JP2000243947A - 窒化物系化合物半導体装置 - Google Patents
窒化物系化合物半導体装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L29/2003—Nitride compounds
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
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- Led Devices (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学的・電気化学特性に優れた窒化物系化合
物半導体装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 窒化物系化合物半導体装置に含まれる半
導体層の少なくとも１層が、該層を構成する元素として
ランタノイド又はＮｂを少なくとも１つ含むことを特徴
とする窒化物系化合物半導体装置により上記課題を解決
する。
物半導体装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 窒化物系化合物半導体装置に含まれる半
導体層の少なくとも１層が、該層を構成する元素として
ランタノイド又はＮｂを少なくとも１つ含むことを特徴
とする窒化物系化合物半導体装置により上記課題を解決
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化物系化合物半
導体装置に関する。更に詳しくは、本発明は、新規窒化
物系化合物半導体材料を用いた装置に関する。
導体装置に関する。更に詳しくは、本発明は、新規窒化
物系化合物半導体材料を用いた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化物系化合物半導体材料として、いま
までのところＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの窒化物を含むＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体材料が主に用いられている。この半導
体材料は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ
（ＬＤ）、ヘテロ構造電界効果型トランジスター（ＨＦ
ＥＴ）等の半導体装置に使用されている。例えば、ＬＥ
Ｄとしては図６に示すような構造と構成材料が用いられ
ている（例えば、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ ｅｔ．ａｌ，
Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３４（１９
９５）ｐｐ．Ｌ７９７−Ｌ７９９参照）。
までのところＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの窒化物を含むＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体材料が主に用いられている。この半導
体材料は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ
（ＬＤ）、ヘテロ構造電界効果型トランジスター（ＨＦ
ＥＴ）等の半導体装置に使用されている。例えば、ＬＥ
Ｄとしては図６に示すような構造と構成材料が用いられ
ている（例えば、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ ｅｔ．ａｌ，
Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３４（１９
９５）ｐｐ．Ｌ７９７−Ｌ７９９参照）。
【０００３】図６中、１０１は（０００１）面のサファ
イア基板、１０２はＧａＮバッファ層、１０３はｎ型Ｇ
ａＮ層、１０４はｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層、１０５はｎ
型Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ層、１０６はアンドープＩｎ0.43
Ｇａ0.57Ｎ発光層、１０７はｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層、
１０８はｐ型ＧａＮ層、１０９はｎ型電極、１１０はｐ
型電極である。また、ＬＤとしては図７に示すような構
造と構成材料が用いられている（例えば、Ｓ．Ｎａｋａ
ｍｕｒａ ｅｔ．ａｌ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｖｏｌ．３５（１９９６）ｐｐ．Ｌ７４−Ｌ７６参
照）。
イア基板、１０２はＧａＮバッファ層、１０３はｎ型Ｇ
ａＮ層、１０４はｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層、１０５はｎ
型Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ層、１０６はアンドープＩｎ0.43
Ｇａ0.57Ｎ発光層、１０７はｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層、
１０８はｐ型ＧａＮ層、１０９はｎ型電極、１１０はｐ
型電極である。また、ＬＤとしては図７に示すような構
造と構成材料が用いられている（例えば、Ｓ．Ｎａｋａ
ｍｕｒａ ｅｔ．ａｌ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｖｏｌ．３５（１９９６）ｐｐ．Ｌ７４−Ｌ７６参
照）。
【０００４】図７中、２０１は（０００１）面のサファ
イア基板、２０２はＧａＮバッファ層、２０３はｎ型Ｇ
ａＮ層、２０４はｎ型Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ層、２０５はｎ
型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層、２０６はｎ型ＧａＮ層、２０
７はＩｎＧａＮ多重量子井戸活性層、２０８はｐ型Ａｌ
0.2Ｇａ0.8Ｎ層、２０９はｐ型ＧａＮ層、２１０はｐ型
Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ、２１１はｐ型ＧａＮ層、２１２は
ｐ型電極、２１３はｎ型電極である。ＨＦＥＴの場合に
は、図８に示すような構造と構成材料が用いられている
（例えば、米国特許５１９２９８７号公報参照）。
イア基板、２０２はＧａＮバッファ層、２０３はｎ型Ｇ
ａＮ層、２０４はｎ型Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ層、２０５はｎ
型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層、２０６はｎ型ＧａＮ層、２０
７はＩｎＧａＮ多重量子井戸活性層、２０８はｐ型Ａｌ
0.2Ｇａ0.8Ｎ層、２０９はｐ型ＧａＮ層、２１０はｐ型
Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ、２１１はｐ型ＧａＮ層、２１２は
ｐ型電極、２１３はｎ型電極である。ＨＦＥＴの場合に
は、図８に示すような構造と構成材料が用いられている
（例えば、米国特許５１９２９８７号公報参照）。
【０００５】図８中、３０１は絶縁性基板、３０２はＡ
ｌＮ低温成長バッファ層、３０３はＧａＮバッファ層、
３０４はＧａＮチャネル層、３０５はＡｌＧａＮドナー
層、３０６はゲート電極、３０７はソース／ドレイン電
極である。
ｌＮ低温成長バッファ層、３０３はＧａＮバッファ層、
３０４はＧａＮチャネル層、３０５はＡｌＧａＮドナー
層、３０６はゲート電極、３０７はソース／ドレイン電
極である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】いずれの半導体装置に
おいても、ＧａＮ、ＩｎＮ及びＡｌＮの３種の半導体材
料が基本的な構成材料となっている。このような従来の
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料（ＡｌＧａＩｎ
Ｎ）のバンドギャップと格子定数は、図９に示すような
ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの３点で囲まれた斜線部分のみ
しか取ることができない。より現実的には、各点を結ぶ
線は、直線ではなく下にわん曲した曲線になるため、Ｇ
ａＮと、ＧａＮに格子整合したＡｌＩｎＮとのバンドギ
ャップ差は、ほとんどゼロになることが知られている
（Ｓ．Ｓｔｒｉｔｅ ｅｔ．ａｌ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃ
ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１０（１９９２）ｐ１２３７参
照）。
おいても、ＧａＮ、ＩｎＮ及びＡｌＮの３種の半導体材
料が基本的な構成材料となっている。このような従来の
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料（ＡｌＧａＩｎ
Ｎ）のバンドギャップと格子定数は、図９に示すような
ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの３点で囲まれた斜線部分のみ
しか取ることができない。より現実的には、各点を結ぶ
線は、直線ではなく下にわん曲した曲線になるため、Ｇ
ａＮと、ＧａＮに格子整合したＡｌＩｎＮとのバンドギ
ャップ差は、ほとんどゼロになることが知られている
（Ｓ．Ｓｔｒｉｔｅ ｅｔ．ａｌ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃ
ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１０（１９９２）ｐ１２３７参
照）。
【０００７】ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの半導体材料を基
本構成材料として用いた場合、バンドギャップ差を大き
くするためには格子不整合系を採用する必要があるが、
格子不整合系では結晶性が劣化するという問題が生じ
る。一方、ＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮの半導体材料を基
本構成材料として用いて格子整合させた半導体装置の場
合、バンドギャップの差を大きく採ることができない。
そのため、キャリアの閉じ込めを大きくしたり、効果的
に２次元電子ガスを形成すること困難となる。以上の問
題点を鑑み、本発明は、バンドギャップ差の大きい窒化
物系化合物半導体材料を見い出し、かつその材料を格子
整合させることにより、光学的・電気的特性に優れた窒
化物系化合物半導体装置を得ることを目的としている。
本構成材料として用いた場合、バンドギャップ差を大き
くするためには格子不整合系を採用する必要があるが、
格子不整合系では結晶性が劣化するという問題が生じ
る。一方、ＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮの半導体材料を基
本構成材料として用いて格子整合させた半導体装置の場
合、バンドギャップの差を大きく採ることができない。
そのため、キャリアの閉じ込めを大きくしたり、効果的
に２次元電子ガスを形成すること困難となる。以上の問
題点を鑑み、本発明は、バンドギャップ差の大きい窒化
物系化合物半導体材料を見い出し、かつその材料を格子
整合させることにより、光学的・電気的特性に優れた窒
化物系化合物半導体装置を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、窒化物系化合物半導体装置に含まれる半導体層の少
なくとも１層が、該層を構成する元素としてランタノイ
ド又はＮｂを少なくとも１つ含むことを特徴とする窒化
物系化合物半導体装置が提供される。
ば、窒化物系化合物半導体装置に含まれる半導体層の少
なくとも１層が、該層を構成する元素としてランタノイ
ド又はＮｂを少なくとも１つ含むことを特徴とする窒化
物系化合物半導体装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の発明者等は、上記の問題
を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、以下に記載
する事項が有効であることを見い出した。窒化物系化合
物半導体装置に含まれる半導体層（以下、窒化物系化合
物半導体層ともいう）を構成する元素としてランタノイ
ド（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕ）又
はＮｂを少なくとも１つ含むことによって、半導体層を
構成する元素から規定される格子定数とバンドギャップ
の関係を更に広げることができる。例えば、半導体層が
ＡｌＧａＩｎＮ系の材料からなる場合、ランタノイド又
はＮｂを含ませることにより、図９の斜線領域を更に広
げることができる。つまり、格子整合系でも大きなバン
ド不連続を有する材料の組み合わせを多数得ることがで
きる。
を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、以下に記載
する事項が有効であることを見い出した。窒化物系化合
物半導体装置に含まれる半導体層（以下、窒化物系化合
物半導体層ともいう）を構成する元素としてランタノイ
ド（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕ）又
はＮｂを少なくとも１つ含むことによって、半導体層を
構成する元素から規定される格子定数とバンドギャップ
の関係を更に広げることができる。例えば、半導体層が
ＡｌＧａＩｎＮ系の材料からなる場合、ランタノイド又
はＮｂを含ませることにより、図９の斜線領域を更に広
げることができる。つまり、格子整合系でも大きなバン
ド不連続を有する材料の組み合わせを多数得ることがで
きる。
【００１０】図１０は窒化物系化合物半導体層を構成す
る金属窒化物のイオン半径とａ軸格子定数の関係を示す
図である。ランタノイドの少なくとも１つを添加するこ
とによって、Ａｌ−Ｇａ−Ｉｎラインの延長から、格子
定数をＡｌＮの３．０８Åから３．８０Å程度まで変化
させることが可能となる。
る金属窒化物のイオン半径とａ軸格子定数の関係を示す
図である。ランタノイドの少なくとも１つを添加するこ
とによって、Ａｌ−Ｇａ−Ｉｎラインの延長から、格子
定数をＡｌＮの３．０８Åから３．８０Å程度まで変化
させることが可能となる。
【００１１】また、六方晶系のＮｂＮは、格子定数が
２．９７Åで、バンドギャップが０ｅＶである。以上か
ら、ランタノイド又はＮｂを添加することで、格子定数
を、２．９７Åから３．８０Å程度まで変化させること
が可能となる。また、バンドギャップも６．２ｅＶから
０ｅＶまで変化させることが可能となる。
２．９７Åで、バンドギャップが０ｅＶである。以上か
ら、ランタノイド又はＮｂを添加することで、格子定数
を、２．９７Åから３．８０Å程度まで変化させること
が可能となる。また、バンドギャップも６．２ｅＶから
０ｅＶまで変化させることが可能となる。
【００１２】上記ランタノイドの中でも、安定な３価イ
オンの状態を有するＧｄ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏが特
に好ましい。これは、３価のイオンが、ＩＩＩ族原子
（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）のサイトを安定して置換するた
め、不純物としてではなく、半導体層を構成する元素と
して取り込まれるためである。ここで、具体的なランタ
ノイド又はＮｂを含む窒化物系化合物半導体材料として
は、ＸＮ、ＡｌＸＮ、ＧａＸＮ、ＩｎＸＮ、ＡｌＧａＸ
Ｎ、ＧａＩｎＸＮ、ＡｌＩｎＸＮ、ＡｌＧａＩｎＸＮ
（式中、Ｘはランタノイド又はＮｂ）が挙げられる。な
お、窒素以外の構成元素の含有割合の合計（すなわち、
ＩＩＩ族原子と、ランタノイド又はＮｂの含有割合の合
計）は１となるように設定されており、それらの具体的
な含有割合は、所望する性質を実現するよう規定され
る。
オンの状態を有するＧｄ、Ｅｒ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏが特
に好ましい。これは、３価のイオンが、ＩＩＩ族原子
（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）のサイトを安定して置換するた
め、不純物としてではなく、半導体層を構成する元素と
して取り込まれるためである。ここで、具体的なランタ
ノイド又はＮｂを含む窒化物系化合物半導体材料として
は、ＸＮ、ＡｌＸＮ、ＧａＸＮ、ＩｎＸＮ、ＡｌＧａＸ
Ｎ、ＧａＩｎＸＮ、ＡｌＩｎＸＮ、ＡｌＧａＩｎＸＮ
（式中、Ｘはランタノイド又はＮｂ）が挙げられる。な
お、窒素以外の構成元素の含有割合の合計（すなわち、
ＩＩＩ族原子と、ランタノイド又はＮｂの含有割合の合
計）は１となるように設定されており、それらの具体的
な含有割合は、所望する性質を実現するよう規定され
る。
【００１３】本発明の窒化物系化合物半導体装置として
は、特に限定されることはないが、例えば、ＬＥＤ、Ｌ
Ｄ等の発光型の半導体装置、ＨＢＴ、ＨＦＥＴ、ＭＢＴ
等のトランジスタが挙げられる。まず、発光型の半導体
装置は、例えば、基板、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半
導体層及び、ｎ型半導体層とｐ型半導体層のそれぞれに
電圧を印加するための電極とからなる。ここで、ｎ型半
導体層、発光層及びｐ型半導体層の少なくとも１層が、
ランタノイド又はＮｂを含む窒化物系化合物半導体層か
らなる。このように窒化物系化合物半導体層を用いれ
ば、大きなバンドギャップ差により、キャリアの閉じ込
め効果が増大し、より効率よく発光させることが可能と
なる。なお、前記構成以外にも、所望に応じて、バッフ
ァ層、バリア層等の一般に発光型の半導体装置に使用さ
れる層を設けてもよい。
は、特に限定されることはないが、例えば、ＬＥＤ、Ｌ
Ｄ等の発光型の半導体装置、ＨＢＴ、ＨＦＥＴ、ＭＢＴ
等のトランジスタが挙げられる。まず、発光型の半導体
装置は、例えば、基板、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半
導体層及び、ｎ型半導体層とｐ型半導体層のそれぞれに
電圧を印加するための電極とからなる。ここで、ｎ型半
導体層、発光層及びｐ型半導体層の少なくとも１層が、
ランタノイド又はＮｂを含む窒化物系化合物半導体層か
らなる。このように窒化物系化合物半導体層を用いれ
ば、大きなバンドギャップ差により、キャリアの閉じ込
め効果が増大し、より効率よく発光させることが可能と
なる。なお、前記構成以外にも、所望に応じて、バッフ
ァ層、バリア層等の一般に発光型の半導体装置に使用さ
れる層を設けてもよい。
【００１４】次に、ＨＢＴは、例えば、基板、コレクタ
層、ベース層、エミッタ層及び、コレクタ層とベース層
とエミッタ層のそれぞれに電圧を印加するための電極と
からなる。ここで、コレクタ層、ベース層及びエミッタ
層の少なくとも１層が、ランタノイド又はＮｂを含む窒
化物系化合物半導体層からなる。このように窒化物系化
合物半導体層を用いれば、大きなバンドギャップ差のた
め電流増幅率を著しく大きくすることができる。なお、
前記構成以外にも、所望に応じて、バッファ層、コンタ
クト層等の一般にＨＢＴに使用される層を設けてもよ
い。また、ＨＢＴはダブルヘテロ接合構造を有していて
もよい。
層、ベース層、エミッタ層及び、コレクタ層とベース層
とエミッタ層のそれぞれに電圧を印加するための電極と
からなる。ここで、コレクタ層、ベース層及びエミッタ
層の少なくとも１層が、ランタノイド又はＮｂを含む窒
化物系化合物半導体層からなる。このように窒化物系化
合物半導体層を用いれば、大きなバンドギャップ差のた
め電流増幅率を著しく大きくすることができる。なお、
前記構成以外にも、所望に応じて、バッファ層、コンタ
クト層等の一般にＨＢＴに使用される層を設けてもよ
い。また、ＨＢＴはダブルヘテロ接合構造を有していて
もよい。
【００１５】次いで、ＨＦＥＴは、例えば、基板、チャ
ネル層、ゲート電極及びソース/ドレイン電極とからな
る。ここで、チャネル層が、ランタノイド又はＮｂを含
む窒化物系化合物半導体層からなる。このように窒化物
系化合物半導体層を用いれば、従来のＨＦＥＴでは得ら
れなかった高い電子移動度が得られるようになる。更に
ランタノイド及びＮｂは比較的高い融点を有するので、
半導体層の温度に対する特性の変化がより小さくなり、
温度に対してより安定な半導体装置を得ることができ
る。また、チャネル層を、ランタノイド又はＮｂを含む
窒化物系化合物半導体層と、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なく
とも１つを含む窒化物層との多層構造とすることによ
り、格子不整合による歪の影響を緩和することが可能と
なり、組成制御に対する許容範囲を広げることができ
る。
ネル層、ゲート電極及びソース/ドレイン電極とからな
る。ここで、チャネル層が、ランタノイド又はＮｂを含
む窒化物系化合物半導体層からなる。このように窒化物
系化合物半導体層を用いれば、従来のＨＦＥＴでは得ら
れなかった高い電子移動度が得られるようになる。更に
ランタノイド及びＮｂは比較的高い融点を有するので、
半導体層の温度に対する特性の変化がより小さくなり、
温度に対してより安定な半導体装置を得ることができ
る。また、チャネル層を、ランタノイド又はＮｂを含む
窒化物系化合物半導体層と、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なく
とも１つを含む窒化物層との多層構造とすることによ
り、格子不整合による歪の影響を緩和することが可能と
なり、組成制御に対する許容範囲を広げることができ
る。
【００１６】更に、チャネル層を、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの
少なくとも１つを含む窒化物層と、金属窒化物層との多
層構造としてもよい。ここで、金属窒化物層は、ランタ
ノイド又はＮｂを含むことが好ましく、前記窒化物系化
合物半導体材料からなることが好ましい。これは、窒素
と結合する場合、すべてのランタノイド及びアクチノイ
ドが、必ず３価の状態に有るためである。この多層構造
を採用することにより、金属窒化物層を流れる電子は、
ランタノイド又はＮｂを含む窒化物系化合物半導体層の
単一層を流れる場合よりも合金散乱が減少するので、よ
り大きな移動度を得ることが可能となる。
少なくとも１つを含む窒化物層と、金属窒化物層との多
層構造としてもよい。ここで、金属窒化物層は、ランタ
ノイド又はＮｂを含むことが好ましく、前記窒化物系化
合物半導体材料からなることが好ましい。これは、窒素
と結合する場合、すべてのランタノイド及びアクチノイ
ドが、必ず３価の状態に有るためである。この多層構造
を採用することにより、金属窒化物層を流れる電子は、
ランタノイド又はＮｂを含む窒化物系化合物半導体層の
単一層を流れる場合よりも合金散乱が減少するので、よ
り大きな移動度を得ることが可能となる。
【００１７】ＭＢＴは、例えば、基板、コレクタ層、ベ
ース層、エミッタ層及び、コレクタ層とベース層とエミ
ッタ層のそれぞれに電圧を印加するための電極とからな
る。ここで、ベース層にＮｂを添加した場合、バンドギ
ャップを０ｅＶに設定することが可能となる。そのた
め、従来の半導体材料では実現の困難であったＭＢＴを
得ることができる。なお、上記種々の半導体装置の構成
要素としての基板は、特に限定されず、それぞれの半導
体装置において公知の基板を使用することができる。例
えば、サファイア基板、シリコン基板、ＳｉＣ基板、Ｇ
ａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＺｎＯ基板等が挙げられる。
ース層、エミッタ層及び、コレクタ層とベース層とエミ
ッタ層のそれぞれに電圧を印加するための電極とからな
る。ここで、ベース層にＮｂを添加した場合、バンドギ
ャップを０ｅＶに設定することが可能となる。そのた
め、従来の半導体材料では実現の困難であったＭＢＴを
得ることができる。なお、上記種々の半導体装置の構成
要素としての基板は、特に限定されず、それぞれの半導
体装置において公知の基板を使用することができる。例
えば、サファイア基板、シリコン基板、ＳｉＣ基板、Ｇ
ａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＺｎＯ基板等が挙げられる。
【００１８】上記半導体層を形成するための結晶成長方
法としては、有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ
ａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ−
ＭＯＶＰＥ法）、分子線エピタキシー法（Ｍｏｌｅｃｕ
ｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ−ＭＢＥ法）等が挙
げられる。各種電極の形成方法は、特に限定されること
はなく、例えば、蒸着法、スパッタ法等が挙げられる。
法としては、有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇ
ａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ−
ＭＯＶＰＥ法）、分子線エピタキシー法（Ｍｏｌｅｃｕ
ｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ−ＭＢＥ法）等が挙
げられる。各種電極の形成方法は、特に限定されること
はなく、例えば、蒸着法、スパッタ法等が挙げられる。
【００１９】
【実施例】次に本発明の具体的形態を実施例により説明
するが、これらの実施例により本発明は何ら制限を受け
るものでない。 （実施例１）図１は、実施例１のダブルヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタ（ＤＨＢＴ）の概略断面図である。
図１中、１１は（０００１）面のサファイア基板、１２
は低温成長ＡｌＮバッファ層（膜厚２０ｎｍ）、１３は
ｎ型ＧａＮコンタクト層（キャリア濃度５×１０19ｃｍ
-3、膜厚０．５μｍ）、１４はｎ型ＧａＮコレクタ層
（キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3、膜厚０．２μｍ）、
１５はｐ型Ｇａ0.8Ｇｄ0 .2Ｎベース層（キャリア濃度５
×１０18ｃｍ-3、膜厚０．１μｍ）、１６はｎ型Ａｌ
0.2Ｇａ0.8Ｎエミッタ層（キャリア濃度５×１０16ｃｍ
-3、膜厚１０ｎｍ）、１７はｎ型ＧａＮコンタクト層
（キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3、膜厚３０ｎｍ）、１
８はＴｉ／Ａｌコレクタ電極、１９はＰｄベース電極、
２０はＴｉ／Ａｌエミッタ電極である。上記各層の形成
は、ＭＢＥ法を用いた。得られたＤＨＢＴは、電流増幅
率βが２００、最大発振周波数が１０ＧＨｚであった。
するが、これらの実施例により本発明は何ら制限を受け
るものでない。 （実施例１）図１は、実施例１のダブルヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタ（ＤＨＢＴ）の概略断面図である。
図１中、１１は（０００１）面のサファイア基板、１２
は低温成長ＡｌＮバッファ層（膜厚２０ｎｍ）、１３は
ｎ型ＧａＮコンタクト層（キャリア濃度５×１０19ｃｍ
-3、膜厚０．５μｍ）、１４はｎ型ＧａＮコレクタ層
（キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3、膜厚０．２μｍ）、
１５はｐ型Ｇａ0.8Ｇｄ0 .2Ｎベース層（キャリア濃度５
×１０18ｃｍ-3、膜厚０．１μｍ）、１６はｎ型Ａｌ
0.2Ｇａ0.8Ｎエミッタ層（キャリア濃度５×１０16ｃｍ
-3、膜厚１０ｎｍ）、１７はｎ型ＧａＮコンタクト層
（キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3、膜厚３０ｎｍ）、１
８はＴｉ／Ａｌコレクタ電極、１９はＰｄベース電極、
２０はＴｉ／Ａｌエミッタ電極である。上記各層の形成
は、ＭＢＥ法を用いた。得られたＤＨＢＴは、電流増幅
率βが２００、最大発振周波数が１０ＧＨｚであった。
【００２０】（実施例２）図２は、実施例２の窒化物系
ＬＥＤの概略断面図である。図２中、２１は（０００
１）面のサファイア基板、２２はＧａＮバッファ層、２
３はｎ型ＧａＮ層、２４はｎ型Ａｌ0.4Ｇｄ0.6Ｎ層、２
５はアンドープＥｒ0.05Ｇａ0.95Ｎ発光層、２６はｐ型
Ａｌ0.4Ｇｄ0.6Ｎ層、２７はｐ型ＧａＮ層、２８はｎ型
電極、２９はｐ型電極である。上記各層の形成は、ＭＢ
Ｅ法を用いた。従来のＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ系のＬＥ
Ｄに比べ、格子整合系でバンドギャップ差を大きくする
ことが可能となり、同一波長（４５０ｎｍ）及び同一駆
動電流（１０ｍＡ）で、従来のＬＥＤより１０倍程度強
い発光強度が得られた。
ＬＥＤの概略断面図である。図２中、２１は（０００
１）面のサファイア基板、２２はＧａＮバッファ層、２
３はｎ型ＧａＮ層、２４はｎ型Ａｌ0.4Ｇｄ0.6Ｎ層、２
５はアンドープＥｒ0.05Ｇａ0.95Ｎ発光層、２６はｐ型
Ａｌ0.4Ｇｄ0.6Ｎ層、２７はｐ型ＧａＮ層、２８はｎ型
電極、２９はｐ型電極である。上記各層の形成は、ＭＢ
Ｅ法を用いた。従来のＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ系のＬＥ
Ｄに比べ、格子整合系でバンドギャップ差を大きくする
ことが可能となり、同一波長（４５０ｎｍ）及び同一駆
動電流（１０ｍＡ）で、従来のＬＥＤより１０倍程度強
い発光強度が得られた。
【００２１】（実施例３）図３は、実施例３の窒化物系
ＬＤの概略断面図である。図３中、３１は（０００１）
面のサファイア基板、３２はＧａＮバッファ層、３３は
ｎ型ＧａＮ層、３４はｎ型Ａｌ0.4Ｈｏ0.6Ｎ層、３５は
アンドープＮｂ0.01Ｇａ0.99Ｎ発光層、３６はｐ型Ａｌ
0.4Ｈｏ0.6Ｎ層、３７はｐ型ＧａＮ層、３８はｎ型電
極、３９はｐ型電極である。上記各層の形成は、ＭＢＥ
法を用いた。従来のＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ系のＬＤに
比べ、格子整合系でバンドギャップ差を大きくすること
が可能となり、同一発振波長（４８０ｎｍ）における発
振しきい値電流を従来のＬＤの１／５とすることができ
た。
ＬＤの概略断面図である。図３中、３１は（０００１）
面のサファイア基板、３２はＧａＮバッファ層、３３は
ｎ型ＧａＮ層、３４はｎ型Ａｌ0.4Ｈｏ0.6Ｎ層、３５は
アンドープＮｂ0.01Ｇａ0.99Ｎ発光層、３６はｐ型Ａｌ
0.4Ｈｏ0.6Ｎ層、３７はｐ型ＧａＮ層、３８はｎ型電
極、３９はｐ型電極である。上記各層の形成は、ＭＢＥ
法を用いた。従来のＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ系のＬＤに
比べ、格子整合系でバンドギャップ差を大きくすること
が可能となり、同一発振波長（４８０ｎｍ）における発
振しきい値電流を従来のＬＤの１／５とすることができ
た。
【００２２】（実施例４）図４は、実施例４の窒化物系
金属ベーストランジスタ（ＭＢＴ）の概略断面図であ
る。図４中、４１は（０００１）面のサファイア基板、
４２は低温成長ＡｌＮバッファ層（膜厚２０ｎｍ）、４
３はｎ型ＧａＮコンタクト層（キャリア濃度５×１０19
ｃｍ-3、膜厚０．５μｍ）、４４はｎ型ＧａＮコレクタ
層（キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3、膜厚０．２μ
ｍ）、４５はｐ型ＮｂＮベース層（膜厚０．１μｍ）、
４６はｎ型ＧａＮエミッタ層（キャリア濃度５×１０
1 6ｃｍ-3、膜厚１０ｎｍ）、４７はｎ型ＧａＮコンタ
クト層（キャリア濃度２×１０18ｃｍ -3、膜厚３０ｎ
ｍ）、４８はＴｉ／Ａｌコレクタ電極、４９はＰｄベー
ス電極、５０はＴｉ／Ａｌエミッタ電極である。上記各
層の形成は、ＭＢＥ法を用いた。得られたＭＢＴは、電
流増幅率βが７０、最大発振周波数が１００ＭＨｚであ
った。
金属ベーストランジスタ（ＭＢＴ）の概略断面図であ
る。図４中、４１は（０００１）面のサファイア基板、
４２は低温成長ＡｌＮバッファ層（膜厚２０ｎｍ）、４
３はｎ型ＧａＮコンタクト層（キャリア濃度５×１０19
ｃｍ-3、膜厚０．５μｍ）、４４はｎ型ＧａＮコレクタ
層（キャリア濃度５×１０18ｃｍ-3、膜厚０．２μ
ｍ）、４５はｐ型ＮｂＮベース層（膜厚０．１μｍ）、
４６はｎ型ＧａＮエミッタ層（キャリア濃度５×１０
1 6ｃｍ-3、膜厚１０ｎｍ）、４７はｎ型ＧａＮコンタ
クト層（キャリア濃度２×１０18ｃｍ -3、膜厚３０ｎ
ｍ）、４８はＴｉ／Ａｌコレクタ電極、４９はＰｄベー
ス電極、５０はＴｉ／Ａｌエミッタ電極である。上記各
層の形成は、ＭＢＥ法を用いた。得られたＭＢＴは、電
流増幅率βが７０、最大発振周波数が１００ＭＨｚであ
った。
【００２３】（実施例５）図５は、実施例５の窒化物系
ヘテロ構造電界効果型トランジスター（ＨＦＥＴ）の概
略断面図である。図５中、５１は（０００１）面のサフ
ァイア基板、５２は低温成長ＧａＮバッファ層（膜厚２
０ｎｍ）、５３はアンドープＧａＮバッファ層（キャリ
ア濃度５×１０16ｃｍ-3、膜厚２μｍ）、５４はＴｂ
0.2Ｇａ0.8Ｎチャネル層（キャリア濃度４×１０17ｃｍ
-3、膜厚１０ｎｍ）、５５はアンドープＧａＮスペーサ
ー層（キャリア濃度５×１０16ｃｍ-3、膜厚１０ｎ
ｍ）、５６はｎ型ＧａＮドナー層（キャリア濃度２×１
０18ｃｍ-3、膜厚３０ｎｍ）、５７はＰｔ／Ａｕゲート
電極、５８はＴｉ／Ａｌソース／ドレイン電極である。
上記各層の形成は、ＲＦ−ＭＢＥ法を用いた。ＲＦ−Ｍ
ＢＥ法は、以下の手順で行った。
ヘテロ構造電界効果型トランジスター（ＨＦＥＴ）の概
略断面図である。図５中、５１は（０００１）面のサフ
ァイア基板、５２は低温成長ＧａＮバッファ層（膜厚２
０ｎｍ）、５３はアンドープＧａＮバッファ層（キャリ
ア濃度５×１０16ｃｍ-3、膜厚２μｍ）、５４はＴｂ
0.2Ｇａ0.8Ｎチャネル層（キャリア濃度４×１０17ｃｍ
-3、膜厚１０ｎｍ）、５５はアンドープＧａＮスペーサ
ー層（キャリア濃度５×１０16ｃｍ-3、膜厚１０ｎ
ｍ）、５６はｎ型ＧａＮドナー層（キャリア濃度２×１
０18ｃｍ-3、膜厚３０ｎｍ）、５７はＰｔ／Ａｕゲート
電極、５８はＴｉ／Ａｌソース／ドレイン電極である。
上記各層の形成は、ＲＦ−ＭＢＥ法を用いた。ＲＦ−Ｍ
ＢＥ法は、以下の手順で行った。
【００２４】まず始めに、真空中で基板温度８００℃に
て基板５１のクリーニングを１０分間行った。次に、基
板温度を５５０℃に設定し、基板上に形成される各層の
結晶成長をよくするために、窒素ラジカルを基板５１に
照射し表面の窒化を行った。その後、低温成長バッファ
層５２を成長させた。次に、窒素ラジカルを照射しなが
ら基板温度を７５０℃まで上昇させ、バッファ層５３、
チャネル層５４、スペーサー層５５及びドナー層５６を
順次成長させた。なお、同一の層構造を用いてホール測
定を行った結果、室温における移動度は８８０ｃｍ2／
Ｖｓであり、７７Ｋにおける移動度は１２５０ｃｍ2／
Ｖｓであった。
て基板５１のクリーニングを１０分間行った。次に、基
板温度を５５０℃に設定し、基板上に形成される各層の
結晶成長をよくするために、窒素ラジカルを基板５１に
照射し表面の窒化を行った。その後、低温成長バッファ
層５２を成長させた。次に、窒素ラジカルを照射しなが
ら基板温度を７５０℃まで上昇させ、バッファ層５３、
チャネル層５４、スペーサー層５５及びドナー層５６を
順次成長させた。なお、同一の層構造を用いてホール測
定を行った結果、室温における移動度は８８０ｃｍ2／
Ｖｓであり、７７Ｋにおける移動度は１２５０ｃｍ2／
Ｖｓであった。
【００２５】長さ１μｍのゲート電極５７、間隔が５μ
ｍのソース／ドレイン電極５８を形成することによりＨ
ＦＥＴを完成させた。得られたＨＦＥＴの特性を評価し
た結果、室温において、最大発振周波数ｆma x＝１９Ｇ
Ｈｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１５５ｍＳ／ｍ
ｍ、温度２５０℃においてｇm＝１１０ｍＳ／ｍｍであ
った。一方、同一構造でチャネル層をＧａＮチャネル層
とした場合には、室温において、最大発振周波数ｆmax
＝１５ＧＨｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１２０ｍ
Ｓ／ｍｍ、温度２００℃においてｇm＝８０ｍＳ／ｍｍ
であった。このことから、チャネル層にＴｂを含有させ
ることによる効果が確認できた。
ｍのソース／ドレイン電極５８を形成することによりＨ
ＦＥＴを完成させた。得られたＨＦＥＴの特性を評価し
た結果、室温において、最大発振周波数ｆma x＝１９Ｇ
Ｈｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１５５ｍＳ／ｍ
ｍ、温度２５０℃においてｇm＝１１０ｍＳ／ｍｍであ
った。一方、同一構造でチャネル層をＧａＮチャネル層
とした場合には、室温において、最大発振周波数ｆmax
＝１５ＧＨｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１２０ｍ
Ｓ／ｍｍ、温度２００℃においてｇm＝８０ｍＳ／ｍｍ
であった。このことから、チャネル層にＴｂを含有させ
ることによる効果が確認できた。
【００２６】（実施例６）ＴｂＧａＮチャネル層５４を
Ａｌ0.2Ｇａ0.7Ｉｎ0.1Ｎ／Ｇｄ0.1Ｇａ0.9Ｎチャネル
層（膜厚１０／１０ｎｍ、２０周期）６４にかえること
以外は、実施例５と同様にして、図５と同じ概略断面形
状を有するＨＦＥＴを形成した。同一の層構造を用いて
ホール測定を行った結果、室温における移動度は８８０
ｃｍ2／Ｖｓであり、７７Ｋにおける移動度は１０００
ｃｍ2／Ｖｓであった。得られたＨＦＥＴの特性を評価
した結果、室温において、最大発振周波数ｆma x＝１７
ＧＨｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１５０ｍＳ／ｍ
ｍ、温度２５０℃においてｇm＝１００ｍＳ／ｍｍであ
った。
Ａｌ0.2Ｇａ0.7Ｉｎ0.1Ｎ／Ｇｄ0.1Ｇａ0.9Ｎチャネル
層（膜厚１０／１０ｎｍ、２０周期）６４にかえること
以外は、実施例５と同様にして、図５と同じ概略断面形
状を有するＨＦＥＴを形成した。同一の層構造を用いて
ホール測定を行った結果、室温における移動度は８８０
ｃｍ2／Ｖｓであり、７７Ｋにおける移動度は１０００
ｃｍ2／Ｖｓであった。得られたＨＦＥＴの特性を評価
した結果、室温において、最大発振周波数ｆma x＝１７
ＧＨｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１５０ｍＳ／ｍ
ｍ、温度２５０℃においてｇm＝１００ｍＳ／ｍｍであ
った。
【００２７】（実施例７）サファイア基板５１をＺｎＯ
基板７１に、ＴｂＧａＮチャネル層５４をＡｌ0. 5Ｇａ
0.5Ｎ／ＨｏＮチャネル層（膜厚１０／１０ｎｍ、２０
周期）７４にかえること以外は、実施例５と同様にし
て、図５と同じ概略断面形状を有するＨＦＥＴを形成し
た。同一の層構造を用いてホール測定を行った結果、室
温における移動度は９００ｃｍ2／Ｖｓであり、７７Ｋ
における移動度は１３００ｃｍ2／Ｖｓであった。得ら
れたＨＦＥＴの特性を評価した結果、室温において、最
大発振周波数ｆma x＝２２ＧＨｚ、トランスコンダクタ
ンスｇm＝１６０ｍＳ／ｍｍ、温度２５０℃においてｇm
＝１２０ｍＳ／ｍｍであった。
基板７１に、ＴｂＧａＮチャネル層５４をＡｌ0. 5Ｇａ
0.5Ｎ／ＨｏＮチャネル層（膜厚１０／１０ｎｍ、２０
周期）７４にかえること以外は、実施例５と同様にし
て、図５と同じ概略断面形状を有するＨＦＥＴを形成し
た。同一の層構造を用いてホール測定を行った結果、室
温における移動度は９００ｃｍ2／Ｖｓであり、７７Ｋ
における移動度は１３００ｃｍ2／Ｖｓであった。得ら
れたＨＦＥＴの特性を評価した結果、室温において、最
大発振周波数ｆma x＝２２ＧＨｚ、トランスコンダクタ
ンスｇm＝１６０ｍＳ／ｍｍ、温度２５０℃においてｇm
＝１２０ｍＳ／ｍｍであった。
【００２８】（実施例８）ＴｂＧａＮチャネル層５４を
ＥｒＮチャネル層（膜厚１０ｎｍ）８４にかえること以
外は、実施例５と同様にして、図５と同じ概略断面形状
を有するＨＦＥＴを形成した。同一の層構造を用いてホ
ール測定を行った結果、室温における移動度は６５０ｃ
ｍ2／Ｖｓであり、７７Ｋにおける移動度は８５０ｃｍ2
／Ｖｓであった。得られたＨＦＥＴの特性を評価した結
果、室温において、最大発振周波数ｆma x＝１５ＧＨ
ｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１０５ｍＳ／ｍｍ、
温度２５０℃においてｇm＝８０ｍＳ／ｍｍであった。
ＥｒＮチャネル層（膜厚１０ｎｍ）８４にかえること以
外は、実施例５と同様にして、図５と同じ概略断面形状
を有するＨＦＥＴを形成した。同一の層構造を用いてホ
ール測定を行った結果、室温における移動度は６５０ｃ
ｍ2／Ｖｓであり、７７Ｋにおける移動度は８５０ｃｍ2
／Ｖｓであった。得られたＨＦＥＴの特性を評価した結
果、室温において、最大発振周波数ｆma x＝１５ＧＨ
ｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１０５ｍＳ／ｍｍ、
温度２５０℃においてｇm＝８０ｍＳ／ｍｍであった。
【００２９】（実施例９）サファイア基板５１をＳｉＣ
基板９１に、ＴｂＧａＮチャネル層５４をＮｂ0. 1Ｇａ
0.9Ｎチャネル層（膜厚１０ｎｍ）９４にかえること以
外は、実施例５と同様にして、図５と同じ概略断面形状
を有するＨＦＥＴを形成した。同一の層構造を用いてホ
ール測定を行った結果、室温における移動度は９５０ｃ
ｍ2／Ｖｓであり、７７Ｋにおける移動度は１４００ｃ
ｍ2／Ｖｓであった。得られたＨＦＥＴの特性を評価し
た結果、室温において、最大発振周波数ｆma x＝２５Ｇ
Ｈｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１７０ｍＳ／ｍ
ｍ、温度２５０℃においてｇm＝１３０ｍＳ／ｍｍであ
った。
基板９１に、ＴｂＧａＮチャネル層５４をＮｂ0. 1Ｇａ
0.9Ｎチャネル層（膜厚１０ｎｍ）９４にかえること以
外は、実施例５と同様にして、図５と同じ概略断面形状
を有するＨＦＥＴを形成した。同一の層構造を用いてホ
ール測定を行った結果、室温における移動度は９５０ｃ
ｍ2／Ｖｓであり、７７Ｋにおける移動度は１４００ｃ
ｍ2／Ｖｓであった。得られたＨＦＥＴの特性を評価し
た結果、室温において、最大発振周波数ｆma x＝２５Ｇ
Ｈｚ、トランスコンダクタンスｇm＝１７０ｍＳ／ｍ
ｍ、温度２５０℃においてｇm＝１３０ｍＳ／ｍｍであ
った。
【００３０】
【発明の効果】本発明において見い出した窒化物系化合
物半導体材料を用いることによって、格子整合系で大き
なバンドギャップを有するヘテロ接合が形成可能とな
り、この材料を半導体装置に使用することによって、光
学的・電気的特性を飛躍的に向上させることができる。
物半導体材料を用いることによって、格子整合系で大き
なバンドギャップを有するヘテロ接合が形成可能とな
り、この材料を半導体装置に使用することによって、光
学的・電気的特性を飛躍的に向上させることができる。
【図１】実施例１のＤＨＢＴの概略断面図である。
【図２】実施例２のＬＥＤの概略断面図である。
【図３】実施例３のＬＤの概略断面図である。
【図４】実施例４のＨＦＥＴの概略断面図である。
【図５】実施例５〜９のＨＦＥＴの概略断面図である。
【図６】従来のＬＥＤの概略断面図である。
【図７】従来のＬＤの概略断面図である。
【図８】従来のＨＦＥＴの概略断面図である。
【図９】ＡｌＧａＩｎＮ系窒化物半導体の格子定数とバ
ンドギャップの関係を示す図である。
ンドギャップの関係を示す図である。
【図１０】Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎとランタノイドとのイオン
半径と窒化物の格子定数の関係を示す図である。
半径と窒化物の格子定数の関係を示す図である。
１１、２１、３１、４１、５１、７１、９１、１０１、
２０１、３０１ 基板 １２、２２、３２、４２、５２、５３、１０２、２０
２、３０２、３０３ バッファ層 １３、１７、４３、４７、３０５ コンタクト層 １４、４４ コレクタ層 １５、４５ ベース層 １６、４６ エミッタ層 １８、４８ コレクタ電極 １９、４９ ベース電極 ２０、５０ エミッタ電極 ２３、３３、１０３、２０３、２０６ ｎ型ＧａＮ層 ２４ ｎ型Ａｌ0.4Ｇｄ0.6Ｎ層 ２５、３５、１０６ 発光層 ２６ ｐ型Ａｌ0.4Ｇｄ0.6Ｎ層 ２７、３７、１０８、２０９、２１１ ｐ型ＧａＮ層 ２８、３８、１０９、２１３ ｎ型電極 ２９、３９、１１０、２１２ ｐ型電極 ３４ ｎ型Ａｌ0.4Ｈｏ0.6Ｎ層 ３６ ｐ型Ａｌ0.4Ｈｏ0.6Ｎ層 ５４、６４、７４、８４、９４、３０４ チャネル層 ５５ スペーサー層 ５６、３０５ ドナー層 ５７、３０６ ゲート電極 ５８、３０７ ソース／ドレイン電極 １０４ ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層 １０５ ｎ型Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ層 １０７ ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層 ２０４ ｎ型Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ層 ２０５ ｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層 ２０７ 多重量子井戸活性層 ２０８ ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層 ２１０ ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層
２０１、３０１ 基板 １２、２２、３２、４２、５２、５３、１０２、２０
２、３０２、３０３ バッファ層 １３、１７、４３、４７、３０５ コンタクト層 １４、４４ コレクタ層 １５、４５ ベース層 １６、４６ エミッタ層 １８、４８ コレクタ電極 １９、４９ ベース電極 ２０、５０ エミッタ電極 ２３、３３、１０３、２０３、２０６ ｎ型ＧａＮ層 ２４ ｎ型Ａｌ0.4Ｇｄ0.6Ｎ層 ２５、３５、１０６ 発光層 ２６ ｐ型Ａｌ0.4Ｇｄ0.6Ｎ層 ２７、３７、１０８、２０９、２１１ ｐ型ＧａＮ層 ２８、３８、１０９、２１３ ｎ型電極 ２９、３９、１１０、２１２ ｐ型電極 ３４ ｎ型Ａｌ0.4Ｈｏ0.6Ｎ層 ３６ ｐ型Ａｌ0.4Ｈｏ0.6Ｎ層 ５４、６４、７４、８４、９４、３０４ チャネル層 ５５ スペーサー層 ５６、３０５ ドナー層 ５７、３０６ ゲート電極 ５８、３０７ ソース／ドレイン電極 １０４ ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層 １０５ ｎ型Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ層 １０７ ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層 ２０４ ｎ型Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ層 ２０５ ｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層 ２０７ 多重量子井戸活性層 ２０８ ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層 ２１０ ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/812 33/00 Ｈ０１Ｓ 5/323 Ｆターム(参考） 5F003 AZ01 AZ03 BA92 BB03 BF06 BG06 BH08 BJ12 BM00 BM03 BP32 5F041 AA03 CA34 CA40 CA46 CA65 CA66 5F073 CA07 CB05 CB07 DA06 5F102 GJ10 GK08 GL04 GM04 GQ03 GR01 GS01 GT01 HC01
Claims (7)
- 【請求項１】 窒化物系化合物半導体装置に含まれる半
導体層の少なくとも１層が、該層を構成する元素として
ランタノイド又はＮｂを少なくとも１つ含むことを特徴
とする窒化物系化合物半導体装置。 - 【請求項２】 ランタノイド又はＮｂを少なくとも１つ
含む層が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも１つと、ラン
タノイド又はＮｂとの窒化物からなるチャネル層である
請求項１に記載の窒化物系化合物半導体装置。 - 【請求項３】 ランタノイド又はＮｂを少なくとも１つ
含む層が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも１つと、ラン
タノイド又はＮｂとの窒化物からなる層と、ＡｌＧａＩ
ｎＮ層との多層構造からなるチャネル層である請求項１
に記載の窒化物系化合物半導体装置。 - 【請求項４】 半導体層が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なく
とも１つを含む窒化物層と、金属窒化物層との多層構造
からなるチャネル層を含む請求項１に記載の窒化物系化
合物半導体装置。 - 【請求項５】 半導体層が、金属窒化物からなるチャネ
ル層を含む請求項１に記載の窒化物系化合物半導体装
置。 - 【請求項６】 金属窒化物が、ランタノイド又はＮｂを
含む請求項４又は５に記載の窒化物系化合物半導体装
置。 - 【請求項７】 ランタノイドが、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ又はＬｕである請求項１〜６いずれか１
つに記載の窒化物系化合物半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4161599A JP2000243947A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 窒化物系化合物半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4161599A JP2000243947A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 窒化物系化合物半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243947A true JP2000243947A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12613256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4161599A Pending JP2000243947A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | 窒化物系化合物半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000243947A (ja) |
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-
1999
- 1999-02-19 JP JP4161599A patent/JP2000243947A/ja active Pending
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|---|---|---|---|
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| A02 | Decision of refusal |
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