(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＩＩＩ―Ｖ族物質からなる第１電荷ドナー層と、
該第１電荷ドナー層に隣接して配置され、前記第１のＩＩＩ―Ｖ族物質のバンドギャップ・エネルギより低いバンドギャップ・エネルギを有する第２のＩＩＩ―Ｖ族物質からなるチャンネル層と、
前記チャンネル層に対向する面に配置される前記第１のＩＩＩ―Ｖ族物質からなる第２電荷ドナー層であって、前記第１電荷ドナー層と第２電荷ドナー層が前記チャンネル層を間に挟むように配置される第２電荷ドナー層と、
前記第１電荷ドナー層およびチャンネル層の第１の部分上に配置された、ソース電極およびドレーン電極のための１対のオーミック接触と、前記第１電荷ドナー層およびチャンネル層の前記１対のオーミック接触の間の第２の部分上に配置されたゲート電極のためのショットキー・バリヤ接触と、
トランジスタの前記ゲート電極とドレーン電極との間の領域に存在する表面電荷の影響から前記第１電荷ドナー層およびチャンネル層の少なくとも一方を遮蔽する手段と、
を備え、前記遮蔽手段が、更に、
前記第１電荷ドナー層の一部分に対応する第１電荷スクリーン層と、
前記第１電荷スクリーン層の上部に形成された第２電荷スクリーン層であって、前記第１のＩＩＩ―Ｖ族物質のバンドギャップ・エネルギより低いバンドギャップ・エネルギを有する第３のＩＩＩ―Ｖ族物質からなる第２電荷スクリーン層と、を備え、
前記ゲート電極が前記第１電荷スクリーン層の上に形成され、前記トランジスタのドレーンおよびソース電極の少なくとも１つが前記第２電荷スクリーン層の上に形成される、トランジスタ。
【請求項２】
請求項１に記載のトランジスタにおいて、前記第１電荷ドナー層が、前記チャンネルに隣接するドープされないＩＩＩ―Ｖ族物質である第１の部分と、前記ドープされない第１の部分に隣接し前記第１電荷ドナー層の数原子層厚に制限されたドーパント原子の濃度を有するＮタイプ・ドーパントのドーパント・シートからなる中間部分と、前記第１電荷ドナー層の比較的軽くドープされた領域である前記層の第３の部分であって、前記第１電荷スクリーン層に対応する第３の部分と、を有するトランジスタ。
【請求項３】
請求項２に記載のトランジスタにおいて、比較的軽くドープされたＩＩＩ―Ｖ族物質からなる前記第２電荷スクリーン層が、トランジスタの前記ソース電極およびドレーン電極の下方に配置された領域において、１×１０１７から５×１０１７原子／ｃｍ３のドーパント濃度を有するトランジスタ。
【請求項４】
請求項３に記載のトランジスタにおいて、前記第１電荷スクリーン層がそこを通って配置される第１の幅を有する第１のリセスと、前記第２電荷スクリーン層の厚さの一部分に配置され、第１のリセスの幅より実質上大きい第２の幅を有し第１のリセス上に位置合わせされた第２のリセスと、を有するトランジスタ。
【請求項５】
請求項１に記載のトランジスタにおいて、前記第１電荷ドナー層はヒ化アルミニウム・ガリウムからなり、前記チャンネル層はヒ化ガリウムからなる、トランジスタ。
【請求項６】
請求項１に記載のトランジスタにおいて、前記第１物質はヒ化アルミニウム・ガリウムからなり、前記第２物質はヒ化インジウム・ガリウムからなり、前記第３物質はヒ化ガリウムからなる、トランジスタ。
【請求項７】
請求項１に記載のトランジスタにおいて、前記第２電荷ドナー層が、
前記チャンネル層に隣接するドープされない第１のＩＩＩ―Ｖ族物質である第１の部分と、前記ドープされない第１の部分に隣接し前記第２電荷ドナー層の数原子層厚に制限されたドーパント原子の濃度を有するＮタイプ・ドーパントのドーパント・シートからなる中間部分と、前記第２電荷ドナー層の第３部分であって、前記ドーパント・シートに隣接して配置され、前記第１のＩＩＩ―Ｖ族物質のドープされない領域である第３の部分と、を含むトランジスタ。
【請求項８】
請求項１に記載のトランジスタにおいて、前記第２電荷スクリーン層がドープされた第３のＩＩＩ―Ｖ族物質からなり、高電子移動度トランジスタの前記ソース電極およびドレーン電極の下方に配置され、１×１０１７から５×１０１７原子／ｃｍ３範囲のドーパント濃度を有する、トランジスタ。
【請求項９】
請求項８に記載のトランジスタにおいて、前記第１電荷スクリーン層がそこを通って配置される第１の幅を有する第１のリセスと、前記第２電荷スクリーン層の厚さの一部分に配置され、第１のリセスの幅より実質上大きい第２の幅を有し第１のリセス上に位置合わせされた第２のリセスと、を有するトランジスタ。
【請求項１０】
請求項９に記載のトランジスタにおいて、前記第３のＩＩＩ―Ｖ族物質からなる１対の隔置された接触領域であって、前記対応するソースおよびドレーン電極対と前記第２電荷スクリーン層との間に配置され、１×１０18原子／ｃｍ３より大きいドーパント濃度を有する接触領域を更に備える、トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電界効果トランジスタに関し、特に高電子移動度電界効果トランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
当技術において周知のように、無線周波信号の増幅を行うためマイクロ波およびミリ波周波数で使用される幾つかの形式の能動デバイスがある。一般に、これらの周波数で使用される更に一般的な半導体デバイスの１つは、電界効果トランジスタであり、特に金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）および高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）である。これらのトランジスタは各々、ヒ化ガリウムの如き第ＩＩＩ族乃至第Ｖ族物質から提供される。ＨＥＭＴとＭＥＳＦＥＴとの相違点は、ＨＥＭＴにおいては、電荷はドープされた電荷ドナー層からドープされないチャンネル層へ移動されるが、ＭＥＳＦＥＴにおいては、電荷層およびチャンネル層が同じ層であることである。ＨＥＭＴにはドープされないチャンネル層が存在するので、ドープされないチャンネル層の電荷転送特性は、ＭＥＳＦＥＴ型構造のドープされたチャンネル層の特性よりも良好である。従って、ＨＥＭＴはＭＥＳＦＥＴよりも更に高い周波数動作を提供する。
【０００３】
ＨＥＭＴにおいては、電荷ドナー層は一般に、ヒ化アルミニウム・ガリウムの如き広いバンドギャップ物質であるが、チャンネル層はヒ化ガリウムまたはヒ化インジウム・ガリウムの如き低いバンドギャップ物質である。バンドギャップは、半導体物質の価電子帯と伝導帯との間の電位ギャップを指すことに注意すべきである。
【０００４】
一般に、２つの形式のＨＥＭＴ構造がある。１つの形式は単にＨＥＭＴと呼ばれるが、他の形式は仮像（ｐｓｅｕｄｏｍｏｒｐｈｉｃ）ＨＥＭＴと呼ばれる。ＨＥＭＴと仮像ＨＥＭＴとの間の相違は、仮像ＨＥＭＴにおいては、ＨＥＭＴ構造中に含まれる１つ以上の層がデバイスの他の物質の格子定数と著しく異なる格子定数を有する物質からなる。このため、結果として生じる格子定数の不整合のため、チャンネル層を提供する物質の結晶構造は歪む。
【０００５】
ＨＥＭＴ構造においては、電荷はドナー層からドープされないチャンネル層へ転送される。第ＩＩＩ族乃至第Ｖ族の物質では、ドープされた電荷ドナー層は、ヒ化ガリウム・アルミニウムの如き広いバンドギャップ物質からなるが、チャンネル層は典型的にはより優れた電子転送特性を有する物質からなる。典型的には、ヒ化ガリウムの如きより低いバンドギャップ物質が使用される。仮像ＨＥＭＴにおいては、ドープされないヒ化ガリウムのチャンネル層は、ヒ化インジウム・ガリウムの如き低いバンドギャップ物質からなるチャンネル層で置換される。しかし、いずれの場合も、ＨＥＭＴおよび仮像ＨＥＭＴ構造の各々は、高い周波数のマイクロ波およびミリ波信号の増幅を行うため使用される。
【０００６】
高電子移動度トランジスタの低ノイズおよび高周波数用途では、デバイスの接触（コンタクト）層内で電荷ドナー層上に配置された狭いリセスを有することが重要である。即ち、このリセス開口は、リセス内に配置されるゲート電極のゲート長さよりごく僅か長いことが望ましい。このような構成は、比較的高い周波数動作特性および比較的低いノイズ数値を有するＨＥＭＴおよび仮像ＨＥＭＴを提供した。ＭＥＳＦＥＴにおける電力用途では、比較的高いゲート対ドレーン・ブレークダウン電圧特性を有するＭＥＳＦＥＴを提供するため、ゲートより大きいリセス開口が必要であることが一般に知られている。
【０００７】
ＨＥＭＴに戻り、一般に大半のＨＥＭＴ構造において上面である食刻ヒ化ガリウム・アルミニウム面上には、多数の表面準位（ｓｕｒｆａｃｅ  ｓｔａｔｅ）が存在する。このような表面準位はまたＧａＡｓ面上にも存在する。ある研究者等は、この表面準位を１０１４ｃｍ−２程度と評価した。これらの準位は酸化ガリウムおよびアルミニウムから最もよく生じる。これらの準位は一旦占有されると、電子を捕捉することにより、またこのためトランジスタのドレーン側のゲート金属エッジに集中する電界を減少させることにより、ゲート−ドレーン・ブレークダウン電圧特性を増加することが示唆された。
【０００８】
高電子移動度トランジスタのブレークダウン電圧特性は、その用途を比較的低電力、低ノイズ用途に限定してきた。これは、ＨＥＭＴの出力インピーダンスがドレーン・バイアス・レベルと略々関連することによる。低ブレークダウン電圧特性は、ＨＥＭＴの動作ドレーン電圧を制限する。あるＤＣ電力レベルでは、高電力用ＨＥＭＴに比較的高いドレーン電圧および低いドレーン電流でその逆でないバイアスを与えることが有利である。高いドレーン電圧でバイアスを加えると、ＨＥＭＴではより高い出力インピーダンスを生じ、従って、大半の用途で一般に遭遇する５０Ωのシステム特性インピーダンスに対する更に容易なインピーダンス整合を生じる。特に、このような整合は、動作周波数の広い範囲にわたって更に容易に行われる。更に、このようなデバイスから高レベルのＲＦ電圧利得を生じるためには、デバイスを比較的高いドレーン電圧のＤＣバイアスで動作させることが一般に必要である。しかし、先に述べたように、ＨＥＭＴを比較的高いブレークダウン電圧でバイアスを加えることが望ましいが、ＨＥＭＴが比較的低いブレークダウン電圧特性を有するためこれは一般に可能ではない。
【０００９】
従って、比較的低電力、低ノイズ用途では高電子移動度トランジスタが使用されるが、これは公知の高電子移動度トランジスタが一般に比較的低いゲート対ドレーン逆ブレークダウン電圧特性を有するためである。このような状況は、ＭＥＳＦＥＴと比較してＨＥＭＴの高周波数特性およびＨＥＭＴの比較的高い利得のため、それ以外ではより高い電力用途に対して有効であるけれども望ましいことではない。
【００１０】
【発明の概要】
本発明によれば、高電子移動度トランジスタは、第１の第ＩＩＩ族乃至第Ｖ族物質からなる電荷ドナー層と、この電荷ドナー層に隣接して配置され、前記第１の第ＩＩＩ族乃至第Ｖ族物質のバンドギャップ・エネルギより低いバンドギャップ・エネルギを有する第３の第ＩＩＩ族乃至第Ｖ族物質からなるチャンネル層とを含む。高電子移動度トランジスタは更に、前記電荷ドナー層およびチャンネル層の一方の層上に配置された１対のオーミック接触と、前記電荷ドナー層およびチャンネル層の一方の第２の層上に配置されたショットキー・バリヤ接触とを含む。高電子移動度トランジスタは更に、この高電子移動度トランジスタのゲートとドレーン電極との間の領域に存在する表面電荷からチャンネル層をシールド即ち遮蔽（スクリーン）する手段を含む。このような構成でチャンネル層を表面電荷から遮蔽するシールドを設けることにより、トランジスタのゲート対ドレーン領域における表面電荷と関連するパラスティック効果が減少し、これにより高電子移動度トランジスタのＲＦ性能特性を損なう事なくＨＥＭＴからより高いブレークダウン電圧特性を許容する。
【００１１】
高電子移動度トランジスタにおけるブレークダウン電圧制限が少なくとも部分的にトランジスタの電荷ドナー層またはチャンネル層に存在する表面準位または過剰表面電荷と関連するものと信じる。これらの表面準位は、デバイスのドレーン側のゲート金属エッジと電荷ドナー層との間の高い電界を軽減すると一般に考られる同じ表面準位である。電子は、金属ゲートから電荷ドナー層の如き半導体層における近くの表面準位へ空間的にトンネル動作する。しかし、ゲート電極から空間的に除去されるこれらの表面準位もまたイオン化状態になる。これら捕捉電子は、これにより表面準位の密度と略々等価であるデプリーション領域を提供する。これら捕捉された電荷の再放出は、ゲート電極の作用下の電荷応答の走行時間より一般にはるかに大きい有限の走行時間を必要とする。このため、デプリーション領域は、入力ＲＦ信号に対して実質的にスタティックであり、またＲＦ信号が周波数において増加するに伴い、この効果は更に大きくなる。従って、表面電荷の存在は実質的にパラスティック・ゲートを提供する。このように、パラスティック・ゲート電極は、ＨＥＭＴの通常のゲート電極のように高い周波数には応答しない遅いゲートとして働く。従って、このゲート電極の存在は、トランジスタの全体的効率を低下させる。更にまた、表面準位が存在するならば、静止バイアス電圧によりトランジスタのＲＦ特性が顕著に変化することも観察した。ドレーン・ゲート電圧が大きくなるほど、表面準位が更に充填され、生じる大きな信号劣化が更に増加する。
【００１２】
本発明の更なる特徴によれば、高電子移動度トランジスタは更に、高いバンドギャップの第ＩＩＩ族乃至第Ｖ族物質からなる電荷ドナー層を含み、この電荷ドナー層は電荷ドナー層とチャンネル層により提供される境界面と実質的に近く配置されたドーパントのシートを有する。このドーパント・シートは、材料層の数個の原子の層厚に限定されるドーパント原子濃度を有する。このような特定の構成では、ドーパント・シートを設けることにより、ドーパントはゲート電極付近から除去され、その結果高電子移動度トランジスタのゲートとドレーン領域間のなだれ破壊効果の減少をもたらす。
【００１３】
本発明の更に別の特徴によれば、遮蔽装置は、高電子移動度トランジスタのゲート電極およびソースおよびドレーン電極間に配置された比較的軽くドープされた物質からなる１対の電荷遮蔽層である。このような構成により、ゲート電極、ソースおよびドレーン電極間に配置された電荷遮蔽層を提供することにより、電荷遮蔽層の各々は活性層に存在する負の表面準位を補償する正の空間電荷を供給する。
【００１４】
本発明の更に別の特徴によれば、高電子移動度トランジスタは更に、この高電子移動度トランジスタの活性層と電荷ドナー層の一方の第１の層上に配置された１対の電荷遮蔽層を含む。この１対の遮蔽層は、２倍のリセス状チャンネルを提供するようにパターン化されている。電荷ドナー層と隣接して配置された第１の電荷遮蔽層は、ソースとドレーン電極間に第１の長さを有するリセスを提供するようにエッチングされるが、前記第１の電荷遮蔽層上に配置された第２の電荷遮蔽層ならびに前記第１の電荷遮蔽層の一部は、ソースおよびドレーン電極間に第２の実質的に更に長い長さを有するようにエッチングされる。ゲート電極は、電荷ドナー層を持つショットキー・バリヤ接触における前記第１のリセスに設けられる。このような特定の構成では、２倍のリセス状構造を提供することにより、更にゲートのすぐ近くからこのような表面準位を有する如き領域を除去することによって高電子移動度トランジスタのゲート電極と活性層との間の表面準位の影響を低減する。この構成は、このように、比較的高いゲート−ドレーンのブレークダウン電圧特性を有するＨＥＭＴを提供する。しかし、更に、軽くドープされた電荷遮蔽層の提供は、上記デバイスが比較的高い周波数における良好なブレークダウン電圧レベルを呈することを可能にする。
【００１５】
本発明の上記の特徴については、本発明と共に、図面の以降の詳細な記述から更によく理解されよう。
【００１６】
【実施例】
まず図１において、半絶縁性のヒ化ガリウムまたは他の適当な半導体材料からなる基板１２は複数の層を有して示される。特に、基板１２上には、ヒ化ガリウムおよびヒ化アルミニウム・ガリウムの交互の層の対（図示せず）からなる超格子バッファ層からなる第１の層１４が配置され、この層の各々は当技術において周知のように超格子を提供するように配置された５０〜１００Åの典型的な厚さを有する。超格子１４上には、本例ではヒ化ガリウムの非ドープ層１６が配置される。層１６上には、後で説明するように、チャンネル層２０の背面または底面に大きいバンドギャップ材料を提供するヒ化アルミニウム・ガリウムからなる背面層１８が配置される。背面層１８は、１対の領域１８ａ、１８ｂを有する。領域１８ａは、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの如き一般にドープされない広いバンドギャップ材料の第１の領域即ちスペーサ層である。ここで、Ｘは典型的には０．１および０．３であり、領域１８ｂは本例ではＡｌＧａＡｓであるドープされない広いバンドギャップ材料の第２の領域である。このような１８ａ、１８ｂは、その間に高いドーパント濃度領域１９、本例では一般にドーパント・スパイクと呼ばれ、望ましくは実質的に２次元層、即ち０．３×１０１２乃至５×１０１２ａ／ｃｍ２の典型的範囲、望ましくは０．３×１０１２乃至１．５×１０１２の範囲内のドーパント濃度を有するドーパント材料のシートとして記述される領域を有する。更に、ドーパント層１９は、複合層１８の数Åの厚さに制限され、これにより原子数個の層厚を有するシートを提供する。ドーパント層１９は、領域１８ａにより領域１８ａと製造されるデバイスに対するチャンネル層を提供する層２０間の境界面即ちヘテロ接合から３０〜５０Å隔てられる。チャンネル層２０は、ヒ化ガリウムまたはヒ化インジウム・ガリウム、あるいは周知の他の適当な材料の如き低バンドギャップ材料からなる。層２０は、ドープされず、低い不純物濃度の領域を提供し、これによりキャリアの移動度が比較的高い領域を提供する。
【００１７】
チャンネル層２０上には、３０乃至５０Åの典型的厚さを有する非ドープ・スペーサ領域２２ａと、典型的に２×１０１２乃至５×１０１２ａ／ｃｍ２のシート・ドーピング濃度を有するドーパント・スパイク領域２１により分離される軽くドープされた遮蔽（スクリーン）領域２２ｂとを有する第２の広いバンドギャップ材料層２２が配置される。領域２２ｂは軽くドープされ、典型的には１×１０１７乃至５×１０１７ａ／ｃｍ３の範囲のドーパント濃度と、典型的には２００乃至４００Åの厚さとを有し、以下に述べるように、第１の電荷遮蔽層を提供する。領域２２ｂ上には、本例では１×１０１７乃至５×１０１７ａ／ｃｍ３のドーパント濃度を有するヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）の如き中程度のバンドギャップ材料からなる第２の電荷遮蔽層２４が配置されている。層２４は、典型的には３００〜４００Åの範囲内の厚さを有する。無論、両方の層２２、２４は他の厚さを用いることができる。層２４上には、以下に述べるように、ソースおよびドレーン電極に対してオーミック接触を提供するため使用されるヒ化ガリウムの如き第ＩＩＩ族乃至第Ｖ族物質の比較的強くドープされた層（即ち、略々１×１０１８ａ／ｃｍ３以上のドーパント濃度を有する）からなる接触層２６が配置される。
【００１８】
次に図２において、層２６はその上にソースおよびドレーン接触のための領域を画成するパターン化されたフォトレジスト層４２が載置されている。層４２は、図示の如く、領域即ち開口４２ａ、４２ｂを提供するようパターン化され、金属層が開口４２ａ、４２ｂ内へフォトレジスト層４２の各部にわたり注入される。その後、フォトレジスト層４２は除去されて、図示の如く、開口４２ａ、４２ｂの領域に電極２８ａ、２８ｂの背後に残る。電極２８ａ、２８ｂは、層２６に対して低い抵抗率のオーミック型接触およびチャンネル層２０の下方部分を含む下側の層を提供するため、従来周知の手法を用いて層２６と合金化（ａｌｌｏｙ）される。
【００１９】
次に図３において、除去されたフォトレジスト層４２（図２）はそれぞれ図示の如くソースおよびドレーン電極２８ａ、２８ｂの背後に残る。第２のフォトレジスト層４４が被着され、開口４４ａを生じるようにパターン化され、本例では図示の如くソースとドレーン接触２８ａ、２８ｂ間に比較的広い開口を生じるようにパターン化される。構造体１０は、エッチャントと接触させられ、このエッチャントが図示の如く適当に層２６の露出部分ならびに下層２４の選択的部分を除去する。これは、図５と関連して述べる如くゲート電極の最終的な形状となるように、図示の如く層２６、２４中に第１のリセスを提供する。層２６、２４に対する適当なエッチャントは、選択された期間該層と接触状態に保持される水酸化アンモニアおよび過酸化水素の希薄溶液である。
【００２０】
次に図４において、フォトレジスト層４４（図３）が除去されて第３のフォトレジスト層４６で置換され、この層も本例では層２４、２６のリセス部分２５′内部に全体的に配置されたフォトレジスト層４６に開口４６Ａを提供するように同様にパターン化される。開口４６ａは、層２４の選択的な下側部分を露出する。水酸化アンモニアおよび過酸化水素の希薄溶液の如きエッチャントが層２４の露出部分と接触させられて、上記のリセス部２５′内にリセス２３を形成する。ここで、リセス２３は層２４内および層２２の選択部分内に設けられる。このマスクはまた、図５に全体的に示されるように、層２２とのショットキー・バリヤ接触状態のゲート電極を提供するため、ショットキー・バリヤ金属（図示せず）を被着するように使用される。
【００２１】
図５に示される構造体１０は、チャンネル層２０の上下に配置された１対の電荷ドナー層１８、２２を含む。これは、いわゆる高ブレークダウン高移動度トランジスタ構造と呼ばれるものである。更に、図５に関して述べる構造は、接触層２６とドーパント・スパイク領域即ち電荷ドナー領域２１との間に配置された１対の電荷遮蔽層２２ｂ、２４を含む。ここで、領域２２ｂは、層２０と２２間に設けられたヘテロ接合に略々隣接して配置されたドーパント・スパイク領域２１を除いて一般に低いドーパント濃度を有するため、典型的な高電子移動度トランジスタの従来の電荷ドナー層とは異なる。このヘテロ接合は、層２０に対して用いられるヒ化ガリウムまたはヒ化インジウム・ガリウムの如き比較的低いバンドギャップ材料でスペーサ領域２２ａのヒ化アルミニウム・ガリウム特性の如き広いバンドギャップ材料のスペーサ領域を被着することにより前記層に形成される。
【００２２】
層２２のこのような構成により、電荷の実質的部分がゲート電極３０付近から除去され、これはドーパント・スパイク領域２１を除いて層２２のほとんどにわたる比較的低いドーパント濃度により達成される。
【００２３】
対をなす電荷遮蔽領域即ち層２２ｂ、２４における２倍の広さのリセスを有するゲート電極の存在は、表面準位の影響、即ちチャンネル層２０に寄生ゲート効果を提供することからゲート電極３０とドレーン電極２８ｂとの間に配置する半導体領域の表面上に存在する結果として生じる表面反転層を更に低減するように働く。更にまた、軽くドープされた遮蔽領域２２ｂおよび２４は、ゲート電極とチャンネル層２０との間の表面準位の効果を更に低減する。従って、上記構成の各々により、ゲート電極とチャンネル層間の寄生効果が低減されるため、結果として得る高電子移動度トランジスタは周知のＨＥＭＴより実質的に高いドレーン・バイアス電圧で動作し得る。
【００２４】
また図５に関して示されるように、グラウンド面導体１１が従来の如く基板１２の反対面上に配置される。
【００２５】
次に図６において、１つの電荷ドナー層を持ち、図１〜図５に関して全体的に述べたものと異なる構造を持つ高電子移動度トランジスタ５０が示される。ここでは、このトランジスタは、先に全体的に述べたと同様の方法を用いて作られる。このため、本例では、トランジスタ５０は、その第１の面上に配置されたグラウンド面５１と、本例では基板５２の第２の面上に配置された超格子型のバッファ層であるバッファ層５４とを有する基板５２を含む。超格子バッファ層５４上には、ヒ化ガリウムまたはヒ化インジウム・ガリウムの如き比較的低いあるいはバンドギャップの狭い材料からなるチャンネル層５６が配置される。チャンネル層５６上には、図５に関して先に述べた一般的特性を有するドーパント・スパイク領域５９からなる電荷ドナー層５８が配置される。即ち、ドーパント領域５９は、一般に、ドーパント濃度２×１０１２乃至５×１０１２ａ／ｃｍ２を有するドーパント材料のシート即ち２次元層としての特徴を有する。ドーパント領域５９は、ヒ化アルミニウム・ガリウムの如きドープされない広いバンドギャップ材料のスペーサ層５８ａ（厚さが３０乃至５０Å）により、チャンネル層５６から隔てられている。層５８の残部、本例では領域５８ｂ（即ち、典型的には、２００乃至４００Å）もまた、軽くドープされたヒ化アルミニウム・ガリウムである。層５８の領域５８ｂ上には、層２４に対する如き軽くドープされたＮ−タイプのヒ化ガリウムからなる層６４が配置される。層６４上には、Ｎ−タイプのヒ化ガリウムの比較的強くドープされた層が配置され、図示の如く、ソースおよびドレーン電極との接触を生じる。ゲート電極７０は、これも図示の如く、また図５に関して全体的に先に述べた如き層６６、６４の２重リセス部分に配置される。図６に示された構造は、単一の電荷ドナー層を有する高電子移動度トランジスタである。２倍の広さのリセス、ドーパント・スパイク領域５９および対をなす電荷遮蔽領域即ち層５５ｂおよび６４の存在は、図５に示された構造に対して全体的に述べた如きブレークダウン電圧特性における改善を個々にかつ総合的に提供する。
【００２６】
このような構造は、先に全体的に述べた如きチャンネル層上ではなく下方に電荷ドナー層を有するいわゆる反転型高電子移動度トランジスタに代替的に使用することができる。
【００２７】
本発明の望ましい実施態様について記述したが、当業者には、本発明の概念を盛込んだ他の実施態様も使用可能であることが明らかであろう。従って、これらの実施態様は本文に開示した実施態様に限定されるのではなく、頭書の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきものと考える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一特徴により高電子移動度トランジスタを製造するステップを示す断面図である。
【図２】本発明の一特徴により高電子移動度トランジスタを製造するステップを示す断面図である。
【図３】本発明の一特徴により高電子移動度トランジスタを製造するステップを示す断面図である。
【図４】本発明の一特徴により高電子移動度トランジスタを製造するステップを示す断面図である。
【図５】本発明の一特徴により高電子移動度トランジスタを製造するステップを示す断面図である。
【図６】本発明の更に別の特徴による高電子移動度トランジスタを高電子移動度トランジスタ断面図である。
【符号の説明】
１０  構造体
１１  グラウンド面導体
１２  基板
１４  第１の層
１６  非ドープ層
１８  背面層
１９  ドーパント層
２０  チャンネル層
２１  ドーパント・スパイク領域
２２  第２の広いバンドギャップ材料層
２３  リセス
２４  下層
２６  接触層
２８  電極
３０  ゲート電極
４２  フォトレジスト層
４４  第２のフォトレジスト層
４６  第３のフォトレジスト層
５０  高電子移動度トランジスタ
５１  グラウンド面
５２  基板
５４  超格子バッファ層
５６  チャンネル層
５８  電荷ドナー層
５９  ドーパント・スパイク領域
６４  層
６６  層
７０  ゲート電極
【図１】
0003602150.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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