JPS63222417A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS63222417A JPS63222417A JP5516287A JP5516287A JPS63222417A JP S63222417 A JPS63222417 A JP S63222417A JP 5516287 A JP5516287 A JP 5516287A JP 5516287 A JP5516287 A JP 5516287A JP S63222417 A JPS63222417 A JP S63222417A
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Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
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、半導体の正孔移動度を増大させる超格子を用
いた半導体装置に関するものである。
いた半導体装置に関するものである。
半導体の正孔キャリアを利用した半導体装置の性能は、
正孔移動度によって制限されている。またその正孔移動
度は、半導体バルクの価電子帯構造によって一意的に決
定される値を有している。
正孔移動度によって制限されている。またその正孔移動
度は、半導体バルクの価電子帯構造によって一意的に決
定される値を有している。
このため、従来、例えば、ＧａＡｓにおいては、シート
正札濃度５．３Ｘ１０”ｃｍ−”で室温移動度は、１７
０ｃｍ２／Ｖ−ｓ程度しか得られず、これを利用した電
界効果トランジスタでは、真性相互コンダクタンスが２
４ｍ５／ｍｍ程度と小さな値しか得られなかった〔ジャ
パニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス
（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、）第２３巻。
正札濃度５．３Ｘ１０”ｃｍ−”で室温移動度は、１７
０ｃｍ２／Ｖ−ｓ程度しか得られず、これを利用した電
界効果トランジスタでは、真性相互コンダクタンスが２
４ｍ５／ｍｍ程度と小さな値しか得られなかった〔ジャ
パニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス
（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、）第２３巻。
１９８４年、第Ｌ８６８ページ〕。
正孔キャリアを利用した半導体装置の特性を制限する半
導体の正孔移動度は、正孔の有効質量が電子のものと較
べて一般に２〜３０倍も大きいために、電子移動度と較
べて小さかった。
導体の正孔移動度は、正孔の有効質量が電子のものと較
べて一般に２〜３０倍も大きいために、電子移動度と較
べて小さかった。
特に、混晶半導体においては合金散乱機構によって正孔
移動度は大幅に低減されていた。このことは、例えば、
電子移動度がＧａＡｓの電子移動度の１．５倍程の大き
な値を有するＧ ａ Ｏ，４？ Ｉ ｎｏ、ｓ＋Ａｓ混
晶にとって大きなハンディとなっていた。
移動度は大幅に低減されていた。このことは、例えば、
電子移動度がＧａＡｓの電子移動度の１．５倍程の大き
な値を有するＧ ａ Ｏ，４？ Ｉ ｎｏ、ｓ＋Ａｓ混
晶にとって大きなハンディとなっていた。
本発明の目的は、半導体の正孔移動度を増大させる超格
子構造を用いた半導体装置を提供することにある。
子構造を用いた半導体装置を提供することにある。
本発明の半導体装置は、二種の半導体からなる超格子で
あって、量子井戸内での正孔帯間相互作用を、歪を印加
する、あるいは量子井戸幅を狭くすることにより減少さ
せた超格子を存している。
あって、量子井戸内での正孔帯間相互作用を、歪を印加
する、あるいは量子井戸幅を狭くすることにより減少さ
せた超格子を存している。
本発明者は、半導体バルク特有の価電子帯構造を何らか
の方法で変化させれば、正孔移動度の値を増大させうる
ちのと考えた。そこで、面方位（１００）高抵抗ＧａＰ
基板上にＧ ａ Ａ Ｓ ｘ Ｐ （＋−Ｘ）とＧａＡ
ｓから成る超格子を成長させ、ＧａＡｓに印加される歪
をＧ ａ Ａ ｓ ＸＰ （１−Ｘ） の組成を変化さ
せることによって変化させて正孔移動度の変化を詳細に
調べた。なお、成長した歪超格子はＧａＡ Ｓ ｘＰ
ｎ−ｘ）、 Ｇ ａ Ａ ｓの層圧が２００人であり
、ＧａＡｓＰ層にのみＢｅをドーピングする選択ドーピ
ング構造であり、スペーサ厚は３０人である。
の方法で変化させれば、正孔移動度の値を増大させうる
ちのと考えた。そこで、面方位（１００）高抵抗ＧａＰ
基板上にＧ ａ Ａ Ｓ ｘ Ｐ （＋−Ｘ）とＧａＡ
ｓから成る超格子を成長させ、ＧａＡｓに印加される歪
をＧ ａ Ａ ｓ ＸＰ （１−Ｘ） の組成を変化さ
せることによって変化させて正孔移動度の変化を詳細に
調べた。なお、成長した歪超格子はＧａＡ Ｓ ｘＰ
ｎ−ｘ）、 Ｇ ａ Ａ ｓの層圧が２００人であり
、ＧａＡｓＰ層にのみＢｅをドーピングする選択ドーピ
ング構造であり、スペーサ厚は３０人である。
第１図はその結果をまとめたグラフである。横軸はＧａ
Ａｓに印加する歪の大きさくε）、縦軸はホール測定に
よる正孔移動度（μＦ）である。
Ａｓに印加する歪の大きさくε）、縦軸はホール測定に
よる正孔移動度（μＦ）である。
第１図において、εが負の場合（圧縮歪）、歪の値を絶
対値を大きくしていくと正孔移動度が急激に増大してい
くことが見いだされた。特に、ε−１％では、バルクの
値と較べて室温で４倍、７７にで１０倍という大きな値
が得られることが判明した。
対値を大きくしていくと正孔移動度が急激に増大してい
くことが見いだされた。特に、ε−１％では、バルクの
値と較べて室温で４倍、７７にで１０倍という大きな値
が得られることが判明した。
さらに、本発明者は、この原因が歪を印加することによ
るＧａＡＳＸＰ（＋−１／ＧａＡＳヘテロ界面の重い正
孔に対する価電子帯不連続量の増大に帰することを見い
だした。第２図に、価電子帯不運ｔＭ量と印加される歪
との関係を表すバンド図を示す。第２図（ａ）は歪が無
い場合、第２図（ｂ）は歪が有る場合であり、１はＧａ
Ａｓを、２はＧａ Ａ ｓ ＸＰ Ｌ、、、を、３は伝
導帯下端を、４は価電子帯上端をそれぞれ示している。
るＧａＡＳＸＰ（＋−１／ＧａＡＳヘテロ界面の重い正
孔に対する価電子帯不連続量の増大に帰することを見い
だした。第２図に、価電子帯不運ｔＭ量と印加される歪
との関係を表すバンド図を示す。第２図（ａ）は歪が無
い場合、第２図（ｂ）は歪が有る場合であり、１はＧａ
Ａｓを、２はＧａ Ａ ｓ ＸＰ Ｌ、、、を、３は伝
導帯下端を、４は価電子帯上端をそれぞれ示している。
第２図に示されているように、歪の無い場合と較べて圧
縮歪を＋１％印加した場合には、変形ポテンシャルが負
のＧａＡＳｘ Ｐ＜＋−ｘ＋、ＧａＡｓ系では価電子帯
不連続量が約１４０ ｍｅＶも増大することになり、そ
の結果、ＧａＡｓ層価電子帯中の重い正孔帯間の相互作
用が減少し、フェルミ面近傍の正孔質量が大幅に減少す
ることになる。
縮歪を＋１％印加した場合には、変形ポテンシャルが負
のＧａＡＳｘ Ｐ＜＋−ｘ＋、ＧａＡｓ系では価電子帯
不連続量が約１４０ ｍｅＶも増大することになり、そ
の結果、ＧａＡｓ層価電子帯中の重い正孔帯間の相互作
用が減少し、フェルミ面近傍の正孔質量が大幅に減少す
ることになる。
本発明者は、さらに、価電子帯中の重い正札帯間の相互
作用は量子井戸幅を狭くすることによっても同様に減少
させることが可能で、その結果正孔質量を減少させるこ
とが可能であることも見いだした。
作用は量子井戸幅を狭くすることによっても同様に減少
させることが可能で、その結果正孔質量を減少させるこ
とが可能であることも見いだした。
本発明は以上の事実をもとに、増大した正孔移動度を有
する超格子構造を実現して半導体装置へ応用したもので
ある。
する超格子構造を実現して半導体装置へ応用したもので
ある。
（実施例１）
面方位（１００） Ｆ ｅドープ絶縁性１ｎＰ基板上に
、本発明によるＧ ａｏ、４ｔ Ｉ ｎｏ、５３Ａ ３
／ Ａ Ｎｏ、４ａ Ｉｎｏ、５ｚＡｓ単一量子井戸
構造を分子線エピタキシャル成長させて、バルクの正孔
移動度と較べて２倍から８倍という大きな正孔移動度が
得られた。
、本発明によるＧ ａｏ、４ｔ Ｉ ｎｏ、５３Ａ ３
／ Ａ Ｎｏ、４ａ Ｉｎｏ、５ｚＡｓ単一量子井戸
構造を分子線エピタキシャル成長させて、バルクの正孔
移動度と較べて２倍から８倍という大きな正孔移動度が
得られた。
またそれを利用した電界効果トランジスタにおいて高特
性が得られた。
性が得られた。
実験には９９．９９９９９％のＧａソース、 ９９．９
９９９％のＩｎソース、 ９９．９９９９％のＡｌソー
ス、 ９９．９９９９９％のＡｓソースを用いた。成長
室内のベース真空度は５ Ｘ １０− ” Ｔｏｒｒで
あった。成長した超格子は、５０人のＧａｏ、ａｑ（ｎ
６４３ＡＳと２００ 人のＡＰ。、ｓｓ Ｔ ｎｏ、ｓ
ｚＡ ｓの５周期から成り、超格子を構成する両生導体
格子定数は（ｎＰ基板と格子整合させた。またＡＮｏ、
４ｍｌ ｎｏ、５ｚＡｓ層にのみＢｅをドーピングして
価電子帯上端のエネルギーがより高いＧ ａ ｏ、ｓｔ
Ｅ ｎｏ、ｓｓＡ Ｓ Ｆｌに正孔がたまる選択ドー
ピング構造であり、スペーサ厚は３０人とした。また超
格子層の上に３００人のノンドープ八〇。−４ｅＩｎ（
１，％２ＡＳを成長させた。成長した結晶に対して通常
のファン・デル・ポウ法によるホール測定を行ったとこ
ろ、室温で３８０〜４４０ｃｍ２／ Ｖ−ｓ、７７にで
４０００〜４８００ｃｆｆＩｚ／Ｖ−８という大きな正
孔移動度が再現性良く得られた。
９９９％のＩｎソース、 ９９．９９９９％のＡｌソー
ス、 ９９．９９９９９％のＡｓソースを用いた。成長
室内のベース真空度は５ Ｘ １０− ” Ｔｏｒｒで
あった。成長した超格子は、５０人のＧａｏ、ａｑ（ｎ
６４３ＡＳと２００ 人のＡＰ。、ｓｓ Ｔ ｎｏ、ｓ
ｚＡ ｓの５周期から成り、超格子を構成する両生導体
格子定数は（ｎＰ基板と格子整合させた。またＡＮｏ、
４ｍｌ ｎｏ、５ｚＡｓ層にのみＢｅをドーピングして
価電子帯上端のエネルギーがより高いＧ ａ ｏ、ｓｔ
Ｅ ｎｏ、ｓｓＡ Ｓ Ｆｌに正孔がたまる選択ドー
ピング構造であり、スペーサ厚は３０人とした。また超
格子層の上に３００人のノンドープ八〇。−４ｅＩｎ（
１，％２ＡＳを成長させた。成長した結晶に対して通常
のファン・デル・ポウ法によるホール測定を行ったとこ
ろ、室温で３８０〜４４０ｃｍ２／ Ｖ−ｓ、７７にで
４０００〜４８００ｃｆｆＩｚ／Ｖ−８という大きな正
孔移動度が再現性良く得られた。
この超格子中の高移動度正札層を利用して電界効果トラ
ンジスタを試作した。この電界効果トランジスタはブレ
ーナ構造で、ＴｉＡｕゲートとＡｕＺｎＮｉオーミック
コンタクトとを有する。ゲート長は１μｍでゲート・ソ
ース間は０．５μｍである。測定値より求めた真性相互
コンダクタンスは、室温で３５０ｍ５／ｍｍ、 ７７
Ｋで４５０ｍ５／ｍｍという非常に大きな値が得られた
。
ンジスタを試作した。この電界効果トランジスタはブレ
ーナ構造で、ＴｉＡｕゲートとＡｕＺｎＮｉオーミック
コンタクトとを有する。ゲート長は１μｍでゲート・ソ
ース間は０．５μｍである。測定値より求めた真性相互
コンダクタンスは、室温で３５０ｍ５／ｍｍ、 ７７
Ｋで４５０ｍ５／ｍｍという非常に大きな値が得られた
。
（実施例２）
面方位（１００） Ｆ ｅドープ絶縁性ＩｎＰ基板上に
、本発明によるＩ ｎ Ａ ｓ ｏ、ｓＰｏ、ｓ／Ｇ
ａ Ｓ ｂ歪超格子を分子線エピタキシャル成長させて
、バルクの正孔移動度と較べて２倍から５倍という大き
な正札移動度が得られた。またそれを利用した電界効果
トランジスタにおいて高特性が得られた。
、本発明によるＩ ｎ Ａ ｓ ｏ、ｓＰｏ、ｓ／Ｇ
ａ Ｓ ｂ歪超格子を分子線エピタキシャル成長させて
、バルクの正孔移動度と較べて２倍から５倍という大き
な正札移動度が得られた。またそれを利用した電界効果
トランジスタにおいて高特性が得られた。
実験には９９．９９９９９％のＧａソース、 ９９．９
９９９％のＩｎソース、 ９９．９９９９％のｓｂソー
ス、 ９９．９９９９％のＡｓソース、 ９９．９９９
９％のＰソースを用いた。
９９９％のＩｎソース、 ９９．９９９９％のｓｂソー
ス、 ９９．９９９９％のＡｓソース、 ９９．９９９
９％のＰソースを用いた。
成長室内のベース真空度は５ Ｘ １０” ” Ｔｏｒ
ｒであった。成長した歪超格子は、ミスフィツト転位が
発生しないために十分薄い２００人のＩ ｎ Ａ ｓ
ｏ、ｓＰｏ、ｓとＧａＳｂの５周期から成り、歪超格子
全体の層厚も、歪超格子／基板界面にミスフィツト転位
が発生しないための薄さになっている。１ｎＡｓｏ、ｓ
Ｐｏ、３層にのみＢｅをドーピングして価電子帯上端の
エネルギーがより高いＧａＳｂ層に正孔がたまる選択ド
ーピング構造であり、スペーサ厚は３０人とした。また
歪超格子層の上に３００人のノンドープＩ ｎＡｓｏ、
ｓ Ｐｏ、ｓを成長させた。成長した結晶に対して通常
のファン・デル・ボウ法によるホール測定を行ったとこ
ろ、室温で２２００〜２８００ｃｍ”／Ｖ −ｓ 、
７７にで２２０００〜２４０００ｃｍ”／Ｖ−ｓ とい
う大きな正孔移動度が再現性良く得られた。
ｒであった。成長した歪超格子は、ミスフィツト転位が
発生しないために十分薄い２００人のＩ ｎ Ａ ｓ
ｏ、ｓＰｏ、ｓとＧａＳｂの５周期から成り、歪超格子
全体の層厚も、歪超格子／基板界面にミスフィツト転位
が発生しないための薄さになっている。１ｎＡｓｏ、ｓ
Ｐｏ、３層にのみＢｅをドーピングして価電子帯上端の
エネルギーがより高いＧａＳｂ層に正孔がたまる選択ド
ーピング構造であり、スペーサ厚は３０人とした。また
歪超格子層の上に３００人のノンドープＩ ｎＡｓｏ、
ｓ Ｐｏ、ｓを成長させた。成長した結晶に対して通常
のファン・デル・ボウ法によるホール測定を行ったとこ
ろ、室温で２２００〜２８００ｃｍ”／Ｖ −ｓ 、
７７にで２２０００〜２４０００ｃｍ”／Ｖ−ｓ とい
う大きな正孔移動度が再現性良く得られた。
この歪超格子中の高移動度正孔層を利用して電界効果ト
ランジスタを試作した。電界効果トランジスタはプレー
ナ構造で、ｐｔゲートとＡ１オーミックコンタクトを有
する。ゲート長は１μｍでゲート・ソース間は０．５μ
ｍである。測定値より求めた真性相互コンダクタンスは
、室温で３７０ｆｆｌＳ／ｍｍ 、 ７７にで４６０ｍ
５／ｍｍという非常に大きな値が得られた。
ランジスタを試作した。電界効果トランジスタはプレー
ナ構造で、ｐｔゲートとＡ１オーミックコンタクトを有
する。ゲート長は１μｍでゲート・ソース間は０．５μ
ｍである。測定値より求めた真性相互コンダクタンスは
、室温で３７０ｆｆｌＳ／ｍｍ 、 ７７にで４６０ｍ
５／ｍｍという非常に大きな値が得られた。
（実施例３）
面方位（１００） Ｃｒドープ絶縁性ＧａＡｓ基板上に
、本発明によるＧａＡｓ／ＧａＡ３ｏ、ｓＰｏ、ｓ歪超
格子を分子線エピタキシャル成長させて、バルクの正孔
移動度と較べて２倍から４倍という大きな正孔移動度が
得られた。またそれを利用した電界効果トランジスタに
おいて高特性が得られた。
、本発明によるＧａＡｓ／ＧａＡ３ｏ、ｓＰｏ、ｓ歪超
格子を分子線エピタキシャル成長させて、バルクの正孔
移動度と較べて２倍から４倍という大きな正孔移動度が
得られた。またそれを利用した電界効果トランジスタに
おいて高特性が得られた。
実験には９９．９９９９９％のＧａソース、 ９９．９
９９９％のＡｓソース、 ９９．９９９９％のＰソース
を用いた。
９９９％のＡｓソース、 ９９．９９９９％のＰソース
を用いた。
成長室内のベース真空度は５ Ｘｌ０−”Ｔｏｒｒであ
った。成長した歪超格子は、ミスフィツトが転位が発生
しないために十分薄い２００人のＧａＡｓとＧａ Ａ
ｓ ｏ、ｓＰ ｏ、ｓの５周期から成り、歪超格子全体
の層厚も、歪超格子／基板界面にミスフィツト転位が発
生しないための薄さになっている。ＧａＡ５ｏ、ｓＰ＋
１．５層にのみＢｅをドーピングして価電子帯上端のエ
ネルギーがより高いＧａＡｓ層に正孔がたまる選択ドー
ピング構造であり、スペーサ層ば３０人とした。また歪
超格子層の上に３００人のノンドープＧ ａ Ａ Ｓ
ｏ、ｓＰｏ、ｓを成長させた。
った。成長した歪超格子は、ミスフィツトが転位が発生
しないために十分薄い２００人のＧａＡｓとＧａ Ａ
ｓ ｏ、ｓＰ ｏ、ｓの５周期から成り、歪超格子全体
の層厚も、歪超格子／基板界面にミスフィツト転位が発
生しないための薄さになっている。ＧａＡ５ｏ、ｓＰ＋
１．５層にのみＢｅをドーピングして価電子帯上端のエ
ネルギーがより高いＧａＡｓ層に正孔がたまる選択ドー
ピング構造であり、スペーサ層ば３０人とした。また歪
超格子層の上に３００人のノンドープＧ ａ Ａ Ｓ
ｏ、ｓＰｏ、ｓを成長させた。
成長した結晶に対して通常のファン・デル・ポウ法によ
るホール測定を行ったところ、室温で８００〜８６０ｃ
ｍ２／Ｖ−ｓ 、 ７７にで４３０００〜４８０００ｃ
ｍ”／Ｖ−ｓという大きな正孔移動度が再現性良く得ら
れた。
るホール測定を行ったところ、室温で８００〜８６０ｃ
ｍ２／Ｖ−ｓ 、 ７７にで４３０００〜４８０００ｃ
ｍ”／Ｖ−ｓという大きな正孔移動度が再現性良く得ら
れた。
この歪超格子中の高移動度正孔を利用して電界効果トラ
ンジスタを試作した。電界効果トランジスタはプレーナ
構造で、ｐｔゲートとＡｆｆｉｆｆミオ−ミックコンタ
クトる。ゲート長は１μｍで、ゲート・ソース間は０．
５μｍである。測定値より求めた真性相互コンダクタン
スは、室温で３６０ｍ５／ｍｍ、７７にで４９０１１８
／１１１１１という非常に大きな値が得られた。
ンジスタを試作した。電界効果トランジスタはプレーナ
構造で、ｐｔゲートとＡｆｆｉｆｆミオ−ミックコンタ
クトる。ゲート長は１μｍで、ゲート・ソース間は０．
５μｍである。測定値より求めた真性相互コンダクタン
スは、室温で３６０ｍ５／ｍｍ、７７にで４９０１１８
／１１１１１という非常に大きな値が得られた。
（実施例４）
面方位（１００） Ｆ ｅドープ絶縁性１ｎＰ基板上に
、本発明によるＩ’ｎＡｓｏ、５Ｓｂｏ、ｓ／ｒｎｓｂ
歪超格子を分子線エピタキシャル成長させて、バルクの
正孔移動度と較べて２倍から５倍という大きな正孔移動
度が得られた。またそれを利用した電界効果トランジス
タにおいて高特性が得られた。
、本発明によるＩ’ｎＡｓｏ、５Ｓｂｏ、ｓ／ｒｎｓｂ
歪超格子を分子線エピタキシャル成長させて、バルクの
正孔移動度と較べて２倍から５倍という大きな正孔移動
度が得られた。またそれを利用した電界効果トランジス
タにおいて高特性が得られた。
実験には９９．９９９９％のＩｎソース、 ９９．９９
９９％のｓｂソース、 ９９．９９９９９％のＡｓソー
スを用いた。
９９％のｓｂソース、 ９９．９９９９９％のＡｓソー
スを用いた。
成長室内のベース、真空度は５ Ｘ １０− ” Ｔｏ
ｒｒであった。成長した歪超格子は、ミスフィツト転位
が発生しないために十分薄い１ ｎＡｓｏ、５Ｓｂｏ、
ｓとＴｎＳｂの５周期から成り、歪超格子全体の層厚も
、歪超格子／基板界面にミスフィツト転位が発生しない
ための薄さになっている。ＩｎＡｓ６．５ｓｂ０．、層
にのみＢｅをドーピングして価電子帯上端のエネルギー
がより高いＩｎ５ｂｌｉに正孔がたまる選択ドーピング
構造であり、スペーサ厚は３０人とした。また歪超格子
層の上に３００人のノンドープＩｎＡｓｏ、５ｓｂｏ、
ｓを成長させた。成長した結晶に対して通常のファン・
デル・ボウ法によるホール測定を行ったところ、室温で
３０００〜３４００ｃｍ２／Ｖ−ｓ 、７７にで４８０
００〜５００００ｃｍｔ／ｖ−８という大きな正孔移動
度が再現性良く得られた。
ｒｒであった。成長した歪超格子は、ミスフィツト転位
が発生しないために十分薄い１ ｎＡｓｏ、５Ｓｂｏ、
ｓとＴｎＳｂの５周期から成り、歪超格子全体の層厚も
、歪超格子／基板界面にミスフィツト転位が発生しない
ための薄さになっている。ＩｎＡｓ６．５ｓｂ０．、層
にのみＢｅをドーピングして価電子帯上端のエネルギー
がより高いＩｎ５ｂｌｉに正孔がたまる選択ドーピング
構造であり、スペーサ厚は３０人とした。また歪超格子
層の上に３００人のノンドープＩｎＡｓｏ、５ｓｂｏ、
ｓを成長させた。成長した結晶に対して通常のファン・
デル・ボウ法によるホール測定を行ったところ、室温で
３０００〜３４００ｃｍ２／Ｖ−ｓ 、７７にで４８０
００〜５００００ｃｍｔ／ｖ−８という大きな正孔移動
度が再現性良く得られた。
この歪超格子中の高移動度正孔を利用して電界効果トラ
ンジスタを試作した。電界効果トランジスタはプレーナ
構造でＴｉＡｕゲートとＡｕＺｎＮｉオーミックコンタ
クトを有する。ゲート長は１μｍで、ゲート・ソース・
間は０．５μｍである。
ンジスタを試作した。電界効果トランジスタはプレーナ
構造でＴｉＡｕゲートとＡｕＺｎＮｉオーミックコンタ
クトを有する。ゲート長は１μｍで、ゲート・ソース・
間は０．５μｍである。
測定値より求めた真性相互コンダクタンスは、室温で３
２０ｍ５／ｍｍ、７７にで４９０ｍ５／ｍｍという非常
に大きな値が得られた。
２０ｍ５／ｍｍ、７７にで４９０ｍ５／ｍｍという非常
に大きな値が得られた。
以上の実施例２〜４において成長した混晶半導体の組成
は絶対的なものではなく、他のあらゆる組成を用いた場
合でも、歪超格子中の正孔に対する井戸層側に必要な歪
が印加され、それによって価電子帯不連続量が増大する
と同時にミスフィツト転位が発生しない限りにおいて、
以上の実施例と同様な効果が得られる。
は絶対的なものではなく、他のあらゆる組成を用いた場
合でも、歪超格子中の正孔に対する井戸層側に必要な歪
が印加され、それによって価電子帯不連続量が増大する
と同時にミスフィツト転位が発生しない限りにおいて、
以上の実施例と同様な効果が得られる。
また、以上の実施例に示したような選択ドーピング構造
でな（でも一様ドーピングあるいは井戸層にのみドーピ
ングした場合でも、本質的には同様に正孔移動度は増大
し、トランジスタの性能は向上する。ただし、その場合
、ドーパントによる不純物散乱機構のために正孔移動度
の増加、及びそれを用いたトランジスタの性能向上は、
選択ドーピング構造を用いた場合より小さなものとなる
。
でな（でも一様ドーピングあるいは井戸層にのみドーピ
ングした場合でも、本質的には同様に正孔移動度は増大
し、トランジスタの性能は向上する。ただし、その場合
、ドーパントによる不純物散乱機構のために正孔移動度
の増加、及びそれを用いたトランジスタの性能向上は、
選択ドーピング構造を用いた場合より小さなものとなる
。
以上の実施例２〜４においては、半導体の変形ポテンシ
ャルが負の場合のみを考えたために井戸層に圧縮歪が印
加されるように設計したが、変形ポテンシャルが正の場
合には引張歪を印加すれば、同様の効果が得られる。
ャルが負の場合のみを考えたために井戸層に圧縮歪が印
加されるように設計したが、変形ポテンシャルが正の場
合には引張歪を印加すれば、同様の効果が得られる。
以上の実施例においては選択ドーピング構造を利用した
電界効果トランジスタを示したが、この超格子の概念は
ＭＩＳタイプあるいはＳＩＳタイプの電界効果トランジ
スタに対しても全く同様に応用可能である。
電界効果トランジスタを示したが、この超格子の概念は
ＭＩＳタイプあるいはＳＩＳタイプの電界効果トランジ
スタに対しても全く同様に応用可能である。
以上説明したように、本発明によれば超格子において量
子井戸内での正孔帯間相互作用を、歪を印加する、ある
いは量子井戸幅を狭くすることにより減少させることに
よって、正孔の有効質量を小さくすることができるので
、正孔移動度を増大させるという効果がある。
子井戸内での正孔帯間相互作用を、歪を印加する、ある
いは量子井戸幅を狭くすることにより減少させることに
よって、正孔の有効質量を小さくすることができるので
、正孔移動度を増大させるという効果がある。
第１図は本発明の基礎となる正孔移動度と印加される歪
との関係を表すグラフ、 第２図は本発明の作用を示す、価電子帯不連続量と印加
される歪との関係を示すバンド図である。 １・・・ＧａＡｓ ２・・・ＧａＡＳＰ ３・・・伝導帯下端 ４・・・価電子帯上端 ＧａＡｓに印加される歪ｔｃ６ｔｏ＞ 第１図 歪が′ない１給。 （ａ） 第 １：ＧａＡｓ ２：ＧａＡｓＰ ３ 伝導帯下端 ４：価電子帯上端 歪が゛あり陽合 （ｂ） ２図
との関係を表すグラフ、 第２図は本発明の作用を示す、価電子帯不連続量と印加
される歪との関係を示すバンド図である。 １・・・ＧａＡｓ ２・・・ＧａＡＳＰ ３・・・伝導帯下端 ４・・・価電子帯上端 ＧａＡｓに印加される歪ｔｃ６ｔｏ＞ 第１図 歪が′ない１給。 （ａ） 第 １：ＧａＡｓ ２：ＧａＡｓＰ ３ 伝導帯下端 ４：価電子帯上端 歪が゛あり陽合 （ｂ） ２図
Claims (1)
- （１）二種の半導体からなる超格子であって、量子井戸
内での正孔帯間相互作用を、歪を印加する、あるいは量
子井戸幅を狭くすることにより減少させた超格子を有す
る半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5516287A JPS63222417A (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5516287A JPS63222417A (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63222417A true JPS63222417A (ja) | 1988-09-16 |
Family
ID=12991045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5516287A Pending JPS63222417A (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63222417A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61248480A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-05 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 電界効果トランジスタ |
| JPS62211964A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-03-12 JP JP5516287A patent/JPS63222417A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61248480A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-05 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 電界効果トランジスタ |
| JPS62211964A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-09-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置 |
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