JP2003197646A - Field effect transistor - Google Patents
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Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電界効果トランジス
タに関し、特に半導体ヘテロ接合を用いた高速電界効果
トランジスタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor, and more particularly to a high speed field effect transistor using a semiconductor heterojunction.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、高周波用等に普及している高速半
導体デバイスに、HEMT(High Electron Mobility T
ransistor)がある。HEMTは、GaAs/AlGa
Asヘテロ接合を用いたものが実用化されており、その
優れたマイクロ波・ミリ波特性により、衛星放送用受信
器等の低雑音かつ高速の電界効果トランジスタ(FE
T:Field Effect Transistor)として広く使用されて
いる。その要部は、具体的には、n型にドープされたA
lGaAs電子供給層にノンドープのGaAsチャネル
層(i−GaAs層)をヘテロ接合した半導体多層構造
である。n型AlGaAs電子供給層のフェルミ準位が
i−GaAs層の伝導帯底よりも高エネルギーとなるた
め、n型AlGaAs電子供給層からi−GaAsチャ
ネル層へ電子の一部が流入し、そのヘテロ接合界面より
もi−GaAsチャネル層側に逆三角形のポテンシャル
井戸が形成される。このポテンシャル井戸内において電
子はドナー不純物と空間的に分離された形で閉じ込めら
れ、不純物散乱の影響を受け難い二次元電子ガス(以
下、本明細書では「2DEG」と記載する)層を形成す
る。その結果、i−GaAsチャネル層内の電子は、ヘ
テロ接合界面に沿って非常に高い電子移動度を示し、高
速電界効果トランジスタが実現できる。2. Description of the Related Art In recent years, HEMT (High Electron Mobility T
ransistor). HEMT is GaAs / AlGa
One using an As heterojunction has been put to practical use, and due to its excellent microwave and millimeter wave characteristics, low noise and high speed field effect transistors (FE
Widely used as T: Field Effect Transistor. Specifically, the main part of the n-type doped A
This is a semiconductor multi-layer structure in which a non-doped GaAs channel layer (i-GaAs layer) is heterojunctioned with an 1 GaAs electron supply layer. Since the Fermi level of the n-type AlGaAs electron supply layer has higher energy than the conduction band bottom of the i-GaAs layer, some electrons flow from the n-type AlGaAs electron supply layer to the i-GaAs channel layer, and the hetero An inverted triangular potential well is formed on the i-GaAs channel layer side of the junction interface. In this potential well, the electrons are confined in a form spatially separated from the donor impurities, forming a two-dimensional electron gas (hereinafter, referred to as “2DEG” in this specification) layer that is not easily affected by impurity scattering. . As a result, the electrons in the i-GaAs channel layer exhibit extremely high electron mobility along the heterojunction interface, and a high-speed field effect transistor can be realized.
【0003】他方、近年では、GaAs系化合物に代え
てGaN系化合物を用いたHEMTが、次世代型の高速
FETとして注目されている。GaN系化合物はバンド
ギャップが広く、比較的高い電子移動度と高い飽和電子
移動度とを併せ持つことから、より大出力で高耐圧かつ
高温動作可能な高周波デバイスを実現できる可能性があ
り、研究が重ねられている。On the other hand, in recent years, HEMTs using GaN-based compounds instead of GaAs-based compounds have been attracting attention as next-generation high-speed FETs. Since GaN-based compounds have a wide band gap and have both a relatively high electron mobility and a high saturated electron mobility, there is a possibility that a high-frequency device with a higher output, a higher breakdown voltage, and a higher temperature operation can be realized. Are overlaid.
【0004】GaN系化合物を用いたHEMT構造とし
ては、n型にドープしたAlGaN電子供給層に、Ga
Nチャネル層をヘテロ接合したものが多く試みられてい
るが、GaN層中の電子は、理論的に見積もられる有効
質量が大きいため、電子移動度を思ったほど大きくでき
ない欠点があり、素子の高速化という観点からは問題が
残る。そこで、GaNに代えて、電子の有効質量がより
小さいInGaNによりチャネル層を構成することが、
電子移動度の向上ひいては素子の高速化を図る観点にお
いてより有利であると考えられる。As a HEMT structure using a GaN-based compound, an n-type doped AlGaN electron supply layer has a Ga
Many heterojunctions of N-channel layers have been tried. However, since electrons in the GaN layer have a large theoretically estimated effective mass, there is a drawback in that the electron mobility cannot be increased as much as expected, and the device has a high speed. The problem remains from the standpoint of becoming a company. Therefore, instead of GaN, it is possible to configure the channel layer with InGaN having a smaller effective mass of electrons,
It is considered to be more advantageous from the viewpoint of improving the electron mobility and, in turn, increasing the speed of the device.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MOV
PEやMBE等の気相成長法によりInGaN層を成長
する場合、層中に高濃度の点欠陥が発生しやすく、ま
た、組成不均一が生じやすい欠点がある。その結果、得
られるInGaN層は、理論的に予測される電子移動度
が高いにも拘わらず、結果的に電子散乱の影響が顕著と
なり、十分な特性が得られない問題がある。However, the MOV
When the InGaN layer is grown by a vapor phase growth method such as PE or MBE, there are drawbacks that a high concentration of point defects is likely to occur in the layer and that compositional nonuniformity is likely to occur. As a result, although the obtained InGaN layer has a high theoretically predicted electron mobility, the effect of electron scattering becomes conspicuous as a result, and there is a problem that sufficient characteristics cannot be obtained.
【0006】本発明の課題は、InGaN層をチャネル
層として用いるとともに、点欠陥や組成不均一の影響を
顕著に軽減でき、ひいてはその特性上の高い可能性を十
分有効に引き出して大出力・高速化が可能な電界効果ト
ランジスタを提供することにある。An object of the present invention is to use an InGaN layer as a channel layer and to significantly reduce the effects of point defects and compositional nonuniformity, and by utilizing the high possibility of its characteristics sufficiently effectively to achieve high output and high speed. An object of the present invention is to provide a field effect transistor that can be realized.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために、本発明の電界効果トランジスタ
の、第一の構成は、化合物半導体からなる電子供給層
と、該電子供給層にヘテロ接合される化合物半導体から
なるチャネル層とを有する電界効果トランジスタにおい
て、前記チャネル層が、SiドープされたInGaN層
を有することを特徴とする。SiドープされたInGa
Nの採用により、チャネル層中の電子散乱が効果的に抑
制され、ひいてはInGaNの電子移動度に関する高い
可能性を有効に引き出すことができ、より高速化に対応
できる電界効果トランジスタを実現することができる。In order to solve the above problems, the field-effect transistor of the present invention has a first structure in which an electron supply layer made of a compound semiconductor and an electron supply layer are provided. A field effect transistor having a heterojunction channel layer made of a compound semiconductor, wherein the channel layer has a Si-doped InGaN layer. Si-doped InGa
By adopting N, electron scattering in the channel layer can be effectively suppressed, and the high possibility of electron mobility of InGaN can be effectively brought out, and a field effect transistor capable of coping with higher speed can be realized. it can.
【0008】気相成長法によりエピタキシャル成長され
るInGaN層は、前記した通り点欠陥、特に図3に示
すように、V族原子であるN(窒素)の欠損により空孔
状の点欠陥(N空孔)を生じやすい。このようなN空孔
は結晶中を移動する電子を強く散乱し、電子移動度を低
下させる要因となる。そこで、上記本発明の第一の構成
のように、チャネル層となるInGaN層にSiをドー
ピングしておくと、電子散乱要因となるN空孔がSiに
より塞がれる結果、結晶性が向上し、電子散乱を効果的
に抑制できる。The InGaN layer epitaxially grown by the vapor phase epitaxy method has a vacancy-like point defect (N vacancy) due to the defect of the point defect described above, particularly N (nitrogen) which is a group V atom as shown in FIG. Holes) easily. Such N vacancies strongly scatter the electrons moving in the crystal, which becomes a factor of lowering the electron mobility. Therefore, if the InGaN layer that becomes the channel layer is doped with Si as in the first configuration of the present invention, the N vacancies that cause electron scattering are blocked by Si, and as a result, the crystallinity improves. Therefore, electron scattering can be effectively suppressed.
【0009】また、本発明の電界効果トランジスタの第
二の構成は、化合物半導体からなる電子供給層と、該電
子供給層にヘテロ接合される化合物半導体からなるチャ
ネル層とを有する電界効果トランジスタにおいて、前記
チャネル層が、InGaN層を井戸層として含む多重量
子井戸層として構成されたことを特徴とする。A second structure of the field effect transistor of the present invention is a field effect transistor having an electron supply layer made of a compound semiconductor and a channel layer made of a compound semiconductor heterojunction to the electron supply layer, The channel layer is configured as a multiple quantum well layer including an InGaN layer as a well layer.
【0010】チャネル層を多重量子井戸層として構成す
ると、InGaN成長時の問題である点欠陥発生や組成
変動の影響が薄膜化により軽減され、電子散乱を生じに
くい井戸層が得られることとなる。その結果、InGa
N特有の高電子移動度の効果が有効に発揮され、より高
速化に対応できる電界効果トランジスタを実現すること
ができる。When the channel layer is formed as a multiple quantum well layer, the influence of point defect generation and composition variation, which are problems during InGaN growth, is reduced by thinning, and a well layer in which electron scattering is unlikely to occur can be obtained. As a result, InGa
The effect of high electron mobility peculiar to N is effectively exhibited, and a field effect transistor capable of coping with higher speed can be realized.
【0011】この場合、前記した第一の構成を組み合わ
せること、すなわち、チャネル層を構成する多重量子井
戸層中のInGaN層にSiをドープすることにより、
結晶性の一層良好なInGaN井戸層が得られ、電界効
果トランジスタの性能をさらに向上させることができ
る。In this case, by combining the above-mentioned first configurations, that is, by doping the InGaN layer in the multiple quantum well layer forming the channel layer with Si,
An InGaN well layer having better crystallinity can be obtained, and the performance of the field effect transistor can be further improved.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
の図面により説明する。図1は、本発明の電界効果トラ
ンジスタの一例であるHEMT1の積層構造を模式的に
示すものである。該HEMT1は、SiCあるいはサフ
ァイアからなる単結晶基板101上に、バッファ層10
2を介して素子層103をヘテロエピタキシャル成長法
により形成したものである。具体的には、周知の気相成
長法、例えばMOVPE(Metalorganic Vapor Phase E
pitaxy: 有機金属気相エピタキシャル成長)法が用いら
れる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows a laminated structure of a HEMT 1 which is an example of the field effect transistor of the present invention. The HEMT 1 comprises a buffer layer 10 formed on a single crystal substrate 101 made of SiC or sapphire.
2, the element layer 103 is formed by a heteroepitaxial growth method. Specifically, a well-known vapor phase growth method such as MOVPE (Metalorganic Vapor Phase E) is used.
pitaxy: Metalorganic vapor phase epitaxial growth method is used.
【0013】素子層103は、バッファ層102に近い
側から、SiドープされたInGaNチャネル層10
9、Si等によりn型にドープされたAlGaN電子供
給層110、電極とのコンタクト層として機能するn型
GaN層111とがこの順序にて積層されたものであ
る。そして、n型GaN層111上には、ドレイン電極
106、ソース電極107が形成され、n型GaN層1
11の非形成領域に露出するn型AlGaN層110に
ゲート電極108が形成されている。ドレイン電極10
6とソース電極107とはn型GaN層111との間で
オーミック接合を形成する金属(例えばTi/Al)に
より、ゲート電極108はn型AlGaN電子供給層1
10との間でショットキー(Schottky)接合を形成する
金属(例えばPd/Au)により、それぞれ構成されて
いる。The element layer 103 is a Si-doped InGaN channel layer 10 from the side close to the buffer layer 102.
9, an AlGaN electron supply layer 110 n-doped with Si or the like, and an n-type GaN layer 111 functioning as a contact layer with an electrode are laminated in this order. Then, the drain electrode 106 and the source electrode 107 are formed on the n-type GaN layer 111, and the n-type GaN layer 1 is formed.
The gate electrode 108 is formed on the n-type AlGaN layer 110 exposed in the non-formation region 11. Drain electrode 10
6 and the source electrode 107 are made of a metal (for example, Ti / Al) that forms an ohmic junction between the n-type GaN layer 111 and the n-type GaN layer 111, and the gate electrode 108 serves as the n-type AlGaN electron supply layer 1.
10 and a metal (for example, Pd / Au) forming a Schottky junction with each of them.
【0014】InGaNはGaNよりも格子定数が大き
く、結晶内を移動する電子の有効質量はGaNよりも小
さい。その結果、理論的に見積もられる電子移動度はG
aNより大きくなる。InGaNの組成を、InN混晶
比をxとして、InxGa1 −xNとしたとき、電子移
動度の顕著な向上を図るためには、xを0.05以上と
することが望ましい。他方、xが0.5を超えること
は、n型AlGaN電子供給層110との格子不整合が
甚だしくなり、性能低下を招くので好ましくない。InGaN has a larger lattice constant than GaN, and the effective mass of electrons moving in the crystal is smaller than that of GaN. As a result, the theoretically estimated electron mobility is G
It becomes larger than aN. The composition of InGaN, the mole fraction of InN as x, when the In x Ga 1 -x N, in order to achieve a significant improvement in electron mobility, it is desirable to the x 0.05 or more. On the other hand, when x exceeds 0.5, the lattice mismatch with the n-type AlGaN electron supply layer 110 becomes serious and the performance is deteriorated, which is not preferable.
【0015】図2に示すように、n型AlGaN電子供
給層110とInGaNチャネル層109との間には、
両者の電子親和力の相違から、n型AlGaN電子供給
層110からInGaNチャネル層109へ電子の一部
が流入し、そのヘテロ接合界面よりもInGaNチャネ
ル層109側に逆三角形のポテンシャル井戸が形成され
る。このポテンシャル井戸内において電子はドナー不純
物(電子供給層110内のSi)と空間的に分離された
形で閉じ込められ、不純物散乱の影響を受け難い2DE
G層を形成する。As shown in FIG. 2, between the n-type AlGaN electron supply layer 110 and the InGaN channel layer 109,
Due to the difference in electron affinity between the two, some electrons flow from the n-type AlGaN electron supply layer 110 into the InGaN channel layer 109, and an inverted triangular potential well is formed closer to the InGaN channel layer 109 than the heterojunction interface. . In this potential well, electrons are confined in a form that is spatially separated from donor impurities (Si in the electron supply layer 110), and thus 2DE that is not easily affected by impurity scattering.
The G layer is formed.
【0016】ただし、InGaNチャネル層109内に
N空孔等の点欠陥や組成不均一を生じていると、電子散
乱が顕著となり、2DEG層が形成されていても、必ず
しも高速の素子を実現することはできない。本発明にお
いては、InGaNチャネル層109にSiをドーピン
グすることで、図3に示すように電子散乱要因となるN
空孔がSiにより塞がれ、補修される結果、結晶性が向
上し、電子散乱を効果的に抑制できる。However, if point defects such as N vacancies or composition nonuniformity occur in the InGaN channel layer 109, electron scattering becomes remarkable, and even if the 2DEG layer is formed, a high-speed element is not always realized. It is not possible. In the present invention, by doping the InGaN channel layer 109 with Si, N which becomes an electron scattering factor as shown in FIG.
As a result of the pores being filled with Si and repaired, crystallinity is improved and electron scattering can be effectively suppressed.
【0017】Siドーピング量は1×1016/cm3
〜1×1020/cm3の範囲で調整するのがよい。S
iドーピング量が1×1016/cm3未満では結晶性
改善効果が顕著でなくなり、逆にドーピング量が1×1
020/cm3を超えると、不純物散乱の影響で電子移
動度が却って低下することにつながる。The Si doping amount is 1 × 10 16 / cm 3
It is preferable to adjust in the range of 1 × 10 20 / cm 3 . S
When the i doping amount is less than 1 × 10 16 / cm 3 , the crystallinity improving effect is not remarkable, and conversely, the doping amount is 1 × 1.
When it exceeds 0 20 / cm 3 , the electron mobility rather decreases due to the influence of impurity scattering.
【0018】なお、図9に示すように、チャネル層10
9中にドーピングするSi濃度が大きくなると、電子移
動度μは空孔補修等に必要十分となる、あるドーピング
量Cpに対応して極大値を示す。他方、空孔補修等に寄
与しない、過剰にドープされたSiは、InGaN中で
はドナーとして振舞うので、電流に寄与する電子濃度
(シートキャリア濃度Nsとして測定できる)は、ある
Si濃度よりも高濃度側で単調に増加する。チャネル層
109内の電子輸送特性は電子移動度μとシートキャリ
ア濃度Nsとの積μ・Nsに支配されていると考えら
れ、この値が大きくなるほどより大電流を流すことが可
能となる。図からも明らかなように、μ・Nsの値が最
大となるのは、μが最大化される濃度Cpより高濃度側
にシフトした濃度Ckの位置であり、このようにN空孔
の補修に必要な濃度よりも過剰にSiをドーピングする
ことにより、より高速の電界効果トランジスタを実現で
きる。この点を考慮すれば、Siドーピング量は1×1
017/cm3〜1×1020/cm3の範囲で調整す
ることがより望ましい。As shown in FIG. 9, the channel layer 10
When the concentration of Si doped in 9 increases, the electron mobility μ exhibits a maximum value corresponding to a certain doping amount Cp that is necessary and sufficient for repairing holes. On the other hand, since the excessively doped Si that does not contribute to the repair of vacancies behaves as a donor in InGaN, the electron concentration (which can be measured as the sheet carrier concentration Ns) that contributes to the current is higher than a certain Si concentration. It increases monotonically on the side. It is considered that the electron transport characteristics in the channel layer 109 are governed by the product μ · Ns of the electron mobility μ and the sheet carrier concentration Ns, and the larger this value, the larger the current can flow. As is clear from the figure, the maximum value of μ · Ns is at the position of the concentration Ck shifted to a higher concentration side than the concentration Cp at which μ is maximized. By doping Si in excess of the required concentration, a faster field effect transistor can be realized. Considering this point, the Si doping amount is 1 × 1.
It is more desirable to adjust in the range of 0 17 / cm 3 to 1 × 10 20 / cm 3 .
【0019】なお、チャネル層の結晶性改善に寄与する
不純物としては、Si以外にも、例えばCやGe等を使
用することも可能である。As the impurities contributing to the improvement of the crystallinity of the channel layer, it is also possible to use, for example, C, Ge or the like other than Si.
【0020】次に、InGaNチャネル層の電子輸送特
性の改善に係る具体的手段としては、上記のようなSi
ドーピング以外にもいくつか考えられる。まず、InG
aNは、気相成長中に濃度不均一、特にInの濃度不均
一を生じやすく、そのような不均一濃度構造も前記した
N空孔と並んで電子散乱の要因となりやすい。そこで、
図7のHEMT4(参考発明)のように、InGaNチ
ャネル層129を、層厚tが10nm以下の薄層とする
ことにより、上記のような濃度不均一領域の発生を抑制
することができ、電子散乱を生じにくくすることができ
る。ただし、層厚tが5nm未満となることは、2DE
G層形成による電子閉じ込め効果が損なわれて、電子輸
送特性が却って低下することにつながる。なお、図7に
おいてInGaNチャネル層129はノンドープ層とし
て形成しているが、図8に示すHEMT5のように、S
iドープしたInGaNチャネル層139を形成しても
よい。Next, as a concrete means for improving the electron transport characteristics of the InGaN channel layer, the above-mentioned Si is used.
There are several possibilities other than doping. First, InG
aN tends to cause non-uniform concentration, particularly non-uniform concentration of In during vapor phase growth, and such a non-uniform concentration structure is likely to cause electron scattering along with the N vacancies described above. Therefore,
As in the HEMT 4 (reference invention) of FIG. 7, by forming the InGaN channel layer 129 as a thin layer having a layer thickness t of 10 nm or less, it is possible to suppress the occurrence of the nonuniform concentration region as described above, and Scattering can be made less likely to occur. However, if the layer thickness t is less than 5 nm, it means that 2DE
The electron confinement effect due to the G layer formation is impaired, and the electron transport property is rather deteriorated. Although the InGaN channel layer 129 is formed as a non-doped layer in FIG. 7, as in the HEMT 5 shown in FIG.
The i-doped InGaN channel layer 139 may be formed.
【0021】また、図4に示すHEMT2においては、
チャネル層が多重量子井戸構造を有するMQW(Multip
le Quantum Well)チャネル層119とされている。該
MQWチャネル層119においては、前記した三角ポテ
ンシャル構造の代わりに、図6に示すような複数のIn
GaN井戸層119aにより2DEG層が形成される。
井戸層119aの両側には、該井戸層119aとの間に
ポテンシャル障壁を形成するために、井戸層119aよ
りもバンドギャップの大きい化合物半導体からなる障壁
層119bが形成される。障壁層119bは、井戸層1
19aにおける電子閉じ込め効果を向上させるため、例
えばGaNあるいはAlGaNにて構成するのがよい。Further, in the HEMT 2 shown in FIG. 4,
MQW (Multip) in which the channel layer has a multiple quantum well structure
le Quantum Well) The channel layer 119. In the MQW channel layer 119, a plurality of Ins as shown in FIG. 6 are used instead of the triangular potential structure described above.
The GaN well layer 119a forms a 2DEG layer.
Barrier layers 119b made of a compound semiconductor having a band gap larger than that of the well layer 119a are formed on both sides of the well layer 119a in order to form a potential barrier between the well layer 119a and the well layer 119a. The barrier layer 119b is the well layer 1
In order to improve the electron confinement effect in 19a, it is preferable to use GaN or AlGaN, for example.
【0022】井戸層119aは、十分な電子閉じ込め効
果を実現するために、その厚さt1を10nm以下、望
ましくは3nm以下に調整することが望ましい。そし
て、InGaN井戸層119aが、多重量子井戸構造の
採用によりこの程度まで薄層化されると、InGaN成
長時の問題である欠陥発生や組成変動の影響が軽減さ
れ、電子散乱を生じにくくすることができる。従って、
InGaN特有の高電子移動度の効果が有効に引き出さ
れ、より高速化に対応できる電界効果トランジスタが実
現できる。ただし、井戸層119aの厚さt1を5nm
未満とすることは、量子井戸構造を実現するのに好適な
バンド構造を得るための結晶構造の維持が困難となるた
め、好ましくない。In order to realize a sufficient electron confinement effect, the well layer 119a is preferably adjusted to have a thickness t1 of 10 nm or less, preferably 3 nm or less. When the InGaN well layer 119a is thinned to this extent by adopting the multiple quantum well structure, the influence of defect generation and composition fluctuation, which are problems during InGaN growth, is reduced, and electron scattering is less likely to occur. You can Therefore,
The effect of high electron mobility peculiar to InGaN is effectively brought out, and a field effect transistor capable of coping with higher speed can be realized. However, the thickness t1 of the well layer 119a is set to 5 nm.
When the amount is less than the above, it becomes difficult to maintain the crystal structure for obtaining a band structure suitable for realizing the quantum well structure, and therefore it is not preferable.
【0023】また、障壁層119bの厚さが5nm未満
になると量子井戸構造を実現するのに好適なバンド構造
を得るための結晶構造の維持が困難となるため、好まし
くない。他方、障壁層119bの厚さが20nmを超え
ると、隣り合う井戸層119a間の波動関数の結合が不
十分となって、多重量子井戸構造を維持できなくなり、
電子閉じ込め効果が不十分となる。If the thickness of the barrier layer 119b is less than 5 nm, it is difficult to maintain a crystal structure for obtaining a band structure suitable for realizing a quantum well structure, which is not preferable. On the other hand, when the thickness of the barrier layer 119b exceeds 20 nm, the wave function coupling between the adjacent well layers 119a becomes insufficient, and the multiple quantum well structure cannot be maintained.
The electron confinement effect becomes insufficient.
【0024】なお、図4においては、InGaN井戸層
119aをノンドープ層として形成しているが、図5に
示すHEMT5のように、Siドープした井戸層119
aをを形成してもよい。これにより、MQWチャネル層
119の電子輸送特性をより向上させることができる。Although the InGaN well layer 119a is formed as a non-doped layer in FIG. 4, as in the HEMT 5 shown in FIG. 5, the Si-doped well layer 119 is formed.
a may be formed. Thereby, the electron transport characteristics of the MQW channel layer 119 can be further improved.
【図1】本発明の電界効果トランジスタの、第一の構成
の一実施形態を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a first configuration of a field effect transistor of the present invention.
【図2】そのヘテロ接合部のバンド構造を模式的に示す
図。FIG. 2 is a diagram schematically showing the band structure of the heterojunction portion.
【図3】チャネル層へのSiドープの作用を説明する
図。FIG. 3 is a diagram for explaining the action of Si doping on a channel layer.
【図4】本発明の電界効果トランジスタの、第二の構成
の一実施形態を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment of a second configuration of the field effect transistor of the present invention.
【図5】図4の電界効果トランジスタの一変形例を示す
模式図。5 is a schematic diagram showing a modification of the field effect transistor of FIG.
【図6】MQWチャネル層のバンド構造を模式的に示す
図。FIG. 6 is a diagram schematically showing a band structure of an MQW channel layer.
【図7】本発明の電界効果トランジスタを示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing a field effect transistor of the present invention.
【図8】本発明の電界効果トランジスタの、第一の構成
の変形例を示す模式図。FIG. 8 is a schematic diagram showing a modified example of the first configuration of the field effect transistor of the present invention.
【図9】チャネル層の電子移動度とシートキャリア濃度
との関係を示す模式図。FIG. 9 is a schematic diagram showing the relationship between electron mobility of a channel layer and sheet carrier concentration.
1,2,3,4,5 HEMT(電界効果トランジス
タ)
110 n−AlGaN電子供給層
104,139 SiドープInGaNチャネル層
119 MQWチャネル層
119a InGaN井戸層1, 2, 3, 4, 5 HEMT (field effect transistor) 110 n-AlGaN electron supply layer 104, 139 Si-doped InGaN channel layer 119 MQW channel layer 119a InGaN well layer
Claims (6)
電子供給層にヘテロ接合される化合物半導体からなるチ
ャネル層とを有する電界効果トランジスタにおいて、前
記チャネル層が、SiドープされたInGaN層を有す
ることを特徴とする電界効果トランジスタ。1. A field effect transistor having an electron supply layer made of a compound semiconductor and a channel layer made of a compound semiconductor heterojunction to the electron supply layer, wherein the channel layer has an Si-doped InGaN layer. A field effect transistor characterized by the above.
nGaN層を含み、それらInGaN層の各層厚が10
nm以下とされたことを特徴とする請求項1記載の電界
効果トランジスタ。2. The channel layer comprises one layer or two or more layers of I.
Each of the InGaN layers has a thickness of 10 including an nGaN layer.
The field effect transistor according to claim 1, wherein the field effect transistor has a thickness of not more than nm.
電子供給層にヘテロ接合される化合物半導体からなるチ
ャネル層とを有する電界効果トランジスタにおいて、前
記チャネル層が、InGaN層を井戸層として含む多重
量子井戸層として構成されたことを特徴とする電界効果
トランジスタ。3. A field effect transistor having an electron supply layer made of a compound semiconductor and a channel layer made of a compound semiconductor heterojunction to the electron supply layer, wherein the channel layer includes an InGaN layer as a well layer. A field-effect transistor characterized by being configured as a quantum well layer.
いることを特徴とする請求項3記載の電界効果トランジ
スタ。4. The field effect transistor according to claim 3, wherein the InGaN layer is doped with Si.
GaN層とGaN層とが積層されたものであることを特
徴とする請求項3又は4に記載の電界効果トランジス
タ。5. The multiple quantum well layers are each formed of a plurality of Ins.
The field effect transistor according to claim 3 or 4, wherein the GaN layer and the GaN layer are laminated.
GaN層の各層厚が10nm以下とされ、同じく前記G
aN層の各層厚が20nm以下とされていることを特徴
とする請求項5記載の電界効果トランジスタ。6. The In forming the multiple quantum well layer
The thickness of each GaN layer is 10 nm or less.
The field effect transistor according to claim 5, wherein each layer of the aN layer has a thickness of 20 nm or less.
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- 2001-12-27 JP JP2001398062A patent/JP2003197646A/en active Pending
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