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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。

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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 …
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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)
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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 …
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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

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