JPS6052062A - 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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JPS6052062A
JPS6052062A JP15981683A JP15981683A JPS6052062A JP S6052062 A JPS6052062 A JP S6052062A JP 15981683 A JP15981683 A JP 15981683A JP 15981683 A JP15981683 A JP 15981683A JP S6052062 A JPS6052062 A JP S6052062A
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JP
Japan
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region
layer
gaas
channel
impurity concentration
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Pending
Application number
JP15981683A
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English (en)
Inventor
Masaki Ogawa
正毅 小川
Toshio Baba
寿夫 馬場
Takashi Mizutani
隆 水谷
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP84304300A priority patent/EP0133342B1/en
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Priority to US07/043,046 priority patent/US4792832A/en
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    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
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    • H01L29/151Compositional structures
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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】 本発明は電界効果トランジスタに関する。
電界効果トランジスタ(PET )の超高速化をはかる
には、ゲート長短縮と同時に、ソース・ゲート間の寄生
抵抗の低減が重要である。
本発明の目的はソース・ゲート間の寄生抵抗が小さく、
シかも基板電流の小さなFETを提供するところにある
本発明のFETでは、チャネルに対1〜てその長さ方向
に隣接して第1の半導体よりなる第1の高不純物濃度領
域が設けられ、第1の高不純物濃度領域の下方に接して
、第1の半導体より電気陰性度の小さな低不純物濃度の
第2の半導体と高不純物濃度の第1の半導体が交互に積
層された超格子領域が設けられてお秒、電流供給源とな
る電極金属層は第1の高不純物濃度領域表面に形成され
ている。
超格子領域を構成する第1の半導体の厚さをキャリアの
波長程度に選び、第2の半導体の厚さをキャリアがトン
ネル可能な厚さに選べば、キャリアは超格子領域中体に
ひろがり、超格子領域は第1の半導体より小さな電気陰
性度を示す。このため超格子領域中のキャリアは変調ド
ープ効果によりチャネル方向に接した第1の高不純物濃
度領域中に移動するので、第1の高不純物濃度領域のキ
ャリア濃度は不純物ドープ量より増大する。この結果ソ
ース・ゲート間の寄生抵抗が低減できる。
超格子領域の厚さを適当に選べば、第1の高不純物濃度
層中に充分なキャリアを誘起でき、かつ超格子領域中の
キャリアをほとんど空乏化することができる。この結果
、本発明の構造では、チャネル層よりも深い領域まで高
濃度層を形成したにもかかわらず、チャネル層下の基板
を流れる電流を低減できる。したがって本発明の構造は
寄生抵抗の低減と同時に1基板電流も低減できる特長を
有している。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明の構造を有した変調ドーグFRTの断
面構造を示す。高抵抗GaAs基板1上にnff1不純
物濃度1 ×10” C’n1−” *厚さ500Xの
A7o 、5Ga0.7AS N 2が形成されAj2
o、30m65Asと G a A sの電気陰性度の
違いによる変調ドープ効果により高抵抗G a A s
基板1のAl1o、s Ga6.7As層2に接する界
面に二次元電子層が形成される。第1図で示されたチャ
ネル層3はこの二次元電子によって形成されたものであ
る。チャネル層3の電気伝導度はA/!Q、3 Ga0
4As上に設けられた昼電極6に印加される電圧によっ
て制御でき、したがってFETとして動作する。第1図
の実施例ではチャネル113およびAILo、5Ga0
1丁As層2に接してn型不純物濃度2XIO”ff1
−’のGaAs領域4が設置され、GaAs領域4に接
して厚さ20AのノンドープAHA s層51゜2X1
0”m−墨の81がドープされた厚さ20AのGaAs
層52が交互に積層された、全体の厚さが28OAの超
格子領域5が形成されている。G a A s層52の
厚さは電子波長よ抄短かいので電子のエネルギー準位は
量子化され、しかもA1A151の厚さは電子がトンネ
ルできる程薄いので0aks 52中の不純物8iから
誘起された電子は超格子中に広がってしまうが、この超
格子の電気陰性度はGaAsより小さいため、変調ドー
プ効果により、電子は超格子領域に接したG a A 
s領域4に流れ込み超格子領域5け空乏化する。このた
め、チャネル層3に接した高不純物濃度GaAa領域4
の電子濃度はドープされた不純物濃度以上の濃度となる
。超格子領域中のSi不純物準位はAZ X Ga 1
− x A s混晶中よりもはるかに浅いので、本発明
の構造ではG aA s領域4中に効果的に電子を誘起
でさる特長をもつ。
Au −Gc 合金膜は(1a A s領域4表面に形
成され、それぞれソース電極7.ドレイン電極8に写真
蝕刻法により整形されてい2.o第1図の実施例ではチ
ャネル層3に接した高不純物濃度GaAs領域4の電子
濃度が超格子領域5の効果により高められているため、
ソース・ゲート電極間およびドレイン・ゲート1!礪間
の寄生抵抗は低減されている。
このため本実施例の変調ドープFETは高速で動作する
。さらに本実施例では高不純物濃度GaAs領域4の下
の超格子領域5は空乏化しているためソース電極7から
注入された電子は基板1を通ってドレイン1!極8に流
れ込むことがない。このため、FETの飽和特性に優れ
、高速動作するという特長が発揮される。超格子領域5
% GaAs領域4を形成するには、膜厚制御性に優れ
た分子線エビクギシー法あるいは有機金層化学気相成長
法による選択代長技術看・用いるのが有利である。
5− 第2図は本発明の第2の実施例であるショットキゲート
型電界効果ト2ンジスタ(MESFET)の断面構造を
示す。高抵抗G a A s基板1上にn型不純物濃度
2X10”m−” 、厚さ2000AのGaA s層が
形成され、その表面KAl/ゲート電極6が設置され−
C−イる。Al2とGaAs間のシ四ットキ障壁特性に
より該G a A sけ空乏層9とチャネル層31に分
割されている。ゲート電極6に印加する電圧によりこの
分割比が変化し、チャネル層31の電気伝導度は制御さ
れ、MFt8FFT として動作する。第2図の実施例
では、チャネル層31に接してn型不純物一度2X10
”cIn−”のGa A s領域4が設置され、このG
aAs領域4の下に厚さ2OAのノンドープAJAa層
51 、2X10”副−島の別がドープされた厚さ2O
AのG a A s層52が交互に積層された厚さ28
0人の超格子領域5が設置されている。G a A s
層52の厚さは電子波長より短かぐ、AAAs51の厚
さは電子がトンネルできる程薄いので、GaAs52中
の不純物から誘起された電子は超格子中に広がってしま
うが、この超格子の電気陰性度は6一 GaAsより小さいため、変調ドープ効果により、電子
は超格子領域5に接したGaAs領域4に流れ込み、超
格子領域5は空乏化してしまう。このため、チャネル層
3に接した高不純物濃度G a A s領域4の電子濃
度はドープされた不純物濃度以上の濃度となる。とくに
超格子領域中の8+不純物準位はAJxG a 1− 
xAs混晶中よりもはるかに浅いので、本発明の構造で
は、GaAs領域4中に効果的に電子を誘起できる特長
をもつ。このため、チャネル層3に接した高不純物濃度
GaAs領域4の電子濃度はドープされた不純物濃度以
上の濃度となる。
A u −G e合金膜けG a A s領域4表面に
形成され、それぞれソース電極7.ドレイン電極8に写
真蝕刻法によシ整形されている。第2図の実施例ではチ
ャネル層31に接した高不純物濃度GaAs領域4の電
子濃度が超格子領域5の効果により高められてhるため
、ソース・ゲート電極間およびドレイン・ゲート電極間
の寄生抵抗は低減されている。
このため、本実施例のMESFETは高速で動作する。
さらに本実施例では高不純物濃度G aA s領域4の
下の超格子領域5は空乏化しているためソース電極7か
ら注入された電子は基板1を通ってドレイン電極8に流
れ込むことがない。このため、FETの飽和特性に優れ
、高速動作するという特長が発揮される。
以上本発明の実施例として、変調ドーグFET。
MBSFBTについて説明したが、他のPET例えば接
合ゲート型FBT、絶縁ゲート型F’ET等にも適用で
きることは云うオでも々い。オた半導体材料としてrn
()aAs混晶とIn人ノ^s /ff、品、あるいは
TnGaAs混晶とrnP等の組み合わせでつくられた
種々のFETKも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例である変調ドープFET
の断面構造を示す図、第2図は第2の実施例であるME
SF’ETの断面構造を示す図。図中1は高抵抗(]a
As基板、2はn型訂o、5Gao4As層、3は高抵
抗G a A @基板界面に形成されたチャネル層、3
1けn型GaA s層中に形成されたチャネル層、4は
高不純物濃度のGaAys領域、51はノンドープAl
Aa層、52はS+ドープG a A s層、5はAJ
2AsとGaAsが交互に積層された超格子層、6けゲ
ート電極間 ドレインAu−Ge 電極、9はn型GaAs @中に
形成された空乏層である。 9− 71 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電界効果トランジスタのチャネルに対しその長さ方向に
    隣接して第1の半導体よりなる第1の高不純物濃度領域
    が設けられ、第1の高不純物濃度領域の下方に接して第
    1の半導体より電気陰性度の小さな低不純物濃度の第2
    の半導体と、高不純物濃度の第1の半導体が交互に積層
    された超格子領域が設けられ、該@1の高不純物濃度領
    域表面上に、金属層が設置されていることを特徴とした
    電界効果トランジスタ。
JP15981683A 1983-06-24 1983-08-31 電界効果トランジスタ Pending JPS6052062A (ja)

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JP15981683A JPS6052062A (ja) 1983-08-31 1983-08-31 電界効果トランジスタ
US06/624,333 US4695857A (en) 1983-06-24 1984-06-25 Superlattice semiconductor having high carrier density
DE8484304300T DE3480631D1 (de) 1983-06-24 1984-06-25 Halbleiterstruktur mit uebergitter hoher traegerdichte.
EP84304300A EP0133342B1 (en) 1983-06-24 1984-06-25 A superlattice type semiconductor structure having a high carrier density
US07/043,046 US4792832A (en) 1983-06-24 1987-04-24 Superlattice semiconductor having high carrier density

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61263282A (ja) * 1985-05-17 1986-11-21 Agency Of Ind Science & Technol 二次元電子電界効果型トランジスタの製造方法
EP0607729A2 (en) * 1992-12-22 1994-07-27 International Business Machines Corporation High performance MESFET with multiple quantum wells
WO2023243245A1 (ja) * 2022-06-15 2023-12-21 住友電気工業株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61263282A (ja) * 1985-05-17 1986-11-21 Agency Of Ind Science & Technol 二次元電子電界効果型トランジスタの製造方法
JPH0328064B2 (ja) * 1985-05-17 1991-04-17 Kogyo Gijutsuin
EP0607729A2 (en) * 1992-12-22 1994-07-27 International Business Machines Corporation High performance MESFET with multiple quantum wells
EP0607729A3 (en) * 1992-12-22 1995-02-22 Ibm High performance MESFET with multiple quantum wells.
WO2023243245A1 (ja) * 2022-06-15 2023-12-21 住友電気工業株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法

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