JPS61161773A - 電界効果トランジスタ - Google Patents
電界効果トランジスタInfo
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- JPS61161773A JPS61161773A JP347785A JP347785A JPS61161773A JP S61161773 A JPS61161773 A JP S61161773A JP 347785 A JP347785 A JP 347785A JP 347785 A JP347785 A JP 347785A JP S61161773 A JPS61161773 A JP S61161773A
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- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims description 17
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001803 electron scattering Methods 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L29/7786—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 direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT
- H01L29/7787—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 direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT with wide bandgap charge-carrier supplying layer, e.g. direct single heterostructure MODFET
-
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- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
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- H01L29/1029—Channel region of field-effect devices of field-effect transistors
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- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/802—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with heterojunction gate, e.g. transistors with semiconductor layer acting as gate insulating layer, MIS-like transistors
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、電界効果トランジスタに関するものである。
従来の技術
近年、Ｇａ Ａｓは高い電子移動度をもつために、電界
効果トランジスタに利用した際、高速スイッチングが可
能であるとして研究されてきた。特に、Ｑａ Ａｓ −
ＡＩ Ｑａ Ａｓ へテロ構造をもつ電界効果トランジ
スタは、さらに高い電子移動度を実現できる構造として
注目されている。
効果トランジスタに利用した際、高速スイッチングが可
能であるとして研究されてきた。特に、Ｑａ Ａｓ −
ＡＩ Ｑａ Ａｓ へテロ構造をもつ電界効果トランジ
スタは、さらに高い電子移動度を実現できる構造として
注目されている。
以下、上述したような従来のへテロ構造の電界効果トラ
ンジスタについて第３図を用いて説明する。第３図は従
来の電界効果トランジスタの模式断面図で、１は半絶縁
性ＱａＡｓ基板、２はその上に成長された高純度のアン
ドープＧａ Ａｓ ＩＩ。
ンジスタについて第３図を用いて説明する。第３図は従
来の電界効果トランジスタの模式断面図で、１は半絶縁
性ＱａＡｓ基板、２はその上に成長された高純度のアン
ドープＧａ Ａｓ ＩＩ。
３はＮ型ＡＩ Ｑａ Ａｓ層である。
上記構成において、Ｎ型ＡＩ Ｇａ ＡｓとＧａＡｓと
の電子親和力の違いにより、電子の一部はＮ’ｌＡＩ
Ｇａ Ａｓ層３からアンドープＧａ ＡＳ 層２へ移動
する。この電子はへテロ界面のごく近傍に局在し、２次
元電子ガス存在１１Ｍ４を形成する。
の電子親和力の違いにより、電子の一部はＮ’ｌＡＩ
Ｇａ Ａｓ層３からアンドープＧａ ＡＳ 層２へ移動
する。この電子はへテロ界面のごく近傍に局在し、２次
元電子ガス存在１１Ｍ４を形成する。
すなわち、電子は、ドナー不純物から空間的に分離され
、高純ｓＧａ Ａｓ領域に存在することになる。そのた
めに電子は散乱を受ける度合が著しく小さくなり、ヘテ
ロ界面に沿って非常に高い電子移動度が得られる。そし
てこの高い電子移動度を利用して電界効果トランジスタ
を構成したのが、従来の選択ドープヘテロ構造電界効果
トランジスタである。
、高純ｓＧａ Ａｓ領域に存在することになる。そのた
めに電子は散乱を受ける度合が著しく小さくなり、ヘテ
ロ界面に沿って非常に高い電子移動度が得られる。そし
てこの高い電子移動度を利用して電界効果トランジスタ
を構成したのが、従来の選択ドープヘテロ構造電界効果
トランジスタである。
一般に、回路が速いスイッチング速度をもつためには、
駆動用トランジスタが速い電子移動度と次段を駆動する
ために必要な電流を生み出す高い電子濃度とをもつこと
が不可欠である。
駆動用トランジスタが速い電子移動度と次段を駆動する
ために必要な電流を生み出す高い電子濃度とをもつこと
が不可欠である。
発明が解決しようとする問題点
上記従来構成によればアンドープＱａ Ａｓを用いてい
るので、電子移動度は速いが、電子濃度は低いために、
実際の論理回路などに応用した際、スイッチング速度は
あまり改善されないという問題があった。
るので、電子移動度は速いが、電子濃度は低いために、
実際の論理回路などに応用した際、スイッチング速度は
あまり改善されないという問題があった。
本発明は上記問題点を解消した電界効果トランジスタを
聞供することを目的とする。
聞供することを目的とする。
問題を解決するための手段
上記問題を解決するため、本発明の電界効果トランジス
タは、半絶縁性ＧａＡｓ基板上に、少なくとも一部に不
純物がドープされたＧａ Ａｓ Ｗｌを形成し、このＧ
ａ Ａｓ ！ＩＪ−に、不純物がドープされたＡｔ Ｇ
ａ Ａｓ層を形成したものである。
タは、半絶縁性ＧａＡｓ基板上に、少なくとも一部に不
純物がドープされたＧａ Ａｓ Ｗｌを形成し、このＧ
ａ Ａｓ ！ＩＪ−に、不純物がドープされたＡｔ Ｇ
ａ Ａｓ層を形成したものである。
作用
上記構成においてＧａ Ａｓ Ｈの少なくとも一部に不
純物をドープしているので、これが電子供給源となり、
電子濃度が高められ、論理回路に用いた際にも高速スイ
ッチングが可能となる。
純物をドープしているので、これが電子供給源となり、
電子濃度が高められ、論理回路に用いた際にも高速スイ
ッチングが可能となる。
実施例
以下、本発明の一実施例を第１図〜第２図、に基づいて
説明する。
説明する。
第１図ａは本発明の第１の実施例における電界効果トラ
ンジスタの模式断面図、同図すは同要部拡大模式断面図
で、５，７は従来の電界効果トランジスタの場合と同じ
く、それぞれ半絶縁性ＱａＡｓ基板、Ｎ型Ａｔ Ｑａ
Ａｓである。６はＱａＡｓ層であり、不純物をドープし
たＮ型Ｇａ Ａｓ１１６ａと、２次元電子ガス存在領域
を構成するアンドープＱａ ＡＳ層６ｂとからなる。
ンジスタの模式断面図、同図すは同要部拡大模式断面図
で、５，７は従来の電界効果トランジスタの場合と同じ
く、それぞれ半絶縁性ＱａＡｓ基板、Ｎ型Ａｔ Ｑａ
Ａｓである。６はＱａＡｓ層であり、不純物をドープし
たＮ型Ｇａ Ａｓ１１６ａと、２次元電子ガス存在領域
を構成するアンドープＱａ ＡＳ層６ｂとからなる。
一般にＧａ Ａｓ層にドープする不純物の量が少ないと
、電子濃度は低いが、電子は不純物散乱を受けにくいた
めに電子移動度は大きくなる。逆に不純物ａｍが高いと
、電子Ｓ度は高いが、不純物散乱を受ける度合が増し、
電子移動度は小さくなる。
、電子濃度は低いが、電子は不純物散乱を受けにくいた
めに電子移動度は大きくなる。逆に不純物ａｍが高いと
、電子Ｓ度は高いが、不純物散乱を受ける度合が増し、
電子移動度は小さくなる。
また、２次元電子ガスのｗＡ材する領域は、ＧａＡｓ
−ＡＩ Ｑａ Ａｓ界面のＧａＡｓ側数１０（ｒｖ）と
いうことが翔られている。
−ＡＩ Ｑａ Ａｓ界面のＧａＡｓ側数１０（ｒｖ）と
いうことが翔られている。
そこで本実施例では、ＱａＡｓ層６のＮ型Ａｔ Ｇａ
Ａｓ 層７ＷＩ４の１０〜１０Ｇ （ｎｍ）を残して、
Ｇａ ＡＳ １１１６にＮ型不純物をドープすることに
よりＮ型Ｇａ ＡＳ Ｉ！ｉ６ａを得、これを新しい電
子供給源としている。このような構成では、Ｎ型Ａｔ
Ｇａ Ａｓ １７からヘテロ界面を越えてＱａＡｓ ７
１６に移動して来る電子と、Ｎ型Ｇａ ＡＳ層６ａから
得られる電子との和を、不純物散乱の少ないアンドープ
Ｑａ Ａｓ層６ｂで動作できるために、１０口ＣｌＲ４
以上の電子濃度と、７７にで１０’ｃ＊／■・Ｓ以上の
電子移動度とを実現できる。なお、Ｇａ Ａｓ ８６を
ドープする領域は、本実施例のように２次元電子ガス存
在領域を除く全体でなくともよく、その一部であっても
よい。
Ａｓ 層７ＷＩ４の１０〜１０Ｇ （ｎｍ）を残して、
Ｇａ ＡＳ １１１６にＮ型不純物をドープすることに
よりＮ型Ｇａ ＡＳ Ｉ！ｉ６ａを得、これを新しい電
子供給源としている。このような構成では、Ｎ型Ａｔ
Ｇａ Ａｓ １７からヘテロ界面を越えてＱａＡｓ ７
１６に移動して来る電子と、Ｎ型Ｇａ ＡＳ層６ａから
得られる電子との和を、不純物散乱の少ないアンドープ
Ｑａ Ａｓ層６ｂで動作できるために、１０口ＣｌＲ４
以上の電子濃度と、７７にで１０’ｃ＊／■・Ｓ以上の
電子移動度とを実現できる。なお、Ｇａ Ａｓ ８６を
ドープする領域は、本実施例のように２次元電子ガス存
在領域を除く全体でなくともよく、その一部であっても
よい。
第２図は本発明の第２の実施例における電界効果トラン
ジスタの模式断面図で、９は半絶縁性ＧａＡｓ基板、１
０はＮ型不純物をドープしたＱａＡｓ！！、１１は高濃
度にＮ型不純物をドープしたＡＩＧａＡｓＩ！で、以上
は第１の実施例と同様なものである。第１の実施例の構
成と異なるのは、２次元電子ガス存在領域１２までＮ型
不純物をドープした構成になっていることである。
ジスタの模式断面図で、９は半絶縁性ＧａＡｓ基板、１
０はＮ型不純物をドープしたＱａＡｓ！！、１１は高濃
度にＮ型不純物をドープしたＡＩＧａＡｓＩ！で、以上
は第１の実施例と同様なものである。第１の実施例の構
成と異なるのは、２次元電子ガス存在領域１２までＮ型
不純物をドープした構成になっていることである。
この第２の実施例では、第１の実施例に比べて、電子供
給源であるドープした（３ａ ＡＳの領域が大きくなっ
ている。しかも、動作領域の電子を直接増すことになる
ので、第１の実施例に比べで、さらに高い電子濃度が得
られる。ただし、電子は不純物により散乱される度合が
増すので、ドープ恐は１０鷺〜１０ｇ８国４程度として
、移動度の低下を少なくしている。
給源であるドープした（３ａ ＡＳの領域が大きくなっ
ている。しかも、動作領域の電子を直接増すことになる
ので、第１の実施例に比べで、さらに高い電子濃度が得
られる。ただし、電子は不純物により散乱される度合が
増すので、ドープ恐は１０鷺〜１０ｇ８国４程度として
、移動度の低下を少なくしている。
発明の効果
以上述べたごとく本発明によれば、電子供給源となるド
ープしたＱａＡｓ層を設けたので、高い電子濃度と高い
電子移動度とを同時に実現でき、高速論理回路に応用し
た場合においても、優れたスイッチング特性を得ること
ができる。
ープしたＱａＡｓ層を設けたので、高い電子濃度と高い
電子移動度とを同時に実現でき、高速論理回路に応用し
た場合においても、優れたスイッチング特性を得ること
ができる。
第１図ａは本発明の第１の実施例における電界効果トラ
ンジスタの模式断面図、同図すは同要部拡大模式断面図
、第２図は本発明の第２の実施例における電界効果トラ
ンジスタの模式断面図、第３図は従来のＧａ Ａｓ −
ＡＩ Ｇａ Ａｓ へ７０構造電界効果トランジスタの
模式断面図である。 ５．９−・・半絶縁性Ｑａ ＡＳ基板、５ 、１０−Ｑ
ａＡｓＦｌ、７ 、１１−Ａ Ｉ Ｇａ Ａｓ ＠代
理人 森 本 義 弘 （、−−ｅｘ Ａｓ４ ７−Ｎ１μｊ工Ａ１屑 （ν〕 （ｌ）１０−−−
ｆｉ２Ｌ八眉 １へ−−−ＡＩ命−５盾
ンジスタの模式断面図、同図すは同要部拡大模式断面図
、第２図は本発明の第２の実施例における電界効果トラ
ンジスタの模式断面図、第３図は従来のＧａ Ａｓ −
ＡＩ Ｇａ Ａｓ へ７０構造電界効果トランジスタの
模式断面図である。 ５．９−・・半絶縁性Ｑａ ＡＳ基板、５ 、１０−Ｑ
ａＡｓＦｌ、７ 、１１−Ａ Ｉ Ｇａ Ａｓ ＠代
理人 森 本 義 弘 （、−−ｅｘ Ａｓ４ ７−Ｎ１μｊ工Ａ１屑 （ν〕 （ｌ）１０−−−
ｆｉ２Ｌ八眉 １へ−−−ＡＩ命−５盾
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半絶縁性ＧａＡｓ基板上に、少なくとも一部に不純
物がドープされたＧａＡｓ層を形成し、このＧａＡｓ層
上に、不純物がドープされたＡｌＧａＡｓ層を形成した
電界効果トランジスタ。 ２、ＧａＡｓ層は、ＡｌＧａＡｓ層に接する面まで不純
物がドープされている構成とした特許請求の範囲第１項
記載の電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP347785A JPS61161773A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP347785A JPS61161773A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 電界効果トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61161773A true JPS61161773A (ja) | 1986-07-22 |
Family
ID=11558413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP347785A Pending JPS61161773A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61161773A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0246641A2 (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-25 | Nec Corporation | Heterojunction field-effect device |
| EP0523487A2 (de) * | 1991-07-19 | 1993-01-20 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Heterostruktur-Feldeffekttransistor mit pulsdotiertem Kanal |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694780A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-31 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS577165A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-14 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS57136375A (en) * | 1981-01-06 | 1982-08-23 | Thomson Csf | Normal off type field effect transistor |
| JPS5891681A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-05-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | 電界効果型トランジスタ |
| JPS59100577A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-09 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP347785A patent/JPS61161773A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5694780A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-31 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0246641A2 (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-25 | Nec Corporation | Heterojunction field-effect device |
| EP0523487A2 (de) * | 1991-07-19 | 1993-01-20 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Heterostruktur-Feldeffekttransistor mit pulsdotiertem Kanal |
| EP0523487A3 (en) * | 1991-07-19 | 1993-12-29 | Daimler Benz Ag | Heterostructure field effect transistor with pulse doped channel |
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