(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物半導体からなるチャネル層と、
チャネル層の下に設けられ、チャネル層より高抵抗を有する第１化合物半導体層と、
第１化合物半導体層の下に設けられ、非発光再結合によりキャリアの再結合を促進する第２化合物半導体層と
からなり、
前記の第２化合物半導体層が、複数の異なる結晶材料の層からなる超格子構造を備え、超格子構造の中の少なくとも１部の層がキャリアの再結合を促進する層であり、この超格子構造が、ＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ＞０）層とＡｌyＧａ1-yＡｓ（ｘ＞ｙ≧０）層とを交互に積層した構造であり、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層の酸素濃度が１＊１０17〜２＊１０19ｃｍ-3の範囲であることを特徴とする電界効果型トランジスタ。
【請求項２】
前記のＡｌxＧａ1-xＡｓ層の酸素濃度が１〜７＊１０18ｃｍ-3の範囲であることを特徴とする請求項１に記載された電界効果型トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界効果半導体装置に関するものであり、特に、化合物半導体電界効果トランジスタの、高周波高出力動作時におけるさらなる高効率化と高耐圧化や、高周波低雑音動作時におけるさらなる低雑音化を実現するデバイス構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＡｓなどの化合物半導体からなるデバイスは、シリコンデバイスでは実現できない種々の用途に使用されている。ＧａＡｓとＡｌＧａＡｓの超薄膜を層状に成長させた超格子構造も化合物半導体デバイスにおいて用いられている。超格子構造を用いたデバイスに、高出力電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、低雑音高移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）などがある。超格子構造は、エピタキシャル成長により作成される。たとえば、基板とエピタキシャル層の界面に、（ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ）超格子層をバッファ層として形成し、基板からエピタキシャル層への結晶転位の伝搬・増殖を抑制すると、良好なエピタキシャル層を得ることができる。
【０００３】
ところで、ＧａＡｓ高出力ＦＥＴは、１ＧＨｚ以上の高周波通信用の高出力アンプに搭載されている。この高出力ＦＥＴにおいて、高周波高出力動作時の出力電力や電力付加効率を制限している主たる要因は、ＧａＡｓ結晶材料内での走行電子の衝突イオン化による自己増殖や、チャネル層の下の方向への電流漏洩、電極間の結晶表面での電流漏洩であった。
【０００４】
また、低雑音の高移動度トランジスタは、１０ＧＨｚ以上の高周波通信用の低雑音アンプに搭載される。高移動度トランジスタにおいて、雑音特性を改善するためにチャネル層の電子輸送特性が改善される。しかし、チャネル層の特性を改善しても、微細ゲート電極を用いる必要から、短チャネル効果により、走行電子がチャネルの下の方向に漏洩してしまい、これが低雑音化を制限していた。
【０００５】
本発明の第１の目的は、過入力耐性、耐圧、効率の向上した高出力の電界効果トランジスタを提供することである。
【０００６】
本発明の第２の目的は、雑音特性の向上した電界効果トランジスタを提供することである。
【発明の開示】
【０００７】
本発明に係る電界効果型半導体装置は、化合物半導体からなるチャネル層と、チャネル層の下に設けられ、チャネル層より高抵抗を有する第１化合物半導体層と、第１半導体層の下に設けられ、非発光再結合によりキャリアの再結合を促進する第２化合物半導体層とからなる。前記の第２化合物半導体層が、複数の異なる結晶材料の層からなる超格子構造を備え、超格子構造の中の少なくとも１部の層がキャリアの再結合を促進する層であり、この超格子構造が、ＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ＞０）層とＡｌyＧａ1-yＡｓ（ｘ＞ｙ≧０）層とを交互に積層した構造であり、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層の酸素濃度が１＊１０17〜２＊１０19ｃｍ-3の範囲、より好ましくは１〜７＊１０18ｃｍ-3の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によるＧａＡｓ高出力ＦＥＴの図式的断面図である。
【図２】半絶縁性基板の上に高酸素濃度超格子層とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルの図である。
【図３】半絶縁性基板の上に低酸素濃度超格子層とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態（比較例）で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルの図である。
【図４】図式的なエネルギーバンド図である。
【図５】本発明によるＧａＡｓＨＥＭＴの図式的断面図である。
【図６】半絶縁性基板の上に高酸素濃度超格子層とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルの図である。
【図７】半絶縁性基板の上に低酸素濃度超格子層とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態（比較例）で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルの図である。
【図８】本発明によるＧａＡｓ高出力ＦＥＴの他の実施形態の図式的断面図である。
【図９】本発明によるＧａＡｓ高出力ＦＥＴのさらに他の実施形態の図式的断面図である。
【図１０】分子線エピタキシ法による成長プログラムの図である。
【図１１】低温成長を用いて製造した本発明によるＧａＡｓ高出力ＦＥＴの図式的断面図である。
【図１２】半絶縁性基板の上に高酸素濃度超格子層とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルの図である。
【図１３】半絶縁性基板の上に高酸素濃度超格子層とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルの図である。
【図１４】半絶縁性基板の上に高酸素濃度超格子層（低温成長層）とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルの図である。
【図１５】半絶縁性基板の上に高酸素濃度超格子層（低温成長層）とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルの図である。
【図１６】ヘテロジャンクションＦＥＴの図式的な断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照して本発明による実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の１実施形態のＧａＡｓ高出力電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の図式的断面図である。半絶縁性ＧａＡｓ基板１１の上に、酸素を５×１０18ｃｍ-3混入したＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層を交互に４０層形成した超格子バッファ層１２が形成される。超格子構造の各層の厚さは２０ｎｍ以下であり、ここでは、ＡｌＧａＡｓ層の厚さを１５ｎｍとし、ＧａＡｓ層の厚さを５ｎｍとする。超格子バッファ層１２の上に高純度のアンドープＧａＡｓ層１３（３００ｎｍの厚さ）が形成され、さらにその上にｎ−ＧａＡｓからなるチャネル層１４（１×１０17ｃｍ-3，５００ｎｍの厚さ）が形成される。アンドープ層１３は、たとえばキャリア濃度が１０16ｃｍ-3以下の半導体層であるが、一般にチャネル層１４より高抵抗の高抵抗層であってよい。これらの半導体層は、分子線エピタキシ法（ＭＢＥ）または有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）により成長される。さらに、ｎ−ＧａＡｓチャネル層１４の上側の中央部にリセス溝１８が形成され、リセス溝１８の中央にゲート電極１５が形成される。さらに、チャネル層１４の上に、リセス溝１８を挟んで左右に、ソース電極１６とドレイン電極１７が形成される。
【００１１】
酸素はバンドギャップ内に深いトラップ準位を作るので、今までは、超格子バッファ層に酸素を入れないのが常識であった。本実施形態の高出力ＦＥＴは高濃度の酸素を混入した点に特徴がある。比較のため、酸素混入量を２×１０16ｃｍ-3より少なくしたこと以外は図１に示したのと同じ素子構造を備えるＦＥＴを作成して、各種特性を測定し、本実施形態のＦＥＴと比較した。比較例のＦＥＴの４ＧＨｚ、１Ｗ出力のときの電力付加効率はおよそ５３％であった。これに対し、図１に示した素子構造のＧａＡｓ高出力ＦＥＴの４ＧＨｚ、１Ｗ出力のときの電力付加効率はおよそ６０％に向上した。また、直流特性の評価において、本実施形態のＦＥＴでは、ゲート耐圧が約１５％改善され、また、ピンチオフ特性（ＶDS＝３Ｖ／５Ｖのときのピンチオフ電圧の差ΔＶp）も、比較例の１/２以下になった。
【００１２】
この特性改善は、超格子層１２が、キャリアの再結合を促進する結晶層（すなわち、注入キャリアの再結合寿命の短いキャリアキラー層）として動作しているためである。酸素濃度の増加による非発光再結合の増加はフォトルミネッセンス測定により確認された。図２は、半絶縁性基板１１の上に高酸素濃度超格子層１２とアンドープＧａＡｓ層１３を順次形成した状態で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルを示す。また、図３は、半絶縁性基板の上に低酸素濃度超格子層とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態（比較例）で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルを示す。図２と図３において、縦軸は、発光強度（任意単位）であり、横軸は波長（ｎｍ）である。図において、２１は、ＧａＡｓ量子準位からの発光を示す。超格子バッファ層におけるＧａＡｓ準位の発光の波長は、通常のＧａＡｓ層での発光の波長（８７０ｎｍ付近）から、量子効果により８００ｎｍ付近にシフトする。発光強度は、図２に示す高酸素濃度超格子層１２を用いる場合は、図３に示す低酸素濃度超格子層を用いる場合に比べて、１／３０程度に弱くなっている。これは、酸素の混入により、超格子バッファ層１２内に励起されたキャリアの非発光再結合速度が増加したことを示す。すなわち、超格子バッファ層１２において高濃度の酸素の混入によりキャリアの再結合が促進されている。
【００１３】
以上に説明したように、上述のＦＥＴは、能動層であるチャネル層１４の下に、チャネル層１４より高抵抗の（すなわち注入キャリアの再結合寿命の長い）結晶性の第１バッファ層（アンドープ層１３）と、その下側に高抵抗で注入キャリアの再結合を促進する第２バッファ層（超格子バッファ層１２）を有するものである。超格子バッファ層１２は、注入キャリアの再結合寿命の短いキャリアキラー層として動作している。注入キャリアの再結合寿命の短い超格子バッファ層１２に達したキャリアは、ＡｌＧａＡｓ層の中の酸素のトラップ準位からＧａＡｓ層の量子準位に移り非発光再結合を短時間に行う。これにより、酸素のトラップ準位にあるキャリアが上の準位に戻らずに、非発光再結合により下方のエネルギー準位に速やかに流れ消滅する。これにより、走行電子の衝突イオン化による自己増殖や、チャネル層の下の方向への電流漏洩、電極間の結晶表面での電流漏洩が抑制され、ＦＥＴの特性が改善されるのである。
【００１４】
図４に図式的に示したエネルギーバンドにより、非発光結合による速やかな再結合を説明する。チャネル層（ｎ−ＧａＡｓ層）１４からアンドープ層（ｕｄ−ＧａＡｓ層）１３に達したキャリアは、超格子バッファ層（ＳＬＢ）１２に容易に流れ、超格子バッファ層１２内のＧａＡｓ層に存在する量子準位に移り、速やかに非発光再結合をして、バンドギャップの下方のエネルギー準位に落ちて消滅する。なお、超格子バッファ層の代わりに、高抵抗化のために酸素をドープしたＡｌＧａＡｓ層を設けている場合は、アンドープ層（ＧａＡｓ層）に流れてきたキャリアは、ＡｌＧａＡｓ層へのエネルギー障壁をわずかしか越えてこないので、キャリアの再結合を促進しない。
【００１５】
図５は、本発明の第２の実施形態の低雑音ＦＥＴ（ＨＥＭＴ）の図式的断面図である。半絶縁性ＧａＡｓ基板３１の上に、酸素を２×１０17ｃｍ-3混入したＡｌＧａＡｓ層（１５ｎｍの厚さ）とＧａＡｓ層（５ｎｍの厚さ）を交互に４０層形成した超格子層３２が形成される。超格子層３２の上にアンドープＧａＡｓ層３３（３００ｎｍの厚さ）とアンドープＩｎＧａＡｓチャネル層３４が順次形成される。チャネル層３４の上に、さらにｎ-ＡｌＧａＡｓ層３５とｎ+-ＧａＡｓ層３６が形成される。ｎ+-ＧａＡｓ層３６の中央部にリセス溝４０が形成され、リセス溝４０の中央にゲート電極３７が形成される。なお、ゲート電極３７とｎ-ＡｌＧａＡｓ層３５の間に、ショットキー接合を改善するためにＴｉＡｌ層４１が形成される。また、ｎ+-ＧａＡｓ層３６の上に、リセス溝４０を挟んで左右に、ソース電極３８とドレイン電極３９が形成される。なおパッシベーション膜４２がゲート電極３８などの上に形成される。
【００１６】
この低雑音ＨＥＭＴも酸素混入量を増加した点に特徴がある。比較のため、酸素混入量を２×１０16ｃｍ-3より少なくしたこと以外は図５に示したのと同じ素子構造を備える比較例のＦＥＴを作成して、各種特性を測定した。この比較例のＦＥＴの１２ＧＨｚでの雑音指数ＮＦはおよそ０．５３ｄＢであった。これに対し、図５に示した素子構造のＧａＡｓＦＥＴの１２ＧＨｚでの雑音指数ＮＦはおよそ０．４７ｄＢに向上した。
【００１７】
この特性改善は、超格子バッファ層３２が、注入キャリアの再結合を促進する結晶層として動作しているためである。すなわち、このＦＥＴも、チャネル層３４の下に、高抵抗で注入キャリアの再結合寿命の長い結晶性の第１バッファ層（アンドープ層３３）と、その下側に高抵抗で注入キャリアの再結合寿命の短い結晶性の第２バッファ層（超格子バッファ層３２）を有するものである。超格子バッファ層３２に達したキャリアは、酸素の不純物準位で非発光再結合を短時間に行うので、トラップ準位にある電子が上の準位に戻らずに、下方の準位に早く流れ消滅する。これにより、チャネル層３４の下の方向への電流漏洩が抑制され、ＦＥＴの雑音特性が改善される。
【００１８】
非発光再結合の増加はフォトルミネッセンス測定により確認された。図６は、半絶縁性基板３１の上に高酸素濃度の超格子バッファ層３２とアンドープＧａＡｓ高抵抗層３３を順次形成した状態で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルを示す。また、図７は、半絶縁性基板の上に低酸素濃度超格子バッファ層とアンドープＧａＡｓ高抵抗層を順次形成した状態（比較例）で測定した室温フォトルミネッセンス・スペクトルを示す。図６と図７において、縦軸は、発光強度（任意単位）であり、横軸は波長（ｎｍ）である。図において、２１は、ＧａＡｓ量子準位からの発光を示す。発光強度は、図６に示す高酸素濃度超格子層３２を用いる場合は、図７に示す低酸素濃度超格子層を用いる場合に比べて、１／２程度に弱くなっている。これは、酸素の混入により、低酸素濃度超格子バッファ層内に励起されたキャリアが、非発光再結合速度が増加し、再結合が促進されていることを示している。
【００１９】
以上に説明した２つの実施形態の半導体装置の超格子構造についてさらに説明すると、上述の超格子構造は、アルミニウムを含む半導体結晶材料の層とアルミニウムを含まない半導体結晶材料の層とからなる。高濃度酸素は、アルミニウムと結合しやすいので、アルミニウムを含む半導体結晶材料の層において不純物として混入される。
【００２０】
酸素ドーピング量は、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子の場合、好ましくは１＊１０17〜４＊１０19ｃｍ-3の範囲であり、特に有効なのは１〜７＊１０18ｃｍ-3の範囲である。
【００２１】
また、以上にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ超格子構造について説明したが、一般的に、ＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ＞０）／ＡｌyＧａ1-yＡｓ（ｘ＞ｙ≧０）の超格子構造においても、一方のＡｌxＧａ1-xＡｓ層に高濃度の酸素をドープすることにより、キャリアの再結合を促進できる。ここで、ＡｌxＧａ1-xＡｓ層の酸素濃度は、好ましくは１＊１０17〜２＊１０19ｃｍ-3の範囲、より好ましくは１〜７＊１０18ｃｍ-3の範囲である。
【００２２】
なお、超格子バッファ層１２のＡｌＧａＡｓ以外の材料としては、たとえば、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＧａＰが挙げられる。
【００２３】
以上に説明した実施形態では超格子構造を用いている。超格子構造とは、一般に材料中の電子のボーア半径（およそ１０〜１５ｎｍ）よりも薄い膜厚を有する層で構成された構造を指す。しかし、このボーア半径より厚い層で構成された構造にも、以上に説明したキャリアの再結合を促進する結晶層を用いるデバイス構造は適用できる。
【００２４】
図８は、超格子バッファ層１２の代わりに、厚膜単層のキャリア再結合促進層１２'を設けた高出力ＦＥＴを示す。このＦＥＴは、能動層であるチャネル層１４の下に、チャネル層１４より高抵抗の（すなわち注入キャリアの再結合寿命の長い）結晶性の第１バッファ層１３（たとえばアンドープＧａＡｓ層）と、その下側に高抵抗で注入キャリアの再結合を促進する第２バッファ層１２'（たとえば酸素をドープしたＡｌＧａＡｓ単層）を有する。この構造においても、キャリア再結合促進の効果のためには第１バッファ層１３が必要であることがわかった。酸素濃度や組成についても上述の超格子構造と同様のことがいえるが説明を省略する。なお、以下に説明する他の実施形態についても同様のことがいえる。
【００２５】
また、図９に示すように、上述の酸素を混入した超格子バッファ層を用いる代わりに、キャリア再結合促進層を、化合物半導体（たとえばＡｌＧａＡｓ）にｎ型ドーパントとｐ型ドーパントの両方を同程度混入させてキャリア補償により高抵抗化させた結晶層１２"で構成してもよい。
【００２６】
次に、本願発明の別の実施形態について説明する。上述の実施形態の半導体装置では、高濃度酸素を混入してキャリアの再結合を促進したが、エピタキシャル成長によるデバイス製造過程において、キャリアの再結合を促進するべき層の結晶成長温度をチャネル層の成長温度より低くすることによってもキャリアの再結合が促進される。これは、チャネル層の成長温度より低温での成長により超格子構造に導入された結晶歪みがキャリアの再結合を促進することを示す。すなわち、本実施形態の半導体装置では、高濃度の酸素を導入せずに、低成長温度で超格子構造を成長させることにより、キャリアの再結合を促進する結晶層が形成される。キャリアの再結合の促進は、後で説明するように、室温フォトルミネッセンスの測定により確認される。
【００２７】
図１０は、分子線エピタキシ法による成長プログラムの一例を示す。縦軸はウエハの温度を示し、横軸は時間を表す。通常の場合について説明すると、まず、ウエハ温度を６５０℃より高くしてウエハ（基板）の熱クリーニングを行う。次に、温度を下げて６５０℃でＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層とからなる超格子バッファ層（ＳＬＢ）を２０〜３０分の間に成長させる。次に、実質的に同じ温度か、またはやや低い温度でアンドープＧａＡｓ層とｎ−ＧａＡｓキャリア層を順次成長させる。一方、本実施形態の場合は、熱クリーニングを通常どおり行った後で、超格子バッファ層を、後で成長させるアンドープＧａＡｓ層（高抵抗層）とキャリア層の成長温度より５０〜２００℃低い温度で成長させる。この成長温度の低下の範囲は、移動度μとＮＳを考慮して得られた好ましい範囲であるが、より好ましくは、１００〜１５０℃低い温度の範囲である。次に、超格子バッファ層の上に、超格子バッファ層の結晶成長温度より高い温度で、アンドープＧａＡｓ層とｎ−ＧａＡｓチャネル層を順次成長させる。
【００２８】
図１１は、超格子バッファ層として、上述の低温結晶成長により得た超格子バッファ層１２"'をキャリア再結合促進層として用いた高出力ＦＥＴを示す。このＦＥＴは、超格子バッファ層１２"'が低成長温度で形成されることを除いて、図１に示したＦＥＴと同じ構造を備える。以上に説明したように、このＦＥＴの製造においては、ウエハ（半絶縁性ＧａＡｓ基板）１１の熱クリーニングが行われた後で、ウエハの温度を下げて、上述の通常より低い結晶成長温度で、ウエハ１１の上に、ＡｌＧａＡｓ層とＧａＡｓ層を交互に４０層形成した超格子バッファ層１２"'が形成される。次に、ウエハ温度を上げて、超格子バッファ層１２"'の上に高純度のアンドープＧａＡｓ層１３（３００ｎｍの厚さ）が形成され、さらにその上にｎ−ＧａＡｓからなるチャネル層１４（１０17ｃｍ-3、５００ｎｍの厚さ）が形成される。これらの半導体層は、分子線エピタキシ法（ＭＢＥ）または有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）により成長される。次に、ｎ−ＧａＡｓチャネル層１４の上側の中央部にリセス溝１８が形成され、次に、リセス溝１８の中央にゲート電極１５が形成される。さらに、チャネル層１４の上に、リセス溝１８を挟んで左右に、ソース電極１６とドレイン電極１７が形成される。
【００２９】
電界効果型トランジスタの半導体製造法をさらに一般的に説明すると、基板（たとえば半絶縁性ＧａＡｓ基板）の上に、キャリアの再結合を促進する第２化合物半導体層が形成される。第２化合物半導体層は、後述のチャネル層よりも低い温度での結晶成長により形成される。たとえば、結晶成長温度は、チャネル層の結晶成長温度よりも５０〜２００℃低い温度で、より好ましくは、１００〜１５０℃低く設定される。たとえば、第２化合物半導体層は、複数の異なる結晶材料の層からなる超格子構造を備え、超格子構造の中の少なくとも１部の層がキャリアの再結合を促進する層である。また、厚膜単層であってもよい。次に、第１半導体層の上に、チャネル層より高抵抗を有する第１化合物半導体層が形成される。次に、第１化合物半導体層の上に、化合物半導体からなるチャネル層が形成される。
【００３０】
チャンネル層の上の構造は、電界効果型トランジスタの種類により異なるが、図１に示したような高出力ＦＥＴの場合は、次に、チャネル層の上側の中央部にリセス溝が形成され、次に、リセス溝の中央にゲート電極が形成される。さらに、チャネル層の上に、リセス溝を挟んで左右に、ソース電極とドレイン電極が形成される。また、図５に示した低雑音ＨＥＭＴの場合は、チャネル層の上に、さらにｎ-型半導体層とｎ+-型半導体層が順次形成される。次に、ｎ+-半導体層の中央部にリセス溝がｎ-型半導体層に達するまで形成され、リセス溝の中央にゲート電極が形成される。また、ｎ+-型半導体層の上に、リセス溝を挟んで左右に、ソース電極とドレイン電極が形成される。
【００３１】
図１２〜１５は、低温成長の効果を示すフォトルミネッセンスの測定データである。図１２と図１３は、通常の成長温度（Ｔg＝５６０°）で超格子バッファ層を成長させた場合の比較データであり、図１２は、超格子バッファ層内のＡｌＧａＡｓ層の酸素濃度が２＊１０16ｃｍ-3より小さい場合の測定データであり、図１３は、ＡｌＧａＡｓ層の酸素濃度が１＊１０17ｃｍ-3である場合（上述の第１の実施形態に相当する）の測定データである。一方、図１４と図１５は、ＡｌＧａＡｓ層の酸素濃度が２＊１０16ｃｍ-3より小さい場合で、かつ、超格子バッファ層の成長温度が、図１２と図１３の場合より１００℃低い場合と２００℃低い場合の測定データである。図より明らかなように、図１４に示したデータでは、ピーク強度が、同じ酸素濃度の図１２のデータより、約半分に低下していて、また、酸素濃度を増加した図１３のデータと同程度である。また、図１５に示したデータでは、さらにピーク強度が低下している。
【００３２】
以上に説明した、キャリアの再結合を促進する結晶層を用いる構造は、絶縁ゲート電界効果トランジスタ（ＭＩＳＦＥＴ）、ショットキーゲート電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）、ヘテロジャンクションＦＥＴ（ＨＦＥＴ）など、ＦＥＴ素子にはすべて適用可能である。図１６は、ヘテロジャンクションＦＥＴの構造を示す。基板５１の上に、酸素をドープした超格子バッファ層５２、アンドープＧａＡｓ層５３、チャネル層（ｎ−ＧａＡｓ）５４、ｎ−ＡｌＧａＡｓ層５５が順次成長される。その上に、さらにｎ+−ＧａＡｓ層５６が形成され、その中央のリセス溝６０にゲート５７が形成され、またｎ+−ＧａＡｓ層５６の上に、ソース電極５８とドレイン電極５９とが形成される。
【００３３】
なお、本発明は、以上に種々の実施形態により説明されたが、添付の請求の範囲に含まれる変形は本発明の範囲に含まれる。
【図１】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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