JPH023250A - 化合物半導体装置 - Google Patents
化合物半導体装置Info
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- JPH023250A JPH023250A JP63149946A JP14994688A JPH023250A JP H023250 A JPH023250 A JP H023250A JP 63149946 A JP63149946 A JP 63149946A JP 14994688 A JP14994688 A JP 14994688A JP H023250 A JPH023250 A JP H023250A
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- compound semiconductor
- layer
- plane
- semiconductor device
- gaas
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/40—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels
- H10D30/43—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels having 1D charge carrier gas channels, e.g. quantum wire FETs or transistors having 1D quantum-confined channels
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Recrystallisation Techniques (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】
(産業上の利用分野)
本発明は極めて高速の移動度を有する電子を用いた化合
物半導体装置に関する。
物半導体装置に関する。
(従来の技術)
従来、この種の化合物半導体装置として、高純度層と、
該高純度層より広い禁制帯幅を有する電子供給層を接合
させた場合、高純度層内に二次元的に極めて移動度の高
い電子を含む電子層が生じることを利用した電界効果型
トランジスタか知られている。この電界効果型トランジ
スタでは、大きな移動度を持つ高濃度二次元電子によっ
て高い相互コンダクタンスを実現できることか報告され
ている。
該高純度層より広い禁制帯幅を有する電子供給層を接合
させた場合、高純度層内に二次元的に極めて移動度の高
い電子を含む電子層が生じることを利用した電界効果型
トランジスタか知られている。この電界効果型トランジ
スタでは、大きな移動度を持つ高濃度二次元電子によっ
て高い相互コンダクタンスを実現できることか報告され
ている。
一方、電子を線状に、即ち、−次元的に閉じ込めること
ができれば、二次元的な電子層よりも、電子密度を高く
でき、相互コンダクタンスを更に高くできるものと考え
られる。しかしながら、従来の技術では、電子を一次元
的に閉じ込めることは非常に困難である。
ができれば、二次元的な電子層よりも、電子密度を高く
でき、相互コンダクタンスを更に高くできるものと考え
られる。しかしながら、従来の技術では、電子を一次元
的に閉じ込めることは非常に困難である。
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、従来の化合物半導体装置に比べより高い相互
コンダクタンスを得ることができる化合物半導体装置を
提供することである。
コンダクタンスを得ることができる化合物半導体装置を
提供することである。
本発明の池の目的は高濃度の電子を線状に閉じ込めて一
次元電子層を形成できる化合物半導体装置を提供するこ
とを課題とする。
次元電子層を形成できる化合物半導体装置を提供するこ
とを課題とする。
(課題を解決するための手段)
本発明は、極めて細い線状の(OO’1 )面と、該(
001)面を境界を接する(111)B方位面を露出さ
せた高純度層を用い、前記(001)面には高純度層よ
り、も広い禁制帯幅を有する第1の化合物半導体結晶に
よって形成された電子供給層を形成する一方、(111
)面上に電子供給層に対して同等以上の禁制帯幅を有す
る第2の化合物半導体結晶を形成した化合物半導体装置
が得られる。
001)面を境界を接する(111)B方位面を露出さ
せた高純度層を用い、前記(001)面には高純度層よ
り、も広い禁制帯幅を有する第1の化合物半導体結晶に
よって形成された電子供給層を形成する一方、(111
)面上に電子供給層に対して同等以上の禁制帯幅を有す
る第2の化合物半導体結晶を形成した化合物半導体装置
が得られる。
(作 用)
本発明によれば、第1の化合物半導体結晶から、高純度
層に流入した電子は、それをとり囲むように形成された
(111)8面上の広い禁制帯幅を有する層によって両
側から閉じこめられて、実効的に細い線状の一次元電子
層となる。この−次元電子層を用いて相互コンダクタン
スの大きい電界効果型トランジスタを構成することがで
きる。
層に流入した電子は、それをとり囲むように形成された
(111)8面上の広い禁制帯幅を有する層によって両
側から閉じこめられて、実効的に細い線状の一次元電子
層となる。この−次元電子層を用いて相互コンダクタン
スの大きい電界効果型トランジスタを構成することがで
きる。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
(実施例1)
第1図を参照すると、本発明の一実施例に係る化合物半
導体装置は下地としてのGaAs層1゜を有し、このG
aAs層10は高純度層を形成している。GaAs層1
0の表面には、第1の方位面として、<001)面11
が線状に、即ち、次元的に露出されており、且つ、<0
01)面11の両側に、(001)面11と境界を接す
るように設けられた第2の方位面としての(111)8
面12が露出されている。ここで、GaA・8層10は
GaAs基板であってもよく、また、エピタキ・シャル
成長層であってもよい、この関係で、GaAs層10は
I[[−V族化合物半導体領域と呼ばれてもよい、上記
した互いに異なる方位面を露出させることはGaAs層
10を通常の選択エツチングにより可能である。
導体装置は下地としてのGaAs層1゜を有し、このG
aAs層10は高純度層を形成している。GaAs層1
0の表面には、第1の方位面として、<001)面11
が線状に、即ち、次元的に露出されており、且つ、<0
01)面11の両側に、(001)面11と境界を接す
るように設けられた第2の方位面としての(111)8
面12が露出されている。ここで、GaA・8層10は
GaAs基板であってもよく、また、エピタキ・シャル
成長層であってもよい、この関係で、GaAs層10は
I[[−V族化合物半導体領域と呼ばれてもよい、上記
した互いに異なる方位面を露出させることはGaAs層
10を通常の選択エツチングにより可能である。
次に、(001)面11上に、電子供給層として第1の
AjGaAs層16を成長させると共に、(111)8
面12上に第2のAJGaAs層17を成長させる。こ
こで、第1及び第2のAjGaAs層16及び17には
、不純物としてケイ素(Si)が添加されており、これ
らAjGaAs層16及び17はGaAs層10より広
い禁制帯を有している。
AjGaAs層16を成長させると共に、(111)8
面12上に第2のAJGaAs層17を成長させる。こ
こで、第1及び第2のAjGaAs層16及び17には
、不純物としてケイ素(Si)が添加されており、これ
らAjGaAs層16及び17はGaAs層10より広
い禁制帯を有している。
通常、<001)面11上の[[−V族化合物半導体に
添加したケイ素はドナーとなり、n型ドーパントとして
働くが、(111)8面12上の■V族化合物半導体に
添加した場合、アクセプタとなり、p型ドーパントとし
て働くことが知られている。
添加したケイ素はドナーとなり、n型ドーパントとして
働くが、(111)8面12上の■V族化合物半導体に
添加した場合、アクセプタとなり、p型ドーパントとし
て働くことが知られている。
また、高温でAJGaAs層を形成する場合、同一成長
条件下であっても、(111)8面12では(001)
面11に比べて、Ga原子の脱離量が多く、結果として
、(111)8面12には、(001)面11よりもA
1組成の高いAJGaAs層が形成されることか判明し
た。このことは、同一条件で生成された第1及び第2の
Aj GaAs層16及び17のうち、(111)8面
12上に形成された第2のAjGaAs層17は(00
1)面11上に形成された第1のAN GaAs層16
に比べて広い禁制帯幅を有していることになる。
条件下であっても、(111)8面12では(001)
面11に比べて、Ga原子の脱離量が多く、結果として
、(111)8面12には、(001)面11よりもA
1組成の高いAJGaAs層が形成されることか判明し
た。このことは、同一条件で生成された第1及び第2の
Aj GaAs層16及び17のうち、(111)8面
12上に形成された第2のAjGaAs層17は(00
1)面11上に形成された第1のAN GaAs層16
に比べて広い禁制帯幅を有していることになる。
以上述べた構成では、(001)面11上には、GaA
s層10より広い禁制帯幅を有する第1のAN GaA
s層(n型AJGaAs層)16が形成され、GaAs
層10とへテロ接合をなし、GaAs層10中に電子カ
ス層(以下、単に、電子層と呼ぶ)20を生成する。ま
た、(111)8面12上には、第1のAJGaAs層
16より更に禁制帯幅の広い第2のAJGaAs層<p
型AjGaAs層)17が形成されている。
s層10より広い禁制帯幅を有する第1のAN GaA
s層(n型AJGaAs層)16が形成され、GaAs
層10とへテロ接合をなし、GaAs層10中に電子カ
ス層(以下、単に、電子層と呼ぶ)20を生成する。ま
た、(111)8面12上には、第1のAJGaAs層
16より更に禁制帯幅の広い第2のAJGaAs層<p
型AjGaAs層)17が形成されている。
上記した構成においては、GaAs層10の(001)
面11近傍領域は両側から禁制帯幅の広いp型AjGa
As層17によって挾まれており、このため、GaAs
層10中にはp型AN GaAs層17に沿って空乏層
が形成される。
面11近傍領域は両側から禁制帯幅の広いp型AjGa
As層17によって挾まれており、このため、GaAs
層10中にはp型AN GaAs層17に沿って空乏層
が形成される。
空乏層に挾まれた電子!20は極めて細い線状、即ち、
−次元の電子層となる。このような−次元電子層20に
流れる電流は第2のAjGaAs層17上に層圧7上加
することによって制御できる。
−次元の電子層となる。このような−次元電子層20に
流れる電流は第2のAjGaAs層17上に層圧7上加
することによって制御できる。
第2図は第1図に示された電子層20中を流れる電流を
′M御する系を説明するための模式図である。第2図で
は、GaAs層10の下部に、p型AJ GaAs層2
1か設けられている。図示されたGaAs層10には、
3つの<001)面と、各(001)面に隣接した(1
11)B面が形成されており、各(001)面及び(1
11)B面は、第1及び第2のAjGaAs層16及び
17によって被覆されている。この構成では、容筒1の
All GaAs層16下部のGaAs層10中には、
電子層が第2図の前方から後方へ延びる方向に形成され
ている。また、第1のAJ GaAs層16の前方端及
び後方端は共通に接続されて、前方共通領域22及び後
方共通領域23を構成している。これら前方及び後方共
通領域22及び23はGaAs層10の(001)面上
に形成されているなめ、第1のAN GaAs層16と
同様に、n型AJ GaAs層であることは言うまでも
ない。
′M御する系を説明するための模式図である。第2図で
は、GaAs層10の下部に、p型AJ GaAs層2
1か設けられている。図示されたGaAs層10には、
3つの<001)面と、各(001)面に隣接した(1
11)B面が形成されており、各(001)面及び(1
11)B面は、第1及び第2のAjGaAs層16及び
17によって被覆されている。この構成では、容筒1の
All GaAs層16下部のGaAs層10中には、
電子層が第2図の前方から後方へ延びる方向に形成され
ている。また、第1のAJ GaAs層16の前方端及
び後方端は共通に接続されて、前方共通領域22及び後
方共通領域23を構成している。これら前方及び後方共
通領域22及び23はGaAs層10の(001)面上
に形成されているなめ、第1のAN GaAs層16と
同様に、n型AJ GaAs層であることは言うまでも
ない。
前方及び後方共通領域22及び23上には、電子層の延
在方向を横切る方向に第1及び第2の電極26及び27
が設けられている。
在方向を横切る方向に第1及び第2の電極26及び27
が設けられている。
第2図では、第1及び第2の電極26及び27を用いて
、平行に延びる3本の電子層に一次元的に電流を流すこ
とができ、且つ、p型 AjGaAs層21に印加される電圧を調節することに
よってAjGaAs層17に印加される電圧を制御する
ことができる。これにより、電子層の二次元的な広がり
を調節することができ、したがって、電子層に流れる電
流の大きさを制御できる。
、平行に延びる3本の電子層に一次元的に電流を流すこ
とができ、且つ、p型 AjGaAs層21に印加される電圧を調節することに
よってAjGaAs層17に印加される電圧を制御する
ことができる。これにより、電子層の二次元的な広がり
を調節することができ、したがって、電子層に流れる電
流の大きさを制御できる。
(実施例2)
第3図は、本発明の池の実施例に係る化合物半導体装置
を示し、第1図と同一の機能を有する部分には同一の参
照符号が付されている。この化合物半導体装置を製作す
る場合、まず、下地のGaAs層10に選択エツチング
を施して溝部を形成し、講部の底部に(001)面11
及び溝部の両側側面に(111)B面12を露出させる
。
を示し、第1図と同一の機能を有する部分には同一の参
照符号が付されている。この化合物半導体装置を製作す
る場合、まず、下地のGaAs層10に選択エツチング
を施して溝部を形成し、講部の底部に(001)面11
及び溝部の両側側面に(111)B面12を露出させる
。
次に、露出された<001)面11及び(111)8面
12上に、ケイ素を不純物として AJGaAs層を成長させると、第1図の場合と同様に
、(001)面11上には、第1のAN GaAs層と
してn型A、QGaAs層16が形成されると共に、(
111)8面12上には、第2のAN GaAs層とし
てp型Aj GaAs層17が形成される。
12上に、ケイ素を不純物として AJGaAs層を成長させると、第1図の場合と同様に
、(001)面11上には、第1のAN GaAs層と
してn型A、QGaAs層16が形成されると共に、(
111)8面12上には、第2のAN GaAs層とし
てp型Aj GaAs層17が形成される。
第3図の実施例では、上記したn型及びp型AN Ga
As層16及び17の成長後、更に、高純度のGaAs
層30を成長させる。この場合、高濃度の電子層20′
が成長されたGaAs層30内にも形成され、この電子
層20′は第1図に示された実施例の場合と同様に禁制
帯幅の広いp型AJ GaAs層17によって囲まれて
いるため、細い線状となる。
As層16及び17の成長後、更に、高純度のGaAs
層30を成長させる。この場合、高濃度の電子層20′
が成長されたGaAs層30内にも形成され、この電子
層20′は第1図に示された実施例の場合と同様に禁制
帯幅の広いp型AJ GaAs層17によって囲まれて
いるため、細い線状となる。
この構成において、電子層20′中に流れる電流を制御
するためには、GaAs層30の電子層20′に対応す
る位置にショットキー電極31を設ければよい。
するためには、GaAs層30の電子層20′に対応す
る位置にショットキー電極31を設ければよい。
上記した実施例では、GaAs層の(001)面と(1
11)8面上にAN GaAs層を形成した場合につい
てのみ説明したが、本発明は何等これに限定されること
なく、池の■−V族化合物半導体(例えば、In、P等
を含む化合物半導体)を用いた場合、互いに異なる他の
方位面〈例えば、(001)面と<311)面)を用い
た場合、あるいは、St以外の不純物を用いた場合にも
同様に適用できる。
11)8面上にAN GaAs層を形成した場合につい
てのみ説明したが、本発明は何等これに限定されること
なく、池の■−V族化合物半導体(例えば、In、P等
を含む化合物半導体)を用いた場合、互いに異なる他の
方位面〈例えば、(001)面と<311)面)を用い
た場合、あるいは、St以外の不純物を用いた場合にも
同様に適用できる。
(発明の効果)
以上述べたように、本発明によれば、−次元的に高密度
の電子層を形成することにより、このため、高速で且つ
駆動能力の大きな電界効果トランジス、夕を実現するこ
とができる。
の電子層を形成することにより、このため、高速で且つ
駆動能力の大きな電界効果トランジス、夕を実現するこ
とができる。
第1図は本発明の一実施例に係る化合物半導体装置を示
す図。第2図は第1図の化合物半導体装置を具体的に説
明するための斜視図。第3図は本発明の他の実施例に係
る化合物半導体装置の断面図。 10・−GaAs層、16=−n−Aj GaAs、1
7−=p−AN GaAs、20.20′−・・−次元
電子層、26.27・・・電極、30−G a A s
層、31・・・ショットキー電極。 第1図 第2図
す図。第2図は第1図の化合物半導体装置を具体的に説
明するための斜視図。第3図は本発明の他の実施例に係
る化合物半導体装置の断面図。 10・−GaAs層、16=−n−Aj GaAs、1
7−=p−AN GaAs、20.20′−・・−次元
電子層、26.27・・・電極、30−G a A s
層、31・・・ショットキー電極。 第1図 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1予め定められた第1の方位面及び該第1の方位面とは
異なる面方位を有し、前記第1の方位面と境界を接する
ように設けられた第2の方位面とを露出させたIII−V
族化合物半導体領域を備え、前記化合物半導体領域より
広い禁制帯幅を有する第1の化合物半導体結晶を前記第
1の方位面上に形成すると共に、前記第1の化合物半導
体結晶と同等以上の禁制帯幅を有する第2の化合物半導
体結晶を前記第2の方位面上に形成したことを特徴とす
る化合物半導体装置。 2前記第1及び第2の方位面はそれぞれ (001)及び(111)B方位面であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の化合物半導体装置。 3前記第1及び第2の化合物半導体結晶中にIV族元素を
不純物として添加することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の化合物半導体装置。 4第1及び第2の化合物半導体に添加するIV族不純物元
素として、ケイ素(Si)を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第3項記載の化合物半導体装置。 5前記第1の方位面上に、前記第1の化合物半導体結晶
を接合することによって第1の化合物半導体結晶中に形
成される電子層の両端に電極を設けると共に、前記第2
の化合物半導体結晶に電圧を印加することにより、前記
電子層中に流れる電流を制御することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の化合物半導体装置。 6予め定められた禁制帯幅を有する高純度層と該高純度
層より広い禁制帯幅を有し、且つ、前記高純度層より純
度の低い第1の化合物半導体層を接合した化合物半導体
装置において、前記高純度層は前記第1の化合物半導体
層との接合面と、当該接合面に隣接した側面とを有し、
前記側面には前記第1の化合物半導体層とは極性の異な
る第2の化合物半導体層が接合されていることを特徴と
する化合物半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63149946A JP2718511B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 化合物半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63149946A JP2718511B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 化合物半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH023250A true JPH023250A (ja) | 1990-01-08 |
| JP2718511B2 JP2718511B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=15486035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63149946A Expired - Lifetime JP2718511B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 化合物半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718511B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011114160A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体基板、電子デバイスおよび半導体基板の製造方法 |
| JP2011129828A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体基板、電子デバイスおよび半導体基板の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61210623A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-18 | Sony Corp | 半導体装置の製法 |
| JPS63299111A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 一次元量子細線の製造方法 |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP63149946A patent/JP2718511B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61210623A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-18 | Sony Corp | 半導体装置の製法 |
| JPS63299111A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 一次元量子細線の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011114160A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体基板、電子デバイスおよび半導体基板の製造方法 |
| JP2011129828A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 半導体基板、電子デバイスおよび半導体基板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2718511B2 (ja) | 1998-02-25 |
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