JP4243593B2 - ヘテロ電界効果トランジスタ、およびその製造方法、ならびにそれを備えた送受信装置 - Google Patents
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Description
{本発明の概念}
最初に本発明の概念を説明する。
におけるGa及びNの組成比(以下、濃度(正確には原子濃度)ともいう)の好ましい範囲を示す図である。
(参考例1)
図1は本発明の参考例1に係るヘテロ電界効果トランジスタの構成を示す断面図である。
(実施の形態1)
図7は本発明の実施の形態1に係るヘテロ電界効果トランジスタの構成を示す断面図である。図7において図1と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
(実施の形態2)
図10(a)は本発明の実施の形態2に係るヘテロ電界効果トランジスタの構成を示す断面図、図10(b)は図10(a)のチャネル層近傍のエネルギ状態を示す図である。図10(a)において図7と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
(実施の形態3)
図12は本発明の実施の形態3に係る送受信装置の構成を示すブロック図である。
2 InGaAsキャップ層
3 InAlAsキャリア供給層
4 InAlAsスペーサ層
5 InGaAsチャネル層
6 InAlAsバッファ層
7 InP基板
11 GaAs基板
12 GaAsバッファ層
13 GaInNAsチャネル層
14 AlGaAsキャリア供給層
16 AlGaAsスペーサ層
18 電極金属
21 InP基板
22 InAlAsバッファ層
23 InNAsチャネル層等
24 InAsチャネル層
25 InAlAsスペーサ層
26 n−InAlASキャリア供給層,δドープ領域
28 n−InGaAsコンタクト層
29 電極
34 伝導帯
35 フェルミ準位
41 エネルギと運動量の関係
42 量子井戸におけるエネルギ状態
43 電子の密度
46 フェルミ分布
47 GaInNAsにおける窒素原子によるバンド
48 GaInNAsにおけるエネルギと運動量の関係
49 GaInNAsにおける量子井戸におけるエネルギ状態
50 GaInNAsにおける電子の密度
60 GaAs基板上
61 InP基板上
62 バンドギャップの窒素濃度依存性
63 本発明の領域
302 送受信装置
321 アンテナ
322 受信増幅部
323 送信増幅部
325 制御部
Claims (11)
- 基板と、前記基板上にバッファ層を介して形成されたチャネル層と、前記チャネル層より大きいバンドギャップを有する半導体で構成され該チャネル層とヘテロ接合するよう形成されたスペーサ層と、前記スペーサ層に隣接するように形成されたキャリア供給層とを備え、
前記基板がInPからなり、
前記チャネル層が、化学式GaxIn1-xNyA1-yで表され、前記AがAs又はSbであり、前記組成xが0≦x≦0.2であり、かつ前記組成yが0.03≦y≦0.10である化合物半導体層を有し
前記AがAsであり、
前記チャネル層が、第1のチャネル層と該第1のチャネル層に隣接し前記スペーサ層とヘテロ接合する第2のチャネル層とを有し、前記第1のチャネル層が前記化合物半導体層で構成され、前記第2のチャネル層がInAs層で構成されている、ヘテロ電界効果トランジスタ。 - x=0である、請求項1記載のヘテロ電界効果トランジスタ。
- 前記第1のチャネル層のN濃度が前記第2のチャネル層に近づくに連れて低くなっている、請求項1記載のヘテロ電界効果トランジスタ。
- 前記第1のチャネル層の上面及び下面に隣接するように一対の前記第2のチャネル層が形成され、前記一対の第2のチャネル層にヘテロ接合するように一対の前記スペーサ層が形成され、前記一対のスペーサ層に隣接するように一対の前記キャリア供給層が形成されている、請求項1記載のヘテロ電界効果トランジスタ。
- 0<xである、請求項1記載のヘテロ電界効果トランジスタ。
- 3y≦x≦0.2をさらに満たす、請求項5記載のヘテロ電界効果トランジスタ。
- 0.1≦x≦0.2を満たす、請求項5記載のヘテロ電界効果トランジスタ。
- 前記第1のチャネル層が、0<xの前記化合物半導体層であるGaInNAs層とInAs層とが交互に積層されてなる多重量子井戸構造のGaInNAs/InAsMQW層で構成されている、請求項1記載のヘテロ電界効果トランジスタ。
- 前記第1のチャネル層が、x=0の前記化合物半導体層であるInNAs層とInAs層とが交互に積層されてなる多重量子井戸構造のInNAs/InAsMQW層で構成されている、請求項1記載のヘテロ電界効果トランジスタ。
- 基板上にバッファ層を介してチャネル層を形成するチャネル層形成工程と、
前記チャネル層より大きいバンドギャップを有する半導体からなるスペーサ層を前記チャネル層とヘテロ接合するよう形成するスペーサ層形成工程と、
前記スペーサ層に隣接するようにキャリア供給層を形成するキャリア層形成工程とを有し、
前記基板がInPからなり、
前記チャネル層が、化学式GaxIn1-xNyA1-yで表され、前記AがAs又はSbであり、前記組成xが0≦x≦0.2であり、かつ前記組成yが0.03≦y≦0.10である化合物半導層を有し、
前記InP基板の上にInAlAsからなる前記バッファ層を形成するバッファ層形成工程を有し、
前記チャネル層形成工程が、前記バッファ層の上にInNAsからなる第1のチャネル層を形成する第1のチャネル層形成工程と、前記第1のチャネル層の上にInAsからなる第2のチャネル層を形成する第2のチャネル層形成工程とを有し、
前記スペーサ層形成工程において、前記第2のチャネル層の上にInAlAsからなる前記スペーサ層を形成する、ヘテロ電界効果トランジスタの製造方法。 - 請求項1記載のヘテロ電界効果トランジスタを送信信号又は受信信号の処理のために備えた送受信装置。
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