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JPH04299869A - Field effect transistor - Google Patents

Field effect transistor

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Publication number
JPH04299869A
JPH04299869A JP6429291A JP6429291A JPH04299869A JP H04299869 A JPH04299869 A JP H04299869A JP 6429291 A JP6429291 A JP 6429291A JP 6429291 A JP6429291 A JP 6429291A JP H04299869 A JPH04299869 A JP H04299869A
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JP
Japan
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layer
electron
semiconductor material
gaas
electrons
Prior art date
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Application number
JP6429291A
Other languages
Japanese (ja)
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JP2701567B2 (en
Inventor
Yuji Ando
裕二 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP6429291A priority Critical patent/JP2701567B2/en
Publication of JPH04299869A publication Critical patent/JPH04299869A/en
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  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an FET structure capable of maintaining one-dimensional confinement of electrons even in the case of low current and exhibiting excellent electron conveyance characteristics. CONSTITUTION:A superlattice layer 4 in a surface is constituted by alternately arranging rods 4A and rods 4B composed of materials of different electron affinity. In an FET wherein electrons are made to transit in the longitudinal direction of these rods, a hetero buffer layer 3 is formed on the side opposite to an electron supply layer 6 of the superlattice layer 4. Independently of a gate voltage, electrons locally exist in the superlattice layer 4, and form one- dimensional electron gas.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は量子細線をチャネルに用
いた電界効果トランジスタ(FET)の構造に関わり、
特にその性能を向上することを可能とするエピタキシャ
ル層構造に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to the structure of a field effect transistor (FET) using a quantum wire as a channel.
In particular, it relates to an epitaxial layer structure that makes it possible to improve its performance.

【0002】0002

【従来の技術】図5に従来技術による量子細線FETの
一例を示す。同図(A)は素子構造図、同図(B)はゲ
ート電極を含む面(X1−X2−X3−X4)に於ける
素子断面図、同図(C)は同一面に於ける面内超格子層
の断面図である。この様な量子細線FETは椿らによっ
て、エレクトロニクス・レターズ(Electroni
cs  Lett.)、第24巻、第20号、1267
頁、1988年に報告されている。このFETは半絶縁
性(S.I.)GaAs基板1、バッファ層を構成する
ノンドープGaAs層52、面内超格子層54、電子供
給層のn型AlGaAs層56によって構成されている
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a quantum wire FET according to the prior art. The figure (A) is a device structure diagram, the figure (B) is a cross-sectional view of the element in the plane (X1-X2-X3-X4) including the gate electrode, and the figure (C) is an in-plane diagram of the same plane. FIG. 3 is a cross-sectional view of a superlattice layer. Such a quantum wire FET was described by Tsubaki et al. in Electronics Letters.
cs Lett. ), Volume 24, No. 20, 1267
Page, 1988. This FET is composed of a semi-insulating (S.I.) GaAs substrate 1, a non-doped GaAs layer 52 constituting a buffer layer, an in-plane superlattice layer 54, and an n-type AlGaAs layer 56 as an electron supply layer.

【0003】ここで、GaAs基板1として[1−10
]方向に1°傾斜した(001)GaAs基板を用い、
有機金属化学気相成長(MOCVD)法を利用すること
によって、ノンドープGaAsロッド54Aとノンドー
プAlAsロッド54Bが交互に形成された面内超格子
54が作製されている。電子供給層56上にはn型Ga
Asからなるキャップ層7が形成され、キャップ層7上
にソース電極8Sおよびドレイン電極8Dが蒸着により
形成されチャネルとのオーム性接触をとってある。 また、キャップ層7を除去して形成されたリセス部には
ゲート電極9が形成されている。
Here, as the GaAs substrate 1, [1-10
] Using a (001) GaAs substrate tilted by 1° in the direction,
An in-plane superlattice 54 in which non-doped GaAs rods 54A and non-doped AlAs rods 54B are alternately formed is fabricated by using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. On the electron supply layer 56 is n-type Ga.
A cap layer 7 made of As is formed, and a source electrode 8S and a drain electrode 8D are formed on the cap layer 7 by vapor deposition to make ohmic contact with the channel. Furthermore, a gate electrode 9 is formed in the recessed portion formed by removing the cap layer 7.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題点】図5に示した従来の
量子細線FETの基板からゲート電極に向かう方向のポ
テンシャルプロファイルを図6に示す。図6(A)、(
C)はAlAsロッド54Bを含む線上(図5(B)の
Y1−Y2)に於ける各々、低電子密度時及び高電子密
度時のポテンシャルプロファイルである。同図(B)、
(D)はGaAsロッド54Aを含む線上(図5(B)
のZ1−Z2)に於ける各々、低電子密度時及び高電子
密度時のポテンシャルプロファイルである。図に於いて
、EC は伝導帯の底、EF はフェルミレベルであり
、nは電子密度分布を表す。高電子密度の条件では、図
6(C)、(D)に示すように、電子はヘテロ界面近傍
に接近するので、GaAsロッド54Aの方に電子は局
在し、1次元電子ガスが形成される。一方、低電子密度
の条件では,図6(A)(B)に示すようにコンファイ
ンメントが低下し、電子はバッファ層52の中を走行す
るようになり、2次元ガスとして振る舞うようになる。
[Problems to be Solved by the Invention] FIG. 6 shows a potential profile in the direction from the substrate to the gate electrode of the conventional quantum wire FET shown in FIG. Figure 6(A), (
C) is a potential profile on a line including the AlAs rod 54B (Y1-Y2 in FIG. 5(B)) at low electron density and at high electron density, respectively. Same figure (B),
(D) is on the line including the GaAs rod 54A (Fig. 5(B)
These are the potential profiles at low electron density and high electron density in Z1-Z2), respectively. In the figure, EC is the bottom of the conduction band, EF is the Fermi level, and n represents the electron density distribution. Under conditions of high electron density, as shown in FIGS. 6(C) and (D), electrons approach the vicinity of the hetero interface, so the electrons are localized toward the GaAs rod 54A, forming a one-dimensional electron gas. Ru. On the other hand, under conditions of low electron density, the confinement decreases as shown in FIGS. 6A and 6B, and electrons begin to travel within the buffer layer 52 and behave as a two-dimensional gas.

【0005】この様に、従来技術による量子細線FET
は、高電流時にキャリアの1次元化に伴い良好な電子輸
送特性を示すものの、低電流時には従来の2次元電子ガ
スFET(2DEGFET)と同様の特性を示す。一般
に、FETを高周波低雑音素子として利用する場合には
、低電流時の伝達コンダクタンス(gm )が高いこと
が必須になり、故に、従来の量子細線FETでは、その
良好な電子輸送が雑音特性には反映されないという問題
があった。
In this way, the quantum wire FET according to the prior art
exhibits good electron transport characteristics at high currents due to the one-dimensionality of carriers, but at low currents it exhibits similar characteristics to conventional two-dimensional electron gas FETs (2DEGFETs). Generally, when using a FET as a high-frequency, low-noise device, it is essential that the transfer conductance (gm) at low currents be high. There was a problem that it was not reflected.

【0006】本発明は、量子細線のエピタキシャル層構
造に変更を加えることにより、低電流時にもキャリアの
1次元コンファインメントが保たれ、良好な電子輸送特
性をを示し得るエピタキシャル層構造を提供するもので
ある。
The present invention provides an epitaxial layer structure that maintains one-dimensional carrier confinement even at low currents and exhibits good electron transport properties by modifying the epitaxial layer structure of quantum wires. It is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の電界効果トラン
ジスタは、半導体基板上に、第一の半導体材料から成る
ロッドと該第一の半導体材料よりも電子親和力の小さい
第二の半導体材料から成るロッドが交互に配列された面
内超格子層とn型不純物がドープされた第三の半導体材
料から成る電子供給層が順次積層され、前記第一の半導
体材料から成るロッドの長手方向に電子を走行させる電
界効果トランジスタに於いて、前記面内超格子層の前記
電子供給層と反対側に第一の半導体材料よりも電子親和
力の小さい第四の半導体材料から成るヘテロバッファ層
が形成されていることを特徴とする。  さらに上記の
電界効果トランジスタにおいて、前記面内超格子と前記
電子供給層の中間に前記第三の半導体材料より電子親和
力の大きい第五の半導体材料から成るノンドープチャネ
ル層が挿入されていることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A field effect transistor of the present invention comprises, on a semiconductor substrate, a rod made of a first semiconductor material and a second semiconductor material having a smaller electron affinity than the first semiconductor material. An in-plane superlattice layer in which rods are arranged alternately and an electron supply layer made of a third semiconductor material doped with an n-type impurity are sequentially laminated to supply electrons in the longitudinal direction of the rods made of the first semiconductor material. In the running field effect transistor, a heterobuffer layer made of a fourth semiconductor material having a lower electron affinity than the first semiconductor material is formed on the opposite side of the in-plane superlattice layer from the electron supply layer. It is characterized by Furthermore, in the above field effect transistor, a non-doped channel layer made of a fifth semiconductor material having a higher electron affinity than the third semiconductor material is inserted between the in-plane superlattice and the electron supply layer. shall be.

【0008】[0008]

【作用】従来の量子細線FETでは、電子密度が低い条
件で、電子バッファ層中にしみ出し,1次元コンファイ
ンメントが保たれなくなる。本発明では、面内超格子層
の電子供給層と反対側にヘテロバッファ層を設けること
に依って、電子のバッファ層へのしみ出しを抑制する。 この様にすることに依って、低電流時にも1次元コンフ
ァインメントが実現され、電子輸送の向上に伴って、良
好な雑音特性を示すことが分かる。
[Operation] In the conventional quantum wire FET, under conditions where electron density is low, electrons seep into the electron buffer layer and one-dimensional confinement is no longer maintained. In the present invention, by providing a hetero-buffer layer on the side of the in-plane superlattice layer opposite to the electron supply layer, leakage of electrons into the buffer layer is suppressed. It can be seen that by doing this, one-dimensional confinement is achieved even at low currents, and as electron transport is improved, good noise characteristics are exhibited.

【0009】しかしながら、この様な構造では、電子密
度の大小に関わらず、常に電子は1次元ガスとして振る
舞う。したがって、ゲート下のみならず、ソース・ゲー
ト間、ドレイン・ゲート間に於いても電子はGaAs細
線の中だけを走行することになり、ソース寄生抵抗、ド
レイン寄生抵抗が上昇してしまう。ゲート下のみで電子
1次元コンファインメントが実現され、それ以外の寄生
領域では2次元ガスとして振る舞うのが理想である。こ
の要求を満足するには、量子細線の形成される第一のチ
ャネル層と電子が2次元ガスとして振る舞う第二のチャ
ネル層を設け、ゲートに負の電圧が印加され電子濃度が
低下した場所でのみ電子が第一のチャネル層に閉じ込め
られる様にすればよい。具体的には、先に述べた構造に
於いて、電子供給層と面内超格子層の界面にノンドープ
チャネル層を設ければよい。こうすることに依って、ゲ
ートに負電圧をかけて電子濃度が下がるほど、電子分布
はゲートから離れ基板側に近付くため、面内超格子を構
成する量子細線に閉じ込められる。一方、電子濃度の高
い寄生領域では、電子は上層のノンドープチャネル層中
に2次元的に分布するため、寄生抵抗の上昇は抑えられ
る。
However, in such a structure, electrons always behave as a one-dimensional gas, regardless of the magnitude of the electron density. Therefore, electrons travel only in the GaAs thin wire not only under the gate but also between the source and the gate and between the drain and the gate, resulting in an increase in the source parasitic resistance and the drain parasitic resistance. Ideally, one-dimensional electron confinement is achieved only under the gate, and the other parasitic regions behave as a two-dimensional gas. To satisfy this requirement, a first channel layer where quantum wires are formed and a second channel layer where electrons behave as a two-dimensional gas are provided, and a negative voltage is applied to the gate to reduce the electron concentration. Only electrons need to be confined in the first channel layer. Specifically, in the structure described above, a non-doped channel layer may be provided at the interface between the electron supply layer and the in-plane superlattice layer. By doing this, as the electron concentration decreases by applying a negative voltage to the gate, the electron distribution moves away from the gate and approaches the substrate side, so that it is confined in the quantum wires forming the in-plane superlattice. On the other hand, in a parasitic region with a high electron concentration, electrons are two-dimensionally distributed in the upper non-doped channel layer, so an increase in parasitic resistance is suppressed.

【0010】0010

【実施例】図1に本発明の第一の実施例のFETの素子
構造を示す。同図(A)は素子構造図、同図(B)はゲ
ート電極を含む面(X1−X2−X3−X4)に於ける
素子断面図、同図(C)は同一面に於ける面内超格子層
の断面図である。半絶縁性GaAs基板1上に、ノンド
ープGaAsバッファ層2、ノンドープAlGaAsヘ
テロバッファ層3、面内超格子層4、ノンドープAlG
aAsスペーサ層5、n型AlGaAs電子供給層6及
びn−GaAsキャップ層7が形成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the element structure of an FET according to a first embodiment of the present invention. The figure (A) is a device structure diagram, the figure (B) is a cross-sectional view of the element in the plane (X1-X2-X3-X4) including the gate electrode, and the figure (C) is an in-plane diagram of the same plane. FIG. 3 is a cross-sectional view of a superlattice layer. On a semi-insulating GaAs substrate 1, a non-doped GaAs buffer layer 2, a non-doped AlGaAs hetero buffer layer 3, an in-plane superlattice layer 4, a non-doped AlG
An aAs spacer layer 5, an n-type AlGaAs electron supply layer 6, and an n-GaAs cap layer 7 are formed.

【0011】図1に示した量子細線FETの基板からゲ
ート電極に向かう方向のポテンシャルプロファイルを図
2に示す。図2(A)、(C)はAlAsロッド(4B
)を含む線上に(Y1−Y2)に於ける各々、低電子密
度時及び高電子密度時のポテンシャルプロファイルであ
る。同図(B)、(D)はGaAsロッド(4A)を含
む線上(Z1−Z2)に於ける各々、低電子密度時及び
高電子密度時のポテンシャルプロファイルである。図に
於いて、EC 伝導帯の底、EF はフェルミレベルで
あり、nは電子密度分布を表す。図2に示すように、電
子密度の大小に関わらず、ヘテロバッファ層3の効果で
電子は面内超格子4中に閉じ込められ、GaAaロッド
4A中に1次元電子ガスが形成される。この様に,本発
明による量子細線FETでは高電流時のみならず、低電
流時に於いても、キャリアの1次元コンファインメント
が保たれ、電子輸送特性が改善される。それ故、低電流
時のgm が従来のFETと比べて向上し、とくに高周
波雑音特性が改善される。
FIG. 2 shows a potential profile in the direction from the substrate to the gate electrode of the quantum wire FET shown in FIG. Figures 2(A) and (C) show AlAs rods (4B
) are the potential profiles at low electron density and high electron density at (Y1-Y2), respectively. Figures (B) and (D) are potential profiles on the line (Z1-Z2) including the GaAs rod (4A) at low and high electron densities, respectively. In the figure, EC is the bottom of the conduction band, EF is the Fermi level, and n represents the electron density distribution. As shown in FIG. 2, regardless of the magnitude of the electron density, electrons are confined in the in-plane superlattice 4 due to the effect of the hetero buffer layer 3, and a one-dimensional electron gas is formed in the GaAa rods 4A. As described above, in the quantum wire FET according to the present invention, one-dimensional carrier confinement is maintained not only at high current but also at low current, and the electron transport characteristics are improved. Therefore, gm at low current is improved compared to conventional FETs, and especially high frequency noise characteristics are improved.

【0012】この様な素子は以下の様にして作製される
。[1−10]方向に1°傾斜した(001)GaAs
基板上に例えば、MOCVD成長法により、ノンドープ
GaAsバッファ層を1μm、ノンドープAl0.3 
Ga0.7 Asヘテロバッファ層3を500オングス
トローム(以下Aと記す)を順次成長する。ここで、1
°だけ傾斜した基板を用いているので、結晶面上には1
62A周期のステップが生じる。このステップに沿って
、AlAsとGaAsを交互に成長することによって、
面内超格子層(GaAs)0.5 (AlAs)0.5
 4を150Aだけ形成する。引続き、ノンドープAl
GaAsスペーサ層5を30A、n型Al0.3 Ga
0.7 As電子供給層(ドーピング濃度3×1018
/cm3 )6を270A、n型GaAsキャップ層(
ドーピング濃度5×1018/cm3 )7を500A
に順次成長させるn型GaAsキャップ層7上にはソー
ス電極8S及びドレイン電極8Dを蒸着によって形成し
た後、アロイ処理によって、オーム性接触をとる。ここ
で、面内超格子を形成する半導体ロッドの両端上に各々
ソース電極とドレイン電極が配置されるようにする。更
に、n型GaAs層7をエッチング除去して形成された
リセス部にはゲート電極9を形成する。こうして図1の
FETが完成する。
[0012] Such an element is manufactured as follows. (001) GaAs tilted by 1° in the [1-10] direction
For example, a non-doped GaAs buffer layer with a thickness of 1 μm and a non-doped Al0.3 layer is formed on the substrate by MOCVD growth.
A Ga0.7As hetero buffer layer 3 of 500 angstroms (hereinafter referred to as A) is sequentially grown. Here, 1
Since we use a substrate tilted by 1°, there is a 1°
A step of 62 A periods occurs. By growing AlAs and GaAs alternately along this step,
In-plane superlattice layer (GaAs) 0.5 (AlAs) 0.5
4 by 150A. Continue to use non-doped Al
GaAs spacer layer 5 is 30A, n-type Al0.3Ga
0.7 As electron supply layer (doping concentration 3×1018
/cm3)6 at 270A, n-type GaAs cap layer (
Doping concentration 5×1018/cm3)7 at 500A
After a source electrode 8S and a drain electrode 8D are formed by vapor deposition on the n-type GaAs cap layer 7, which is grown in sequence, ohmic contact is made by alloying. Here, a source electrode and a drain electrode are arranged on both ends of the semiconductor rod forming an in-plane superlattice. Further, a gate electrode 9 is formed in the recessed portion formed by etching away the n-type GaAs layer 7. In this way, the FET of FIG. 1 is completed.

【0013】図3に本発明の第二の実施例のFETの素
子構造を示す。同図(A)は素子構造図、同図(B)は
ゲート電極を含む面(X1−X2−X3−X4)に於け
る素子断面図である。半絶縁性GaAs基板1上に、ノ
ンドープGaAsバッファ層32、ノンドープAlGa
Asヘテロバッファ層33、第一のチャネルを形成する
面内超格子層34、ノンドープGaAsから成る第二チ
ャネル層35,n型AlGaAs電子供給層36、n−
GaAsキャップ層7が形成されている。
FIG. 3 shows the element structure of an FET according to a second embodiment of the present invention. 3A is an element structure diagram, and FIG. 1B is a sectional view of the element in a plane (X1-X2-X3-X4) including the gate electrode. On the semi-insulating GaAs substrate 1, a non-doped GaAs buffer layer 32 and a non-doped AlGa
As hetero buffer layer 33, in-plane superlattice layer 34 forming a first channel, second channel layer 35 made of undoped GaAs, n-type AlGaAs electron supply layer 36, n-
A GaAs cap layer 7 is formed.

【0014】図3に示したFETの基板からゲート電極
に向かう方向のポテンシャルプロファイルを図4に示す
。図4(A)、(C)はAlAsロッド(34B)を含
む線上(図3(B)のY1−Y2)に於ける各々、低電
子密度時及び高電子密度時のポテンシャルプロファイル
である。同図(B)、(D)はGaAsロッド(34A
)を含む線上(図3(B)のZ1−Z2)に於ける各々
、低電子密度時及び高電子密度時のポテンシャルプロフ
ァイルである。
FIG. 4 shows a potential profile in the direction from the substrate to the gate electrode of the FET shown in FIG. FIGS. 4A and 4C are potential profiles at low electron density and high electron density, respectively, on the line including the AlAs rod (34B) (Y1-Y2 in FIG. 3B). (B) and (D) are GaAs rods (34A
) on the line (Z1-Z2 in FIG. 3(B)) at low electron density and high electron density, respectively.

【0015】高電子密度の条件では、図4(C)、(D
)に示すように、電子はゲート電極側に接近するので、
電子は面内超格子から出て第二チャネル層35の方に分
布するようになり2次元電子ガスが形成される。一方、
低電子密度の条件では、図4(A)、(B)に示すよう
に、電子分布の重心位置は基板側に移動するため、電子
は面内超格子34に閉じ込められ、GaAsロッド34
A中に1次元電子ガスが形成される。この様に、本発明
による第二の実施例では適当な負の電圧をゲートに印加
することによってゲート下でのみ電子は1次元コンファ
インメントを受け、電子密度の高い場所では2次元電子
ガスとして振る舞う。故に、ゲート下では1次元コンフ
ァインメントに伴う高移動度、高ドリフト速度を実現し
ながら、電子密度の高い寄生領域では2次元ガスとして
振る舞うため、寄生抵抗の増大をも避けることが出来る
Under the condition of high electron density, FIGS. 4(C) and (D
), as the electrons approach the gate electrode side,
Electrons exit from the in-plane superlattice and become distributed toward the second channel layer 35, forming a two-dimensional electron gas. on the other hand,
Under conditions of low electron density, as shown in FIGS. 4A and 4B, the center of gravity of the electron distribution moves toward the substrate, so electrons are confined in the in-plane superlattice 34 and the GaAs rods 34
A one-dimensional electron gas is formed in A. In this way, in the second embodiment of the present invention, by applying an appropriate negative voltage to the gate, electrons undergo one-dimensional confinement only under the gate, and behave as a two-dimensional electron gas in areas with high electron density. . Therefore, while achieving high mobility and high drift velocity associated with one-dimensional confinement under the gate, it behaves as a two-dimensional gas in the parasitic region with high electron density, making it possible to avoid an increase in parasitic resistance.

【0016】この様な素子は以下の様にして作製される
。[1−10]方向に1°傾斜した(001)GaAs
基板1上に例えば,MOCVD成長法により、ノンドー
プGaAsバッファ層32を1μm、ノンドープAl0
.3 Ga0.7 As層33を500Aを順次成長す
る。ここで、1°だけ傾斜した基板を用いているので、
結晶面上には162A周期のステップが生じる。このス
テップに沿って、AlAsとGaAsを交互に成長する
ことによって、面内超格子層(GaAs)0.75(A
lAs)0.2534を50Aだけ形成する。引き続き
、ノンドープGaAsチャネル層35を50A、n型A
lGaAs電子供給層(ドーピング濃度3×1018/
cm3 )36を200A、n型GaAsキャップ層(
ドーピング濃度5×1018/cm3 )7を500A
に順次成長させる。
[0016] Such an element is manufactured as follows. (001) GaAs tilted by 1° in the [1-10] direction
For example, a non-doped GaAs buffer layer 32 with a thickness of 1 μm and a non-doped Al0 layer is formed on the substrate 1 by MOCVD growth.
.. A 3 Ga0.7 As layer 33 of 500 A is sequentially grown. Here, since we are using a substrate tilted by 1°,
Steps with a period of 162A occur on the crystal plane. Along this step, an in-plane superlattice layer (GaAs) of 0.75 (A
lAs) 0.2534 by 50A. Subsequently, the non-doped GaAs channel layer 35 was heated to 50A, n-type A.
lGaAs electron supply layer (doping concentration 3×1018/
cm3) 36 at 200A, n-type GaAs cap layer (
Doping concentration 5×1018/cm3)7 at 500A
grow sequentially.

【0017】n型GaAsキャップ層7上にはソース電
極8S及びドレイン電極8Dを蒸着によって形成した後
、アロイ処理によって、オーム性接触をとる。ここで、
面内超格子を形成する半導体ロッドの両端上に各々ソー
ス電極とドレイン電極が配置されるようにする。更に、
n型GaAs層7をエッチング除去して形成されたリセ
ス部にはゲート電極9を形成する。こうして図3のFE
Tが完成する。
A source electrode 8S and a drain electrode 8D are formed on the n-type GaAs cap layer 7 by vapor deposition, and then ohmic contact is established by alloying. here,
A source electrode and a drain electrode are respectively disposed on both ends of the semiconductor rod forming an in-plane superlattice. Furthermore,
A gate electrode 9 is formed in the recessed portion formed by etching away the n-type GaAs layer 7. Thus, the FE in Figure 3
T is completed.

【0018】以上の実施例では、AlGaAs/GaA
s系を用いて本発明を説明したが、AlGaAs/In
GaAs/GaAs歪格子系,及びAlInAs/Ga
InAs/InP系など他の材料系を用いたFETにも
適用可能である。
In the above embodiments, AlGaAs/GaA
Although the present invention has been explained using the s system, AlGaAs/In
GaAs/GaAs strained lattice system and AlInAs/Ga
It is also applicable to FETs using other material systems such as InAs/InP systems.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上の詳細な説明から明らかなように、
本発明によれば、面内超格子層の基板側にヘテロバッフ
ァ層を設けることに依って、低電流時にも1次元コンフ
ァインメントが実現される。更に、その様な構造に於い
て、面内超格子層のゲート側にノンドープチャネル層を
設けることに依って、チャネルの細線化に伴う寄生抵抗
の増大をも避けることが出来るので、高周波低雑音素子
として最適なFETが得られる。
[Effect of the invention] As is clear from the above detailed explanation,
According to the present invention, by providing a heterobuffer layer on the substrate side of the in-plane superlattice layer, one-dimensional confinement is realized even at low current. Furthermore, in such a structure, by providing a non-doped channel layer on the gate side of the in-plane superlattice layer, it is possible to avoid an increase in parasitic resistance due to thinning of the channel, resulting in low high-frequency noise. An optimal FET as an element can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明によるFETの第一の実施例の素子構造
図である。
FIG. 1 is an element structure diagram of a first embodiment of an FET according to the present invention.

【図2】第一の実施例に於けるバンドプロファイル図で
ある。
FIG. 2 is a band profile diagram in the first embodiment.

【図3】本発明によるFETの第二の実施例の素子構造
図である。
FIG. 3 is an element structure diagram of a second embodiment of the FET according to the present invention.

【図4】第二の実施例に於けるバンドプロファイル図で
ある。
FIG. 4 is a band profile diagram in a second embodiment.

【図5】従来技術によるFETの素子構造図である。FIG. 5 is an element structure diagram of an FET according to the prior art.

【図6】従来例に於けるバンドプロファイル図である。FIG. 6 is a band profile diagram in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  S.I.GaAs基板 2、32、35、52  i−GaAs層3、5、33
  i−AlGaAs層 4、34、54  (AlAs)(GaAs)面内超格
子層 4A、34A、54A  i−GaAsロッド4B、3
4B、54B  i−AlAsロッド6、36、56 
 n型AlGaAs電子供給層7  n型GaAs層 8S、8D  オーム性電極 9  ゲート電極
1 S. I. GaAs substrate 2, 32, 35, 52 i-GaAs layer 3, 5, 33
i-AlGaAs layers 4, 34, 54 (AlAs) (GaAs) in-plane superlattice layers 4A, 34A, 54A i-GaAs rods 4B, 3
4B, 54B i-AlAs rod 6, 36, 56
n-type AlGaAs electron supply layer 7 n-type GaAs layer 8S, 8D ohmic electrode 9 gate electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  半導体基板上に、第一の半導体材料か
ら成るロッドと該第一の半導体材料よりも電子親和力の
小さい第二の半導体材料から成るロッドが交互に配列さ
れた面内超格子層と、n型不純物がドープされた第三の
半導体材料から成る電子供給層とが順次積層され、前記
第一の半導体材料から成るロッドの長手方向に電子を走
行させる電界効果トランジスタであって、前記面内超格
子層の前記電子供給層と反対側に第一の半導体材料より
も電子親和力の小さい第四の半導体材料から成るヘテロ
バッファ層を備えることを特徴とする電界効果トランジ
スタ。
1. An in-plane superlattice layer in which rods made of a first semiconductor material and rods made of a second semiconductor material having a lower electron affinity than the first semiconductor material are alternately arranged on a semiconductor substrate. and an electron supply layer made of a third semiconductor material doped with an n-type impurity are sequentially laminated, and the field effect transistor causes electrons to travel in the longitudinal direction of the rod made of the first semiconductor material, A field effect transistor comprising a heterobuffer layer made of a fourth semiconductor material having a lower electron affinity than the first semiconductor material on a side of the in-plane superlattice layer opposite to the electron supply layer.
【請求項2】  前記面内超格子層と前記電子供給送の
中間に、前記第三の半導体材料より電子親和力の大きい
第五の半導体材料から成るノンドープチャネル層を備え
る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. A non-doped channel layer made of a fifth semiconductor material having a higher electron affinity than the third semiconductor material is provided between the in-plane superlattice layer and the electron supply/transfer layer. 1. The field effect transistor according to 1.
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