(原标题:?这个已有40年前史的晶体管改变了通讯职业)
1977年在日本厚木的富士通实验室担任电子工程师时,IEEE终身Fellow三村隆史(Takashi Mimura)开端研讨怎么更快地制造金属氧化物半导体场效应晶体管。1966年发明的MOSFET是其时其时最快的晶体管,但Mimura和其他工程师期望经过增强电子迁移率(使电子可以快速移动经过半导体资料)来使其变得更快。
富士通的Syoshi Hiyamizu(左)和IEEE研讨员三村隆史(Takashi Mimura)测试了第一个高电子迁移率晶体管。右边是第一个商用HEMT。
Mimura开端研讨代替MOSFET中所用硅的代替半导体,他期望这会是解决方案.但是在研讨过程中,他无意中发现在《Applied Physics Letters 》上有一篇贝尔实验室文章宣布的文章,里边谈到异质结超晶格(heterojunction superlattices)——一个有着明显不同的两种或更多种半导体结构的超晶格,其运用的调制掺杂技能(modulation-doping )以在空间上分隔传导电子和带隙以开发他们的母体施主杂质原子。 这激发了Mimura发明晰一个新的晶体管——HEMT。
1979年,他发明晰高电子迁移率晶体管。他的HEMT运用异质结超晶格来增强电子迁移率,然后提高了速度和功能。现在,本发明为手机,卫星电视接收机和雷达设备供电。
据介绍,HEMT由半导体薄层(n型砷化镓和铝砷化镓)以及异质结超晶格组成;它具有自对准的离子注入结构和凹槽门结构。在n型砷化镓(高度掺杂的窄带隙)和铝砷化镓(非掺杂的窄带隙)的层之间构成用作二极管的超晶格。运用不同的带隙资料会在超晶格中构成量子阱。阱使电子快速移动而不会与杂质磕碰。
而自对准的离子注入结构由漏极,栅极和源极组成,它们坐落n型砷化镓第二层(凹入栅结构)的顶部。电子源自源极,流经半导体和异质结超晶格进入漏极。栅极操控漏极和源极之间的电流。
在厚木富士通实验室底层的展览室里,有一块纪念碑写道:
HEMT是第一个在两种具有不同能隙的半导体资料之间结合界面的晶体管。HEMT因为其高迁移率的沟道载流子而被证明优于曾经的晶体管技能,然后具有高速和高频功能。它们已大范围的运用在射电望远镜,卫星广播接收器和蜂窝基站,成为支撑信息和通讯社会的一项根本技能。