JP6541879B2 - ヘテロ接合電界効果型トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るヘテロ接合電界効果型トランジスタの構成の一例を示す断面図である。このヘテロ接合電界効果型トランジスタは、半絶縁性GaNからなる半絶縁性窒化物半導体基板1(以下、単に「窒化物半導体基板」と称す)を用いて形成されている。窒化物半導体基板1の上には、GaNからなるバッファ層2が形成され、バッファ層2の上に同じくGaNからなるチャネル層3が形成されている。チャネル層3の上には、Al0.17Ga0.83Nからなる電子供給層4が、厚さ32nmで形成されている。
図13は、実施の形態2に係るヘテロ接合電界効果型トランジスタの構造を示す図である。図13においては、窒化物半導体基板1とバッファ層2の界面に存在する界面アクセプタ型不純物12の配置が、実施の形態1とは異なっている。すなわち、実施の形態1では、当該界面の全体にわたって一律にドナー型不純物を補償するだけの界面アクセプタ型不純物12を添加したが、実施の形態2では、ドレイン電極7およびソース電極8の下方(n型不純物注入領域5,6の下方)の部分のみに界面アクセプタ型不純物12を添加している。よって、本実施の形態では、ドレイン電極7およびソース電極8の下方の領域でのみ、上記したドナー型不純物濃度とアクセプタ型不純物濃度との関係、すなわち1.6×1019cm−3≧Na1−Nd1≧0、Nd1/10≧Nd2、Na1/10≧Na2の関係が満たされている。
Claims (8)
- 窒化物半導体基板(1)と、
前記窒化物半導体基板(1)上に形成され、最上層の電子供給層(4)および前記電子供給層(4)の下のチャネル層(3)を含む窒化物半導体からなるエピタキシャル成長層(2,3,4)と、
前記電子供給層(4)上に形成されたドレイン電極(7)およびソース電極(8)と、
前記電子供給層(4)上に形成され、前記ドレイン電極(7)と前記ソース電極(8)との間の領域に、前記ドレイン電極(7)および前記ソース電極(8)から離間して配設されたゲート電極(9)と、
を備え、
前記窒化物半導体基板(1)と前記エピタキシャル成長層(2,3,4)との界面におけるドナー型不純物濃度Nd1およびアクセプタ型不純物濃度Na1と、前記エピタキシャル成長層(2,3,4)におけるドナー型不純物濃度Nd2およびアクセプタ型不純物濃度Na2とが、前記ドレイン電極(7)および前記ソース電極(8)の下方の領域においてのみ、1.6×1019cm−3≧Na1−Nd1≧0、Nd1/10≧Nd2、Na1/10≧Na2の関係を満たす、
ヘテロ接合電界効果型トランジスタ。 - 前記エピタキシャル成長層(2,3,4)におけるアクセプタ型不純物濃度は、前記ドレイン電極(7)および前記ソース電極(8)の下方の領域においてのみ、窒化物半導体基板(1)と前記エピタキシャル成長層(2,3,4)との界面近傍で局所的に高くなっている
請求項1に記載のヘテロ接合電界効果型トランジスタ。 - 前記窒化物半導体基板(1)および前記チャネル層(3)は、AlxGa1−xN(0≦x<1)を主成分としている
請求項1または請求項2に記載のヘテロ接合電界効果型トランジスタ。 - 前記エピタキシャル成長層(2,3,4)は、さらに、前記窒化物半導体基板(1)と前記チャネル層(3)との間に挟まれて位置するバッファ層(2)を含み、
前記バッファ層(2)と前記チャネル層(3)との界面におけるドナー型不純物濃度Nd3およびアクセプタ型不純物濃度Na3が、Na3≧Nd3の関係を満たす、
請求項1または請求項2に記載のヘテロ接合電界効果型トランジスタ。 - 前記窒化物半導体基板(1)、前記バッファ層(2)および前記チャネル層(3)は、AlxGa1−xN(0≦x<1)を主成分としている
請求項4に記載のヘテロ接合電界効果型トランジスタ。 - 窒化物半導体基板(1)上に、最上層の電子供給層(4)および前記電子供給層(4)の下のチャネル層(3)を含む窒化物半導体からなるエピタキシャル成長層(2,3,4)を形成する工程と、
前記電子供給層(4)上にドレイン電極(7)、ソース電極(8)およびゲート電極(9)を形成する工程と、を備え、
前記エピタキシャル成長層(2,3,4)の形成工程では、前記窒化物半導体基板(1)と前記エピタキシャル成長層(2,3,4)との界面におけるドナー型不純物濃度Nd1およびアクセプタ型不純物濃度Na1と、前記エピタキシャル成長層(2,3,4)におけるドナー型不純物濃度Nd2およびアクセプタ型不純物濃度Na2とが、前記ドレイン電極(7)および前記ソース電極(8)の形成領域の下方の領域においてのみ、1.6×1019cm−3≧Na1−Nd1≧0、Nd1/10≧Nd2、Na1/10≧Na2の関係を満たすように、前記エピタキシャル成長層(2,3,4)が形成される、
ヘテロ接合電界効果型トランジスタの製造方法。 - 前記エピタキシャル成長層(2,3,4)の形成工程では、前記エピタキシャル成長層(2,3,4)におけるアクセプタ型不純物濃度が、前記ドレイン電極(7)および前記ソース電極(8)の下方の領域においてのみ、窒化物半導体基板(1)と前記エピタキシャル成長層(2,3,4)との界面近傍で局所的に高くなるように、前記エピタキシャル成長層(2,3,4)が形成される
請求項6に記載のヘテロ接合電界効果型トランジスタの製造方法。 - 前記エピタキシャル成長層(2,3,4)は、さらに、前記窒化物半導体基板(1)と前記チャネル層(3)との間に挟まれて位置するバッファ層(2)を含み、
前記エピタキシャル成長層(2,3,4)の形成工程は、
前記窒化物半導体基板(1)上にバッファ層(2)を形成する工程と、
前記バッファ層(2)上に前記チャネル層(3)を形成する工程と、
前記チャネル層(3)上に前記電子供給層(4)を形成する工程と、
を含んでおり、
前記チャネル層(3)の形成工程では、前記バッファ層(2)と前記チャネル層(3)との界面におけるドナー型不純物濃度Nd3およびアクセプタ型不純物濃度Na3が、Na3≧Nd3の関係を満たすように、前記チャネル層(3)が形成される
請求項6または請求項7に記載のヘテロ接合電界効果型トランジスタの製造方法。
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