发明名称 高线性度拟晶性高电子迁移率场效电晶体
摘要 本发明揭示一种拟晶性高电子迁移率电晶体(pHEMT’s),具有一 n+/p+/n异质结构驼峰式闸极及一单原子层掺杂结构。以 n+-GaAs/p+-InGaP/n-InGaP驼峰式闸极之单原子层掺杂InGaP/InGaAs/GaAS pHEMT’s为例,由于p+-InGAP闸极至通道为p-n空乏及InGaP/InGaAs异质接面具有大的导电带不连续值(△Ec),闸极导通电压可高于1.7V。且因所加之闸极电压部分落于驼峰式闸极及载子调变之影响,总空乏层厚度变化相当小,可同时获得高汲极电流及高线性转导特性。本发明元件适于线性、大讯号放大器及高频电路应用。
申请公布号 TW588461 申请公布日期 2004.05.21
申请号 TW092117346 申请日期 2003.06.25
申请人 国立高雄师范大学 发明人 蔡荣辉
分类号 H01L29/772 主分类号 H01L29/772
代理机构 代理人 陈展俊 台北市大安区和平东路二段二○三号四楼
主权项 1.一种拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,包含:一半导体基板;一位于该半导体基板表面上之缓冲层;一位于该缓冲层上之未掺杂应力层;一位于该未掺杂应力层上之第一未掺杂间隔层;一位于该第一未掺杂间隔层上之单原子掺杂载子供应层;一位于该单原子掺杂载子供应层上之第二未掺杂间隔层;一位于该第二未掺杂间隔层上之n型掺杂半导体层;一位于该n型掺杂半导体层上之p+型掺杂半导体层;及一位于该p+型掺杂半导体层上之n+型掺杂半导体盖层,其中,该第一未掺杂间隔层、第二未掺杂间隔层、n型掺杂半导体层与p+型掺杂半导体层系为相同半导体材料。2.如申请专利范围第1项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其进一步包含:一位于该缓冲层上之附加的单原子掺杂载子供应层;一位于该附加的单原子掺杂载子供应层上之附加的未掺杂间隔层,其中该未掺杂应力层位于该附加的未掺杂间隔层上。3.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该半导体基板为半绝缘型之GaAs。4.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该缓冲层为未掺杂之GaAs。5.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该未掺杂应力层为InxGa1-x As,其中x为0.05~0.25,且该未掺杂应力层具有一范围介于50~200埃的厚度。6.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该第一及第二未掺杂间隔层均为In0.49Ga0.51P,且该第一及第二未掺杂间隔层均具有一范围介于25~100埃的厚度。7.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该第一及第二未掺杂间隔层均为AlxGa1-xAs,x为0.2至0.5之任一数値,且该第一及第二未掺杂间隔层均具有一范围介于25~100埃的厚度。8.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该单原子掺杂载子供应层具有一范围介于(n)=11012~11013cm-2的浓度。9.如申请专利范围第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该附加的单原子掺杂载子供应层具有一范围介于(n)=11012~11013cm-2的浓度。10.如申请专利范围第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该附加的未掺杂间隔层为GaAs,且该附加的未掺杂间隔层具有一范围介于25~100埃的厚度。11.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该n型掺杂半导体层为In0.49 Ga0.51P,其具有一范围介于200~ 1000埃的厚度,及一浓度范围为n = 51016~51017cm-3的掺杂。12.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该n型掺杂半导体层为AlxGa1-xAs,x为0.2至0.5之任一数値,其具有一范围介于200~1000埃的厚度,及一浓度范围为n=51016 ~ 51017cm-3的掺杂。13.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该p+型掺杂半导体层为In0.49 Ga0.51P,其具有一范围介于80~200埃的厚度,及一浓度范围为p+=11018~41019cm-3的掺杂。14.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该p+型掺杂半导体层为AlxGa1-xAs,x为0.2至0.5之任一数値,其具有一范围介于80~200埃的厚度,及一浓度范围为p+=11018 ~ 41019cm-3的掺杂。15.如申请专利范围第1项或第2项之拟晶性高电子迁移率场效电晶体结构,其中该n+型掺杂半导体盖层为GaAs,其具有一范围介于150~400埃的厚度,及一浓度范围为p+=11018~41019cm-3的掺杂。图式简单说明:图一系本发明单一单原子层掺杂拟晶性高电子迁移率电晶体之结构示意图。图二系本发明双单原子层掺杂拟晶性高电子迁移率电晶体之结构示意图。图三系本发明实施例一之拟晶性高电子迁移率电晶体结构图。图四系本发明实施例一之拟晶性高电子迁移率电晶体导电带相对应能带图。图五系本发明实施例一之元件的闸极-汲极电流-电压两端特性图。图六系本发明实施例一之元件的共源极电流-电压三端特性曲线图。图七系本发明实施例一之元件的汲极饱和电流和转导値对闸极电压之关系图。图八系本发明实施例一之元件的高频特性图。图九系本发明实施例二之拟晶性高电子迁移率电晶体结构图。图十系本发明实施例二之拟晶性高电子迁移率电晶体导电带相对应能带图。图十一系本发明实施例二之元件的闸极-汲极电流-电压两端特性图。图十二系本发明实施例二之元件的共源极电流-电压三端特性曲线图。图十三系本发明实施例二之元件的汲极饱和电流和转导値对闸极电压之关系图。图十四系本发明实施例二之元件的高频特性图。
地址 高雄市苓雅区和平一路一一六号
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