DE19746920A1 - Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervor­ richtung, die eine Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungs­ ausgabe hat, und ein Verfahren zum Herstellen derselben.

Auf dem Gebiet mobiler Kommunikationssysteme haben da­ von benutzte Frequenzen jüngst auf ungefähr 2 GHz zugenom­ men, und solche Systeme bildende Elektronikvorrichtungen, die Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsausgaben haben, sind erforderlich. Auf dem technischen Gebiet von Halblei­ tervorrichtungen wurden verschiedene Studien für höhere Spannungswiderstände von Feldeffekttransistoren durchge­ führt.

Der Feldeffekttransistor enthält konventionell den Ka­ nalbereich aus Si oder GaAs.

Der Feldeffekttransistor, der den Kanalbereich aus Si enthält, wird durch einen Matalloxid-Halbleiter-Feldeffekt­ transistor (MOSFET) veranschaulicht, der auf einem Si-Sub­ strat gebildet ist. Der MOSFET, der den Kanalbereich aus Si enthält, welcher ein Indirektübergangstyp-Halbleiter ist, hat selbst bei hohen Betriebsspannungen keine Gunn-Oszilla­ tion. Entsprechend ist es der Gate-Elektrode und der Drain-Elektrode gestattet, durch einen großen Abstand voneinander beabstandet zu sein, wodurch hohe Betriebsspannungen leicht erreicht werden können. Jedoch ist es wegen Si, dessen La­ dungsträgerbeweglichkeit niedrig ist, schwierig, den MOS-Feldeffekttransistor bei der oben beschriebenen Anwendung zu verwenden, die einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb erfordert.

Der Feldeffekttransistor, der den Kanalbereich aus GaAs enthält, wird durch einen Metall-Halbleiter-Feldeffekttran­ sistor (MESFET) veranschaulicht, der auf einem GaAs-Substrat gebildet ist. Wegen GaAs, das eine höhere Ladungsträgerbe­ weglichkeit als Si hat, ist der Feldeffekttransistor, der den Kanalbereich aus GaAs hat, für einen Hochgeschwindig­ keitsbetrieb besser geeignet, aber wegen GaAs, das ein Di­ rektübergangstyp-Halbleiter ist und niedrige Γ-L-Energiedif­ ferenzen hat, die so niedrig, wie ungefähr 0,2 eV sind, ver­ sagt er wegen der Gunn-Oszillation aufgrund einer Betriebs­ spannungszunahme oft, normal zu arbeiten. Diese Schwierig­ keit muß durch eine Gate-Breiten-Zunahme für eine höhere Leistungsausgabe beseitigt werden. Dies führt jedoch zu ei­ ner Chipflächenzunahme und Kostenzunahme und ist hinsicht­ lich der Handhabung begrenzt. Gegenwärtig ist unter Beach­ tung des Unterdrückens der Gunn-Oszillation ein 10 V Betrieb eine Grenze, und eine Chipgröße von ungefähr 1 × 3 mm ist eine Grenze unter Beachtung der Handhabung. Hinsichtlich der Ausgabe sind ungefähr 30-40 W eine Grenze.

Jüngst wird eine pseudomorphe Struktur, die einen InGaAs-Film einer In-Zusammensetzung enthält, die keine auf einem GaAs-Substrat gebildeten Gitterfehlstellen zuläßt, in einer Sandwich-Bauweise von GaAs umgeben lokal verwendet. Die pseudomorphe Struktur, deren Γ-L-Energiedifferenz größer als GaAs ist, kann den Effekt des Unterdrückens der Gunn-Oszillationen steigern. Jedoch gibt es in der pseudomorphen Struktur, deren Bandabstand kleiner ist, eine Tendenz, daß Stoßionisation in dem Kanalbereich stattfindet, und Löcher werden angesammelt. Als Ergebnis findet oft ein Knick in den I-V-Charakteristika statt. Somit kann die pseudomorphe Struktur durch einen Hochspannungsbetrieb auch keine höheren Leistungsausgaben erzielen.

Wie oben beschrieben wurde, wurde es beim konventionel­ len Feldeffekttransistor als schwierig herausgefunden, durch einen Hochspannungsbetrieb Hochleistungsausgaben bereit zu­ stellen.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halb­ leitervorrichtung, die eine Hochleistungsausgabe durch Hoch­ spannungsbetrieb hat, und ein Verfahren zum Herstellen der­ selben zu schaffen.

Das oben beschriebene Ziel wird durch eine Halbleiter­ vorrichtung erreicht, enthaltend: ein GaAs-Substrat; eine Pufferschicht, die auf dem GaAs-Substrat gebildet ist und aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, das einen weite­ ren Bandabstand als InGaP hat; eine Kanalschicht, die auf einem InGaP gebildet ist, das auf der Pufferschicht gebildet ist; und eine Gate-Elektrode zum Steuern eines Stroms der Kanalschicht. Die Halbleitervorrichtung, die bei Hochspan­ nung arbeitet und eine Hochleistungsausgabe hat, kann erhal­ ten werden.

Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung ist es bevorzugt, daß ein In-Zusammensetzungsverhältnis des InGaP's, das die Kanalschicht bildet, nicht geringer als 0,3 und nicht mehr als 0,7 ist. Dieses In-Zusammensetzungsver­ hältnis gestattet es der Kanalschicht aus einer InGaP-Schicht epitaxial auf der Pufferschicht gezogen zu werden.

Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung ist es bevorzugt, daß die Pufferschicht aus einem AlInGaP gebildet ist. Durch Bilden der Pufferschicht aus einer AlInGaP-Schicht kann der Kanalstrom wirksam in der Kanalschicht be­ grenzt werden.

Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung ist es bevorzugt, daß ein Al-Zusammensetzungsverhältnis des AlInGaP's mehr als 0 ist, und eine Summe des Al-Zusammenset­ zungsverhältnisses und eines Ga-Zusammensetzungsverhältnis­ ses im wesentlichen gleich 0,51 ist. Ein Al-Zusammenset­ zungsverhältnis ist größer als 0 und eine Summe des Al-Zusammensetzungsverhältnisses und eines Ga-Zusammensetzungs­ verhältnisses ist im wesentlichen 0,51, wodurch die Puffer­ schicht, die einen weiteren Bandabstand als die Kanalschicht hat, epitaxial auf dem GaAs-Substrat gezogen werden kann.

Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung ist es bevorzugt, daß die Pufferschicht aus einem AlGaAs gebildet ist. Die Pufferschicht ist aus einer AlGaAs-Schicht gebil­ det, wodurch der Kanalstrom wirksam in der Kanalschicht be­ grenzt oder eingeschlossen werden kann.

Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung ist es bevorzugt, daß ein Al-Zusammensetzungsverhältnis der AlGaAs-Schicht nicht weniger als 0,2 ist. Ein Al-Zusammensetzungs­ verhältnis der AlGaAs-Schicht ist über 0,2 wodurch die Puf­ ferschicht einen weiteren Bandabstand als die Kanalschicht haben kann.

Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung ist es bevorzugt, daß eine Schottky-Schicht, die auf der Kanal­ schicht und aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, kein In enthält. Die Kanalschicht einer InGaP-Schicht ist mit der Schottky-Schicht bedeckt, die kein In enthält, wodurch ver­ hindert wird, daß die In enthaltende Schicht oxidiert wird, und ein leitender Film (oxidierte In enthaltende Schicht) ist auf der Oberfläche gebildet. Die Halbleitervorrichtung kann eine höhere Zuverlässigkeit haben.

Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung ist es bevorzugt, daß die Schottky-Schicht aus einem GaAs oder ei­ nem AlGaAs gebildet ist. Die Schottky-Schicht kann aus die­ sen Filmen gebildet sein.

Das oben beschriebene Ziel wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung erreicht, enthaltend die Schritte: Bilden einer Pufferschicht, die aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, das einen weiteren Bandab­ stand als jenen von InGaP hat, auf dem GaAs-Substrat; Bilden einer Kanalschicht, die aus einem InGaP gebildet ist, auf der Pufferschicht; und Bilden einer Gate-Elektrode zum Steu­ ern eines Stroms der Kanalschicht. Eine Halbleitervorrich­ tung, die bei hoher Spannung arbeitet und eine Hochlei­ stungsausgabe hat, kann leicht hergestellt werde.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine diagrammartige Schnittansicht der Halb­ leitervorrichtung gemäß der Ausführung der vorliegenden Er­ findung, die eine Struktur davon zeigt.

Fig. 2 ist ein Graph einer Leistungscharakteristikab­ hängigkeit der Drain-Spannung der Halbleitervorrichtung ge­ mäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3A-3C sind Schnittansichten der Halbleitervor­ richtung gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung bei den Schritten des Verfahrens zum Herstellen derselben, die das Verfahren zeigen (Teil 1).

Fig. 4A-4C sind Schnittansichten der Halbleitervor­ richtung gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung bei den Schritten des Verfahrens zum Herstellen derselben, die das Verfahren zeigen (Teil 2).

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung und das Verfahren zum Herstellen der­ selben wird erklärt.

Die Fig. 1 ist eine diagrammartige Schnittansicht der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Struktur davon zeigt. Die Fig. 2 ist ein Graph der Drain-Spannungsabhängigkeit von Leistungscharakteristika der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 3A-3C und 4A-4C sind Schnittansichten der Halblei­ tervorrichtung in den Schritten des Verfahrens zum Herstel­ len derselben, die das Verfahren zeigen.

Eine Pufferschicht 12 aus AlInP ist auf einem GaAs-Substrat 10 gebildet. Eine Kanalschicht 14 aus InGaP ist auf der Pufferschicht 12 gebildet. Eine Schottky-Schicht 16 aus AlGaAs ist auf der Kanalschicht 14 gebildet. Eine Kappen­ schicht 18 aus GaAs ist auf der Schottky-Schicht 16 gebil­ det. Eine Source-Elektrode 28 und eine Drain-Elektrode 30 aus einer AuGe/Au-Struktur sind auf der Kappenschicht 18 ge­ bildet. Eine Gate-Elektrode 34 ist auf der Schottky-Schicht 16 zwischen der Source-Elektrode 28 und der Drain-Elektrode 30 gebildet. Eine ohmsche Kontaktschicht 26 ist unter der Source-Elektrode 28 und der Drain-Elektrode 30 hinab zur Pufferschicht 12 gebildet.

Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalschicht 14 aus einer InGaP-Schicht gebildet ist.

Um es einem Feldeffekttransistor zu ermöglichen, bei einer hohen Spannung zu arbeiten, ist es bevorzugt, daß ein Material verwendet wird, das eine große Γ-L-Energiedifferenz hat- um Gunn-Oszillation zu unterdrücken, und ein Material, das einen weiten Bandabstand hat, wird verwendet, um Stoßio­ nisation zu unterdrücken.

Hier ist InGaP ein Gruppen III-V Direktübergangstyp-Halbleiter und hat eine Ladungsträgerbeweglichkeit, die so hoch wie ungefähr 2000 [cm²/V.s]. Eine F-L-Energiediffe­ renz von InGaP ist ungefähr 0,4 V, was höher als eine 0,2 V Γ-L-Energiedifferenz von GaAs ist. Ferner ist ein Bandab­ stand von InGaP ungefähr 1,95 eV, was weiter als ein 1,45 eV Bandabstand von GaAs ist. Entsprechend ist die Kanalschicht aus InGaP gebildet, wodurch ein Feldeffekttransistor, der bei hoher Geschwindigkeit und einer hohen Spannung betreib­ bar ist, erhalten werden kann.

Ein In-Zusammensetzungsverhältnis des InGaP's ist auf einen Bereich eingestellt, in dem die InGaP-Schicht epita­ xial auf der Pufferschicht 12 gezogen werden kann. Um genau zu sein, ist ein In-Zusammensetzungsverhältnis auf einen Be­ reich von 0,3-0,7 eingestellt, um das epitaxiale Wachsen zu ermöglichen. Ein In-Zusammensetzungsverhältnis für per­ fekte Gitterübereinstimmung mit dem GaAs ist 0,51.

Das Zusammensetzungsverhältnis in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung bedeutet ein Verhältnis eines Elemen­ tes zu einem Gruppe III Element, das in einem Halbleiterma­ terial enthalten ist, wenn das Gruppe III Element 1 ist. Im Fall der oben beschriebenen InGaP-Schicht ist zum Beispiel, wenn ein In-Zusammensetzungsverhältnis 0,51 ist, ein Ga-Zusammensetzungsverhältnis 0,49.

Wenn die Kanalschicht 14 aus InGaP gebildet ist, ist es bevorzugt, eine Halbleiterschicht, die einen weiteren Band­ abstand und höheren Widerstand als die InGaP-Schicht hat, unter der InGap-Schicht zu bilden. Um die oben beschriebenen Charakteristika von InGaP zu erhalten, ist es bevorzugt, daß der Kanalstrom in der InGaP-Schicht begrenzt ist. Dies liegt daran, daß es zu diesem Zweck effektiv ist, daß eine Hochwi­ derstandsschicht unter der InGaP-Schicht gebildet ist.

Hier wird zum Beispiel ein Fall, in dem die Kanal­ schicht 14 aus einer InGaP-Schicht auf der GaAs-Schicht ge­ bildet ist, in Betracht gezogen. Zweidimensionales Elektro­ nengas wird in der Trennfläche der GaAs-Schicht zur InGaP-Schicht erzeugt, und eine Kanalstromkomponente, die in der GaAs-Schicht fließt, wird erzeugt. Gleichmäßige Charakteri­ stika der GaAs-Schicht sind in den I-V-Charakteristika ge­ zeigt, die ein Risiko verursacht, das die Charakteristik der Hochspannung, die durch InGaP bereitgestellt wird, ver­ schlechtert werden kann.

Im Hinblick darauf ist bei der vorliegenden Ausführung die Pufferschicht 12 aus AlInP gebildet. AlInP hat einen un­ gefähren 2,4 eV Bandabstand, wenn ein Al-Zusammensetzungs­ verhältnis ungefähr 0,5 ist. Entsprechend ist es möglich, den Kanalstrom in der InGaP-Schicht zu begrenzen.

Die Pufferschicht 12 kann aus einem anderen Halbleiter­ material gebildet sein, solange das Material in der Lage ist, auf dem GaAs-Substrat 10 epitaxial zu wachsen, und ei­ nen weiteren Bandabstand als InGaP hat. Es ist üblich, daß Materialien, die in der Lage sind, epitaxial auf dem GaAs-Substrat 10 zu wachsen, Bandabstände haben, die durch Hinzu­ fügung von Al aufgeweitet sind. Materialien aus InGaP und GaAs mit hinzugefügtem Al, z. B. AlInGaP und AlGaAs, können verwendet werden.

AlInGaP wird nicht wesentlich durch ein Al-Zusammenset­ zungsverhältnis und eine Gitterübereinstimmung mit GaAs be­ einflußt, wenn ein In-Zusammensetzungsverhältnis ungefähr 0,49 ist. Entsprechend ist, wenn die Pufferschicht 12 aus AlInGaP gebildet ist, ein Al-Zusammensetzungsverhältnis und ein Ga-Zusammensetzungsverhältnis ungefähr 0,51, und wenn das Al-Zusarnmensetzungsverhältnis über 0 ist, kann der oben beschriebene Effekt erhalten werden. Das Ga-Zusammenset­ zungsverhältnis kann Null sein.

AlGaAs kann einen Bandabstand gleich jenem oder breiter als jener von InGaP haben, wenn ein Al-Zusammensetzungsver­ hältnis mehr als ungefähr 0,2 ist. Entsprechend ist in einem Fall, in dem die Pufferschicht 12 aus AlGaAs gebildet ist, ein Al-Zusammensetzungsverhältnis über ungefähr 0,2, um den oben beschriebenen Effekt zu erhalten.

Andererseits ist es bevorzugt, daß die Schottky-Schicht 16, die InGaP-Schicht bedeckt, aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, das in der Lage ist, auf der Kanalschicht 14 epitaxial aufzuwachsen, und kein In enthält. Dies liegt dar­ an, daß ein In enthaltendes Halbleitermaterial eine unstabi­ le Trennfläche mit einem Metallmaterial hat, das die Gate-Elektrode 34 bildet, und vorzugsweise liegt ein In enthal­ tendes Halbleitermaterial nicht an der Oberfläche frei, da In oxidiert wird, um das leitende Material zu erzeugen.

Bei der vorliegenden Ausführung ist die Schottky-Schicht 16 aus einer AlGaAs-Schicht gebildet. Ein Al-Zusam­ mensetzungsverhältnis der AlGaAs-Schicht kann irgendwie sein, solange die AlGaAs-Schicht epitaxial auf der Kanal­ schicht 14 gezogen werden kann. Die Schottky-Schicht 16 kann aus einer GaAs-Schicht gebildet sein.

Die Fig. 2 ist ein Graph einer Drain-Spannungsabhängig­ keit einer Leistungscharakteristik. Eine Gate-Breite des Feldeffekttransistors, der für die Messung verwendet wurde, ist 200 µn. Wie in dem Fall eines GaAs-FET, der die Kanal­ schicht 14 enthält, die aus einer GaAs-Schicht gebildet ist, wurde der FET bei einer Drain-Spannung von ungefähr 20 V be­ schädigt. Im Fall der vorliegenden Ausführung, die die Ka­ nalschicht 14 aus einer InGaP-Schicht enthält, wurde der FET bei einer Drain-Spannung von 30 V nicht beschädigt, und eine gute Leistungscharakteristik konnte erhalten werden.

Wenn die Kanalschicht 14 eine Ladungsträgerkonzentrati­ on von ungefähr 1,5 × 10¹⁷ cm^-3 und eine Dicke von ungefähr 150 nm hat, trat keine Gunn-Oszillation auf, selbst bei ei­ nem Gate-Drain-Abstand der auf 4 µm eingestellt ist, und ein Spannungswiderstand von 60 V konnte erhalten werden. Ein 30 V Betrieb konnte sichergestellt werden. Bei einer Halb­ leitervorrichtung, die eine 50 mm Gate-Breite hat, konnte eine 50 W Hochleistungsausgabe erhalten werden.

Andererseits trat in dem Fall, in dem die Kanalschicht aus einer GaAs-Schicht der oben beschriebenen Ladungsträger­ konzentration und Dicke gebildet ist, Gunn-Oszillation bei einem Gate-Drain-Abstand von ungefähr 2 µm auf, und der Be­ trieb wurde unstabil. Somit war ein Spannungswiderstand un­ gefähr 20 V, und ungefähr 10 V war hinsichtlich der Zuver­ lässigkeit ein Betriebsgrenzwert. Bei der Halbleitervorrich­ tung, die eine 50 mm Gate-Breite hat, war eine 15 W Lei­ stungsausgabe eine Grenze.

Die Halbleitervorrichtung, die die Kanalschicht aus InGaP enthält, kann gegenüber der herkömmlichen Halbleiter­ vorrichtung wesentlich verbesserte Charakteristika haben.

In einer Station eines mobilen Kommunikationssystems ist der Betrieb bei 10-20 W normalerweise erforderlich, und wenn Rufe zusammentreffen, muß eine Ausgabe von 100 W zugeführt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine ungefähre 50 W Ausgabe bei einer 50 mm Gate-Breite erhalten werden, und Ausgaben von ungefähr 100 W können durch einen einzelnen FET leicht erhalten werden. Dies kann das System vereinfachen.

Der Feldeffekttransistor, der eine 100 mm Gate-Breite hat, kann leicht in eine Fläche von ungefähr 1 × 3 mm gelegt werden, was die Grenze der Chipgröße hinsichtlich der Hand­ habung ist.

Als nächstes wird das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 3A-3C und 4A-4C erklärt.

Zuerst werden auf dem GaAs-Substrat 10 die Puffer­ schicht 12 aus einer AlInP-Schicht, die Kanalschicht 14 aus einer InGaP-Schicht, die Schottky-Schicht 16 aus einer AlGaAs-Schicht und die Kappenschicht 18 aus einer GaAs-Schicht aufeinanderfolgend gebildet (Fig. 3A). Die Schichten mit Ausnahme der Kanalschicht 14 sind undotierte Schichten. Die Kanalschicht 14 hat z. B. ungefähr eine Ladungsträgerkon­ zentration von 1,5 × 10¹⁷ cm^-3 und eine ungefähre Dicke von 150 nm. Die Schottky-Schicht 16 hat z. B. eine ungefähre Dic­ ke von 30 nm. Die Kappenschicht hat z. B. eine ungefähre Dic­ ke von 100 nm.

Dann wird auf der Kappenschicht 18 eine Photoschutz­ schicht 20 gebildet, die einen Bereich bedeckt, der ein Vor­ richtungsbereich sein soll.

Nachfolgend werden Sauerstoffionen mit der Photoschutz­ schicht 20 als eine Maske implantiert, um den Bereich zu in­ aktivieren, in dem die Photoschutzschicht 20 nicht ausgebil­ det ist. Der inaktivierte Bereich soll ein Vorrichtungsiso­ lationsbereich 22 sein (Fig. 3B).

Dann wird einen Photoschutzschicht 24, die Öffnungen in Bereichen hat, die die Source/Drain-Bereiche sein sollen, auf der Kappenschicht 18 ausgebildet.

Dann werden mit der Photoschutzschicht 24 als eine Mas­ ke Si-Ionen implantiert. Zum Beispiel ist eine Beschleuni­ gungsenergie 50 keV, und eine Dosis ist 1 × 10¹³ cm².

Nachdem die Photoschutzschicht 24 entfernt wurde, wird eine thermische Behandlung bei 650°C für 20 Minuten ausge­ führt, um die implantierten Si-Ionen zu aktivieren, und die ohmschen Bereiche 26 werden ausgebildet (Fig. 3C).

Nachfolgend werden die Source-Elektrode 28 und die Drain-Elektrode 30 durch Abnehmen der Kappenschicht 18 mit dem angeformten ohmschen Bereich 26 ausgebildet (Fig. 4A). Die Source-Elektrode 28 und die Drain-Elektrode 30 werden aus einem laminierten Film aus z. B. einem ungefähr 30 nm dicken AuGe-Film und einem ungefähr 300 nm dicken Au-Film gebildet.

Dann wird eine Photoschutzschicht 32, die eine Öffnung in einem Bereich für die Gate-Elektrode hat, die gebildet werden soll, ausgebildet.

Dann wird die Kappenschicht 18 mit der Photoschutz­ schicht 32 als eine Maske geätzt, um die Schottky-Schicht 16 zwischen der Source-Elektrode 28 und der Drain-Elektrode 30 freizulegen (Fig. 4B).

Nachfolgend wird ein ungefähr 400 nm dicker Al-Film durch ein Vakuumaufdampfverfahren abgelagert, und die Gate-Elektrode 34, die mit der Schottky-Schicht 16 verbunden ist, wird durch Abnehmen ausgebildet (Fig. 4C).

Somit ist der Feldeffekttransistor der die Kanalschicht aus einer InGaP-Schicht enthält, hergestellt.

Wie oben beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Feldeffekttransistor, der die Kanalschicht 14 aus einer InGaP-Schicht enthält, hergestellt, wodurch die Halbleitervorrichtung bei hoher Geschwindigkeit und hoher Spannung arbeiten kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben be­ schriebene Ausführung beschränkt und deckt verschiedene Mo­ difikationen ab.

Zum Beispiel ist bei der oben beschriebenen Ausführung die Kappenschicht 18 auf der Schottky-Schicht 16 ausgebil­ det, jedoch ist die Kappenschicht 18 nicht wesentlich.

Solange die Oxidation der Oberfläche der Kanalschicht 14 aus einer InGaP-Schicht durch eine andere Technik verhin­ dert werden kann, ist die Schottky-Schicht 16 nicht wesent­ lich.

Zusammenfassend enthält eine Halbleitervorrichtung ein GaAs-Substrat 10; eine Pufferschicht 12, die auf dem GaAs-Substrat 10 ausgebildet ist und einen weiteren Bandabstand als jenen von InGaP hat; eine Kanalschicht 14, die auf der Pufferschicht 12 ausgebildet und aus einem InGaP gebildet ist; und eine Gate-Elektrode 34 zum Steuern eines Stroms der Kanalschicht 14. InGaP hat eine hohe Ladungsträgerbeweglich­ keit und eine hohe Γ-L-Energiedifferenz. Entsprechend ist die Kanalschicht aus einem InGaP gebildet, wodurch eine Halbleitervorrichtung, die bei hoher Geschwindigkeit und ho­ her Spannung betreibbar ist, erhalten werden kann.

Claims (9)

1. Halbleitervorrichtung enthaltend:
ein GaAs-Substrat (10),
eine Pufferschicht (12), die auf dem GaAs-Substrat (10) ausgebildet und aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, das einen weiteren Bandabstand als InGaP hat,
eine aus einem InGaP gebildete Kanalschicht (14), die auf der Pufferschicht (12) gebildet ist, und
eine Gate-Elektrode (34) zum Steuern eines Stroms der Kanalschicht (14).

2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein In-Zusammensetzungsverhältnis des InGaP's, das die Kanalschicht (14) bildet, nicht geringer als 0,3 und nicht höher als 0,7 ist.

3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Pufferschicht (12) aus einem AlInGaP gebildet ist.

4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Al-Zusammensetzungsverhältnis des AlInGaP's mehr als 0 ist, und daß eine Summe des Al-Zusam­ mensetzungsverhältnisses und eines Ga-Zusammensetzungsver­ hältnisses im wesentlichen gleich 0,51 ist.

5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Pufferschicht (12) aus einem AlGaAs gebildet ist.

6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Al-Zusammensetzungsverhältnis der AlGaAs-Schicht nicht geringer als 0,2 ist.

7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner enthaltend: eine Schottky-Schicht (16), die auf der Kanalschicht (14) ausgebildet und aus einem Halbleitermaterial gebildet ist, das kein In enthält.

8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schottky-Schicht (16) aus einem GaAs oder einem AlGaAs gebildet ist.

9. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung enthaltend die Schritte:
Ausbilden einer Pufferschicht (12), die aus einem Halb­ leitermaterial gebildet ist, das einen weiteren Bandabstand als jenes aus InGaP hat, auf dem GaAs-Substrat (10),
Ausbilden einer Kanalschicht (14), die aus einem InGaP gebildet ist, auf der Pufferschicht (12), und
Ausbilden einer Gate-Elektrode (34) zum Steuern eines Stroms der Kanalschicht (14).