JPS58140168A - 電界効果トランジスタ - Google Patents

電界効果トランジスタ

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JPS58140168A
JPS58140168A JP2211382A JP2211382A JPS58140168A JP S58140168 A JPS58140168 A JP S58140168A JP 2211382 A JP2211382 A JP 2211382A JP 2211382 A JP2211382 A JP 2211382A JP S58140168 A JPS58140168 A JP S58140168A
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JP
Japan
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region
layer
xgaxasyp1
field effect
effect transistor
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Pending
Application number
JP2211382A
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English (en)
Inventor
Sadao Adachi
定雄 安達
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • 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
    • H01L29/7783—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 using III-V semiconductor material
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/26—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys
    • H01L29/267—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys in different semiconductor regions, e.g. heterojunctions

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 不発＃ＪＡに、超１％速鋤作を可能とする電界効果トラ
ンジスタに関するものである。
従来超高速動作を目的としたトランジスタ素子として、
ノンドープＧａ　Ａｓとｎ型ＡｔＧ＆　Ａｓとのへテロ
Ｓ造基板のへテロ接合界ｉｔＩに蓄積層を形ｂｘＬｔ。
これｔ＃ｉ性愉域とするトランジスタが提案されている
。しかし、この素子では化学的に極めて不女冗なｌｔ元
素か含１扛るため、素子自体の劣化や安定性、長寿命化
、゛信頼性などの半導体装置における基本的かつ１歎な
問題が残されていた。また、クロムや酸素などの補償用
不純物を含むＧａＡｓ結晶を半絶縁性基板として用いる
ため、熱変成の問題があった。さらに、常温動作でに、
電子が結晶中の７オノンと衝突ｔして散乱を受けるため
に、期待されるはどの超高速化が望めないという欠点％
、あった。（′ただし、低温動作ではこれが可能となる
ｏ　）　　ＧａＡｓとＡｔＧａＡｓとは厳＠　ＶＣａ格
子整合がとれていないために結晶歪みが誘起され、これ
が電子の散乱中心となる危険性もめった。
本発明はこれらの欠点を除去するため、薄いＩｎ、−、
Ｇａ、Ａｓ　Ｔｏるいｕ　Ｉｎ１−、Ｇａ、Ａｓ、Ｐｌ
−、に活性領域とし、これの両側からバンドギャップの
大きなＺｎ５ｅあるいはに１−！　Ｇａ、Ａｓｙ　Ｐｌ
−ｙでにさ筐れた構造となるようにしたものでおる。
前記の目的上達成するため、不発明は厚さ１μｍ以下の
極めて薄いＩｎ１．Ｇａ７ｇｙＰ□−、層を活性領域と
し、前記の活性領域と格子整合し％かつこれよりも大き
なバンドギャップを有する半導体のＺｎ５ｅあるいはＩ
ｎ□−ｘＧ”ｘＡｓｙ　Ｐｌ−ｙ層ではさんだ構造とす
るＣと紮特徴とする電界効果トランジスタ奮発明の散瞳
とするものである０ 次に不発明の冥施例會絵附図面について説明する○なお
実施力は一つの例示でおって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲内で、種々の変更あるいに改良を打いうろことは
云うｌでもない０トランジスタの高速動作を期待するた
めＶＣは、ｌ古性増の形成される半導体層の寛子易＃Ｉ
ＩＩＪ度が大きければ太さいはと望ましい０この易動度
はｌだ電子の有効貴重に反比例することから、有効質普
か小さけれは小さいはとよいことになる０第１図は、本
発明で用いた、Ｚｎ５ｅＫ敵密に格子整合するＩｎ、−
よＧａ□Ａｓｙ　Ｐｌ−ｙの実効質量ｉＡｓ組成比ｙに
対してフ“ロットしたものである０従米、活性層として
用いらｔているＧａＡｓの有効質Ｊｉｆ１０．０６７で
おす、不発−で使用丁６　ｙ　＝　１．０丁なわち”０
．０４　ＧａＯ，９６Ａｓの有効貴重は帆０６５でおる
ことから、これは合金散乱による８初度の偵矢會考嵐し
ても、従来のＧａＡｓよりは優れているものと考えられ
る０第２図は同じくこのＩｎ１−、Ｇａ、Ａｓ、Ｐｌ−
、（Ｚｎ５ｅ上に形成した）のバンドギャップｆＡｓ組
成比ｙに対してプロットしたものである。なお、　Ｚｎ
５ｅのバンドキャツノに２．６７ｅＶでめる。また％　
Ｚｎ５ｅに厳密に格子整合するＩｎ□−５Ｇ〜Ａｓｙ　
Ｐｌ−ｙのｙとＳの関係Ｈ７＝２．０８＆−１（ただし
０≦ｙ≦１．０）で与えられ、ｙ＝１．０でにｓ＝０．
９６となる０ ８３１ｍは本発明の実施例である。ｌはノンドープの高
抵抗Ｚｎ５ｅ単結晶、２はｎ型のＺｎ　Ｓｅめるいｕｎ
型のＩｎ１−、Ｇａ、Ａｓ、：Ｐｌ−、（Ｚｎ５ｅ　ｈ
るいｔｉｎ型のＩｎ□−、Ｇａ□Ａ〜Ｐ１−ｙのいずれ
を用いても作用効果に均等である）、３はＩＯＡからｌ
ｐｍの範囲の厚さを有するノンドープあるいはｎ型のｂ
□−、Ｃ；ａ、Ａｓ、Ｐｌ−。
の活性層（ノンドー１あるいｔｉｎ型のＩｎ□−よ０〜
Ｍ。
Ｐｌ−１のいずれを用いても作用効果に均等であるハ４
はｎ型のＺｎ５ｅ　ｔｂるいｔｉｎ型のＩｎ１−、（ｘ
ａ、Ａｓ、Ｐｌ−。
であり（ｎ型のＺｎ　Ｓｅあるいｉｎｎ型のＩｎ１．Ｇ
ａ、Ａｓ。
Ｐ□−１のいずれを用いても作用効果は均等である）、
厚さは１００　Ａ〜１　ｐｍ程度の範囲とする０５にソ
ース電極、６はショットキーのゲートＩＥ′＆、７はド
レイン電極である。２と３または３と４の間にｌＯλ〜
１０００人程度の高抵抗Ｚｎ　ＳｅあるいはＩｎ１−□
Ｇ〜Ａ８ｙＰ１−ｙ　Ｎａｋにさんで％ｌか１わない０
第４凶にこの様なｗ造？！’ｊる素子において、２２よ
ひ４ｔ−ｎ型のＺｎ５ｅ　ｓ　３　ｋ　ＩｎＯ，０４Ｇ
ａ０．９６Ａｓとした揚台の、ショットキーゲート電極
＠Ｔ一部の二不ルギーバンド図である。２および４から
供給嘔ｎた電子および３のドナー電子が、ポテンシャル
８の井Ｐに東１ｖ１これかトランジスタの電流輸送媒体
となろり３のＩｎ。、。４９ａ　０．９ｇ　Ａｓ層の厚
さを薄くすることで亀子散乱の低減化かにかられ１．高
速動作が望める。又活性層の厚でか１７７ｍを超過する
と電子のとじこめが有効でなくなる０また％第３図ＶＣ
おいて、ケート長音０．５μｍ以下に縮少すると、１子
はオプティカルフォノンの散乱の影響’に９ｆｆる間Ｖ
（ケート長を走行するパリスティック輸送か′＊：睨で
き、常温における高速動作が期待できることになる。
以上説明したように、本発明にＺｎ５ｅおよびＺｎ５ｅ
に厳密に格子整合したＩｎ１−、Ｇ〜Ａｓｙ　Ｐｓ−ｙ
結晶で電界訪米トランジスタ會構成することによジ、劣
化か無く安定で、長寿命の信頼性が尚い素子ｔうるＣと
が可能となる。また、結晶歪みが加わらず、熱変成の問
題が少いことから、高性能の素子も期待できる。また、
活性層の厚さｔ薄くしゲート長會短くすることで、パリ
スティック輸送か実機でき、従って超高速動作も可能と
なる。さらに、Ｚｎ５ｅとＩｎ１．Ｇ〜Ａｓｙ　Ｐ□−
１とは化学的な性質の著しく異なるペテロ接合となるた
め、選択エッチが可能となり。
素子間分離のためのメサエッチ加工が容易となることか
ら、素子製作プロセス上の観点からも優れたものとなる
。ｌた本発明による素子を基不素子とする超高速集積回
路も可能となる効果１有する０
【図面の簡単な説明】
第１図に不発明で使用したＺｎ　Ｓｅに厳密に格子整合
したＩｎ１−ｓ　Ｇ”ｚ　Ａａｙ　Ｐｌ−７の有効ｌＸ
蓋とＡｓ組取比ｙとの関係、第２図に同じ＜　Ｉｎ１−
、ＧａよＡＢｙ　Ｐ□−１のバンドギャツプムとＭ組成
比ｙとの関係、第３図は不発明の実施例による電界効果
トランジスタの構造図、第４図は第３図において２お≠
ひ４Ｑｎ型のＺｎ５ｅとし、３　ｋ　Ｉｎ　（１，６４
Ｑａ　Ｏ，９６Ａ８としｆｃ場合のショットキーのケー
ト直下部のエネルギーノくンド凶である。 １・・・・・・尚抵抗Ｚｎ５ｅ単結晶、２・・・・・・
ｎＩＭのＺｎ５ｅめるいにｎ型のＩｎｌ−５Ｇａ□Ａ　
８ｙ　Ｐｌ−ｙ　ｓ　３・・・・・・ノンドープあるい
ｔｉｎ型のＩｎ１−、Ｇａ、Ａｓ、Ｐｌ−、（またＵ　
Ｉｎ０．。４”０．９６　Ａ３）、４　・＝　−ｎ型の
Ｚｎ５ｅ　６るいｔｉｌｎ型のＩｎＧａＡｓＰ　　　５
・・・・・・ソース電極、６・・・・・・ショ１−ｘ　
　ｘ　　ｙ　ｌ−ｙゝ ソトキーのゲート電極、７・・・・・・ドレイン電極％
訂出願人　日本電信電話公社 Ｅ。（ｅＶ　） 肩勧責量 套　３・１

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 厚さ１ｐｍ以下の極めて薄いＩｎ□−□Ｇａ□Ａｓ、Ｐ
    １−、層を活性領域とし、前記の活性領域と格子Ｕ曾し
    、かつこれよりも大きなバンドギャップを有する半導体
    のＺｎ５ｅ６６いＵ　Ｉｎ、−、Ｇａ、Ａｓ、ＰＩ−、
    Ｎｌｆではさんた構造とすることを特徴とする電界効果
    トランジスタ０
JP2211382A 1982-02-16 1982-02-16 電界効果トランジスタ Pending JPS58140168A (ja)

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JP2211382A JPS58140168A (ja) 1982-02-16 1982-02-16 電界効果トランジスタ

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JPS58140168A true JPS58140168A (ja) 1983-08-19

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ID=12073827

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6012775A (ja) * 1983-07-02 1985-01-23 Agency Of Ind Science & Technol 電界効果トランジスタ
JPS6196769A (ja) * 1984-10-17 1986-05-15 Agency Of Ind Science & Technol 電界効果トランジスタ
JPH01145871A (ja) * 1987-12-01 1989-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヘテロ接合型電界効果トランジスタ
US5124770A (en) * 1985-10-07 1992-06-23 Hitachi, Ltd. Field effect transistor with alpha particle protection

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US5124770A (en) * 1985-10-07 1992-06-23 Hitachi, Ltd. Field effect transistor with alpha particle protection
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