Doped gallium arsenide layer, 18 ...
Two-dimensional electron gas, 21 ... n-type gallium arsenide cap layer,
22 ... Source electrode, 23 ... Gate electrode, 24 ... Drain electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和島 峰生 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンタ内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Mineo Wajima 3550 Kidayomachi, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture Hitachi Cable Ltd. Advanced Research Center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガリウム砒素基板上に形成され、少なくと
もアンドープ・インジウムガリウム砒素層及びn型アル
ミニウムガリウム砒素層を有するヘテロ構造化合物半導
体結晶において、該インジウムガリウム砒素層の膜厚及
びインジウム組成比を、77Kにおける該インジウムガ
リウム砒素層からのフォトルミネッセンス・スペクトル
のピーク波長が1000ナノメートルから1120ナノ
メートルの間に入り、該フォトルミネッセンス・スペク
トルの半値幅が47ミリ・エレクトロン・ボルトより小
さくなるように設定したことを特徴とする半導体結晶。
1. In a heterostructure compound semiconductor crystal formed on a gallium arsenide substrate and having at least an undoped indium gallium arsenide layer and an n-type aluminum gallium arsenide layer, the film thickness and indium composition ratio of the indium gallium arsenide layer are The peak wavelength of the photoluminescence spectrum from the indium gallium arsenide layer at 77K is set to be between 1000 nanometers and 1120 nanometers, and the half width of the photoluminescence spectrum is set to be less than 47 millielectron volts. A semiconductor crystal characterized in that
【請求項2】ガリウム砒素基板上に形成され、少なくと
もアンドープ・インジウムガリウム砒素層及びn型アル
ミニウムガリウム砒素層を有するヘテロ構造化合物半導
体結晶において、該インジウムガリウム砒素層の成長条
件,膜厚及びインジウム組成比を、77Kにおける該イ
ンジウムガリウム砒素層からのフォトルミネッセンス・
スペクトルのピーク波長が1000ナノメートルから1
120ナノメートルの間に入り、該フォトルミネッセン
ス・スペクトルの半値幅が47ミリ・エレクトロン・ボ
ルトより小さくなるように設定したことを特徴とする半
導体結晶。
2. A heterostructure compound semiconductor crystal formed on a gallium arsenide substrate and having at least an undoped indium gallium arsenide layer and an n-type aluminum gallium arsenide layer, the growth conditions, film thickness and indium composition of the indium gallium arsenide layer. The ratio of the photoluminescence from the indium gallium arsenide layer at 77K
Peak wavelength of the spectrum is from 1000 nm to 1
A semiconductor crystal, which is set to have a width of 120 nm and a half width of the photoluminescence spectrum smaller than 47 millielectron volts.
【請求項3】ガリウム砒素基板上に形成され、少なくと
もアンドープ・インジウムガリウム砒素層及びn型アル
ミニウムガリウム砒素層を有するヘテロ構造化合物半導
体結晶を加工することにより得られた電界効果トランジ
スタにおいて、該インジウムガリウム砒素層の成長条
件,膜厚及びインジウム組成比が、77Kにおける該イ
ンジウムガリウム砒素層からのフォトルミネッセンス・
スペクトルのピーク波長が1000ナノメートルから1
120ナノメートルの間に入り、該フォトルミネッセン
ス・スペクトルの半値幅が47ミリ・エレクトロン・ボ
ルトより小さくなるように設定されていることを特徴と
する半導体装置。
3. A field-effect transistor obtained by processing a heterostructure compound semiconductor crystal formed on a gallium arsenide substrate and having at least an undoped indium gallium arsenide layer and an n-type aluminum gallium arsenide layer. Photoluminescence from the indium gallium arsenide layer when the growth conditions, film thickness and indium composition ratio of the arsenic layer are 77K.
Peak wavelength of the spectrum is from 1000 nm to 1
A semiconductor device, wherein the semiconductor device is set so as to fall within a range of 120 nanometers and the full width at half maximum of the photoluminescence spectrum is smaller than 47 millielectron volts.
JP14033093A 1993-06-11 1993-06-11 Semiconductor crystal and semiconductor device using it Pending JPH06349862A (en)

Priority Applications (1)

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