DE19600116C2 - Doppelheterostruktur-HEMT - Google Patents

Description

Auf GaAs-Substrat gewachsene pseudomorphe HEMTs (High Electron Mobility Transistors), im folgenden als PHEMT abge­ kürzt, sind Feldeffekttransistoren mit einer verspannten Ka­ nalschicht, bei denen die Dotieratome, die die zum La­ dungstransport von Source nach Drain notwendigen Ladungsträ­ ger bereitstellen, räumlich ganz oder teilweise getrennt sind von dem Kanal, in dem der Ladungstransport stattfindet. Der dazu erforderliche Aufbau der Halbleiterschichtstruktur wird epitaktisch gewachsen. Der Kanal, der üblicherweise z. B. aus In_yGa_1-yAs besteht, besitzt dabei folgende Eigenschaften:

• 1. Die Gitterkonstante des Halbleiterkristalls im Kanal ist (abhängig vom In-Gehalt y) verschieden von den Gitterkon­ stanten der umgebenden Halbleitermaterialien und des Substrates (daher die Bezeichnung "pseudomorph"). Deshalb ist die Dicke des Kanals begrenzt, wenn Versetzungen, die wegen der unzureichenden Anpassung der Gitterkonstanten auftreten können und die die Ladungsträger-Transport­ eigenschaften beeinträchtigen, vermieden werden sollen.
• 2. Die Transporteigenschaften der Ladungsträger sind im Kanal besser als in den angrenzenden Halbleiterschichten, was ebenfalls von dem In-Anteil y abhängt.
• 3. Die Energiebandlücke ist im Kanal kleiner als in den an­ grenzenden Schichten. Deshalb werden die Ladungsträger von den an den Kanal angrenzenden dotierten Schichten in den Kanal transferiert und dort wirkungsvoll eingeschlossen, d. h. in dem Gebiet mit den besten Transporteigenschaften. Die Energiebandlücke des Kanals kann aber nicht beliebig verkleinert werden, da sehr kleine Bandlücken nur mit In- Anteilen y erreicht werden können, die starke Abweichungen der Gitterkonstanten von der des Substrates bzw. der übri­ gen Halbleiterschichten bedingen und folglich nur sehr kleine Dicken des Kanals ermöglichen.

Es muß daher beim Entwurf von epitaktischen Schichten für PHEMTs ein Kompromiß gefunden werden. In-Gehalte y, die ein­ seitig im Hinblick auf minimale Bandlücke gewählt wurden, er­ lauben nur noch so kleine Kanaldicken, daß die Anzahl der im Kanal eingeschlossenen Ladungsträger sehr klein ist und ihre Transporteigenschaften stark durch die nahe beieinanderlie­ genden Kanalgrenzflächen beeinträchtigt werden. Kanäle, die einseitig auf große Dicke optimiert wurden, besitzen Band­ lücken, die sich nur noch wenig von denen der angrenzenden Schichten unterscheiden, so daß die Ladungsträger nicht mehr effektiv von den dotierten Schichten in diesen Kanal transfe­ riert werden und dort nur mangelhaft eingeschlossen sind. Au­ ßerdem sind in diesen Kanälen die Transporteigenschaften de­ nen der angrenzenden Schichten nur noch wenig überlegen.

PHEMTs auf der Grundlage von GaAs werden bislang in zwei Grundformen verwendet, dem sogenannten Single-Heterojunction PHEMT (SH-PHEMT) und dem sogenannten Double-Heterojunction PHEMT (DH-PHEMT). Beiden Grundformen ist ein Kanal gemeinsam, der bei In-Anteilen y von 0,2 bis 0,25 typischerweise 10 nm bis 12 nm dick ist.

Beim SH-PHEMT ist der In_yGa_1-yAs-Kanal unten durch eine GaAs- Schicht begrenzt, oben durch ein Halbleitermaterial, das eine größere Differenz der Energiebandlücke zu InGaAs aufweist als GaAs, üblicherweise durch Al_xGa_1-xAs, seltener durch In_zGa_1-zP. Beim SH-PHEMT befinden sich Dotieratome nur in der Schicht über dem Kanal, d. h. zwischen dem Kanal und der Oberfläche des Bauelementes bzw. dem Gate-Kontakt, nicht jedoch in dem GaAs unter dem Kanal. Dies führt zu einem Verlauf der unteren Grenze des Leitungsbandes in der Richtung senkrecht zur Grenzfläche zwischen Halbleitermaterial und Gate-Kontakt, wie er in den beigefügten Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Bei Gatespannungen nahe an der Abschnürspannung des Transistors verläuft die Leitungsbandkante im Kanal fast parallel zur Fermienergie, wodurch die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Ladungsträger etwa in Kanalmitte am größten ist (s. Fig. 2). Bei positiveren Gatespannungen liegt das Leitungsband im obe­ ren Teil des Kanales (d. h. in der Figur weiter links) we­ sentlich tiefer unter der Fermienergie als im unteren Teil des Kanals, was die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der La­ dungsträger nach oben, zum Gate-Kontakt hin, verschiebt (s. Fig. 3). Damit verringert sich der mittlere Abstand der La­ dungsträger zum Gate-Kontakt, und ihre Steuerbarkeit durch den Gate-Kontakt, die sogenannte Steilheit, verbessert sich umgekehrt proportional zu diesem Abstand. Noch stärker posi­ tive Gatespannungen bringen dann allerdings auch die Lei­ tungsbandkante des dotierten Materiales zwischen Gate-Kontakt und Kanal unter die Fermienergie, so daß auch hier eine Be­ setzung mit Ladungsträger entsteht, die schlechte Transport­ eigenschaften besitzen und die Steilheit wieder absinken las­ sen.

Beim DH-PHEMT ist der InGaAs-Kanal auf beiden Seiten durch eine dotierte AlGaAs-Schicht begrenzt, so daß der Sprung der Energiebandkante an der Oberseite und der Unterseite des Ka­ nals gleich hoch ist (und zwar so, wie beim SH-PHEMT nur an der Oberseite). Der resultierende Verlauf der Leitungsband­ kante senkrecht zur Oberfläche des Halbleitermateriales ist in Fig. 4 und 5 dargestellt. Bei Gatespannungen nahe an der Abschnürspannung des Transistors ist der obere Teil des Kanals (d. h. in Richtung zum Gate-Kontakt) so hoch über der Fermienergie, daß die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der La­ dungsträger im unteren Teil des Kanals am größten ist (s. Fig. 4). Sie befinden sich hier nahe zur Grenzfläche des Ka­ nals mit der unteren AlGaAs-Schicht, so daß Grenzflächen­ streuung die Transporteigenschaften beeinträchtigt. Bei posi­ tiverer Gatespannung liegt das Leitungsband relativ zur Fer­ mienergie so, daß jetzt die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Ladungsträger in Kanalmitte am größten ist (s. Fig. 5). Da­ mit hat sich auch hier der Abstand der Ladungsträger zum Ga­ te-Kontakt verringert, und die Steilheit steigt, aber nicht so stark wie im SH-PHEMT (weil der Abstand absolut größer bleibt). Noch positivere Gatespannungen bringen die Leitungs­ bandkante des dotierten Materiales zwischen Gate-Kontakt und Kanal in die Nähe der Fermienergie, so daß die Steilheit wie­ der absinkt. Dieser Effekt tritt beim DH-PHEMT aber später auf als beim SH-PHEMT, so daß der Hub der Gatespannung, in­ nerhalb dessen noch keine unerwünschte Leitung in dem Halb­ leitermaterial zwischen Gate-Kontakt und Kanal auftritt, ins­ gesamt größer ist.

Bei kleinen Strömen (d. h. kleinen Gate-Source-Kapazitäten), wie sie zur Erzielung guten Rauschverhaltens eingestellt wer­ den müssen, ist im SH-PHEMT die Mehrzahl der Ladungsträger von den Grenzflächen des Kanals entfernt, so daß minimale Grenzflächenstreuung auftritt und das Rauschverhalten dem des DH-PHEMTs überlegen ist. Die maximale Steilheit ist ebenfalls besser als im DH-PHEMT. Damit ist der SH-PHEMT einerseits be­ sonders geeignet für rauscharme Empfangsverstärker, anderer­ seits aber auch für alle anderen Kleinsignalverstärker bis in den Bereich höchster Frequenzen (ca. 100 GHz), wo allerhöch­ ste Steilheiten verlangt werden, um überhaupt Verstärkung er­ zielen zu können.

Der DH-PHEMT besitzt durch die hohen Diskontinuitäten der Energiebandkanten an der oberen und unteren Grenze des Kanals einen größeren wirksamen Kanalquerschnitt, und Dotieratome können im Gegensatz zum SH-PHEMT auch in dem Halbleitermate­ rial unter dem Kanal, d. h. auf der von dem Gate-Kontakt ab­ gewandten Seite des Kanals, eingesetzt werden, so daß die An­ zahl der im Kanal fließenden Ladungsträger um etwa 20% größer sein kann als im SH-PHEMT. Außerdem bedingt die größere Dis­ kontinuität des Leitungsbandes an der unteren Begrenzung des Kanales, daß die Ladungsträger höhere Energien benötigen als im SH-PHEMT, um diese Barriere zu überwinden. Daher können an das Bauelement höhere Drain-Spannungen angelegt werden, ohne daß die Ladungsträger den Kanal verlassen und in tiefere Schichten des Halbleiterkristalles eindringen, wo sie von der Gatespannung nicht mehr kontrolliert werden können. Die hohe Zahl der Ladungsträger im Kanal in Verbindung mit den mögli­ chen hohen Drainspannungen machen DH-PHEMTs besonders geeig­ net für Leistungstransistor-Anwendungen. Die erzielbare ma­ ximale Steilheit ist beim DH-PHEMT allerdings kleiner als beim SH-PHEMT, und die Rauscheigenschaften sind etwas schlechter. Der höhere nutzbare Hub der Gatespannung im Ver­ gleich zum SH-PHEMT macht den DH-PHEMT aber für Verstärker geeignet, bei denen nicht so sehr das Rauschverhalten wichtig ist, sondern Linearität bei größtmöglicher Dynamik des Ein­ gangssignals.

In der Veröffentlichung von M. Wojtowicz et al. in IEEE Electron Device Lett. 15, 477-479 (1994) ist ein HEMT im Materialsystem InGaAs/InAlAs auf InP-Substrat beschrieben, bei dem der In-Gehalt im Kanal kontinuierlich variiert. Eine Dotierung von Halbleitermaterial für den für den Kanal vorge­ sehenen Leitfähigkeitstyp ist nur zwischen dem Gate-Kontakt und dem Kanal vorgesehen. Wie bei anderen SH-PHEMTs verläuft auch hierbei in jedem Betriebszustand die Unterkante des Lei­ tungsbandes in Richtung zum Gate-Kontakt hin fallend (vgl. Fig. 2 und 3). Bei dieser gradierten Zusammensetzung des Halbleitermateriales im Kanal ist die mittlere Aufenthalts­ wahrscheinlichkeit der Elektronen noch stärker in Richtung zum Gate-Kontakt hin verschoben. Dadurch werden die für SH- PHEMTs typischen Eigenschaften verstärkt. Der Vorteil des Verlaufs der Leitungsbandkante bei der gradierten Zusammen­ setzung des Kanals beruht lediglich darauf, daß aufgrund des teilweise erniedrigten In-Gehaltes (und der damit verringer­ ten Verspannung) ein insgesamt dickerer Kanal für den Trans­ port von Ladungsträgern ermöglicht wird, was die Streuung der Elektronen an den Grenzflächen gegenüber herkömmlichen Struk­ turen verringert.

In der Veröffentlichung von Tae-Kyung Yoo et al. in Appl. Phys. Lett 61, 1942-1944 (1992) ist ein HEMT beschrieben, bei dem der In-Gehalt der InGaAs-Zusammensetzung des Kanales in der Kanalmitte am größten ist. Die Schichtstruktur ist auf ein GaAs-Substrat aufgewachsen. Die inhomogene Zusammenset­ zung des Kanals soll nur eine einseitige Optimierung der Transistoreigenschaften im Hinblick auf niedriges Rauschen bewirken, da die Streuung der Ladungsträger an den oberen und unteren Grenzflächen reduziert ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen HEMT anzuge­ ben, der eine hohe Spitzensteilheit und gutes Rauschverhalten sowie hohe Ladungsträgerdichte, guten Ladungsträgereinschluß auch bei hohen Feldern und großen Gatespannungshub ohne para­ sitäre Transportphänomene in der Schicht zwischen Gate und Kanal aufweist.

Diese Aufgabe wird mit dem HEMT mit den Merkmalen des Anspru­ ches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen HEMT ist die Mischkristallzusammen­ setzung des Halbleitermateriales im Kanal so variiert, daß an der dem Gate-Kontakt zugewandten Begrenzung des Kanales die untere Grenze des Leitungsbandes (Leitungsbandkante) tiefer liegt, als das der Fall wäre, wenn die Mischkristallzusammen­ setzung homogen die gleiche wäre wie an der von dem Gate-Kon­ takt abgewandten Begrenzung des Kanals. Es kann in dem Kanal eine Gradierung der Mischkristallzusammensetzung vorhanden sein, die z. B. die gesamte Dicke des Kanals ausmacht oder die nur in einem Anteil der Dicke des Kanalbereiches vorhan­ den ist und daran anschließend durch eine homogene Zusammen­ setzung fortgesetzt wird. Statt einer (kontinuierlichen) Gra­ dierung der Zusammensetzung kann im Kanal eine gestufte Ände­ rung der Zusammensetzung vorhanden sein. Es genügt, wenn ein unterer Anteil des Kanales eine homogene Mischkristallzusam­ mensetzung aufweist und der restliche obere (d. h. näher zum Gate-Kontakt gelegene) Anteil eine davon verschiedene Misch­ kristallzusammensetzung aufweist, die in diesem Bereich die untere Grenze des Leitungsbandes nach unten verschiebt. Der Kanal ist auf beiden Seiten von dotierten Schichten begrenzt.

Es folgt eine genauere Beschreibung des erfindungsgemäßen HEMT anhand der beigefügten Fig. 1 bis 7.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines HEMT im Quer­ schnitt.

Fig. 2 und 3 zeigen Diagramme, in denen die untere Grenze des Leitungsbandes E_c (Conduction-Band Energy), die Fermienergie E_f und die Aufenthaltswahrscheinlichkeit |Ψ|² über dem Abstand von der Oberseite des Halb­ leitermateriales für einen SH-PHEMT bei verschiedenen Gatespannungen aufgetragen sind.

Fig. 4 und 5 zeigen entsprechende Diagramme für einen DH- PHEMT bei verschiedenen Gatespannungen.

Fig. 6 und 7 zeigen entsprechende Diagramme für den erfin­ dungsgemäßen HEMT bei verschiedenen Gatespannungen.

In Fig. 1 sind auf einem Substrat 1 eine Pufferschicht 2, ein Kanal-Bereich 3, eine untere Begrenzungsschicht 4, eine obere Begrenzungsschicht 5, ein Source-Bereich 6, ein Drain- Bereich 7, eine untere Trennschicht 8, eine obere Trenn­ schicht 9, eine Gate-Kontaktschicht 10, ein Gate-Kontakt 11 und Source- und Drain-Kontakte 12 dargestellt. Die Begren­ zungsschichten 4, 5 sind jeweils für den für den Kanalbereich 3 vorgesehenen Leitfähigkeitstyp n-leitend dotiert. Der Ka­ nal-Bereich 3 selbst ist undotiert. Der Source-Bereich 6 und der Drain-Bereich 7 sind beide hoch n-leitend dotiert. Die Gate-Kontaktschicht 10, die auch weggelassen sein kann, ist nicht oder niedrig n-leitend dotiert, so daß ein guter Schottky-Kontakt zwischen dem Metall des Gate-Kontaktes und dem Halbleitermaterial bewirkt ist. Alternativ kann die Gate- Kontaktschicht 10 auch p-leitend dotiert sein, so daß ein p- n-Übergang den Kontakt zwischen dem Metall des Gate-Kontaktes und dem Halbleitermaterial herstellt. Die Trennschichten 8, 9 trennen die unterschiedlich dotierten Bereiche voneinander und sind über und unter dem Kanal-Bereich 3 ausreichend dünn, so daß Ladungsträger aus den dotierten Schichten in den Ka­ nal-Bereich gelangen können. Diese Trennschichten 8, 9 können auch weggelassen sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zusammensetzung des Kanal-Bereiches 3 In_yGa_1-yAs und die Zusammensetzung der Begrenzungsschichten 4, 5 Al_xGa_1-xAs. Dabei braucht x für die beiden Begrenzungsschichten nicht gleich zu sein. Für die Be­ grenzungsschichten kommen auch InGaP oder AlInGaP in Frage. Der In-Gehalt im Kanal-Bereich wird im oberen Teil größer ge­ wählt als im unteren Teil. Als Beispiel kann bei einem 12 nm dicken InGaAs-Kanal z. B. in dem oberen 6 nm dicken Anteil des Kanals In_0,3Ga_0,7As und in dem unteren 6 nm dicken Anteil des Kanals In_0,2Ga_0,8As oder z. B. in dem oberen 6 nm dicken Anteil des Kanals In_0,35Ga_0,65As und in dem unteren 6 nm dicken Anteil des Kanals In_0,15Ga_0,85As verwendet werden. Damit ist der In-Anteil y im Mittel 0,25, wie er auch für einen konven­ tionellen DH-PHEMT gewählt werden könnte.

Damit erhält man einen Verlauf der unteren Grenze des Lei­ tungsbandes E_c, wie er in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Die Diskontinuität im Verlauf der Leitungsbandkante ist an der unteren Begrenzung des Kanal-Bereiches genauso groß wie beim konventionellen DH-PHEMT, so daß dessen guter Ein­ schluß der Ladungsträger im Kanal unter dem Einfluß hoher Felder erhalten bleibt. Bei Gatespannungen nahe der Ab­ schnürspannung (Bedingungen für rauscharmen Betrieb) befinden sich die Ladungsträger jedoch nicht nahe der unteren Begren­ zung des Kanals, sondern vergleichbar zum konventionellen SH- PHEMT mehr in der Kanalmitte (s. Fig. 6). Bei positiveren Gatespannungen wandert das Maximum der Ladungsträgervertei­ lung näher an die obere Begrenzung des Kanals (s. Fig. 7), was zu einer maximalen Steilheit führt, die ebenfalls ver­ gleichbar zum konventionellen SH-PHEMT ist. Da aber die Kon­ zentration der Ladungsträger im Kanal und gleichzeitig die Diskontinuität im Leitungsband an der oberen Begrenzung des Kanal-Bereiches wesentlich höher ist als im herkömmlichen SH- PHEMT, setzen Leitungseffekte in der Begrenzungsschicht 5 aus AlGaAs zwischen dem Gate-Kontakt 11 und dem Kanal-Bereich 3 erst sehr spät ein, und zwar noch später als selbst im kon­ ventionellen DH-PHEMT.

Wegen der eingangs erläuterten Verspannung der InGaAs-Kanal­ schicht, verursacht durch die vom umgebenden AlGaAs abwei­ chende Gitterkonstante, kann der In-Anteil im Kanal nicht be­ liebig erhöht werden. Ein mögliches weiteres Ausführungsbei­ spiel des erfindungsgemäßen HEMT sieht z. B. einen mittleren In-Anteil im Kanal von 0,29 vor. In einem 10 nm dicken In- GaAs-Kanal ist z. B. der obere 6 nm dicke Anteil des Kanals In_0,35Ga_0,65As und der untere 4 nm dicke Anteil des Kanals In_0,2Ga_0,8As.

Statt der angegebenen Aufteilung des Kanals in zwei Bereiche homogener Zusammensetzung können mehrere Stufen der Zusammen­ setzung vorgesehen sein. Als Beispiel kann in einem 12 nm dicken InGaAs-Kanal (mit Begrenzungsschichten z. B. aus Al- GaAs) z. B. in dem oberen 4 nm dicken Anteil des Kanals In_0,3Ga_0,7As, in dem mittleren 4 nm dicken Anteil des Kanals In_0,25Ga_0,75As und in dem unteren 4 nm dicken Anteil des Kanals In_0,2Ga_0,8As vorhanden sein (mittlerer In-Anteil 0,25). Als weiteres Beispiel kann in einem 10 nm dicken InGaAs-Kanal (mit Begrenzungsschichten z. B. aus AlGaAs) in dem oberen 3 nm dicken Anteil des Kanals In_0,4Ga_0,6As, in dem mittleren 3 nm dicken Anteil des Kanals In_0,3Ga_0,7As und in dem unteren 4 nm dicken Anteil des Kanals In_0,2Ga_0,8As vorhanden sein (mittlerer In-Anteil 0,29). Es kann auch eine graduelle Va­ riation der Zusammensetzung vorhanden sein. Die Gradierung der Mischkristallzusammensetzung kann sich über die gesamte Dicke des Kanal-Bereiches erstrecken oder nur in einem schichtartigen Anteil vorhanden sein. Da die Schicht, die den Kanal-Bereich des pseudomorphen HEMT bildet, sehr dünn sein muß und ggf. nur wenige Atomlagen umfaßt, ist eine derartige Gradierung praktisch eine vielstufige Änderung. Bei Verwen­ dung von InGaAs für den Kanal-Bereich ist es vorteilhaft, wenn die atomaren Anteile von In an den Mischkristallzusam­ mensetzungen des Kanal-Bereiches auf den niedrigsten Wert be­ zogen um mindestens 30% variieren.

Wesentlich für den erfindungsgemäßen HEMT ist es, daß die un­ tere Grenze des Leitungsbandes nach oben, d. h. zum Gate-Kon­ takt 11 hin, gegenüber einem Kanal mit homogener Zusammen­ setzung erniedrigt wird. Diese Erniedrigung kann wie in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel an einer Ebene im Innern des Kanal-Bereiches sprunghaft erfolgen (Unstetigkeit der E_c- Kurve in der Mitte des Kanals in den Fig. 6 und 7). Bei einer gradierten Mischkristallzusammensetzung wird entspre­ chend die E_c-Kurve im Kanal nach links (abnehmender Abstand d von der Oberseite des Halbleiterkristalls) progressiv er­ niedrigt.

Auf diese Weise vereinigt der PH-PHEMT mit gestuftem Kanal die Vorteile des konventionellen SH-PHEMT, nämlich hohe Spit­ zensteilheit und gutes Rauschverhalten, mit den Vorteilen des konventionellen DH-PHEMTs, nämlich hoher Ladungsträgerdichte, gutem Ladungsträgereinschluß auch bei hohen Feldern, und gro­ ßem Gatespannungshub ohne parasitäre Transportphänomene in der Schicht zwischen Gate und Kanal. Er ist damit gleichzei­ tig geeignet für rauscharme Kleinsignalschaltungen, lineare Schaltungen und Leistungsschaltungen, und zwar bis zu höch­ sten Frequenzen von etwa 100 GHz.

Claims (9)

1. HEMT mit einem Source-Bereich (6), einem Kanal-Bereich (3), einem Drain-Bereich (7), je einem Kontakt (12) in elek­ trisch leitender Verbindung mit diesem Source-Bereich bzw. diesem Drain-Bereich und einem Gate-Kontakt (11),
bei dem zur Ausbildung einer pseudomorphen Doppelheterostruk­ tur zwischen diesem Kanal-Bereich und diesem Gate-Kontakt ei­ ne obere Begrenzungsschicht (5) und auf der von diesem Gate- Kontakt abgewandten Seite dieses Kanal-Bereiches eine untere Begrenzungsschicht (4) angeordnet sind,
bei dem dieser Kanal-Bereich und diese Begrenzungsschichten unterschiedliche Halbleitermaterialien sind, so daß das Mini­ mum der unteren Grenze des Leitungsbandes in jeder dieser Be­ grenzungsschichten größer ist als das Maximum der unteren Grenze des Leitungsbandes in dem Kanal-Bereich,
bei dem diese Begrenzungsschichten n-leitend dotiert sind und bei dem der Kanal-Bereich eine Mischkristallzusammensetzung aufweist, die in der Richtung von dieser unteren Begrenzungs­ schicht zu dieser oberen Begrenzungsschicht kontinuierlich oder in mindestens einer Stufe derart variiert, daß in dem Kanal-Bereich in jedem Abstand von der unteren Begrenzungs­ schicht die untere Grenze des Leitungsbandes nicht höher liegt, als der Fall wäre, wenn die Mischkristallzusammenset­ zung in dem Bereich von diesem betreffenden Abstand von der unteren Begrenzungsschicht bis zu einem beliebigen geringeren Abstand von der unteren Begrenzungsschicht in dem Kanal-Be­ reich homogen und gleich der Mischkristallzusammensetzung in diesem geringeren Abstand von der unteren Begrenzungsschicht wäre, und daß
in wenigstens einem Abstand von der unteren Begrenzungs­ schicht die untere Grenze des Leitungsbandes niedriger liegt, als der Fall wäre, wenn die Mischkristallzusammensetzung in dem Bereich von diesem betreffenden Abstand von der unteren Begrenzungsschicht bis zu der der unteren Begrenzungsschicht zugewandten Begrenzung des Kanal-Bereiches gleich der Misch­ kristallzusammensetzung des Kanal-Bereiches an dieser Begren­ zung wäre.

2. HEMT nach Anspruch 1, bei dem ein bestimmter Abstand von der unteren Begrenzungs­ schicht (4) existiert, unterhalb dessen der Kanal-Bereich (3) eine homogene Mischkristallzusammensetzung aufweist, und bei dem ein bestimmter Abstand von der unteren Begrenzungsschicht (4) existiert, oberhalb dessen der Kanal-Bereich eine andere homogene Mischkristallzusammensetzung aufweist.

3. HEMT nach Anspruch 2, bei dem der Kanal-Bereich auch zwischen diesen bestimmten Ab­ ständen eine homogene Mischkristallzusammensetzung aufweist, die von den Mischkristallzusammensetzungen zwischen jeweils einer Begrenzung des Kanal-Bereiches und dem dazu nächstgele­ genen dieser bestimmten Abstände verschieden ist.

4. HEMT nach Anspruch 2, bei dem diese bestimmten Abstände gleich sind.

5. HEMT nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Kanal-Bereich (3) In_xGa_1-xAs ist und die Variation der Mischkristallzusammensetzung durch variierte In- und Ga- Anteile bewirkt ist.

6. HEMT nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Begrenzungsschichten (4, 5) AlGaAs sind.

7. HEMT nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Begrenzungsschichten (4, 5) InGaP sind.

8. HEMT nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Begrenzungsschichten (4, 5) AlInGaP sind.

9. HEMT nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die atomaren Anteile von In an den Mischkristallzu­ sammensetzungen des Kanal-Bereiches auf den niedrigsten Wert bezogen um mindestens 30% variieren.