JP5495838B2 - 電解効果型トランジスタ - Google Patents
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Description
本明細書では、実施形態1、実施形態2の具体的な構成に先立って、実施形態1、実施形態2の電界効果型トランジスタが作用、効果を奏する理論について説明する。
次に、以上の理論に基づいて構成された、実施形態1の電界効果型トランジスタを説明する。
なお、上記した式において、GaNのバンドギャップは3.4[eV]、AlNのバンドギャップは6.2[eV]。バンド端不連続はバンドギャップ差の0.75倍とする。
したがって、薄層高障壁層半導体103のAlX3Ga1−X3N(0<X2<X3<1)のAl組成X3(0<X2<X3<1)と層厚dnm(0.5nm≦d≦5nm)との間に要求される条件は、次の式(3)で与えられる。なお、式(3)は、ΔEC=ΔEbの条件の下導き出されたものである。
式(3)により、実施形態1における薄層高障壁層半導体103の設計条件は、以下の式(4)、(5)のように表される。
0.5nm≦d≦5nm) …式(5)
ただし、式(3)の両辺の値の差異が、0.05[eV]以下である場合、実施形態1では物理的に等式が成り立つとみなすことができる。このため、このような場合にも実施形態1の設計条件を満たすものとする。
次に、本発明の実施形態2について説明する。
101a 凹部
102、606 チャネル層半導体
103 薄層高障壁層半導体
104 下方障壁層半導体
401、601 ソース電極
402、602 ゲート電極
403、603 ドレイン電極
404 ゲート絶縁膜
Claims (4)
- 複数層の窒化物半導体を有する電界効果型トランジスタにおいて、
前記複数層の窒化物半導体のうち、電界効果型トランジスタにおける電気伝導に寄与するキャリアが走行するチャネル層半導体と、
前記チャネル層半導体よりも下層にあって、当該チャネル層半導体よりもバンドギャップの大きい窒化物半導体からなる下方障壁層半導体と、
前記チャネル層半導体と前記下方障壁層半導体との間にあって、バンドギャップが前記下方障壁層半導体のバンドギャップより大きい薄層高障壁層半導体と、
を含む層構造を有し、
前記薄層高障壁層半導体のバンドギャップ及び厚さが、前記チャネル層半導体のバンド端と前記下方障壁層半導体のバンド端の位置が略一致するよう設定されている
ことを特徴とする電界効果型トランジスタ。 - 前記チャネル層半導体と前記薄層高障壁半導体との界面に発生する分極電荷と、前記薄層高障壁半導体と前記下方障壁層半導体との界面に発生する分極電荷とによって、前記薄層高障壁層半導体内部に形成される電界と、前記薄層高障壁層半導体の厚さとの積によって与えられる前記薄層高障壁層半導体の両端でのバンド端位置の差が、前記チャネル層半導体と前記下方障壁層半導体とのバンド端位置の差に略等しいことを特徴とする請求項1に記載の電界効果型トランジスタ。
- GaN系電界効果型トランジスタ、またはヘテロ構造電界効果型トランジスタ(Heterostructure Field Effect Transistor:HFET)であることを特徴とする請求項1または2に記載の電界効果型トランジスタ。
- 前記薄層高障壁層半導体の厚さが、0.5nm以上、5nm以下であることを特徴とする請求項1、2または3に記載の電界効果型トランジスタ。
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