(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高濃度ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板上に、少なくとも高濃度ｎ型ＧａＡｓからなる第１の半導体層と、低濃度ｎ型ＧａＡｓからなる活性層と、高濃度ｎ型ＧａＡｓからなる第２の半導体層と、ノンドープＩｎＧａＡｌＰからなる第３の半導体層と、高濃度ｎ型ＩｎＧａＰからなる第４の半導体層が順に積層し、ガンダイオードとして機能する前記活性層に接続する第１の電極及び第２の電極を備えたことを特徴とするガンダイオード。
【請求項２】
請求項１記載のガンダイオードにおいて、
前記第２の半導体層と前記第３の半導体層との伝導帯バンド不連続が、０．１９ｅＶ〜０．３０ｅＶであることを特徴とするガンダイオード。
【請求項３】
請求項１または２いずれか記載のガンダイオードにおいて、
前記第３の半導体層は、Ｉｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌx）0.52Ｐからなり、第２の半導体層と格子整合することを特徴とするガンダイオード。
【請求項４】
請求項３記載のガンダイオードにおいて、
前記第３の半導体層のＡｌの組成比ｘが、ｘ＝０〜０．４の範囲内であり、あるいはｘ＝０〜０．４の範囲であり、且つ前記第４の半導体層に向かって、ｘ＝０となるように組成変化することを特徴とするガンダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波やミリ波帯の発振素子として用いられるガンダイオードに関し、特に発振効率の向上を実現したガンダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波やミリ波の発振素子として用いられるガンダイオードは、通常、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）やインジウム燐（ＩｎＰ）のような化合物半導体で形成されている。これらの化合物半導体では、低電界では電子の移動度が数千ｃｍ2／Ｖ・ｓｅｃと大きいのに対し、高電界では加速された電子が有効質量の大きいバンドに遷移して移動度が低下し、バルク内で負性微分移動度が生じ、結果的に電流電圧特性の負性微分コンダクタンスが現れ、熱力学的不安定が生じる。このため、ドメインが発生し、カソード側からアノード側へ走行する。これが繰り返される結果、振動電流（発振）が得られる。
【０００３】
マイクロ波領域においては、発振周波数ｆｔは、走行距離Ｌと電子の平均ドリフト速度Ｖｄとから求められ、ｆｔ＝Ｖｄ／Ｌとなる。ここで、直流電流の周波数がガンダイオードの発振周波数となる。ガンダイオードでは、入力した交流電力に対する直流電力出力の比で表される発振効率が最も重要な性能指数であり、その向上が求められている。
【０００４】
ミリ波用のガンダイオードの場合、ガンドメインの走行距離を１〜２μｍと極めて短くする必要がある。しかも、十分な発振効率を得るためには、ガンドメインの走行距離（活性層）の不純物濃度と厚さの積を所定の値（例えば、２×１０12／ｃｍ2）に設定する必要があり、また発振周波数は一義的に活性層の厚さで決まるため、ミリ波のような高周波帯では活性層の不純物濃度はかなり高くなる。そして、動作状態での電流密度は活性層の不純物濃度と飽和電子速度との積により決まり、ミリ波帯では電流密度の増大により活性層の温度が上昇し、発振効率が減少してしまう。
【０００５】
そこで、このような問題を解消するため、従来のミリ波用ガンダイオードでは、メサ型構造をとることによって、活性層を含めた素子の大きさを数１０μｍ直径程度と極めて小さく形成すると共に、放熱効率の良いダイヤモンド製等の放熱部を備えたピル型パッケージ内に組み立てていた。
【０００６】
図９に従来のメサ型構造のガンダイオード２００Ａの断面図を示す。このような構造のガンダイオード２００Ａは、次のように形成する。まず、高濃度ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１０１上に、ＭＢＥ法により、高濃度ｎ型ＧａＡｓからなる第１の半導体層１０２、低濃度ｎ型ＧａＡｓからなる活性層１０３、高濃度ｎ型ＧａＡｓからなる第２の半導体層１０４を順次積層し、電子の走行空間の面積を小さくするため、メサ型構造とする。
【０００７】
次に、半導体基板１０１の裏面を薄層化し、その半導体基板１０１の裏面にアノード電極１０７を形成すると共に、第２の半導体層１０４の表面にカソード電極１０８を形成し、その後に素子分離を行い、ガンダイオード素子を完成する。
【０００８】
このように形成されたガンダイオード２００Ａは、図１０に示すように、ピル型パッケージ１１２内に組み立てられる。このピル型パッケージ１１２は、放熱基台電極１１３とガンダイオード２００Ａを取り囲む外囲器となるガラスあるいはセラミックからなる円筒１１４とを有し、この円筒１１４は放熱基台電極１１３に硬ロウ付けされた構造となっている。ガンダイオード２００Ａは、図示しないサファイア材等のボンディングツールで静電吸着され、放熱基台電極１１３に接着される。
【０００９】
さらに、金リボン１１５によりガンダイオード２００Ａと円筒１１４の先端に設けられた金属層とを熱圧着等により接続する。金リボン１１５で接続した後、円筒１１４上に蓋状の金属ディスク１１６をロウ付けし、ピル型パッケージ１１２への組立が終了する。
【００１０】
また、従来のガンダイオードは、ＧａＡｓからなる活性層１０３のカソード側にガンドメインが発生できないデッドゾーンと呼ばれる部分が発生するという欠点があった。ガンドメインは、カソード電極１０８が接続する第２の半導体層１０４から活性層１０３に注入される伝導電子が、ガンマーバレーからＬバレーに遷移するために必要なエネルギーを与えられることによって発生する。従って、遷移するために必要なエネルギーが与えられるまで、伝導電子が走行する距離がデッドゾーンとなる。
【００１１】
このデッドゾーンが短いほど発振効率が高く、活性層の厚さに対する割合が大きくなるに従い、発振効率が低下する。このため、マイクロ波やミリ波のような高周波帯域の周波数の発振を得るため、活性層を薄くしたガンダイオードでは、デッドゾーンの厚さが活性層の厚さに対して大きな割合を占めてしまい、発振効率の低下が著しいという欠点があった。
【００１２】
従来、このデッドゾーンを解消する方法として、図１１や図１２に示すガンダイオード２００Ｂ、２００Ｃのように、活性層１０３とカソード電極１０８との間に、高濃度ｎ型のＡｌＧａＡｓ層１０９や、高濃度ｎ型のＧａＡｓ層１１１、１０４の間にＡｌＧａＡｓ層１１０を積層した構造の半導体層を挿入し、活性層１０３との伝導帯バンド不連続ΔＥｃ＝０．２６ｅＶに相当するエネルギーを有する伝導電子を、活性層１０３に注入することが提案されている。挿入される半導体層は、ＡｌＧａＡｓ層に限らず、ＩｎＧａＡｓ層や（特許文献１）、不純物を添加したシリコン薄膜（特許文献２）などが提案されている。さらに本願出願人は、活性層と挿入される半導体層の選択エッチングが可能な高濃度のＩｎＧａＡｌＰ層を挿入したガンダイオードを提案している（特許文献３）。
【特許文献１】特開平１０−２７０７７７号公報
【特許文献２】特開平１１−１６３４４０号公報
【特許文献３】特開２００３−１３３６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本願出願人が先に提案したガンダイオードは、発振効率が高く、再現性良く製造することができる。しかしながら、さらなる発振効率の向上が望まれている。そこで本発明は、再現性良く製造することができ、かつ更に発振効率が向上するガンダイオードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本願請求項１に係る発明は、高濃度ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板上に、少なくとも高濃度ｎ型ＧａＡｓからなる第１の半導体層と、低濃度ｎ型ＧａＡｓからなる活性層と、高濃度ｎ型ＧａＡｓからなる第２の半導体層と、ノンドープＩｎＧａＡｌＰからなる第３の半導体層と、高濃度ｎ型ＩｎＧａＰからなる第４の半導体層が順に積層し、ガンダイオードとして機能する前記活性層に接続する第１の電極及び第２の電極を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のガンダイオードにおいて、前記第２の半導体層と前記第３の半導体層との伝導帯バンド不連続が、０．１９ｅＶ〜０．３０ｅＶであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１または２いずれか記載のガンダイオードにおいて、前記第３の半導体層は、Ｉｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌx）0.52Ｐからなり、第２の半導体層と格子整合することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項３記載のガンダイオードにおいて、前記第３の半導体層のＡｌの組成比ｘが、ｘ＝０〜０．４の範囲内であり、あるいはｘ＝０〜０．４の範囲であり、且つ前記第４の半導体層に向かって、ｘ＝０となるように組成変化することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のガンダイオードは、カソード電極が高濃度のＩｎＧａＰ、ノンドープのＩｎＧａＡｌＰ層及び高濃度の薄いＧａＡｓ層を介してＧａＡｓからなる活性層に接続しているため、活性層に向かって電子がよりスムーズに注入される構造となり、従来の半導体層の組合せより、発振効率の向上が期待される。
【００１９】
また、第３の半導体層のＩｎＧａＡｌＰ層は容易に所望の組成に設定することができるので、容易に格子整合させることができるし、また活性層に向かって電子がよりスムーズに注入される構造とすることができる。
【００２０】
また、ＧａＡｓからなる活性層とＩｎＧａＡｌＰとの選択エッチングや、ガンダイオードとして機能させるため製造方法は、従来提案した方法をそのまま採用することができ、再現性の良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、製造方法と共に説明する。  
【実施例１】
【００２２】
図１に本発明の第１の実施例を示す。この構造のガンダイオード１００Ａは、高濃度ｎ型のＧａＡｓ基板１１上に、例えばＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法により、ｎ型高濃度ＧａＡｓからなる第１の半導体層１２を成長させる。第１の半導体層１２は、不純物濃度１×１０18ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ１．０μｍ程度である。第１の半導体層１２上に、ｎ型のＧａＡｓからなる活性層１３（不純物濃度１．３５×１０16ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ１．４μｍ程度）、ｎ型高濃度ＧａＡｓからなる第２の半導体層１４（不純物濃度１．０×１０18ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ０．０１μｍ程度）、ノンドープＩｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52Ｐからなる第３の半導体層１５（厚さ０．０５μｍ程度で、表面に向かってｘ＝０となるように組成が変化している）、ｎ型ＩｎＧａＰからなる第４の半導体層１６（不純物濃度５×１０18ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ０．２μｍ程度）を順次積層した半導体基板を用意する。
【００２３】
次に、カソード電極形成予定領域を開口するようにフォトレジストをパターニングし、第４の半導体層１６とオーミック接触するＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる金属膜を蒸着し、リフトオフすることにより、電極パターンを形成する。その後、熱処理を行い、カソード電極１８を形成する。カソード電極１８をエッチングマスクとして使用し、ＣＨ4、Ｈ2、Ａｒの混合ガス等を用いたＥＣＲドライエッチング法により、第４の半導体層１６、第３の半導体層１５、第２の半導体層１４、活性層１３、第１の半導体層１２をエッチング除去する。半導体基板の裏面を薄層化し、ＧａＡｓ基板１１にアノード電極１７を形成し、ガンダイオード素子として完成させる。
【００２４】
このような構造のガンダイオードのエネルギーバンド図を図６に示す。図６（ａ）に示すように、カソード電極１８は、高濃度のＩｎＧａＰからなる第４の半導体層１６、ノンドープＩｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52Ｐからなる第３の半導体層１５、及びｎ型高濃度ＧａＡｓからなる第２の半導体層１４を介して活性層１３に接続することになる。ここで、Ｉｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52ＰとＧａＡｓは、ヘテロ接合を形成し、伝導帯のバンド不連続が形成する。その障壁の高さ、すなわち伝導帯不連続ΔＥｃは、図７にＧａＡｓとの伝導帯バンド不連続ΔＥｃとＡｌの組成ｘとの関係を示すように、Ａｌの組成ｘを所望の値に設定することができる。伝導帯バンド不連続ΔＥｃは、０．１９ｅＶ〜０．３０ｅＶとなるように設定するのが好ましい。０．１９ｅＶ未満では、活性層に注入された伝導電子がＬバレーに容易に遷移することができず、０．３０ｅＶを超えると障壁を乗り越えることができる電子が少なくなり、いずれも発振効率が低下するからである。
【００２５】
また第３の半導体層１５の不純物濃度が低いため、活性層１３に向けてバンドギャップを大きくでき、エネルギーバンドを図６（ａ）に示すように三角形状にできる。そのため、電子をスムーズに活性層１３に注入できる。
【００２６】
さらに、ｎ型高濃度ＧａＡｓからなる第２の半導体層１４を介して活性層１３に接続する構造であるため、伝導電子（ホットエレクトロン）が活性層１３に注入され、電子が走行し始めるる際、半導体層１４が枯渇している効果を利用して、電界強度の大きさを調整し、ホットエレクトロンの状態を維持する効果がある。図６（ｂ）は、動作時の伝導帯のエネルギーバンド図を模式的に示している。図６（ｂ）に示すように、第２の半導体層１４は、動作時には電子が枯渇していることがわかる。
【００２７】
その結果、活性層１３に注入されたホットエレクトロンは、ガンマーバレーより高いエネルギー帯のＬバレーにスムーズに遷移することができるエネルギーを有することになり、デッドゾーンの発生を最小限に抑制することができる。
【００２８】
活性層１３を第２の半導体層１４側に向かって、不純物濃度が低くなるように傾斜させても良い。活性層に注入されるホットエレクトロンに加わる電界強度が強まり、デッドゾーンの発生の更なる抑制が期待されるからである。
【００２９】
なお、第３の半導体層１５は、第２の半導体層１４と格子整合するのが好ましいので、Ｉｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52Ｐからなる第３の半導体層１５を用いた。第３の半導体層１５の厚さが薄い場合、必ずしも格子整合する必要はない。また、ノンドープＩｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52Ｐからなる第３の半導体層１５のＡｌの組成ｘが、表面に向かってｘ＝０となるように組成が変化することも、必ずしも必要ないことは言うまでもない。
【実施例２】
【００３０】
図２は、本発明の第２の実施例のガンダイオード１００Ｂの平面図及び断面図を示す。図２に示すガンダイオード１００Ｂは、アノード電極１７及びカソード電極１８を半導体基板表面に形成した構造であり、半導体基板の構造は同一である。以下、図３を用いて製造工程に従い、ガンダイオードの構造を説明する。この構造のガンダイオード１００Ｂは、高濃度ｎ型のＧａＡｓ基板１１上に、例えばＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法により、ｎ型高濃度ＧａＡｓからなる第１の半導体層１２を成長させる。第１の半導体層１２は、不純物濃度１×１０18ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ１．０μｍ程度である。第１の半導体層１２上に、ｎ型のＧａＡｓからなる活性層１３（不純物濃度１．３５×１０16ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ１．４μｍ程度）、ｎ型高濃度ＧａＡｓからなる第２の半導体層１４（不純物濃度１．０×１０18ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ０．０１μｍ程度）、ノンドープのＩｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52Ｐからなる第３の半導体層１５（厚さ０．０５μｍ程度で、表面に向かってｘ＝０となるように組成が変化している）、ｎ型ＩｎＧａＰからなる第４の半導体層１６（不純物濃度５×１０18ａｔｏｍ／ｃｍ3、厚さ０．２μｍ程度）を順次積層した半導体基板を用意する。
【００３１】
次に、アノード電極及びカソード電極形成予定領域を開口するようにフォトレジストをパターニングし、第４の半導体層１６とオーミック接触するＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる金属膜を蒸着し、リフトオフすることにより、電極パターンを形成する。その後、熱処理を行い、アノード電極１７及びカソード電極１８を形成する（図３ａ）。
【００３２】
次に、アノード電極１７及びカソード電極１８の一部を開口するようにフォトレジスト１９をパターニングし、開口内に金等からなる金属をメッキし、導電性突起電極であるバンプ電極２０、２１を形成する（図３ｂ）。
【００３３】
フォトレジスト１９を除去し、アノード電極１７及びカソード電極１８をエッチングマスクとして使用し、ＣＨ4、Ｈ2、Ａｒの混合ガスを用いたＥＣＲドライエッチング法により、第４の半導体層１６、第３の半導体層１５を選択的にエッチング除去し、カソード電極１７を取り囲むように、凹部２２を形成する（図３ｃ）。ここで、ｎ型高濃度ＧａＡｓからなる第２の半導体層１４は極めて薄いので、上記エッチングと同時に除去されるが、エッチングされずにわずかに残ったとしても、高抵抗となるため、アノード領域とカソード領域を電気的に分離することが可能となる。このように、アノード電極１７とカソード電極１８をエッチングマスクとして使用し、自己整合的に凹部２２を形成することができる。またＩｎＧａＡｌＰとＧａＡｓは、選択エッチングが可能であるので、製造バラツキが少なく、歩留まり良く製造することができる。
【００３４】
なお、凹部２２によって区画されたカソード電極１８に対応する活性層１３の面積が、ガンダイオードとしての所定の動作電流が得られる面積（ガンダイオードとして機能可能な面積）に設定される。一方、アノード電極１７の面積は、アノード電極に対する活性層１３の面積が、カソード電極１８に対応する活性層１３の面積より十分大きくし、アノード電極１７下の半導体層の抵抗値をカソード電極１８下の半導体層の抵抗値より十分小さくなるように設定する。その結果、アノード電極１７下の半導体層をガンダイオードとして機能させず、アノード電極１７を実質的に直接第１の半導体層１２に接続させることになる。カソード電極１８に対応する活性層１３の面積に対するアノード電極１７に対応する活性層の面積を、１０〜１０００倍とすると、発振効率の低下がなく、また素子設計上好ましい。
【００３５】
凹部２２を形成する際の選択エッチングは、上述のドライエッチング法の他、ガス組成を変えたドライエッチング法や、塩酸と燐酸の混合液などのエッチング液を用いたウエットエッチング法を適用することができる。ウエットエッチングを行う場合、エッチングされる第４の半導体層１６及び第３の半導体層１５の膜厚は非常に薄いので、バラツキなく、凹部２２を形成することができる。なお、凹部２２は、活性層１３に達しても何ら問題はなく、また少なくとも第４の半導体層１６が除去されていれば、第３の半導体層１５の一部が残っていても問題はない。
【００３６】
以下、通常のガンダイオードの製造工程に従い、半導体基板の裏面を薄層化する。その後、必要に応じて、ＧａＡｓ基板１１にオーミック接触する金属膜２３を形成し、ガンダイオード素子として完成する（図３ｄ）。金属膜２３は、アノード電極１７に代え、あるいはアノード電極１７と共にアノード電極と機能させることができる。
【００３７】
このように形成したガンダイオード１００Ｂは、カソード電極１８を取り囲むように凹部２２を形成することにより、ガンダイオードとして機能する活性層１３を区画する構造であるので、第４の半導体層１６上にアノード電極１７及びカソード電極１８を備える構造となり、いわゆるフリップチップボンディング法により、実装基板に実装することができ、従来のピル型パッケージへの組立等に較べて、組立が容易となる。図８にガンダイオード１００Ｂをマイクロストリップ線路３０が形成された平板回路基板に実装して、発振器を構成した構造の一例を示す。窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ダイヤモンド等のような比抵抗が１０6Ω・ｃｍ以上、熱伝導率が１７０Ｗ／ｍＫ以上で良好な半絶縁性の平板基板３１上に信号電極３２が、また裏面には接地電極３３が形成されている。３４はタングステン（Ｗ）を充填したヴィアホールであり、平板基板３１裏面の接地電極３３と表面接地電極３５を接続している。ガンダイオード１００Ｂは、アノード電極１７に接続するバンプ電極２０が表面接地電極３５に接続し、カソード電極１８に接続するバンプ電極２１が信号電極３２に接続している。平板基板３１に形成された３２Ａはガンダイオード１００Ｂに電源電圧を供給するバイアス部の電極、３２Ｂはガンダイオード１００Ｂを含むストリップ線路によるλ／４共振器、３２ｃは信号出力部の電極を示している。
【００３８】
ガンダイオード１００Ｂは、第１の実施例で説明したガンダイオード１００Ａと半導体基板の構造は同一であるため、第１の実施例同様、図６に示すエネルギーバンドのように、カソード電極は、高濃度のＩｎＧａＰからなる第４の半導体層１６、低濃度のＩｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52Ｐからなる第３の半導体層１５、及びｎ型高濃度ＧａＡｓからなる第２の半導体層１４を介して活性層１３に接続することになる。ここで、Ｉｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52ＰとＧａＡｓは、ヘテロ接合を形成し、伝導帯のバンド不連続が形成する。その障壁の高さ、すなわち伝導帯不連続ΔＥｃは、Ａｌの組成ｘやそれぞれの不純物濃度を適宜選択することで、所望の値に設定することができる。伝導帯バンド不連続ΔＥｃは、０．１９ｅＶ〜０．３０ｅＶとなるように設定するのが好ましい。０．１９ｅＶ未満では、活性層に注入された伝導電子がＬバレーに容易に遷移することができず、０．３０ｅＶを超えると障壁を乗り越えることができる電子が少なくなり、いずれも発振効率が低下するからである。
【００３９】
また第３の半導体層１５の不純物濃度が低いため、活性層１３に向けてバンドギャップを大きくでき、エネルギーバンドを図６（ａ）に示すように三角形状にできる。そのため、電子をスムーズに活性層１３に注入できる。
【００４０】
さらに、ｎ型高濃度ＧａＡｓからなる第２の半導体層１４を介して活性層１３に接続する構造であるため、伝導電子（ホットエレクトロン）が活性層１３に注入され、電子が走行し始めるる際、半導体層１４が枯渇している効果を利用して、電界強度の大きさを調整し、ホットエレクトロンの状態を維持する効果がある。図６（ｂ）は、動作時の伝導帯のエネルギーバンド図を模式的に示している。図６（ｂ）に示すように、第２の半導体層１４は、動作時には電子が枯渇していることがわかる。
【００４１】
その結果、活性層１３に注入されたホットエレクトロンは、ガンマーバレーより高いエネルギー帯のＬバレーにスムーズに遷移することができるエネルギーを有することになり、デッドゾーンの発生を最小限に抑制することができる。
【００４２】
活性層１３を第２の半導体層１４側に向かって、不純物濃度が低くなるように傾斜させても良い。活性層に注入されるホットエレクトロンに加わる電界強度が強まり、デッドゾーンの発生の更なる抑制が期待されるからである。
【００４３】
なお、第３の半導体層１５は、第２の半導体層１４と格子整合するのが好ましいので、Ｉｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52Ｐからなる第３の半導体層１５を用いた。第３の半導体層１５の厚さが薄い場合、必ずしも格子整合する必要はない。また、ノンドープＩｎ0.48（Ｇａ1-xＡｌｘ）0.52Ｐからなる第３の半導体層１５のＡｌの組成ｘが、表面に向かってｘ＝０となるように組成が変化することも、必ずしも必要ないことも同様である。
【実施例３】
【００４４】
次に第３の実施例について説明する。図４に第３の実施例のガンダイオード１００Ｃを示す。第２の実施例で説明したガンダイオード１００Ｂの凹部２２内に、高抵抗層２４を形成し、活性層１３を区画している。高抵抗層２４の形成は、第２の実施例の製造工程で説明した凹部２２を形成した後（図３ｃ）、ボロン（Ｂ）イオンを加速エネルギー・ドーズ量がそれぞれ、３０ＫｅＶ・７×１０12ａｔｏｍ／ｃｍ2、１００ＫｅＶ・１×１０13ａｔｏｍ／ｃｍ2、２００ＫｅＶ・２×１０13ａｔｏｍ／ｃｍ2の条件で、３回注入を行い、その後、熱処理を行うことで高抵抗層２４を形成する。注入するイオン種は、ボロンの他、酸素（Ｏ）、鉄（Ｆｅ）、水素（Ｈ）等であっても良い。このように形成したガンダイオード１００Ｃは、第１及び第２の実施例で説明したガンダイオード１００Ａ、１００Ｂと同様な作用効果を奏するものであるので、詳細な説明は省略する。
【実施例４】
【００４５】
次に第４の実施例について説明する。図５に第４の実施例のガンダイオード１００Ｄを示す。第２で説明した凹部２２の代わりに、高抵抗層２５を形成し、ガンダイオードとして機能する活性層１３を区画している。高抵抗層２５の形成は、第３の実施例で説明したように、ボロン等の不純物イオンを注入して形成する。図５に示す構造では、第４の半導体層１６から第３の半導体層１５に達する領域に、高抵抗層２５を形成している場合を示している。このように形成したガンダイオード１００Ｄは、第１乃至第３の実施例で説明したガンダイオード１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃと同様な作用効果を奏する。詳細な説明は省略する。  
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図２】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施例のガンダイオードの製造工程を説明する図である。
【図４】本発明の第３の実施例を説明する図である。
【図５】本発明の第４の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の実施例を説明するエネルギーバンド図である。
【図７】伝導帯バンド不連続ΔＥｃとＡｌの組成ｘとの関係を示す図である。
【図８】本発明のガンダイオードを用いた発振器を説明する図である。
【図９】従来のガンダイオードを説明する図である。
【図１０】従来のガンダイオードを組み立てたピル型パッケージを説明する図である。
【図１１】従来のガンダイオードを説明する図である。
【図１２】従来の別のガンダイオードを説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１：ＧａＡｓ基板、１２：第１の半導体層、１３：活性層、１４：第２の半導体層、１５：第３の半導体層、１６：第４の半導体層、１７：アノード電極、１８：カソード電極
【図１】
0004648642.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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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