JPS62213174A - 半導体装置 - Google Patents
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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
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-
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- H01L29/205—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including two or more compounds, 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
この発明は、２次元電子ガスをチャネルとする半導体装
置にかかり、 砒化ガリウム層に積層するドナー不純物を含む半導体層
として、該砒化ガリウム層に格子整合する組成比よりイ
ンジウムを多く含み、ドナー準位が浅い燐化インジウム
ガリウム層を用いることにより、 該２次元電子ガスの密度増大と安定性向上とを達成し、
該半導体装置の特性を向上するものである。
置にかかり、 砒化ガリウム層に積層するドナー不純物を含む半導体層
として、該砒化ガリウム層に格子整合する組成比よりイ
ンジウムを多く含み、ドナー準位が浅い燐化インジウム
ガリウム層を用いることにより、 該２次元電子ガスの密度増大と安定性向上とを達成し、
該半導体装置の特性を向上するものである。
本発明は半導体装置、特に空間分離ドーピングと界面量
子化による高移動度のキャリアをチャネルとする例えば
高電子移動度電界効果トランジスタ（ＩＩＥＭＴ）等の
半導体装置の改善に関する。
子化による高移動度のキャリアをチャネルとする例えば
高電子移動度電界効果トランジスタ（ＩＩＥＭＴ）等の
半導体装置の改善に関する。
例えばＨＥＭＴは、ノンドープの砒化ガリウム（ＧａＡ
Ｓ）層とｎ型砒化アルミニウムガリウム（ＡＩＧａＡｓ
）ｆｆｉ等のへテロ接合界面近傍に２次元状態の電子を
形成し、不純物をドーピングする領域とキャリアが移動
する領域とを空間的に分離してキャリア移動度の増大を
実現しており、高速デバイスとして強い期待が寄せられ
ているが、なおその特性の安定性向上が要望されている
。
Ｓ）層とｎ型砒化アルミニウムガリウム（ＡＩＧａＡｓ
）ｆｆｉ等のへテロ接合界面近傍に２次元状態の電子を
形成し、不純物をドーピングする領域とキャリアが移動
する領域とを空間的に分離してキャリア移動度の増大を
実現しており、高速デバイスとして強い期待が寄せられ
ているが、なおその特性の安定性向上が要望されている
。
空間分離ドーピングとキャリアの界面量子化により高移
動度を実現している半導体装置の例として、ＨＥｈＴの
一例の模式側断面図を第５図に示す。
動度を実現している半導体装置の例として、ＨＥｈＴの
一例の模式側断面図を第５図に示す。
半絶縁性ＧａＡｓ基板１１上に、ノンドープのｉ型Ｇａ
Ａｓ層１２と、これより電子親和力が小さく例えば濃度
２ｘｌＱｌｓａｍ−’程度のドナー不純物がドープされ
たｎ型ＡｌｘＧａ、ｘＡｓＡｌＢ１２設けられ、このｎ
型ＡｌＧａＡｓ層１３からｉ形ＧａＡｓ層１２へ遷移し
た電子によってペテロ接合界面近傍に２次元電子ガス１
２ｅが形成される。この２次元電子ガス１２ｅは不純物
散乱による移動度低下が殆どなく、格子散乱が減少する
例えば７７に程度以下の低温において最も高い移動度が
得られる。
Ａｓ層１２と、これより電子親和力が小さく例えば濃度
２ｘｌＱｌｓａｍ−’程度のドナー不純物がドープされ
たｎ型ＡｌｘＧａ、ｘＡｓＡｌＢ１２設けられ、このｎ
型ＡｌＧａＡｓ層１３からｉ形ＧａＡｓ層１２へ遷移し
た電子によってペテロ接合界面近傍に２次元電子ガス１
２ｅが形成される。この２次元電子ガス１２ｅは不純物
散乱による移動度低下が殆どなく、格子散乱が減少する
例えば７７に程度以下の低温において最も高い移動度が
得られる。
この半導体基体上にソース、ドレイン電極１５とゲート
電極１４を設け、ゲート電極１４によるショットキ空乏
層で２次元電子ガス１２ｅの面密度を制御してトランジ
スタ動作が行われる。
電極１４を設け、ゲート電極１４によるショットキ空乏
層で２次元電子ガス１２ｅの面密度を制御してトランジ
スタ動作が行われる。
この構造において、ｎ型Ａ １ ）（Ｇａ 、 −、Ａ
ｓ電子供給層１３とｉ形ＧａＡｓチャネル層１２との伝
導帯のエネルギー準位差が少ない場合には２次元電子ガ
ス１２ｅの面密度Ｎｓが小さくなるために、通常伝導帯
の準位差を０．２４ｅＶ程度以上、従ってｎ型ＡｌＸＧ
ａ１−、Ａｓ電子供給層１３のＡＩ組成比Ｘを０．３程
度以上とすることが望ましい。
ｓ電子供給層１３とｉ形ＧａＡｓチャネル層１２との伝
導帯のエネルギー準位差が少ない場合には２次元電子ガ
ス１２ｅの面密度Ｎｓが小さくなるために、通常伝導帯
の準位差を０．２４ｅＶ程度以上、従ってｎ型ＡｌＸＧ
ａ１−、Ａｓ電子供給層１３のＡＩ組成比Ｘを０．３程
度以上とすることが望ましい。
しかしながら他方において、Ａｌ）（Ｇａｐ−ｘＡｓの
ＡＩ組成比Ｘに対する錫（Ｓｎ）のドナーイオン化エネ
ルギーの相関を示す第６図に見られる如＜、ＡＩ組成比
Ｘが０．２５程度より大きいときには、ドープしたシリ
コン（Ｓｉ）、Ｓｎ等のドナー準位が急激に深くなる。
ＡＩ組成比Ｘに対する錫（Ｓｎ）のドナーイオン化エネ
ルギーの相関を示す第６図に見られる如＜、ＡＩ組成比
Ｘが０．２５程度より大きいときには、ドープしたシリ
コン（Ｓｉ）、Ｓｎ等のドナー準位が急激に深くなる。
このドナー準位の変化は第７図を参照して下記の様に理
解される。なお第７図はＡＩＤ（Ｇａｐ−Ｊｓの伝導帯
の１点、Ｌ点、Ｘ点のエネルギー準位を実線で、これに
付随するドナー準位ｄ「、ｄＬ、ｄＸを破線で示す図で
ある。ＡＩ、ｌＧａｌ−、Ａｓの最も浅いドナー準位は
、ｘ＝０からｄＬの準位がＬ点の準位と交差するｘ＝０
．２５近傍まではｄｒ、これを越えればｄＬ、更にｄＸ
の準位がｄＬの準位と交差するｘ−０，５近傍以上では
ｄＸであるが、ｘ＃０．２５近傍まではｄｒと１点との
準位差が僅少であるためにドナー準位が浅く、ｘ＝０．
２５近傍の交差点を越えればｄＬと１点との準位差が急
激に拡大し、１点、Ｌ点、Ｘ点の準位が交差するｘ＃０
．４５近傍で伝導帯底との準位差が最大となるために第
６図の様にドナー準位が変化する。
解される。なお第７図はＡＩＤ（Ｇａｐ−Ｊｓの伝導帯
の１点、Ｌ点、Ｘ点のエネルギー準位を実線で、これに
付随するドナー準位ｄ「、ｄＬ、ｄＸを破線で示す図で
ある。ＡＩ、ｌＧａｌ−、Ａｓの最も浅いドナー準位は
、ｘ＝０からｄＬの準位がＬ点の準位と交差するｘ＝０
．２５近傍まではｄｒ、これを越えればｄＬ、更にｄＸ
の準位がｄＬの準位と交差するｘ−０，５近傍以上では
ｄＸであるが、ｘ＃０．２５近傍まではｄｒと１点との
準位差が僅少であるためにドナー準位が浅く、ｘ＝０．
２５近傍の交差点を越えればｄＬと１点との準位差が急
激に拡大し、１点、Ｌ点、Ｘ点の準位が交差するｘ＃０
．４５近傍で伝導帯底との準位差が最大となるために第
６図の様にドナー準位が変化する。
この八１ｘＧａｒ−ｘＡｓの深いドナー準位は、２００
に程度以下で赤外線が入射すれば電子が伝導帯に励起さ
れ、光照射を停止しても伝導電子がドナー準位に落ちな
いＰＰＣ（ｐｇｒｓｉｓｔｅｎｔ ｐｈｏｔｏ ｃｏｎ
ｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）等の現象を示してＤＸセンターと
呼ばれるが、これにより、ドーピング量を増加しても高
いキャリア濃度が得られない。
に程度以下で赤外線が入射すれば電子が伝導帯に励起さ
れ、光照射を停止しても伝導電子がドナー準位に落ちな
いＰＰＣ（ｐｇｒｓｉｓｔｅｎｔ ｐｈｏｔｏ ｃｏｎ
ｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）等の現象を示してＤＸセンターと
呼ばれるが、これにより、ドーピング量を増加しても高
いキャリア濃度が得られない。
更に第４図に）ＩＥＭＴの電子移動度μ、及び２次元電
子ガス面密度Ｎｓの１例を環境温度を横軸として図示す
る様に、例えば八ｌｏ、 ３Ｇａｏ、 Ｊｓ／ＧａＡｓ
からなるＨＥＭＴでは、低温における２次元電子ガス面
密度Ｎｓの低下、従って伝達コンダクタンスｇ、の低下
が現れ、また同図に光を照射した”明”と光を遮断した
”暗”とを比較図示する様に、光が入射したり、ホット
エレクトロンがチャネルからＡｌＧａＡｓ層に飛び込む
ことにより、２次元電子ガス面密度Ｎｓ、電子移動度μ
７、閾値電圧Ｖｔｈ等が変動する現象が現れ、低周波雑
音の原因ともなっている。
子ガス面密度Ｎｓの１例を環境温度を横軸として図示す
る様に、例えば八ｌｏ、 ３Ｇａｏ、 Ｊｓ／ＧａＡｓ
からなるＨＥＭＴでは、低温における２次元電子ガス面
密度Ｎｓの低下、従って伝達コンダクタンスｇ、の低下
が現れ、また同図に光を照射した”明”と光を遮断した
”暗”とを比較図示する様に、光が入射したり、ホット
エレクトロンがチャネルからＡｌＧａＡｓ層に飛び込む
ことにより、２次元電子ガス面密度Ｎｓ、電子移動度μ
７、閾値電圧Ｖｔｈ等が変動する現象が現れ、低周波雑
音の原因ともなっている。
上述のへ１）ｌＧａｌ−ｘＡｓ内の深いドナー準位に起
因する問題に対処するために、本特許出願人は先に特願
昭５８−１９５５７９により、電子供給層をＧａＡｓチ
ャネル層に格子整合する燐化インジウムガリウム（Ｇａ
ＸＩｎ＋−ｇＰ； ｘ ＃０．５２）によって形成する
ＨＥＭＴを提供している。
因する問題に対処するために、本特許出願人は先に特願
昭５８−１９５５７９により、電子供給層をＧａＡｓチ
ャネル層に格子整合する燐化インジウムガリウム（Ｇａ
ＸＩｎ＋−ｇＰ； ｘ ＃０．５２）によって形成する
ＨＥＭＴを提供している。
Ｇａｏ、 ５ｚｌｎｏ、 ４１１Ｐ混晶ではＡｌＧａＡ
ｓに比較して深いドナー準位が桁違いに少なく、かつ正
常のドナー準位も非常に浅い。加えてバンドギャップが
ＡｌＧａＡｓより広（伝導帯のエネルギー準位差が大き
くなり、第４図に例示する如く２次元電子ガス面密度Ｎ
ｓを増大し、その低温における低下、明暗による差を低
減することができる。
ｓに比較して深いドナー準位が桁違いに少なく、かつ正
常のドナー準位も非常に浅い。加えてバンドギャップが
ＡｌＧａＡｓより広（伝導帯のエネルギー準位差が大き
くなり、第４図に例示する如く２次元電子ガス面密度Ｎ
ｓを増大し、その低温における低下、明暗による差を低
減することができる。
前記発明によるＧａｏ、５ｚＩｎｏ、ｎａＰ／ＧａＡｓ
ＨＥＭＴは、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ −ＨＥＭＴ
に比較して顕著な特性の改善を実現しているが、Ｇａ６
．５□Ｉｎｏ、ｎａＰ混晶も不純物ドーピング量を増加
すればこれに伴って深いドナー準位が増加し、前記第４
図に示す様な変動を示す。
ＨＥＭＴは、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ −ＨＥＭＴ
に比較して顕著な特性の改善を実現しているが、Ｇａ６
．５□Ｉｎｏ、ｎａＰ混晶も不純物ドーピング量を増加
すればこれに伴って深いドナー準位が増加し、前記第４
図に示す様な変動を示す。
高速電子計算機、マイクロ波通信等への利用が強く要望
されているＨＥＭＴ、或いはその他の高移動度半導体装
置にこの様な不安定性が残ることは看過し得す、十分な
解決が必要である。
されているＨＥＭＴ、或いはその他の高移動度半導体装
置にこの様な不安定性が残ることは看過し得す、十分な
解決が必要である。
前記問題点は、砒化ガリウム層と、該砒化ガリウム層に
格子整合する組成比よりインジウムを多く含み、かつド
ナー不純物を含む燐化インジウムガリウム層とが積層さ
れ、 該砒化ガリウム層の該燐化インジウムガリウム層との界
面近傍に、該燐化インジウムガリウム層から遷移する電
子により２次元電子ガスが形成されてなる本発明による
半導体装置により解決される。
格子整合する組成比よりインジウムを多く含み、かつド
ナー不純物を含む燐化インジウムガリウム層とが積層さ
れ、 該砒化ガリウム層の該燐化インジウムガリウム層との界
面近傍に、該燐化インジウムガリウム層から遷移する電
子により２次元電子ガスが形成されてなる本発明による
半導体装置により解決される。
本発明によれば、ＧａＸＩｎ ＋ −、Ｐ／ＧａＡｓ系
の空間分離ドーピング、界面量子化構造において、その
ＧａｘＩｎｌ−ｘＰ電子供給層をＧａＡｓ層と格子整合
する組成Ｘ＃０．５２よりＩｎが多い組成に故意にずら
すことにより、下記の如く深いドナー準位の生成を十分
に抑制して前記問題点を解決している。
の空間分離ドーピング、界面量子化構造において、その
ＧａｘＩｎｌ−ｘＰ電子供給層をＧａＡｓ層と格子整合
する組成Ｘ＃０．５２よりＩｎが多い組成に故意にずら
すことにより、下記の如く深いドナー準位の生成を十分
に抑制して前記問題点を解決している。
第１図はＧａ）ＢＩｎ＋−ｘＰの伝導帯の１点、Ｌ点、
Ｘ点のエネルギー準位を実線で、Ｌ点に付随するドナー
準位ｄＬを破線で示す。ＧａＡｓに格子整合するＧａＸ
１ｎ＋−ｘＰの組成ｘ＝０．５２において、最も浅いド
ナー準位ｄＬと伝導帯の１点との準位差Ｅａｔ、＃８０
ｍｅＶであるが、このドナー準位ｄＬは図示の如くｘ＝
０．４０で伝導帯の１点の準位と交差し、これよりＩｎ
が多い組成比では深いドナー準位を生じなくなる。
Ｘ点のエネルギー準位を実線で、Ｌ点に付随するドナー
準位ｄＬを破線で示す。ＧａＡｓに格子整合するＧａＸ
１ｎ＋−ｘＰの組成ｘ＝０．５２において、最も浅いド
ナー準位ｄＬと伝導帯の１点との準位差Ｅａｔ、＃８０
ｍｅＶであるが、このドナー準位ｄＬは図示の如くｘ＝
０．４０で伝導帯の１点の準位と交差し、これよりＩｎ
が多い組成比では深いドナー準位を生じなくなる。
この様に組成比をずらした場合には格子不整合によるミ
スフィツト転移の発生が懸念されるが、通常２ ＸＩＯ
”ｃｍ−’程度以上の高濃度にドーピングするＧａＸ１
ｎ＋−ＸＰ層の２次元電子ガス形成に必要な厚さは３０
ｎｍ程度以下であり、また例えばＨＥＭＴではこの層を
全て空乏化させる条件から厚さが４０ｎｍ程度以下に限
られるために、格子定数の差（ＧａＡｓ ＃５．６５人
、Ｇａｏ、 ｔｌｎｏ、 ６Ｐ ＃ ５．７０人）は応
力変形によって吸収され、界面に界面散乱や深い準位を
作る転移を生ずることはない。
スフィツト転移の発生が懸念されるが、通常２ ＸＩＯ
”ｃｍ−’程度以上の高濃度にドーピングするＧａＸ１
ｎ＋−ＸＰ層の２次元電子ガス形成に必要な厚さは３０
ｎｍ程度以下であり、また例えばＨＥＭＴではこの層を
全て空乏化させる条件から厚さが４０ｎｍ程度以下に限
られるために、格子定数の差（ＧａＡｓ ＃５．６５人
、Ｇａｏ、 ｔｌｎｏ、 ６Ｐ ＃ ５．７０人）は応
力変形によって吸収され、界面に界面散乱や深い準位を
作る転移を生ずることはない。
なお第２図にＧａの組成比Ｘに対応して、応力を受けな
い場合を破線で、応力を受けた状態を実線で示す如く、
上述の応力変形によりＧａ）ＩＩｎ、−ＸＰのバンドギ
ャップエネルギーＥ、が変化するが、例えばＸ＝０．４
の場合にＥｇ ＝ １ 、７６ｅＶで、ＧａＡｓに対し
２次元電子ガス形成に十分な伝導帯準位差が得られ、か
つこのシフト量は応力を受けない状態の１７５程度でド
ナー準位に対する影響は無視できる。
い場合を破線で、応力を受けた状態を実線で示す如く、
上述の応力変形によりＧａ）ＩＩｎ、−ＸＰのバンドギ
ャップエネルギーＥ、が変化するが、例えばＸ＝０．４
の場合にＥｇ ＝ １ 、７６ｅＶで、ＧａＡｓに対し
２次元電子ガス形成に十分な伝導帯準位差が得られ、か
つこのシフト量は応力を受けない状態の１７５程度でド
ナー準位に対する影響は無視できる。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第３図はＨＥＭＴにかかる本発明の実施例を示す模式側
断面図であり、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２は厚さ例
えば１Ｉｎｏ程度のノンドープのＧａＡｓ層、３は例え
ば濃度２ ＸＩＯＩａｃｍ−３にＳｉをドープし、厚さ
４０ｎｍ程度のｎ型Ｇａ０．４４ｎｏ、 ｂＰ層、２ｅ
は２次元電子ガス、４はゲート電極、５はソース、ドレ
イン電極、５Ａは合金化領域である。
断面図であり、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２は厚さ例
えば１Ｉｎｏ程度のノンドープのＧａＡｓ層、３は例え
ば濃度２ ＸＩＯＩａｃｍ−３にＳｉをドープし、厚さ
４０ｎｍ程度のｎ型Ｇａ０．４４ｎｏ、 ｂＰ層、２ｅ
は２次元電子ガス、４はゲート電極、５はソース、ドレ
イン電極、５Ａは合金化領域である。
本実施例のＧａＡｓＪｔｉＪ２及びｎ型Ｇａｏ、 １Ｉ
ｎｏ、 ｂＰＰ２Ｏ成長は気相成長法を適用している。
ｎｏ、 ｂＰＰ２Ｏ成長は気相成長法を適用している。
すなわち例えば成長装置内にガリウム（Ｇａ）とインジ
ウム（Ｉｎ）とを分離して収容し、ＧａＡｓ層２の成長
は水素（Ｈ２）を塩化砒素（ＡｓＣ１３）中でバブリン
グさせた混合ガスをＧａ側のみに通し、Ｇａｏ、 ４ｉ
ｎｅ、 ６Ｐ層３の成長は水素（ｎｚ）を塩化燐（ＰＣ
ｌ３）中でバブリングさせた混合ガスを、温度に応じて
選択した流量比でＧａ側とＩｎ側とに通し、かつ５ｎｍ
程度成長後にモノシラン（Ｓ ｉ Ｈｔ）を添加する。
ウム（Ｉｎ）とを分離して収容し、ＧａＡｓ層２の成長
は水素（Ｈ２）を塩化砒素（ＡｓＣ１３）中でバブリン
グさせた混合ガスをＧａ側のみに通し、Ｇａｏ、 ４ｉ
ｎｅ、 ６Ｐ層３の成長は水素（ｎｚ）を塩化燐（ＰＣ
ｌ３）中でバブリングさせた混合ガスを、温度に応じて
選択した流量比でＧａ側とＩｎ側とに通し、かつ５ｎｍ
程度成長後にモノシラン（Ｓ ｉ Ｈｔ）を添加する。
なお■族元素を水素化物で供給してもよく、またを機金
属熱分解気相成長方法を適用してもよい。
属熱分解気相成長方法を適用してもよい。
この半導体基体上に、ゲート電極４を例えばアルミニウ
ム（ＡＩ）を用いて、ソース、ドレイン電極５を例えば
金ゲルマニウム／金（ＡｕＧｅ／Ａｕ） ’ｃ用いて配
設する。
ム（ＡＩ）を用いて、ソース、ドレイン電極５を例えば
金ゲルマニウム／金（ＡｕＧｅ／Ａｕ） ’ｃ用いて配
設する。
第４図に前記各従来例と比較して、本実施例の電子移動
度μ７及び２次元電子ガス面密度Ｎｓの１例を環境温度
を横軸として図示する。
度μ７及び２次元電子ガス面密度Ｎｓの１例を環境温度
を横軸として図示する。
電子面密度Ｎｓの低温における低下、明暗による変動が
大きいＡｌｏ、 ３Ｇａ、、 ｔＡｓ／ＧａＡｓ、この
現象がなお残存するＧａｏ、 ５ｚＩｎｏ、 ４ｓＰ／
ＧａＡｓに比較して、本実施例では、電子面密度Ｎｓが
低温で低下せず最大値を保ち、かつ明暗による変動が現
れず本発明の効果が実証されている。
大きいＡｌｏ、 ３Ｇａ、、 ｔＡｓ／ＧａＡｓ、この
現象がなお残存するＧａｏ、 ５ｚＩｎｏ、 ４ｓＰ／
ＧａＡｓに比較して、本実施例では、電子面密度Ｎｓが
低温で低下せず最大値を保ち、かつ明暗による変動が現
れず本発明の効果が実証されている。
以上の説明ではＧａｘＩｎ＋−ｘＰ層のＧａの組成比Ｘ
を０．４としているが、この近傍で組成比Ｘを選択する
ことができる。ただし深いドナー準位が形成されなくな
る限界値より小さいＸ値ではドナー準位はほぼ一定で、
伝導帯のエネルギー準位差が減少する不利益が次第に大
きくなる。またこの限界値より大きいＸ値ではドナー準
位の深さが急激に増大し、本発明の効果が減殺される。
を０．４としているが、この近傍で組成比Ｘを選択する
ことができる。ただし深いドナー準位が形成されなくな
る限界値より小さいＸ値ではドナー準位はほぼ一定で、
伝導帯のエネルギー準位差が減少する不利益が次第に大
きくなる。またこの限界値より大きいＸ値ではドナー準
位の深さが急激に増大し、本発明の効果が減殺される。
また本発明はＨＥＭＴにその適用を限られるものではな
く、例えば速度変調トランジスタ（Ｖｅｌｏｃｉ ｔｙ
−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、 Ｈ
，５ａｋａｋｉ： Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ。
く、例えば速度変調トランジスタ（Ｖｅｌｏｃｉ ｔｙ
−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、 Ｈ
，５ａｋａｋｉ： Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ。
Ｐｈｙｓ、 Ｖｏｌ、２１．Ｎｏ、６．１９８２年６月
）、単量子井戸トランジスタ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｑｕａｎ
ｔｕｍ Ｗｅｌｌ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ＋Ｃ，Ｈａｍ
ａｇｕｃｈｉ他： Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、
Ｖｏｌ、２３．Ｎｏ、３゜１９８４年３月）等の空間
分離ドーピングと界面量子化による高移動度のキャリア
を利用する半導体装置全般に適用することが可能である
。
）、単量子井戸トランジスタ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｑｕａｎ
ｔｕｍ Ｗｅｌｌ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ＋Ｃ，Ｈａｍ
ａｇｕｃｈｉ他： Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、
Ｖｏｌ、２３．Ｎｏ、３゜１９８４年３月）等の空間
分離ドーピングと界面量子化による高移動度のキャリア
を利用する半導体装置全般に適用することが可能である
。
以上説明した如く本発明によれば、空間分離ドーピング
と界面量子化による２次元電子ガスの密度増大と、ＯＸ
センターに起因するその変動の抑止とが実現され、）Ｉ
ＥＭＴ等の半導体装置の特性、安定性の向上、雑音の低
減等が達成される。
と界面量子化による２次元電子ガスの密度増大と、ＯＸ
センターに起因するその変動の抑止とが実現され、）Ｉ
ＥＭＴ等の半導体装置の特性、安定性の向上、雑音の低
減等が達成される。
第１図はＧａ１ｎＰのエネルギー準位を示す図、第２図
はＧａＩｎＰのバンドギャップエネルギーに対する応力
の作用を示す図、 第３図はＨＥＭＴにかかる本発明の実施例の模式側断面
図、 第４図は実施例及び従来例の電子移動度及び電子面密度
の比較図、 第５図はＨＥＭＴの従来例の模式側断面図、第６図はＡ
ｌＧａＡｓのＳｎドナーイオン化エネルギーを示す図、 第７図はＡｌＧａＡｓのエネルギー準位を示す図である
。 図において、 １は半絶縁性ＧａＡｓ基板、 ２はノンドープのＧａＡｓ層、 ２ｅは２次元電子ガス、 ３はｎ型Ｇａｏ、ａＩｎｏ、ａＰ Ｎ、４はゲート電極
、 ５はソース、ドレイン電極、 ５＾は合金化領域を示す。 ＩｎＰ ｅ（ＩＦ６テバ７？
Ｐ／）ＬネルＮ′−準 １１と第 １ 目 ＨＥＭＴｔｓかかる大、施ｆ列め捩氏狽°１辿′命ｎ第
３． ｌ！１ 呂ＥＭＴめ花夫ｆ列の模式段゛１町面回第 ５ 層 賓千才多動演及び・電子［有］宛か比較図第４ 図 茅 ７ 図
はＧａＩｎＰのバンドギャップエネルギーに対する応力
の作用を示す図、 第３図はＨＥＭＴにかかる本発明の実施例の模式側断面
図、 第４図は実施例及び従来例の電子移動度及び電子面密度
の比較図、 第５図はＨＥＭＴの従来例の模式側断面図、第６図はＡ
ｌＧａＡｓのＳｎドナーイオン化エネルギーを示す図、 第７図はＡｌＧａＡｓのエネルギー準位を示す図である
。 図において、 １は半絶縁性ＧａＡｓ基板、 ２はノンドープのＧａＡｓ層、 ２ｅは２次元電子ガス、 ３はｎ型Ｇａｏ、ａＩｎｏ、ａＰ Ｎ、４はゲート電極
、 ５はソース、ドレイン電極、 ５＾は合金化領域を示す。 ＩｎＰ ｅ（ＩＦ６テバ７？
Ｐ／）ＬネルＮ′−準 １１と第 １ 目 ＨＥＭＴｔｓかかる大、施ｆ列め捩氏狽°１辿′命ｎ第
３． ｌ！１ 呂ＥＭＴめ花夫ｆ列の模式段゛１町面回第 ５ 層 賓千才多動演及び・電子［有］宛か比較図第４ 図 茅 ７ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 砒化ガリウム層と、該砒化ガリウム層に格子整合する組
成比よりインジウムを多く含み、かつドナー不純物を含
む燐化インジウムガリウム層とが積層され、 該砒化ガリウム層の該燐化インジウムガリウム層との界
面近傍に、該燐化インジウムガリウム層から遷移する電
子により２次元電子ガスが形成されてなることを特徴と
する半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5544886A JPS62213174A (ja) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5544886A JPS62213174A (ja) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62213174A true JPS62213174A (ja) | 1987-09-19 |
Family
ID=12998882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5544886A Pending JPS62213174A (ja) | 1986-03-13 | 1986-03-13 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62213174A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5521404A (en) * | 1992-11-30 | 1996-05-28 | Fujitsu Limited | Group III-V interdiffusion prevented hetero-junction semiconductor device |
-
1986
- 1986-03-13 JP JP5544886A patent/JPS62213174A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5521404A (en) * | 1992-11-30 | 1996-05-28 | Fujitsu Limited | Group III-V interdiffusion prevented hetero-junction semiconductor device |
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