JPS5893377A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS5893377A JPS5893377A JP56192593A JP19259381A JPS5893377A JP S5893377 A JPS5893377 A JP S5893377A JP 56192593 A JP56192593 A JP 56192593A JP 19259381 A JP19259381 A JP 19259381A JP S5893377 A JPS5893377 A JP S5893377A
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- JP
- Japan
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- semiconductor
- electron
- layer
- control electrode
- layers
- 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.)
- Granted
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-
- 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
Landscapes
- Non-Volatile Memory (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】
＋ｌ） 発明の技術分野
本発明は半導体装置に関する。詳しくは、本特許出願の
出願ムのなした先の特許出願（特願昭第５５−８２０３
５号と特願昭第３４−、、１７１０２６号）に係る高電
子移動度トランジスタの改良に関する。
出願ムのなした先の特許出願（特願昭第５５−８２０３
５号と特願昭第３４−、、１７１０２６号）に係る高電
子移動度トランジスタの改良に関する。
（２）技術の背景
高電子移動度トランジスタとは電子親和力の相異なる２
種の半導体を接合することにより形成される一つのへテ
ロ接合面の近傍に蓄積される電子群（二次元電子ガス）
の電子濃度を制ａＸ極によって制御して、他に設けられ
た一対の入°出力電極間に前記蓄積電子群によって形成
される導電路のインピーダンスを制御する能動的半導体
装置をいう。
種の半導体を接合することにより形成される一つのへテ
ロ接合面の近傍に蓄積される電子群（二次元電子ガス）
の電子濃度を制ａＸ極によって制御して、他に設けられ
た一対の入°出力電極間に前記蓄積電子群によって形成
される導電路のインピーダンスを制御する能動的半導体
装置をいう。
高電子移動度トランジスタの大きな特徴は、上記の蓄積
電子群（二次元電子ガス）の電子移動家が、不純物散乱
による効果が電子移動度を抑制する主因となるような低
い温度例えば７７セ以下のの温度において、極めて大き
くなることである０すなわち、上記の蓄積電子群（二次
元電子ガス）は、電子親和力の大きな半導体層（チャン
ネル層）中ではあるが、ヘテロ接合のどく近傍に、ごく
薄＜１００Ｘ程度以内の範囲に蓄積されるので、電子親
和力の小さな早場−よりなる層（電子供給層）から空間
的に分離され、その電子移動度は不純物散乱によって影
響されない。そこで、この不純物散乱による効果が電子
移動度の増大を組むこととなるような低温において、極
めて大きな電子移動陵、すなわち、７７°Ｋにおいテ１
．５ Ｘ １０’ ｔｙｍ” ／ＶＢ。
電子群（二次元電子ガス）の電子移動家が、不純物散乱
による効果が電子移動度を抑制する主因となるような低
い温度例えば７７セ以下のの温度において、極めて大き
くなることである０すなわち、上記の蓄積電子群（二次
元電子ガス）は、電子親和力の大きな半導体層（チャン
ネル層）中ではあるが、ヘテロ接合のどく近傍に、ごく
薄＜１００Ｘ程度以内の範囲に蓄積されるので、電子親
和力の小さな早場−よりなる層（電子供給層）から空間
的に分離され、その電子移動度は不純物散乱によって影
響されない。そこで、この不純物散乱による効果が電子
移動度の増大を組むこととなるような低温において、極
めて大きな電子移動陵、すなわち、７７°Ｋにおいテ１
．５ Ｘ １０’ ｔｙｍ” ／ＶＢ。
５°Ｋにおいて５ Ｘ １０’ ｃａｒ” ／ ’ＶＳ
程度となることが夾験的に確認されている。
程度となることが夾験的に確認されている。
ところｆ、かかる蓄積電子群（二次元電子ガス）の電子
移動度は、ヘテロ接合近傍に存在するイオン化された不
純物・にもとづく不純物散乱に多かれ少なかれ影響され
る０この悪影響の原因となる不純物は電子供給層すなわ
ち電子源をなす電子親和力の小さな半導体に含有される
ものをチャンネル廣すなわち電子親和力の大きな半導体
に含有されるものとがある。従来技術の高電子移動度ト
ランジスタにおいては電子供給層はｎ型の不純物を含有
して電子源となされており、チャンネル層のみ不純物を
含有しないものとされていた。そこフ、電子親和力の小
さな早場一体に含有される不純物による散乱の影響を低
減して電子移動度を大きくするには蓄積電子群（二次元
電子ガス）の電子面濃度を増加すればよいことになる。
移動度は、ヘテロ接合近傍に存在するイオン化された不
純物・にもとづく不純物散乱に多かれ少なかれ影響され
る０この悪影響の原因となる不純物は電子供給層すなわ
ち電子源をなす電子親和力の小さな半導体に含有される
ものをチャンネル廣すなわち電子親和力の大きな半導体
に含有されるものとがある。従来技術の高電子移動度ト
ランジスタにおいては電子供給層はｎ型の不純物を含有
して電子源となされており、チャンネル層のみ不純物を
含有しないものとされていた。そこフ、電子親和力の小
さな早場一体に含有される不純物による散乱の影響を低
減して電子移動度を大きくするには蓄積電子群（二次元
電子ガス）の電子面濃度を増加すればよいことになる。
電°子面濃変の上昇により電子の散乱ポテンシャルのス
クリーニング効果が大きくなるから１ある０蓄積電子群
（二次元電子ガス）の電子面濃度を大きくするには電子
供給層のｎ型不純物濃度を大きくすればよく、これによ
り電子移動度も大きくなしうる。しかし、一方、電子供
給層のｎ型不純物濃度を大きくすると高温工程において
チャンネル層中に拡散するｎ型不純物の濃度も増大する
から、このチャンネル層中に存在する不純物にもとづく
不純物散乱の影響が大きくなり、結果として電子移動度
は低下する。したがって、電子供給層中の不純物濃度を
無制限に大きくすることは！きない。
クリーニング効果が大きくなるから１ある０蓄積電子群
（二次元電子ガス）の電子面濃度を大きくするには電子
供給層のｎ型不純物濃度を大きくすればよく、これによ
り電子移動度も大きくなしうる。しかし、一方、電子供
給層のｎ型不純物濃度を大きくすると高温工程において
チャンネル層中に拡散するｎ型不純物の濃度も増大する
から、このチャンネル層中に存在する不純物にもとづく
不純物散乱の影響が大きくなり、結果として電子移動度
は低下する。したがって、電子供給層中の不純物濃度を
無制限に大きくすることは！きない。
（８） 従来技術と問題点
従来技術における高電子移動度トランジスタにおいては
、蓄積電子群（二次元電子ガス）の電子面濃度は増大す
る効果は有するがチャンネル層中に拡散する不純物の量
は増大させないという目的をもって、ｎ型の不純物を含
有する電子供給層と不純物を含有しないチャンネル層と
の間に電子供給層と同一の半導体よりなり不純物を含有
しない層（）？ツ７７層）を介在させていた。ところで
、この・９７７７層の厚さを大きくすればする稈、電子
供給層中の不純物がチャンネル層中に拡散する慈影蕃は
防止しうるが、一方、この厚さを大きくすればする程、
電子親和力の差に起因する？テンシャルギャップの効果
は減殺されるから、蓄積電子群（二次元電子ガス）の電
子面濃度は減少する。
、蓄積電子群（二次元電子ガス）の電子面濃度は増大す
る効果は有するがチャンネル層中に拡散する不純物の量
は増大させないという目的をもって、ｎ型の不純物を含
有する電子供給層と不純物を含有しないチャンネル層と
の間に電子供給層と同一の半導体よりなり不純物を含有
しない層（）？ツ７７層）を介在させていた。ところで
、この・９７７７層の厚さを大きくすればする稈、電子
供給層中の不純物がチャンネル層中に拡散する慈影蕃は
防止しうるが、一方、この厚さを大きくすればする程、
電子親和力の差に起因する？テンシャルギャップの効果
は減殺されるから、蓄積電子群（二次元電子ガス）の電
子面濃度は減少する。
換言すれば、７９２７７層の効果には、おのずと限度が
ある。そこ〒、もし、蓄積電子群（二次元電子ガス）の
電子源を電子供給層に含有されるｎ型不純物ではなく、
他の要素に求めることがｆきれば、不純物散乱の影響を
最小にして、しかも、蓄積電子群（二次元電子ガス）の
電子面濃度を十分大きくなしうるの１１電子移動度を従
来技術における高電子移動度トランジスタより更に大き
くなしうる筈である。
ある。そこ〒、もし、蓄積電子群（二次元電子ガス）の
電子源を電子供給層に含有されるｎ型不純物ではなく、
他の要素に求めることがｆきれば、不純物散乱の影響を
最小にして、しかも、蓄積電子群（二次元電子ガス）の
電子面濃度を十分大きくなしうるの１１電子移動度を従
来技術における高電子移動度トランジスタより更に大き
くなしうる筈である。
（４）発明の目的
本発明の目的はこの要請を満足するもの１あり、電子源
を電子供給層に含有されるｉ型不純物に依存するの１は
なく、他の要素にこれを求め、しかも、蓄積電子群（二
次元電子ガス）の電子面濃度を十分に大きくして、不純
物散乱の影蕃を増大することなく蓄積電子群（二次元電
子ガス）の電子移動度が増加されている高電子移動度ト
ランジスタを提供するこ・とにある。
を電子供給層に含有されるｉ型不純物に依存するの１は
なく、他の要素にこれを求め、しかも、蓄積電子群（二
次元電子ガス）の電子面濃度を十分に大きくして、不純
物散乱の影蕃を増大することなく蓄積電子群（二次元電
子ガス）の電子移動度が増加されている高電子移動度ト
ランジスタを提供するこ・とにある。
（＋５）発明の構成
本発明の構成は、（イ）電子親和力を異にする２種の早
場体よりなる二重層を有し、その界面近傍に上記２種の
早場体の電子親和力の差にもとづいて蓄積される電子群
（二次元電子ガス）を導電媒体とし、（ロ）上記の早場
体二重層のいずれかの層上に形成される制御電極をもっ
て、上記の導電媒体により入・出力電極の間に構成され
る導電路のインピーダンスを制御することを基本原理と
する高電子移動度トランジスタにおいて、（ハ）上記の
二つの半導体層がともに実質的に不純物を含有しておら
ず、に）制御電極の一部領域または全部の領域は光等の
電磁波を透過しう１、るようにな−されており、（ホ）
制御電極の下部領域においては少なくとも電子供給層に
対して低温の下において電磁波が照射されており、（へ
）そのまま低温に保たれていることにある。
場体よりなる二重層を有し、その界面近傍に上記２種の
早場体の電子親和力の差にもとづいて蓄積される電子群
（二次元電子ガス）を導電媒体とし、（ロ）上記の早場
体二重層のいずれかの層上に形成される制御電極をもっ
て、上記の導電媒体により入・出力電極の間に構成され
る導電路のインピーダンスを制御することを基本原理と
する高電子移動度トランジスタにおいて、（ハ）上記の
二つの半導体層がともに実質的に不純物を含有しておら
ず、に）制御電極の一部領域または全部の領域は光等の
電磁波を透過しう１、るようにな−されており、（ホ）
制御電極の下部領域においては少なくとも電子供給層に
対して低温の下において電磁波が照射されており、（へ
）そのまま低温に保たれていることにある。
上記の構成においては、チャンネル層のみならず電子供
給層にも不純物は含有されていないの１、不純物散乱の
影響は最小限に限定されており、一方、低温において少
なくとも電子供給層に対し光等の電磁波が照射されて電
子供給層を構成する早場体またはこれに含まれる浅い不
純物単位が励起されているの１電子供給層とチャンネル
層とのへテロ界面近傍には十分な量の電子群が蓄積され
て二次元電子ガスを構成しているので、電子移動度が従
来の高電子移動度トランジスタにおけるよりも更に高い
高電子移動度トランジスタを提供することができる。
給層にも不純物は含有されていないの１、不純物散乱の
影響は最小限に限定されており、一方、低温において少
なくとも電子供給層に対し光等の電磁波が照射されて電
子供給層を構成する早場体またはこれに含まれる浅い不
純物単位が励起されているの１電子供給層とチャンネル
層とのへテロ界面近傍には十分な量の電子群が蓄積され
て二次元電子ガスを構成しているので、電子移動度が従
来の高電子移動度トランジスタにおけるよりも更に高い
高電子移動度トランジスタを提供することができる。
なお、上記の構成（二おいて、電子供給層とチャンネル
層とのへテロ界面近傍に蓄積される二次元電子ガスの面
濃度は、電磁波の照射によって発生する自由電子の量に
よって決定されるから、上記の不純物散乱の発生を防止
する効果が十分期待しうる種変の厚さを有し不純物を含
有しない電子供給層に接してこれと同一の早場体よりな
りｎ型の不純物を含有する追加層が追加されていること
は、電子移動藏を増大するために有効１ある。このｌｉ
！施態様における、不純物を含有しない電子供給層の有
するべき厚さの下限は上記の不純物拡散を抑制しうる厚
さであるが、早場体の組み合わせが砒化ガリ為つム（Ｇ
ａＡａ）とアルミニエウムガリ具つム砒素（ム／Ｇａ口
）の場合、１５０Ｘ程＆！ある。
層とのへテロ界面近傍に蓄積される二次元電子ガスの面
濃度は、電磁波の照射によって発生する自由電子の量に
よって決定されるから、上記の不純物散乱の発生を防止
する効果が十分期待しうる種変の厚さを有し不純物を含
有しない電子供給層に接してこれと同一の早場体よりな
りｎ型の不純物を含有する追加層が追加されていること
は、電子移動藏を増大するために有効１ある。このｌｉ
！施態様における、不純物を含有しない電子供給層の有
するべき厚さの下限は上記の不純物拡散を抑制しうる厚
さであるが、早場体の組み合わせが砒化ガリ為つム（Ｇ
ａＡａ）とアルミニエウムガリ具つム砒素（ム／Ｇａ口
）の場合、１５０Ｘ程＆！ある。
上記の構成において電子供給層とチャンネル層とのへテ
ロ界面近傍に蓄積される電子群の量は、低温に保持され
ているか「す、少なくとも１年間程度の期間は顕著な減
少は認められないが、いずれにせよ、時間の経過ととも
に指数函数的に減少することは避は難い。そこ１、高電
子移動度トランジスタを低温容器に保つだけでなく、こ
れに間欠的に光等の電磁波を照射する手段、例えば、制
御電極に対接して配設された早場体発光素子とこれを所
望の時間毎に動作させるべき回路とを設けておくことは
、産業上の利用性を向上する見地から極めて有意義であ
る。第１の構成における高電子移動度トランジスタの寿
命が比較的短いことに比し、この構成における高電子移
動度トランジスタの寿命は非常に長いから１あるＯ この第２の構成にあっても、ｎｌｌの不純物を含有する
追加層を設けることは有効！ある。
ロ界面近傍に蓄積される電子群の量は、低温に保持され
ているか「す、少なくとも１年間程度の期間は顕著な減
少は認められないが、いずれにせよ、時間の経過ととも
に指数函数的に減少することは避は難い。そこ１、高電
子移動度トランジスタを低温容器に保つだけでなく、こ
れに間欠的に光等の電磁波を照射する手段、例えば、制
御電極に対接して配設された早場体発光素子とこれを所
望の時間毎に動作させるべき回路とを設けておくことは
、産業上の利用性を向上する見地から極めて有意義であ
る。第１の構成における高電子移動度トランジスタの寿
命が比較的短いことに比し、この構成における高電子移
動度トランジスタの寿命は非常に長いから１あるＯ この第２の構成にあっても、ｎｌｌの不純物を含有する
追加層を設けることは有効！ある。
畠電子移動度トランジスタを構成する２種の半導体の具
備するべき条件は、（イ）両者の格子定数が同一または
近似していること、（ロ）電子親和力の差が大きいこと
、（ハ）ノ々ンＰ−ヤツデが太き％ｚこと！あり、非常
に多数の組み合わせが存在するが、本発明はそのいずれ
の組み合わせに対しても適用可能マある０ 又、高電子移動度トランジスタはチャンネル層が電子供
給層の上層として構成される場合と下層として構成され
る場合とがあるが、本発明はそのいずれに対しても適用
しうる〇一般に電子親和力の大きな物質はノマンｒギャ
ップが小さく基礎吸収端波長は長いから、電子供給層が
下層の場合は、電子供給層に照射される電−一はチャン
ネル層中１一部吸収され減衰したものｆあるが、特にチ
ャンネル層が上層とされる場合、チャンネル層の厚さは
極めて薄＜ １０００ Ｘ程度であるから、実質的に十
分使用に耐えるからフある０ 照射に使用する電磁波の波長は電子供給層を構成する半
導体の基礎吸収端波長より短いことが望ましいが、上記
のとおり半導体中に不可避的に含まれる不純物の浅い不
純物準位も励起するから、上記の基礎吸収端波長より短
い波長ｆあることは必須の要件ｆはない０ 光等の電磁波の照射量の制御によりピンチオフ電圧の制
御が可能なことは言うまでもない０（６）実施例 以下、図面を参照しつつ、本出願に含まれる発明の二つ
の実施−例に係る高電子移動度トランジスタ：二ついて
説明し、本発明の構成と特有の効果とを更に明らかにす
る０ 半導体の組み合わせは、−例として、砒化ガリエウム（
Ｇａムθ）とアルミニエウムガリ晶つム砒素、１．′。
備するべき条件は、（イ）両者の格子定数が同一または
近似していること、（ロ）電子親和力の差が大きいこと
、（ハ）ノ々ンＰ−ヤツデが太き％ｚこと！あり、非常
に多数の組み合わせが存在するが、本発明はそのいずれ
の組み合わせに対しても適用可能マある０ 又、高電子移動度トランジスタはチャンネル層が電子供
給層の上層として構成される場合と下層として構成され
る場合とがあるが、本発明はそのいずれに対しても適用
しうる〇一般に電子親和力の大きな物質はノマンｒギャ
ップが小さく基礎吸収端波長は長いから、電子供給層が
下層の場合は、電子供給層に照射される電−一はチャン
ネル層中１一部吸収され減衰したものｆあるが、特にチ
ャンネル層が上層とされる場合、チャンネル層の厚さは
極めて薄＜ １０００ Ｘ程度であるから、実質的に十
分使用に耐えるからフある０ 照射に使用する電磁波の波長は電子供給層を構成する半
導体の基礎吸収端波長より短いことが望ましいが、上記
のとおり半導体中に不可避的に含まれる不純物の浅い不
純物準位も励起するから、上記の基礎吸収端波長より短
い波長ｆあることは必須の要件ｆはない０ 光等の電磁波の照射量の制御によりピンチオフ電圧の制
御が可能なことは言うまでもない０（６）実施例 以下、図面を参照しつつ、本出願に含まれる発明の二つ
の実施−例に係る高電子移動度トランジスタ：二ついて
説明し、本発明の構成と特有の効果とを更に明らかにす
る０ 半導体の組み合わせは、−例として、砒化ガリエウム（
Ｇａムθ）とアルミニエウムガリ晶つム砒素、１．′。
（Ａ／ＧａＡｓ）との組み合わせとする。
第１図は、本発明の一爽施例に係る高電子移動度トラン
ジスタの完成状態における断面図を示す。
ジスタの完成状態における断面図を示す。
図において、１はクローム（Ｏｒ）等を含有する砒化ガ
リュウム（ＧａＡｓ）よりなる基板〒あり、２は基板ｌ
上に格子整合の上形酸された実質的に不純物を含有しな
い砒化ガリエウム（ＧａＡｓ）層よりなるチャンネル層
マあり、およそｚｏｏｏスの厚さを有する。３はチャン
ネル層２上に格子整合の上形酸された実質的に不純物を
含有しないアルミニ瓢ウムガリュウム砒素（Ａ／ＧａＡ
ｓ）層よりなる電子供給層１あり、およそ５００ Ｈの
厚さを有する０以上の半導体ｒ＠２．３はモレキュラー
ビームエピタキシャル成長゛法を使用してつづけて形成
する。４は入・出力電極（ソース・ドレイン電極）形成
領域上に選択的に形成された金・ゲルマニエウム／金（
−ａｕＧｅ／Ａｕ）層よりなる入・出力電極（ソース・
ドレイン電極）−７’あり、４５０℃程度において熱処
理して電子供給層３を貫通してチャンネル層２の上部ま
で合金化して合金層５を形成しこれを介して入・出力電
極（ソース・ドレイン電極）４とチャンネル層２とを抵
抗性に接続しである。６は制御電極（ゲート電極）′Ｔ
！あり、本実施例にあっては１００Ｘ程度の厚さを有す
るアルｉ二−ウ桑（ムｌ）膜である。この程度の厚さに
おいては光等の電磁波を透過するから光照射用の開口は
不必要である。
リュウム（ＧａＡｓ）よりなる基板〒あり、２は基板ｌ
上に格子整合の上形酸された実質的に不純物を含有しな
い砒化ガリエウム（ＧａＡｓ）層よりなるチャンネル層
マあり、およそｚｏｏｏスの厚さを有する。３はチャン
ネル層２上に格子整合の上形酸された実質的に不純物を
含有しないアルミニ瓢ウムガリュウム砒素（Ａ／ＧａＡ
ｓ）層よりなる電子供給層１あり、およそ５００ Ｈの
厚さを有する０以上の半導体ｒ＠２．３はモレキュラー
ビームエピタキシャル成長゛法を使用してつづけて形成
する。４は入・出力電極（ソース・ドレイン電極）形成
領域上に選択的に形成された金・ゲルマニエウム／金（
−ａｕＧｅ／Ａｕ）層よりなる入・出力電極（ソース・
ドレイン電極）−７’あり、４５０℃程度において熱処
理して電子供給層３を貫通してチャンネル層２の上部ま
で合金化して合金層５を形成しこれを介して入・出力電
極（ソース・ドレイン電極）４とチャンネル層２とを抵
抗性に接続しである。６は制御電極（ゲート電極）′Ｔ
！あり、本実施例にあっては１００Ｘ程度の厚さを有す
るアルｉ二−ウ桑（ムｌ）膜である。この程度の厚さに
おいては光等の電磁波を透過するから光照射用の開口は
不必要である。
以上の製造工程完了後の状態においては、チャンネル層
２と電子供給層３との界面近傍に電子群は蓄積していな
いが、光等の電磁波を照射すると、図において入・出力
電極（ソース・ドレイン電極）の下部領域を除き、上記
のヘテｐ界面近傍に電子群７が蓄積してノーマリオン型
の高電子移動度トランジスタとして機能することになる
。
２と電子供給層３との界面近傍に電子群は蓄積していな
いが、光等の電磁波を照射すると、図において入・出力
電極（ソース・ドレイン電極）の下部領域を除き、上記
のヘテｐ界面近傍に電子群７が蓄積してノーマリオン型
の高電子移動度トランジスタとして機能することになる
。
ここ〒、電磁波照射後の状態における蓄積電子＊（二次
元電子ガス）の電子面濃度とその電子移動度とを７７０
にと５°にとにおいて測定せるところ、次表に示すとお
りであった。
元電子ガス）の電子面濃度とその電子移動度とを７７０
にと５°にとにおいて測定せるところ、次表に示すとお
りであった。
５°Ｋ ＬＯＸｌつ１１ １，２００，
０００この測定結果は、下表に示す従来技術における値
に比し大幅な改善を示す。
０００この測定結果は、下表に示す従来技術における値
に比し大幅な改善を示す。
従来技術の一例における電子面濃度と電子移動度７７０
Ｋ １３ Ｘ １０” １６０，０
００５’Ｋ ＆４ Ｘ １０” ５
４へ０００第２図は本発明の他の実施例に係る高電子移
動度トランジスタの完成状態における断面図を示す。
Ｋ １３ Ｘ １０” １６０，０
００５’Ｋ ＆４ Ｘ １０” ５
４へ０００第２図は本発明の他の実施例に係る高電子移
動度トランジスタの完成状態における断面図を示す。
第１図と異なるところは、電子供給層３の厚さが多少薄
＜１５０ム１あることと、電子供給層３上にｎ型のアル
ξ二集つムガリニウム砒素（ム／ＧａＡｓ ）よりなり
厚さ３１５０ Ａ程度の追加層８があることのみである
。
＜１５０ム１あることと、電子供給層３上にｎ型のアル
ξ二集つムガリニウム砒素（ム／ＧａＡｓ ）よりなり
厚さ３１５０ Ａ程度の追加層８があることのみである
。
この場合は、光等の電磁波の照射を受ける前から蓄積電
子群は存在するが、党勢の電磁波の照射によりその値が
下表に示すように向上する。
子群は存在するが、党勢の電磁波の照射によりその値が
下表に示すように向上する。
７７０Ｋ 電子面濃度 ＣＩＬ−” ＆！ｉ
Ｘ １０１１１Ｓ、０ Ｘ １０”電子移動度 ｃｍ２
／Ｖｗｃ １６０，０ＱＯ−’ １８１ＬＯＯ０５０
Ｋ 電子面濃度 ｃｍ−” ３．４８１０”
５．７ Ｘ １０”電子移動度 −／Ｖａｍ ｓ４Ｇ
、ｏｏｏ １．０Ｉ５ａ００Ｇ更に、興味あることは
、光等の電磁波の照射量を増加すると、第３図に示すと
おり、電子面濃度は、当然予想されたとおり、増大する
が、電子移動度と電子面濃度とは必らずしも比例せず、
電子面濃度と電子移動度との関係は第４図に示すとおり
極大値を有すること１ある。図において、曲線ムは７７
°Ｋにおける測定結果を、曲線Ｂは５鰭における測定結
果を、それぞれ示す。
Ｘ １０１１１Ｓ、０ Ｘ １０”電子移動度 ｃｍ２
／Ｖｗｃ １６０，０ＱＯ−’ １８１ＬＯＯ０５０
Ｋ 電子面濃度 ｃｍ−” ３．４８１０”
５．７ Ｘ １０”電子移動度 −／Ｖａｍ ｓ４Ｇ
、ｏｏｏ １．０Ｉ５ａ００Ｇ更に、興味あることは
、光等の電磁波の照射量を増加すると、第３図に示すと
おり、電子面濃度は、当然予想されたとおり、増大する
が、電子移動度と電子面濃度とは必らずしも比例せず、
電子面濃度と電子移動度との関係は第４図に示すとおり
極大値を有すること１ある。図において、曲線ムは７７
°Ｋにおける測定結果を、曲線Ｂは５鰭における測定結
果を、それぞれ示す。
上記のとおり、電子面濃度は時間に対し指数函数的に減
少するので、この第４図に示す特性を考慮に入れて光等
電磁波の照射量を決定すればよい。
少するので、この第４図に示す特性を考慮に入れて光等
電磁波の照射量を決定すればよい。
（７）発明の詳細
な説明せるとおり、本発明によれば、電子源を電子供給
層に含有されるｎｊｌ不純物に依存するのではなく他の
要素にこれを求め、しかも、蓄積電子群（二次元電子ガ
氷）の電子面濃度を十分大１１：： きくして、不純物散乱の影蕃を増大することなく・蓄積
電子群（二次元電子ガス）の電子移動度が増加されてい
る高電子移動度トランジスタを提供することができる０
層に含有されるｎｊｌ不純物に依存するのではなく他の
要素にこれを求め、しかも、蓄積電子群（二次元電子ガ
氷）の電子面濃度を十分大１１：： きくして、不純物散乱の影蕃を増大することなく・蓄積
電子群（二次元電子ガス）の電子移動度が増加されてい
る高電子移動度トランジスタを提供することができる０
第１図は本発明の一実施例に係る高電子移動度トランジ
スタの断面図であり、第２図は本発明の他の実施例に係
る高電子移動度トランジスタの断面図１ある。第３図は
本発明に係る高電子移動度トランジスタの電子供給層に
光等の電磁波を照射した場合の電子面濃度対照射量の関
係を示すグラフであり、第４図は第３図に対応する状態
における電子移動度対電子面濃度の関係を示すグラフで
ある０ １・・・中絶縁性の早場体（砒化ガリ為つム）基板、２
・・・チャンネル層（１型砒化ガリ晶つム層）、３・・
・電子供給層（１型アル建二工ウムガリ凰ウム砒票層）
、４・・・入・出力電極（ソース・ドレイン電極）、５
・・・入・出力電極の合金化領域、６・・・制御電極（
ゲート電極）、γ・・・蓄積電子群（二次元電子ガス）
、８・・・追加層（ｎ型アルギニ番つムガリ為つＡ砒素
層）、Ａ・・・７７％において測定した電子移動度対電
子面濃度を示す曲線、Ｂ・・・５８Ｘにおいて測定した
電子移動度対電子面濃度を示す曲線。 第３図 照對量 篤４図 面濃度〔献
スタの断面図であり、第２図は本発明の他の実施例に係
る高電子移動度トランジスタの断面図１ある。第３図は
本発明に係る高電子移動度トランジスタの電子供給層に
光等の電磁波を照射した場合の電子面濃度対照射量の関
係を示すグラフであり、第４図は第３図に対応する状態
における電子移動度対電子面濃度の関係を示すグラフで
ある０ １・・・中絶縁性の早場体（砒化ガリ為つム）基板、２
・・・チャンネル層（１型砒化ガリ晶つム層）、３・・
・電子供給層（１型アル建二工ウムガリ凰ウム砒票層）
、４・・・入・出力電極（ソース・ドレイン電極）、５
・・・入・出力電極の合金化領域、６・・・制御電極（
ゲート電極）、γ・・・蓄積電子群（二次元電子ガス）
、８・・・追加層（ｎ型アルギニ番つムガリ為つＡ砒素
層）、Ａ・・・７７％において測定した電子移動度対電
子面濃度を示す曲線、Ｂ・・・５８Ｘにおいて測定した
電子移動度対電子面濃度を示す曲線。 第３図 照對量 篤４図 面濃度〔献
Claims (4)
- （１）１の半導体よりなる層と該ｌの半導体とは電子親
和力の値を異にする他の半導体よりなる層とを有し、該
二つの半導体の電子親和力の差にもとづき該二つの半導
体層の界面近傍に蓄積される電子群（二次元電子ガス）
を導電媒体とし、骸導電媒体をもって構成される導電路
のインピーダンスを、前記二つの半導体層のいづれかの
上に設けられた制御電極をもって制御し、前記導電路は
前記制御電極を挾んで設けられた一対の入・出力電極と
接続されてなる能動的半導体装置において、前記二つの
半導体層は実質的に不純物を含有しておらず、前記制御
電極の少なくとも一部の領域は電磁波を透過して該制御
電極下部領域には電磁波の照射が可能であり、前記二つ
の半導体層のうち少なくとも電子親和力の小さい半導体
層には低温において光照射がなされた後、前記二つの半
導体層はそのまま低温に保持されていることを特徴とす
る半導体装置。 - （２）前記二つの実質的に不純物を含有していない半導
体のうち電子親和力の小さな半導体よりなる層に接して
、該電子親和力の小さな半導体よりなる層を構成する半
導体と同一の半導体よりなりｎ型の不純物を含有してい
る層が附加されている、特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置。 - （３）１の半導体よりなる層と該１の半導体とは電子親
和力の値を異にする他の半導体よりなる層とを有し、該
二つの半導体の電子親和力の差にもとづき該二つの半導
体層の界面近傍に蓄積される電子群（二次元電子ガス）
を導電媒体とし、該導電媒体をもって構成される導電路
のインピーダンスを、前記二つの半導体層のいずれかの
上に設けられた制御電極をもって制御し、前記導電路は
前記制御電極を挾ん１設けられた一対の入・出力電極と
接続されてなる能動的中導体装置において、前記二つの
半導体層は実質的に不純物を含有しておらず、前記制御
電極の少なくとも一部の領域は譚磁波な透過することが
１き、該制御電極下部領域の前記二つ、の半導体層のう
ち少なくとも電子親和力の小さい半導体層に向って電磁
波を照射する手段を有し、前記能動的半導体装置は低温
容器に収納されて低温に保持されてなることを特徴とす
る半導体装置。 - （４）前記二つの実質的に不純物を含有していない半導
体のうち電子親和力の小さな半導体よりなる層に接して
、該電子親和力の小さな半導体よりなる層を構成する半
導体と同一の半導体よりなりｎ型の不純物を含有してい
る層が附加されている、特許請求の範囲第３項記載の半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192593A JPS5893377A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192593A JPS5893377A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5893377A true JPS5893377A (ja) | 1983-06-03 |
| JPH0445976B2 JPH0445976B2 (ja) | 1992-07-28 |
Family
ID=16293849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56192593A Granted JPS5893377A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5893377A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6251268A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPS62293780A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS63177573A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-21 | Hitachi Ltd | 超伝導トランジスタ |
| US10109713B2 (en) | 2003-09-09 | 2018-10-23 | The Regents Of The University Of California | Fabrication of single or multiple gate field plates |
| JP7640000B1 (ja) * | 2024-03-28 | 2025-03-05 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56192593A patent/JPS5893377A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6251268A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPS62293780A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS63177573A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-21 | Hitachi Ltd | 超伝導トランジスタ |
| US10109713B2 (en) | 2003-09-09 | 2018-10-23 | The Regents Of The University Of California | Fabrication of single or multiple gate field plates |
| JP7640000B1 (ja) * | 2024-03-28 | 2025-03-05 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| WO2025203411A1 (ja) * | 2024-03-28 | 2025-10-02 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0445976B2 (ja) | 1992-07-28 |
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