HEMTについて何か知ってる事があれば教えて下さい。当方が特に知りたい内容は、HEMTの一般的な製造フロー、及び原理です。富士通カンタムさんのHPを見て、簡単な原理は理解できたのですが、なぜ、高純度のGaAsのほうに電子は流れるのだろうか?など。1つでも多く情報を頂きたいです。宜しくお願いします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (3件)

富士通研究所さんのHPに簡単な説明がありました。

それを使って説明します。
まず、原理から。
参照ページの「ちょっと難しい」にバンド図があります。この図には2つの接合が
あります。右の接合が重要な「ヘテロ接合」で、バンドギャップEgの異なる2種の
半導体の接合です。Egの小さいGaAsはノンドープで、Egの大きなAlGaAsにのみド
ーピング(変調ドープ)すると、AlGaAsで発生した電子はエネルギーの低いGaAsに
落ちます。別の言葉で言えば、GaAsの方が電子親和力が強いので電子はAlGaAsか
ら移動します。
(PN接合の勉強をした時にバンド図を画いたと思いますが、P型とN型でフェルミレ
ベルの位置が異なるために接合するとバンドが斜めになり、電子(と正孔)が移動
することを覚えていると思いますが、電子はエネルギーの高い所から低い所へ移
動するという点で同じです。)
以上のようにして2DEG(2次元電子ガス)を形成します。ここは不純物ドープされて
いないので、電子は高移動度です。
さて、左側の接合は「ショットキー接合」です。接合の右側は先程のAlGaAs、左
側は金属電極です。この電極(ゲート)に電圧をかけることで、2DEG濃度を制御し
ます。

製造フローについては専門からちょっとずれてしまうので、後半は端折って説明し
ます。
まず、GaAs基板上に高純度GaAsやAlGaAsを成長するのは、参照ページの「どうや
って作るの?」にあります、MOCVD法や蒸着を超高純度、高精度にしたMBE(分子線
エピタキシー)法で行います。
その後は、ソース、ドレイン、ゲート電極というのを見てわかる通り、SiのMOS
トランジスタと概念的には同じです。勿論、化合物半導体に適した材料、プロセス
条件、構造がありますので、同じラインでは作れませんし、担当者も互いに相手の
ことはよくわからないといった、専門的な話になって行きます。
また、使用する材料もGaAs, AlGaAsの組み合わせは一番古いもので、性能を上げる
ためにInGaAs, InAlAs等色々な材料で開発が行われています。

以上

参考URL:http://www.labs.fujitsu.com/gijutsu/hemt/homepag …
    • good
    • 0

バンドギャップの構造のせいでは?


ゲートに電圧かけると、空間電荷の影響によって、バンド端が曲率を持つようになります。
そんでもって、GaAsの伝導バンドが曲げられてですな、
フェルミエネルギーをまたぐようになるわけです。(絵がないとわからんか)
    • good
    • 0

この論文、何かの参考になるかも知れません。



参考URL:http://www.toshiba.co.jp/tech/review/1999/02/a02 …
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます。今から資料を見て勉強します。情報が公開されていない(デバイスユーザーのノウハウ)みたいで、困っていたんです。

お礼日時:2001/06/06 09:07

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

QHEMTの図記号はどう描くのでしょうか?

J-FETやMOS-FETなどは図記号があるのですが,HEMTの図記号はなかなかインターネットで検索しても見つかりません.教科書や参考書もないので,ご存知の方教えて下さい.
http://www.nahitech.com/nahitafu/mame/mame1/fet.html
のようなHEMTの図記号が知りたいです.

Aベストアンサー

 
 
 なんか難しく考え過ぎのような…
大枠では JFETのくくりに入りますから 従来のJFETの記号と全く同じでもかまいません。 HEMTでないけどヘテロ接合なJFET という高周波デバイスも長い歴史がありまして、その分野ではHEMTもJFETの記号で書く人がいっぱい居ます。

 primitive は 基本の、最初の、原初な、ととらえてください。理数系の会話では ancient や obsolete のニュアンスには使わないことが多いです。

      |
    ┠┘
 ──┨
    ┠┐
      |

 が原形で、これにゲートの接合を強調したのがJFETの記号、ゲートをコンデンサなのを強調したのがMOSFETの記号、ドレインとソース間に細い線をもう一本描いたのがデプレッション型の記号、、です。

 MOSFET記号は、場合に応じてサブストレートを書いたり書かなかったり、サブストレートの矢印の方向でPMOSとNMOSを区別させたり、ゲートの線を中央でなくソース側によせてドレインと区別させたり、PMOSのゲートに(ディジタルのインバーター記号と同じ意味で)丸印を付けて一目で機能が反対だと分かるように、、、など様々に工夫してますよね、HEMTも同じように場合に応じて書けばいいのです。
 色々創意工夫されて登場するシンボルが自然淘汰されて生き残ればやがて公的規格として登録されます。最初に決まりありきの世界ではないです。

 しかしこれらは全て電子工学の世界のことであって、
デバイスを開発してる物性材料屋さんが回路図っぽいことを書くときなど 上記のこまごました約束はわずらわしいだけです。そんなわけで「共通の先祖の記号」で書く人も多いです。

 
 

 
 
 なんか難しく考え過ぎのような…
大枠では JFETのくくりに入りますから 従来のJFETの記号と全く同じでもかまいません。 HEMTでないけどヘテロ接合なJFET という高周波デバイスも長い歴史がありまして、その分野ではHEMTもJFETの記号で書く人がいっぱい居ます。

 primitive は 基本の、最初の、原初な、ととらえてください。理数系の会話では ancient や obsolete のニュアンスには使わないことが多いです。

      |
    ┠┘
 ──┨
    ┠┐
      |

 が原形で、これに...続きを読む

Q2次元電子ガスとは何?(HEMT)

現在HEMTについて研究をしているんですが、そこででてきた2次元電子ガスというのが何なのかわかりません。
電子ガスというのは、どういうもの(状態)なのか?
また、ここでいう2次元とはどういう意味なのか?
知っていましたら是非お願いします。

Aベストアンサー

#1です。
参考URLから辿ってみたら、富士通研究所さんのアドレスが
微妙に変わってました。

下記に貼り直しました。

以上

参考URL:http://www.labs.fujitsu.com/jp/gijutsu/hemt/index.html

Q大型飛行機が飛ぶ原理が「たまたま」の原理に基づくというのは本当ですか?

先日、知人との会話で、

「大型の飛行機が飛ぶ原理を知っているか?」

と聞かれたので、テレビでみたことのある揚力のコトを挙げたところ、

「確かにその原理を利用しているけど、厳密には「たまたま」あの形にしたら飛んだだけで、今の飛行機の形があの形になっている根拠は科学的に証明できていないんだってさ!」

と言っていました。

本当であれば非常に面白い話だと思ったのでその時はとても感心したのですが、「たまたま」という表現と「科学的に証明」っていうところがいまひとつピンとこなかったので、この件についてもう少し詳しく説明できる方がいましたら、ぜひご教授願います。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

私の記憶で書いていますので厳密には間違っているかもしれません。

ベルヌーイの法則においてそもそも前提が、膨らんだ部分と平たい面を通った気流が、同じ場所でぶつかるということです。ゆえに、膨らんだ面の気流は早く流れる必要があるので、その分気圧さが上下に生じ浮力が生まれるとということです。これは、水を流した水道にスプーンの背中の丸い部分をつけるとひきつけられることなどからよく紹介されています。しかし、その[同じ場所でぶつかる」必要がそもそもなぜあるのか?といわれるとなぜそうなのか説明がつかないということです。

飛行機では確かにベルヌーイの法則による浮力が生じているらしいですが、一方翼を気流に対して斜めに向けることで下に向かう気流の成分をつくり、ニュートンの反作用の法則で飛行機が上にちからを受けているのも確かです。むしろ、後者のほうが実は大きいというような話も聞いたことがあります。ちなみに飛行機が離陸寸前や着陸するときに翼の後端が伸びたししてますが、あれが向え角を増やす装置(フラップ)で、低速における浮力を補っています。

でたらめで飛んでいるというと、確かに語弊があると思います。でたらめ、といってもきちんと飛ぶだけの力が生じるように細かく計算されて作られています。また、気流の乱れや、エンジンが一個だめになっても飛べるなどの想定はいろいろされて、それなりに根拠があって安全に設計されていますので、急に飛べなくなることはないです。また、飛行機の対気流速度が一以下になると翼を流れる気流に一気に乱れが生じ、いわゆる(失速)がおきますが、あるパイロットの書いた本によると、この失速というのはかなり正確な値で、一気にガクッとくるぐらい正確に判断されています。

飛行機、と昆虫などが述べられていますが、これはスケール効果というものが関係してきますので簡単に説明できません。私も詳しくわかりませんが、例えば、ありを手で持って立って落としてもありは死にませんが、人間がビルの上から落ちれば死にます。つまり、大きさや速度によっても気流の振る舞いが違ってきますので端的に同等に比較することはできません。ちなみに、鳥や昆虫などはこのスケール効果で考えると、羽を羽ばたかせて飛ぶような方法がもっとも効率が良いですが、逆に飛行機や音速旅客機などは空気に乗って「滑空」するような形のほうが効率が良いことが割わかります。これは水中でも似たようなことが生じており、サメやマグロなんかはなんとなく「滑水」するようや泳ぎをしますが、反対に遅い、小さい魚はどちらかといえば浮くような泳ぎ方です。

まあ、自然の法則というのはなぜか知らないけどこうなってたなんてことは多いですので、[でたらめ」といえばでたらめなことなんていっぱいあります。特に量子論や相対性理論などでは「こう考えるとうまくいく。とりあえず今これで矛盾はない」というようなスタンスで、実際はなぜそうなるのかはわからないのです。ただ、虫の飛び方などは現在の航空力学などで考えてもなぜか勝手に効率のよい方法で飛んでたりするので、そんなときに自然の神秘が生まれますね。

長文失礼します。

私の記憶で書いていますので厳密には間違っているかもしれません。

ベルヌーイの法則においてそもそも前提が、膨らんだ部分と平たい面を通った気流が、同じ場所でぶつかるということです。ゆえに、膨らんだ面の気流は早く流れる必要があるので、その分気圧さが上下に生じ浮力が生まれるとということです。これは、水を流した水道にスプーンの背中の丸い部分をつけるとひきつけられることなどからよく紹介されています。しかし、その[同じ場所でぶつかる」必要がそもそもなぜあるのか?といわれるとなぜそうな...続きを読む

QGaAsのへき開について

GaAsをへき開するときに、(001)面、(111)面と割れる方向が決まっているようですが、割れるには何かしらの規則でもあるのでしょうか?さらに、各面どの方向に割れるのでしょうか?

また、(111)面は120度の三回対称ですが、(001)面は何回対称といえるのでしょうか?

Aベストアンサー

こんばんわ。以前の質問と合わせて推測するに、
sunnyy_dayさんは私の専門と近い分野を専攻していらっしゃるようですね。

>GaAsをへき開するときに、(001)面、(111)面と割れる方向が決まっているようですが、
>割れるには何かしらの規則でもあるのでしょうか?
単結晶を割ったとき、割れる方向には規則性のあるものがあり、その性質を「へき開」といいます。
へき開は結合力の弱い面でおこり、
結晶構造によって決まります。
質問文の日本語がおかしいのがわかりましたか?

>また、(111)面は120度の三回対称ですが、
>(001)面は何回対称といえるのでしょうか?
やはり質問文に違和感があるのですが。
答えだけ言うと、4回です。
ところで、3回対称の意味はわかってますよね?

マズは、ミラー指数や結晶構造について固体物理の教科書で勉強するところから始めるのが良いと思います。

Q純度の式ってありますか?

体積Xの箱に例えばアルゴンガスを注入していって、箱の両サイドに気体が通過できる穴があいていて逆流はないとすると、アルゴンの純度はどうやってあらわせられますか?
注入するアルゴンの体積をxとかおくのかなあ。時間を変数とした関数になるとは思うのですが・・・

Aベストアンサー

 初めは空気などアルゴンZeroの状態から100%アルゴンを注入しつつ、その分が別の穴から出て行く訳ですよね。
 そうすると、以下の式が適用できます。
 Ct=CL(1-e^(-R*t/V))
  Ct:時間t後の濃度
  CL:注入ガスの濃度(100%)
  R:注入流量
  t:経過時間
  V:箱の体積
 ただし、注入したアルゴンが箱の中で良く混ざった後、別の穴から出て行くものとします。


人気Q&Aランキング

おすすめ情報