JPH03104126A - 化合物半導体装置 - Google Patents
化合物半導体装置Info
- Publication number
- JPH03104126A JPH03104126A JP24143689A JP24143689A JPH03104126A JP H03104126 A JPH03104126 A JP H03104126A JP 24143689 A JP24143689 A JP 24143689A JP 24143689 A JP24143689 A JP 24143689A JP H03104126 A JPH03104126 A JP H03104126A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- compound semiconductor
- electron
- semiconductor layer
- gate electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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】
〔概要〕
化合物半導体装置に関し，
マイクロ波帯で高耐圧高電子移動度を有する化合物半導
体装置を目的とし， 化合物半導体基板上に順次積まれた第１の化合物半導体
層，第２の化合物半導体層．第３の化合物半導体層と，
該第３の化合物半導体層に接触するゲート電極と，該ゲ
ート電極の両側に配置され該第２の化合物半導体層に電
気的に接続するソース・ドレイン電極とを有し，かつ該
第１の化合物半導体層は第ｌの電子親和力を有する電子
走行層，該第２の化合物半導体層は第１の電子親和力よ
り小さい第２の電子親和力を有する電子供給層，該第３
の化合物半導体層は該第２の化合物半導体層より小さい
電子親和力を有する高抵抗層である化合物半導体装置に
より構或する。
体装置を目的とし， 化合物半導体基板上に順次積まれた第１の化合物半導体
層，第２の化合物半導体層．第３の化合物半導体層と，
該第３の化合物半導体層に接触するゲート電極と，該ゲ
ート電極の両側に配置され該第２の化合物半導体層に電
気的に接続するソース・ドレイン電極とを有し，かつ該
第１の化合物半導体層は第ｌの電子親和力を有する電子
走行層，該第２の化合物半導体層は第１の電子親和力よ
り小さい第２の電子親和力を有する電子供給層，該第３
の化合物半導体層は該第２の化合物半導体層より小さい
電子親和力を有する高抵抗層である化合物半導体装置に
より構或する。
本発明は化合物半導体装置に関する。
マイクロ波帯において高耐圧高電子移動度を有する化合
物半導体装置が要求されている。
物半導体装置が要求されている。
現在，離島や過疎地域との通信，或いは衛星放送にマイ
クロ波が使用されている。パワーの大きいマイクロ信号
を増幅するためには，その信号に耐える増幅素子が要求
される。
クロ波が使用されている。パワーの大きいマイクロ信号
を増幅するためには，その信号に耐える増幅素子が要求
される。
従来．マイクロ波帯において電子移動度を有する化合物
半導体装置として高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ
）がある。
半導体装置として高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ
）がある。
第４図は従来の高電子移動度トランジスタを説明するた
めの断面図であり，１は化合物半導体基板，２はバッフ
ァ層，３は電子走行層，４は電子供給層，６はゲート電
極，７，８はソース・ドレイン電極，２ＤＥＣは２次元
電子ガスを表す。
めの断面図であり，１は化合物半導体基板，２はバッフ
ァ層，３は電子走行層，４は電子供給層，６はゲート電
極，７，８はソース・ドレイン電極，２ＤＥＣは２次元
電子ガスを表す。
ところで，電子供給層４は不純物濃度が高くゲート電極
６の金属層とのポテンシャル障壁が低いので，ゲートに
大信号が加わると多大なゲート電流が流れてしまい，増
幅動作が不能になるといった問題を生じる。また，多大
なゲート電流が流れる結果，機能が劣化してトランジス
タの信頼度が低下するといった問題もある。
６の金属層とのポテンシャル障壁が低いので，ゲートに
大信号が加わると多大なゲート電流が流れてしまい，増
幅動作が不能になるといった問題を生じる。また，多大
なゲート電流が流れる結果，機能が劣化してトランジス
タの信頼度が低下するといった問題もある。
電子供給層４の不純物濃度を低くして抵抗を高くすれば
ゲート耐圧は上がるが，今度はソース・ドレイン抵抗が
増加するといった問題が生じる。
ゲート耐圧は上がるが，今度はソース・ドレイン抵抗が
増加するといった問題が生じる。
（発明が解決しようとする課題）
従って，従来の高電子移動度トランジスタでは大信号の
マイクロ波入力に対する増幅の際，問題が生じる。
マイクロ波入力に対する増幅の際，問題が生じる。
本発明は．ゲート耐圧を高くする構造により，ソース・
ドレイン抵抗を増加させずに大信号のマイクロ波入力に
対する増幅を信頼性よく行う化合物半導体装置を提供す
ることを目的とする。
ドレイン抵抗を増加させずに大信号のマイクロ波入力に
対する増幅を信頼性よく行う化合物半導体装置を提供す
ることを目的とする。
第１図は本発明の化合物半導体装置を説明するための断
面図であり，１は化合物半導体基板，２はバッファ層，
３は第１の化合物半導体層であって電子走行層，４は第
２の化合物半導体層であって電子供給層，５は第３の化
合物半導体層であって高抵抗層，６はゲート電極，７，
８はソース・ドレイン電極，２ＤＥＧは２次元電子ガス
を表す。
面図であり，１は化合物半導体基板，２はバッファ層，
３は第１の化合物半導体層であって電子走行層，４は第
２の化合物半導体層であって電子供給層，５は第３の化
合物半導体層であって高抵抗層，６はゲート電極，７，
８はソース・ドレイン電極，２ＤＥＧは２次元電子ガス
を表す。
上記課題は，化合物半導体基板ｌ上に順次積層された第
１の化合物半導体層３，第２の化合物半導体層４，第３
の化合物半導体層５と，該第３の化合物半導体層５に接
触するゲート電極６と，該ゲート電極６の両側に配置さ
れ該第２の化合物半導体層４に電気的に接続するソース
・ドレイン電極７，８とを有し，かつ該第１の化合物半
導体層３は第１の電子親和力を有する電子走行層，該第
２の化合物半導体層４は第１の電子親和力より小さい第
２の電子親和力を有する電子供給層，該第３の化合物半
導体層５は該第２の化合物半導体層４より小さい電子親
和力を有する高抵抗層である化合物半導体装置によって
解決される。
１の化合物半導体層３，第２の化合物半導体層４，第３
の化合物半導体層５と，該第３の化合物半導体層５に接
触するゲート電極６と，該ゲート電極６の両側に配置さ
れ該第２の化合物半導体層４に電気的に接続するソース
・ドレイン電極７，８とを有し，かつ該第１の化合物半
導体層３は第１の電子親和力を有する電子走行層，該第
２の化合物半導体層４は第１の電子親和力より小さい第
２の電子親和力を有する電子供給層，該第３の化合物半
導体層５は該第２の化合物半導体層４より小さい電子親
和力を有する高抵抗層である化合物半導体装置によって
解決される。
本発明では第１図の如く，ゲート電極６と電子供給層４
の間に電子供給層４より電子親和力の小さい高抵抗層５
を設けてある。第２図はそのエネルギーバンド図である
。高抵抗層５を設けることにより，ポテンシャル障壁が
高くなり，電子供給層４からゲート電極６への電子の流
入が困難となる。その結果，マイクロ波の大信号がゲー
トに人力されてもゲート電流は流れにくくなり，ゲート
耐圧が向上する。
の間に電子供給層４より電子親和力の小さい高抵抗層５
を設けてある。第２図はそのエネルギーバンド図である
。高抵抗層５を設けることにより，ポテンシャル障壁が
高くなり，電子供給層４からゲート電極６への電子の流
入が困難となる。その結果，マイクロ波の大信号がゲー
トに人力されてもゲート電流は流れにくくなり，ゲート
耐圧が向上する。
一方，ソース・ドレイン電極７，８に接続する電子供給
層４はソース・ドレイン抵抗を小さく維持することがで
きる。
層４はソース・ドレイン抵抗を小さく維持することがで
きる。
（実施例）
第３図（ａ）． （ｂ）は実施例を説明するための断面
図であり，ｌは化合物半導体基板，２はバッファ層．３
は第ｌの化合物半導体層であって電子走行層，４は第２
の化合物半導体層であって電子供給層．５は第３の化合
物半導体層であって高抵抗層，６はゲート電極，７．８
はソース・ドレイン電極３２ＤＥＣは２次元電子ガスを
表す。
図であり，ｌは化合物半導体基板，２はバッファ層．３
は第ｌの化合物半導体層であって電子走行層，４は第２
の化合物半導体層であって電子供給層．５は第３の化合
物半導体層であって高抵抗層，６はゲート電極，７．８
はソース・ドレイン電極３２ＤＥＣは２次元電子ガスを
表す。
以下，これらの図を参照しながら本発明の化合物半導体
装置を製造する工程について説明する。
装置を製造する工程について説明する。
第３図（ａ）参照
化合物半導体基板ｌ上にバッファ層．第１の化合物半導
体層３，第２の化合物半導体層４，第３の化合物半導体
層５を分子線エビタキシー（ＭＢＥ）により積層する。
体層３，第２の化合物半導体層４，第３の化合物半導体
層５を分子線エビタキシー（ＭＢＥ）により積層する。
各層の組或と厚さは次の如くである。
１．化合物半導体基板 ＧａＡｓ
２．バッファ層 ＧａＡｓ ２０００人
３，第１の化合物半導体層 ＧａＡｓ ３００人４．
第２の化合物半導体層 （ｎドープ） ｎ ” −ＡＩＧａＡｓ ６００
人５．第３の化合物半導体層 （アンドープ） ｉ −ＡＩＧａＡｓ １５０人
第３図（ｂ）参照 第３の化合物半導体層５の上に，ゲート電極６形戒用の
レジストパターン（図示せず）を形威してアルミニウム
（Ａｔ）を蒸着し，ゲート電極６を形戒する。
３，第１の化合物半導体層 ＧａＡｓ ３００人４．
第２の化合物半導体層 （ｎドープ） ｎ ” −ＡＩＧａＡｓ ６００
人５．第３の化合物半導体層 （アンドープ） ｉ −ＡＩＧａＡｓ １５０人
第３図（ｂ）参照 第３の化合物半導体層５の上に，ゲート電極６形戒用の
レジストパターン（図示せず）を形威してアルミニウム
（Ａｔ）を蒸着し，ゲート電極６を形戒する。
ゲート電極６をマスクにして，第３の化合物半導体層５
をエッチング除去する。
をエッチング除去する。
次いで．ゲート電極６の両側の第２の化合物半導体層４
上に， ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを蒸着してソース・ドレ
イン電極７．８を形或し，拡散熱処理により少なくも第
１の化合物半導体層３内まで拡散させて合金層を形或す
る。
上に， ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを蒸着してソース・ドレ
イン電極７．８を形或し，拡散熱処理により少なくも第
１の化合物半導体層３内まで拡散させて合金層を形或す
る。
第ｌの化合物半導体層である電子走行層３には第２の化
合物半導体層である電子供給層４から電子が供給されて
，２次元電子ガスが形威される。
合物半導体層である電子供給層４から電子が供給されて
，２次元電子ガスが形威される。
かくして，ソース・ドレイン抵抗は低く，ゲート耐圧は
高い化合物半導体装置が実現される。
高い化合物半導体装置が実現される。
この化合物半導体装置は．マイクロ波帯での大信号入力
を．信頼性よく増幅する。
を．信頼性よく増幅する。
なお，電子供給層である第２の化合物半導体層４は電子
走行層である第１の化合物半導体層３よりも電子親和力
が小さく，高抵抗層である第３の化合物半導体層５は第
２の化合物半導体層４よりも電子親和力が小さい。実施
例では第３の化合物半導体層５としてｉ−ＡＩＧａＡｓ
を示したが，さらに電子親和力の小さいＡＩＡｓやＡＩ
Ｓｎ等の化合物半導体層を使用することもできる。
走行層である第１の化合物半導体層３よりも電子親和力
が小さく，高抵抗層である第３の化合物半導体層５は第
２の化合物半導体層４よりも電子親和力が小さい。実施
例では第３の化合物半導体層５としてｉ−ＡＩＧａＡｓ
を示したが，さらに電子親和力の小さいＡＩＡｓやＡＩ
Ｓｎ等の化合物半導体層を使用することもできる。
以上説明したように，本発明によればソース・ドレイン
抵抗は低く，ゲート耐圧の高い化合物半導体装置が実現
される。
抵抗は低く，ゲート耐圧の高い化合物半導体装置が実現
される。
本発明の化合物半導体装置は，マイクロ波帯での大人力
信号の増幅に大きな効果を奏するものである。
信号の増幅に大きな効果を奏するものである。
である。
図において，
１は化合物半導体基板，
２はバッファ層，
３は第ｌの化合物半導体層であって電子走行層，４は第
２の化合物半導体層であって電子供給層，５は第３の化
合物半導体層であって高抵抗層，６はゲート電極． ７．８はソース・ドレイン電極． ２ＤＥＧは２次元電子ガス
２の化合物半導体層であって電子供給層，５は第３の化
合物半導体層であって高抵抗層，６はゲート電極． ７．８はソース・ドレイン電極． ２ＤＥＧは２次元電子ガス
第ｌ図は本発明の化合物半導体装置を説明するための断
面図， 第２図はエネルギーバンド図， 第３図（ａ）． （ｂ）は実施例を説明するための断面
図， 第４図は従来例の断面図 エネＩｌ／ギーバ′ンド図 ｇ２目 （帥 実 杷倒 万３図 咲 来 中
面図， 第２図はエネルギーバンド図， 第３図（ａ）． （ｂ）は実施例を説明するための断面
図， 第４図は従来例の断面図 エネＩｌ／ギーバ′ンド図 ｇ２目 （帥 実 杷倒 万３図 咲 来 中
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 化合物半導体基板（１）上に順次積層された第１の化合
物半導体層（３）、第２の化合物半導体層（４）、第３
の化合物半導体層（５）と、該第３の化合物半導体層（
５）に接触するゲート電極（６）と、該ゲート電極（６
）の両側に配置され該第２の化合物半導体層（４）に電
気的に接続するソース・ドレイン電極（７、８）とを有
し、かつ 該第１の化合物半導体層（３）は第１の電子親和力を有
する電子走行層、該第２の化合物半導体層（４）は第１
の電子親和力より小さい第２の電子親和力を有する電子
供給層、該第３の化合物半導体層（５）は該第２の化合
物半導体層（４）より小さい電子親和力を有する高抵抗
層であることを特徴とする化合物半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24143689A JPH03104126A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 化合物半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24143689A JPH03104126A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 化合物半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104126A true JPH03104126A (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=17074281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24143689A Pending JPH03104126A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 化合物半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03104126A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5473177A (en) * | 1990-11-16 | 1995-12-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Field effect transistor having a spacer layer with different material and different high frequency characteristics than an electrode supply layer thereon |
| JPH0837292A (ja) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Nec Corp | 電界効果型半導体装置 |
| KR100484486B1 (ko) * | 2002-10-18 | 2005-04-20 | 한국전자통신연구원 | 질화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 및 그 제조방법 |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP24143689A patent/JPH03104126A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5473177A (en) * | 1990-11-16 | 1995-12-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Field effect transistor having a spacer layer with different material and different high frequency characteristics than an electrode supply layer thereon |
| JPH0837292A (ja) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Nec Corp | 電界効果型半導体装置 |
| US6049097A (en) * | 1994-07-25 | 2000-04-11 | Nec Corporation | Reliable HEMT with small parasitic resistance |
| KR100484486B1 (ko) * | 2002-10-18 | 2005-04-20 | 한국전자통신연구원 | 질화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 및 그 제조방법 |
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