JPH021138A

JPH021138A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH021138A
Application number: JP63281157A
Authority: JP
Inventors: Simon J Bending; シモン　ジョン　ベンディング; Elmar Boeckenhoff; エルマー　ベッケンホフ
Original assignee: FOERDERUNG DER WISSENSCHAFT EV G; Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: FOERDERUNG DER WISSENSCHAFT EV G; Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1988-11-07
Publication date: 1990-01-05
Also published as: EP0314836A1; US4878095A

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。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の属する分野）本発明は半導体装置にかかり、とくに、異なる成分を有
する多数の半導体層を有し、そのうちのいくつかの１９
は電極を形成するために接続されており、これらの層の
うちの少なくとも一つの層は制御電極として動作し、そ
の制御電極は、多数キャリアに対してポテンシャル障壁
を形成する異なる成分の分離層又は層系により他の電極
のそれぞれと分離されている構成のホットエレクトロン
トランジスタのような半導体装置に関する。

（従来技術の説明）かかるホットエレクトロントランジスタは、サインティ
フィック　アメリカン（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ａｗｅ
ｒｉｃａｎ）　、１９８７年２月号、第２５６巻、第２
号、第６４頁乃至第７３頁に、［バリラスティク　エレ
クトロン　イン　セミコンダクタース（Ｂａ１ｌｉｓｔ
ｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ　ｉｎ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｎｓ）と題する論文でＨｅ１ｂｌｕＩ１１および
Ｅａｓｔｍａｎによって論じられ、その内容はここで参
照される。

このホットエレクトロントランジスタは■−■族又はＩ
Ｉ−Ｖｌｌ酸成分半導体として容易に構成される。既知
のホットエレクトロントランジスタはＧａＡｓ／Ａ１．
　Ｇａｔ−ｘＡｓにおいて作られ、次に示す基本的な構
造を有している。

（ａ）：約１００ミクロンの厚さのＧａＡｓ基板、（ｂ
）：前記基板上に０．１ミクロンの膜厚、ｌＸｌ０１１
１ｃ、−３の不純物濃度で成長され、コレクタすなわち
電子引き出し電極を形成するために前記基板を介して接
続されるｎ′＋ＧａＡｓ層、（Ｃ）：その上に５０〜１００ナノメーターの膜厚で成
長されるＡｌｘ　Ｇａ＋□Ａｓの分離層、ここでＸは典
型的にはθ〜０．４で、−船釣には０．３５であり、こ
の層は上部１０〜５ナノメータの膜厚においてＸが０．
３５〜Ｏに変化する成分分布に傾斜を有する層、（ｄ）　ｒｒＴｒ記Ａ１１ｌ　Ｇａ１−ｘＡｓ層上に、
Ｉ　Ｘ　１×１０１■ｃｍ−”の不純物濃度で３０〜１
００ナノメータの膜厚で成長されたｎ”ＧａＡｓ層、こ
のｎ’ＧａＡｓ層はベースもしくはコレクタ電極を形成
するために接続される、（ｅ）：前記制御電極を形成する層上に成長されたＡＩ
Ｘ　Ｇａｒ−ｘＡｓの別の狭い分離層、ここでＸは０．
３〜０．３５の範囲であり、このＡｌえＧａｐ−ｘＡｓ
層は不純物を含有していない、（ｆ）：前記狭いＡｌｘ
　Ｇａｐ−ｘＡｓ層上に約０．５ミクロンの膜厚で、Ｉ
　Ｘ　１×１０１■ｃｍ−３の不純物濃度で成長され、
かつ、エミッタすなわち電子注入電極を形成するために
゛接続されるｎ’ＧａＡｓの層。

このようなホットエレクトロントランジスタは多数キャ
リアデバイスであり、この多数キャリアはたとえば電子
である。同様に多数キャリアが正孔の多数キャリアデバ
イスも考えられる。

このような構造は、分子線エピタキシーのようなエピタ
キシャル技術で容易に形成することができる。

（発明が解決すべき課題）この従来技術による構造では、スイッチング時間を速く
するために必要な、ベースすなわち制御電極の抵抗値を
低くすることに関して問題を生じる。低いベース抵抗を
得るためには高不純物濃度とすればよいが、この場合、
プラズモン−フォノン結合を生じて利得を減じてしまう
し、又、イオン化された不純物が発散してやはり利得を
減じてしまう。従来技術のデバイスのスイッチング速度
は速くてら１０−３のオーダであると考えられる。

（発明の概要）本発明の目的は、速いスイッチング時間を有しかつ高い
利得を有するスイッチング用の半導体デバイスを提供す
ることである。

上記目的を達成するために本発明は、制御電極として動
作する層に実質的に不純物を含有させず、制御電極に隣
接する分離層又は層系の一つに不純物を含有させること
によって制御電極とこの不純物含有分離層又は層系との
接触面のポテンシャルウェル内に制限される二次元電子
又は正孔ガスを形成する多数チャージキャリアを生成し
、さらに、制御電極への接続手段を二次元電子又は正孔
ガスへの接続手段とすることを特徴とするホットエレク
トロンデバイスの半導体装置を提供するものである。

制御電極には実質的に不純物を含有していない（不都合
の不純物から離れている）から、相対的に上記発散現象
はほとんど生じない。その結果、高利得で高速度動作を
可能とする。適切な低抵抗化は、制御電極に接続された
捕獲二次元電子又は正孔ガス（２ＤＥＧ）により達成さ
れる。さらに、この２ＤＥＣにおける電子（正孔）が制
御電極と不純物含有分離層又は層系との接触面に直接位
置していることが特に利点となる。

好ましい実施例において、制御電極への接続手段は低抵
抗のオーム性接触である。制御電極とオーミック性接触
の低抵抗の接続はスイッチング速度をさらに向上させる
。

制御電極を形成する層は典型的にはｌθナノメータ〜１
００ナノメータの膜厚を有している。従来のホットエレ
クトロントランジスタでは不可能であったこのように広
い許容膜厚を有しているから、設計者は、一方において
容Ｔと遷移時間を、他方において高いスイッチング速度
を得るための前記発散を考慮した最適条件を選ぶことが
できる。

多数チャージキャリアを生成するための分離層又は層系
への不純物の分布は非対称的なものである。

この非対称性の不純物分布は、引き出し電極側ではなく
制御電極側で二次元電子又は正孔ガスを生成するように
なる。実際、この２ＤＥＧは約１００°ゝ〜３００″に
の温度で生成される。これにより、制御電極と非対称に
不純物を含有する分離層又は層系との間の多数キャリア
を伴う量子ウェルをこのポテンシャルウェル内に封じこ
める。しかしながら、室温や零よりかなり低い温度でも
この２ＤＥＣを生成するに十分である。

必要とする非対称の不純物分布を得る一つの手段は、分
離層又は層系内に不純物含有の単一原子層を少なくとも
一層設けることである。この半導体装置がＧａＡｓ／Ａ
１．　ＧａＩ−ｘＡｓよにり作られる際には、この単一
原子層は典型的にはシリコン原子から構成され、シリコ
ン拡散の危険を減するためにＧａＡｓの薄い層内に位置
させておく。

この発明によるホットエレクトロントランジスタは連続
的なエピタキシャル成長層によって形成され、同一の成
分を有する第１１第２および第３の電極層を有し、これ
らの層は、多数キャリア、引き出し電極（コレクタ）、
制御電極（ベース）および多数キャリア注入電極（エミ
ッタ）を形成するために接続され、制御電極に隣接する
分離層又は層系には不純物を含有させることによって制
御電極とこの不純物含有分離層又は層系間の接触面のポ
テンシャルウェル内に制限される二次元電子又は正孔ガ
スを形成し、この不純物含有分離層又は層系は制御電極
多数キャリア引き出し電極間に位置し、かつ、これらの
電極と異なる成分であり、別の分離層又は層系が多数キ
ャリア注入電極と制御電極間に設けられ、この別の分離
層又は層系はこれらの電極と異なる成分であり、多数キ
ャリア注入電極から注入された多数キャリアに対するポ
テンシャル障壁を形成し、かつ、このポテンシャル障壁
を注入された多数キャリアが通過するトンネル現象を行
なわせるに十分なように薄くなっており、さらに、第１
および第２の電極層は多数キャリアの伝導を可能とする
ように不純物を含有していることを特徴とする。

この構造がＧａＡｓ／Ａ１．　Ｇａ＋□Ａｓを基礎とす
る際には、コレクタを形成する第１の電極層は１×１０
″′ｃｒＶ３の不純物濃度で任きの膜厚のｎ＋ＧａＡｓ
を有し、不純物含有分離層又は層系は第１の層上に成長
され、かつ、膜厚３０〜８０ナノメータのＡｌｘ　Ｇａ
Ｉ−ｘＡｓ（×は０．１〜０．４、好ましくは０．３５
）を有し、制御電極を形成する第２の電極層は真性Ｇａ
Ａｓを有しかつ、１０〜１００ナノメータの膜厚を有し
、制御電極を形成する層上に成長される別の分離層又は
層系は成分Ａｌｘ　Ｇａｒ−ｘＡｓ　（Ｘは０．１〜Ｇ
、４、好ましくは０゜３５）の少なくとも一つの層を有
し、かつ、１０〜１５ナノメータの膜厚であり、第３の
電極はｌＸｌ０”ｃｎ＋−３の不純物濃度で任意の膜厚
のｎ′＋ＧａＡｓであることを特徴とする。

単一原子層は５　Ｘ　１×１０１■ｃｍ−３の不純物濃
度を有し、原子位置は全てではないが好ましくはシリコ
ン原子によって占有されている。又、この単一原子層は
実質的に１十ノメータの膜厚の真性ガリウム砒素の層内
に位置しており、その場所は制御電極から約２．５ナノ
メータの厚さのＡｌｘ　Ｇａ、−ｘＡｓスペーサ層によ
り離されたところである。

制御電極上の別の分離層又は層系は多数キャリアの流れ
方向において典型的には２ナノメータ〜ぎ０ナノメータ
の範囲の膜厚を有し、不純物は随意に含有される。これ
に関しては、この領域の動作をよく理解するために本発
明のホットエレクトロントランジスタは従来知られてい
るホットエレクトロントランジスタに相当している。

多数キャリア注入電極を有する好ましい実施例において
、この多数キャリア注入電極は、好ましくは、実質的に
不純物を含有しない異なる成分の少なくとら二つの層を
有する層系によって制御電極から分離している。

このとくに好ましい実施例の変形として、二次元電子（
又は正孔）ガス（２ＤＥＣ）は異なる成分の二つの層の
間の接触面におけるポテンシャルウェルに形成される。

この二つの層間の接触面におけるチャージキャリアは高
密度となり、その結果トンネル機構は制御電極から注入
された多数キャリアの狭いエネルギー分布内に存在する
こととなる。

この狭いエネルギー分布は速い立ち上がり時間そしてそ
れによる速いスイッチングをもたらす。この場合、この
２ＤＥＧはバイアス電圧がエミッタとベース間に印加し
たときのみ発生し、これは装置のスイッチング特性を改
良する。

多数キャリア注入電極（エミッタ）が異なる成分の少な
くとも二つの層を有する層系により制御電極（ベース）
から離間しているこの実施例の□他の好ましい変形とし
て、二方向デバイスに重要な同調トンネル注入ができる
ようにこれらの層を拡張する。

この発明の実施例は次に示す唯一の例示により又図面を
参照してより詳細に記述される。

（実施例の説明）第１図は、ＧａＡｓ／Ａ、　Ｇａ＋−ｘＡｓにより構成
され、＜１００＞方向の層成長でＧａＡｓ基板上に分子
線エピタキシーにより成長されたホットエレクトロント
ランジスタを概略的に示す断面図である。

このトランジスタを形成するに際しては、最初にｎ”Ｇ
ａＡｓ基板１０を支持台（図示せず）上に金属性インジ
ウムを介して固着する。このインジウムは、事実上、ガ
リウム砒素構造に対して良好のオーミック性接続を形成
し、第１図に示すように所望ならばコレクタ接続体１１
として留保しておくことができる。

次に、通常の方法により、さらにｎ”ＧａＡｓの層１２
を基板１０上に成長する。この層は厳密にいえばコレク
ター電極とみなせる。この層１２を基板ＩＯ上に成長さ
せる理由は、規則性のある結晶構造を確保するためであ
る。基板１０の厚さは典型的には１００ミクロンであり
、この層１２の厚さは一般的には０１１〜１ミクロンで
あるが、正確な厚さは重要でない。

次に、異なる成分の、又、全体の厚さが３０〜８０ナノ
メータの範囲の分離層系が層１２の上面に成長される。

この層系１３の成分は基本的にはＡ１．３．Ｇａ。

ａｓＡＳであり、真性ガリウム砒素の薄い層１４を有し
ている。この層１４はナノメータの厚さであり、かつ、
典型的に２．５ナノメータとやはり非常に薄い厚さのＡ
Ｌ、、ｓＧＡ、５５Ａｓのスペーサによって層系１３の
上から分離されている。この真性ＧａＡｓ層Ｉ４の中央
には、５　Ｘ　１×１０１■ｃｍ−”の不純物面密度を
有するシリコンの不純物含有単一原子層１６が位置して
いる。

換言すれば、全ての原子位置がシリコン原子だけで占め
られているわけではない。この薄いＧａＡｓ層１４は、
この履１４を囲むＡＩ’、＋ｓＧａ、ｅｓＡｓ物質にシ
リコン原子が拡散するのを阻止するために必要である。

次に、さらに分離層１３上に真性ガリウム砒素の層が成
長される。後で第２図および第３図を参照して説明する
ように、単一原子層１６を設けておくことにより、真性
ＧａＡＳ層１７と分離層系１３との間の接触面１５にお
いて形成される量子ウェル内に制約される二次元電子ガ
ス（２ＤＥＣ）が生成される。層１７は、実際上、装置
の制御電極であり、ここには二次元電子ガスの内にまで
延在する低抵抗オーム性接続体１８が設けられている。

真性ガリウム砒素１７の全膜厚は１０〜１００ナノメー
タの間で選ぶことができるから装置の特性を最適化する
設計自由度が大となる。

次に、真性ＧａＡｓ層１７の上面に１０〜１５ナノメー
タの厚さのＡ１．＋ｓＧａ、ａｓＡＳの別の分離層１９
が成長される。次にこの別の分離層１９上には、エミッ
タ電極を形成するために通常の方法で接触されるｎ＋Ｇ
ａＡｓのＩ′ｌい層２１が形成される。接続体は概略的
に符号２２で示される。ｎ’ＧａＡｓエミッタ電極およ
びｎ”ＧａＡｓコレクタ電極の不純濃度は典型的にはｌ
　ＸＩＯ”ａｍ３のオーダである。層２１の厚さは重要
でないが典型的には約０．５ミクロンである。

この構造を形成する際、第１図で点線２３の形状となる
ように各層は成長され、断面図で左右に示されるリング
状の上面部がエツチング除去されて制御電極の接続体１
８の接続を可能にする。次に、もちろんこの構造は一般
的な酸化膜や表面リークを阻止する表面処理等がほどこ
される。

第２図は第１図のホットエレクトロントランジスタの伝
導帯を表わすエネルギー帯の図であり、第１図に用いた
各参照符号は第２図の対応する各領域に付けられている
。価電子帯びは示されていないが、この価電子帯は相補
的形状のものであるからすぐに理解できるであろう。第
２図のエネルギー帯の図はバイアス電圧を印加しない状
態を示している。この状態においても、スペースチャー
ジエレクトロンは制御電極１７と分離層系１３との間の
接触而に集まっており、明白な量子ウェル２４を形成し
ている。これらのスペースチャージエレクトロンはこの
■子つェルに捕獲され、標準的には参照符号２５および
２６で示すように二つのレベルとなっている。これらの
電子は２ＤＥＣにおける電子であり、第２図のエネルギ
ー帯の図はこれらの電子がいかにオーミック接続体１８
に接触しているかを概略的に示している。この２ＤＥＧ
の存在により、高不純物濃度がなくともバイアス電圧を
制御電極に印加することができる。

上記したように、不純物を含有させないことによりベー
ス領域におけるプラズモン−フォノン結合および前記発
散現象を減少させ、これにより高利得および高速スイッ
チング速度のものとなる。

第３図は第２図のエネルギー帯を示す図に電圧を印加し
た場合を示す。下記の点をとくに説明しておく必要があ
る。

（ａ）：エミツタから注入される電子は、ベースとコレ
クターとの間のポテンシャル障壁を越えるに十分のエネルギーを持つている。

（ｂ）：低いバイアス電圧Ｖｂｃによって電子はコレク
ターに集められる。

第４図を参照すると、２ＤＥＣは層１３の非対称型の不
純物分布のみにより生成される他の実施例が示されてい
る。ここでは、層１２の上面に成長した層１３における
不純物濃度である。非対称型の不純物分布により、コレ
クタ両極により制御電極１７に近い伝導帯の端を通過さ
せるようにしていることに注目すべきである。この結果
、第２図のエネルギー帯に相当する層１７と層１３間の
接触而に２ＤＥＣを形成する。この非対称型の不純物分
布は、次に示すプロセスに従って層１２から層１７への
不純物プロファイルを変えることにより成される。

３０〜８０ナノメータの膜厚の不純物を含有しない＾１
．：＋ｓＧａ、５ｓＡｓの厚い層をｎ＋ＧａＡｓ層の上
面上に成長させる。次に、２０〜５０ナノメータの膜厚
でｌＸｌ０１８ｃｍ−３の不純物濃度の不純物含有Ａ１
．＋ｓＧａ、５ｓＡｓ層をこの不純物を含有しない層の
上面上に成長させる。次に２〜２０ナノメータの膜厚の
Ａ１．５ｓＧａ、５ｓＡｓの不純物を含有しない層をこ
の不純物含有層の上面上に成長させる。

最後に、第５図は、エミッタとベース間の分離層が子と
なる成分の少なくとも二つの層を有している本発明の発
展態様における伝導帯を示す。ここで分離層１９は二つ
の層１９′、１９°゛で構成され、層１９°は＾１．ａ
ｓＧａ、ａｓＡｓ成分を有し、層１９”はＧａＡｓ成分
を有して不純物を含有していない。この構成では（第５
図においてはバイアス電圧を印加した場合を示している
）、二次元電子ガスは二つの層１９°°、１９°間の接
触面における量子に捕獲され、ホットエレクトロントラ
ンジスタのスイッチング動作に関して非常に好都合で、
ある。この接触面に電子が存在することは、層１９°に
より誘起されるポテンシャル障壁を通してのトンネル現
象のエネルギー分布が非常に急峻な分布となることを意
味し、トランジスタの速い立ち上り時間と高い利得とを
確実なものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は種々の層の配置を示すホットエレクトロントラ
ンジスタの概略的な断面図であり、第２図はバイアス電
圧を印加しない時における第１図のトランジスタの伝導
帯を示す概要図であり、第３図はバイアス電圧を印加し
た時における第１図のトランジスタの伝導帯を示す概要
図であり、第４図は制御電極に隣接する分離層における
非対称な不純物分布を異なる方法で成すことにより変更
された実施例において、バイアス電圧を印加しない時の
伝導帯を示す概要図であり、第５図は多数キャリア注入
電極と制御電極間の分離層が異なる成分の二つの層で構
成したことにより第１図のホットエレクトロントランジ
スタを変更した場合に、バイアス電圧を印加しない時に
おける伝導帯を示す図である。尚、図中の符号は、１０は基板、１１はコレクタへの接続体、１２はコレク
タ電極（層）、１３は分離層、１４は１３内の薄い層、
１５は接触面、１６は単一原子層、１７はベース電極（
層）、１８はベースおよび２ＤＥＣへの接続体、１９は
別の分離層、１９’、１９°°は別の分離層１９を構成
する層、２１はエミッタ電極（層）、２２はエミッタ電
極への接続体、２３はエツチング除去される部分、２４
は量子ウェル、２５．２６はエネルギーレベルである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）異なる成分の多数の半導体層を有し、いくつかの
該層は電極を形成するために接触しており、これらの層
のうちの少なくとも一つの層は制御電極として動作し、
該制御電極はそれを構成する層とは異なる成分の各分離
層又は層系によつて他の電極と分離しており、前記分離
層又は層系は多数キャリアに対するポテンシャル障壁を
形成する、ホットエレクトロントランジスタのような半
導体装置において、前記制御電極として動作する層は実
質的に不純物を含んでおらず、該制御電極に接する分離
層又は層系の一つは不純物を含有しこれにより該制御電
極と該不純物含有分離層又は層系との接触面におけるポ
テンシャルウェル内に制限される二次元電子又は正孔ガ
スを形成する多数チャージキャリアを生成し、かつ、該
制御電極に対する接触手段が該二次元電子又は正孔ガス
への接触手段となっていることを特徴とする半導体装置
。
（２）前記制御電極に対する前記接触手段は低抵抗のオ
ーム性接触であることを特徴とする請求項第（１）項に
記載の半導体装置。
（３）制御電極を形成する層の厚さは１０ナノメートル
から１００ナノメートルの範囲であることを特徴とする
請求項第（１）項もしくは第（２）項に記載の半導体装
置。
（４）前記二次元電子又は正孔ガスを形成する前記多数
チャージキャリアを生成させるための前記分離層又は層
系における不純物の含有は非対称になされていることを
特徴とする請求項第（１）項乃至第（３）項に記載の半
導体装置。
（５）前記制御電極に隣接する前記分離層又は層系にお
ける前記非対称の不純物含有形態は少なくとも一層の不
純物含有の単一原子層を具備していることを特徴とする
請求項第（４）項に記載の半導体装置。
（６）前記ホットエレクトロントランジスタは連続的な
エピタキシャル成長層により構成され、かつ、同一の成
分の第１、第２およひ第３の電極層を有しており、これ
らの電極層はそれぞれ多数キャリア引き出し電極（コレ
クター）、前記制御電極（ベース）および多数キャリア
注入電極（エミッタ）を形成するために接触しており、
前記制御電極に隣接しかつ制御電極との接触面における
ポテンシャルウェル内に制限される二次元電子又は正孔
ガスを形成するために不純物を含有した前記分離層又は
層系は、前記制御電極と前記多数キャリア引き出し電極
との間に位置しており、これらの電極とは異なる成分を
有し、別の分離層又は層系が前記多数キャリア注入電極
と前記制御電極との間に位置しており、この別の分離層
又は層系はこれらの電極とは異なる成分を有し、前記多
数キャリア注入電極から注入される多数キャリアに対す
るポテンシャルウェルを形成し、そして前記ポテンシャ
ル障壁を通しての前記注入多数キャリアのトンネル現象
を可能にするように十分に薄く形成されており、さらに
、前記第１および第３の電極層は前記多数キャリアの伝
導を行なわせるために不純物が含有されていることを特
徴とする、ホットエレクトロントランジスタを構成させ
る請求項第（１）項乃至第（５）項に記載の半導体装置
。
（７）前記コレクタを形成する前記第１の電極層は１×
１０＾１＾■ｃｍ＾−＾３の不純物濃度で任意の膜厚の
ｎ＾＋ＧａＡｓを具備し、前記不純物含有の分離層又は
層系は前記第１の電極層上に成長され、Ａｌ＿ｘＧａ＿
１＿−＿ｘＡｓ（ｘは０．１〜０．４、好ましくは０．
３５）を具備しかつ３０〜８０ナノメータの膜厚を有し
、前記制御電極を形成する前記第２の電極層は真性Ｇａ
Ａｓを具備しかつ１０〜１００ナノメータの範囲の膜厚
を有し、前記制御電極を形成する前記層上に成長した前
記別の分離層又は層系は少なくともＡｌ＿ｘＧａ＿１＿
−＿ｘＡｓ（ｘは０．１〜０．４、好ましくは０．３５
）を具備しかつ１０〜１５ナノメータの範囲の膜厚を有
し、さらに、前記第３の電極層は１×１０＾１＾■ｃｍ
＾−＾３の不純物濃度で任意の膜厚のｎ＾＋ＧａＡｓで
あることを特徴とする、ＧａＡｓ／Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿
−＿ｘＡｓにより構成された請求項第（６）項に記載の
ホットエレクトロントランジスタ。
（８）前記第１の電極層上に成長したＡｌ＿ｘＧａ＿１
＿−＿ｘＡｓの前記不純物含有の分離層又は層系は、前
記制御電極に隣接する該Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ
分離層内に非対称的に位置するＧａＡｓの薄い層内に存
在する不純物含有の単一原子層を少なくとも一つ有して
いることを特徴とする請求項第（７）項に記載の半導体
装置。
（９）前記単一原子層は、その原子位置の全てではない
が好ましくはシリコン原子により占有され、５×１０＾
１＾■ｃｍ＾−＾２の不純物濃度を有し、かつ、実質的
に１ナノメータの膜厚の真性ガリウム砒素層内に存在し
、そして、この真性ガリウム砒素層内には、約２．５ナ
ノメータ膜厚のＡｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓスペーサ
層によって前記制御電極から離されて前記単一原子層が
位置していることを特徴とする請求項第（８）項に記載
のホットエレクトロントランジスタ。
（１０）前記制御電極状の前記別の分離層又は層系は多
数キャリアの流れる方向において２ナノメータから５０
ナノメータの範囲の膜厚を有し、かつ、不純物が随意に
含有されていることを特徴とする請求項第（１）乃至第
（９）項に記載の半導体装置。
（１１）前記多数キャリア注入電極は、実質的に不純物
を含有しない異なる成分の二層を有する層系によって前
記制御電極から離間されていることを特徴とする、多数
キャリア注入電極を有する請求項第（１）項乃至第（１
０）項に記載の半導体装置。
（１２）前記多数キャリア注入電極と前記制御電極との
間にバイアス電圧を印加したときに、異なる成分の前記
二層間の接触面のポテンシャルウェルにおいて二次元電
子又は正孔ガスが形成されることを特徴とする請求項第
（１）乃至第（１１）項に記載の半導体装置。