JPS63222418A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS63222418A JPS63222418A JP5516387A JP5516387A JPS63222418A JP S63222418 A JPS63222418 A JP S63222418A JP 5516387 A JP5516387 A JP 5516387A JP 5516387 A JP5516387 A JP 5516387A JP S63222418 A JPS63222418 A JP S63222418A
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Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Recrystallisation Techniques (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単一量子井
戸構造を用いた半導体装置に関するものである。
戸構造を用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
正孔濃度５．３Ｘ１０”ｃｍ−”で室温移動度は、１７
０ｃｍ”／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
２４ｍ５／ｎ＋ｎ＋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・オプ・アプライド・フィ
ジクス（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、）第２３巻
。
正孔濃度５．３Ｘ１０”ｃｍ−”で室温移動度は、１７
０ｃｍ”／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
２４ｍ５／ｎ＋ｎ＋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・オプ・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 Ｏ０４？ Ｉ ｎｏ、５ｚＡｓ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 Ｏ０４？ Ｉ ｎｏ、５ｚＡｓ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単一
量子井戸構造を用いた半導体装置を提供することにある
。
量子井戸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単一量子
井戸構造であって、単一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単一量子井戸構造を有している。
井戸構造であって、単一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単一量子井戸構造を有している。
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 ＸＰ （＋−ＸｌとＧａＡｓ
から成る単一量子井戸構造を成長させ、ＧａＡｓに印加
される歪をＧ ａ Ａ Ｓ ＸＰ （＋−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、成長した単一量子井戸構造はＧ
ａ Ａ Ｓ ＸＰ （１−Ｘ） ｌ’ Ｇ ａ Ａ ｓ
の層圧が２００人であり、ＧａＡｓＰＮ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 ＸＰ （＋−ＸｌとＧａＡｓ
から成る単一量子井戸構造を成長させ、ＧａＡｓに印加
される歪をＧ ａ Ａ Ｓ ＸＰ （＋−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、成長した単一量子井戸構造はＧ
ａ Ａ Ｓ ＸＰ （１−Ｘ） ｌ’ Ｇ ａ Ａ ｓ
の層圧が２００人であり、ＧａＡｓＰＮ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（μ、）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（μ、）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Ｇ’ａ Ａ Ｓ ｘＰ （１−Ｘ）／ Ｇ ａ Ａ
ｓ 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
連続量と印加される歪との関係を表すバンド図を示す。
るＧ’ａ Ａ Ｓ ｘＰ （１−Ｘ）／ Ｇ ａ Ａ
ｓ 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
連続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ＧａＡｓを、２はＧａ Ａ Ｓ ＸＰ
＋１−Ｘ）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 Ｐｕ−ｘ＋、Ｇ
ａＡｓ系では価電子帯不連続量が約１４０ ｎ＋ｅＶ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。
場合であり、１はＧａＡｓを、２はＧａ Ａ Ｓ ＸＰ
＋１−Ｘ）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 Ｐｕ−ｘ＋、Ｇ
ａＡｓ系では価電子帯不連続量が約１４０ ｎ＋ｅＶ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孔帯間の相互
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
する単一量子井戸構造を実現して半導体装置へ応用した
ものである。
する単一量子井戸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 ａ ６．４？ Ｉ ｎｏ、ｓ＋Ａ
ｓ ／ Ａ ｉ’ ｏ、４ｓ Ｉｎｏ、５ｚＡ３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 ａ ６．４？ Ｉ ｎｏ、ｓ＋Ａ
ｓ ／ Ａ ｉ’ ｏ、４ｓ Ｉｎｏ、５ｚＡ３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。成長した単−景 ゛子井戸構造は、５０人の
Ｇ ａ Ｏ，４？ Ｉ ｎｏ、ｓ＊Ａ Ｓと２００人の
Ａ １ ＋１．’４１１ Ｉ ｎ ｏ、 ｓｚＡ ｓか
ら成り、単一量子井戸構造を構成する両生導体格子定数
はＩｎＰ基板と格子整合させた。またＡ ｌｏ、ａｍＩ
ｎｏ、ＢＡ ｓ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 ０９４７１ ｎ
ｏ、ｓ３Ａ ３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。また単一量子井戸構
造層の上に３００人のノンドープＡｊ２６．４ｓｌｎｏ
、５ｚＡｓ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３８０〜４４０ｃＩＩ＋２／Ｖ−３，７７にで
４０００〜４８００ｃｍ”／Ｖ −ｓ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。成長した単−景 ゛子井戸構造は、５０人の
Ｇ ａ Ｏ，４？ Ｉ ｎｏ、ｓ＊Ａ Ｓと２００人の
Ａ １ ＋１．’４１１ Ｉ ｎ ｏ、 ｓｚＡ ｓか
ら成り、単一量子井戸構造を構成する両生導体格子定数
はＩｎＰ基板と格子整合させた。またＡ ｌｏ、ａｍＩ
ｎｏ、ＢＡ ｓ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 ０９４７１ ｎ
ｏ、ｓ３Ａ ３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。また単一量子井戸構
造層の上に３００人のノンドープＡｊ２６．４ｓｌｎｏ
、５ｚＡｓ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３８０〜４４０ｃＩＩ＋２／Ｖ−３，７７にで
４０００〜４８００ｃｍ”／Ｖ −ｓという大きな正孔
移動度が再現性良く得られた。
この単一量子井戸構造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。この電界効果トランジ
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。
界効果トランジスタを試作した。この電界効果トランジ
スタはプレーナ構造で、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Ｔ ｎ Ａ Ｓ ｏ、ｓＰ ｏ、ｓ／Ｇ
ａ Ｓ ｂ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Ｔ ｎ Ａ Ｓ ｏ、ｓＰ ｏ、ｓ／Ｇ
ａ Ｓ ｂ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９９．９９９９９％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。成長した単一量子井戸構造は、ミスフィツ
ト転位が発生しないために十分薄い２００人のＩｎＡＳ
ｏ、ｓＰｏ、ｓとＧａｒｂから成り、単−量子井戸構造
全体の層厚も、単一量子井戸構造／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。Ｉ ｎ
Ａ Ｓ ｏ、ｓＰｏ、ｓ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Ｇａｒｂ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３
０人とした。また単一量子井戸構造層の上に３００人の
ノンドープＩｎＡｓ６．５Ｐ０．、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２２００〜２８００ｃ
ｍ”／Ｖ −ｓ 、 ７７にで２２０００〜２４０００
ｃｍ２／Ｖ −５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。成長した単一量子井戸構造は、ミスフィツ
ト転位が発生しないために十分薄い２００人のＩｎＡＳ
ｏ、ｓＰｏ、ｓとＧａｒｂから成り、単−量子井戸構造
全体の層厚も、単一量子井戸構造／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。Ｉ ｎ
Ａ Ｓ ｏ、ｓＰｏ、ｓ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Ｇａｒｂ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３
０人とした。また単一量子井戸構造層の上に３００人の
ノンドープＩｎＡｓ６．５Ｐ０．、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２２００〜２８００ｃ
ｍ”／Ｖ −ｓ 、 ７７にで２２０００〜２４０００
ｃｍ２／Ｖ −５という大きな正孔移動度が再現性良く
得られた。
この単−量子井戸構造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
はブレーナ構造で、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
０．５μｍ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３７０ｍ５／ｍｍ 、 ７７にで４６
０ｍ５／ｍｍという非常に大きな値が得られた。
界効果トランジスタを試作した。電界効果トランジスタ
はブレーナ構造で、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
０．５μｍ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３７０ｍ５／ｍｍ 、 ７７にで４６
０ｍ５／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／ＧａＡＳｏ、ｓＰｏ、ｓ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／ＧａＡＳｏ、ｓＰｏ、ｓ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 Ｘ １０−” Ｔｏｒｒ
であった。成長した単一量子井戸構造は、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ＧａＡ
Ｓ （！：Ｇ ａ Ａ Ｓ Ｏ，ＳＰ＋１．５から成り
、単一量子井戸構造全体の層厚も、単一量子井戸構造／
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。Ｇ ａ Ａ ｓ ｏ、ｓＰｏ、ｓ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、スペーサ層は３０人とした。また単一量子井戸構造
層の上に３００人のノンドープＧａＡｓ。、 Ｓ Ｐ
６．５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８００〜８６０ｃｍ２／ν・ｓ、７７にで４３００
０〜４８０００ｃｍ”／Ｖ−ｓという大きな正孔移動度
が再現性良く得られた。
であった。成長した単一量子井戸構造は、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ＧａＡ
Ｓ （！：Ｇ ａ Ａ Ｓ Ｏ，ＳＰ＋１．５から成り
、単一量子井戸構造全体の層厚も、単一量子井戸構造／
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。Ｇ ａ Ａ ｓ ｏ、ｓＰｏ、ｓ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、スペーサ層は３０人とした。また単一量子井戸構造
層の上に３００人のノンドープＧａＡｓ。、 Ｓ Ｐ
６．５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８００〜８６０ｃｍ２／ν・ｓ、７７にで４３００
０〜４８０００ｃｍ”／Ｖ−ｓという大きな正孔移動度
が再現性良く得られた。
この単一量子井戸構造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Ａｌ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３６０ｍ５／ｍｍ、 ７７ Ｋで４９
０ｍ５／ｍｍという非常に大きな値が得られた。
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Ａｌ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３６０ｍ５／ｍｍ、 ７７ Ｋで４９
０ｍ５／ｍｍ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ＩｎＰ基板上に
、本発明によるＩｎＡＳ＠、ａＳｔ）ｏ、ｓ／Ｉｎ５ｔ
）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ＩｎＡＳ＠、ａＳｔ）ｏ、ｓ／Ｉｎ５ｔ
）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ｓ、ｂソース、 ９９．９９９９９％のＡｓソ
ースを用いた。
９９％のｓ、ｂ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− ” Ｔｏｒ
ｒであった。成長した単一量子井戸構造は、ミスフィツ
ト転位が発生しないために十分薄い１ｎＡｓｏ、５ｓｂ
０．、とＩｎＳｂから成り、単一量子井戸構造全体の層
厚も、単一量子井戸構造／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。ＩｎＡＳｏ、５
Ｓｂｏ、ｓ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ＩｎＳｂ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
た単一量子井戸構造層の上に３００人のノンドープＩｎ
Ａｓ６．５Ｓｂｏ、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３０００〜３４００ｃｍ”／Ｖ−ｓ
、７７にで４８０００〜５００００ｃｍ２／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。成長した単一量子井戸構造は、ミスフィツ
ト転位が発生しないために十分薄い１ｎＡｓｏ、５ｓｂ
０．、とＩｎＳｂから成り、単一量子井戸構造全体の層
厚も、単一量子井戸構造／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。ＩｎＡＳｏ、５
Ｓｂｏ、ｓ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ＩｎＳｂ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
た単一量子井戸構造層の上に３００人のノンドープＩｎ
Ａｓ６．５Ｓｂｏ、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３０００〜３４００ｃｍ”／Ｖ−ｓ
、７７にで４８０００〜５００００ｃｍ２／Ｖ−ｓと
いう大きな正孔移動度が再現性良く得られた。
この単一量子井戸構造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。測定値より求めた真性相
互コンダクタンスは、室温で３２ＱｍＳ／ｍｍ、７７に
で４９０ｍ５／ｍｍという非常に大きな値が得られた。
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。測定値より求めた真性相
互コンダクタンスは、室温で３２ＱｍＳ／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、単一量子井戸構造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、単一量子井戸構造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
でなくて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
。
でなくて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、この単一量子井戸構
造の概念は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、この単一量子井戸構
造の概念は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、本発明によれば単一量子井戸構造
において単一量子井戸内での正孔帯間相互作用を、単一
量子井戸構造中で歪を印加する、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、正札の有
効質量を小さくすることができるので、正札移動度を増
大させるという効果がある。
において単一量子井戸内での正孔帯間相互作用を、単一
量子井戸構造中で歪を印加する、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、正札の有
効質量を小さくすることができるので、正札移動度を増
大させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
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 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 ＧａＡｓに印力０される歪ｔ＜０ｔｏ＞１ ： ＧａＡ
ｓ ２’ＧａＡｓＰ ３：伝導帯下端 ４：価電子帯上端
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 代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 ＧａＡｓに印力０される歪ｔ＜０ｔｏ＞１ ： ＧａＡ
ｓ ２’ＧａＡｓＰ ３：伝導帯下端 ４：価電子帯上端
Claims (1)
- （１）二種の半導体からなる単一量子井戸構造であって
、単一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
た単一量子井戸構造を有する半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5516387A JPS63222418A (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5516387A JPS63222418A (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63222418A true JPS63222418A (ja) | 1988-09-16 |
Family
ID=12991073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5516387A Pending JPS63222418A (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63222418A (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 JP5516387A patent/JPS63222418A/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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