TW310479B - - Google Patents

Description

310479 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（1 ) [發明所屬之技術領域] 本發明係闞於一種半導黼裝置，特別是闞於一種使用 MGaAsPSb之化合物半導體裝置。 [習知技術] 目前，作為與InP基板晶格E S3的化合物半導髗， /\10."1110.543(以下記載成冉丨1以3)受到注目，正在檢时 鞴由將此和 InxGat - >· (OSx!Sl，〇3Sy 忘 1) 等材料的異質接合構造癩用於爾子裝置或光裝置，使埴些 裝置高性能化。然而，最近，η型A UnAs為熱不安定的材 料，顧然使用此材料的高可縛度裝置的實親困難。 例如圃2 8顬示為使用習知η ® A丨I n A s的半導鳙賤置之 AlInAs/InGaAsHEHT(High Electron Mobility T r a n s i s t o r ;高電子移動性爾晶讎 > 的截面_。在圃中，1 為半絕緣性I η P基板，2為高電胆不摻雜A丨1 n As鑲撕層* 3 為極低雜質瀨度的不摻雜InGa As通遒層，4為欏低雑質濃 度的不摻雑AlInAs間隔曆，5為比通遒曆3之InGaAs«子親 和力小、含有高濃度η型雜質（S i等）的η型A丨I n A s爾子供給 層，6為和閘電橘尚特基接鵑之極低嫌質灘赓的不摻雑 AlInAs肖特基曆，7為含有和灘観、漏極爾極敝姆接觸之 高濃度η型雑質的η型InGaAs接娜蹰，8為控制流經通遒曆 之電流的閘電極，9、10為源極、漏極爾極。 閘爾極8不是含有高_度《型雑貢的爾子供鎗曆5表面， 而是形成於播低雜質濃度的不撥雜AlInAs烤特基暦6表面 •所Μ可使此肖特基曆6和閛《極8的接觴威為良好的肖特 (婧先閲讀背面之注f項#填寫本頁) 0 m In t— 装·--Γ -訂--- 人 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 4 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 310479 A7 B? 五、發明説明 發生此動作特性經時變化的問鼸。 例如依據關於 Applied Physics Letters Vo丨.66,No.7, (1995)pp863〜pp865.所示的 AlInAs/InGaAs/InP HEMT構 造之熱安定性的資料，進行350 上的熱處理，n型 A 1 In As爾子供給賺的載體濡度魷減少，HEMT的爾無特性變 化。瑄是由於氟因熱處理而熱_散，使η歴A II n A s中的_ 醴鈍化而發生，是η型AlInAs特有的現象。因此，不賜於 HEMT，在使用η型/UlnAs的半辱黼裝置方面，會發生因施 K熱處理而其電氣特性變化的関鼴。即，將此η型A 1 In As 通用於半導體装置時，會因晶片加工中的_處理製程而爾 氣特性變化，難Μ得到希Μ的半導髑裝置特性，間時因熱 不安定而只能得到可靠度低的半導體裝置。 此外，使/Πχ Im - X As與InP基板晶格匹配時，為丨乂組 成X唯一地定在χ=0. 48，因此能箝構遺也唯一地被抉定了 。因此，設計具有異質接合構進的半導騮裝置時，該舆質 接合構造係形成於使其和ΙηΡ_板晶格匹Β的AlInAs和其 他材料的界面，其設計自由度小，因此半導钃裝置的高性 能化有界限。 本發明係有鑑於如上述之問顧所完成的*其目的在於提 供一種形成於I η P基板上的熱安定且可篛度高、設計自由 度大的半導體裝置。 [解決課題之手段] 闞於本發明（申謫專利範圃第1項）之半導讎裝董，具備 設於半導髑基板上的八1><631-)<八3，卩；851)1-^-2( 本紙张尺度適用中國圃家榡嗥（CNS ) Λ4現格（2丨0X 297公錄） 6 ---------{裝------訂------{,,' (請先閱讀背面之注$項再填荈本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 310479 A7 B1 五、發明説明（多） 基接觴。此外，源極、瀾極爾極9、10形成於舍有离讓度η 型雜質的η型InGaAs接觸層7表面，所Μ可使和此摻觸靨7 的接觸成為良好的歐姆接觸。此外，練衡曆2係防止在基 板和半導體生畏曆界面的漏爾流之曆》 画29顧示此AlInAs/InGaAs HEMT構進的_糖_。由η型 AlInAs電子供給曆中之離子化的細熥所供給的電子因構成 通遒曆3的InGaAs比構成爾子供給曆的AlInAs電子親和力 大而向InGa As通道靥3的方面移動，在和通遒曆3内之爾子 供給層5的界面附近領域形成二次元爾子氣（M後略記成 2DEG)。此電子會在雜質湄度非常小的InGaAs層移動，所 以使漏電極1 0對於源電極9成為正爾位，通道曆3中的爾子 就可從源極向漏極方向Μ非常高速移動。藉此，電流在源 極一漏極間流動。上述2DEG的濃度可賴由使Μ霣儀8的電 位變化加Μ控制，藉此可控制在源極一漏幢藺流動的爾流 。又·間隔曆4係防止雜質從爾子供給靥5懂入通遒曆3， 防止因此雑質擴敗而在通遒曆3的爾子移動性降低之曆。 [發明欲解決之課鼴] 在上述習知AlInAs/InGaAs ΗΕΜΤ方面*在爾子供給曆5 使用η型AlInAsi但η型AlInAs缺乏附熱性 > 例如»SM300 ΐ：的熱處理，載髑壤度就滅少到熱處瑙前的90¾，甚至在 4 50 ¾的熱處理後，降低到30¾。因此，在形成歜姆捿觸的 燒結、照相製版的抗蝕劑烘焙、組合的小Η接合等製程中 施Κ 300〜4501C的熱處理，nSIAlInAs爾子供給曆的載臞 濃度就降低，該結果，HEMT的動作特性劣化。而且，也會 本紙张尺度適用中國阈家標準（CNS ) Λ4規格（21〇Χ 2<Π公漩） --------id------ix------^ V (請先閲讀背面之注意事項再填离本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 310479 Λ 7 Β7 五、發明説明（4 ) OSx盔 1，OSy<l，0<z 忘 1)層。 此外，闞於本發明（申請專利範圃第2項）之半導臞裝置 ，係在上述半導體裝置（申請專利範圃第1項）方面，具傲 為載髑的電子移動的通道層，K上述半導讎基板為InP基 板，作為上述AlQc^sPSb層，具備爾子供給曆，該電子供 給層係比構成上述通道層之半導醱爾子親和力小的由 A I X 1 G 3 1 — X 1 A S y 1 P ^ 1 S b 1 -» y j — z x(0^ xi^ 1 * 0 ^ y 1 < 1 - 0<zlSl)構成，將成為載髑的電子供給至少在其 一部分摻入r«型雑質的上述通纖曆。 此外，關於本發明（申諝專利範國第3項）之半導龌裝置 ，係在上述半導體裝置（申請專利範圍第2項）方面*作為 上述AliUAsPSb層|具備間隔曆，該間隔躕係設於上述通 道層和上述爾子供給暦之間的比構成上述通遒靥之半導艘 爾子親和力小的由不慘雜Alx zGa!- X zAsy zPz 2.Sbi-X 2 - Z 2(0运 x2Sl，y2< 1 * 0<22忘1)構成。 此外•關於本發明（申請專利範圍第4項）之半導體裝置 ，係在上述半導體装置（申請專利範鼷第2項）方面，作為 上述A 1 Ga A s P S b層，具備肖特基曆，該肖特基躕條設於上 述通道層及上述電子供給曆上方，在其表面上形成閘電極 白勺由不撥雜 Alx 3 G a 1 - x 3 A S y 3 P z 3 S b l — y 3 - z 3(0S x3各 1，0Sy3< 1，0< z3 忘 1)構成。 此外，闞於本發明（申請專利範圃第5項）之半導鐮裝置 ，係在上述半導體裝置（申請專利範_第2頌）方面，作為 上述M G a A s P S b曆，在上述I η P基板上具働接觸此基板所設 本紙張尺度適用中阀國家橾準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意寧項再填寫本頁) nd I n —i —li H» — -I. HI -' tn n n ml II裝丨丨----- 、^T--. 丄. • —HI— mn me nn —^ϋ ^10479 A7 B7 五、發明説明（5 雜 摻 不 由 之 VI ο/(\ 的媛 成逑 構上\/ ►入、、 1 S V* 設 4· Z 為 < 成 ο 磬 層 1-給 < 供 y4子 VI® 0 S 1 上 VB 及 X4層 道 通 述 上 使 層 方 上 靥 置摻 裝使 髖， 導面 半方 之 } } 項 項2 6ΓΜ 第園 圍範 範利 利專 專請 請 申 /IV 申 ( 置 明裝 發體 本導 於半 關述 外在 此係 之 内 蹰 給 供子 爾 此入 摻 為成 質 雜 置 裝 續 導 半之 VH/ 項 7 第 園 範 利 專 Π 域 < 的領明 層狀發 給面本 供的於 子行關 電平 ， 述層外 上此此 入與 置含 裝包 體為 導成 半層 述給 上供 在子 係 電 ’ 述 第 園 _ 利 專 請 串 上 使 面 方 (請先閱讀背面之注意事項界填寫本頁) G A uy

域 領 層 井 子 悬 的 成 櫞 b S 裝 體 〇 導 域半 領之 曆丨 井子 第 最 圃 述箱 1-1- 入專 摻論 ΓΤΤ F *nr 為g( β 明 R ί 气發 質木 ξ於 述 ， 上外 使此 瑣 8 丁-5 通 述 上 申 < 於 置設 裝由 體為 導成 半層 述給 上供 在子 係電 ， 述 第 園 II 利專 請 上 使 面 方 的方1 給 供子 爾 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 通 逑 上 η 於成 設構 明裝由層明 發體為給發 本導成供木 於半層子於 關述給電關 ο ’上 供側， 成外在子板外 構此係電基此 層 ，述的 申 範 利* 專誧 請㈤ 利

Hy 專 育 Λ.ΒΒ 串 通 述 上 於 置設 裝由 體為 導成 半層 逑給 上供 在子 係電 ’ 述 道 通 述 上 。 於成 設構 及層 曆給 第 第 之 逑 ο f 置上間 裝使之 體，板 導面基 半方ηρ 置 裝 圈 00» 導 半 之\»/ 項 ο 1X 第 第 園 轘 專 0 ^ 上 使 面 方 給 供子 S 側 闕 W 方 上 -《 1— ....... - - - t0i - ---- . 述上和 供子 爾 側 板 基勺 ώΜ 間之 板 本执瓜尺度適川屮阈阀家榡if ( ('NS )八个丨见格（2Η)/<21λ;公你） 8 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7五、發明说明（6 ) 此外，闞於本發明（申請專利箱圖第1 1項）之半寒體装置 ，係在上述半導體裝置（申讅專利範圃第2項）方面，使上 述通道層成為由具有和上述InP基板不同的晶格常數之半 導體構成的失真晶格®。 此外，關於本發明（申誧專利籍園第】2項）之半導體裝置 ，係在上述半導體裝置（申_專利範園第1項）方面*具備 使雷射光振邇的活性曆，作為上述A 1 G a A s P S b曆，具備下 覆蓋層和上覆蓋層，該下覆蓋曆係設於上述活性蘑下方的 比構成此活性層之半導體帶隙大的由第一導爾型A 1 X s G a 1 - χ 5 A s y 5 P z 5 S b j - Y s — i 5 ( 0 S x 5 ^ 1 1 OS y 5 < 1 ，0<z5Sl)構成，該上覆蓋餍係設於此活性曆上方的比 構成此活性曆之半導體帶隙大的由和上述第一導爾型相反 的第二導電型 Alx sGa5~ X eASy 8p* eSbl - y 8 - Z 6(0 S x e ^ 1 ( y β < 1 ' ()<Z6 客 1)構成 ° 此外，關於本發明（申謫專·鮪疆第1 3項）之半導髑裝置 ，係在上述半導體裝置（申請專利範園第1 2項）方面*使櫞 成上述活性層的半導體成為A I X 7 G a , - X 7 A s y 7 P z 7 S b i -y 7 — z 7 (0^ X 7 ^ 1 - y 7 < 1 - 0 < z7 ^ 1 )。 此外，關於本發明（申請專利轉圈第1 4項）之半導讎裝置 ，係在上述半導體裝置（申請專利範圃第1 2項）方面，使構 成上述活性曆的半導體成為I n G a A s S b » 此外，翮於本發明（申讅專利範園第1 5項）之半導體裝置 |係在上述半導體裝置（申請專利範園第1 2項）方面，使構 成上述活性歷的半導體成為I n G a P S b。 (請先閱讀背面之注意事項再構寫本頁) •C 裝-- · I訂------ • n·—· «^ϋ·— tm^i ml. —-^ϋ 本紙烺尺度適用中國國家標( CNS ) Λ4規格（210X 297公犛') 310479 Λ 7 Β7 五、發明説明（7 ) [發明之實施形態] 實皰形態1 構造1 本發明實_形態1的半導體裝置（申請專利範園第1項）如 圖1、6、8所示，具傲設於半導髓基板上的A丨κ G a , - X As x P z S b i - x - z (OSxSI，0备 y<l，0<z蠭 1)曆 55 、22、44、6 6 〇 在此 ΑΙχ Gai- χ ks y P z Sbi - x - z 方 面，賴由使組成x、y、z變化，可一面使其興I η P基板晶格 匹配•一面在廣大範圃使帶隙E g變化，此外藉由一面將y 和χ或z和χ保持在適當關係，一面使其變化，可不使Eg變 化而使導帶下端能量E c和價帶上端裢最E v之異質羿面的能 帶不連續量變化。因此，可在高自由度之下容易形成具有 希望能帶構造的異質構造，可使裝置設計的自由度飛蹯地 擴大。 構造2 本發明實胞形態1的半導體裝置（申讅專利範圃第2項）如 画1、6、8所示，像在上述構進1的半導讎装置（申諝專利 範圃第1項）方面，具備為載體的锺子移動的通道曆3* K 上述半導體基板為I η P基板1，作為上述iU G a A s P S b躕，具 備電子供給曆55，該電子供給層55係由比構成上述通道曆 之半導體電子親和力小的Λ 1 χ 1 G a ! - χ ! A s y ! P z ! S b !-Y x - z ! (0 S x 1 S 1 - 0 ^ y 1 < 1 * 0<zl 盔 1)構成。將成 為載體的電子供給至少在其一部分樣入η型雜質的上述通 道層。此η型/U G a A s P S b是熱安定的衬料，沒有如η型 木紙張尺庶適用中國网家棟率（CNS ) Λ :現樁（2丨0X297公離} . Λ —J. 0 一 (請先閲讀背面之注意事項再填商本頁) 、1Τ Μ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（8 ) A 1 I n A s ·因3 5 0 °C程度的熱處现而爾镢特性變化之類的情 形。因此，可得到熱安定、在製程中或在動作中鄯幾乎沒 有特性經時變化之具有高可靠度的HEMT。而且|在A 1 x i Gai - x lASy lPz iSbi - y 1- 7, 1 方面 > 藉由使組成）{1、 y 1、z 1變ib，可一面使其與I η P基板晶格匹配，一面在廣 大範圍使帶隙E g變化，此外_由一面將y 1和}c i或z 1和X 1保 持在適當關係，一面使其變化，可不使E g變化而使導帶下 端能最Ec和價帶上端能摄Εν之異質界面的能锴不速鑛量變 化。因此，藉由在電子供給層5 5使(3Α1 G a As P S b，可在高自 由度之下容易形成具有希Μ能帶構11的異質檐造，可使裝 置設計的自由度飛躍地擴大。此外，由於在爾子供給曆5 5 使用A 1 G a A s P S b，所W在電子供給曆5 5和通遒蹰3之間的異 質界面，可比在電子供給層使用AlGaAsSb時鑛大爾子供給 層的帶隙E g和導帶下端能最的不逋續最△ E c之差E g - △ E c ，可抑制在此異質界面的載髓再結合《藉此，可使通道層 的載體濃度提高，可得到具有良好動作特性的HEMT。 構造3 此外，本發明實施形態1的半導體裝置（申謫專利箱圜第 3項）如圖8所示，係在上述構德2的半導髑裝置（申請專利 範圍第2項）方面*在丄述通道曆3和上述爾子供給廇5 5之 間具備比構成上述通道層3之半導體電子親和力小的由不 慘雜 Alx zGai - X zPz ?Sbi - y 2 - 2 ，0各y 2 < 1，0 < z 2客1 )構成的«隔曆44。賴此，可防止 從罨子供給層5 5對於通道餍3的雜質侵入，珩防止通道層3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公f ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) C裝---

訂------C 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（9 ) 之起因於此雜質擴敗的®子移勠性降低•可得到具有良好 電氣特性的Η Ε Μ T。此外 > 由於在此間隔曆4 4使用 AlGaAsPSb*所Μ和在此餍使用AlInAs時比較•可如前述 ，使裝置設計的自由度提高。 構造4 此外，本發明實施形態的半導體裝置（申謗專利範圍第4 項）如圖8所示，係在上述構造2的半導體裝置（申謫專利範 圃第2項）方面，具備肖特基層66 *該肖特基暦66像形成於 上述通道層3及上述電子供給曆5 5上方，在其表面上形成 鬧電極 8之由不措雑 Alx 3Gai - X aAsy sPz sSbi - ，：i~ z a (0 ^ x3 S 1 · 0 S y 3 < 1，0 < z 3 S 1 )櫞成。藉此，可使 鬧電極8和肖特基曆6 6的接觸成為良好的肖特基接觸。此 外，由於在此均特基層6 6使用A丨G a Λ s P S b，所Μ和在此層 使用A 1 I η Λ s時比較，可如前述*使裝置設計的自由度提高。 構造5 此外，本發明實_形態1的半導體裝置（申請專利範園第 5項）如圖8所示，係在上述構造2的半導體裝置（申請專利 範圃第2項）方面·在上述I η Ρ基板1上具備接觸此碁板1所 设之由不撥雑 Alx ^Gai - X «As〆 4Sbl - y 4 - Ζ 4(0 S x4S 1 - OS y4< 1 - 0<z4蝱1)構成的緩衡曆22*將上述 通道層3及上述電子供給層55設於上述鍰衡庸22上方。鶊 此，可防止在上述I η P苺板1和在此基板上使其生長的半導 體生長層之界面的漏電流，可得到具有良好爾氣特性的 ΗΕΜΤ 〇 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X297公犛） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --^ 裝--- -4 • ^^^1 ί nn IK i— nn 經濟部中央標準工消f合作社印狀 A 7 B7 五、發明説明（l〇 ) 構造6 此外，本發明實施形態1的半辱髑裝置（申謫專利範圍第 8項）如_ 1、6、8所示，係在上述構造2的半導體裝置（申 謫專利範圃第2項）方面，上述電子供給蹰5 5由設於上述通 道層3上方的閘側電？供給曆5 5機成。鷓此，可滅低源霜 極9及漏電極丨0和通道隳3之間的爾阻，可得到具有源電阻 、漏電阻小之良好電氣特性的II Ε Μ T。 實胞例1 茲就本發明實施形態1的一寶_例加Μ說_。 圖1為在依據本實施例1之電子供給層使用η型A丨G a A s P S b 的高電了移動性電晶體（Η Ε Μ T )截面圓。在隱中，1為半絕 緣性I η P基板，2為防止電流流到I η P基板的高電胆不摻雜 A1 I n A s緩衝層（2 5 0 n m > * 3為極低雑質濃度的不摻雜I n G a A s 通道層（5 0 n m )，5 5為比通道Ji 3的I n G a A s電子親和力小、 含有高濃度n型雜質的T e摻雜n型A 1 χ i G a i - χ ! A s y i P z工 Sb , - y ! - z ,( x 1 ^ 1 - 0 S y 1 < 1 - 0<zl 蝱 1)剛側 電子供給層（1 0〜3 0 n m，4 x 1 0 18 c m — 3 )，7為和源、漏電 極歐姆接觸之含有高濃度n型雜質的n型I n G a A s接觸層 (50nm) 4x 10l8cm_ 3 )，8為由 Τί/Pt/Au 構成的閘電極， 9、1 0為由Λ u G e或W S i構成的源、漏爾極。此源、漏電極9 、：I 0形成於含有高濃度η型雑質的η型ί n G a A s接觸層7表面 ，所Μ可使和此接觸層7的接讓成為良好的歡姆接觸。此 處，（）内為各層的厚度及雑質的摻入濺度。但是，闞於不 摻雜曆，只紀載厚度。在>i下ώ使用同樣的紀載。 本氓ik尺度適川中國阐家橾苹（CNS ) Λ4規你（2丨《:<297公鋒） ^ --------{-裝------訂-----Μ線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 310479 A 7 B7 五、發明説明（u) 其次，就上述HE HT的動作加Μ說明。因上述兩側爾子供 給層5 5而在通道層3的電子供_曆界面附近引起二次元爾 子氣（2 D E G )，藉此可將為載體的電子供給通遒曆3。若使 漏極對於源極成為正電位，則通道層中的爾子就從源極向 漏極方向移動，電流在源極一漏極間流動。上述二次元爾 子氣的灑度，可II由使閜爾極的爾位變化加Μ控制，繾此 可控制源極一漏極間的電流。 其次•就依據本實胞例1的H E ΜΤ製法加Μ銳明。首先， 如圖2 (a)所示，在半絕緣性In Ρ基板1上使不嫌雜A1 In As緩 衝層2、不摻雜InGaAs通道皭3、Te繼雜η型AlxGai - χ ! 經濟部中央標奉局員工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注#^項再填寫本頁) A s y ! Ρ ζ , S b i y , ζ 1 電子供給曆 5 5、ri 型 I n G a A s 接觸 層7依次生畏。此生畏-般使用分子束外延法（Μ B E )，此時 的I I I族、V族原料都是固體。此外· &可W利用MOMBE (有 機金鼷Μ B E )、氣源Μ B R、Μ 0 C V I)(有機金画汽相生長）等使其 生長，這種情況，有機金屬衬料（Π I屬材料）使用三乙鎵 (T E G )、三甲胺丙氨酸（Τ Μ Λ A I)等· V族材料使用銻化Η氫 (S b Η 3)、三[2 -甲基]胺 |皋（T D M A S b )、Ρ Η 3、ϋ s Η 3 等。此外 * 此時的生長溫度為約5 0 0 υ。 其次，如圖2 ( b )所示 > 只留下Η Ε Μ Τ形成領域的上述生長 層成台面狀，蝕刻其他領域的生畏曆。此後，如麵2 ( c )所 示，在接觸層7上形成由A u G e或S丨構成的灘爾極9及漏電 極1 0。再者，如_ 2 ( d )所示，蝕刻除去包含應形成閘電極 領域的上述源電極9、漏電極1 0間之預定领域的接觸層7， 使镭子供給曆5 5表面露出。 木紙張尺度適用中阀同家榡卒（CNS ) Λ4現格丨OX2[)7公犛） . 經濟部中央榡準局員工消費合作社印狀 A7 B7 五、發明説明（12) 其次，全面塗佈EB(1子束）抗蝕劑160及光概抗蝕劑161 ，如圖2 (e )所示，使應形成閛電極上都領域Μ外的領域曝 光。此後，使此顯像而除去應形成閛爾極上部領域的上述 光阻抗蝕劑1 6 1，形成光阻抗蚰劑開口部1 6 3。再者，如覼 2 ( f )所示，將電子束1 6 4照射於應形成此領域内之閘罨極 下部領域的E B抗蝕劑1 6 0上。此後，使此E B抗触劑1 6 0顯像 ，得到具有如《 2 ( g )所示之E B抗蝕麵關口部1 6 5的抗蝕劑 形狀。 其次，如圖2 ( h )所示，Μ此抗蝕劑為光軍將電子供給層 5 5表面蝕刻到一定深度，在上述Ε Β抗蝕_開口部1 6 5正下 方形成凹槽1 1】。此後，如鬮2 ( i )所示，全面蒸鍍T i / P t / A u，再如圖2 U )所示，藉由除去抗蝕劑1 6 0、1 6 1，形成上 部粗、下部細的_面Τ字型關電極8。最後，全面使S ί 0 Ν 純化膜1 2 0黏附•緒由蝕刻源爾極9及漏電極1 0上的S ί 0 Ν膜 而形成純化膜開口部1 2 1 ·製進圈1所示的Η Ε Μ Τ。但是，在 画1中，省略鈍化_的記載。此外，在上述圃2 ( e )〜圖2 ( ί ) 中，只記載閘爾極形成領域的附近，省略台面形狀的記載。 在本實施例1中，在爾子供給層5 5使用η型iU x i G a , - x t hs y ί P z t S b i - y i - ·/. i ( 0 ^ x 1 ^ 1 * 0 Si y 1 < 1 > 0 < z 1 ^ 1 ) •此n型AlGaAsPSb是熱安定材料•沒有如n型AlInAs，因 350C程度的熱處理而電氣特性變化之類的情形，所Μ可 得到熱安定、在製程中或在動作中鄯畿乎沒有特性經時變 化之具有高可篛度的ΗΕΜΤ。 再者，在本寶施例1方面|如Κ下敘述*可使裝置設計 本紙悵尺度適用中國罔家櫟準（ΓΝ5 ) Λ4規格（2IOX297公釐） _________^ _____ m ml t— 1 ml t t —ϋ —ϋ^^. > a -1..... 1^1 nn S、n n n ^ (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13 ) 的自由度提高。画3、4顬示η型Alx Gai - X Asy Pz SIm-y - z之2=0時（圖3)及y=0時（圖4)的耱隙Eg組戚相闞 性（_ 3 U)、_ 4 U)及晶格常數a組成相鬮性（钃3 (b)、騸 4 (b))。但是，在騸3中將上述組成比Μ Ι-y置換，並在_ 4中將上述組成比ζΜ 置換顯示。從鬮3、4得知，在 A 1 G a A s P S b方面，藉由使組成X、y、z變化，可一面使其與 I η P基板晶格匹配，一面在廣大範画使E g變化。此外，賴 由一面將y和X或z和X保持在缠當闞係，一面使其變化，也 可不使Eg變化而使導锴下斕能通Ec和讕糖上端能量Εν之異 質界面的能帶不逋讀量變化。如此，藉由使用AlxGa, - X As y P z Sb . y z ，可在高自由度之下容爲形成具有希 望能帶構造的«子供給層/通道躕翼®接含櫞造，可使裝 置設計的自由度飛躍地擴大。 特開平3 - 8 8 3 4 0號公報顯示在罐子供給曆5 5使用 AlGaAsSb，而不是/UlnAs的HEMT>但此構埴的HEMT存在如 下所述的間題。提在，就在爾子供給曆使用GaAsSb時加Μ 思考。M F的W論*在將A 1 G a A s S b用於電子供給曆時，也 完全同樣成立。圖5(a)顯示在爾子供Μ曆使用GaAs 0.s 5 b Q . s時之Η Ε Μ T構造的能帶圖。在圈中，E c為導锴下端能 量，Εν為價帶上孅能量，Ef為赞米能量* Eg為辨賺，△ Ec 為在異質界面的導帶之能帶不墉讀量· ΛΕν為在興質界面 的價锴之能帶不壤鑛最。此時的G a A s u . s S b D . s與I η Ρ晶 格匹配。如圖5 ( a )所示，在為電了供給蹰的G a A s S b和為通 道曆的InGaAs之間的異質界而，△£(：=0.5 eV，ΔΕβ = Ο . 6 e V。此時的Ε g — △ Ε c為Ο . 3 e V，相當小*因此在此界 木紙依尺度適用中阈同家標肀（CNS ) Λ4規格（2丨ΟX 297公#〉 — ΐ« (請先閲讀背面之注意事項再填将本頁) tn mt --訂-- Λ ^--- 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明U4 ) 面容易發生爾子和爾洞的再結合。在鏟種興質接合界面)載 體因再結合而消滅，在通遒磨不雛得到高的爾子灘度。此 處，將P加入GaAsSb，Μ爾子供給靥為GaAsPSb，魷如圈 5(b)所示，能帶構進變化* Eg變大* AEc變小，所MEg — △ Ec比0 . 3 «V大。藉此，可得到抑制在興質界面之騮髓再 結合的良好Η Ε Μ T構造。瑄在A ! G a A s P S b的慵況也同樣。即 ，在如本實胞例1將AlC^AsPSfc用於爾子供綸層的HEMT方面 ，和使用上述A丨G a A s S b的Η Ε Μ T (平3 - 8 8 3 4 0 )比較，可抑制 在異質界面的載體再結合，所Μ可使通遒曆的載黼艚度增 大，可得到良好的動作特性。 賨胞例2 茲魷本發明實施形態1的其铯實_例加Κ銳明。 圖6為在依據本實胞例2之爾子供給靥使用η型/U G a A s P S b 的HEMT截面圖。在和圖1囘一 _分附上同一符號，省略其 詳细說明。依據本實豳例2的HEMT·係在依據上述實施例1 的HEMT方面，在η型AlGaAsPSb画側電子供給層5 5(10ηπι，4 X 1018cm - 3 )和InGaAs通遒曆3(50ηι«)之鬮_置極低雜質 度的不摻雜A1 I n A s間隔曆4 « 5 η ® )，並在上述閘側爾子供 給曆55上設置極低雜質濃度的不撥雜AlInAs尚特基蹰6 (20nm)。閘電襯8設於此肖特基履6上。 其次，就依據本實施例2的Η Ε Μ T製法加Μ _明。苜先· 如圖7 ( a )所示，在半_緣性I η Ρ基板1上使不摻雜Α丨I n A s緩 衝曆2、不摻雜質】nGaAs通道曆3、不摻嫌AlInAs間隔曆4 、Te撥雑 η型 Λίχ iGai 一 X iAsy iPz iSbi -，1- z 1電子 本紙悵尺度適用中阈國家標苹（CNS ) Λ4現格（2IOX2()7公墙:》 , n n^i 1^1 ml II .......^ I^fe‘ I --*- In l^i 1^1 m | r In «--«- In - -1 -. --$ i-4^ (請先閲该背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標卒局負工消費合作社印製 Λ7 __ 1Ϊ7 五、發明説明（15 ) 供給曆5 5、不摻雜A 1 I n A s肖特基靥6、η型I n G a As擬觸曆7 依次MHBE、MOMBE、氣源MBE、MOCVD等生ft »此後，進行 前述圖2(b)〜（g)所示的製程。其次，如圏7(b)所示，Μ ΕΒ抗蝕劑160、光阻抗蝕劑161為光罩將肖特基曆6表面蝕 刻到一定深度，在Ε Β抗蝕麵蘭口部正下方形成凹權1 11。 此後，藉由道行前逑麵2 U )〜（k )所示的製程，製造圖6所 示的丨丨Ε MT。但是，在圖6中，省略鈍化膜的記載。 在本實施例2方面，由於設置閜格曆4，所Μ可防’止雜質 從電子供給層5侵人通遒層3，可防止通遒曆3之起因於此 雜質擴敗的爾子移動性降低，並且可癱離摻入使通道層3 雛子化之雜質的爾子供給廳5 5 ·所Μ可抑制2 D E G的庫淪散 射，得到高的移動性。此外，閘爾極8形成於極低雜質澹 度的不摻雜A llnAs尚特基曆6表面上，而不是含有高濃度η 型雜質的電子供給層5 5表面，所Μ可使閘電極8和此肖特 基層6的接觸成為良好的肖特基接觸。 再者，在本實_例2方面，和上述實_例1闺樣，在甯子 供給層5 5使用η型/Π G a A s P S b，所Μ可得到熱安定、具有高 可靠度的Η Ε Μ Τ，並可使裝置設計的自由度提高。而旦*可 抑制在異質界面的載體再結合，使通道曆的載臞濃度增大。 又，雖然在上逑間隔曆4、增特基曆8使用A 1 I n A s，但因 這些都是不摻雑層，所Μ不會發生如η型/Π In As，因被加 熱而載體濃度變化的問鼴。然而，如前述*存在裝置設計 的自由度低的問題。 要解決此問題，將間隔曆、肖特基曆如圖8所示*形成 木紙張疋度適用中國國家標苹（PNS )心規格(2丨0 X 297公I") ~ (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁)

、1T Λ - Λ7 ^10479 _ B7 五、發明説明（le ) 經濟部中央標準局員工消费合作社印敦 不 摻 雑 A 1 X 2 G a i —~ X 2 h S y Z Ρ ζ Sb ! - X ? « » Z 2 間隔曆 44 Λ 不 摻 雜 A 1 X 3 G a 1 - X 3 A S >> 3 P z 3Sb 1 - - > —3 — Z 3谗特基蹰 66 即 可 Ο 但 是， 0 ^ X 2 S 1 t 0运 y2< 1 t 0 < z2 ^ 1 0 S x 3 1 ' 0 y 3 < 1， '0 < z3 ^ 1 c '此 處， 各蹰的組成比也可Μ 不 —. 致 0 又 ，也 可Μ 只將 間 隔曆和 角 特 碁 曆的 一方形 成 A 1 Ga As PSb， 將他方形成A 11 n A s 0 此 外 > 也 可以 將不 _雜 A 1 I π A s緩 衡 靥 2形成不摻雜A I X 4 Ga 1 - > ί 4 As X 4 P ϊϊ 4 S b 1 -- y 4 - 7, ii (0 x 4 ^ 1， ，0 蠤 y 4 <1 f 0 < z 4 S 1)緩衡層2 2。藉此* 使構成上述HEHT的半導艚 層 結 晶 生 畏‘ 時， 材料 供給 的 切換次 數 少 生長 容易。 實 施 形 態 2 構 造 1 本 發 明 _形 態2的半導體裝 * (申 讀 專 利範 顯第1項）如 圖 9所示， 具備設於半導體基板 上的A 1 X ：G Si*™· X As y Ρ 2 Sb 1 - - y - 一 - Z (0 ^ X ^ 1，0 y < 1 * 0 < 2 1 )曆 155-1 4、 22 66 〇 在 此A 1 X G a l - X A S χ P z Sb 1 - • > :方面， 藉 由 使 組 成 X 、 y、 Z變ib ，可- -面 使其與I nP 基板 晶格匹 配， 一 面 在 廣 大 範圃 使帶 m ε8 變 化， 此 外 賴 由 將y和}i或z孝丨 3 X保 持 在 逋 當 關 ί系， 一面 使其 變 化， 可 不 使 Eg 變化 而使導 帶下 端 能 盪 Ec 和 價帶 上端 能量 Εν 之異質 界 面 的 雛幣 不連纊 量變 化 〇 因 此 t 可在 高自 由度 之 下容易 形 成 具 有希 Μ雛_ 構造 的 異 質 構 造 ，可 使裝 置設 計 的自由 度 m 蹓 地擴 大0 稱 造 2 本 發 明 寶 施形 態2的半導體裝 置(申 m 利範 國第2項）如 一]9 一 本紙張尺度逋用中國國家棣隼（CNS ) A4规格（210 X 297公鏟） (請先閱讀背面之注意寧項再填，κ本页)

H. ----- - -S Γ 、-0 4 經濟郎中央橾半局員工消费合作杜印製 Λ7 B7 五、發明説明（u) 圃9所示，係在上述構進1的半導髑裝置（申擴專利範圍第1 項）方面，具備為載體的爾子移動的通道躕3，K上述半導 體基板為InP基板1，作為上述AlGaAsPSb曆，具傲爾子供 給層1 5 5，該電子供給曆1 5 5係比櫞成上述通遒層之半導體 電子親和力小的由 Alx lGai - X lASy lPz iSbi - y I - z (OSxlSl，OSylCl，0<zlSl)構成，將成為載體的電 子供給至少在其一部分摻入η製雜霣的上述通道曆。此η型 A I G a A s P S b是熱安定的材料，沒有如η型Α丨I n A s，因3 5 0 10 程度的熱處理而電氣特性變化之類的情形。因此*可得到 熱安定、在製程中或在動作中郤_乎沒有特性經時變化之 具有高可靠度的丨丨Ε Μ Τ。再者，在A I X ! G a ! ~ x i A s , ^ Ρ ζ , S b ! - y t - z i方面，f蠢由使x 1、y 1、z 1變化，可'一面與 I η P基板晶格匹配•一面在廣大範園使锴躕E g變化，此外 賴由一面將y和X或z和X保持在適猶關係* 一面使其變化* 可不使E g變化而使導帶下端能量E c和價_上鱅能摄E v之異 質界面的能帶不連鑛量變化。因此，藉由在鬣子供給曆 15 5使用纟10^5卩51)，可在高自由度之下容籙形成具有希望 能帶構造的異質構造，可使裝置設計的自由度飛躍地擴大 。此外|由於在爾子供給靥155使用AlGaAsPSb*所Μ在電 子烘給層155和通遵層3之間的興質界面，可比在爾子供給 層使用AlGaAsSb時擴大®子供給曆的帶隙Eg和導帮下端能 量的不連讀量△ E c之差E g - △ E c *可抑制在此輿質界面的 載體再結合。藉此，可使通道層3的載艚涵度增大，可得 到具有良好動作特性的丨! Ε Μ T。 本队张尺反通爪中國國家標i?- ( L'NS ) Ml見格（2丨OXW公绎） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) C裝^----- ·訂 20 經濟部中央標孳局Η工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（18 ) 構造3 此外•本發明實施形戆2的半導髁装置（申_專利範讕第 3項）如圖9所示，係在上述構_2的半導嬲裝置（申請專利 範圃第2項）方面，在上述通躧曆3和上述電子供給曆155之 間具備比構成上述通遒曆之半導嬲爾子親和力小的由不摻 雜 A I X 2 G a 1 - x 2 A S y Z P z 2 S b 1 - y 2 - z z(OS x2S 1 * y2< 1 - 0<z2Sl)構成的圆隔曆】4。||此，可防止從 電子供給層155對於通道層3的雜質侵入*可防止通道層3 的電子移動性降低，可得到具有良好爾氣特性的Η EMT。此 外，由於在此間隔層1 4使用A I G a A s P S b，所Μ和在此曆使 用A 1 I n A s時比較，可如前述，使裝置設計的自由度提高。 構造4 此外，本發明實_形態2的半導體裝置（__專利籍画第 4項）如圖9所示，條在h述構進2的半導體裝置（申請專利 範圍第2項）方面，具肖特基層6 6，該湾特基曆6 6係形成 於上述通道層3及上述電子供給曆1 5 5上方，在其表面上形 成鬧電極8之由不撥雜Alx ；iGai- X aAsy 3Pz aSbi-. y 3 —z a (〇 S x3 ^ 1 - OS y3< 1，0<z3Sl)構成。藉此，可 使閘電極8和肖特基層6 6的接觸成為良好的«特基接觸。 此外，由於在此肖特基蹰6 6使用A丨G a A s P S b，所Μ和在此 餍使用ΑΠη As時比較，可如前逑，使裝置設計的自由度提 高0 構造5 此外，本發明實施形態2的半導體裝置（申講專利耱騸第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210Χ 297公# ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -^^ml I ·

丁______% . T-I A 7 B7 五、發明説明（19 ) 5項）如圖9所示，係在上述構造2的半導鱅裝置（申請專利 範圃第2項）方面，在上述1 η P基板1上具備撥牖此基板1所 3¾ 之由不撥雜 Alx <iGai. — X 4.ASy 4S_bi — y « — ζ 4(0 容x4各1，y4< 1 - 0<z4Sil)構成的緩衝曆22，將上述 通道曆3及上述電子供給層1 55設於上逑媛衡靥22上方。藉 此，可防止在上述I η P基板1和在此基板上使其生畏的半導 體生長曆之界面的漏爾流，可得到具有良好爾氣特性的 Η Ε Μ Τ 〇 構造6 經濟郎中央標準局員工消费合作社印聚 --------『裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) > J. 此外，本發明實施形態2的半導讎裝置（申請專利範圍第 9頊）如圖9所示，係在上述構造2的半導賺裝置（申請專利 範圍第2項）方面，上述電子供給曆由設於上述通遒層3和 上述I η Ρ基板1之間的*板測電子供給牖1 5 5構成。如此， 由於僅不摻雜的肖特基層6 6存在通道曆3和閜電極8之間， 含有高濃度η型雜質的爾子供給牖155設於通道層3的基板 側•所Μ與具備上述實施形態1所示之閘侧爾子供給層的 Η Ε Μ Τ比較，可使關耐嬲提高，並可抑制半導艚層表面狀態 變化給與裝置特性的影響。 實施例3 茲就本發明實胞形態2的一實施例加Κ說明。 圖9為在依撺本實施例3之爾子供給躕使用η型Α丨G a A S P S b 的Η E Μ T截面画。在和圈1、6、8同一部分附上同一符號， 省略其詳细說明。依據本實_例3的Η Ε ΜΤ，係在侬據上述 莨胞例2的丨ΙΕΜΤ方面，具有將1子供給曆設於基板側，而 本紙張尺度適用中國阀家標隼（CNS ) Λ4規格（210XW7公鑲） 22 經濟部中央標準局員工消費合作社印說 Λ7 _ B7 五、發明説明（20 ) 不是通道曆的閛側之所謂反HE MT構造。即，在鑀_曆22上 層 5 T e 接雜 η型 Alx iGai — X iAsy iPz iSbi — ，1— z 1 ·(0客xl容1· y 1 < 1 · 0<zl盔1)基板儺爾子供給臁155( 7nm，4x1018cb - 3 )、極低雜質瀨度的不撥雑Alx 2G3l -χ η A s y 2 P z z S b l - y z - z 2 (0 έ x 2 1 * y 2 <1 1 * 0 < z2:S 1)間隔曆14(5n®)，在此間隔曆14上設置InGaAs通 道層3 ( 3 0 n m )。又，在_隔曆1 4也可M使用A丨I n A s，而不 是 A 1 GaAsPSb。 其次，就依據本實施例3的Η E Μ T製法加M說明。首先，在 半絕緣性I η Ρ基板U :使不攒雜Α丨G a A s P S b (或/U I n A s )鑀衝 曆 22、Te 撥雑 π.型 ΑΙχ iGai - X. iAsy ιΡζ iSbi - >- l - z ι 基板側霉子供給層1C5、不摻雜AlGaAsPSb(或AlInAs)間隔 醑1 4、不摻如i»,G aAs通道曆3、不擬雜AlGaAsPSb(或AlInAs) 尚特基層66、η型InGaAs接觸層7依次Μ MBE、Μ0ΗΒΕ、氣源 Μ Β Ε、Μ 0 C V D等生長。此後，藉由迪行舫述_ 2 ( b )〜（k )所 示的製程，製造圖9所示的Η E MT。但是，在屬9中*省略鈍 化膜的記載。 在本實施例3方面•由於傲不攒雜的尚特基曆6 6存在通 道層3和閘電極8之間，含有高鑲度η型雜質的爾子供給曆 1 5 5設於通道層3的基板側，所Μ與上述實施例1、2所示的 Η Ε Μ Τ比較，可使閘射壓提高，並可抑制半導騮層表面狀態 變化給與裝置特性的膨響。 再者，在本甯施例3方面，由於和上述實_例1、2同樣 ，在基板側爾子供綸曆1 5 5使用！1型A 1 X ! G a ! ~ X ! A s y i 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Λ4規格（210X 297公鳞） „ - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 flmv u mf UK·— ^n— Λ « mV vm nmMmm · 310479 A 7: B7 五、發明説明（21) P z ! S b 1 - y 1 - z 1 ( 0 S χ 1 S 1 * 0Syl<l* 0<zlil)， 所M可得到熱安定，具有高可靠度的Η E Μ T，並可使裝置設 計的自由度提高。而且，可抑制在異質界®的載讎再结合 >可使通道龎的載驩濃度坩大。 又，在上述緩衝曆22、間隔曆14、肖特基爾66也可Μ分 別使用不摻雜A 1 I n A s或不摻雜A 1 G a A s P S b的任一種。此外 ，此時使用A 1 G a A s P S b之層的組成比x、y、z也可Μ不同。 此外，也可M不設間隔層M。 實施形態3 構造1 本發明霣拖形態3的半導驩裝置（申讀專利騮圃第1項）如 圖1 0所示，具備設於半驊體基板上的A 1 X G a ! - x A s y Ρ ζ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —C 裝— mi^> nil— 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製

Sb 1 - • > / 一 - 2 ! ( 0 ^ X 1 _ 0 y < 1 $ 0 < z 1 ) 曆 155 ' 156 ·、 14 〇 在 此 A 1 X G a 1 - - > < A S ^ P Z Sb 1 - > • % :方面， 藉由使 組 成 X 1 、y 、 Z變化1 ，可- -面 與InP 基 板 晶 格 匹 配 » ___. 面 在 廣 大 範 rawa 圍 使 帶 隙 Β g 變 化 * 此 外 藉 由 ~一 面 將 y和X 或 Z和X保 持 在 適 當 關 偁 面 使 其 變 化 可 不 使 Eg 變 化 而 使 導帶 下 端 能 量 E c 和 價 帶 上 端 雛 最 Εν 之 興 質 界 面 的 雛 帶 不 連 鑛量 變 化 0 因 此 > 可 t£ 高 S 由 度 之 下 容 絕 形 成 i -jfer W ^rfiF 能 _構 造 的 異 質 構 造 ， 可 使 裝 置 設 計 的 i 由 度 麗 躍 地 雄 饌 大 〇 構 造 2 本 發 明 贺 施 形 態 3的半導醴裝S (申 讅 廑 利 m 鼸 第 2項）如 ----{妹！ _ 1 0所示，係在上述構造1的半導體裝置（申讅專利_画第 1項）方面 > 具筒為載體的電子移動的通道曆3，Μ上述半 -2 Ί - 本紙張又度適用中國國家標準（C'NS ) Λ4规格ί: 210X 2W公續） * wa···* aaBW· « 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A? B7五、發明説明（22 ) 導體基板為In P基板 •作為上述&丨(]£^3?31>層 > 具備電子 供給層1 5 5，該電乎供給靥1 5 5偽比姆成上述通道賵之半導 體電子親和力小的由Alx iGa! - X lAsy iPz iSfal - y 1-z ! (0 ^ X 1 ^ 1 - 0 S y 1 < 1 * 0<Z】S1)構成，將成為載髑 的爾子供給至少在其一部分摻入r»型雜質的上述通遒層。 如此，由於和上述實胞形態1、2間漾，在基板側電子供給 層1 5 5使用A 1 G a A s P S b，所Μ可得到熱安定、具有高可靠度 的Η Ε ΜΤ，並可使裝置設計的自由度提高。而且，可抑制在 異質界面的載體再結合•可使通遒暦的載艚_度增大。 構造3 此外，本發明實施形態3的半導體裝置（申謫專利範圃 第6項）如圖10所示·係在上述構造2的半導讎裝置（申諝專 利範圍第2項）方面，使摻入上述電子供給曆1 5 5的η型雜質 1 5 7成為摻入此爾子供給層1 5 5内之與此牖平行的面狀領域 。如此 > 由於成為高濾度電子供給源的原子平面摻雜Te 157存在通道曆3附近，所Μ在通遒曆3可得到高的2DEG禳 度，可使通道層3的載體濃度增大*可得到高性能的H Ε Μ Τ » 實胞例4 玆就本發明實胞形態3的一實皰例加Μ銳明。 圖1 0為擴大顯示依據本寶胞例4的關1^之«子供給層及 其附近領域的截面圆。在和圓1、6、8、9間一部分附上同 一符號，省略其詳ffl說明依據本實施例4的Η Ε Μ Τ，係在 依據上述S胞例1、2、3的Η Ε Μ Τ (鼸1、6、8、9)方面，使 電子供給層5 5、1 5 5成為具有面狀撥入不播雜A 1 X i “ - (請先閱讀背面之注意事項再填巧本頁)

If裝—— 訂 Λ 本紙張尺度適用中國阈家標準（CNS ) Λ4规格（2i〇X297*t ) 25 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 Λ 7 Β7 五、發明説明（J23 ) X 1 A S y 1 P z 1 S b 1 - y \ - 2 l(OS X 1 έ 1 * 0 mt y 1 1 * 0〈 z 1 S 1 )層1 56内之Te，BP原子平面摻雜Te 1 57之層，而不 是一樣摻人為n型雑質之Te的/UGaAsPSb層。由此峙的原子 平面摻雜Te 1 5 7到通遒層3的電子供給層侧之界面的距雛 ，如圖10所示，最好定為0〜1 On«。此外，此原子平面摻 雜Te的薄層載體灞度最好是10 i2 cm ™ 2級，例如將Te摻入 成.3 X 1 0 12 c m — 2 。 又，圖1 0係就使依據實施例3的Η Ε Μ T (_ 9 )之基板側甯子 供給層1 5 5成為原子平面摻雜釅加以顯示·但也可Μ使依 據實胞例1及2的ΗΕΜΤ(麵1、6、8)之鬧側爾子供給層55成 為原子平面摻雜層。瑄種情況，從原子平面播雜Te到通道 曆3的距離定為5 n m程度，此外原子平面摻雜Te的薄躕載體 瀕度，例如定為5 X 1 0 12 c m — 2程度即可。 依穿|车實施例4的Η Ε Μ T製法中的基板側電子供給蹰1 5 5生長 ，係首先使不摻雜A 1 G a A s P S b 1 5 6生畏一定厚度後，停止 Λ 1 G a /\ s P S b生長，藉由將T e在A丨G a A s P S b生畏曆表面掃人成 預定面密度，形成原子平面撩雜T e】5 7，其次再賴由使預 定厚度的不摻雜Μ G a A s P S b 1 5 6生畏所形成》此掃雜方法 ，即使是在閘側電子供給層5 5原子平面撥入T e的情況，也 完全相同。依據本實施例4的ΗΈΜΤ製法除了在上述電子供 給曆生畏的η型雜質（T e )摻入Μ外，和上述實施例1〜3所 示的ΗΕΜΤ製法完全枏同。 在本實施例4方面，由於成為高濃度爾子供給源的原子 平面摻雜Te存在通遒層3附近，所Μ在通_顆3可得到高的 本紙?艮尺度適用中國國家梯準（〇^)人4规格（2丨0';< 297公釐} / W 丁 k 、 —^^1 ^^^^1 — -¾ -- I ml nn mV HHM ml m i nn *-m nn· naM· -.¾ ,、--'\- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I ) 26 經濟部中央標準局員工消费合作社印聚 A 7 B7 五、發明説明（24 ) 2 DEG濃度•可使通遒醑3的載鼸壤度蟠大，而可得到高性 能的Η Ε Μ T。 再者*在本實施鲷4方面*由於和上述實施例1、2、3同 樣，在閛側電子供給曆5 5或垂板働電子供給曆1 5 5使用 A 1 X 1 G a 1 - χ 1 A s y iPz i S b i - y i - z i (0 Si x 1 iS 1 * 0 ^ y 1 < 1，0 < z 1 S 1 )，所M可得到熱赛定、具有高可靠度的 Η Ε MT，並可使裝置設計的自由度提高。而且*可抑制在異 質界面的賴髓再結合，可使通»曆的載髑讓度增大。 實胞形態4 構造1 本發明實施形態4的半導體裝置（串講専利簡麵第1項）如 _ 1 1、1 2所示，具備設於半導_基板上的Α丨x G a X - X A s y pz Sb ! - y - z (OSxSl，OSy<l，0<z 忘 1)躕 55、155 15 6' 14、22、44' 66° 在 itAlx G a ι - χ ks y Pz Sbj - y -z方面，藕由使姐成x、y、z變化，可一面使其與UP基 板晶格匹配，一面在廣大範圃使锴陳E g變化，此外藉由一 面將y和χ或z和χ保持在缠當W儀，一面使其變化，可不使 E g變化而使導帶下斓能量E c和«辨上纗能最E v之興霣界面 的能帶不連鑛量變化。因此，可在高自由度之下容易形成 具有希望能帶構造的異質構造，可使裝置設計的自由度飛 蹯地擴大。 構造2 本發明實施形態4的半導龌裝置（申講專利鼸睡第2項）如 圖1 1、1 2所示，係在上述構造1的半導髑裝置（申論專利範 圍第1項）方面，具讎為載體的爾子移動的通道曆3* K上 木紙張尺度適用中阈阈家榡率（CNS ) Λ4«,格（2丨OX2Q7公離） 27 I!---------C 裝---------訂------f i (讀先閲讀背面之注f項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 〇lQ479 A7 B7 五、發明説明（25) 述半導體基板為InP基板，作為上述AlGaAsPSb屜，具備電 子供給層5 5、1 5 5，該爾子供鯰曆5 5、1 5 5像比構成上述通 道層之半導艚爾子親和力小的由Alx !Gai - X ,

Sb , - y 1 - ζ ι (0^ χ 1 ^ 1 « 0 ^ y 1 < 1 · 0<ζ1^1)構成 ，將成為載體的爾子供給至少在其一挪分摻入η型雜質的 上述通道層》如此*由於和上述實施形態1〜3同櫬，在電 子供給臁55、155使用AlGaAsPSb，所Κ可得到熱安定、具 有高可篛度的HEMT，並可使裝置設計的自由度提高。而且 ，可抑制在異質界面的載體再結合，可使通遒靥3的載嫌 濃度增大。 構造3 此外，本發明實_形態4的半導髏裝置（申鏞專利範圃 第3項）如圖11、12所示|係在上述構遣2的半導臞裝置（申 請專利範圃第2項）方面，在上述通道曆3和上述爾子供給 層55、155之間具備比構成上逑通道靥3之半導黼爾子親和 力小的由不撥雜 ΑΙχ zGai-' X zPz zSbi - y 2 - z z (0^ k2S 1 - y2< 1 * 0<z2 忘 1)櫞成的闘_層44、14。 藉此，可防止從電子供給曆5 δ、1 5 5對於通踱曆3的雑質侵 入，可防止通道層3之起因於此雑質擴敗的爾子移動性降 低，可得到具有良好爾氣特性的Η Ε Μ Τ。此外，由於在此間 隔曆14、44使用AlGaAsPSb，所Κ和在此曆使用AlInAs時 比較，可如前述*使裝置設計的自由度提离。 構造4 此外，本發明實胞形態4的半導體裝置（申讅專利範圃第 木纸张尺度適用中圃國家標率（ms)八4現格（ήοχ ?.97公難） 28 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁)

經濟部中央標準局貝工消f合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（26 ) 4項）如圖11、1 2所示，係在上述檐進2的半辱讎裝置（申睛 專利範圃第2項）方面，具備肖特基曆66，該崩特基曆66係 形成於上述通道靥3及上逑爾子供給曆55' 155上方，在其 表面上形成閘電極8之由不嫌雜Alx sGat - X 3Asy 3Pz 3 Sb 1 - y 3 - 7· 3(0 盔 x3运 1，0 ^ y 3 < 1 · 0<23忘 1)構成。 藉此，可使閘镭極8和尚特基曆66-接觸戚為良好的尚特 基接觸。此外，由於在此尚特基曆66使用AlGaAsPSb，所 Μ和在此暦使用AlInAs時比較，可如前述，使裝置設計的 自由度提高。 構造5 此外，本發明實胞形態4的半導醴裝置（ί講專利範圃第 5項）如圖1 1、1 2所示，係在上述構造2的半辱熥裝置（申請 專利範圈第2項）方面，在上述I η Ρ基板1上具備接觸此基板 1所設之由不撥雜 Alx 4Gai— X 4Asy iPz «Sbi— y 4- ζ « (0Sx4Sl，y4< 1 > 0<z4Sl)樣成的廳衡牖 22，將上 逑通道層3 B上述爾子供給層5 5、] 5 5設於上逑緩衝曆2 2上 方。輻此，可防止在上述I η Ρ基板1和在此棊板上使其生長 的半導體生長曆之界面的漏電流，可得到具有良好爾氣特 性的Η Ε Μ Τ。 構造6 此外，本發明實施形態4的半導體裝置（申請專利輟圃第 6項）如圖1 2所示，係在上述構造2的半導艚駿置（__專利 範圃第2項）方面，使摻入上述甯子供給曆5 5、1 5 5的η型雜 質成為摻入此電子供給層5 5、1 5 5内之詞此曆平行的面狀 本紙掁尺度逍用中阀阄家標皁（CNS ) Λ4規格（2丨0'乂297公釐） 29 ________{政——r——;——------f π----- 二請先閲讀背面之注意寧項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印t 木紙?fc尺度適州'!’阀阀(’ NS ) Λ 4現丨μ 210 V 2 () 7公# ) A7 B7 五、發明説明（27 ) 領域1 5 7。如此，由於成為爾子供給源的高_度原子平面 摻雜Te 1 5 7存在通道曆3附近•所以在邇遒曆3可得到高的 2 DEG澹度，可使通道躕3的載體濃度增大，可得到高性能 白勺Η Ε Μ T 。 構造7 此外·木發明W I®形態4的半導髖裝置（申讅專利筒圃第 1 0項）如圖1 1、1 2所示，係在±述構墙2的半導鼸裝置（申 請專利範圍第2項）方面，使上述電子供給層成為由設於上 述通道層3上方的閘側電子供給餍5 5及設於上述通道曆3和 上述I η Ρ基板1之間的基板測®子供給曆1 5 5櫛成。如此* 由於在通道層3的閑側及基板侧的任一側》設置爾子供姶 層5 5、1 5 5，所以和R在如上述寶胞形態1〜3所示之通道 層3的閘側或基板側的任何一方設置電子供給靥的Η Ε Μ Τ比 較，在通遒層3可得到高濮度的2 D E G，可得到镰合儒要高 流驅動能力之高輸出動作的Η Ε Μ Τ。 實胞例5 ____ t Η就本發明實施形雜4的一實_例加Μ _明。 圖11為擴大顯示依據本實施例5的ΗΕΜΤ之爾子供給層及 其附近領域的截面圖。在和_1、6、8、9同一都分附上同 一符號，省略其詳细說明。依據本實胞例5的ΗΕΜΤ共同具 備上述實胞例1及2所示的鬧側電子供給蹰55和上述實施例 3所示的基板側電子供給層1 5 5。即，如画11所示，在 IriGaAs通道蹰3的閘側設置Te_ _ η型A IGaAsPSb閛侧爾子 供給層55，在通道曆3和此閘側電子供給靥55之_設置不 3 0 ™ (請先閲蟥背面之注意事項再填寫本頁) 4 -裝. •t4 經濟部中央榡準局負工消费合作社印製 310479 A7 B? 五、發明説明（28) 摻雜AlGaAsPSb(或AlInAs)間麵層44。此外》在通躔靥3的 基板側設置Te摻雜η型AlGaAsPSb暴板側爾子供給曆155· 在通道曆3和此基板側爾子供鎗履155之閫醱置不娜雑 AlGaAsPSb(或AlInAs)間隔曆14。但是，用於闊儺及基板 側爾子供給屜的 Alx iGai- X iAsy lPz iSbi- y 1- z 1 組成比和上述實豳例1〜4同慊*為OSxlSl，0运yl<l， 0 < z 1 έ 1。間隔靨的A 1 G a A s P S b組成比也圃櫬，但趨些組 成比也可Μ在各層不同。埴種HEMT構镳稱為雙摻雜HEMT構 造。 上述閛側《子供給層55及基板側電子供鰌曆155也可Μ 是如上述實施例1〜3所示之一 _撥入Te的構纏，或者也可 Μ是上述實施例4所示之原子平面攒入Te的維造。圈1 2為 顯示使閘側電子供給層55及基板側電子供給曆155都成為 T e原子平面摻雜A 1 G a A s P S b的Η E Μ T之通道）》3附近領域的截 面圖。在圖中，1 5 7為願子平顏攒雜T e，1 5 6為不播雜 A 1 GaAsPSb 〇 其次，就依據本實靡例5之上域画1 1所示的Η Ε Μ T製法加 Κ說明。首先，在半鱷緣性1 η Ρ基板1上使不撥雜 /UGaAsPSb (或 A] InAs)鑀衡曆 22、Te_ 雜 η型 Ai x χ ι

As y z y z !基板刪爾子供給曆155、不摻雜

AlGaAsPSb(或ZUInAs)間隔層14、不摻雜InGaAs通遒層3、 不摻雑AlGaAsPSb (或A[ inAs)閜隔曆44、Te_雜η型 AlGaAsPSb閛側電子供給層55、不摻雜AlGaAsPSb(AlInAs) 肖特基層66、η型InGaAs接觸彌7侬次MMBE、M0MBE、氣源 Μ B E、Μ 0 C V D等生畏。此後•賴由進行前述画2 ( b )〜（k )所 木紙依尺度適用中阀阀家榡卒（CNS ) Λ<ί規格（2丨OX W7公兼） 3 f ---------f —裝— ^HM—- n—^ nn \ ~^ i nn— ml ml (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（29 ) 示的製程•製造_ 1 i所示的Η Ε Μ T。但是，在麵11中，省略 鈍化膜的記載。 此外，使圖1 2所示的閘側電子供給曆5 5及基板側爾子供 給曆155都成為Te原子平面摻雜AiGaAsPSb的ΗΕΜΤ製法，係 使電子供給層55、155生畏成在上述HEMT製法方面*爾子 供給層的η型雜質（Te)成為在實胞例4銳明的臌子平面撥雜 T e ° 在本實胞例5方面，由於如上述實胞例1〜4所示的HEMT ，不是只在通道躕3的閘側或綦板側的任钶一方設置電子 供給層，而是在埴些閛側及基板側的任何一方節設置電子 供給層5 5、1 5 5，所Μ在通道曆3可得到高讓度的2 D E G，可 得到缠合彌要高電流驅動能力之高_出_作的HEM Τ。 此外，在本實施例5方面，由於和上述寶施例1〜4同樣 ，在電子供給廳5 5、1 5 5使用A 1 χ t G a 1 - X ! A s y ! P z ! Sb ! - y i - z i ( 0 ^ x 1 ^ 1 * 0 $ y 1 < 1 1 0<zl 运 1)，所 M 可得到熱安定、具有高可繹度的Η E Μ T *並可使裝置設計的 自由度提高。而且，可抑制在異鬵界«灼騮嫌再結合*可使 通道曆3的載體濃度增大。 又，也可Μ不設置上述間隔層1 4、4 4，此外間隔層1 4、 4 4、鑀衝曆2、肖特基翳6 6也可Μ分削是A 1 G a A s P S b或 Λ 1 I n A s »此時，各層的A 1 G a A s P S b組成比不爾要相闻。 實狍形態5 構造1 本發明實施形態5的半導體_置（申謗專利範画第1項）如

Vi 111 I {請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) I 裝------ —f 本紙张尺度適用中國圃家梯準（CNS ) Λ4規格（210X2<?7公簸） 32 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ 木紙张尺度適用中國國家標华（CNS ) Λ4規格(2丨ΟΧ2()7公緩） A7 B7 五、發明説明（30 ) 圖1 3 ( a )、i b )所示，具備設於半導嬲基板上的A〗X G a , - X AsyPz S b 1 - >· - z (OSix忘 1，0运 y<l，0<z 盔 1)曆 55 ' 15 6° 在此 Alx G a 1 - χ As y P z Sbi - y - z 方面，藉由 使組成x、y、z變化，可一面使其與InP基板晶格匹配，一 面在廣大範圏使帶隙Eg變化，此外藉由一面將y和5(或2和X 保持在適當闞係，一面使其變化，可不使E g變化而使導锴 下端能最Ec和價帶上繃掂量Εν之興質界面的能锴不連績最 變化。因此，可在高自由度之下容易形成具有希望能帶構 造的異質構造，可使裝置設計的自由度斓麵地鑛大。 構造2 本發明實_形態5的半導體裝置（申諫專利範園第2項）如 圖1 3 (a )、（ b )所示，係在上述構遒1的半導鱅裝置（申請專 利範圈第1項）方面•具髑為載襴的爾子移働的通道曆3， 以上述半導體基板為InP基板，作為上述AlGaAsPSb層，具 備電子供給層5 5，該電子供給曆5 5係比檷成上述通遒層之 半導體電子親和力小的由A 1 x > G a , ~ X 1 A s y ! P z t S b !-y ! - Z ! (0 g X 1 ^ 1 > y 1 < 1 - 0<zlSl)構成，將成為 載體的電子供給至少在其一部分摻入n型雜質的上述通道 層。如此，由於和上述實施形態1〜4同樣·在電子供給曆 5 5使用A丨G a A s P S b，所Μ可得到熱安定、具有高可餺度的 Η ΕΜΤ，並可使裝置設計的自由度撮高°而且，可抑制在異 質界面的載髖再結合，可使通遒曆3的載髑讓度増大。 構造3 此外，本發明實_形態5的半導體驄置（申讀專利範圃 -3 3 - (請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) .女 1- - m I · 、νβ * m^i —Hi —m tru n^i ——I— ··:1 f — 1 A 7 B7 五、發明説明（31 ) 第7項）如圖13U)、（b)所示•係在上述檑缠2的半導黷裝 置（申請専利範圍第2項）方面，使上述電子供給曆5 5成為 包含由A 1 G a A s P S b構成的量子井曆領域1 5 8 *使上述η型雑 質成為只摻入上述量子并曆领域158。因此•如國13 (b)之 能帶圖所示，在形成於量子井曆領域1 5 8的最子井内，離 子化的塊髓會形成副帶E 1，和在與鼸U ( c )之能辋圃所示 的井曆相同組成的電子供給履5 5 —樣摻入η型雜質時比較 ，可有效地將電子供鲶通遒曆3。因此，可使通道曆3之作 為載體的電子濃度增大，可使ΗΕΜΤ的爾氣特性提高》 實_例6 Η魷本發明實糜形雛5的一實施例加Μ說明。 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 圖1 3 ( a )為擴大顯示嵌據本寶施例6的丨I Ε Μ Τ之镭子供給層 及其附近領域的截面圖。在和圖1 2同一部分附上同一符號 ，省略其詳细說明。依據本實施例6的Η Ε Μ Τ，係在依據上 述實豳例 1 、 2 、 3 、 5的 ΗΚΜΤ(麵 1 、 6 、 8 、 9 、 10 、 Π 、 12) 方面，使爾子供給躕5 5、1 5 5成為如_ 1 3 ( a )所示，具有由 不撥雑 Alx lGai - X lASy lPz lSbi - y 1- Z 1(0 3x1^1 ，0芸yl<l，0<zlSl)15 6機成的领域和比此不攆雜 AlGaAsPSb帶隙Eg小的組成之由η型AlGaAsPSb_威的量子 井曆領域1 5 8之曆，而不是一樣摻人為η蠻雑質之Te的 A 1 G a A s P S b層。此最子井蹰領域1 5 8最好形成η型雜質摻雜 灑度10 18 cm — 3 Μ上的高濃度攒雑領域且形成厚度1〜5nia 的極薄曆領域。園13(a)顯示在閘側電子供給曆55設置上 述最I钟領域1 5 8的構造，但也可Μ將秦板儺爾子供給靥1 5 5 木紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Λ4規格（2Ι0Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -3 4 - 經濟郎中央樣準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（32 ) 形成埴種構造。 依據本實施例6的Η Ε Μ T製法，除了使爾子供給曆生長成 為使如圖13(a)所示之由不攒雜Alx diu - X dsy !

Sb ! - χ ! - ζ 1 (Ο S χ 1 ^ 1 · Ο S y 1 < 1 * 0<ζ 1^1)156 構成 的領域和比此不摻雜Α丨G a A s Ρ S;b爾隙Ε g小的組成之由η型 AlGaAsPSb構成的通子并層領域158曆合生摄Κ外，和上逑 實施例1〜5所示的HEMT製法完全相同。 在本實施例6方面，由於如圈1 3 α)之掂_圃所示，在形 成於通子并層领域1 58的量子并内，離子化的施鱅形成副 帶Κ1，所Μ和在画1 3 ( c )之能帶_所示的爾子供給曆5 5 — 樣摻入η型雜質時比較|可有效地將爾子供鯓通遒靥3。因 此，可使通道曆3之作為載體的爾子確度爾大，可使ΗΕΜΤ 的锺氣特性提高。 此外，在本實施例6方面，由於和上述資臌例1〜5間樣 ，在電子供給層55、155使用AlGaAsPSb，所Μ可得到熱安 定、具有高可靠度的Η Ε Μ Τ *並可使裝置設計的自由度提高 。而且，可抑制在興質界面的載黼再結合，可使通遒靥3 ---------f .裝--Γ (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 訂------------

的 載 體 濃度增 大0 實 施 形 態6 構 造 1 本 發 明實施 形態6的半 導體 裝置 (申請 專利鐮園第1 項）如 圖 14 、 15(a)， 、1 6、1 7 所 示， 具備 設於半導讎基板上 的 A 1 X Ga 1 — X A Sr P z S b ι — y - Z (0 ia X 忘1，0忘y < 1，0 < )曆 55 - 、1 5 5、1 4 、22 ' 4 4' * 86 » 在此A丨x G a j ~ X 木紙张尺度適用中阑阈家樣窣（CNS ) Λ4规格（2!0>< 297公t ) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（33 )

Asy p2 Sbt - y - Z方面，藉由使組成X、y、z變化，可 一面使其與In P基板晶格匹配•一面在廣大範圃使锴隙Eg 變化，此外藉由一面將y和X或z和X保持在_當闞像，一面 使其變化，可不使E g變化而使導《下纗雛量E c和價轄上端 能量Εν之異質界面的掂帶不遽續量變化。因此，可在高自 由度之下容易形成具有希望能锴構造的興爾構造，可使裝 置設計的自由度飛躍地擴大。 構造2 本發明W施形態6的半導體裝置（申請專利範隱第2項）如 圖1 4、1 5 ( a )、】6、1 7所示，係在上述櫛_ 1的半導髓裝置 (申請專利範圍第1項）方面，具備為載體的爾子移動的通道 層33，Μ上述半導髓基板為InP基板1,作為上述AlGaAsPSb 層，具備電子供給層5 5、1 5 5，該爾子供給雇5 5、1 5 5係比 構成上述通道層之半導體爾子親和力小的由A 1 X τ G a，- X】 As y 1P z !Sb, - y ! - z , (0 S x 1 S 1 > Ο ώ y 1 < 1，0 < z 1 ^ 1 ) 構成，將成為載體的爾子供給至少在其一挪分摻入n型雑 質的上述通道層。如此，由於和上述實廳形態1〜5同櫟， 在電子供給層55、155使用A IGa As PSb，所Μ可得到熱安定 、具有高可靡度的Η Ε Μ Τ，並可使裝置設計的自由度提高。 而且，可抑制在異質界面的載體再结合，可使通遒層33的 載髑濃度增大。 構造3 此外，本發明實胞形態6的半導黼裝置（申請專利範圈第 1 1項）如圖1 4、1 5 ( a )、1 6、1 7所示，係在上逑檷造2的半 本紙張尺度適用中阈阈家標準（CNS ) Λ4現格（210 2耵公鳞） ，p 一 λ (：) 一 I.--I I I------|\ 士心__ I I I τ» ·1· - - —^― - 肩 iJ〆 (請先閱讀背面之注^^項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印取

^1G47B Λ 7 B? 五、發明説明（34 ) 導體裝置（申_專利範画第2項〉方面，使上述通遒層33成 為由具有和上述InP不同的晶格常數之半導讎讎成的失輿 晶格曆。如此，鶼由使用匾15(a)之能辨_所示的In組成 比X比0.53大的不摻雑Ιηχ Gai - x As失興格子通遒曆33， 和使用與_15(1>)所示的InP基板晶格匹配之姐成的In 0.S3 Ga 。.47 As通遒曆3時比較，導善的_遒廇3和爾子 供給層5 5、1 5 5之間的雛帶不建鱗Δ E c變大，坷得到高溏 度的2DEG，並因通遒曆33的In祖成比大而在此曆的罐子移 動性及飽和速度變高。因此，可使HEMT的爾無特性提窩。 實胞例7 玆就本發明實_形態6的一窵_例加Μ說明。 釅14為依據本實施例7的Η ΕΜΤ截面醒。在和圃1、6、8同 一部分附上同一符號，省略其鉾细說明。嵌據本資_例7的 Η Ε Μ Τ ,係在依據上述實_例1〜8的Η Ε Μ Τ方面，使通遒賵成為 如圖14所示，Ιη組成比xl±0.53大的不摻雜InxGa! - x ds (0 . 5 3 < χ έ 1 )層3 3 .而不是與I η P晶格匹配的不摻雜I η 0 . s 3 G a D . < 7 A s層3。如此，即使本來是由具有不和基板晶格匹 配之組成的材料構成之曆，若該曆厚為豳界層厚Μ下，則 該層也成為失真晶格層*和基板晶格匹配。含有躔種失輿 晶格層的構造稱為假晶構造。黼1 4係驗具耱基板側爾子供 給層55的ΗΕΜΤ之通道曆成為上述失輿晶格通道曆33，_ 16 係使具備上述實胞例3所示之蕕板襴爾子供綸蹰1 5 5的（反Η Ε Μ Τ 構造）HE ΗΤ之通道曆成為上述失輿晶格通道臛33,而圃17係 本紙張尺度i|用中阈國家榡啤（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 37 _： — ------1^，裝-------訂-----'Λ冰 (請先閲讀背面之注$項再填苑本頁) A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明 (35) 1 1 I 顯 示 使 具 備 上 述 黄 胞例 5所示 之閹側爾子供餘曆55及基板 1 1 I 側 爾 子 供 給 曆 1 5 5兩方的（雙摻雜 HEMT構德）HEHT之通遒賻 1 I 成 為 上 述 失 t<ar 興 晶 格 通道 層33 1 請 先 1 閲 \ 依 據 本 簧 例 7的ΗΕΜΤ製法 ，除了使通道歷生«成為使 讀 背 I 面 I 如 圖 14所 示 的 不 摻 雜In X G a 1 - X As(0.53< xS 1 )層3 3生 之 注 1 1 長 Μ 外 1 和 上 述 實 施例 1〜fi所示 的ΗΕΜΤ製法完全 相 同 Ο 愈 事 項 1 | 在 本 實 m 例 7方面，由於如 _ 1 5 ( a )之脑爾麵所 ， 使用 再 填 Gai - xAs 失輿 通道 寫 裝 In 組 成 比 X tb 0 .5 3大的不摻雜 In χ 晶 格 I 1 層 3 3 ， 所 Μ 和 使 用 與圓 15(b) 所示的I η P基概晶格 匹 m 之組 1 1' 成 的 In 0 G a £> »4-7 A s通 « 1 Ϊ 3時比較，導帶 的 m 道曆 1 1 、 電 子 供 給 曆 間 的 能帶 不連鑛最 △ Ec 變大（Δ Eel > Δ Ec2 1 訂 1 I ) 可得到高的2 D E G濃度。而 且》 在InGaAs方面 由於In 的 組 成 比 越 大 ， 想 子的 移動性及 飽和逋糜越高， 所 Μ I η X 1 1 1 Ga 1 - - 、 < ί s (0 . 53 < X ^ 1 )失真 晶格通道蹰33的電子移動性 1 1 及 飽 和 速 度 比 In Ga As通遒躕3的爾 子 移 動性 及 飽 和 速 度 高 0 如 此， 在先真晶 格通遒曆33方面 可 得到 1 | 高 濃 度 2DEG 爾 子 移動 性及皰和 邇度也變大，所 Μ 可 使 1 I Η Ε Μ T 的 電 氣 特 性 提 高0 1 1 I 此 外 9 在 本 Μ 施 例7方面， 由於和上述實_例1 «W 6同樣 1 1 « 在 電 子 供 給 層 55 、1 5 5使用 A 1 G aAsPSb * 所 Μ 可 得 到 熱安 1 定 Λ 具 有 高 可 靠 度 的HEMT |並可 使裝置設計的自 由 K 提高 1 | 〇 而 且 t 可 抑 制 在 異質 界面6 1¾載 黼再結含*可使 通 遒 曆33 1 1 的 載 艚 濃 度 增 大 0 1 1 I 實 施 形 態 7 1 1 木紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4规樁（210X 297公釐） 38 經濟郎中央標率局負工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（36) 構造1 本發明實胞形態7的半導黼裝置（申請專利範鼸第1項）如 圖1 8、2 0、2 4、2 6所示，具镧設於半導體基板上的/U x G a 1 - χ A s y P z S b i - y - z (0^ x ^ 1 > 0 S y < 1 * 0 < zS 1 ) 曆 203、205、207、214° 在此 A lx Ga! - κ As χ P z Sbi - Y -z方面，賴由使組成x、y、z變化，可一面使其輿InP基 板晶格匹配，一面在廣大範園使帶隙E g變化，此外藉由一 面將y和χ或z和χ保持在適當關係，一面使其變化，可不使 Eg變化而使導帶下端能量Ec和臢帶上斓能量Εν之異質界面 的能帶不連鑛量變化。因此，可在高自由度之下容易形成 具有希望能帶構造的異質構造•可使裝置級計的自由度飛 蹯地擴大。 構造2 此外，本發明實_形態7的半辱髖裝置（申誚專利範圃第 1 2項）如_ 1 8、2 0、2 4、2 6所示 > 係在上述溝進1的半導賵 裝置（申請專利範圍第1項）方面*具_使雷射光振徽的活 性層204，作為上述AlGaAsPSb曆，具備設於上述活性層下 方的比構成此活性曆之半導體爾隙大的由第一導電型 A 1 X s G 3 1 ~* X 5 A S y 5 P ^ 5 S b I -u y s ~~ ^ S i 0 X S 1*0 y 5 < 1，0 < z 5 S 1 )構成的下覆M層2 0 3和設於此活性曆上 方的比構成此活性層之半導體帶隙大的由和上述第一導爾 型相反的第二導罨型 Λ 1 χ e G a , — χ β A s y s P z s S b t ~ y s -Z B ( 0各x 6忘1，0各y 6 < 1，0 < z Γ)备1 )構成的上覆藿曆2 0 5 。_此，可使醑合下覆舊層2 0 3 /活性曆2 0 4 /上覆躉曆2 0 5 (請先閱讀背面之注項再填寫本1) m I ml i ai Inf tja— —^ϋ —ml nn ·τ -π • n^i fn a n 木紙張尺度適扣中國國家標率（C'NS ) Λ4%格（2丨〇〆297公#.) 39 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（37 ) 而成之雙異質構造的異質陣鑒，即導帶下罐能董不連纊 △ Ec及價_上端能量不連鑛ΛΕν賴由改__成下覆Μ曆 203及上覆蓋曆205的AlGaAsPSb組成而變化，可容易製造 具有#望能帶構造的半導驩雷射。此外，由於在覆Μ曆 2 0 3、2 0 5使用A 1 G a A s P S b，所以可得到熱安定、具有高可 靠度的半導髓雷射，並可使裝置設計的自由度提高。 構造3 此外，本發明實施形戆7的半奪黼裝置（申嫌專利鮪釀 第13項）如黼20所示，像在上述權造2的半馨艚裝董（申讁 專利範園第1 2項）方面*使構成上述活性腫214的半導黼成 為 Alx 7 G a I - x ? A S y ? P z ? S b l - y ? - z ?(0^ x7Si 1 ' 0 S y7< 1，0< z7蠤1)。構成此活性靨214的AiGaAsPSb如圖 22所示，像藉由使其組成變化，可一面使其興InP晶格匹 配* 一面使帶隙E s變化的衬料。因此*賴由壤凿選擇構成 活性層2 1 4的A丨G a A s P S b組成，在使此輿I η P基板2 0 1晶格匹 配的狀態下，可使雷射光的搌懸波長在0 . 6〜2 w a的廣大 範圍變化。此外，在活性層使用A 1 U A s S b時，如圖2 3 ( b ) 所示，會因活性曆的Δ E c降低而電子的封簡效果劣化，發 生雷射光發光效率降低的間翮•相對於此，在此實胞形態 7 (構造3 )方面，由於如上述，在活性蹰2 1 4使用A 1 G a A s P S b •所M藉由使此層的P組成比增加*可增大上述的△ Ec， 可實規如疆2 3 ( a )所示的鮭帶構造，而不會發生如上述之 活性曆的電子封閉效果劣化IS種間題，可得到具有高發光 效率的半導體雷射。此外，由於在覆邂躕2 0 3、2 0 5及活性

木紙悵尺度適用中两國家榡準（CNS ) Λ4規格（2丨0X297公鳞） ~ 7T --------* 裝--^---- (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-& 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（38 ) 層214使用AlGaAsPSb*所Μ可得到熱安定、具有高可靠度 的半導髖雷射，並可使裝置設計的自由度提高。 構造4 此外，本發明寶豳形態7的半導體裝置（申請專利II圃第 1 4項）如圖2 4所示《係在上述機造2的半導黼裝置（申鏞專 利範圍第1 2項）方面，使構成上述活性層2 2 4的半導黼成為 1« G a A s S b。因此，可使爾射光搌鱺波裰比在活性蹰使用 AiGaAsPSb之上述機造2的半導體霤射在畏波畏倒的2〜4w m 此一廣大範圃變化》此外，由於在覆蓋曆203、205使用 A 1 G a A s P S b，所W可得到熱安定、具有高可辑度的半導鱅 雷射，並可使裝置設計的自由度提高。 構造5 此外，本發明實胞形態7的半導體裝置（申鏞專利範圍第 1 5項）如圖2 6所示，係在上述構造2的半導嫌裝置（申請專 利範圃第1 2項）方面，使構成上述活性曆234的半導讎成為 I n G a P S b。因此，可使雷射光振邇波畏比在活性層使用 AlGaAsPSb之上述構造3的半導體雷射在摄波畏側的2〜4w m 此一廣大範圍變化。此外，由於在覆蘧曆203、205使用 A 1 G a A s P S b *所Μ可得到熱安定、具有高可靠度的半導賵 雷射，並可使裝置設計的自由度提高。 實施例8 Η就本發明實施形雜7的一寶_例加Κ銳明。 本實施例8係在所振馥的镭射光波畏為1 . 3 3 « β _ 1 . 5 5 « Π 之具備I n G a A s ( I n G a Λ s Ρ )活性層的半導黼爾射方面，在覆 木紙掁尺度適用中國®家標率（CNS ) Λ4規格（21〇XM7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

41 A7 B7 ^lC47d 五、發明説明（39) Μ層使用AlGaAsPSb。圃18為在依據本資施例8之覆黼曆使 用AlGaAsPSb的半導體爾射截面丨鼷。在圈中，201為η型InP 基板，202為η型InP級銜暦，203為η型AlxsGai_ X sAsy s P* sSIm - y 5_ z s(〇：gx5 客 1* 〇Sy5<l，〇<z5si]J 下 覆篕雇，204為不摻雜InGaAs(或InGaAsP)活性牖，205為p SiAlx e G a 1 — x e A s y βΡ* e S b i — y e — * e(Q 忘 x6S].，0 ^ y6< 1 * 0<z6^1)上禳蓋雇，206為 P 型 InGaAs幡 M 層， 207為 n型 Alx 〇 G a t - χ e A s y b P * e S b i - ye- z e(〇 ^ x δ SI， OS y8<, 1， 0< z8忘 Π 電癘祖塞 Ji ，208為 p型 GaAsSb 接觸層，209為和InP基板2 01歜姆撗觸的nfil爾極（背面霣極） ,2 1 0為和接觸龎2 0 S歐姆搛_的P脚霣極(表面爾観）。但是 *上述A丨G a A s P S b的組成也可Μ在各靨不固。 其次，就依據本實施例8釣半導瞩霤射攤«加Μ說明。 首先，如晒19 (a)所示，在η型InP基板201上使η型InP鍰瘡 曆 202(0.5//11,2父.1018<：18_3:)、11型.八1><客.〇31-)<5丸8><5 P z sSlM - y 5 _ ζ 5下礞 1 躕 203 ( 1 · 5 " a，1 · 5 X 1018 cm — 3 、不摻雜1|!〇3六3(或11^8/\3?)活性層 204(0.1// 11)、口型 八1><8〇81-\6冉8/.8?2 8$1)1-，.8-!|!(5上観筆層2〇5(1.5 «»，1.5xi〇18c»-3 〉、p型 I η i! a A s 欐釐靥 2 〇 6 (0.0 5 /i b ，1 x 10 19 cm - 3 )依次用 MBE、MOHBE、氣灝 MBE或 ROCVD等 外延生畏。此處，（）内為各曆摩度，嫌質囊度。但是，在 不摻雜曆只記戰_厚。 此後，使S i N_黏附於鞴鼙臞208上的全麵，在此SJ Η鼸 上Μ照相平版印刷法形成抗蝕劑，賴由Μ此抗姓劑為光單 本紙張尺度適用中國國家標卒（CNS ) Λ4規格（210Χ297公鳞） 42 11.------C ·裝--------訂------ (锖先閲讀背面之注f項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（40 ) 蝕刻上述S丨N膜，形成辨狀S丨K膜3 0 0。其次，如圃1 9 ( b )所 示，Μ此SiN膜300為光爾触刻帽鍾躕206，並將上覆Μ曆 205蝕刻到一定深度。除去上述抗鈾_後* MS iN_300為 光眾，在鈾刻上述帽釐蹰206及上覆蘑205的部分使 AlGaAsPSb電流阻塞蹰20 7選揮生長。此電渡胆塞曆207的 生畏，使用以M0CVD等涵緣臟為光軍之可龌揮生搔的外延 生畏法。 其次，蝕刻除去S ί N _ 3 0 0後，如_ 1 9 ( d )所示，使用 M0CVD等在全面使p型GaAsSb接鳙曆208生摄。而且*在η型 InP基板201背面形成和此基板歡姆摘牖的η側爾極（背面電 極）209，在上述接觸層208表画形成和此接_雇歡姆接觸 的Ρ側電極（表面爾極）210，圈18所示的半導黼雷射完成。 但是，上述A 1 G a A s P S b的組成&可Μ在各靥不同。 在本實Sfe例8方面，可使蹰合下覆董暦20 3/活性曆204/ 上覆Μ曆205而成之雙異質構虐的異質陣蘧，即導爾下端 能最不連績△ E c及價帶上端_讎不速鏡△ Ε ν緒由改變檐成 下覆篕層2 0 3及上覆舊曆2 0 5的A 1 G a A s P S b組成而變化，可 容易製造具有希望能辨構造的半導黼雷射《 此外，在本實施例8方面，由於在覆蓋曆203、205使用 A 1 G a A s P S b，所以、可得到熱安定、具有高可靠度的半導讎 霤射，並可使裝置設計的自由度提高。 實胞例9 玆魷本發明實_形態7的其他寶豳例加Μ說明。 木纸張尺度適用中國國家標啤（CNS ) Λ4规格（2丨ΟΧ 297公鑛.4 3

Kn ϋ^— ml Bnn mV tuv mV ^^^^1 —HI— i n·^— n.^ -ϋ^^— i^^iv In— (請先閲讀背面之注$項再填窍本頁) A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 310479 B7 五、發明説明（41 ) 本實施例9係在依據上述蓠施例8的半導鼸嚣射方面，在 活性層使用 AlGaAsPSb，而不羅 InGaAs(或 InGaAsP)。_20 為在依據本實施例9之覆蓋曆及活性曆使用AlGaAsPSb的半 導體雷射截面圃。在和圖1 8同一部分附上同一符號，省略 其詳细說明。在圖2 0中，2】4為不摻雜（或p型）A 1 X 7 G a !-X ? A s r 7 P z 7 S b l — y 7 — z ?(〇ί x7^ 1 * 0 ϋ y 7 <[ 1 · 0< z 7 3 1)活性層。但是I此活性層的A1 G a A s P S b組成，係與 I η P基板2 0 1晶格匹配，同時比上覆M靥2 0 5及下覆蘊曆2 0 3 帶隙小之類的姐成•特別是可得到振邇波搌0 . 6〜2 it m的 組成。 依據本實施例9的半導體爵射製法，首先如圈2 1所示， 係在η型I η P基板2 0 1上使η型I η P續衝曆2 0 2 ( 0 . 5 « η * 2 X 10 18 cm- 3 )、η 型 ΑΙχ sGai - χ sAs>- sP* sSbi - y s-z 5 下覆篕層 2 0 3 ( 1 . 5 w ra，1 . 5 x 1 0 18 c m — 3 )、不撥雜（或 p 型）ΑΙχ TGai - χ tAsy ?Pz ?Sbi - y ? - z 7 活性曆（0.1 /um)、p型 ΑΙχ sGai - x bAsx gPz eSbi~ y e - z 6 上覆 M 層 205(1.5/im，1.5xi018cm-3 )、p型 InGaAs 帽駑曆 206 (0.05wm，lxl〇19cm_3 )依次外延生裰，此後艚由和_ 1 9 ( b )〜（d )所示的製程完全相間的製程，製_園2 0所示的 半導體雷射。 在本實施洌9方面，在半導體爾射的活性暦使用AlGaAsPSb 。此A 1 G a Λ s P S b如圓2 2所示，條_由使其組成變化，可一 面使其與I n P晶格匹配，一面使辨_ E g變化的材料。因此 ，迕侬據本實胞例9的半導髑爾射方面，藉由適當疆揮其 —Λ Α 一 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X 297公f > 經濟部中央標卒局貝工消费合作社印^ A7 B7 五、發明説明（42 ) 組成，可在使構成活性蹰的A1 G a A s P S b與I η P基板晶格匹配 的狀態下，使雷射光振徽波長在0 . 6〜2 « m的麇大範圜變 化。此外，MAlGaAsSb構成活性蹰時*由於如圖23(b)所 示，活性層約AEc變小，電子的封_效果劣化，所K雷射光 的發光效率降低。然而，在依據本實施例9的半導鼸雷射 方面，由於在活性靨2 1 4使用A 1 G a A S P S b，所Μ緒由使此層 的Ρ組成比增加，可增大上述△ Ec |可實掘如圈23 (a)所示 的能帶檐造。因此，在木實胞洌9不會發生如上述之活性 層的電子封閉效果劣化此一問纏，可得到具有高發光效率 的半導體雷射。 此外，在本實施例9方面，由於在覆薏曆203、20 5及活 性層2 1 4使用A 1 G a A s P S b *所Μ可得到熱安定、具有高可繹 度的半導體雷射，並可使裝置設計的自由度提高。 實施例10 茲就本發明實施形態7的其他實施例加Μ銳明。 本實施例1 0在依據上述實胞例8、9的半導牖雷射方面， 在活性層使用InGaAsSb，而不是InGaAs、 InGaAsP或 AlG<xAsPSb。圈24為在嵌據本實施例10的覆Μ曆203、205 使用AlGaAsPSb，在活性靥22 4使用InGaAsSb的半導艚雷射 截面圖。在和圓〗8同一部分附上同一符虢 > 省略其詳細說 明。在圖2 4中，2 2 4為不摻雜（或p型）I n G a A s S b活性曆。但 是，此活性層的I n G a A s S b組成，條與I η P基板2 0 1晶格匹配 ，同時比上覆蓋曆205及下覆蘧曆203锴隙小之類的組成， 特別是可得到振徽波S 2〜4 « »1的組成。 本紙张尺度適州中國國家標率（CNS ) Λ4規格（210X2()7公t ) 45 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _c ,裝 1~_______^訂_____气 ‘__.

--mp nn fn nn mm* 11>1 mV 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4规格（2IOX29?公.錄） A7 B7 五、發明説明（43 ) 依據本實施例1 0的半辱體雷射製法，酋先如画2 5所示’ 係在η型InP基板201上使η型InP鑲衝曆202(0.5w m，2X 10 18 cm- 3 )、η 型 AlxsGai - χ sAsy 5Pse sSbi - y 5 - z 5 下覆蹵曆203(1.5« κι，1 x 10 18 cm — 3 )、不撥雜（或P型） P z b S b ! ~ y e - z s 上覆蓋層 2 0 5 ( 1 . 5 a m，] x 1 0 18 c m ~ 3 )、0型11^3六5帽蓋層2〇6(〇.〇511(!!1，1\1〇19<1111_3)依次外 延生長，此後藉由和_ 1 9 ( b )〜（d)所示的製程完全相同的 製程，製造圖24所示的半導體霤射。 在本賁胞例1 0方面，由於在半導讎镭射的活性曆使用 InGaAsSb，所Μ可使雷射光振撇液摄比在活性靥使用 A 1 G a A s P S b之依據上述實施例9的半導體雷射在畏波畏側的 2〜4 w m此一廣大範圃變化。 此外，在本實施例〗〇方面，由於也和上述實施例8、9同 樣，在覆蓋層2 0 3、2 0 5使用A丨G a A s P S b，所Μ可得到熱安 定、具有高可篛度的半導體雷射，並可使裝置設計的自由 度提高。 實施例11 玆就本發明實施形態7的其他實施例加Κ _明。 本實施例1 1係在依撺上述實施例8〜1 〇的半導黼霤射方 面，在活性層使用I n G a P S b，而不是I n G a A s、I n G a A s Ρ、 AlGaAsPSb或InGaAsSb。圖26為在依據本實_例11的覆篕 層2 0 3、2 0 5使用A 1 G a A s P S b，在活性層2 3 4使用I n G a P S b的 半導黼雷射截面圖。在和鼸18同一·部分附上闻一符號，省 —A R — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 n-- 1^1 ....... HI 一,J.---:· ! i I -I" ,¾ \ 310479 經濟部中央橾準局員工消t合作社印製 A7 B?五、發明说明（44 ) 略其詳细說明。在圃26中，234為不摻雜（成pininGaPSb 活性層。但邊，此活性靨的I n G a P S b組成•係與I η P基板 2 Ο 1晶格匹配，同時比上覆蒼牖2 0 S及下覆蕹曆2 0 3锴隙小 之類的組成•特別是可得到振盪波長2〜4 « Β的組成。 依據本實_例11的半導體爾射製法*酋先如_27所示， 偁在《型1“基板201上使〇型111?鑼衡層202(0.5«1，2乂 1 0 18 cm- 3 ) Λ η §1 A 1 X s G a ι - χ s A s y s P κ s S b i - y s - z 下覆篕層203 ( 1 . 5以in，1 x 10 1(5 cffl ~ 3 )、不播雜（或p型） InGaPSb 活性層 234(0.1 «βι)、 p If A 1 χ b G a ι ~ χ b A s >- s P z b Sb , - χ e - z 8上覆蓋醑 205(1.5w«i，ixi018cm-3 )、p 型 InGaAs 帽蹵層 206(0.05wb» lxlOiec»-3 )依次外延 生畏*此後藉由和圃19 (b)〜（d)所示的製程宪全相間的製 程·製造圈26所示的半導鼸霤射。 在本資_例11方面，由於在半導鐮霤射的活性靥使用 InGaPSb，所Μ可使霤射光搌擊波摄比在活性蘑使用 A 1 G a A S P S b之侬據上述寶豳例9的半導黼爾射在畏波畏側的 2〜4 w b此一廣大範麵變化。 此外，在本資_例U方面*由於也和上谜實廊例8〜1 0 同樣，在覆蓋層2 0 3、2 0 5使用Al G a A s P S b，所Μ可得到熱 安定、具有高可繹度的半導髑甯射，並可使裝置設計的自 由度提高。 [圖式之簡單說明] _1為顯示依據本發明實施例1之半導黼襞置（丨丨Ε Μ Τ)的截 面圖。 (請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) 訂-- 本紙恨尺度適汛中阈阀家樣準（C'NS ) Λ4規袼（2丨0:<297公犛） 47 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 Λ 7 __ Β7 ________五、發明説明（45 ) 騙2(a)〜（k)為顯示依據本發明實施例1之半導讎裝置 (HEMT)製法的截面。 醒3為顯示Alx Gat - xAst-. y Sby的锖陳Eg和組成比X 、7之«係的圖（a)及顧示Ah Gai - x ASl - ySby的晶格 常數a和組成比x、¥之_係的_(1>)之_。 圓4為顬示Alx Gai - X Sbz P! - 2的爾隙Eg和組成比X 、z之闞係的匾（a)及顬示Ah Gai - X Sb2 P: - z的晶格 常數和組成比x、y之鼷係的圃（b)之圃。 疆5為顯示η型GaASn.s Sb 。.5曆和不撥雜In U,S3 G a As層的異質界面附近之能箒構造的_ (a)及顯示 η型GaAsPSb層和不摻嫌U 。.33 Ga m As通道曆的異質 界面附近之能帶構造的圈（b)之圈。 _6為顬示侬據本發明實》例2之半導艟裝董（HEMT)的截 面_。 _7(a)〜（b)為黷示依據本發明實施例2之半導钃裝置 (HEHT)製法的截面_。 圈8為顥示依據本發明實施例2之半導黼裝置（HEMT)的截 面圔。 画9為顬示依據本發明實廉例3之半導髗装置（HE MT)的截 面_。 10為擴大顯示依據本發明實豳例4之半導黼装置（HEMT) 中的電子供給層附近的截面漏。 圓11為顧示依據本發明實豳例5之半導黼裝置（HEMT)的 截面圈。 m — n^i m nn m m· i tn— mi m —.n ^ J. i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度適用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X 297公鼇）-48- 修正m

明説 明發 ,五 _ 2 圓 3 為中為中 置 裝 18 導 半 之 5 ο 例 _ 0 面 實截 明的 發近 本附 據JV 依給 示供 顬子 大霣 擴的 置 裝 « 導 半 之 a /IV 面 截 的 近 附 a G η I 雜 摻 不 和 » 示 顧 及 雜圏 摻 層ί _ 給 供 子 電 的 域 領 6 靥 例并 嫌子 寶最 明 S ίί oi 發 05 本以 寒 G eMR 1#> - Ι-> ϋ-依ulfi^η的本 -不nii}ASIA)B據 顧有 大具 擴的 摻 樣 道依 通示 As顯 Ga為 η 4 給η不 供 — 和 造? Μ β 構 的箱 域i子 之 :近bm 層 f S 44-附 P 尹 i S 丨IlffiaA 1 莩 G aBl Ξ異的 ^ W * mlvsi 道型 給 供 _ 的 埴 瓣 爾 能 之 近 附例 面嫵 界霣 霣明 異發 置 装 黼 導 半 之 7 的 (請先聞讀背面之注f項再填离本頁) 裝. 截面8B。 圈15為顯示依據本發明實»例7之半導覼裝置（HE MT>中 的η型AlGaAsPSb爾子供給if和不播艙Ιηχ Gai - x As(0.53 <x^l)失真晶格通道曆的異質界面附近之雛帮構缠的圓 (a)及顧示η型AlGaAsPSb電子供給層和不摻雑In 〇.S3 Ga Q." As通道雇的異質界面附近之能薄構造的(b)。 鼷16為顧示依據本發明實廉拥7之半導體裝置（ΗΕΜΉ的 截面_。 _17為顬示依據本發明實施例7之半導豔裝置（HE MT)的 截面·。 18為顯示依據本發明實施例8之半導龌裝置（半導臞® 射）的截面_。 _ 19(a)〜（d)為顧示依據_本螢明霄靡例&之半導驩裝置（ 半専黼雷射）製法的截面_ ° _20為顧示依據本發明實豳例9之半導.谶装置（半導艚笛 訂 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印策 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格_( 210X297公1 > A9- 修正買 經濟部中央榡準局負工消费合作杜印製 Λ7 B7 五、發明説明（47 ) 射）的截面圖。 圖2 1為顯示依據本發明實施例9之半導體裝置（半導體雷 射）製法的截面圖。 圖2 2為顯示化合物半導體的晶格常數和锵隙E g及波艮之 關係的_。 圖2 3為顯示將依撺本發明實胞例9的A丨G a A s P S b用於活性 層的半導體裝置（半導體雷射）之掂帶構造的圖（a )及顯示 將A 1 G a Λ s S b用於活性層的半導體裝賢（半導黼爾射）之能帶 構造的圖（b )。 圖2 4為顯示依據本發明實胞例1 0之半導體裝置（雷射二 極體）的截面圖。 圖2 5為顯示依據本發明實胞洌1 0之半導體裝置（雷射二 極體）製法的截面画。 圖2 6為顯示依據本發明實胞例11之半導髓裝置（雷射二 極體）的截面圖。 圖2 7為顯示依據本發明實施例1 1之半導髓裝置（爾射二 極體）製法的截面圖。 圖2 8為顯示習知半導fl裝置（Η Ε Μ T )的截面圖。 圖2 9為顧示習知半導體裝置Π1 R Μ Τ )中的η型/\ 1 I n A s電子 供給層和不摻雜I n G a A s通道層的異質界面附近之能帶構造 | 的圖。 [元件編號i钆明] 1 半絕緣性I η P基板，2 不摻雜Λ ! I n A s媛衡層，3 不 揆雑InGak通道層，4 不摻雜1 U A s間隔暦，5 Si摻雜 木紙烺尺度適用中國阀家愫卒（CNS ) Λ4規格（2 !〇X：h)7公缔 5 0 f 裝------訂------！.*>. (請先閱讀背而之注意事項rl·填巧本Π ) 310479 Λ 7 Β7 五、發明説明（48 ) η型A 1 I n A s電子洪給層< 6 不摻雜Λ 1丨n A s肖特基層，7 S ί摻雜η型I n G a A s接觸皭，8 閘電極，9 源镭極* 1 0 漏電極，：N 不摻雜A 1 G a A s P S丨> (或A丨I η Λ s )間隔層* 2 2 不摻雜A 1 G a A s P S Μ或Α丨I η Λ s )嬢衝層，3 3 不摻雜失真晶 格 I η X G a i - X Λ s ( 0 . 5 3 < X S U 通道蘑，4 4 不摻雜 Λ 1 G a A s P S b (或 Λ 1 I n A s )間隔層，5 5 T e 摻雜 η 型 A 1 G a A s P S b 閘側電子供給層，6 6 不摻雜A 1 G a A s P S b (或幻I n A s )尚特 基層，1 5 5 T e摻雜n型Λ丨G a A s P S b基板側電7供給曆，1 5 6 不摻雜A 1 G a A s P S b層，1 5 7 原：Γ·平面ίΙ雜Τ' e * 1 5 8 n型 Λ 1 G a A s P S b (量子井層領域），2 0】n型I η P基板，2 0 2 n型 1 η Ρ緩衝層，2 0 3 η型Α丨G a A s P S b F覆蓋層，2 0 4 不慘雜 A S (或I n G a Λ s丨>)活性層，2 0 5 p型A 1 G a A s P S b上覆蓋層 ，2 0 6 p 型 I n G a Λ s 帽滅層，2 0 7 n 型 A 1 G a A s P S b 爾流 _ 塞 層，2 0 8 p型G a A s S b接觸層，2 0 9 n側電極（背面電極）， 2 1 0 p側電極（衷面電極），2 1Ί 不摂雜（或p型）Λ i G a A s P S b 活性層，2 2 4 不撥雑（戎p型）1 n G a A s S b活性層，2 2 4 不 摻雜（或P型）I n G a P S b活性層，3 0 0 S ί V膜。 --------1 -裝------訂-----4 線 (請先閱讀背而之注意事項耳填寫衣/!) 經濟部中央標準局員工消f合作杜印製 本紙乐K度通爪巾阀阀’水標卒（fNS ) Λ4現格（210χ:ΜΗ>#.) *-* ............. ·= ' .

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消f合作社印製 Λ8 m €Έ D8 六、申請專利範圍 1 . 一種半導體裝置•其特擻在於：具備設於半導體基板 上的 AjxGai - X A s y P z S b i ~ >- - z (OSx^l, 0^y<l * 0 < z S 1 )皭者。 2 ,如申謫專利範丨蘭第〗項之半導體裝置·其中具備為載 體的電子移動的通道層》上述半導髒基板為I η P基板， 作為上述A ] G a A s P S b層*具潲電子供給層，該電子供給層 ί系比構成上述通道層之半導艚甯7·親和力小的由/Π X , G a 1 - X 1 Λ s y 1 P z l S b i - y t ..... y \ i 0 S x 1 S 1 · 0 Si y ] < 1 ，0 < z 1客〗成，將成為載嬲的電子供紿孥少在其·部 分慘入η型雜質的丨：述通道層「 3 .如申請專利範圍第2項之t導體裝置，其中作為上述 八1〇3纟5卩81>層，更具_間隔層*該間隔層係設於上述通道 層和上述電子供給層之間的比構成上述通道曆之半導體爾 子親和力小的由不摻雜Λ1 X G a 1 - X ? Λ s y 2 P z 2 S b t y z -z 2 ( 0 S x 2 S 1 ， 0 S y 2 < 1 0 <. z 2 S 1 )構成。 4 .如申請專利範圃第2項之半_潲裝置•其中作為上述 A 1 G a A s P S b層•更具_肖特基層，該尚特基曆係設於上述 通道層及上述電子供給層上方*在其表面h形成閘電極的 由不慘雜 A 1 X 3 G a ] - χ a A s y ：t P ? 3 S b i - y 3 - ^ 3 ( 0 ^ x 3 S 1 > y 3 < 1 1 0 < 2 3 si 1 )構 1¾ 1 5 .如申謫專利範圃第2項之f導體裝置，其中作為上述 AlGaAsPSb層，在上述[η P基板上更具備接觸該基板所設之 由不撥雜 A 1 X * G a I — X 4 A s >· >( Ρ 4 S b 1 — _ν 4 - 2 * ( 0 忘 X 4 S 1，0 S y 4 < 1，0 < ζ 4 S ])構成的媛衝曆，上述通道曆及 本紙張尺度適用中國阐家標率（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） I | 裝— i ^| 一、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^0479 ^0479 經濟部中央榡準局員工消费合作社印裝 Μ Β8 Cg m 六、申請專利範圍 上述锺子供給層設於上述_衝曆上方。 6 .如申請專利範園第2項之半導體裝置*其中摻入上述 電子供給層的η型雑質揆入該爾子供給蹰内之與該蹰平行 的面狀領域。 7 .如申請專利範圈第2項之半導髑裝置*其中上逑罨子 供給層包含由A 1 G a Λ s P S b構成的量？·*井層領域，上述η型雜 質只摻入上述最子井層領域。 8 .如申請專利範圈第2項之半導體裝置，其中上述爾子 供給層由設於上述通道層上方的剛側電子供給皭構成1 9 .如申請專利範圃第2項之半導體裝置，其中上述® 7 供給層由設於上述通道層和上述丨η Ρ基板之間的基板側電 子供給層構成。 I 0 .如申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中上述電 子供給層由設於上述通道層上方的閘側電f供給層及設於 上述通道唇和上述I η P _板之間的基板側電？供給曆構成。 II .如申謫專利範圍第2項之乍導體裝置，其中上述通道 層為由具有和上述I η Ρ «板不_的晶格常數之半導體構成 的失真晶格層。 1 2 .如ΐ請專利範園第1項之半導體裝置，其中具满使错 射光振盪的活性層，作為上述Α丨G a A s P S b層 > 具爝下覆蓋 層和上覆Μ層|該下覆Μ層係設於上述活性層下方的比構 成該活性層之半導體帶隙大的由第.導電型Α丨X η Ga ,- χ 5 A s y 5 P 5 S b i - y b - 7. ii ( Ο i x 5 S 1 » 0 S y 5 < 1 * 0 < z 5 S 1 )構成，該上覆M曆ί系設於該活性驥i.方的比構成該 本紙張尺度逍用中國國家棟率（CNS ) Λ4规格（210X297公釐） 2 --------1"---^----訂------< (請先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) Λ8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 活性層之半導體帶隙大的由和丨：述第導爾型相反的第 二導電型 A 1 X B G a 1 - x G A S y R P z 6 S b I - y e - z B ( 0 ia X E ^ 1， 0 忘 y β <. 1， 0 < z r S 1)1¾ ))¾ ° 1 3 .如申_専利範圍第1 2項之半導體裝置•其中構成上 述活性餍的半導體為/U X 7 G a卜X 7 Λ S X 7 Ρ , 7 S b , - X 7 -z 7(0 客 x7Sl， 0 g y 7 < 1 > 0 < z 7 Si 1 ) 1 4 .如申請專利齡圍m 1 2頂之半導體裝置，其中構成上 述活性層的半導體為I n G a A s S h < 1 5 .如申請專利範圍硝1 2 Π1之半導體裝置*其中構成上 述活性層的半導體為I n G a P S b I η —>ϋι i· mu a·——— _^i^n ft (請先閲讀背面之注意事項再壤寫本1) L .^. rir 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印聚 本紙張尺度逋用中國國家樣準（CNS ) Λ4规格（2丨0X297公f )