RU113072U1 - SEMICONDUCTOR NANOGETEROSTRUCTURE WITH STAGED QUANTUM ALGaAs / GaAs / InGaAs / GaAs / AlGaAs QUANTUM ON A GaAs SUBSTRATE WITH COMBINED ALLOYING - Google Patents

SEMICONDUCTOR NANOGETEROSTRUCTURE WITH STAGED QUANTUM ALGaAs / GaAs / InGaAs / GaAs / AlGaAs QUANTUM ON A GaAs SUBSTRATE WITH COMBINED ALLOYING Download PDF

Info

Publication number
RU113072U1
RU113072U1 RU2011141221/28U RU2011141221U RU113072U1 RU 113072 U1 RU113072 U1 RU 113072U1 RU 2011141221/28 U RU2011141221/28 U RU 2011141221/28U RU 2011141221 U RU2011141221 U RU 2011141221U RU 113072 U1 RU113072 U1 RU 113072U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gaas
layer
algaas
layers
quantum
Prior art date
Application number
RU2011141221/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рустам Анварович Хабибуллин
Иван Сергеевич Васильевский
Галиб Бариевич Галиев
Евгений Александрович Климов
Дмитрий Сергеевич Пономарев
Original Assignee
Рустам Анварович Хабибуллин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рустам Анварович Хабибуллин filed Critical Рустам Анварович Хабибуллин
Priority to RU2011141221/28U priority Critical patent/RU113072U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU113072U1 publication Critical patent/RU113072U1/en

Links

Abstract

Полупроводниковая наногетероструктура, включающая в себя монокристаллическую полуизолирующую подложку GaAs (1), буферный слой GaAs (2), слой AlxGa1-xAs (3), ступенчатую квантовую яму (4), барьерный слой AlxGa1-xAs (8) и контактный слой GaAs (9), отличающаяся тем, что ступенчатая квантовая яма (4) состоит из нескольких слоев: верхнего переходного слоя GaAs (16, 20), в котором находятся два δ-слоя Si (17, 19) разделенные слоем GaAs (18) толщиной 0,5-3 нм, объемно-легированного слоя InyGa1-yAs (15) и нижнего переходного слоя GaAs (10, 14), в котором находятся два δ-слоя Si (11, 13) разделенные слоем GaAs (12) толщиной 0,5-3 нм, при этом соотношение концентраций доноров в дельта-легированных слоях и в объеме слоя InyGa1-yAs составляет от 0,3 до 3. Semiconductor nanoheterostructure including a single-crystal semi-insulating GaAs substrate (1), a GaAs buffer layer (2), an AlxGa1-xAs layer (3), a stepped quantum well (4), an AlxGa1-xAs barrier layer (8), and a GaAs contact layer (9 ), characterized in that the stepped quantum well (4) consists of several layers: the upper transition GaAs layer (16, 20), which contains two Si δ-layers (17, 19) separated by a GaAs layer (18) 0.5 -3 nm, a volume-doped InyGa1-yAs layer (15) and a lower transition GaAs layer (10, 14), in which there are two Si δ-layers (11, 13) separated by a GaAs layer (12) 0.5-3 nm, while the ratio of donor concentrations in the delta-doped layers and in the bulk of the InyGa1-yAs layer is from 0.3 to 3.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к полупроводниковым наногетероструктурам, используемым для изготовления СВЧ транзисторов и монолитных интегральных схем С- и Х-диапазонов с большой выходной мощностью.The proposed utility model relates to semiconductor nanoheterostructures used for the manufacture of microwave transistors and monolithic integrated circuits of C- and X-bands with high output power.

В настоящее время в России складывается неблагоприятная ситуация в разработках мощных СВЧ транзисторов и монолитных интегральных схем С- и Х-диапазонов, которые по всем характеристикам (выходная мощность, к.п.д. и др.) уступают зарубежным аналогам, что делает невозможным создание высокоэффективных отечественных радиолокаторов, спутникового телевидения, многоканальных системах беспроводной связи. Одной из проблем создания отечественных приборов данного типа являются применение устаревших материалов с объемнолегированным арсенидом галлия. В поиске новых базовых материалов для твердотельной СВЧ электроники наиболее быстрым и экономически выгодным путем является максимальная адаптация возможностей развитых за рубежом материалов и технологий с хорошо разработанным процессингом. Такой устоявшейся технологией сейчас является РНЕМТ (pseudomorphic high electron mobility transistor) гетероструктурная технология.At present, Russia is facing an unfavorable situation in the development of high-power microwave transistors and monolithic integrated circuits of C- and X-bands, which are inferior to foreign analogues in all characteristics (output power, efficiency, etc.), which makes it impossible to create high-performance domestic radars, satellite television, multi-channel wireless communication systems. One of the problems of creating domestic devices of this type is the use of obsolete materials with body-alloyed gallium arsenide. In the search for new basic materials for solid-state microwave electronics, the fastest and most cost-effective way is to maximize the capabilities of materials and technologies developed abroad with well-developed processing. Such an established technology is now RNEMT (pseudomorphic high electron mobility transistor) heterostructure technology.

Для создания мощных высокочастотных приборов широко используются РНЕМТ гетероструктуры с квантовой ямой (КЯ) InyGa1-yAs в качестве активного слоя [1]. Увеличение мощности транзистора требует одновременного увеличения максимального тока стока и сохранения высоких значений пробивного напряжения транзистора. Ток стока обеспечивается высокими значениями концентрации и дрейфовой скорости насыщения электронов. Значительное увеличение концентрации двумерного электронного газа может быть получено в РНЕМТ гетероструктурах с КЯ AlGaAs/InGaAs/AlGaAs при использовании двустороннего дельта-легирования кремнием через спейсерные слои. Типичный диапазон концентраций в таких структурах ns=(2÷4)·1012 см-2. Однако, чрезмерное увеличение легирования приводит к параллельной проводимости по донорным слоям и, как следствие, значительному снижению электронной подвижности. Для уменьшения негативного эффекта параллельного канала проводимости необходимо увеличить ширину запрещенной зоны в барьере AlxGa1-xAs. Однако, при содержании AlAs выше 0.25 часть донорной примеси Si образует DX-центры - ловушки для электронов, что негативно сказывается на работе прибора, поэтому данный способ не всегда применим.To create high-power high-frequency devices, RNEMT heterostructures with a quantum well (QW) In y Ga 1-y As as an active layer are widely used [1]. An increase in the transistor power requires a simultaneous increase in the maximum drain current and maintaining a high breakdown voltage of the transistor. The drain current is provided by high values of the concentration and drift velocity of electron saturation. A significant increase in the concentration of two-dimensional electron gas can be obtained in RNEMT heterostructures with AlGaAs / InGaAs / AlGaAs QWs using double-sided delta doping with silicon through spacer layers. A typical concentration range in such structures is n s = (2 ÷ 4) · 10 12 cm -2 . However, an excessive increase in doping leads to parallel conductivity along the donor layers and, as a result, a significant decrease in electron mobility. To reduce the negative effect of the parallel conduction channel, it is necessary to increase the band gap in the Al x Ga 1-x As barrier. However, when the AlAs content is higher than 0.25, part of the Si donor impurity forms DX centers — electron traps, which negatively affects the operation of the device; therefore, this method is not always applicable.

Дизайн слоев гетероструктуры для мощных транзисторов затрагивает несколько аспектов. Во-первых, на затвор мощных транзисторов прикладывается достаточно большая амплитуда напряжения и для уменьшения тока утечки затвор-канал необходим высокий энергетический барьер в широкозонном подзатворном слое. Во-вторых, в мощных транзисторах необходимо обеспечить большое пробивное напряжение между истоком и стоком, в особенности при закрывании канала. Для этой цели стараются избежать областей с пониженным потенциалом, за исключением области канала. Применение технологии дельта-легирования автоматически связано с созданием V-образной потенциальной ямы, образованной ионизированными донорами кремния. При этом через донорные состояния в барьере возникает туннельный всплеск тока утечки затвора, в том числе и при положительном смещении, поданном на затвор. К тому же, в случае легированного барьера возрастает встроенное поле между поверхностью гетероструктуры и КЯ, что приводит к увеличению туннельной прозрачности барьерного слоя и как следствие, уменьшению пробивного напряжения.The design of heterostructure layers for high-power transistors affects several aspects. Firstly, a sufficiently large voltage amplitude is applied to the gate of powerful transistors, and to reduce the gate-channel leakage current, a high energy barrier in the wide-gap gate layer is required. Secondly, in high-power transistors, it is necessary to provide a large breakdown voltage between the source and drain, especially when closing the channel. For this purpose, try to avoid areas with reduced potential, with the exception of the channel area. The use of delta-doping technology is automatically associated with the creation of a V-shaped potential well formed by ionized silicon donors. In this case, through the donor states in the barrier, a tunnel surge of the gate leakage current occurs, including at a positive bias applied to the gate. In addition, in the case of a doped barrier, the built-in field between the surface of the heterostructure and the QW increases, which leads to an increase in the tunnel transparency of the barrier layer and, as a consequence, to a decrease in the breakdown voltage.

Увеличение пробивного напряжения сток-исток в значительной степени зависит от компоновки топологии транзистора, расположения затвора относительно стока, продуманного рецесса верхних слоев гетероструктуры, использования нависающего затвора. Некоторое увеличение пробивного напряжения наблюдалось в так называемых обращенных гетероструктурах, где донорный слой располагался снизу от канала. Однако, с точки зрения фундаментальных свойств, связанных с конструкцией гетероструктуры, важно минимизировать эффект ударной ионизации, для чего приходится увеличивать энергию запрещенной зоны в наиболее узкозонной области гетероструктуры - канале. Так, в слое InGaAs содержание InAs обычно уменьшают до 10-15% по сравнению с РНЕМТ гетероструктурами. При этом для сохранения емкости КЯ необходимо увеличить высоту барьерного слоя. Также необходимо увеличивать чистоту и структурное совершенство барьера AlGaAs.The increase in the drain-source breakdown voltage largely depends on the layout of the transistor topology, the location of the gate relative to the drain, the thought-out recess of the upper layers of the heterostructure, and the use of an overhanging gate. A slight increase in breakdown voltage was observed in the so-called inverted heterostructures, where the donor layer was located below the channel. However, from the point of view of the fundamental properties associated with the design of the heterostructure, it is important to minimize the effect of impact ionization, for which it is necessary to increase the energy of the forbidden band in the most narrow-gap region of the heterostructure — the channel. So, in the InGaAs layer, the InAs content is usually reduced to 10-15% in comparison with PHEMT heterostructures. In this case, to preserve the QW capacity, it is necessary to increase the height of the barrier layer. It is also necessary to increase the purity and structural perfection of the AlGaAs barrier.

Одним из перспективных направлений создания мощных транзисторов СВЧ диапазона является использование структур типа DC HFET (Doped Channel Heterostructure Field Effect Transistor) с объемно легированной КЯ [2, 3]. Однородно легированный канал транзистора DC HFET позволяет создать высокую концентрацию электронов и как следствие, больший ток стока и большую выходную мощность. Данный тип транзисторов имеет высокую линейность (ВАХ, сток-затворная характеристика), так как нет паразитных проводимостей в слое AlGaAs по сравнению с РНЕМТ структурой на такой же КЯ. DC HFET структуры являются хорошим компромиссом между Р-НЕМТ и ПТШ технологией при создании транзисторов с большой канальной проводимостью (и естественно выходной мощностью) и высоким пробивным напряжением. Однако, существует ряд недостатков, связанных с использованием DC HFET. Во-первых, в данных структурах электронная подвижность значительно уменьшается по сравнению с РНЕМТ структурами из-за сильного кулоновского взаимодействия, так как ионизированные доноры находятся в той же пространственной области, что и электроны 2D-газа. Таким образом, в данном типе структур проявляется сильное рассеяние электронов, а значит, и сниженный КПД в связи с омическим разогревом канала. Другой негативный эффект - увеличение вероятности межподзонного рассеяния электронов между первой и второй подзонами размерного квантования для широких КЯ (свыше 15 нм). Кроме того, при увеличении ширины КЯ из-за эффекта размерного квантования возрастает вероятность ударной ионизации, что уменьшает пробивное напряжение транзистора.One of the promising directions for creating high-power microwave transistors is the use of structures like DC HFET (Doped Channel Heterostructure Field Effect Transistor) with volume doped QWs [2, 3]. The uniformly doped channel of the DC HFET transistor allows you to create a high electron concentration and, as a result, a larger drain current and a higher output power. This type of transistor has a high linearity (I – V characteristic, drain-gate characteristic), since there are no spurious conductivities in the AlGaAs layer compared to the RNEMT structure on the same QW. DC HFET structures are a good compromise between P-HEMT and PTSh technology when creating transistors with large channel conductivity (and of course output power) and high breakdown voltage. However, there are a number of disadvantages associated with the use of DC HFET. First, in these structures, the electron mobility is significantly reduced compared to the RHEMT structures due to the strong Coulomb interaction, since ionized donors are in the same spatial region as the electrons of the 2D gas. Thus, in this type of structure strong electron scattering is manifested, and hence a reduced efficiency due to ohmic heating of the channel. Another negative effect is an increase in the probability of interband electron scattering between the first and second size quantization subbands for wide QWs (above 15 nm). In addition, with an increase in the QW width, the probability of impact ionization increases due to the size quantization effect, which reduces the breakdown voltage of the transistor.

Таким образом, перспективным направлением в разработке гетероструктур для мощных СВЧ транзисторов является работа по поиску новых дизайнов гетероструктур с продуманными для данного применения структурой КЯ, принципами легирования и конструкцией верхних слоев над КЯ.Thus, a promising direction in the development of heterostructures for high-power microwave transistors is the search for new designs of heterostructures with well-designed QW structure, doping principles, and upper layer construction above the QW.

Наиболее близкой к предлагаемой структуре и принятой в качестве прототипа настоящего изобретения является структура, описанная в [4] (фиг.1), имеющая монокристаллическую полуизолирующую подложку GaAs (1), на которой сформированы буферный слой GaAs (2), слой AlxGa1-xAs (3), квантовая яма (4), состоящая из слоев - InyGa1-yAs (5), дельта-слоя кремния (δ-Si) (6), InyGa1-yAs (7), барьерный слой AlxGa1-xAs (8) и контактный слой GaAs (9). Существенным недостатком данной структуры является максимально неоднородное расположение примеси в достаточно широкой КЯ, что приводит к появлению дополнительного изгиба дна ямы и уменьшает выгоду от несимметричного распределения доноров. Такая КЯ более чувствительна к изменению профиля дна при ее обеднении, что приводит к двуполюсной зависимости крутизны от тока стока. При этом в подобной структуре невозможно получить концентрацию электронов в КЯ более 5·1012 см-2 из-за эффекта самокомпенсации и амфотерного поведения донорных атомов кремния при высокой концентрации легирования.Closest to the proposed structure and adopted as a prototype of the present invention is the structure described in [4] (FIG. 1) having a single-crystal semi-insulating GaAs substrate (1) on which a GaAs buffer layer (2), an Al x Ga 1 layer are formed -x As (3), quantum well (4), consisting of layers - In y Ga 1-y As (5), delta-silicon layer (δ-Si) (6), In y Ga 1-y As (7 ), the Al x Ga 1-x As (8) barrier layer and the GaAs contact layer (9). A significant drawback of this structure is the maximally heterogeneous arrangement of the impurity in a sufficiently wide QW, which leads to the appearance of an additional bend in the bottom of the well and reduces the benefit from the asymmetric distribution of donors. Such a QW is more sensitive to changes in the bottom profile during its depletion, which leads to a bipolar dependence of the slope on the drain current. Moreover, in such a structure it is impossible to obtain an electron concentration in the QW of more than 5 · 10 12 cm -2 due to the self-compensation effect and amphoteric behavior of donor silicon atoms at a high doping concentration.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в увеличении концентрации двумерного электронного газа, а также в максимальном уменьшении нежелательного рассеяния электронов на донорах за счет комбинированного легирования ступенчатой квантовой ямы AlGaAs/GaAs/InGaAs/GaAs/AlGaAs.The technical result to which the claimed utility model is directed is to increase the concentration of two-dimensional electron gas, as well as to minimize unwanted electron scattering by donors due to the combined doping of the step quantum well AlGaAs / GaAs / InGaAs / GaAs / AlGaAs.

Указанный технический результат достигается тем, что в полупроводниковой наногетероструктуре, включающей в себя монокристаллическую полуизолирующую подложку GaAs (1), буферный слой GaAs (2), слой AlxGa1-xAs (3), барьерный слой AlxGa1-xAs (8), контактный слой GaAs (9), ступенчатая квантовая яма (4) состоит из верхнего переходного слоя GaAs (16, 20), в котором находятся два δ-слоя Si (17, 19) разделенные слоем GaAs (18) толщиной 0.5-3 нм, объемно-легированного слоя InyGa1-yAs (15) и нижнего переходного слоя GaAs (10, 14), в котором находятся два δ-слоя Si (11, 13) разделенные слоем GaAs (12) толщиной 0.5-3 нм, при этом соотношение концентраций доноров в дельта-легированных слоях и в объеме слоя InyGa1-yAs составляет от 0.3 до 3.Said technical result is achieved in that the semiconductor nanogeterostruktur comprising a monocrystalline semi-insulating substrate is GaAs (1), a buffer layer of GaAs (2), a layer of Al x Ga 1-x As (3), the barrier layer is Al x Ga 1-x As (8), GaAs contact layer (9), step quantum well (4) consists of the upper GaAs transition layer (16, 20), in which there are two δ (Si, 17, 19) Si layers separated by a 0.5 GaAs layer (18) -3 nm, of a body-doped In y Ga 1-y As layer (15) and a lower GaAs transition layer (10, 14), in which there are two δ (Si, 11, 13) Si layers separated by a GaAs layer (12) thick 0.5 0.5-3 nm, while the ratio of donor concentrations in the delta-doped layers and in the bulk of the In y Ga 1-y As layer is from 0.3 to 3.

Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами:The utility model is illustrated by the following drawings:

На фиг.1 представлена схема полупроводниковой наногетероструктуры, выбранной в качестве прототипа настоящей полезной модели. Указаны следующие друг за другом слои.Figure 1 presents a diagram of a semiconductor nanoheterostructure selected as a prototype of this utility model. The following successive layers are indicated.

На фиг.2 представлена схема полупроводниковой наногетероструктуры, демонстрирующая суть настоящей полезной модели.Figure 2 presents a diagram of a semiconductor nanoheterostructure, demonstrating the essence of this utility model.

Полупроводниковая наногетероструктура (фиг.2) включает монокристаллическую полуизолирующую подложку GaAs (1), на которой сформированы буферный слой GaAs (2), слой AlxGa1-xAs (3), ступенчатая квантовая яма (4), барьерный слой AlxGa1-xAs (8) и контактный слой GaAs (9). В предложенной наногетероструктуре применяется комбинированное легирование кремнием: в верхнем переходном слое (ПС 2) (16, 20) находятся два δ-слоя Si (17, 19) разделенные слоем GaAs (18) толщиной 0.5-3 нм, в нижнем ПС 1 (10, 14) находятся два δ-слоя Si (11, 13) разделенные слоем GaAs (12) толщиной 0.5-3 нм, в центральной области КЯ InyGa1-yAs (15) применяется объемное легирование. Соотношение концентраций дельта-легирования к объемному легированию составляет от 0.3 до 3. Толщина ступенчатой КЯ составляет 18 нм. Мольные доли компонент в тройных соединениях AlxGa1-xAs и InyGa1-yAs равняются x=0.38 и y=0.15. Все слои выращены методом молекулярно-лучевой эпитаксии.The semiconductor nanoheterostructure (Fig. 2) includes a single-crystal semi-insulating GaAs substrate (1) on which a GaAs buffer layer (2), an Al x Ga 1-x As layer (3), a step quantum well (4), and an Al x Ga barrier layer are formed 1-x As (8) and GaAs contact layer (9). In the proposed nanoheterostructure, combined doping with silicon is used: in the upper transition layer (PS 2) (16, 20) there are two δ-layers of Si (17, 19) separated by a GaAs (18) layer 0.5-3 nm thick, in the lower PS 1 (10 14) there are two δ-layers of Si (11, 13) separated by a GaAs (12) layer 0.5–3 nm thick; bulk doping is used in the central region of the In y Ga 1-y As (15) QW. The ratio of the concentrations of delta doping to volume doping is from 0.3 to 3. The stepwise QW thickness is 18 nm. The molar fractions of the components in the ternary compounds Al x Ga 1-x As and In y Ga 1-y As are x = 0.38 and y = 0.15. All layers were grown by molecular beam epitaxy.

Таким образом, предлагаемая наногетероструктура с комбинированно легированным каналом, сочетает в себе принципы DC HFET с однородно легированной КЯ и РНЕМТ с двусторонним дельта-легированием. Размещение доноров не в одном, а в двух дельта-слоях в каждом ПС связано с уменьшением риска амфотерного поведения кремния при большой степени легирования. ПС GaAs выполняют несколько функций. Во-первых, они предотвращают образование DX-центров из-за диффузии атомов примеси в широкозонный барьер AlGaAs (8). Во-вторых, они образуют промежуточный барьер в КЯ, повышая энергию электронов в области дельта-слоя. При применении комбинированного легирования в предлагаемой наногетероструктуре отсутствуют области с пониженным потенциалом, за исключением области КЯ, что увеличивает пробивное напряжение транзистора сделанного на базе данной наногетероструктры. Переходные слои GaAs хорошо легируется и имеет большое пороговое значение концентрации электронов, что позволяет создавать большую концентрацию электронов в КЯ. Объемное легирование центральной области КЯ позволяет компенсировать изгиб дна КЯ. Кроме того, в данном случае максимально уменьшается нежелательное рассеяние электронов на донорах за счет уменьшения пространственного перекрытия доноров в дельта-слоях и электронной плотности в структуре.Thus, the proposed nanoheterostructure with a combined doped channel combines the principles of DC HFET with uniformly doped QW and RNEMT with two-sided delta doping. Placement of donors not in one but in two delta layers in each PS is associated with a decrease in the risk of amphoteric behavior of silicon with a high degree of doping. GaAs substations perform several functions. First, they prevent the formation of DX centers due to diffusion of impurity atoms into the wide-gap AlGaAs barrier (8). Secondly, they form an intermediate barrier in the QW, increasing the electron energy in the region of the delta layer. When using combined doping in the proposed nanoheterostructure, there are no regions with a reduced potential, with the exception of the QW region, which increases the breakdown voltage of the transistor made on the basis of this nanoheterostructure. The GaAs transition layers are well doped and have a large threshold electron concentration, which allows one to create a high electron concentration in the QW. Volume doping of the central region of the QW allows one to compensate for the bending of the bottom of the QW. In addition, in this case, the unwanted electron scattering by donors is minimized by reducing the spatial overlap of donors in the delta layers and the electron density in the structure.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна». В частности, авторам неизвестно использование ступенчатых квантовых ям AlGaAs/GaAs/InGaAs/GaAs/AlGaAs с комбинированным легированием.The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty." In particular, the authors are not aware of the use of AlGaAs / GaAs / InGaAs / GaAs / AlGaAs step quantum wells with combined doping.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

[1]A.Yu Egorov., A.G. Gladyshev, E.V. Nikitina, D.V. Denisov, N.K. Polyakov, E.V. Pirogov, A.A. Gorbazevich. "Double pulse doped InGaAs/AlGaAs/GaAs pseudomorphic high-electron-mobility transistor heterostructures". Semiconductors. 44 (7), 2010, p.919-923[1] A.Yu Egorov., A.G. Gladyshev, E.V. Nikitina, D.V. Denisov, N.K. Polyakov, E.V. Pirogov, A.A. Gorbazevich. "Double pulse doped InGaAs / AlGaAs / GaAs pseudomorphic high-electron-mobility transistor heterostructures." Semiconductors. 44 (7), 2010, p. 919-923

[2] W-C Liu, K-H Yu, R-C Liu, K-W Lin, K-P Lin, C-H Yen, C-C Cheng and K-B Thei. "Investigation of temperature-dependent characteristics of an n+ - InGaAs/n-GaAs composite doped channel HFET". IEEE Trans. Electron Devices, 48 (12), 2001, p.2677-2682[2] WC Liu, KH Yu, RC Liu, KW Lin, KP Lin, CH Yen, CC Cheng and KB Thei. "Investigation of temperature-dependent characteristics of an n + - InGaAs / n-GaAs composite doped channel HFET." IEEE Trans. Electron Devices, 48 (12), 2001, p. 2677-2682

[3] US005701020A "Pseudomorphic step-doped-channel field-effect transistor"[3] US005701020A "Pseudomorphic step-doped-channel field-effect transistor"

[4] M. Nawaz, J. M. Miranda, P. Sakalas, S. M. Wang, Q. X. Zhao, M. Willander and H. Zirath. "Design, processing and characterization of delta-doped channel AlGaAs/InGaAs/GaAs HFETs" Semicond. Sci. Technol, 15, 2000, p.728-735.[4] M. Nawaz, J. M. Miranda, P. Sakalas, S. M. Wang, Q. X. Zhao, M. Willander and H. Zirath. "Design, processing and characterization of delta-doped channel AlGaAs / InGaAs / GaAs HFETs" Semicond. Sci. Technol, 15, 2000, p. 728-735.

Claims (1)

Полупроводниковая наногетероструктура, включающая в себя монокристаллическую полуизолирующую подложку GaAs (1), буферный слой GaAs (2), слой AlxGa1-xAs (3), ступенчатую квантовую яму (4), барьерный слой AlxGa1-xAs (8) и контактный слой GaAs (9), отличающаяся тем, что ступенчатая квантовая яма (4) состоит из нескольких слоев: верхнего переходного слоя GaAs (16, 20), в котором находятся два δ-слоя Si (17, 19) разделенные слоем GaAs (18) толщиной 0,5-3 нм, объемно-легированного слоя InyGa1-yAs (15) и нижнего переходного слоя GaAs (10, 14), в котором находятся два δ-слоя Si (11, 13) разделенные слоем GaAs (12) толщиной 0,5-3 нм, при этом соотношение концентраций доноров в дельта-легированных слоях и в объеме слоя InyGa1-yAs составляет от 0,3 до 3.
Figure 00000001
A semiconductor nanoheterostructure including a single-crystal semi-insulating GaAs substrate (1), a GaAs buffer layer (2), an Al x Ga 1-x As layer (3), a step quantum well (4), and an Al x Ga 1-x As ( 8) and a GaAs contact layer (9), characterized in that the stepwise quantum well (4) consists of several layers: the upper GaAs transition layer (16, 20), in which there are two δ-layers of Si (17, 19) separated by a layer GaAs (18) with a thickness of 0.5-3 nm, a body-doped In y Ga 1-y As layer (15) and a lower GaAs transition layer (10, 14), in which there are two δ-layers of Si (11, 13) separated layer m GaAs (12) with a thickness of 0.5-3 nm, while the ratio of donor concentrations in the delta-doped layers and in the volume of the In y Ga 1-y As layer is from 0.3 to 3.
Figure 00000001
RU2011141221/28U 2011-10-12 2011-10-12 SEMICONDUCTOR NANOGETEROSTRUCTURE WITH STAGED QUANTUM ALGaAs / GaAs / InGaAs / GaAs / AlGaAs QUANTUM ON A GaAs SUBSTRATE WITH COMBINED ALLOYING RU113072U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141221/28U RU113072U1 (en) 2011-10-12 2011-10-12 SEMICONDUCTOR NANOGETEROSTRUCTURE WITH STAGED QUANTUM ALGaAs / GaAs / InGaAs / GaAs / AlGaAs QUANTUM ON A GaAs SUBSTRATE WITH COMBINED ALLOYING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141221/28U RU113072U1 (en) 2011-10-12 2011-10-12 SEMICONDUCTOR NANOGETEROSTRUCTURE WITH STAGED QUANTUM ALGaAs / GaAs / InGaAs / GaAs / AlGaAs QUANTUM ON A GaAs SUBSTRATE WITH COMBINED ALLOYING

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU113072U1 true RU113072U1 (en) 2012-01-27

Family

ID=45786863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011141221/28U RU113072U1 (en) 2011-10-12 2011-10-12 SEMICONDUCTOR NANOGETEROSTRUCTURE WITH STAGED QUANTUM ALGaAs / GaAs / InGaAs / GaAs / AlGaAs QUANTUM ON A GaAs SUBSTRATE WITH COMBINED ALLOYING

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU113072U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563544C1 (en) * 2014-06-10 2015-09-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Semiconductor heterostructure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2563544C1 (en) * 2014-06-10 2015-09-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Semiconductor heterostructure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220173235A1 (en) Breakdown Resistant HEMT Substrate and Device
US10043896B2 (en) III-Nitride transistor including a III-N depleting layer
US8669591B2 (en) E-mode HFET device
US9082749B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device
CN108028273B (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
CN110392929A (en) Gallium nitride transistor
US20130032860A1 (en) HFET with low access resistance
US10418474B2 (en) High electron mobility transistor with varying semiconductor layer
KR20190058668A (en) Semiconductor device and method of designing semiconductor device
US11978792B2 (en) Multichannel transistor
US10636899B2 (en) High electron mobility transistor with graded back-barrier region
Xu et al. Design and fabrication of double modulation doped InAlAs/lnGaAs/InAs heterojunction FETs for high-speed and millimeter-wave applications
WO2012029292A1 (en) Semiconductor substrate, insulated gate field effect transistor, and method for manufacturing semiconductor substrate
Nela et al. Intrinsic polarization super junctions: Design of single and multichannel GaN structures
Bergman et al. InAs/AlSb HFETs with f/sub/spl tau//and f/sub max/above 150 GHz for low-power MMICs
RU113072U1 (en) SEMICONDUCTOR NANOGETEROSTRUCTURE WITH STAGED QUANTUM ALGaAs / GaAs / InGaAs / GaAs / AlGaAs QUANTUM ON A GaAs SUBSTRATE WITH COMBINED ALLOYING
Sun et al. ALD Al2O3 passivation of Lg= 100 nm metamorphic InAlAs/InGaAs HEMTs with Si-doped Schottky layers on GaAs substrates
Bouguenna et al. Comparative study on performance of cubic AlxGa1− xN/GaN nanostructures MODFETs and MOS-MODFETs
EP3405979A1 (en) Semiconductor device, electronic part, electronic apparatus, and method for fabricating semiconductor device
Peng et al. Simulation of a high-performance enhancement-mode HFET with back-to-back graded AlGaN layers
JP2001085672A (en) Field-effect semiconductor device
Mohanbabu et al. Recessed Mg-doped P-type In 0.2 Ga 0.8 N cap Gate AlGaN/GaN/AlGaN DH-HEMT for high breakdown and power electronics applications
Mishra et al. N-polar GaN-based MIS-HEMTs for mixed signal applications
Firdoush et al. Study and Analysis of AlGaN/GaN-Based HEMT and MOSHEMT Check for updates
Mohanbabu et al. E‐Mode‐Operated Advanced III‐V Heterostructure Quantum Well Devices for Analog/RF and High‐Power Switching Applications

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20121013

BF1K Cancelling a publication of earlier date [utility models]

Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20131013