JPS60241272A - High-mobility transistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の分野
本発明は、不純物が添加されていない第１の１１１−Ｖ
／ＩＸ化合物半導体層と、その第１の■〜Ｖ族化合物半
導体層層上に形成された、Ｎ型不純物が添加され且つ第
１の■−ｖ族化合物半導体層に比し大なる電子親和力を
右づる第２の■−Ｖ族化合物半導体層と、その第２のＩ
−Ｖ族化合物半導体層上にそれぞれの間でショッＩ−＝
ｔ＝ ４６合を形成するように付されたゲート電極ど、
第１及び第２のｍ−ｖ族化合物半導体層に、ゲート電極
を挟んだ両位置においＣそれぞれ連結しているソース７
１ｉ４＋及びドレイン電極とを右ヅる高移動度トランジ
スタの改良に関刀る。
本発明の背見
このような高移動度トランジスタにＪ５いて、従来は、
その第２のｍ−ｖ族化合物半導体層が、その幅方向にも
一定であるＶさを右する構成を有していた。
このような構成を有する従来の高移動度トランジスタの
場合、グー１〜電極とソース電極またはドレイン電極と
の間に何等制御電圧を印加させていない状態では、第２
の■−ｖ族化合物半導体層に、電子が、第２の■−■／
＆化合物半導体層の長さ方向、幅方向及び厚さ方向にも
、実質的に制限されないで３次元的に移動Ｊる３次元電
子ガス井戸を形成しており、また、第１の■−ｖ族化合
物半導体層の第１及び第２の■−ＶＭ化合物半導体層間
の界面側に、電子が、第２のｍ−ｖ族化合物半導体層の
厚さ方向には実質的に制限されるが、長さ方向及び幅方
向には実質的に制限されないで２次元的に移動りる２次
元電子ガス井戸を形成している。
また、ゲート電極とソース電極またはドレイン電極どの
間に、ゲート電極側を狛とする制御電圧を印加させれば
、その値に応じた拡がりで、ゲート電極と第２の■−■
族化合物半導体層との間のショッＩ〜キ接合から空乏層
が第１のｍ−Ｖ族化合物半導体層側に拡がる。そして、
第２の■−ｖ族化合物半導体層が、その全域に亘って空
乏層によって埋められれば、第２のｍ−ｖ族化合物半導
体層に形成されていた３次元電子ガス井戸が第２の■−
ｖ族化合物半導体層から消え、第１のＩｆｆ−Ｖ族化合
物半導体層の第１及び第２の■〜Ｖ族化合物半導体層間
の界面側における２次元電子ガスＪ１戸のみが残されて
いる状態になる。また、このような状態が冑られている
制御電圧の値の範囲内で、その制御電圧を大なる値また
は小さな値に変化させれば、これに応じて、第１のＩｆ
ｆ−Ｖ族化合物半導体層の第１及び第２の■−ｖ族化合
物半導体層間の界面側における２次元電子ガス井戸の深
さが浅くなりまたは深くなる。
従って、上述した従来の高移動度トランジスタによれば
、ソース電極及びドレイン電極間に負荷を通じて電源を
接続して応ぎ、そしてゲート電極とソース電極またはト
レイン電極どの間に制御’ｌ＋電圧を、第２のｍ−ｖ族
化合物半導体層に３次元電子ガス井戸が形成されていな
いが、第１のｍ−ｖｓ化合物半導体層の第１及び第２の
■−ｖ族化合物半導体層の界面側に２次元電子ガス井戸
が形成されている範囲内の値をとって印加させれば、そ
の制御電圧の値に応じた飴の、２次元電子ガス井戸に３
次元電子ガス井戸におけるよりも高移動度で移動する電
子による電流を、負荷に、ソース電極及びドレイン電極
を通って供給することができる。このため、制御電圧に
応じた値の電流を、負荷に、３次元電子ガス井戸に移動
する電子による電流をソース電極及びドレイン電極を通
って供給する態様の通常のトランジスタの場合に比し人
なる電流密度で、供給することができる、という特徴を
有づる。
しかしながら、上述した従来の高移動度トランジスタの
場合、第２の■−ｖ族化合物半導体層が、その幅方向に
ｄ３いても一定の厚さを有するため、ゲートＮ極とソー
ス電極またはドレイン電極との間に印加する制御電圧が
上述した２次元電子ガス井戸が得られている範囲内の値
である限り（制御電圧がある値以上に人なる値になれば
上述した２次元電子ガス井戸が消えてしまう）、上述し
た２次元電子ガス井戸がソース電極及びドレイン′ｒｒ
ｉ極間にそれら間の間隔の長さを以って、負荷に供給さ
れる電流が、制御電圧の値に応じて一義的に変化づる、
という特性を早するに過ぎない。
本発明の開示
よって、本発明は、負荷に供給、されれる電流が、ゲー
ト電極とソース電極またはドレイン電極との間に印加す
る制御電圧がある限られた範囲内の値であれば、その制
御電圧の値に応じて−ｆｉ的に変化する、というを呈す
るが、制ｗ電圧の値に対する負荷に供給される電流の特
性が７字特性を呈づるという、新規な高移動度トランジ
スタを提案せんとするものである。
本願による高移動度トランジスタによれば、第２の■−
ｖ族化合物半導体層が、その幅方向に変化している厚さ
を有する４８成を有している。
このため、本願による高移動度トランジスタ。
によれば、ゲート電極とソース電極またはドレイン電極
との間に何等制御電圧を印加させてぃない状態では、前
述した従来の高移動度トランジスタの場合と同様に、第
２の■−ｖ族化合物半導体層に３次元電子ガス井戸を形
成しており、また、第１のｍ−ｖ族化合物半導体層の第
１及び第２のｍ −Ｖ ＩＩＡ化合物半導体層間の界面
側に２次元電子ガス井戸を形成している。
また、ゲート電極とソース電極またFIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a first undoped 111-V
/IX compound semiconductor layer and its first ■-V group compound semiconductor layer doped with N-type impurities and having a larger electron affinity than the first ■-V group compound semiconductor layer. The second ■-V group compound semiconductor layer on the right and its second I
-Shot I-= between each on the V group compound semiconductor layer
Gate electrodes attached to form t = 46 couplings, etc.
Sources 7 each connected to the first and second m-v group compound semiconductor layers at both positions with the gate electrode sandwiched therebetween.
The present invention is concerned with the improvement of high mobility transistors in which the 1i4+ and drain electrodes are connected to each other. Background of the present invention In such a high mobility transistor, J5 was conventionally
The second m-v group compound semiconductor layer had a configuration in which the V value was constant also in the width direction. In the case of a conventional high mobility transistor having such a configuration, when no control voltage is applied between the first to second electrodes and the source or drain electrode, the second
In the ■-v group compound semiconductor layer of the second ■-■/
& Also in the length direction, width direction and thickness direction of the compound semiconductor layer, a three-dimensional electron gas well is formed which moves three-dimensionally without being substantially restricted, and the first ■-v Electrons are substantially limited in the thickness direction of the second m-v group compound semiconductor layer on the interface side between the first and second -VM compound semiconductor layers of the group compound semiconductor layer; A two-dimensional electron gas well is formed that moves two-dimensionally without being substantially restricted in the longitudinal and width directions. In addition, if a control voltage is applied between the gate electrode and the source or drain electrode, with the gate electrode side as the base, the voltage will spread according to the value, and the gate electrode and the second
A depletion layer spreads from the Schottky junction with the group compound semiconductor layer toward the first m-V group compound semiconductor layer. and,
When the second ■-V group compound semiconductor layer is filled with a depletion layer over its entire area, the three-dimensional electron gas well formed in the second m-V group compound semiconductor layer becomes the second ■-V group compound semiconductor layer.
It disappears from the V group compound semiconductor layer, and only one two-dimensional electron gas J remains on the interface side between the first and second V group compound semiconductor layers of the first If-V group compound semiconductor layer. Become. Furthermore, if the control voltage is changed to a larger value or a smaller value within the range of control voltage values in which such a state is resolved, the first If
The depth of the two-dimensional electron gas well on the interface side between the first and second (1)-v group compound semiconductor layers of the f-V group compound semiconductor layer becomes shallower or deeper. Therefore, according to the conventional high mobility transistor described above, a power supply is connected between the source electrode and the drain electrode through a load, and a control 'l+ voltage is applied between the gate electrode and the source electrode or the train electrode. Although a three-dimensional electron gas well is not formed in the m-v group compound semiconductor layer of No. 2, a three-dimensional electron gas well is not formed in the m-v group compound semiconductor layer of No. If a value within the range in which the dimensional electron gas well is formed is applied, three dimensional electron gas wells will be applied to the two-dimensional electron gas well of the candy according to the value of the control voltage.
Current can be supplied to the load through the source and drain electrodes due to electrons moving with higher mobility than in the dimensional electron gas well. For this reason, compared to the case of a normal transistor, which supplies a current of a value corresponding to the control voltage to the load through the source and drain electrodes, the current is caused by electrons moving to the three-dimensional electron gas well. It has the characteristic of being able to supply current at a high current density. However, in the case of the above-mentioned conventional high mobility transistor, the second ■-V group compound semiconductor layer has a constant thickness even if it is d3 in the width direction, so that the gate N pole and the source electrode or the drain electrode As long as the control voltage applied during this period is within the range in which the above-mentioned two-dimensional electron gas well is obtained (if the control voltage exceeds a certain value, the above-mentioned two-dimensional electron gas well will disappear). ), the two-dimensional electron gas well described above is connected to the source electrode and the drain 'rr
The current supplied to the load changes uniquely depending on the value of the control voltage depending on the length of the interval between the i-poles,
It just accelerates that characteristic. According to the disclosure of the present invention, the present invention provides that if the current supplied to the load is within a certain limited range of the control voltage applied between the gate electrode and the source or drain electrode, We propose a new high-mobility transistor in which the current supplied to the load changes in a -fi manner depending on the voltage value, and the characteristic of the current supplied to the load with respect to the value of the limiting voltage exhibits a figure-7 characteristic. That is. According to the high mobility transistor according to the present application, the second ■-
The group V compound semiconductor layer has a 48-layer structure with a thickness varying in its width direction. For this reason, the high mobility transistor according to the present application. According to , when no control voltage is applied between the gate electrode and the source or drain electrode, the second A three-dimensional electron gas well is formed in the semiconductor layer, and a two-dimensional electron gas well is formed on the interface side between the first and second m-V IIA compound semiconductor layers of the first m-v group compound semiconductor layer. is forming. Also, the gate electrode and source electrode or
【、Ｊドレイン電極
との間に、グー１〜電極側を角とする制御電圧を印加さ
け゛れば、前述した従来の高移動度トランジスタの場合
と同様に、そのｆｌｉ制御電圧の値に応じた拡がりで、
ゲート電極を第２の■−Ｖ族化合物半導体層との間のシ
Ｅ】ツ１〜キ接合パら空乏層が第１の■−ｖ族化合物半
導体層側に拡がる。そして、第２のｍ−Ｖ ｈ’Ａ化合
物半導体層が、その全域に亘って空乏層によって埋めら
れれば、前述した従来の高移動度トランジスタの場合と
同様に、第２のＩＩ［−Ｖ族化合物半導体層に形成され
ていた３次元′Ｆｉ子ガス井戸が第２の■−ｖ族化合物
半導体層から消え、第１の■−Ｖ族化合物半導体層の第
１及び第２の■−Ｖ族化合物半導体層間の界面側にお（
プる２次元電子ガス井戸のみが残された状態になる。ま
た、このような状態が得られている制御電圧の値の範囲
内で、その制御電圧を人なる値または小ざな値に変化さ
せれば、前述した従来の高移動度トランジスタの場合と
同様に、その制御電圧の値の変化に応じて、第１のＩＩ
Ｉ −、Ｖ族化合物半導体層の第１及び第２の■−ｖ族
化合物半尋体層間の界面側にお【プる２次元電子ガス井
戸の深さが浅くなりまたは深くなる。
しかしながら、本願による高移動度トランジスタの場合
、第２のＩ［［−Ｖ族化合物半導体層が、その幅方向に
変化している厚さを右しているので、上述した第１の■
−ｖ族化族化合物半日体層１およご第２の■−■族化合
物半導体層間の界面側における２次元電子ガス井戸のみ
が残された状態が得にれでいる制御電圧の値の範囲内で
、その制御電圧を大なる値に変化させれば、第１の■−
ｖ族化合物半導体層の第１及び第２の■−ｖ族化合物半
導体層間の界面側に残されている２次元電子ガス井戸が
、第２の■−■族化合物半導体層の厚さが小である領域
に対応している領域において、局部的に消え、従って２
次元電子ガス井戸がソース電極及びドレイン電極間にそ
れら間の間隔より小なる長さを以って延長している状態
になり、ついには、２次元電子ガス井戸の長さが、電子
を実質的に第２の■−Ｖ族化合物半導体層の長さん向に
のみしか移動させない長さになり、従って、２次元電子
ガス井戸が電子を実質的に第２の■−ｖ族化合物半導体
層の長さ方向のみしか移動８ｕない１次元電子ガス井戸
に変化Ｊ°る。ところで、この１次元電子ガス井戸での
電子は、２次元電子ガス井戸での電子の移動度に比し格
段的に高い移動度を早する。
従−）て、本発明による高移動度１〜ランジスタによれ
ば、ゲート電極とソース電極またはドレイン電極との間
に印加する制御電圧の伯が大なるに応じて、負荷に流れ
る電流が減少し、そして増加するという７字特性を呈す
る。
本発明の実施例
第１図〜第３図は、本発明による高移！１１度１〜ラン
ジスタの実施例を示し、不純物が添加されていない例え
ばＧａＡｓでなる■−ｖ族化合物半導体層１と、その■
−ｖ族化合物半青体層１上に形成されたＮ型不純物が添
加され且つｍ −族化合物半導体層２上にそれとの間で
ショツ１〜主接合４を形成するように＋−１されたゲー
ト電極３と、１Ｉｌ−Ｖ族化合物半導体層１及び２に、
グー］−電極３を挟んだ再位置においＣそれぞれ連結し
ているソース電極５及びドレイン電極６とを右づ°る
この場合、■−ｖ族化合物崖導体層２が、その幅方向に
周期的に変化しでいる厚さを有している。
以上が、本発明による高移動度トランジスタの実施例の
構成である。
このような構成によれば、前述したＪ、うに、ゲート電
極３とソース電極５まｌｃはドレイン電ｉ６どの間にグ
ー１〜電極３側を負どづ°る制御電圧を印加させ、その
値を大にさＵ゛れば、第３図Ａ〜Ｃ及び第４図Ａ−Ｃに
示すように、■−Ｖ族化合物半導体層２の厚さの変化の
態様を１当に選ぶことなどによって、３次元電子ガス井
戸７が潤え、２次元電子ガスＪ［戸８が残り、次に２次
元電子ガス井戸８が１次元電子ガス井戸９になって、前
述し／ｊ Ｖ７特性が得られる。
上述においては、ＩＩＩ−Ｖ ７Ｍ化合物半）９体層２
の厚さが、断面三角形を〒ＴＪるように変化りる場合を
示したが、図示しないが、断面台形を５尋するように変
化させても、同様の作用効果が得られることは明らかで
あろう。[If you avoid applying a control voltage with the corner on the electrode side between the J drain electrode and the fli control voltage, as in the case of the conventional high mobility transistor described above, By expanding,
At the junction between the gate electrode and the second (1)-V group compound semiconductor layer, a depletion layer expands toward the first (2)-V group compound semiconductor layer. Then, if the second m-V h'A compound semiconductor layer is filled with a depletion layer over its entire area, the second II[-V group The three-dimensional fi gas well formed in the compound semiconductor layer disappears from the second ■-V group compound semiconductor layer, and the first and second ■-V group of the first ■-V group compound semiconductor layer disappears. On the interface side between compound semiconductor layers (
Only the two-dimensional electron gas well remains. In addition, if the control voltage is changed to a certain value or a small value within the range of control voltage values that achieve this state, the same result as in the case of the conventional high-mobility transistor described above can be obtained. , depending on the change in the value of its control voltage, the first II
The depth of the two-dimensional electron gas well flowing to the interface side between the first and second 1-V group compound semiconducting layers of the I-, V group compound semiconductor layer becomes shallower or deeper. However, in the case of the high mobility transistor according to the present application, since the second I[[-V group compound semiconductor layer has a thickness that changes in the width direction, the above-mentioned first
- Within the range of the control voltage value, it is possible to obtain a state in which only the two-dimensional electron gas well remains on the interface side between the -V group compound semicircular body layer 1 and the second ■-■ group compound semiconductor layer. , if the control voltage is changed to a large value, the first ■-
The two-dimensional electron gas well left on the interface side between the first and second ■-■ group compound semiconductor layers of the V group compound semiconductor layer is formed when the second ■-■ group compound semiconductor layer has a small thickness. It disappears locally in the region corresponding to a certain region, so 2
A dimensional electron gas well extends between the source and drain electrodes with a length less than the spacing between them, until the length of the two-dimensional electron gas well is such that the electrons Therefore, the two-dimensional electron gas well has a length that allows electrons to move only in the lengthwise direction of the second ■-V group compound semiconductor layer. It changes to a one-dimensional electron gas well that moves 8u only in the horizontal direction. Incidentally, the electrons in this one-dimensional electron gas well have a much higher mobility than the electron mobility in the two-dimensional electron gas well. Therefore, according to the high mobility transistor according to the present invention, the current flowing through the load decreases as the ratio of the control voltage applied between the gate electrode and the source or drain electrode increases. , and increases. Embodiments of the present invention FIGS. 1 to 3 show the high transition according to the present invention! 11 degrees 1 to 1 to show an example of a transistor, including a ■-v group compound semiconductor layer 1 made of, for example, GaAs to which impurities are not added, and its ■
- The N-type impurity formed on the V group compound semi-blue body layer 1 was doped and +-1 was added onto the m - group compound semiconductor layer 2 so as to form shots 1 to main junctions 4 therebetween. On the gate electrode 3 and the 1Il-V group compound semiconductor layers 1 and 2,
- In this case, the source electrode 5 and the drain electrode 6, which are connected to each other, are shifted to the right at the position where the electrode 3 is sandwiched between them. It has a thickness that varies. The above is the configuration of the embodiment of the high mobility transistor according to the present invention. According to such a configuration, a control voltage is applied between the gate electrode 3 and the source electrode 5 or lc and the drain electrode i6 to make the electrode 3 side negative. By increasing the thickness of the ■-V group compound semiconductor layer 2, as shown in FIGS. 3A-C and 4A-C, , the 3-dimensional electron gas well 7 is enriched, the 2-dimensional electron gas J [door 8 remains, and then the 2-dimensional electron gas well 8 becomes the 1-dimensional electron gas well 9, and the above-mentioned /j V7 characteristic is obtained. . In the above, III-V 7M compound half) 9 body layer 2
We have shown the case where the thickness of the cross-section is changed so that the triangular cross-section is 〒TJ, but it is clear that the same effect can be obtained even if the cross-section of the trapezoid is changed so that the cross-section is 5 fathoms (not shown). Probably.
第１図は、本発明による高移動度］−ランジスタの路線
的平面図である。
第２図は、第１図の■−■線上の断面図である。
第３図は、第１図の＋ｎ−ｍ線上の断面図である。
第４図は、Ｔネルギーバンド図である。
１．２・・・・・・・・・ｍ−Ｖ ｈ化合物半導体層３
・・・・・・・・・・・・・・・ゲート電極４・・・・
・・・・・・・・・・・シュ１ツ１〜キ接合５・・・・
・・・・・・・・・・・ソース電極６・・・・・・・・
・・・・・・・ドレイン電極７・・・・・・・・・・・
・・・・３次元電子ガス月戸８・・・・・・・・・・・
・・・・２次元電子ガス月戸９・・・・・・・・・・・
・・・・１次元電子ガス井戸出願人 日本電信電話公社
第１図
■
門
第２；火１
第８図
昭和５９年６月１８日
特許庁長官 若 杉 和 夫 殿
１、事件の表示 特願昭５９−９８３４１号２、発明の
名称 高移動度トランジスタ３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号名 称
（４２２）日本電信電話公社
代表者 真 藤 恒
４、代理人
住 所 〒１０２ 東京都千代田区麹町５丁目７番地
秀和紀尾井町ＴＢＲ８２０号
５、補正命令の日付 自発補正
６、補正により増加する発明の数 なし７、補正の対象
明ａｍの全文及び図面の全文８、補正の内容 別紙の
とおり
明 細 書（全文訂正）
１、発明の名称 高移動度トランジスタ２、特許請求の
範囲
不純物が添加されていない第１の■−ｖ族化合物半導体
層と、
該第１の■−ｖ族化合物半尋半導層上に形成されたＮ型
不純物が添加され且つ上記第７のｍ−Ｖ族化合物半導体
層に比し大なる電子親和力を有する第２の■−ｖ族化合
物半導体層と、上記第２の■−ｖ族化合物半導体層上に
それとの間でショットキ接合を形成するように付された
ゲート電極と、上記第１及び第２の■−ｖ族化合物半導
体層に、上記ゲート電極を挟んだ両位置においてそれぞ
れ連結しているソース電極及びドレイン電極とを有する
高移動度１〜ランジスタにおいて、
上記第２の■−ｖ族化合物半導体層が、その幅方向に変
化している厚さを有することを特徴とする高移動度トラ
ンジスタ。
３、発明の詳細な説明
産業上の利用分野
本発明は、不純物が添加されていない第１の■−ｖ族化
合物半導体層と、その第１の■−ｖ族化合物半導体層層
上に形成されたＮ型不純物が添加され且つ第１の■−ｖ
族化合物半導体層に比し大なる電子親和力を有する第２
の■−Ｖ族化合物半導体層と、その第２のｍ−ｖ族化合
物半導体層上にそれとの間でショットキ接合を形成する
ように付されたグー１〜電極ど、第１及び第２の■−ｖ
族化合物半導体層に、ゲート電極を挟んだ両位四におい
てそれぞれ連結しているソース電Ｉセ及びドレイン電極
とを有する高移動度トランジスタの改良に関する。
従来技術
このような高移動度トランジスタにおいて、従来は、そ
の第２の■−ｖ族化合物半導体層が、その幅方向にも一
定である厚さを有する構成を有していた。
このような構成を有する従来の高移動度トランジスタの
場合、ゲート電極とソース電極またはドレイン電極との
間に何等制御電圧を印加させていない状態では、第２の
Ｉ−Ｖ族化合物半導体層に、電子が、第２のｍ−Ｖｌｆ
ｊ、化合物半導体層の長さ方向、幅方向及び厚さ方向に
も、実質的に制限されないで３次元的に移動する３次元
電子ガス井戸を形成しており、また、第１の■−ｖ族化
合物半導体層の第１及び第２のｍ＝Ｖ族化合物半導体層
間の界面側に、電子が、第２の■−ｖ族化合物半導体層
の厚さ方向には実質的に制限されるが、長さ方向及び幅
方向には実質的に制限されないで２次元的に移動づる２
次元電子ガス井戸を形成している。
また、ゲート電極とソースＮ極またはドレイン電極との
間に、ゲート電極側を負どづる制御電圧を印加させれば
、その値に応じた拡がりで、ゲート電極と第２の■−ｖ
族化合物半導体層との間のショッ］・キ接合から空乏層
が第１のｍ−Ｖ族化合物半導体層側に拡がる。そして、
第２の■−ｖ族化合物半導体層が、その全域に亘って空
乏層によって埋められれば、第１の■−ｖ族化合物半導
体層の第１及び第２の■−ｖ族化合物半導体層間の界面
側にｄ３４Ｊる２次元電子ガス井戸は残っているが、第
２の■−ｖ族化合物半導体層に形成されていた３次元電
子ガス月戸が第２のＤＩ−Ｖ族化合物半導体層から消え
た状態になる。また、このような状態が得られている制
御２ＩＩ電圧の値の範囲内で、その制御電圧を大なる値
または小さな値に変化させれば、これに応じて、第１の
■−ｖ族化合物半導体層の第１及び第２の■−ｖ族化合
物半導体層間の界面側における２次元電子ガス井戸の深
さが浅くなりまたは深くなる。
従って、上述した従来の高移動度トランジスタによれば
、ソース電極及びドレイン電極間に負荷を通じて電源を
接続して置ぎ、そしてゲート電極とソース電極またはト
レイン電極との間に制御電圧を、第２の■−ｖ族化合物
半導体層に３次元電子ガス井戸は形成されていないが、
第１の■−ｖ族化合物半導体層の第１及び第２のｍ−ｖ
＊化合物半導体層の界面側に２次元電子ガス月戸が形成
されている範囲内の値をとって印加させれば、その制御
電圧の値に応じた値を有する、２次元電子ガス月戸に３
次元電子ガス井戸におけるよりも高移動度で移動する電
子による電流を、負荷に、ソース電極及びドレイン電極
を通って供給することができる。このため、制御電圧に
応じた値の電流を、負荷に、３次元電子ガス井戸に移動
゛する電子による電流をソース電極及びドレイン電極を
通って供給する態様の通常のトランジスタの場合に比し
大なる電流密度で、供給することができる、という特徴
を有する。
免Ｆ＃ｔｆｉＭＲｌりピロ： ’Ｊ−６ＦＡ ￥ｆｌ
Ｑしかしながら、上述した従来の高移動度１〜ランジス
タの場合、第２のｍ−ｖＩＡ化合物半導体層が、その幅
方向においても一定の厚さを有するため、ゲート電極と
ソース電極またはドレイン電極との間に印加する制御Ｉ
雷電圧、上述した３次元電子ガス井戸は形成されていな
いが、２次元電子ガス井戸が形成されている範囲内の値
である限り（制御電圧がある値以上に大なる値になれば
上述した２次元電子ガス井戸が消えてしまう）、負荷に
供給される電流が、制御電圧の値に応じて一義的に変化
づる、という特性を呈するに過ぎない。
＠ＩＡＡ＠Ｎ次１Ａ亙及り工１
よって、本発明は、負荷に供給されれる電流が、ゲート
電極とソース電極またはドレイン電極との間に印加する
制御電圧がある限られた範囲内の値であれば、その制御
電圧の値に応じてｎ的に変化する、という特性を〒する
が、制御電圧の値に対する負荷に供給される電流の特性
が、Ｖ７特性を呈するという、新規な高移動度トランジ
スタを提案せんとするものである。
本発明による高移動度トランジスタによれば、第２のｍ
−ｖｔｓ化合物半導体層が、その幅方向に変化している
厚さを有する構成を有している。
作 用
このため、本発明による高移動度トランジスタによれば
、ゲート電極とソース電極またはドレイン電極との間に
何等制御電圧を印加させていない状態では、前述した従
来の高移動度トランジスタの場合と同様に、第２の■−
ｖ族化合物半導体層に３次元電子ガス月戸を形成してお
り、また、第１の■−Ｖ族化合物半導体層の第１及び第
２の■−ｖ族化合物半導体層間の界面側に２次元電子ガ
ス井戸を形成している。
また、ゲート電極とソース電極またはドレイン電極との
間に、ゲート電極側を９とづる制御電圧を印加させれば
、前述した従来の高移動度トランジスタの場合と同様に
、その制御電圧の値に応じた拡がりで、ゲート電極と第
２のｍ−Ｖ族化合物半導体層との間のショツ］・主接合
から、空乏層が、第１の■−ｖ族化合物半導体層側に拡
がる。そして、第２の■−■族化合物半導体層が、厚さ
が小である領域にＪ３いて、その全域に亘って空乏層に
よって埋められれば、第１の■−ｖ族化合物半導体層の
第１及び第２の■−ｖ族化３合物半導体層間の界面側に
おいて、２次元電子ガス井戸は残されているが、ゲート
電極とソース電極またはドレイン電極との間に制御電圧
を印加させていないどきに第２の■−Ｖ族化合物半導体
層に形成されていｌｃ３次元電子ガス井戸が、第２のＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体層から消えた状態になる。また
、このような状態が得られている制御電圧の値の範囲内
で、その制ａ電圧を大なる値または小さな値に変化させ
れば、前述した従来の高移動度１−ランジスタの場合と
同様に、その制ｍ電圧の値の変化に応じて、第１の１ｎ
−ｖ族化合物半導体層の第１及び第２のｍ−ｖＩＭ化合
物半導体層間の界面側に残されている２次元電子ガス井
戸の深さが浅くなりまたは深くなる。
しかしながら、本発明による高移動度トラン、ジスタの
場合、第２の■−ｖ族化合物半導体層が、その幅方向に
変化している厚さを有しているので、上述した第１のｎ
ｒ −ｖ ＩＭ化合物半導体層の第１及び第２の■−Ｖ
族化杏物半導体層間の界面側において、２次元電子ガス
井戸が残されている状態になっている制御電圧の値の範
囲内で、その制御電圧を大なる値に変化させれば、第１
の■−ｖ族化合物半導体層の第１及び第２の■−ｖ族化
合物半尋体層間の界面側に残されている２次元電子ガス
井戸が、第２の■−ｖ族化合物半導体層の厚さが小であ
る領域に対応し。
でいる領域において、局部的に消え、従って２次元電子
ガス井戸が、ソース電極及びドレイン電極間にそれら間
の隔よりも小なる幅を以って延長している状態になる。
また、制ＷＪＴｉ圧を、このような状態が得られている
範囲の値よりも大にすれば、２次元電子ガス井戸の幅が
、電子を実質的に第２の■−ｖ族化合物半導体層の長さ
方向にのみしか移動させない幅（量子力学的波長と同程
度の値を有する）になり、従って、２次元電子ガス井戸
が、電子を実質的に第２の■−ｖ族化合物半導体層の長
さ方向のみしか移動させない１次元電子ガス井戸に変化
する。ところで、この１次元電子ガス井戸での電子は、
２次元電子ガス井戸での電子の移動度に比し格段的に高
い移動度を呈する。
発明の効果
従って、本発明による高移動度トランジスタによれば、
ゲート電極とソース電極またはドレイン電極との間に印
加する制御電圧に対−する。
ソース電極及びドレイン電極間に電源を通じて接続され
ている負荷に流れる電流の関係でみて、制御電圧の値が
大になるに応じて、負荷に流れる電流が、減少し、そし
て増加リ−るというＶ７特性を呈する。
実施例
第１図〜第３図は、本発明による高移動度トランジスタ
の実施例を示し、不純物が添加されていない例えばＧａ
Ａｓでなる■−ｖ族化合物、半導体層１と、その■−ｖ
族化合物半導体層１上に形成されたＮ型不純物が添加さ
れ且つ■−Ｖ族化合物半導体層１に比し大なる電子親和
力を有する例えばＧａＡｌＡｓでなる■−Ｖ族化合物半
導体層２と、狙−Ｖ族化合物半導体層２上にそれとの間
でショットキ接合４を形成するように付されたゲート電
極３ど、■−ｖ族化合物半導体層１及び２に、グー１−
電極３を挟んだ両位置においてそれぞれ連結しているソ
ース電極５及びドレイン電ｆｆ１６とを有するこの場合
、■−ｖ族化合物半導体層２が、その幅方向に周期的に
断面三角形を呈するように変化している厚さを有してい
る。
以上が、本発明による高移動度Ｉ・ランジスタの実施例
の構成である。
このような構成によれば、前述したように、ゲート電極
３とドレイン電極５またはドレイン電極６との間に制御
電圧を印加さぜでいない状態では、第３図Ａ及び第４図
△に示ずように、■−ｖ族化族化合物半導体内２内グー
１−電極３及び■−ｖ族化合物半導体層２間のショット
キ接合４から■−ｖ族化族化合物半導体側１側かに拡が
っている空乏層１１と、■−ｖ族化合物半導体層１及び
２間の界面からショッ１−キ接合４側に僅かに拡がって
いる空乏層１２とが形成されているが、■−ｖ族化合物
半導体層２に、空乏層１１及び１２間において、３次元
電子ガス井戸７が形成されており、また、ｍ −Ｖ族化
合物半導体層１のｍ−ｖｌＩＫ化合物半導体層１及び２
間の界面側に２次元電子ガス井戸８が形成されている。
また、ゲート電極３どソース電極５またはドレイン電極
６どの間に、ゲート電極３側を負どする制御電圧を印加
させれば、■＝■族化合物半導体層２内に、ショットキ
接合４から、Ｉ−Ｖ族化合物半導体層１側に制御電圧を
印加させていない状態の場合よりも制御電圧の値に応じ
て大きく拡がっている空乏層１１が形成されるが、制御
電圧の値を大にしていくことによって、■−ｖ族化合物
半導体層２が、厚さが小である領域において、その全域
に亘って空乏層１１によって埋められている。そしてこ
のような状態になれば、■−ｖ族化合物半導体層１の■
−ｖ族化合物半導体層１及び２間の界面側において２次
元電子ガス井戸８は残されているが、ゲート電極３とソ
ース電極５またはドレイン電極６との間に制御電圧を印
加さゼていないときに■−Ｖ族化合物半導体層２に形成
されていた３次元電子ガス井戸７がｍ−ｖｔｎ化合物半
導体層２から消えた状態となる。
また、このような状態が得られている制ｍ電圧の値の範
囲内で、そのＩＪＪ ＩＩ雷電圧大なる値にまたは小な
る値に変化させれば、その制ｍ電圧の値の変化に応じて
、■−Ｖ族化合物半尋体層１の■−ｖ族化合物半導体層
１及び２間の界面側に残されている２次元電子ガス井戸
８の深さが浅くなりまたは深くなる。
さらに、このような状態が得られている制御電圧の値の
範囲内で、その制御電圧を大なる値に変化させれば、■
−ｖ族化合物半導体層１の■−ｖ族化合物半尋半導１及
び２間の界面側に残されている２次元電子ガス井戸８が
、■−Ｖ族化合物半導体層２の厚さが小である領域に対
応している領域において、第３図Ｂ及び第４図Ｂに示す
ように、ソースＮ［ｉ５及びドレイン電極６間にそれら
間の幅Ｊ：りも小なる幅を以って延長している状態にな
る。また、制御電圧を、このような状態が得られている
範囲の値よりも大にすれば、■−ｖ族化合物半尋半導１
の■−Ｖ族化合物半導体層１及び２間の界面側に残され
ている２次元電子ガス井戸８の幅が、第３図Ｃ及び第４
図Ｃに示すように、電子を実質的に■−ｖ族化合物半導
体層の長さ方向（ソース電極５及びドレイン電極６を結
ぶ方向）にのみしか移動させない幅（ｍ予力学的波長と
同程度の値である約１００人の幅）になり、従って、２
次元電子ガス井戸８が、電子を実質的にｍ−ｖ族化合物
半導体層２の長さ方向のみしか移動させない１次元電子
ガス井戸９に変化する。
従って、本発明による高移動度トランジスタによれば、
ゲート電極３とソース電極５Ｊ：たはドレイン電極６と
の間に印加づ゛るルリ御電圧に対する、ソース電極５及
びドレイン電極６間に電源を通じて接続されている負荷
に流れる電流の関係でみて、制御電圧の値が大になるに
応じて、負荷に流れる電流が、減少し、そして増加する
、というＶ７特性を呈する。
なお、上述においては、ｍ−’ｖ族化合物半導体層２の
厚さが、■＝ｖ族化合物半導体Ｂ２の幅方向に、周期的
に、断面三角形を呈するように変化している場合を示し
たが、図示しないが断面台形を呈するように変化してい
Ｃも、上述したと同様の作用効宋が得られることは明ら
かであろう。
４、図面の簡単な説明
第１図は、本発明による高移動度トランジスタの路線的
平面図である。
第２図は、第１図の■−■線上の断面図である。
第３図Ａ〜Ｃは、第１図の■−■線上の一部の断面図で
ある。
第４図は、第３図ΔのＩＶ 、−ＩＶ線上でみたエネル
ギーバンド図である。
１．２・・・・・・・・・ｍ−ｖ族化合物半導体層３・
・・・・・・・・・・・・・・ゲート電極４・・・・・
・・・・・・・・・・ショットキ接合５・・・・・・・
・・・・・・・・ソース電極６・・・・・・・・・・・
・・・・ドレイン電極７・・・・・・・・・・・・・・
・３次元電子ガスＹ１戸８・・・・・・・・・・・・・
・・２次元電子ガス月戸９・・・・・・・・・・・・・
・・１次元電子ガス１４戸出願人 日本電信電話公社
代狸人 弁理士 田中正治
第１図
第２図
ＬアＬ覧ろ１ｒスを戸（３寒元１らケ力”ス什戸２第３
図
３匁尾ｂｄ騎ＰFIG. 1 is a schematic plan view of a high-mobility transistor according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view taken along the line +nm in FIG. 1. FIG. 4 is a T energy band diagram. 1.2...m-V h compound semiconductor layer 3
・・・・・・・・・・・・・・・Gate electrode 4・・・・
・・・・・・・・・・Shu 1 Tsu 1 ~ Ki Junction 5・・・・
・・・・・・・・・・・・Source electrode 6・・・・・・・・・
・・・・・・Drain electrode 7・・・・・・・・・・・・
...3D electronic gas Tsukito 8...
・・・2D electronic gas Tsukito 9・・・・・・・・・・・・
...One-dimensional electronic gas well applicant Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation Figure 1 ■ Gate 2; Tue 1 Figure 8 June 18, 1981 Commissioner of the Patent Office Kazuo Wakasugi 1, Indication of the case Patent application No. 59-98341 2, Title of the invention High mobility transistor 3, Relationship to the amended person case Patent applicant address 1-1-6 Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Name Name
(422) Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation Representative Tsune Shinfuji 4, Agent address 5-7 Kojimachi, Chiyoda-ku, Tokyo 102
Hidekazu Kioicho TBR No. 820 5, Date of amendment order: Voluntary amendment 6, Number of inventions increased by amendment: None 7, Subject of amendment: Full text of clear am and full text of drawings 8, Contents of amendment: Specification as attached (full text corrected) ) 1. Title of the invention High mobility transistor 2. Claims A first ■-V group compound semiconductor layer to which no impurities are added; and on the first ■-V group compound semiconductor layer. a second ■-v group compound semiconductor layer doped with an N-type impurity and having a larger electron affinity than the seventh m-V group compound semiconductor layer; A gate electrode provided on the compound semiconductor layer so as to form a Schottky junction therebetween, and connected to the first and second ■-V group compound semiconductor layers at both positions sandwiching the gate electrode. In the high mobility transistor having a source electrode and a drain electrode, the second ■-V group compound semiconductor layer has a thickness that varies in its width direction. Mobility transistor. 3. Detailed Description of the Invention Industrial Field of Application The present invention provides a first ■-V group compound semiconductor layer to which no impurities are added, and a first ■-V group compound semiconductor layer formed on the first ■-V group compound semiconductor layer. N-type impurity is added and the first ■-v
The second compound semiconductor layer has a larger electron affinity than the group compound semiconductor layer.
the first and second ■-V group compound semiconductor layers, and the goo 1 to the electrodes attached on the second M-V group compound semiconductor layer so as to form a Schottky junction therebetween; -v
The present invention relates to an improvement in a high-mobility transistor having a source electrode and a drain electrode connected to a group compound semiconductor layer at both sides with a gate electrode in between. PRIOR ART Conventionally, such a high mobility transistor has a structure in which the second ■-v group compound semiconductor layer has a constant thickness also in its width direction. In the case of a conventional high mobility transistor having such a configuration, when no control voltage is applied between the gate electrode and the source or drain electrode, the second IV group compound semiconductor layer The electron is in the second m-Vlf
j, a three-dimensional electron gas well is formed in the length direction, width direction, and thickness direction of the compound semiconductor layer, and the three-dimensional electron gas well moves three-dimensionally without being substantially restricted; On the interface side between the first and second m=V group compound semiconductor layers of the group compound semiconductor layer, electrons are substantially restricted in the thickness direction of the second ■-v group compound semiconductor layer; Two-dimensional movement with substantially no restriction in the length and width directions 2
It forms a dimensional electron gas well. In addition, if a control voltage that makes the gate electrode side negative is applied between the gate electrode and the source N pole or the drain electrode, the gate electrode and the second
A depletion layer spreads from the Shock junction with the M-V group compound semiconductor layer toward the first m-V group compound semiconductor layer. and,
If the second ■-V group compound semiconductor layer is filled with a depletion layer over its entire area, the interface between the first ■-V group compound semiconductor layer and the second ■-V group compound semiconductor layer The two-dimensional electron gas well on the side remains, but the three-dimensional electron gas well formed in the second ■-V group compound semiconductor layer has disappeared from the second DI-V group compound semiconductor layer. become a state. In addition, if the control voltage is changed to a larger value or a smaller value within the range of the control 2II voltage value that achieves this state, the first ■-v group compound will change accordingly. The depth of the two-dimensional electron gas well on the interface side between the first and second -V group compound semiconductor layers of the semiconductor layer becomes shallower or deeper. Therefore, according to the conventional high mobility transistor described above, a power source is connected between the source electrode and the drain electrode through a load, and a control voltage is applied between the gate electrode and the source electrode or the train electrode. Although no three-dimensional electron gas well is formed in the ■-V group compound semiconductor layer,
First and second m-v of the first ■-v group compound semiconductor layer
*If a value within the range in which a two-dimensional electron gas gate is formed on the interface side of the compound semiconductor layer is applied, a two-dimensional electron gas gate with a value corresponding to the value of the control voltage will be applied. 3
Current can be supplied to the load through the source and drain electrodes due to electrons moving with higher mobility than in the dimensional electron gas well. For this reason, this is much larger than in the case of a normal transistor in which a current corresponding to the control voltage is supplied to the load by the electrons moving into the three-dimensional electron gas well through the source and drain electrodes. It has the characteristic that it can be supplied with a current density of Free F#tfiMRlpiro: 'J-6FA ¥fl
QHowever, in the case of the above-mentioned conventional high mobility transistor, since the second m-vIA compound semiconductor layer has a constant thickness also in the width direction, the connection between the gate electrode and the source or drain electrode is Control I applied between
The lightning voltage does not form the three-dimensional electron gas well described above, but as long as the value is within the range in which a two-dimensional electron gas well is formed (if the control voltage becomes greater than a certain value, then the above-mentioned (the two-dimensional electron gas well disappears), the current supplied to the load only exhibits the characteristic that it uniquely changes depending on the value of the control voltage. ＠IAA＠Nth order 1A and work 1 Therefore, the present invention provides a method for controlling the current supplied to the load within a limited range of a control voltage applied between the gate electrode and the source or drain electrode. If so, the characteristic is that it changes n-like depending on the value of the control voltage, but the characteristic of the current supplied to the load with respect to the value of the control voltage exhibits the V7 characteristic, which is a new high transfer characteristic. This paper aims to propose a new transistor. According to the high mobility transistor according to the invention, the second m
-vts The compound semiconductor layer has a thickness varying in its width direction. For this reason, according to the high mobility transistor according to the present invention, when no control voltage is applied between the gate electrode and the source electrode or the drain electrode, the high mobility transistor according to the present invention does not have the same function as the conventional high mobility transistor described above. Similarly, the second ■-
A three-dimensional electron gas tube is formed in the V group compound semiconductor layer, and a two-dimensional electron gas gate is formed on the interface side between the first and second ■-V group compound semiconductor layers of the first ■-V group compound semiconductor layer. It forms an electronic gas well. Furthermore, if a control voltage is applied between the gate electrode and the source or drain electrode, with the gate electrode side set to 9, the value of the control voltage can be changed as in the case of the conventional high mobility transistor described above. With corresponding expansion, the depletion layer spreads from the main junction between the gate electrode and the second m-V group compound semiconductor layer to the first ■-v group compound semiconductor layer side. If the second ■-■ group compound semiconductor layer is located in the region J3 with a small thickness and is filled with the depletion layer over the entire region, the first ■-v group compound semiconductor layer of the first ■-v group compound semiconductor layer A two-dimensional electron gas well is left on the interface side between the second ■-V tricompound semiconductor layer, but no control voltage is applied between the gate electrode and the source or drain electrode. At the same time, an LC three-dimensional electron gas well formed in the second ■-V group compound semiconductor layer is formed in the second I-V compound semiconductor layer.
It is in a state where it disappears from the II-V group compound semiconductor layer. In addition, if the limiting a voltage is changed to a larger value or a smaller value within the range of control voltage values that achieve this state, the same effect as in the case of the conventional high mobility 1-transistor described above can be achieved. Similarly, the first 1n
The depth of the two-dimensional electron gas well remaining on the interface side between the first and second m-vIM compound semiconductor layers of the -v group compound semiconductor layer becomes shallower or deeper. However, in the case of the high mobility transistor or transistor according to the present invention, since the second ■-v group compound semiconductor layer has a thickness that varies in its width direction, the above-mentioned first
r −v first and second ■−V of IM compound semiconductor layer
If the control voltage is changed to a large value within the range of the control voltage that leaves a two-dimensional electron gas well on the interface side between the apricot semiconductor layers, the first
The two-dimensional electron gas well left on the interface side between the first and second ■-v group compound semiconducting layers of the ■-v group compound semiconductor layer of the second ■-v group compound semiconductor layer is Corresponds to areas where the thickness is small. In the region where the electrons are located, the electrons disappear locally, so that a two-dimensional electron gas well extends between the source and drain electrodes with a width smaller than the spacing between them. In addition, if the controlling WJTi pressure is made larger than the value in the range in which such a state is obtained, the width of the two-dimensional electron gas well becomes such that the electrons are substantially transferred to the second ■-v group compound semiconductor layer. (has a value on the order of the quantum mechanical wavelength) that allows electrons to move only in the length direction of the second ■-V compound semiconductor layer. The electron gas well changes into a one-dimensional electron gas well that moves only in the length direction. By the way, the electrons in this one-dimensional electron gas well are
It exhibits significantly higher electron mobility than that in a two-dimensional electron gas well. Effects of the Invention Therefore, according to the high mobility transistor according to the present invention,
It corresponds to the control voltage applied between the gate electrode and the source or drain electrode. In terms of the current flowing through the load connected between the source electrode and the drain electrode through the power supply, as the value of the control voltage increases, the current flowing through the load decreases and then increases.V7 exhibiting characteristics. Embodiments FIGS. 1 to 3 show embodiments of high mobility transistors according to the present invention.
■-v group compound made of As, semiconductor layer 1 and its ■-v
A ■-V group compound semiconductor layer 2 formed on the group compound semiconductor layer 1 and made of, for example, GaAlAs, doped with N-type impurities and having a larger electron affinity than the ■-V group compound semiconductor layer 1; A gate electrode 3 is attached on the V group compound semiconductor layer 2 so as to form a Schottky junction 4 therebetween;
In this case, the source electrode 5 and the drain electrode ff16 are connected at both positions with the electrode 3 in between, and the ■-V group compound semiconductor layer 2 changes periodically in its width direction so as to have a triangular cross section. It has a certain thickness. The above is the configuration of the embodiment of the high mobility I transistor according to the present invention. According to such a configuration, as described above, when a control voltage is not applied between the gate electrode 3 and the drain electrode 5 or the drain electrode 6, the voltage shown in FIG. 3A and FIG. In this way, the contact spreads from the Schottky junction 4 between the ■-v group compound semiconductor layer 1 and the electrode 3 and the ■-v group compound semiconductor layer 2 to the ■-v group compound semiconductor side 1 side. A depletion layer 11 extending slightly from the interface between ■-V group compound semiconductor layers 1 and 2 toward the Schottky junction 4 side is formed; A three-dimensional electron gas well 7 is formed in the layer 2 between the depletion layers 11 and 12, and the m-vlIK compound semiconductor layers 1 and 2 of the m-V group compound semiconductor layer 1
A two-dimensional electron gas well 8 is formed on the interface side between them. Furthermore, if a control voltage is applied between the gate electrode 3 and the source electrode 5 or the drain electrode 6 to make the gate electrode 3 side more negative, I - A depletion layer 11 is formed that expands more depending on the value of the control voltage than when no control voltage is applied to the V group compound semiconductor layer 1 side, but as the value of the control voltage is increased. As a result, the entire region of the ■-v group compound semiconductor layer 2 having a small thickness is filled with the depletion layer 11. If such a state occurs, the ■■ of the ■-v group compound semiconductor layer 1
- Although the two-dimensional electron gas well 8 remains on the interface side between the V group compound semiconductor layers 1 and 2, no control voltage is applied between the gate electrode 3 and the source electrode 5 or drain electrode 6. At times, the three-dimensional electron gas well 7 formed in the ■-V group compound semiconductor layer 2 disappears from the m-Vtn compound semiconductor layer 2. In addition, if the IJJ II lightning voltage is changed to a larger value or a smaller value within the range of the value of the limiting voltage that achieves this condition, the voltage will change according to the change in the value of the limiting voltage. Therefore, the depth of the two-dimensional electron gas well 8 remaining on the interface side between the ■-V group compound semiconductor layers 1 and 2 of the ■-V group compound semiconducting layer 1 becomes shallower or deeper. Furthermore, if the control voltage is changed to a large value within the range of control voltage values that achieve this state, ■
-The two-dimensional electron gas well 8 left on the interface side between the -V group compound semiconductor layer 1 and the -V group compound semiconductor layer 2 is small. As shown in FIGS. 3B and 4B, in a region corresponding to a region where It becomes an extended state. In addition, if the control voltage is made larger than the value in the range in which such a state is obtained,
The width of the two-dimensional electron gas well 8 left on the interface side between the ■-V group compound semiconductor layers 1 and 2 is as shown in FIGS. 3C and 4.
As shown in Figure C, the width (m) that allows electrons to move only in the length direction of the ■-v group compound semiconductor layer (the direction connecting the source electrode 5 and the drain electrode 6) (m is about the same as the predynamic wavelength) (width of about 100 people), and therefore 2
The dimensional electron gas well 8 changes to a one-dimensional electron gas well 9 that allows electrons to move substantially only in the length direction of the m-v group compound semiconductor layer 2. Therefore, according to the high mobility transistor according to the present invention,
In terms of the relationship between the current flowing through the load connected between the source electrode 5 and the drain electrode 6 through the power supply with respect to the voltage applied between the gate electrode 3 and the source electrode 5J: or the drain electrode 6, It exhibits a V7 characteristic in which the current flowing to the load decreases and then increases as the value of the control voltage increases. In addition, in the above description, the case is shown in which the thickness of the m-'v group compound semiconductor layer 2 changes periodically in the width direction of the ■=v group compound semiconductor B2 so as to have a triangular cross section. However, although not shown in the drawings, it is clear that the same effect as described above can be obtained even if the cross section is changed to have a trapezoidal shape. 4. Brief Description of the Drawings FIG. 1 is a schematic plan view of a high mobility transistor according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1. FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views of a portion along the line ■-■ in FIG. 1. FIG. 4 is an energy band diagram viewed on the IV and -IV lines of Δ in FIG. 3. 1.2...m-v group compound semiconductor layer 3.
・・・・・・・・・・・・・・・Gate electrode 4・・・・・・
・・・・・・・・・Schottky junction 5・・・・・・・・・
・・・・・・・・・Source electrode 6・・・・・・・・・・・・
...Drain electrode 7...
・3D electronic gas Y1 unit 8・・・・・・・・・・・・・・・
・・2D electronic gas Tsukido 9・・・・・・・・・・・・・・・
...One-dimensional electronic gas 14 units Applicant: Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation Tanukito Patent attorney Masaharu Tanaka Figure 1 Figure 2 3
Figure 3 Momeo BD Kipp
Claims (1)
層ど、 該第１のｍ−ｖ族化合物半導体層層」：に形成されたＮ
型不純物が添加され且つ上記第１の■−Ｖ族化・合物半
導（Ａ層に比し人なる電子親和ツノを有する第２の■−
■族化族化合物半体３体層上記第２のｍ−ｖ族化合物半
導体層上にそねぞれの間でショットキ接合を形成リ−る
Ｊ、うに付されたグー１〜電（桁と、上記第１及び第２
の■−ｖＩＪ）、化合物半導体層に、上記ゲート電極を
挟んだ両位置においてそれぞれ連結しているソース電極
及びドレイン電極とを右する高移動度１〜ランジスタに
おいて、 上記第２の■−ｖ族化合物半導体層が、その幅方向に変
化している厚さを右することを特徴と覆る高程＠度トラ
ンジスタ。[Claims] A first m-v group compound semiconducting layer to which impurities are not added;
type impurity is added and the second ■-V group compound semiconductor (having a different electron affinity horn than the A layer)
■ Form a Schottky junction between each layer on the second m-v group compound semiconductor layer. , the first and second above
(■-vIJ), in a high mobility transistor having a source electrode and a drain electrode connected to the compound semiconductor layer at both positions sandwiching the gate electrode, the second ■-v group A high-temperature overlying transistor characterized in that the compound semiconductor layer has a thickness that varies in its width direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9834184A JPS60241272A (en) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | High-mobility transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9834184A JPS60241272A (en) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | High-mobility transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60241272A true JPS60241272A (en) | 1985-11-30 |
Family
ID=14217198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9834184A Pending JPS60241272A (en) | 1984-05-15 | 1984-05-15 | High-mobility transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60241272A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62248261A (en) * | 1986-04-21 | 1987-10-29 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JPH04199519A (en) * | 1990-11-28 | 1992-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
| JP2006303031A (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor device |
-
1984
- 1984-05-15 JP JP9834184A patent/JPS60241272A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62248261A (en) * | 1986-04-21 | 1987-10-29 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| EP0244140A2 (en) * | 1986-04-21 | 1987-11-04 | Hitachi, Ltd. | A semiconductor device with periodic structure |
| JPH04199519A (en) * | 1990-11-28 | 1992-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
| JP2006303031A (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor device |
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