JPS5882570A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS5882570A JPS5882570A JP56180478A JP18047881A JPS5882570A JP S5882570 A JPS5882570 A JP S5882570A JP 56180478 A JP56180478 A JP 56180478A JP 18047881 A JP18047881 A JP 18047881A JP S5882570 A JPS5882570 A JP S5882570A
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- layer
- group compound
- compound semiconductor
- semiconductor
- semiconductor device
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/60—Electrodes characterised by their materials
- H10D64/602—Heterojunction gate electrodes for FETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/80—FETs having rectifying junction gate electrodes
- H10D30/801—FETs having heterojunction gate electrodes
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】
本発明は、低温に於て半導体基板の主面上に絶縁層が形
成されて構成を有する、低温に於て機能する半導体装置
に関する。
成されて構成を有する、低温に於て機能する半導体装置
に関する。
Ｍ種半導体装置としてｍ−■族化合物半導体基板を用い
たＭＩＳＩＪ電界効果トランジスタかあるが、斯るＭＩ
８型電界効果トランジスタに化法、熱醸化法、熱窒化法
により、形成されてなる絶縁層でなるものが提案されて
いる。然し乍ら斯る方法によって形成された絶縁膜の場
合、それが■−■族化合物半導体基板との間で表面準位
の少ない界面を形成せるものとして良好に形成されてい
るも、熱安定性が悪かったり、縮装の比較的大なる厚さ
を有するものとして形成されなかったりする欠点を有し
ていた。
たＭＩＳＩＪ電界効果トランジスタかあるが、斯るＭＩ
８型電界効果トランジスタに化法、熱醸化法、熱窒化法
により、形成されてなる絶縁層でなるものが提案されて
いる。然し乍ら斯る方法によって形成された絶縁膜の場
合、それが■−■族化合物半導体基板との間で表面準位
の少ない界面を形成せるものとして良好に形成されてい
るも、熱安定性が悪かったり、縮装の比較的大なる厚さ
を有するものとして形成されなかったりする欠点を有し
ていた。
又従来、ＭｌＳ型電界効果トランジスタに於て、そのゲ
ート絶縁膜として作用する絶縁層が、真空蒸着法、スパ
ッタリング法に形成されてなる絶縁層でなるものも提案
されている。然し乍ら斯る方法によって形成された絶縁
膜の場合、それが熱的に安定なものともて形成されるも
、ｍ−ｖ族化合ｉｙ４半導体基板とは異なる材料でなる
為、ｎｔ−ｖ族化合物半導体基板との間で表面準位密度
の少ない界面を形成せるものとして形成され離いという
欠点を有していた。
ート絶縁膜として作用する絶縁層が、真空蒸着法、スパ
ッタリング法に形成されてなる絶縁層でなるものも提案
されている。然し乍ら斯る方法によって形成された絶縁
膜の場合、それが熱的に安定なものともて形成されるも
、ｍ−ｖ族化合ｉｙ４半導体基板とは異なる材料でなる
為、ｎｔ−ｖ族化合物半導体基板との間で表面準位密度
の少ない界面を形成せるものとして形成され離いという
欠点を有していた。
依って本発明は上述せる欠点のない新“規な斯種半導体
装置を提案せんとするもので、以下詳述する所より明ら
かとなるであろう。
装置を提案せんとするもので、以下詳述する所より明ら
かとなるであろう。
ｗＪ１図は本発明による半導体装置の第１の実施例を示
し、半絶縁性半導体基板本体１上にＮ形半導体７１２が
形成されてなる構成の■−■族化合物半導体でなる半導
体基板６を有し、その半導体基板３の主ｉ１４上にソー
ス電極５及びドレイン電極６がオーミックに附され、又
土面４上にソース電極５及びドレイン電極６間に於て、
低温に於て絶縁性を呈する、深い単位を形成するＦ・、
Ｃｒ１０等の不純物の添加されてなるｍ−■族化合物半
導体でなる層７を介してゲート電極８が配されてなる、
ＭＩａ型電界効果トランジスタ構成を有する。この場合
、半導体層２が単結晶ＩｎＰ又は単結晶ＧａＡｇ でな
り、又層７が、半導体層２がＩｎＰでなる場合、単結晶
ＩｎＰ又はそれと格子定数が略々勢しい例えばＩ ｎＡ
ｇＡｓ Ｐ系の１ｌｌ−ｖ族化合物半導体でなり、又半
導体層２がＧａＡｓ でなる場合単結晶ＧａＡｓ
又はそれと格子定数か略々等しい例えばＧ１Ａ／ＡｓＰ
系のｍ−■族化合物半導体でなる。
し、半絶縁性半導体基板本体１上にＮ形半導体７１２が
形成されてなる構成の■−■族化合物半導体でなる半導
体基板６を有し、その半導体基板３の主ｉ１４上にソー
ス電極５及びドレイン電極６がオーミックに附され、又
土面４上にソース電極５及びドレイン電極６間に於て、
低温に於て絶縁性を呈する、深い単位を形成するＦ・、
Ｃｒ１０等の不純物の添加されてなるｍ−■族化合物半
導体でなる層７を介してゲート電極８が配されてなる、
ＭＩａ型電界効果トランジスタ構成を有する。この場合
、半導体層２が単結晶ＩｎＰ又は単結晶ＧａＡｇ でな
り、又層７が、半導体層２がＩｎＰでなる場合、単結晶
ＩｎＰ又はそれと格子定数が略々勢しい例えばＩ ｎＡ
ｇＡｓ Ｐ系の１ｌｌ−ｖ族化合物半導体でなり、又半
導体層２がＧａＡｓ でなる場合単結晶ＧａＡｓ
又はそれと格子定数か略々等しい例えばＧ１Ａ／ＡｓＰ
系のｍ−■族化合物半導体でなる。
以上が本発明による半導体装置の第１の実施例であるが
、斯る構成によれば、その層７が低温（液体窒素温度）
に於て高い絶縁性を呈することにより低温に於て作用す
るものであるが、この場合層７が深い準位を形成する不
純物でなる川−■族化合物半導体であるので、冒頭にて
前述せる欠点を有しないものである。
、斯る構成によれば、その層７が低温（液体窒素温度）
に於て高い絶縁性を呈することにより低温に於て作用す
るものであるが、この場合層７が深い準位を形成する不
純物でなる川−■族化合物半導体であるので、冒頭にて
前述せる欠点を有しないものである。
次に第２図及び第Ｓ図を伴なって本発明による半導体装
置の＃Ｉ２の実施例を述べるに、第２図は例えば半絶縁
性半導体基板２１上に、半導体層２２が形成され、その
半導体層２２上及び基板２１の半導体層２２＠とは反対
側に電極２５及び２４が夫々オーミックに附されてなる
ＭＩ８ダイオード構成を有し、又第５図はＩｎＡｓでな
る半絶縁性半導体基板３１内にＮ＋型でなるソース領域
５２及び３３が形成され、又基板３１上〈深い準位を形
成する不純物の添加され極３８及びＳ９が附されてなる
構成を有する。
置の＃Ｉ２の実施例を述べるに、第２図は例えば半絶縁
性半導体基板２１上に、半導体層２２が形成され、その
半導体層２２上及び基板２１の半導体層２２＠とは反対
側に電極２５及び２４が夫々オーミックに附されてなる
ＭＩ８ダイオード構成を有し、又第５図はＩｎＡｓでな
る半絶縁性半導体基板３１内にＮ＋型でなるソース領域
５２及び３３が形成され、又基板３１上〈深い準位を形
成する不純物の添加され極３８及びＳ９が附されてなる
構成を有する。
仁の場合、第２図の基板２１がＩｏＡａ でなり、一層
２２がＡｊａｂ 又はそれと格子定数の略々等しれと
格子定数の略々等しい璽−■族化合物半導体でなる。
２２がＡｊａｂ 又はそれと格子定数の略々等しれと
格子定数の略々等しい璽−■族化合物半導体でなる。
第１図、第２図及び第３図は本発明による半導体装置の
実施例を示す図である。 第１図 第２図 第３図 り一！−−十３１ 手続補正書 昭和８６年１１月２４日 特許 昭和 年 願第 最明の名称 半
導体装置 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 理 人 ５、補１ ６、補１ ７、補 明 細 書 （全文訂正） １、発明の名称 半導体装置 ２、特許請求の範囲 １、 第１の■−■族化合物牛導体でなる半導体基板の
主面上に、低温に於て絶縁性を呈する、深い準位を形成
する不純物の添加されてなる第２の■−■族化合物半導
体でなる層が、低温に於ける絶縁層として形成されてな
る構成を有する事を特徴とする半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、上
記第１の■−■族化合物半導体がＩｎＰでなり、上記第
２の凪−ｖ族化合物半導体がＩｎＰ又はそれと格子定数
が略々勢しい謙−Ｖ族化合物半導体でなる事を特徴とす
る半導体装置。 五 特許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、上
記第１の一一■族化合物半導体がＧａＡｓ でなり、
上記第２の嵐−■族化合物半導体がＧａＡｓ 又はそ
れと格子定数が略々等しい■−■族化合物牛導体でなる
事を％黴とする半導体装置。 ４．４Ｉ許請求の範囲路１項所載の半導体装置に於て、
上記第１の思−■族化合物半導体がＩ ａｉｍ でなり
、上記第２の虱−■族化合物半導体がＡ／８ｂ 又はそ
れと格子定数か略々等しいｌ−Ｖ族化合物半導体でなる
事を特徴とする半導体装置。 ５．４１許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、
上記第１の門−■族化合物半導体がｌｍ８ｂ でなり、
上記第２の門−■族化合物半導体がＡＪＰｓｂ 又は
それと格子定数が略々等しいシー■族化合物半導体でな
る事を特徴とする半導体装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、低温に於て半導体基板の主面上に絶縁層が形
成されて構成を有する、低温に於て機能する半導体装置
に関する。 斯種半導体装置としてｌ−■族化合物半導体基板を用い
たＭＩ８Ｉｌ電界効果トランジスタがあるが、斯るＭＩ
８瀝電界効果トランジスタに於て、従来、そのゲート絶
縁層として作用する絶縁層が、ｍ−ｖ族化合物半導体基
板に対する陽極酸化法、熱酸化法、熱窒化法により形成
されてなる絶縁層でなるものが提案されている。 然し乍ら、斯る方法によって形成された絶縁層の場合、
その絶縁層が朧−ｖ族化合物半導体基板を構成せる材料
の酸化物又は窒化物でなるので、ｎｌ−ｖ族化合物半導
体基板との間で表面準位の少ない界面を形成せるものと
して良好に形成されているも、熱安定性が惑いという欠
点を有していた。又絶縁層をＦｆｒ喪の比較的大なる厚
さを有するものとして形成することが出来ないという欠
点を有していた。 又従来、Ｍ１８型電界効果トランジスタに於て、そのゲ
ート絶縁層として作用する絶縁層が、真空蒸着法、スパ
ッタリング法により形成されてなる、１ｔ−ｖ族化合物
半導体基板を構成せる材料以外の職化物、例えば８ｉ０
． 、 Ｕ、Ｏ，等でなる絶縁層でなるものも提案され
ている。 然し乍ら、斯る方法によって形成された絶縁層の場合、
熱安定性が良いものとして形°成されているも、その絶
縁層がｍ−■族化合物半導体基板を構成せる材料とは異
なる材料の酸化物でなる為、１−■族化合物半導体基板
との間で表面準位密度の少ない界面を形成せるものとし
て形成されていないという欠点を有していた。 依って本発明は上述せる。欠点のない新規な斯檀牛導体
装置を提案せんとするもので、以下詳述する所より明ら
かとなるであろう。 第１図は本発明による半導体装置の第１の実施例を示し
、半絶縁性半導体基板本体１上にＮ形半導体層２が形成
されてなる構成の■−■族化合物半導体でなる半導体基
板３を有し、その半導体基板３の主面４上にソース電極
５及びドレイン電極６がオーンツクに附され、又主面４
上にソース電極５及びドレイン電極６間に於て、低温に
於て絶縁性を呈する、深い単位を形成する。Ｆ・、Ｏｒ
、０等の不純物の添加されてなるｍ−■族化合物半導体
でなる層７を介してゲート電極８が配されてなる、ＭＩ
８１を電界効果トランジスタ構成を有する。 この場合、半絶縁性半導体基板本体１が１０７〜１０Ω
・備の高比抵抗を有する単結晶１ｎＰでなり、又半導体
層２が１０ 〜１０１ｍ のキャリア濃度を有する単
結晶ＩｎＰ又は単結晶ＧａＡｓでなる。又深い単位を形
成する不純物の添加されてなる一一■族化合物半導体で
なる層７が、半導。 体層２が単結晶ＩｎＰでなる場合、深い単位を形成する
不純物の添加された単結晶１ｎＰ又はそれと格子定数が
略々等しい例えばＩｎ）ｈｌＡｓ Ｐ系の単結晶門−■
族化合物半導体でなり、又半導体層２が単結晶（）＆Ａ
ｌでなる場合、深い単位を形成する不純物の添加された
単結晶ＧａＡｓ又はそれと格子定数が略々等しい例えば
ＧａＭｈＰ系の単結−晶■−ｖ族化合物半導体でなる。 以上が本発明による半導体装置の第１の実施例であるが
、斯る構成によれば、その層７は、それが■−■族化合
物半導体でなるとしても、その■−■族化合物半導体に
は深い準位を形成する不純物が添加されているので、常
温に於て高比抵抗を呈し半絶縁性を呈しているものであ
るが、低温（液体窒素温度）に於てｍ−■族化合物半導
体中に於ける活性な電子濃度が減少することにより、常
温に於ける場合に比し格段的に大なる比抵抗を呈し、従
って高い絶縁性を呈するものである。この為第１図にて
上述せる本発明による半導体装置の第１の実施例の構成
によれば、低温に於て、層７がゲート絶縁層として作用
して、通常のＭＩ８電界効果トランジスタとして動作す
るものである。 斯（第１図にて上述せる本発明による半導体装置の第１
の実施例によれば、層７が低温に於て絶縁層として作用
するものであるが、その層７が、深い単位を形成する不
純物の添加された、半導体基板３の半導体層２と同じ冬
は格子定数が略々等しい厘−Ｖ族化合物半導体（半導体
層２が単結晶ＩｎＰでなる場合、単結晶１ｎＰ又はそれ
と格子定数が等しい単結晶服−■族化合物半導体、半導
体２が単結晶ＧμＳである場合、単結晶ＧａＡｓ又はそ
れと格子定数が等しい単結晶門−■族化合物半導体）で
なるので、層７は半導体基板３の半導体層２との間で表
面準位の少ない界面を形成するものとして良好に形成さ
れているものである。又層７は、絶縁層として作用する
低温の温度範囲に於て、熱的に安定なものである。更に
層７は、Ｃれを例えばエピタキシャル成長法により所要
の厚さに容易に形成し得るものである。 依って第１図にて上述せる本発明による半導体装置の第
１の実施例によれば、冒頭にて前述せる従来の半導体装
置の利点はこれを有するも欠点を有しないという大なる
特徴を有するものである。 次に第２図を伴なって本発明による半導体装置め第２の
実施例を述べるに、ｍ−ｖ族化合物半導体でなる牛絶縁
性牛導体基板２１を有し、その半絶縁性本齢番牛導体基
板２１の主面上に、低温に於て絶縁性を呈する、深い準
位を形成するＦｅ、０ｒ１０等の不純物の添加されてな
る四−ｖ族化合物半導体でなる層２２を介して電極２ｓ
が配され、一方半絶縁性半導体基板２１の層２２側とは
反対側の主面上に電極２４が附されてなる、ＭＩ８！！
！ダイオード構成を有する。 この場合、牛絶縁性°半導体基板２１が、単結晶 Ｉｎ
Ａ１でなり、又深い単位を形成する不純物の添加されて
なる膳−■族化合物半導体でなる層２２が単結晶Ａ／８
ｂ又はそれと格子定数が略々等しいＩｎＰ 、 Ｉｎ８
１ｓＰ系、ＩｎａｂＡｓ系、ＧａＳｂＡｓ系の単結晶型
−■族化合物半導体でなる。 以上が本発明による半導体装置の第２の実施例であるが
、斯る構成によれば、その層２２は、それが深い単位を
形成する不純物の添加されてなるｌ−Ｖ族化合１半導体
でなるので、第１図にて上述せる本発明による半導体装
置の′ＩＰ、１の実施例に於ける層７と閾様に、低温に
於て絶縁層（層２２がＯｒを深い準位を形成する不純物
として添加せる単結晶ＭＳｂで−なる場合 １ ｏ １
２Ω１以上の高比抵抗を有する）として作用して、通常
のＭＩａ型ダイオードとして動作するものである。 斯く第２図にて上述せる本発明による半導体装置の第２
の実施例によれば、層２２が低温に於て絶縁層として作
用するものであるが、その層２２が、上述せる本発明の
第、１の実施例の場合と同様に、半導体基板２１と同じ
又は格子定数か時々等しい■−■族化合物半導体でなる
ので、ｌｍ１２２は、上述せる本発明の第１の実施例の
場合と同様に、半導体基板２１との間で表面準位の少な
い界面を形成せるものとして良好に形成されているもの
であり、又絶縁層として作用する低温の温に範囲に於て
熱的に安定なものであり、更に所要の厚さに容易に形成
され得るものである等の大なる特徴を有するものである
。 次に第５図を伴なって本発明による半導体装置の第３の
実施例を述べるに、１ｔ−ｖ族化合物半導体でなるＰ型
の半絶縁性半導体基板３１内にその主面側よりソース領
域としてのＮ＋型の半導体領域６２及びドレイン領域と
してのＮ＋型の半導体領域３３が形成され、又半絶縁性
半導体基板３１の主面の半導体領域３２及び６５間の領
域に、低温に於て絶縁性を呈する、深い準位を形成する
Ｆ・、ｃｒ、ｏ等の不純物の添加されてなる膳−Ｖ族化
合物でなる層６４を介して、ゲート電極３５が配され、
又半導体領域３２及び５３にソース電極５Ｂ及び３９が
附されてなる、ＮチャンネルＭＩａ型電界効果トランジ
スタ構成を有する。 この場合、半絶縁性半導体基板３１が単結晶Ｉｎ８ｂ
でなり、又深い゛準位を形成する不純物の添加されて
なる一−ｖ族化合物半導体でなる層３４が単結晶ｕＳｂ
又はこれと格子定数の略々等しい単結晶門−ｖ族化合物
半導体でなる。 以上が本発明による半導体装置のｔｊｐＪ６の実施例で
あるが、斯る構成によれば、その層６４は、それが深い
準位を形成する不純物の添加されてなる朧−■族化合物
半導体でなるので、第２図にて上述ぜる本発明による半
導体装置のｗＪ２の実施例に於ける鳩２２と同様に、低
重に於て絶縁層として作用して、通常のＮチャンネルＭ
ｌａ型電界効果トランジスタとして動作するものである
。 斯く第３図にて上述せる本発明による半導体装置の第３
の実施例によれば、層３４が低温に・於て絶縁層として
作用するものであるが、その層３４が上述せる本発明の
第２の実施例の場合と同様に、半導体基板３１と同じ又
は格子定数が略々等しい■−ｖ族化合物半尋体でなるの
で、層５４は、上述せる本発明の＠２の実施例の場合と
同様に、半導体基板３１との間で表面準位の少ない界面
を形成せるものとして良好に形成されているものであり
、又絶縁層として作用する低温の温度範囲に於て熱的に
安定なものであり、更に所要の厚さに容易に形成され得
る等の大なる特徴を有するものである。 尚上述に於ては、本発明をＭＩａ型電界効果トランジス
タ構成、ＭＩａ型ダイオード構成に適用した場合の実施
例を述べたが、喪は半導体基板の主面上に低温に於て絶
縁層として作用する層が形成されてなる構成の種々の半
導体装置に本発明を適用し得ること明らかであろう。 ４、図面の簡単な説明 第１図、第２図及びＩＩｇ！１図は夫々本発明をこよる
半導体装置の第１、＄２及び第５の実施例を示す路線的
断面図である。 １中、１は半絶縁性半導体基板本体、２＆ま半導体層、
５．２１及びＳｌは半導体基板、４４才主面、５及び５
８はソース電極、６及び３９Ｇまドレイン電極、７．２
２及び３４は低温番こ於て絶縁性を呈する、深い単位を
形成する不純物の除却されてなる１ｉ−ｖ＊化合物半導
体でなる層、８及び３５はゲート電極、２３及び２４は
電極を夫々示す。 出願人 日本電ＩＩ電話公社
実施例を示す図である。 第１図 第２図 第３図 り一！−−十３１ 手続補正書 昭和８６年１１月２４日 特許 昭和 年 願第 最明の名称 半
導体装置 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 理 人 ５、補１ ６、補１ ７、補 明 細 書 （全文訂正） １、発明の名称 半導体装置 ２、特許請求の範囲 １、 第１の■−■族化合物牛導体でなる半導体基板の
主面上に、低温に於て絶縁性を呈する、深い準位を形成
する不純物の添加されてなる第２の■−■族化合物半導
体でなる層が、低温に於ける絶縁層として形成されてな
る構成を有する事を特徴とする半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、上
記第１の■−■族化合物半導体がＩｎＰでなり、上記第
２の凪−ｖ族化合物半導体がＩｎＰ又はそれと格子定数
が略々勢しい謙−Ｖ族化合物半導体でなる事を特徴とす
る半導体装置。 五 特許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、上
記第１の一一■族化合物半導体がＧａＡｓ でなり、
上記第２の嵐−■族化合物半導体がＧａＡｓ 又はそ
れと格子定数が略々等しい■−■族化合物牛導体でなる
事を％黴とする半導体装置。 ４．４Ｉ許請求の範囲路１項所載の半導体装置に於て、
上記第１の思−■族化合物半導体がＩ ａｉｍ でなり
、上記第２の虱−■族化合物半導体がＡ／８ｂ 又はそ
れと格子定数か略々等しいｌ−Ｖ族化合物半導体でなる
事を特徴とする半導体装置。 ５．４１許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、
上記第１の門−■族化合物半導体がｌｍ８ｂ でなり、
上記第２の門−■族化合物半導体がＡＪＰｓｂ 又は
それと格子定数が略々等しいシー■族化合物半導体でな
る事を特徴とする半導体装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、低温に於て半導体基板の主面上に絶縁層が形
成されて構成を有する、低温に於て機能する半導体装置
に関する。 斯種半導体装置としてｌ−■族化合物半導体基板を用い
たＭＩ８Ｉｌ電界効果トランジスタがあるが、斯るＭＩ
８瀝電界効果トランジスタに於て、従来、そのゲート絶
縁層として作用する絶縁層が、ｍ−ｖ族化合物半導体基
板に対する陽極酸化法、熱酸化法、熱窒化法により形成
されてなる絶縁層でなるものが提案されている。 然し乍ら、斯る方法によって形成された絶縁層の場合、
その絶縁層が朧−ｖ族化合物半導体基板を構成せる材料
の酸化物又は窒化物でなるので、ｎｌ−ｖ族化合物半導
体基板との間で表面準位の少ない界面を形成せるものと
して良好に形成されているも、熱安定性が惑いという欠
点を有していた。又絶縁層をＦｆｒ喪の比較的大なる厚
さを有するものとして形成することが出来ないという欠
点を有していた。 又従来、Ｍ１８型電界効果トランジスタに於て、そのゲ
ート絶縁層として作用する絶縁層が、真空蒸着法、スパ
ッタリング法により形成されてなる、１ｔ−ｖ族化合物
半導体基板を構成せる材料以外の職化物、例えば８ｉ０
． 、 Ｕ、Ｏ，等でなる絶縁層でなるものも提案され
ている。 然し乍ら、斯る方法によって形成された絶縁層の場合、
熱安定性が良いものとして形°成されているも、その絶
縁層がｍ−■族化合物半導体基板を構成せる材料とは異
なる材料の酸化物でなる為、１−■族化合物半導体基板
との間で表面準位密度の少ない界面を形成せるものとし
て形成されていないという欠点を有していた。 依って本発明は上述せる。欠点のない新規な斯檀牛導体
装置を提案せんとするもので、以下詳述する所より明ら
かとなるであろう。 第１図は本発明による半導体装置の第１の実施例を示し
、半絶縁性半導体基板本体１上にＮ形半導体層２が形成
されてなる構成の■−■族化合物半導体でなる半導体基
板３を有し、その半導体基板３の主面４上にソース電極
５及びドレイン電極６がオーンツクに附され、又主面４
上にソース電極５及びドレイン電極６間に於て、低温に
於て絶縁性を呈する、深い単位を形成する。Ｆ・、Ｏｒ
、０等の不純物の添加されてなるｍ−■族化合物半導体
でなる層７を介してゲート電極８が配されてなる、ＭＩ
８１を電界効果トランジスタ構成を有する。 この場合、半絶縁性半導体基板本体１が１０７〜１０Ω
・備の高比抵抗を有する単結晶１ｎＰでなり、又半導体
層２が１０ 〜１０１ｍ のキャリア濃度を有する単
結晶ＩｎＰ又は単結晶ＧａＡｓでなる。又深い単位を形
成する不純物の添加されてなる一一■族化合物半導体で
なる層７が、半導。 体層２が単結晶ＩｎＰでなる場合、深い単位を形成する
不純物の添加された単結晶１ｎＰ又はそれと格子定数が
略々等しい例えばＩｎ）ｈｌＡｓ Ｐ系の単結晶門−■
族化合物半導体でなり、又半導体層２が単結晶（）＆Ａ
ｌでなる場合、深い単位を形成する不純物の添加された
単結晶ＧａＡｓ又はそれと格子定数が略々等しい例えば
ＧａＭｈＰ系の単結−晶■−ｖ族化合物半導体でなる。 以上が本発明による半導体装置の第１の実施例であるが
、斯る構成によれば、その層７は、それが■−■族化合
物半導体でなるとしても、その■−■族化合物半導体に
は深い準位を形成する不純物が添加されているので、常
温に於て高比抵抗を呈し半絶縁性を呈しているものであ
るが、低温（液体窒素温度）に於てｍ−■族化合物半導
体中に於ける活性な電子濃度が減少することにより、常
温に於ける場合に比し格段的に大なる比抵抗を呈し、従
って高い絶縁性を呈するものである。この為第１図にて
上述せる本発明による半導体装置の第１の実施例の構成
によれば、低温に於て、層７がゲート絶縁層として作用
して、通常のＭＩ８電界効果トランジスタとして動作す
るものである。 斯（第１図にて上述せる本発明による半導体装置の第１
の実施例によれば、層７が低温に於て絶縁層として作用
するものであるが、その層７が、深い単位を形成する不
純物の添加された、半導体基板３の半導体層２と同じ冬
は格子定数が略々等しい厘−Ｖ族化合物半導体（半導体
層２が単結晶ＩｎＰでなる場合、単結晶１ｎＰ又はそれ
と格子定数が等しい単結晶服−■族化合物半導体、半導
体２が単結晶ＧμＳである場合、単結晶ＧａＡｓ又はそ
れと格子定数が等しい単結晶門−■族化合物半導体）で
なるので、層７は半導体基板３の半導体層２との間で表
面準位の少ない界面を形成するものとして良好に形成さ
れているものである。又層７は、絶縁層として作用する
低温の温度範囲に於て、熱的に安定なものである。更に
層７は、Ｃれを例えばエピタキシャル成長法により所要
の厚さに容易に形成し得るものである。 依って第１図にて上述せる本発明による半導体装置の第
１の実施例によれば、冒頭にて前述せる従来の半導体装
置の利点はこれを有するも欠点を有しないという大なる
特徴を有するものである。 次に第２図を伴なって本発明による半導体装置め第２の
実施例を述べるに、ｍ−ｖ族化合物半導体でなる牛絶縁
性牛導体基板２１を有し、その半絶縁性本齢番牛導体基
板２１の主面上に、低温に於て絶縁性を呈する、深い準
位を形成するＦｅ、０ｒ１０等の不純物の添加されてな
る四−ｖ族化合物半導体でなる層２２を介して電極２ｓ
が配され、一方半絶縁性半導体基板２１の層２２側とは
反対側の主面上に電極２４が附されてなる、ＭＩ８！！
！ダイオード構成を有する。 この場合、牛絶縁性°半導体基板２１が、単結晶 Ｉｎ
Ａ１でなり、又深い単位を形成する不純物の添加されて
なる膳−■族化合物半導体でなる層２２が単結晶Ａ／８
ｂ又はそれと格子定数が略々等しいＩｎＰ 、 Ｉｎ８
１ｓＰ系、ＩｎａｂＡｓ系、ＧａＳｂＡｓ系の単結晶型
−■族化合物半導体でなる。 以上が本発明による半導体装置の第２の実施例であるが
、斯る構成によれば、その層２２は、それが深い単位を
形成する不純物の添加されてなるｌ−Ｖ族化合１半導体
でなるので、第１図にて上述せる本発明による半導体装
置の′ＩＰ、１の実施例に於ける層７と閾様に、低温に
於て絶縁層（層２２がＯｒを深い準位を形成する不純物
として添加せる単結晶ＭＳｂで−なる場合 １ ｏ １
２Ω１以上の高比抵抗を有する）として作用して、通常
のＭＩａ型ダイオードとして動作するものである。 斯く第２図にて上述せる本発明による半導体装置の第２
の実施例によれば、層２２が低温に於て絶縁層として作
用するものであるが、その層２２が、上述せる本発明の
第、１の実施例の場合と同様に、半導体基板２１と同じ
又は格子定数か時々等しい■−■族化合物半導体でなる
ので、ｌｍ１２２は、上述せる本発明の第１の実施例の
場合と同様に、半導体基板２１との間で表面準位の少な
い界面を形成せるものとして良好に形成されているもの
であり、又絶縁層として作用する低温の温に範囲に於て
熱的に安定なものであり、更に所要の厚さに容易に形成
され得るものである等の大なる特徴を有するものである
。 次に第５図を伴なって本発明による半導体装置の第３の
実施例を述べるに、１ｔ−ｖ族化合物半導体でなるＰ型
の半絶縁性半導体基板３１内にその主面側よりソース領
域としてのＮ＋型の半導体領域６２及びドレイン領域と
してのＮ＋型の半導体領域３３が形成され、又半絶縁性
半導体基板３１の主面の半導体領域３２及び６５間の領
域に、低温に於て絶縁性を呈する、深い準位を形成する
Ｆ・、ｃｒ、ｏ等の不純物の添加されてなる膳−Ｖ族化
合物でなる層６４を介して、ゲート電極３５が配され、
又半導体領域３２及び５３にソース電極５Ｂ及び３９が
附されてなる、ＮチャンネルＭＩａ型電界効果トランジ
スタ構成を有する。 この場合、半絶縁性半導体基板３１が単結晶Ｉｎ８ｂ
でなり、又深い゛準位を形成する不純物の添加されて
なる一−ｖ族化合物半導体でなる層３４が単結晶ｕＳｂ
又はこれと格子定数の略々等しい単結晶門−ｖ族化合物
半導体でなる。 以上が本発明による半導体装置のｔｊｐＪ６の実施例で
あるが、斯る構成によれば、その層６４は、それが深い
準位を形成する不純物の添加されてなる朧−■族化合物
半導体でなるので、第２図にて上述ぜる本発明による半
導体装置のｗＪ２の実施例に於ける鳩２２と同様に、低
重に於て絶縁層として作用して、通常のＮチャンネルＭ
ｌａ型電界効果トランジスタとして動作するものである
。 斯く第３図にて上述せる本発明による半導体装置の第３
の実施例によれば、層３４が低温に・於て絶縁層として
作用するものであるが、その層３４が上述せる本発明の
第２の実施例の場合と同様に、半導体基板３１と同じ又
は格子定数が略々等しい■−ｖ族化合物半尋体でなるの
で、層５４は、上述せる本発明の＠２の実施例の場合と
同様に、半導体基板３１との間で表面準位の少ない界面
を形成せるものとして良好に形成されているものであり
、又絶縁層として作用する低温の温度範囲に於て熱的に
安定なものであり、更に所要の厚さに容易に形成され得
る等の大なる特徴を有するものである。 尚上述に於ては、本発明をＭＩａ型電界効果トランジス
タ構成、ＭＩａ型ダイオード構成に適用した場合の実施
例を述べたが、喪は半導体基板の主面上に低温に於て絶
縁層として作用する層が形成されてなる構成の種々の半
導体装置に本発明を適用し得ること明らかであろう。 ４、図面の簡単な説明 第１図、第２図及びＩＩｇ！１図は夫々本発明をこよる
半導体装置の第１、＄２及び第５の実施例を示す路線的
断面図である。 １中、１は半絶縁性半導体基板本体、２＆ま半導体層、
５．２１及びＳｌは半導体基板、４４才主面、５及び５
８はソース電極、６及び３９Ｇまドレイン電極、７．２
２及び３４は低温番こ於て絶縁性を呈する、深い単位を
形成する不純物の除却されてなる１ｉ−ｖ＊化合物半導
体でなる層、８及び３５はゲート電極、２３及び２４は
電極を夫々示す。 出願人 日本電ＩＩ電話公社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １．４ｉ１のＩ−Ｖ族化合物半導体てなる半導体基板の
主面上に、低温に於て絶縁性を呈する、深い準位を形成
する不純物の添加されてなるｔｓ２のｉ−ｖ族化合物半
導体でなる層が、低温に於ける絶縁層として形成されて
なる構成を有する事を特徴とする半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、上
記第１のＩ−Ｖ族化合物半導体がＩｎＰでなり、上記第
２のＩ−Ｙ族化合物半導体がＩｎＰ又はそれと格子定数
が略々等しい■−Ｖ族化合物半導体でなる事を特徴とす
る半導体装置。 五 特許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、上
記ｊ１１のＩ −Ｖ族化合物半導体がＧａＡｓ でな
り、上記第２の璽−ｖ族化合物半導体がＧａＡｔ又はそ
れと格子定数が略々等しい璽−ｖ族化合物半導体でなる
事を特徴とする半導体装置。 ４．４Ｉ許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、
上記第１のＩ−Ｖ族化合物半導体がＩｎＡ＠ でなり、
上記第２のＩ−Ｖ族化合物半導体がＩＪ８ｂ 又はそ
れと格子定数が略々等しいＩ−Ｖ族化合物半導体でなる
事を％徴とする半導体装置。 ５、特許請求の範囲第１項所載の半導体装置に於て、上
記第１の■−マ族化合物半導体がＩ ａａｂ でなり、
上記第２のｌ−Ｖ族化合物半導体がムｊ８ｂ 又はそ
れと格子定数が略々等しいＩ−Ｖ族化合物半導体でなる
事を特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56180478A JPS5882570A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56180478A JPS5882570A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5882570A true JPS5882570A (ja) | 1983-05-18 |
Family
ID=16083917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56180478A Pending JPS5882570A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5882570A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4567503A (en) * | 1983-06-29 | 1986-01-28 | Stauffer Chemical Company | MIS Device employing elemental pnictide or polyphosphide insulating layers |
| FR2569056A1 (fr) * | 1984-08-08 | 1986-02-14 | Japan Res Dev Corp | Transistor a induction statique du type a injection par effet tunnel et circuit integre comprenant un tel transistor |
| JPS62262467A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-14 | Nec Corp | 電界効果トランジスタ |
| JPS62268165A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-20 | Nec Corp | 電界効果トランジスタ |
| US5247349A (en) * | 1982-11-16 | 1993-09-21 | Stauffer Chemical Company | Passivation and insulation of III-V devices with pnictides, particularly amorphous pnictides having a layer-like structure |
| JP2009197954A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Shindengen Mechatronics Co Ltd | 弁 |
-
1981
- 1981-11-11 JP JP56180478A patent/JPS5882570A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5247349A (en) * | 1982-11-16 | 1993-09-21 | Stauffer Chemical Company | Passivation and insulation of III-V devices with pnictides, particularly amorphous pnictides having a layer-like structure |
| US4567503A (en) * | 1983-06-29 | 1986-01-28 | Stauffer Chemical Company | MIS Device employing elemental pnictide or polyphosphide insulating layers |
| FR2569056A1 (fr) * | 1984-08-08 | 1986-02-14 | Japan Res Dev Corp | Transistor a induction statique du type a injection par effet tunnel et circuit integre comprenant un tel transistor |
| JPS62262467A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-14 | Nec Corp | 電界効果トランジスタ |
| JPS62268165A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-20 | Nec Corp | 電界効果トランジスタ |
| JP2009197954A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Shindengen Mechatronics Co Ltd | 弁 |
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