JPS61210677A - 化合物半導体装置 - Google Patents
化合物半導体装置Info
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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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】
産業上の利用分野
本発明は、化合物半導体装置に関する。更に詳しくは本
発明は、格子定数の異なる2種類の化合物半導体薄膜層
を交互に積層させて、既存のいわゆる混晶化合物半導体
と異なるエネルギーバンド構造を実現することにより、
高電界印加状態における電子移動度を大きくした化合物
半導体装置に関する。
発明は、格子定数の異なる2種類の化合物半導体薄膜層
を交互に積層させて、既存のいわゆる混晶化合物半導体
と異なるエネルギーバンド構造を実現することにより、
高電界印加状態における電子移動度を大きくした化合物
半導体装置に関する。
従来の技術
化合物半導体デバイス、特に電子デバイスの製法として
、薄い一様な層の成長、成分元素組成比の制御の容易さ
からエピタキシャル成長方法が一般的に利用されている
。なかでも、最近特に注目されている技術として、分子
線エピタキシャル成長方法(以下簡単のためにrMBE
成長法」という)が知られている。例えばW、 T、
Tsangにより日経エレクトロニクスNo、308.
163 (1983)において、MBEF&長法並びに
薄膜周期構造を利用したデバイスが詳細に説明されてい
る。
、薄い一様な層の成長、成分元素組成比の制御の容易さ
からエピタキシャル成長方法が一般的に利用されている
。なかでも、最近特に注目されている技術として、分子
線エピタキシャル成長方法(以下簡単のためにrMBE
成長法」という)が知られている。例えばW、 T、
Tsangにより日経エレクトロニクスNo、308.
163 (1983)において、MBEF&長法並びに
薄膜周期構造を利用したデバイスが詳細に説明されてい
る。
このMBE成長法に従えば、結晶成長速度を単原子面レ
ベルで制御することができ(J、 P、 van de
rZiel他、J、Appl、Phys、48 (19
77) P4O10) 、さらには、反射型電子線回
折法を併用すれば1原子面の組成をも正確に制御するこ
とができる(J、H,Neave他、Appl、Phy
s、 A3L1 (1983) ) 、 コのような
MBE法を用いることにより、第3図に示すような高電
子移動度トランジスタ(以下、HEMTと略す)を製造
することが可能となる。
ベルで制御することができ(J、 P、 van de
rZiel他、J、Appl、Phys、48 (19
77) P4O10) 、さらには、反射型電子線回
折法を併用すれば1原子面の組成をも正確に制御するこ
とができる(J、H,Neave他、Appl、Phy
s、 A3L1 (1983) ) 、 コのような
MBE法を用いることにより、第3図に示すような高電
子移動度トランジスタ(以下、HEMTと略す)を製造
することが可能となる。
なお、従来の化合物半導体を用いたマイクロ波素子につ
いては、たとえば特開昭59−4085号および特開昭
58−147169号公報に記されている。
いては、たとえば特開昭59−4085号および特開昭
58−147169号公報に記されている。
第3図に示したHEMT構造は、半絶縁性Ga八sの基
板1を有し、その基板1の上には、バッファ層として機
能するGaAs層2が形成され、更にその上に、チャン
ネル層をなすアンドープのGaAs層3が形成されてい
る。そして、そのGaAs層3上には、n GagA
I+−MへSのような高い不純物濃度の電子供給層4が
形成され、その中央には、高濃度にp型不純物を含有し
、大きな電子親和力を有する半導体よりなる層5が設け
られ、そして、その層5の上にはゲート電極6が形成さ
れている。更に、層5を挟む電子供給層4の表面領域7
は合金化され、その上にソース及びドレインの電極8が
形成されている。
板1を有し、その基板1の上には、バッファ層として機
能するGaAs層2が形成され、更にその上に、チャン
ネル層をなすアンドープのGaAs層3が形成されてい
る。そして、そのGaAs層3上には、n GagA
I+−MへSのような高い不純物濃度の電子供給層4が
形成され、その中央には、高濃度にp型不純物を含有し
、大きな電子親和力を有する半導体よりなる層5が設け
られ、そして、その層5の上にはゲート電極6が形成さ
れている。更に、層5を挟む電子供給層4の表面領域7
は合金化され、その上にソース及びドレインの電極8が
形成されている。
このような半導体装置において、ゲート電極6に適当な
バイアス電圧を印加すると、電子供給層4とチャンネル
層3との界面におけるチャンネル層3側に、二次元電子
ガス9が形成される。この結果、不純物イオンの少ない
チャンネル層3内の界面近傍数10人厚のところを、多
量の電子が流れることになる。従って、電子移動度を制
限する1つの大きな要因である不純物イオン散乱が少な
く、高移動度を実現することができる。
バイアス電圧を印加すると、電子供給層4とチャンネル
層3との界面におけるチャンネル層3側に、二次元電子
ガス9が形成される。この結果、不純物イオンの少ない
チャンネル層3内の界面近傍数10人厚のところを、多
量の電子が流れることになる。従って、電子移動度を制
限する1つの大きな要因である不純物イオン散乱が少な
く、高移動度を実現することができる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、このような化合物半導体装置においては
、二次元電子ガスにおける電子移動度の印加電界強度依
存性が極めて大きく、低電界の場合には高移動度を実現
できるが、高電界の場合にはその移動度が著しく低下し
てしまう。このような現象は、例えば、M、 Inou
e他J、J、A、P、 22357(1983)に記述
されている。また、その1例を上記したマイクロ波素子
のようなGaAs層 n−GaXA1+−XAs構造の
場合について示すと、第4図の点線の如くなる。
、二次元電子ガスにおける電子移動度の印加電界強度依
存性が極めて大きく、低電界の場合には高移動度を実現
できるが、高電界の場合にはその移動度が著しく低下し
てしまう。このような現象は、例えば、M、 Inou
e他J、J、A、P、 22357(1983)に記述
されている。また、その1例を上記したマイクロ波素子
のようなGaAs層 n−GaXA1+−XAs構造の
場合について示すと、第4図の点線の如くなる。
このような高電界印加状態における半導体内での電子散
乱機構としては、インターバレイ(谷間)散乱やインパ
クトイオナイゼーションあるいはフォノン(格子振動)
散乱などが挙げられる。そのため、一般に超高周波トラ
ンジスタにおいてチャンネル層として用いられる半導体
結晶は、以下の特性の向上が要求される。
乱機構としては、インターバレイ(谷間)散乱やインパ
クトイオナイゼーションあるいはフォノン(格子振動)
散乱などが挙げられる。そのため、一般に超高周波トラ
ンジスタにおいてチャンネル層として用いられる半導体
結晶は、以下の特性の向上が要求される。
■ インターバレイ散乱を起こりにくくするために、k
空間での谷間のあいだのエネルギー差△Eが大きいこと
。
空間での谷間のあいだのエネルギー差△Eが大きいこと
。
■ インパクトイオナイゼーションを起こりにくくする
ために、エネルギーギャップE9が大きいこと。
ために、エネルギーギャップE9が大きいこと。
■ キャリア電子の運動エネルギーのフォノン散乱によ
る損失を小さくするために、有効質量m1が小さいこと
。
る損失を小さくするために、有効質量m1が小さいこと
。
谷間間のエネルギー差△E1エネルギーギャップE、な
どのパラメータについては1.GaAs結晶のエネルギ
ーバンド構造を例に挙げるならば、第5図の如くである
。また、有効質量m*はエネルギーバンド構造との間に
、 m* +I、2 dk2 のような関係がある。
どのパラメータについては1.GaAs結晶のエネルギ
ーバンド構造を例に挙げるならば、第5図の如くである
。また、有効質量m*はエネルギーバンド構造との間に
、 m* +I、2 dk2 のような関係がある。
しかしながら、従来の化合物半導体装置においては、実
質的な厚さを持つ各層の化合物半導体は、均一な組成構
造を追求されているために、上記した八E、E1、m*
は自ずと決まっていた。そのために、上記した散乱の解
消には壁があり、高電界印加状態において高い電子移動
度が実現できなかった。
質的な厚さを持つ各層の化合物半導体は、均一な組成構
造を追求されているために、上記した八E、E1、m*
は自ずと決まっていた。そのために、上記した散乱の解
消には壁があり、高電界印加状態において高い電子移動
度が実現できなかった。
そこで、本発明は、上記した電子散乱の影響を抑えて、
高電界印加状態においても高い電子移動度を有する化合
物半導体装置を提供せんとするものである。
高電界印加状態においても高い電子移動度を有する化合
物半導体装置を提供せんとするものである。
問題点を解決するための手段
そこで、本発明者は、上記目的のために電子散乱の問題
を種々研究した。
を種々研究した。
上記説明かられかるように、超高周波トランジスタにお
いて、チャンネル層として用いられる化合物半導体結晶
は、そのエネルギーバンド構造を変えることにより、高
電界印加状態でのインターバレイ散乱やインパクトイオ
ナイゼーションによる散乱を低下させ、あるいは電子の
有効質量を小さくすることによって、高電界印加状態に
おける移動度を大きくすることができる。
いて、チャンネル層として用いられる化合物半導体結晶
は、そのエネルギーバンド構造を変えることにより、高
電界印加状態でのインターバレイ散乱やインパクトイオ
ナイゼーションによる散乱を低下させ、あるいは電子の
有効質量を小さくすることによって、高電界印加状態に
おける移動度を大きくすることができる。
一方、半導体のエネルギーバンド構造に関するLCAO
理論によると、エネルギーバンド構造を計算する際に重
要となるハミルトニアンの非対角行列要素V L L・
0は、 で表わされる。ただし、11 ビはそれぞれ結晶を構成
する隣接原子の最外殻p軌道の方位量子数、mは同じく
磁気量子数であり、dは隣接原子の核間距離、moは電
子質量、η5.・0は結晶構造に依存した係数、R=h
/2π(hニブランク定数)である。
理論によると、エネルギーバンド構造を計算する際に重
要となるハミルトニアンの非対角行列要素V L L・
0は、 で表わされる。ただし、11 ビはそれぞれ結晶を構成
する隣接原子の最外殻p軌道の方位量子数、mは同じく
磁気量子数であり、dは隣接原子の核間距離、moは電
子質量、η5.・0は結晶構造に依存した係数、R=h
/2π(hニブランク定数)である。
また、ハミルトニアンの対角行列要素εsc1εa1
εPc% ε、aなどは、相対的には孤立原子の積値に
関連したものである。ただし、εScは極性化合物半導
体の陽イオン原子S軌道の積値に関連しており、同様に
、εaは陰イオン原子S軌道の積値に、ε、′は陽イオ
ン原子P軌道の積値に、ε、″は陰イオン原子P軌道の
積値にそれぞれ関連している。
εPc% ε、aなどは、相対的には孤立原子の積値に
関連したものである。ただし、εScは極性化合物半導
体の陽イオン原子S軌道の積値に関連しており、同様に
、εaは陰イオン原子S軌道の積値に、ε、′は陽イオ
ン原子P軌道の積値に、ε、″は陰イオン原子P軌道の
積値にそれぞれ関連している。
この既成理論(たとえば、凱へ、 Harrison。
Blectronic 5tructure and
the Properties ofSolids、
1980参照)によれば、結晶構造または原子配列を
変えることにより、すなわち化合物半導体結晶中におけ
る隣接原子の核間距離dならびに隣接原子の種類を変え
ることにより、ハミルトニアンの行列要素V11’mz
εS”% ε、、C1εpa1 ε、Cを変えることが
できる。このことは、結晶構造または原子配列を変える
ことにより化合物半導体のエネルギーバンド構造を変え
ることができることを意味する。
the Properties ofSolids、
1980参照)によれば、結晶構造または原子配列を
変えることにより、すなわち化合物半導体結晶中におけ
る隣接原子の核間距離dならびに隣接原子の種類を変え
ることにより、ハミルトニアンの行列要素V11’mz
εS”% ε、、C1εpa1 ε、Cを変えることが
できる。このことは、結晶構造または原子配列を変える
ことにより化合物半導体のエネルギーバンド構造を変え
ることができることを意味する。
一方、最近の化合物半導体結晶成長技術にふいては、上
記したように、分子線エビクキシャル成長法(MBE法
)や有機金属気相成長法(’MO’CVD、MOVPE
などと略す)などのように、成長層厚の制御が単原子層
程度にまで向上しており、現にGaAsとへIへsを用
いて単原子レベルで交互に積層することに成功している
(A、C,Gossard、 T’h’1nSolid
Films 57. 3 (1979) )。
記したように、分子線エビクキシャル成長法(MBE法
)や有機金属気相成長法(’MO’CVD、MOVPE
などと略す)などのように、成長層厚の制御が単原子層
程度にまで向上しており、現にGaAsとへIへsを用
いて単原子レベルで交互に積層することに成功している
(A、C,Gossard、 T’h’1nSolid
Films 57. 3 (1979) )。
しかしながら、GaAsとAlAsとを交互に積層した
場合は、格子不整が約0.3%と極めて小さく、ゆえに
これら2種類の層i交互に積層することによって生じる
結晶格子の歪みは小さい。このことは、従来のGa、A
l I−XAS混晶に比べて、原子配列のみが若干変化
し、結晶構造はほとんど変化していないことを意味し、
ゆえにエネルギーバンド構造も大きな変化を示さない。
場合は、格子不整が約0.3%と極めて小さく、ゆえに
これら2種類の層i交互に積層することによって生じる
結晶格子の歪みは小さい。このことは、従来のGa、A
l I−XAS混晶に比べて、原子配列のみが若干変化
し、結晶構造はほとんど変化していないことを意味し、
ゆえにエネルギーバンド構造も大きな変化を示さない。
ところが、2種類の層の格子不整を約1.5%と大きく
した場合には、エネルギーギャップE9の大きな変化が
観測されている(G、 C9[]5bourn他、J、
Appl、 Phys、郵(1977) 3018)
。すなわち、このように格子不整が比較的大きい場合に
は、原子配列だけではな、く結晶構造の変化も生じ、エ
ネルギーバンド構造の比較的大きな変化が観測されてい
る。
した場合には、エネルギーギャップE9の大きな変化が
観測されている(G、 C9[]5bourn他、J、
Appl、 Phys、郵(1977) 3018)
。すなわち、このように格子不整が比較的大きい場合に
は、原子配列だけではな、く結晶構造の変化も生じ、エ
ネルギーバンド構造の比較的大きな変化が観測されてい
る。
しかしながら、この報告の場合においては、各層厚が1
00〜200人と厚くなっており、2種類の層の界面近
傍における結晶格子の歪んだ部分に比べて、結晶格子の
歪んでいない従来通りの結晶構造をとっている部分の方
が極めて多くなっている。
00〜200人と厚くなっており、2種類の層の界面近
傍における結晶格子の歪んだ部分に比べて、結晶格子の
歪んでいない従来通りの結晶構造をとっている部分の方
が極めて多くなっている。
このため、エネルギーバンド構造についてもそのほとん
どが、各層の従来通りの結晶構造に起因したエネルギー
バンド構造によって支配されており、結晶格子の歪んだ
部分からの寄与は小さい。このように結晶格子の歪みが
、各層の界面近傍に限られティるという事実は、JoM
、 Brown他、A、 P、 L、 43(1983
) 863に記されている。さらに、このような格子
不整に基く歪みによって結晶構造が変化するという直接
的な結果は、J、八、P、45. No、9 、 (1
974)3789に記されている。
どが、各層の従来通りの結晶構造に起因したエネルギー
バンド構造によって支配されており、結晶格子の歪んだ
部分からの寄与は小さい。このように結晶格子の歪みが
、各層の界面近傍に限られティるという事実は、JoM
、 Brown他、A、 P、 L、 43(1983
) 863に記されている。さらに、このような格子
不整に基く歪みによって結晶構造が変化するという直接
的な結果は、J、八、P、45. No、9 、 (1
974)3789に記されている。
以上のことから、格子不整の大きな2種類の化合物半導
体薄膜層を交互に積層させることにより、成長層全体に
わたって結晶構造または原子配列を変えることができる
。
体薄膜層を交互に積層させることにより、成長層全体に
わたって結晶構造または原子配列を変えることができる
。
なお、化合物半導体薄膜層を交互に積層させた半導体装
置という点で類似の報告は、たとえば、特開昭59−7
6468号公報あるいはT、 Yao、 J、J、A、
P。
置という点で類似の報告は、たとえば、特開昭59−7
6468号公報あるいはT、 Yao、 J、J、A、
P。
互(1983’) L680にあるが、それらは、エネ
ルギーバンド構造を改良したものでは全くない。
ルギーバンド構造を改良したものでは全くない。
本発明は、かかる知見に基づく研究の結果なされたもの
である。すなわち、本発明によるならば、チャンネル層
が、格子定数の異なる2種類の化合物半導体薄膜層を交
互に積層して構成されて、チャンネル層をなす化合物半
導体の結晶構造または原子配列が変化してその化合物半
導体のエネルギーバンド構造が変化し、チャンネル層内
での高電界印加状態における電子移動度が高くなるよう
にしたことを特徴とする化合物半導体装置が提供される
。
である。すなわち、本発明によるならば、チャンネル層
が、格子定数の異なる2種類の化合物半導体薄膜層を交
互に積層して構成されて、チャンネル層をなす化合物半
導体の結晶構造または原子配列が変化してその化合物半
導体のエネルギーバンド構造が変化し、チャンネル層内
での高電界印加状態における電子移動度が高くなるよう
にしたことを特徴とする化合物半導体装置が提供される
。
昨月
以上のような化合物半導体装置において、チャンネル層
をなす各薄膜層の化合物半導体は、互いに格子定数が異
なり且つ極めて薄いので、各層の実質的部分にわたって
エネルギーバンド構造が変化し、その結果、高電界印加
状態でのチャンネル層内における電子輸送過程でのイン
ターバレイ散乱やインパクトイオナイゼーションによる
散乱を低下させあるいは電子の有効質量を減少させる。
をなす各薄膜層の化合物半導体は、互いに格子定数が異
なり且つ極めて薄いので、各層の実質的部分にわたって
エネルギーバンド構造が変化し、その結果、高電界印加
状態でのチャンネル層内における電子輸送過程でのイン
ターバレイ散乱やインパクトイオナイゼーションによる
散乱を低下させあるいは電子の有効質量を減少させる。
従って、高電界印加状態でのチャンネル層における電子
移動度が高く維持される。
移動度が高く維持される。
実施例
以下に図面を参照して本発明について詳細に説明する。
第1図は、本発明による化合物半導体装置の実施例を図
解した断面図である。なお、第1図は、本発明を電界効
果トランジスタ(以下FETと略す)として実施した例
を示している。
解した断面図である。なお、第1図は、本発明を電界効
果トランジスタ(以下FETと略す)として実施した例
を示している。
第1図に示すFETは、半絶縁性InP基板10上に、
InAsとAlAsをそれぞれ数原子層づつ交互にそれ
ぞれ約80層づつ積層させた結晶構造を有するへlXI
n1−X八S化合物半導体結晶多層薄膜層11がFET
のチャンネル層として形成されている。その多層薄膜層
11の全体の膜厚は0.1μmである。なお、このよう
な多層薄膜層11は、半絶縁性のInP基板10上にM
BE成長法を用いて形成した。
InAsとAlAsをそれぞれ数原子層づつ交互にそれ
ぞれ約80層づつ積層させた結晶構造を有するへlXI
n1−X八S化合物半導体結晶多層薄膜層11がFET
のチャンネル層として形成されている。その多層薄膜層
11の全体の膜厚は0.1μmである。なお、このよう
な多層薄膜層11は、半絶縁性のInP基板10上にM
BE成長法を用いて形成した。
さらに、多層薄膜層11の表面には、AuGeNiオー
ミック接合電極12を蒸着し、ソースとドレイン電極を
形成した。また、AIショットキー接合電極13を蒸着
し、ゲート電極を形成した。
ミック接合電極12を蒸着し、ソースとドレイン電極を
形成した。また、AIショットキー接合電極13を蒸着
し、ゲート電極を形成した。
へuGeNiオーミック電極12を形成する際の蒸着な
らびに合金処理によって、Au原子が化合物半導体結晶
多層薄膜層11中に拡散していく。これによって、化合
物半導体結晶多層薄膜層11内の積層構造の周期性が乱
れ、この領域14における結晶構造は、従来のへ]xI
n+−Js混晶結晶と同一になってしまう。
らびに合金処理によって、Au原子が化合物半導体結晶
多層薄膜層11中に拡散していく。これによって、化合
物半導体結晶多層薄膜層11内の積層構造の周期性が乱
れ、この領域14における結晶構造は、従来のへ]xI
n+−Js混晶結晶と同一になってしまう。
この結果、この領域でのエネルギーバンド構造も、従来
のAlxIn+−Js混晶結晶と同一になり、オーミッ
ク接合を形成することに何ら弊害は生じなかった。この
ような拡散によって化合物半導体多層薄膜層の積層構造
の周期性が破壊されるという類似の現象は、すでにN、
■olonyak他、A、 P、 L、 39 (19
81)102などで発表されている。
のAlxIn+−Js混晶結晶と同一になり、オーミッ
ク接合を形成することに何ら弊害は生じなかった。この
ような拡散によって化合物半導体多層薄膜層の積層構造
の周期性が破壊されるという類似の現象は、すでにN、
■olonyak他、A、 P、 L、 39 (19
81)102などで発表されている。
第1図に示すソース電極12、ドレイン電極12、ゲー
ト電極13などについては、従来のFET構造作製時に
行なわれている従来技術を用いることにより、FETと
しての機能を有することも確認できた。
ト電極13などについては、従来のFET構造作製時に
行なわれている従来技術を用いることにより、FETと
しての機能を有することも確認できた。
さらに、第1図における化合物半導体結晶多層薄膜層1
1において、結晶構造やエネルギーバンド構造が同一組
成を有するへ1□Ir+、−11八s混晶結晶とは全く
異なることについても、X線回折や光吸収などの測定を
行なうことによって確認できた。この結果、第2図に示
すように高電界領域における電子移動度が、同一組成を
有する従来の^]jn+−、、As混晶の場合に比べて
約3倍に向上した。
1において、結晶構造やエネルギーバンド構造が同一組
成を有するへ1□Ir+、−11八s混晶結晶とは全く
異なることについても、X線回折や光吸収などの測定を
行なうことによって確認できた。この結果、第2図に示
すように高電界領域における電子移動度が、同一組成を
有する従来の^]jn+−、、As混晶の場合に比べて
約3倍に向上した。
また、上記実施例と同様な構成で、化合物半導体結晶多
層薄膜層11の各薄膜層の厚さを1原子面から100原
子面の間で変えたところ、従来例に比較しての差に相違
はあったが、同様な結果が得られた。但し、同一組成の
薄膜層は、多層薄膜層全体にわたって同一の厚さが好ま
しい。
層薄膜層11の各薄膜層の厚さを1原子面から100原
子面の間で変えたところ、従来例に比較しての差に相違
はあったが、同様な結果が得られた。但し、同一組成の
薄膜層は、多層薄膜層全体にわたって同一の厚さが好ま
しい。
なお、上記実施例において、多層薄膜層の構成層として
InAs (格子定数6.058人)、AlAs (5
,662人)、を使用した。しかし、多層薄膜層は、上
記した実施例の組合せに限られるものではなく、他の組
合せも可能であり、格子定数の差が0.3%以上、更に
好ましくは1.5%以上あれば、程度に差はあるが同様
な効果が得られる。例えば、格子定数の大きな化合物半
導体としては、TnAsの他に、Ga5b(6,095
人)、In5b(6,479人)などがあり、また、格
子定数の小さな化合物半導体としては、へIへsのはか
に、GaAs (5,654人)、Ga P (5,4
51人)、In P (5,869人)などがある。そ
れらを適当に組合せて3元系の化合物半導体多層薄膜チ
ャンネル層を形成することもできる。
InAs (格子定数6.058人)、AlAs (5
,662人)、を使用した。しかし、多層薄膜層は、上
記した実施例の組合せに限られるものではなく、他の組
合せも可能であり、格子定数の差が0.3%以上、更に
好ましくは1.5%以上あれば、程度に差はあるが同様
な効果が得られる。例えば、格子定数の大きな化合物半
導体としては、TnAsの他に、Ga5b(6,095
人)、In5b(6,479人)などがあり、また、格
子定数の小さな化合物半導体としては、へIへsのはか
に、GaAs (5,654人)、Ga P (5,4
51人)、In P (5,869人)などがある。そ
れらを適当に組合せて3元系の化合物半導体多層薄膜チ
ャンネル層を形成することもできる。
発明の効果
本発明の半導体装置によれば、従来のFETのチャンネ
ル層に用いられている化合物半導体の結晶構造または原
子配列を変えることにより、エネルギーバンド構造を変
え、高電界印加状態での半導体結晶内における種々の散
乱を低下させ、また有効質量をし減少させることが可能
となる。従って、高電界印加状態における電子の移動度
が、従来の化合物半導体混晶に比べて速い。
ル層に用いられている化合物半導体の結晶構造または原
子配列を変えることにより、エネルギーバンド構造を変
え、高電界印加状態での半導体結晶内における種々の散
乱を低下させ、また有効質量をし減少させることが可能
となる。従って、高電界印加状態における電子の移動度
が、従来の化合物半導体混晶に比べて速い。
第1図は、本発明による化合物半導体装置を実施したF
ETの概略断面図、 第2図は、本発明の化合物半導体装置における電子移動
度の印加電界強度依存性の測定結果を示すグラフ、 第3図は、従来の高電子移動度トランジスタの概略断面
図、 第4図は、従来の高電子移動度トランジスタにおける電
子移動度の印加電界強度依存性の測定結果を示すグラフ
、 第5図は、化合物半導体のエネルギーバンド構造を説明
するための図である。 〔主な参照番号〕 1・・半絶縁性GaAs基板、 2・・GaAsバッファ層、 3・・Ga八へチャンネル層、 4・・電子供給層、 6・・ゲート電極、 7・・合金化領域、 8・・ソース電極、ドレイン電極、 9・・二次元電子ガス、 10・・InP基板 11・・多層薄膜層、 12・・ソース電極、ドレイン電極、 13・・ゲート電極、 14・・混晶化領域
ETの概略断面図、 第2図は、本発明の化合物半導体装置における電子移動
度の印加電界強度依存性の測定結果を示すグラフ、 第3図は、従来の高電子移動度トランジスタの概略断面
図、 第4図は、従来の高電子移動度トランジスタにおける電
子移動度の印加電界強度依存性の測定結果を示すグラフ
、 第5図は、化合物半導体のエネルギーバンド構造を説明
するための図である。 〔主な参照番号〕 1・・半絶縁性GaAs基板、 2・・GaAsバッファ層、 3・・Ga八へチャンネル層、 4・・電子供給層、 6・・ゲート電極、 7・・合金化領域、 8・・ソース電極、ドレイン電極、 9・・二次元電子ガス、 10・・InP基板 11・・多層薄膜層、 12・・ソース電極、ドレイン電極、 13・・ゲート電極、 14・・混晶化領域
Claims (3)
- (1)チャンネル層が、格子定数の異なる2種類の化合
物半導体薄膜層を交互に積層して構成されて、チャンネ
ル層をなす化合物半導体の結晶構造または原子配列が変
化してその化合物半導体のエネルギーバンド構造が変化
し、チャンネル層内での高電界印加状態における電子移
動度が高くなるようになされていることを特徴とする化
合物半導体装置。 - (2)前記化合物半導体多層薄膜層の各層の厚さは1〜
100原子面の範囲内にあることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の化合物半導体装置。 - (3)前記格子定数の相違は、0.3%以上であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の化合物半導体
装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5202385A JPS61210677A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 化合物半導体装置 |
CA000504069A CA1256590A (en) | 1985-03-15 | 1986-03-13 | Compound semiconductor device with layers having different lattice constants |
EP86103425A EP0196517B1 (en) | 1985-03-15 | 1986-03-14 | Compound semiconductor device |
DE8686103425T DE3672360D1 (de) | 1985-03-15 | 1986-03-14 | Verbindungshalbleiterbauelement. |
AU54742/86A AU577934B2 (en) | 1985-03-15 | 1986-03-14 | Compound semiconductor device |
KR1019860001897A KR860007745A (ko) | 1985-03-15 | 1986-03-15 | 화합물 반도체장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5202385A JPS61210677A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 化合物半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61210677A true JPS61210677A (ja) | 1986-09-18 |
JPH0354853B2 JPH0354853B2 (ja) | 1991-08-21 |
Family
ID=12903214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5202385A Granted JPS61210677A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 化合物半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61210677A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63144579A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Nec Corp | 電界効果素子 |
US5206528A (en) * | 1990-11-30 | 1993-04-27 | Nec Corporation | Compound semiconductor field effect transistor having a gate insulator formed of insulative superlattice layer |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS607121A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Nec Corp | 超格子の構造 |
JPS6028273A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-13 | Nec Corp | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP5202385A patent/JPS61210677A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS607121A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Nec Corp | 超格子の構造 |
JPS6028273A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-13 | Nec Corp | 半導体装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63144579A (ja) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Nec Corp | 電界効果素子 |
US5206528A (en) * | 1990-11-30 | 1993-04-27 | Nec Corporation | Compound semiconductor field effect transistor having a gate insulator formed of insulative superlattice layer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0354853B2 (ja) | 1991-08-21 |
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