JPS6276565A - 電界効果型トランジスタ - Google Patents
電界効果型トランジスタInfo
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- JPS6276565A JPS6276565A JP21560385A JP21560385A JPS6276565A JP S6276565 A JPS6276565 A JP S6276565A JP 21560385 A JP21560385 A JP 21560385A JP 21560385 A JP21560385 A JP 21560385A JP S6276565 A JPS6276565 A JP S6276565A
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- Japan
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- gaas
- doping
- quantum well
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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】
〔概要〕
’］電界効果型トランジスタおけるチャネル構造として
、単一量子井戸（ＳＱＷ）を持つ素子であって、ｆｉＬ
−９子弁戸（ＳＱＷ）内にキャリアのトンネルが可能な
薄い少なくとも一つの障壁バリアを持ち、それにより区
切られる２個以上の井戸の領域の幅が狭い領域にのみド
ーピングする。それにより、サブスレッショルド特性改
良及び闇値の温度による変動減少、キャリアの高移動度
化を図る。
、単一量子井戸（ＳＱＷ）を持つ素子であって、ｆｉＬ
−９子弁戸（ＳＱＷ）内にキャリアのトンネルが可能な
薄い少なくとも一つの障壁バリアを持ち、それにより区
切られる２個以上の井戸の領域の幅が狭い領域にのみド
ーピングする。それにより、サブスレッショルド特性改
良及び闇値の温度による変動減少、キャリアの高移動度
化を図る。
本発明は、電界効果型トランジスタに係り、特に単一量
子井戸（ＳＱＷ）をチャネル構造として備え、該井戸内
に形成されるチャネルにＳＱＷのへテロ接合により２次
元性を持たせると共に、キャリアの散乱を低減して高移
動度化を図った素子に関する。
子井戸（ＳＱＷ）をチャネル構造として備え、該井戸内
に形成されるチャネルにＳＱＷのへテロ接合により２次
元性を持たせると共に、キャリアの散乱を低減して高移
動度化を図った素子に関する。
従来、高い相互コンダクタンス（Ｌ）、短チヤネル効果
の低減等電界効果型トランジスタの特性改善が種々試み
られている。
の低減等電界効果型トランジスタの特性改善が種々試み
られている。
第５図に、従来のＧａＡｓＭＥＳＦＥＴを示す。図にお
いて、５１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、５２はｎ−ＧａＡ
ｓ層、５３．５４はソース、ドレインのコンタクトのた
めのｎ“層、５６．５７はソース、ドレイン電極、５５
はゲート電極である。ゲート電極５５にバイアス電圧を
印加することにより延びる空乏層５８でチャネルを制御
することによりＦＥＴ動作を行なうが、その際、チャネ
ル長を短くしたとき短チヤネル効果が問題になる。第７
図に示すように、チャネル長が１μｍ程度乃至それ以下
になると、図のように、電界効果型トランジスタの閾値
ｖｔｈが変動する。この変動は、チャネルの活性層の不
純物濃度Ｎが大な程少ない。そのため、従来、短チヤネ
ル効果の低減を図ることから活性層の高ドープ化がなさ
れている。また、活性層の高ドープ化を行なうと、第９
図にエネルギ・ハンド図を示すように、空乏層９１が薄
くなり変調するキャリア９２の数（単位ゲートバイアス
変化に対して誘起できるチャージの量）が大きくなり３
９．、を向上できることになる。
いて、５１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、５２はｎ−ＧａＡ
ｓ層、５３．５４はソース、ドレインのコンタクトのた
めのｎ“層、５６．５７はソース、ドレイン電極、５５
はゲート電極である。ゲート電極５５にバイアス電圧を
印加することにより延びる空乏層５８でチャネルを制御
することによりＦＥＴ動作を行なうが、その際、チャネ
ル長を短くしたとき短チヤネル効果が問題になる。第７
図に示すように、チャネル長が１μｍ程度乃至それ以下
になると、図のように、電界効果型トランジスタの閾値
ｖｔｈが変動する。この変動は、チャネルの活性層の不
純物濃度Ｎが大な程少ない。そのため、従来、短チヤネ
ル効果の低減を図ることから活性層の高ドープ化がなさ
れている。また、活性層の高ドープ化を行なうと、第９
図にエネルギ・ハンド図を示すように、空乏層９１が薄
くなり変調するキャリア９２の数（単位ゲートバイアス
変化に対して誘起できるチャージの量）が大きくなり３
９．、を向上できることになる。
又、第６図に他の従来例として、ＨＥＭＴ （高電子移
動度トランジスタ）を示している。図において、ＧａＡ
ｓ基板６１上にＧａＡｓバッファ眉６２、非ドープの１
−ＧａＡｓ層６３．キャリア供給層のｎ−ＡｌＧａＡｓ
層６４．キャップ層のＧ ａ Ａ ｓ Ｉ’５６５が形
成しである。そして、ソース、ドレインの合金電極６６
．６７とゲート電極６８が形成されている。このＨＥＭ
Ｔにおいては、ＡＩ！ＧａＡｓ／ＧａＡｓへテロ接合の
電子新和力がより大きいｔ−ＧａＡｓ層６３側に２次元
電子ガス６９が生成され、該１−ＧａＡｓ層は非ドープ
であるので、電子の散乱が少なく高電子移動度が実現さ
れる。
動度トランジスタ）を示している。図において、ＧａＡ
ｓ基板６１上にＧａＡｓバッファ眉６２、非ドープの１
−ＧａＡｓ層６３．キャリア供給層のｎ−ＡｌＧａＡｓ
層６４．キャップ層のＧ ａ Ａ ｓ Ｉ’５６５が形
成しである。そして、ソース、ドレインの合金電極６６
．６７とゲート電極６８が形成されている。このＨＥＭ
Ｔにおいては、ＡＩ！ＧａＡｓ／ＧａＡｓへテロ接合の
電子新和力がより大きいｔ−ＧａＡｓ層６３側に２次元
電子ガス６９が生成され、該１−ＧａＡｓ層は非ドープ
であるので、電子の散乱が少なく高電子移動度が実現さ
れる。
ところが、前記従来のＭＥＳＦＥＴにおいては、活性層
の高ドープ化に伴う素子耐圧の低下、或は移動度の低下
等の問題がある。一方、ＨＥＭＴにおいては、キャリア
供給層の不純物ドープ量を増加しても、２次元電子ガス
層のシートキャリア濃度Ｎｓが飽和してしまうことから
、Ｎｓを十分大きくすることができないという問題があ
る。また、キャリア供給層のＡ７！ＧａＡｓはドナー準
位が深く、かつＤＸセンターが存在することから、温度
により供給電子量が変動しその結果闇値の温度による変
動が大きいという欠点も生じる。
の高ドープ化に伴う素子耐圧の低下、或は移動度の低下
等の問題がある。一方、ＨＥＭＴにおいては、キャリア
供給層の不純物ドープ量を増加しても、２次元電子ガス
層のシートキャリア濃度Ｎｓが飽和してしまうことから
、Ｎｓを十分大きくすることができないという問題があ
る。また、キャリア供給層のＡ７！ＧａＡｓはドナー準
位が深く、かつＤＸセンターが存在することから、温度
により供給電子量が変動しその結果闇値の温度による変
動が大きいという欠点も生じる。
本発明はこれら従来の問題を解決して、優れた特性の素
子を提供しようとするものである。
子を提供しようとするものである。
本発明は電界効果型トランジスタにおけるチャネル構造
として、単一量子井戸（ＳＱＷ）を持つ素子であって、
単一量子井戸（ＳＱＷ）内にキャリアのトンネルが可能
な薄い少なくとも一つの障壁バリアを形成し、それによ
り区切られる２個以上の井戸の領域の幅が狭い方の領域
にのみドーピングする。
として、単一量子井戸（ＳＱＷ）を持つ素子であって、
単一量子井戸（ＳＱＷ）内にキャリアのトンネルが可能
な薄い少なくとも一つの障壁バリアを形成し、それによ
り区切られる２個以上の井戸の領域の幅が狭い方の領域
にのみドーピングする。
第２図に示す障壁バリアが１個で量子井戸を幅の狭い領
域と広い領域に区切る場合をとって、本発明を説明する
。第２図は本発明を適用した電界効果型トランジスタの
エネルギ・ハンド図でアリ、チャネルを横切る方向のエ
ネルギ・バンドが示しである。図において、それぞれゲ
ート電極のＡｊ２ （１４）、１−ＧａＡｓ層のキャ
ップ層（９）、１−Ａｊ２ＧａＡｓ層（８）、単一量子
井戸（ＳＱＷ）、１−ＡＩＧａＡＳＮ （２）である。
域と広い領域に区切る場合をとって、本発明を説明する
。第２図は本発明を適用した電界効果型トランジスタの
エネルギ・ハンド図でアリ、チャネルを横切る方向のエ
ネルギ・バンドが示しである。図において、それぞれゲ
ート電極のＡｊ２ （１４）、１−ＧａＡｓ層のキャ
ップ層（９）、１−Ａｊ２ＧａＡｓ層（８）、単一量子
井戸（ＳＱＷ）、１−ＡＩＧａＡＳＮ （２）である。
単一量子井戸（ＳＱＷ）は非対象な位置に電子がトンネ
ルできる程度の薄いバリア（４）を設けである。そして
、それにより区切られ井戸の置載の狭い幅の領域にのみ
不純物をドープしである。 単一量子井戸（ＳＱＷ）の
幅としては２次元性を持たせるために１００人程堆積望
ましい。
ルできる程度の薄いバリア（４）を設けである。そして
、それにより区切られ井戸の置載の狭い幅の領域にのみ
不純物をドープしである。 単一量子井戸（ＳＱＷ）の
幅としては２次元性を持たせるために１００人程堆積望
ましい。
上記発明構成によれば、以下のような作用が得られる。
上記のように、単一量子井戸（ＳＱＷ）の内の非対称な
位置に電子がトンネル出来る程度の薄いバリアをもうけ
ると、量子井戸の幅の狭い領域で電子の存在確率が小さ
く、量子井戸の幅の広い領域での存在確率が大きくなる
。これは、各々の独立した量子井戸を考えた場合、井戸
が狭い領域での電子の運動エネルギが大きいため、基底
状態の量子準位が高くなることに起因する。即ち、独立
した井戸を近付けて、各々がトンネル可能な距離になっ
た場合、量子準位の高い領域より低い領域へ電子が遷移
するのと同様な効果である。通常、単一量子井戸（ＳＱ
Ｗ）（第４図参照）内の量子準位は障壁が無限大の高さ
と仮定すると、次のようになる。
位置に電子がトンネル出来る程度の薄いバリアをもうけ
ると、量子井戸の幅の狭い領域で電子の存在確率が小さ
く、量子井戸の幅の広い領域での存在確率が大きくなる
。これは、各々の独立した量子井戸を考えた場合、井戸
が狭い領域での電子の運動エネルギが大きいため、基底
状態の量子準位が高くなることに起因する。即ち、独立
した井戸を近付けて、各々がトンネル可能な距離になっ
た場合、量子準位の高い領域より低い領域へ電子が遷移
するのと同様な効果である。通常、単一量子井戸（ＳＱ
Ｗ）（第４図参照）内の量子準位は障壁が無限大の高さ
と仮定すると、次のようになる。
単一量子井戸（ＳＱＷ）の幅ΔＸは、
λ
ΔＸ＝−・ｎ ・・・ （１）量子準位
のエネルギＥｎは、 （２）に（１）式を代入して、 （但し、Ｐｘ：電子の運動量１ｍ：有効質量、杢ニブラ
ンク定数、 ｎ ＝ １．２．・−・、λＸ二電子の
波長）即ち、Δｘ２の逆数に量子準位のエネルギＥｎは
比例することになり、井戸の幅ΔＸに敏感である。実際
はトンネル可能な距離になった場合、単一量子井戸（Ｓ
ＱＷ）の幅の狭い領域（５，６゜７）と幅の広い領域（
３）に各々独立なレベルが存在するのではなく、一つの
レベルが形成され、その結果第３図に拡大して示したよ
うに、幅の狭い領域■と幅の広い領域■とでは電子分布
（斜線で指示）が大きく変化することになる。
のエネルギＥｎは、 （２）に（１）式を代入して、 （但し、Ｐｘ：電子の運動量１ｍ：有効質量、杢ニブラ
ンク定数、 ｎ ＝ １．２．・−・、λＸ二電子の
波長）即ち、Δｘ２の逆数に量子準位のエネルギＥｎは
比例することになり、井戸の幅ΔＸに敏感である。実際
はトンネル可能な距離になった場合、単一量子井戸（Ｓ
ＱＷ）の幅の狭い領域（５，６゜７）と幅の広い領域（
３）に各々独立なレベルが存在するのではなく、一つの
レベルが形成され、その結果第３図に拡大して示したよ
うに、幅の狭い領域■と幅の広い領域■とでは電子分布
（斜線で指示）が大きく変化することになる。
本発明においては、この物理現象を利用して、平均的に
移動度の高い電子層を従来と異なる方法で得ることがで
きる。 − 即ち、井戸の幅の狭い領域（■）にプレーナ・ドープ等
の方法で高密度のｎ層６を形成すれば、系の電子が幅の
広い方の井戸の領域（■）である非ドープ層に存在する
確率が高くなるため、高移動度電子層を形成することが
できる。
移動度の高い電子層を従来と異なる方法で得ることがで
きる。 − 即ち、井戸の幅の狭い領域（■）にプレーナ・ドープ等
の方法で高密度のｎ層６を形成すれば、系の電子が幅の
広い方の井戸の領域（■）である非ドープ層に存在する
確率が高くなるため、高移動度電子層を形成することが
できる。
ここで形成される電子層は、量子井戸に閉じ込められる
ため、２次元の振舞を持つ。
ため、２次元の振舞を持つ。
量子井戸内の障壁の厚み、及び高さは任意にできるが、
電子がトンネル可能な障壁とすることが必要である。
電子がトンネル可能な障壁とすることが必要である。
又、量子井戸のドーピング領域が狭い程、非対称性が大
きく、電子の高移動度の性能は高くなる。
きく、電子の高移動度の性能は高くなる。
ヘテロ接合の形成としては、例えばＡｌＧａＡｓ ／
Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓがある。
Ｇ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓがある。
この構造は、従来のＨＥＭＴ構造と比べた場合、同程度
の電子移動度が得られ、且つＧａＡｓ層にドービジｉ行
なっているため、温度に対する闇値変動は少ない。即ち
、ドーピング層がｉ−ＡｌＧａＡｓ等に比べてドナーレ
ベルが浅いＧａＡｓであり、ここからチャネルの電子が
供給されるので温度による電子供給量の変動が少なく、
闇値の温度に対する変動が少なくなる。
の電子移動度が得られ、且つＧａＡｓ層にドービジｉ行
なっているため、温度に対する闇値変動は少ない。即ち
、ドーピング層がｉ−ＡｌＧａＡｓ等に比べてドナーレ
ベルが浅いＧａＡｓであり、ここからチャネルの電子が
供給されるので温度による電子供給量の変動が少なく、
闇値の温度に対する変動が少なくなる。
これに対して、従来のＨＥＭＴ （高電子移動度トラン
ジスタ）においては、ドナーレベルが深いＡｌＧａＡｓ
を電子供給層としているので、温度により電子供給量が
変り易く闇値の温度による変化が大きい。
ジスタ）においては、ドナーレベルが深いＡｌＧａＡｓ
を電子供給層としているので、温度により電子供給量が
変り易く闇値の温度による変化が大きい。
又、電子系かへテロ接合により閉じ込められているため
、サブスレッショルド特性が良く、短チヤネル効果も少
ない。即ち、チャネルのドーピング濃度を高くでき、更
にＳＱＷのへテロ接合で電子を閉じ込めるので狭いチャ
ネルとなり、従来の前記改良されたＭＥＳＦＥＴよりも
短チヤネル効果が防止でき、著しく短チヤネル効果を低
減することが可能になる。
、サブスレッショルド特性が良く、短チヤネル効果も少
ない。即ち、チャネルのドーピング濃度を高くでき、更
にＳＱＷのへテロ接合で電子を閉じ込めるので狭いチャ
ネルとなり、従来の前記改良されたＭＥＳＦＥＴよりも
短チヤネル効果が防止でき、著しく短チヤネル効果を低
減することが可能になる。
また、同様な理由で素子特性の線形性が良好になり等９
．化を図ることができる。
．化を図ることができる。
これに対して、従来のＭＥＳＦＥＴではホモ接合であり
障壁が低く、第８図に示したようにゲート電圧Ｖｇｓと
ドレイン電流Ｉｄの特性図において本発明例のｂのよう
にならずａに示すように閉りが悪く、サブスレッショル
ド特性が悪い。
障壁が低く、第８図に示したようにゲート電圧Ｖｇｓと
ドレイン電流Ｉｄの特性図において本発明例のｂのよう
にならずａに示すように閉りが悪く、サブスレッショル
ド特性が悪い。
第１図に本発明の実施例の素子の要部を示している。図
において、半絶縁性（Ｓｌ）ＧａＡｓ基板１上に、それ
ぞれ非ドープの１−ＡＩＧａＡｓ層２．単一量子井戸（
ＳＱＷ） 、ｉ−Ａ＃ＣａＡＳ８．１−ＧａＡｓ９の各
層が形成しである。ｉ−Ａ／、ＧａＡｓ層２，８のＡ１
のモル比Ｘは０゜２〜１．０であり、本例では０．２〜
０．３とする。
において、半絶縁性（Ｓｌ）ＧａＡｓ基板１上に、それ
ぞれ非ドープの１−ＡＩＧａＡｓ層２．単一量子井戸（
ＳＱＷ） 、ｉ−Ａ＃ＣａＡＳ８．１−ＧａＡｓ９の各
層が形成しである。ｉ−Ａ／、ＧａＡｓ層２，８のＡ１
のモル比Ｘは０゜２〜１．０であり、本例では０．２〜
０．３とする。
単一量子井戸（ＳＱＷ）層は１−ＧａＡｓ３゜１−ＡＩ
ＧａＡＳの障壁層４，１−ＧａＡＳ層５．７とドーピン
グＦｉ６で構成している。該ドーピング層はプレーナ・
ドープ又は高ドープとする。
ＧａＡＳの障壁層４，１−ＧａＡＳ層５．７とドーピン
グＦｉ６で構成している。該ドーピング層はプレーナ・
ドープ又は高ドープとする。
上記各層を以下に例示する。
２．８ ： ＋−Ａｊ！ＧａＡｓ層 非ドープ、 Ｆ
Ａ厚数百人（キャリアがトンネル不可の厚さ）３ ：
１−ＧａＡｓ層 非ドープ、膜厚８０人４ ： １−Ａ
ＪＧａＡｓ層、非ドープ、膜厚２０人５．６．’７：Ｇ
ａＡｓ層全体の厚さ２０人。
Ａ厚数百人（キャリアがトンネル不可の厚さ）３ ：
１−ＧａＡｓ層 非ドープ、膜厚８０人４ ： １−Ａ
ＪＧａＡｓ層、非ドープ、膜厚２０人５．６．’７：Ｇ
ａＡｓ層全体の厚さ２０人。
５．７は非ドープ、６はプレーナドープ（アトミック・
プレーナ・ドープ： １−ＧａＡｓ層間にＳｉ又はＳｅ
の単原子乃至数原子層を介在している）の場合不純物Ｓ
ｔ又はＳｅによるドーピング濃度１０１９ｃｍ−３以上
としている。なお、ドーピング層を高ドープとする場合
は、不純物濃度は１０”Ｃｌｌ１−３程度とする。
プレーナ・ドープ： １−ＧａＡｓ層間にＳｉ又はＳｅ
の単原子乃至数原子層を介在している）の場合不純物Ｓ
ｔ又はＳｅによるドーピング濃度１０１９ｃｍ−３以上
としている。なお、ドーピング層を高ドープとする場合
は、不純物濃度は１０”Ｃｌｌ１−３程度とする。
ドーピング層のｎ−ＧａＡｓ４の両側に非ドープのｉ
ＧａＡｓ層５＋ ７を設けているのは拡散により、
ドーパントが１−ＧａＡｓ層５＋、４へ拡散するのを防
止するためである。尚、３，４．５，６．７の各層から
成るＳＱＷの厚さは２次元性を確保するため１００Å以
下とする。
ＧａＡｓ層５＋ ７を設けているのは拡散により、
ドーパントが１−ＧａＡｓ層５＋、４へ拡散するのを防
止するためである。尚、３，４．５，６．７の各層から
成るＳＱＷの厚さは２次元性を確保するため１００Å以
下とする。
９：１−ＧａＡｓ層 非ドープ、膜厚数百人その他、第
１図において、１０．１１はＳ ｌ ＋のイオン注入で
形成したｎ＋領領域１０”〜１０Ｉ８ｃ１０ｌ８であり
、１２．１３はソース、ドレイン電極（ＡｕＧｅ／Ａｕ
）： １４はゲート電極（Ａｌ）である。
１図において、１０．１１はＳ ｌ ＋のイオン注入で
形成したｎ＋領領域１０”〜１０Ｉ８ｃ１０ｌ８であり
、１２．１３はソース、ドレイン電極（ＡｕＧｅ／Ａｕ
）： １４はゲート電極（Ａｌ）である。
以上、一実施例を示したが、本発明は種々変更可能であ
り、例えば、トンネル可能なバリアを複数個設け、該複
数個のバリアで区切らるれる領域の内、狭い幅の領域に
のみ不純物をドープしても良い。第１０図にその実施例
をエネルギ・バンド図で表している。この実施例では、
トンネル可能な障壁層（ｉ−Ａｊ！ＧａＡｓ）を２層４
．４゛に形成している。このとき、４．４″のトンネル
可能な障壁層のｔ−ＡＪＧａＡｓのＡＩ！のモル比Ｘは
同じにしてもよいが、第１０図のように互いに異ならせ
てもよい。この実施例ではｘ ＝ ０．５及びｘ＝０．
２にしている。本実施例の場合、量子井戸の両側に幅の
狭い井戸の領域■、■を形成しそれぞれドーピング層６
，６”を設けている。中央の■の領域は■■より幅を広
く形成している。従って、上述の理由で中央の幅の広い
領域に電子が存在する確率が高くなるが、その際、両側
の幅の狭い領域から電子が供給されることになるので、
第３図に示した例より電子のシートキャリア濃度Ｎｓを
高くすることが可能となる。
り、例えば、トンネル可能なバリアを複数個設け、該複
数個のバリアで区切らるれる領域の内、狭い幅の領域に
のみ不純物をドープしても良い。第１０図にその実施例
をエネルギ・バンド図で表している。この実施例では、
トンネル可能な障壁層（ｉ−Ａｊ！ＧａＡｓ）を２層４
．４゛に形成している。このとき、４．４″のトンネル
可能な障壁層のｔ−ＡＪＧａＡｓのＡＩ！のモル比Ｘは
同じにしてもよいが、第１０図のように互いに異ならせ
てもよい。この実施例ではｘ ＝ ０．５及びｘ＝０．
２にしている。本実施例の場合、量子井戸の両側に幅の
狭い井戸の領域■、■を形成しそれぞれドーピング層６
，６”を設けている。中央の■の領域は■■より幅を広
く形成している。従って、上述の理由で中央の幅の広い
領域に電子が存在する確率が高くなるが、その際、両側
の幅の狭い領域から電子が供給されることになるので、
第３図に示した例より電子のシートキャリア濃度Ｎｓを
高くすることが可能となる。
次に、第１１図に本発明の更に他の実施例を示している
。図において、１−ＡＩ！ＧａＡｓのＡｌのモル比ｘ＝
１即ちＡＡＡｓの高いバリア（障壁層４，４”を設けて
いる。このように、幅の狭い方の領域のドーピング層６
の両側に高いバリア（Ｘ値の大きい）を設けた方がキャ
リアが幅の広い方の領域■に集まる確率が高くなる。こ
れは先に示した（３）式の場合バリアが無限大の高さと
仮定しているが、実際にバリアの高さを考慮すると、量
子井戸の幅ΔＸに比べると依存性は小さいがバリアが高
い方がキャリアが幅の広い方の領域に移る量が多くなる
ためである。その結果、量子井戸の各領域の幅が同じな
ら、幅の狭い方の領域のドーピング層６の両側に高いバ
リア（Ｘ値の大きい）を設けた方がキャリアが幅の広い
方の非ドープの領域に集まるキャリアの量が多くなり、
高い移動度が得られる。
。図において、１−ＡＩ！ＧａＡｓのＡｌのモル比ｘ＝
１即ちＡＡＡｓの高いバリア（障壁層４，４”を設けて
いる。このように、幅の狭い方の領域のドーピング層６
の両側に高いバリア（Ｘ値の大きい）を設けた方がキャ
リアが幅の広い方の領域■に集まる確率が高くなる。こ
れは先に示した（３）式の場合バリアが無限大の高さと
仮定しているが、実際にバリアの高さを考慮すると、量
子井戸の幅ΔＸに比べると依存性は小さいがバリアが高
い方がキャリアが幅の広い方の領域に移る量が多くなる
ためである。その結果、量子井戸の各領域の幅が同じな
ら、幅の狭い方の領域のドーピング層６の両側に高いバ
リア（Ｘ値の大きい）を設けた方がキャリアが幅の広い
方の非ドープの領域に集まるキャリアの量が多くなり、
高い移動度が得られる。
以上の説明から明らかなように、本発明の効果は次のよ
うにまとめることができる。
うにまとめることができる。
■量子井戸の幅の狭い領域にプレーナ・トープ等の方法
で高密度のｎ層を形成するのに対して、系の電子は幅の
広い方の井戸の領域である非ドープ層に存在する確率が
高くなり、実質的に該非ド−プ層がチャネルとして機能
するようにでき、電子の散乱を防いで高移動度電子層を
形成することができる。
で高密度のｎ層を形成するのに対して、系の電子は幅の
広い方の井戸の領域である非ドープ層に存在する確率が
高くなり、実質的に該非ド−プ層がチャネルとして機能
するようにでき、電子の散乱を防いで高移動度電子層を
形成することができる。
本発明によれば、従来のＨＥＭＴ構造と比べた場合と同
程度の電子移動度が得られる。
程度の電子移動度が得られる。
■温度に対する闇値変動は少ない。即ち、ドーピング層
が比較的にドナーレベルが浅いＧａＡｓ等であり、ここ
からチャネルの電子が供給されるので温度による電子供
給量の変動が少なく、闇値の温度に対する変動が少なく
なる。
が比較的にドナーレベルが浅いＧａＡｓ等であり、ここ
からチャネルの電子が供給されるので温度による電子供
給量の変動が少なく、闇値の温度に対する変動が少なく
なる。
■ＨＥＭＴは原理上、ドーピング濃度を増加させても電
子電流は多くとれないが、本発明の構造では、電流はド
ーピング濃度を増加することにより十分多くとることが
できる。
子電流は多くとれないが、本発明の構造では、電流はド
ーピング濃度を増加することにより十分多くとることが
できる。
■ＳＱＷのへテロ接合で電子を閉じ込めるので、短チヤ
ネル効果を低減することが可能になる。又、ピンチ・オ
フ近傍でもサブスレッショルドの特性が非常に良好にな
る。同様な理由で素子特性の線形性が良好になり等９．
化を図ることもできる。
ネル効果を低減することが可能になる。又、ピンチ・オ
フ近傍でもサブスレッショルドの特性が非常に良好にな
る。同様な理由で素子特性の線形性が良好になり等９．
化を図ることもできる。
第１図は本発明の実施例の要部断面図、第２図は本発明
の実施例のエネルギ・バンド図、第３図は第２図の部分
拡大図、第４図は量子準位の説明図、第５図は従来のＭ
ＥＳＦＥＴの概要を示す断面図、第６図は従来のＨＥＭ
Ｔの要部断面図、第７図は短チヤネル効果の説明図、第
８図はサブスレッショルドを示す図、第９図は従来のＭ
ＥＳＦＥＴのエネルギ・バンド図、第１０図は本発明の
他の実施例のエネルギ・バンド図、第１１図は本発明の
更に他の実施例のエネルギ・バンド図である。 主な符号 １・・・半絶縁性（ＳＩ） ＧａＡｓ基板２− ・・１
−ＡＪＧ、ａＡｓ層 ３ ・・−１−ＧａＡｓ層 ４・・・ｋ−Ａｊ！ＧａＡｓ層二トンネル可能な障壁層 ５−ｉ−ＧａＡｓ層 ６・・・ドーピングｊｉ：ｎ−ＧａＡｓ層７ ・ ・
・ １−ＧａＡｓ層 ８・・・１−ＡＩＧａＡｓ層 ９・・・１−ＧａＡｓ層 １２．１３・・・ソース、ドレイン電極１４・・・ゲー
ト電極
の実施例のエネルギ・バンド図、第３図は第２図の部分
拡大図、第４図は量子準位の説明図、第５図は従来のＭ
ＥＳＦＥＴの概要を示す断面図、第６図は従来のＨＥＭ
Ｔの要部断面図、第７図は短チヤネル効果の説明図、第
８図はサブスレッショルドを示す図、第９図は従来のＭ
ＥＳＦＥＴのエネルギ・バンド図、第１０図は本発明の
他の実施例のエネルギ・バンド図、第１１図は本発明の
更に他の実施例のエネルギ・バンド図である。 主な符号 １・・・半絶縁性（ＳＩ） ＧａＡｓ基板２− ・・１
−ＡＪＧ、ａＡｓ層 ３ ・・−１−ＧａＡｓ層 ４・・・ｋ−Ａｊ！ＧａＡｓ層二トンネル可能な障壁層 ５−ｉ−ＧａＡｓ層 ６・・・ドーピングｊｉ：ｎ−ＧａＡｓ層７ ・ ・
・ １−ＧａＡｓ層 ８・・・１−ＡＩＧａＡｓ層 ９・・・１−ＧａＡｓ層 １２．１３・・・ソース、ドレイン電極１４・・・ゲー
ト電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電界効果型トランジスタのチャネル構造として、少なく
とも一つのトンネル可能なバリアを備える単一量子井戸
（ＳＱＷ）を有し、 該バリアで区分された該単一量子井戸の２個以上の領域
の内、幅の狭い方の領域の少なくとも一つにドーピング
層を設けると共に、幅の広い方の領域を非ドープとなし
たことを特徴とする電界効果型トランジスタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21560385A JPS6276565A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 電界効果型トランジスタ |
| EP86401845A EP0214047B1 (en) | 1985-08-20 | 1986-08-20 | Field effect transistor |
| DE86401845T DE3689433T2 (de) | 1985-08-20 | 1986-08-20 | Feldeffekttransistor. |
| US07/593,502 US5023674A (en) | 1985-08-20 | 1990-10-04 | Field effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21560385A JPS6276565A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 電界効果型トランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276565A true JPS6276565A (ja) | 1987-04-08 |
| JPH0311108B2 JPH0311108B2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=16675163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21560385A Granted JPS6276565A (ja) | 1985-08-20 | 1985-09-28 | 電界効果型トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276565A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01268070A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-25 | Toshiba Corp | ヘテロ接合型電界効果トランジスタ |
| JPH021138A (ja) * | 1987-11-06 | 1990-01-05 | Foerderung Der Wissenschaft Ev:G | 半導体装置 |
| US5172197A (en) * | 1990-04-11 | 1992-12-15 | Hughes Aircraft Company | Hemt structure with passivated donor layer |
| JP2010263196A (ja) * | 2009-04-06 | 2010-11-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体基板、半導体基板の製造方法、半導体基板の判定方法、および電子デバイス |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5371949A (en) * | 1976-12-06 | 1978-06-26 | Ideal Toy Corp | Toy vehicle and toy vehicle game |
-
1985
- 1985-09-28 JP JP21560385A patent/JPS6276565A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5371949A (en) * | 1976-12-06 | 1978-06-26 | Ideal Toy Corp | Toy vehicle and toy vehicle game |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH021138A (ja) * | 1987-11-06 | 1990-01-05 | Foerderung Der Wissenschaft Ev:G | 半導体装置 |
| JPH01268070A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-25 | Toshiba Corp | ヘテロ接合型電界効果トランジスタ |
| US5172197A (en) * | 1990-04-11 | 1992-12-15 | Hughes Aircraft Company | Hemt structure with passivated donor layer |
| JP2010263196A (ja) * | 2009-04-06 | 2010-11-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体基板、半導体基板の製造方法、半導体基板の判定方法、および電子デバイス |
| US9117892B2 (en) | 2009-04-06 | 2015-08-25 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Semiconductor wafer with improved current-voltage linearity |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0311108B2 (ja) | 1991-02-15 |
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