JP2005311326A - Semiconductor element - Google Patents
Semiconductor element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005311326A JP2005311326A JP2005081081A JP2005081081A JP2005311326A JP 2005311326 A JP2005311326 A JP 2005311326A JP 2005081081 A JP2005081081 A JP 2005081081A JP 2005081081 A JP2005081081 A JP 2005081081A JP 2005311326 A JP2005311326 A JP 2005311326A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- semi
- insulating film
- resistivity
- semiconductor element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、高耐圧を必要とする半導体素子、特に電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ及びダイオード等に関する。 The present invention relates to a semiconductor element that requires a high breakdown voltage, particularly a field effect transistor, a bipolar transistor, a diode, and the like.
ガリウムヒ素(GaAs)、インジウムリン(InP)及び窒化ガリウム(GaN)等の化合物半導体を用いた半導体素子の一つにMESFET(金属−半導体電界効果トランジスタ)がある。MESFETは、金属からなるゲート電極が半導体層の上に直接形成されたショットキー接合を有し、ショットキー接合により半導体層に形成される空乏層の大きさを、ゲート電極に印加する電圧により変化させ、電子走行層(チャネル)に流れる電流を制御している。 One of semiconductor devices using compound semiconductors such as gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), and gallium nitride (GaN) is a MESFET (metal-semiconductor field effect transistor). The MESFET has a Schottky junction in which a metal gate electrode is formed directly on the semiconductor layer, and the size of the depletion layer formed in the semiconductor layer by the Schottky junction varies depending on the voltage applied to the gate electrode. The current flowing in the electron transit layer (channel) is controlled.
このMESFETの一種に、異なる半導体のヘテロ接合を利用するHEMT(高電子移動度トランジスタ)がある。HEMTは、高速で動作させることができるため、衛星放送受信用の低ノイズアンプ、携帯電話用のスイッチデバイス及び携帯電話用のパワーデバイス等として広く用いられている。 One type of MESFET is a HEMT (High Electron Mobility Transistor) that uses heterojunctions of different semiconductors. Since the HEMT can be operated at high speed, it is widely used as a low noise amplifier for receiving satellite broadcasts, a switch device for a mobile phone, a power device for a mobile phone, and the like.
HEMTを含むMESFETをスイッチデバイスやパワーデバイス等に用いる場合には、ゲート−ドレイン間の耐圧を高くする必要があり、ゲート電極を形成する半導体層をアンドープで且つチャネル層と比べてバンドギャップが大きい半導体により形成することが望ましい。 When a MESFET including HEMT is used for a switch device, a power device, etc., it is necessary to increase the breakdown voltage between the gate and the drain, and the semiconductor layer forming the gate electrode is undoped and has a larger band gap than the channel layer. It is desirable to form with a semiconductor.
図9は従来のGaAs−MESFETの断面構成を示している。図9に示すように、半絶縁性のGaAs基板101の上にn型半導体からなるチャネル層102が形成され、チャネル層102の上には、アンドープのアルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)層103が形成されている。AlGaAs層103の上にはゲート電極108が形成され、ゲート電極108を挟んでソース電極106及びドレイン電極107がそれぞれ形成されている。ソース電極106及びドレイン電極107は、GaAs基板101の上に形成された高キャリア濃度の領域であるソース領域104及びドレイン領域105の上にそれぞれ形成されている。このようにして形成されたMESFETの表面には、シリコン酸化膜(SiO2)等の絶縁膜からなる保護膜109が設けられている。
FIG. 9 shows a cross-sectional configuration of a conventional GaAs-MESFET. As shown in FIG. 9, a
保護膜109は、半導体層の表面におけるダングリングボンドや酸化による表面準位の生成を防止するために設けられている。また、最近は保護膜の低誘電率化を図るために、ホウ素、炭素及び窒素からなるBCN膜を保護膜として用いることも行われている(例えば、特許文献1を参照。)。
しかしながら、アンドープAlGaAs層103の表面には、結晶成長中あるいは他の製造工程中において発生する結晶欠陥等が存在するため、表面の抵抗率が不均一となっている。アンドープAlGaAs層103の表面の抵抗率が不均一な場合に、ゲート電極108とドレイン電極107との間に高電圧の逆バイアスが印加されると、抵抗率の不均一性に起因して局所的に電界の集中する領域が発生する。その結果、半導体素子の耐圧(ブレークダウン電圧)が設計値よりも大幅に低下してしまうという問題がある。
However, the surface resistivity of the undoped AlGaAs
また、同様の問題は、電界効果トランジスタ(FET)だけでなくヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)及びショットキーダイオード等においても発生する。 Similar problems occur not only in field effect transistors (FETs) but also in heterobipolar transistors (HBTs) and Schottky diodes.
このようなブレークダウン電圧の大幅な低下は、GaAs、InP及びGaN等の化合物半導体を用いた半導体素子において発生しやすい。化合物半導体においては、半導体材料が2つ以上の元素から構成されているため、化学量論的な組成比のずれが半導体層の表面において発生しやすく、半導体層の表面の抵抗率が不均一となりやすいためである。 Such a significant decrease in breakdown voltage is likely to occur in semiconductor devices using compound semiconductors such as GaAs, InP, and GaN. In a compound semiconductor, since the semiconductor material is composed of two or more elements, a stoichiometric composition ratio deviation tends to occur on the surface of the semiconductor layer, and the resistivity of the surface of the semiconductor layer becomes non-uniform. This is because it is easy.
本発明は、前記従来の課題を解決し、半導体層の表面における抵抗率の均一性が高く、電界の集中による耐圧の低下が生じない半導体素子を実現できるようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to realize a semiconductor element that has high resistivity uniformity on the surface of a semiconductor layer and does not cause a decrease in breakdown voltage due to electric field concentration.
前記目的を達成するために、本発明は半導体素子の表面を、半絶縁性膜により覆う構成とする。 In order to achieve the above object, the present invention is configured to cover the surface of a semiconductor element with a semi-insulating film.
具体的に本発明の半導体素子は、基板の上に形成された少なくとも1つの半導体領域を含む素子形成領域と、素子形成領域の上に互いに間隔をおいて形成された第1の電極及び第2の電極と、素子形成領域の表面における第1の電極と第2の電極との間の部分であって、第1の電極と第2の電極との間に逆バイアスを印加した際に空乏層が広がる部分を覆う半絶縁性膜とを備えていることを特徴とする。 Specifically, the semiconductor element of the present invention includes an element formation region including at least one semiconductor region formed on a substrate, a first electrode and a second electrode formed on the element formation region at intervals. And a portion between the first electrode and the second electrode on the surface of the element formation region, and a depletion layer when a reverse bias is applied between the first electrode and the second electrode And a semi-insulating film covering a portion where the film spreads.
本発明の半導体素子によれば、素子形成領域の表面における第1の電極と第2の電極との間の部分であって、第1の電極と第2の電極との間に逆バイアスを印加した際に空乏層が広がる部分を覆う半絶縁性膜とを備えているため、電極間における素子形成領域の表面の抵抗値をほぼ一定にすることができる。従って、電極間に逆バイアスを印加した際に、空乏層が広がる素子形成領域の表面において、結晶欠陥等により一点に電界集中が生じて局所的に高電圧が印加されることにより生じる絶縁破壊を抑えることが可能となり、その結果、高耐圧の半導体素子を実現することができる。 According to the semiconductor element of the present invention, a reverse bias is applied between the first electrode and the second electrode in the portion between the first electrode and the second electrode on the surface of the element formation region. Since a semi-insulating film covering a portion where the depletion layer spreads is provided, the resistance value of the surface of the element formation region between the electrodes can be made substantially constant. Therefore, when a reverse bias is applied between the electrodes, electric field concentration occurs at one point due to crystal defects or the like on the surface of the element formation region where the depletion layer spreads, and the dielectric breakdown caused by applying a high voltage locally is prevented. As a result, a high breakdown voltage semiconductor element can be realized.
本発明の半導体素子は、半絶縁性膜と素子形成領域の表面との間に設けられた絶縁膜をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、リーク電流を確実に低減できる。 The semiconductor element of the present invention preferably further includes an insulating film provided between the semi-insulating film and the surface of the element forming region. With such a configuration, the leakage current can be reliably reduced.
本発明の半導体素子において、半絶縁性膜は、ホウ素、アルミニウム及びガリウムのうちの少なくとも1つと、窒素と、炭素とを含む化合物であることが好ましい。このような構成とすることにより、素子形成領域の表面に印加される電界を確実に均等にすることが可能となる。 In the semiconductor element of the present invention, the semi-insulating film is preferably a compound containing at least one of boron, aluminum, and gallium, nitrogen, and carbon. With such a configuration, the electric field applied to the surface of the element formation region can be surely made uniform.
本発明の半導体素子において、素子形成領域は、基板の上に形成されたエピタキシャル層を含むことが好ましい。また、基板に不純物を注入することにより形成された拡散層を含んでいてもよい。 In the semiconductor element of the present invention, the element formation region preferably includes an epitaxial layer formed on the substrate. Further, a diffusion layer formed by implanting impurities into the substrate may be included.
本発明の半導体素子において、素子形成領域は、電子が走行するチャネル層を含み、第1の電極は、ゲート電極であり、第2の電極は、ドレイン電極であり、本発明の半導体素子はゲート電極を挟んでドレイン電極とは逆の位置に形成されたソース電極をさらに備え、電界効果トランジスタとして動作し、且つ半絶縁性膜が素子形成領域におけるゲート電極とドレイン電極との間の部分を少なくとも覆っていることが好ましい。このような構成とすることにより、高耐圧の電界効果トランジスタを得ることができる。 In the semiconductor element of the present invention, the element formation region includes a channel layer through which electrons travel, the first electrode is a gate electrode, the second electrode is a drain electrode, and the semiconductor element of the present invention is a gate. A source electrode formed at a position opposite to the drain electrode across the electrode, and operating as a field effect transistor, and the semi-insulating film at least a portion between the gate electrode and the drain electrode in the element formation region It is preferable to cover. With such a configuration, a high withstand voltage field effect transistor can be obtained.
この場合において、半絶縁性膜の抵抗率は、窒化シリコンの抵抗率よりも低く、且つドレイン電極とソース電極との間の静電容量値及びドレイン電極とソース電極との間の電気抵抗値のうち半絶縁性膜による電気抵抗値の積である時定数が、電界効果トランジスタの最大発振周波数の逆数である時間よりも長くなる抵抗率であることが好ましい。また、半絶縁性膜の抵抗率は、窒化シリコンの抵抗率よりも低く、且つドレイン電極とゲート電極との間の静電容量値及びドレイン電極とゲート電極との間の電気抵抗値のうち半絶縁性膜による電気抵抗値の積である時定数が、電界効果トランジスタの最大発振周波数の逆数である時間よりも長くなる抵抗率であってもよい。このような構成であれば、高周波特性及び直流特性に影響を与えることなく、電界が均一に印加されるようにすることが可能である。 In this case, the resistivity of the semi-insulating film is lower than the resistivity of silicon nitride, and the capacitance value between the drain electrode and the source electrode and the electrical resistance value between the drain electrode and the source electrode are Of these, the resistivity is preferably such that the time constant, which is the product of the electrical resistance values of the semi-insulating film, is longer than the time that is the reciprocal of the maximum oscillation frequency of the field effect transistor. The resistivity of the semi-insulating film is lower than the resistivity of silicon nitride, and half of the capacitance value between the drain electrode and the gate electrode and the electric resistance value between the drain electrode and the gate electrode. The resistivity may be such that the time constant that is the product of the electrical resistance values by the insulating film is longer than the time that is the reciprocal of the maximum oscillation frequency of the field effect transistor. With such a configuration, it is possible to apply the electric field uniformly without affecting the high frequency characteristics and the direct current characteristics.
この場合において、半絶縁性膜の抵抗率は、1×106Ωcm以上且つ1×1010Ωcm以下であることが好ましい。 In this case, the resistivity of the semi-insulating film is preferably 1 × 10 6 Ωcm or more and 1 × 10 10 Ωcm or less.
本発明の半導体素子において、素子形成領域は、下から順次形成されたコレクタ領域、ベース領域及びエミッタ領域を含み、第1の電極はコレクタ領域の上の所定の部分に形成されたコレクタ電極であり、第2の電極はベース領域の上の所定の部分に形成されたベース電極であり、本発明の半導体素子はエミッタ領域の上の所定の部分に形成されたエミッタ電極をさらに備え、ヘテロバイポーラトランジスタとして動作し、且つ半絶縁性膜が素子形成領域の表面におけるコレクタ電極とベース電極との間の部分を少なくとも覆っていることが好ましい。このような構成とすることにより、高耐圧のヘテロバイポーラトランジスタを確実に得ることができる。 In the semiconductor element of the present invention, the element formation region includes a collector region, a base region, and an emitter region that are sequentially formed from the bottom, and the first electrode is a collector electrode formed in a predetermined portion on the collector region. The second electrode is a base electrode formed in a predetermined portion on the base region, and the semiconductor device of the present invention further includes an emitter electrode formed in the predetermined portion on the emitter region, and a heterobipolar transistor The semi-insulating film preferably covers at least a portion between the collector electrode and the base electrode on the surface of the element formation region. With such a configuration, a high breakdown voltage heterobipolar transistor can be obtained with certainty.
この場合において、半絶縁性膜の抵抗率は、窒化シリコンの抵抗率よりも低く、且つコレクタ電極とエミッタ電極との間の静電容量値及びコレクタ電極とエミッタ電極との間の電気抵抗値のうち半絶縁性膜による電気抵抗値の積である時定数が、ヘテロバイポーラトランジスタの最大発振周波数の逆数である時間よりも長くなる抵抗率であることが好ましい。また、窒化シリコンの抵抗率よりも低く、且つコレクタ電極とベース電極との間の静電容量値及びコレクタ電極とベース電極との間の電気抵抗値のうち半絶縁性膜による電気抵抗値の積である時定数が、ヘテロバイポーラトランジスタの最大発振周波数の逆数である時間よりも長くなる抵抗率であってもよい。このような構成とすることにより、ヘテロバイポーラトランジスタの高周波特性及び直流特性に影響を及ぼすことなく素子形成領域の表面に印加される電界を均一にすることが可能となる。 In this case, the resistivity of the semi-insulating film is lower than that of silicon nitride, and the capacitance value between the collector electrode and the emitter electrode and the electric resistance value between the collector electrode and the emitter electrode are Of these, the resistivity is preferably such that the time constant, which is the product of the electrical resistance values of the semi-insulating film, is longer than the time that is the reciprocal of the maximum oscillation frequency of the heterobipolar transistor. Moreover, the product of the electrical resistance value by the semi-insulating film is lower than the resistivity of silicon nitride and the capacitance value between the collector electrode and the base electrode and the electrical resistance value between the collector electrode and the base electrode. May be a resistivity that is longer than the time that is the reciprocal of the maximum oscillation frequency of the heterobipolar transistor. With such a configuration, the electric field applied to the surface of the element formation region can be made uniform without affecting the high frequency characteristics and direct current characteristics of the heterobipolar transistor.
この場合において、半絶縁性膜の抵抗率は、1×106Ωcm以上且つ1×1010Ωcm以下であることが好ましい。 In this case, the resistivity of the semi-insulating film is preferably 1 × 10 6 Ωcm or more and 1 × 10 10 Ωcm or less.
本発明の半導体素子において、素子形成領域は、低キャリア濃度領域と、該低キャリア濃度領域よりも不純物濃度が高い高キャリア濃度領域と含み、第1の電極は、低キャリア濃度領域の上に形成されたショットキー電極であり、第2の電極は、高キャリア濃度領域の上に形成されたオーミック電極であり、本発明の半導体素子はダイオードとして動作し、且つ半絶縁性膜が素子形成領域の表面におけるショットキー電極とオーミック電極との間の部分を少なくとも覆っていることが好ましい。このような構成とすることにより、高耐圧のショットキーバリアダイオードを確実に得ることができる。 In the semiconductor element of the present invention, the element formation region includes a low carrier concentration region and a high carrier concentration region having an impurity concentration higher than that of the low carrier concentration region, and the first electrode is formed on the low carrier concentration region. The second electrode is an ohmic electrode formed on the high carrier concentration region, the semiconductor element of the present invention operates as a diode, and the semi-insulating film is the element forming region. It is preferable to cover at least a portion of the surface between the Schottky electrode and the ohmic electrode. With such a configuration, a high breakdown voltage Schottky barrier diode can be obtained with certainty.
この場合において、半絶縁性膜の抵抗率は、1×106Ωcm以上且つ1×1010Ωcm以下であることが好ましい。 In this case, the resistivity of the semi-insulating film is preferably 1 × 10 6 Ωcm or more and 1 × 10 10 Ωcm or less.
本発明の半導体素子によれば、半導体層の表面における抵抗率の均一性が高く、電界の集中による耐圧の低下が生じない半導体素子を実現することができる。 According to the semiconductor element of the present invention, it is possible to realize a semiconductor element that has high uniformity of resistivity on the surface of the semiconductor layer and does not cause a decrease in breakdown voltage due to electric field concentration.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る半導体素子について図を参照して説明する。図1は本実施形態に係る半導体素子の断面構成を示している。図1に示すように、本実施形態の半導体素子は金属−半導体電界効果トランジスタ(MESFET)である。半絶縁性のGaAs基板11の上に形成されたn型GaAsからなるチャネル層12と、チャネル層12の上に形成されたアンドープのAlGaAs層13と、チャネル層12及びAlGaAs層13の両側を挟むように形成された高キャリア濃度の領域であるソース領域14及びドレイン領域15とからなる素子形成領域23が形成されている。AlGaAs層13の上にはゲート電極18が形成され、ゲート電極18を挟んでソース電極16及びドレイン電極17がそれぞれ形成されている。ソース電極16及びドレイン電極17は、ソース領域14及びドレイン領域15の上にそれぞれ形成されている。
(First embodiment)
A semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a semiconductor element according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the semiconductor element of this embodiment is a metal-semiconductor field effect transistor (MESFET). A
本実施形態の半導体素子の表面は、ホウ素、炭素及び窒素を含む半絶縁性のBCN膜19に覆われている。BCN膜19は、プラズマ化学気相堆積法(プラズマCVD)により堆積された、厚さが100nm〜500nmの膜であり、体積抵抗率が1×108Ωcm程度の半絶縁性膜となるように形成されている。これにより、ゲート電極18とドレイン電極17との間に高いバイアス電圧が印加された場合、BCN膜19の下側のAlGaAs層13の表面に電界が均等に印加される。
The surface of the semiconductor element of this embodiment is covered with a
AlGaAs層13の絶縁破壊電圧は4×105V/cm程度であるため、ゲート電極18とドレイン電極17との電極間距離が3μmの場合の理想状態におけるブレークダウン電圧は120V程度となる。しかし、通常は10V程度の逆バイアスを印加するとブレークダウンが発生してしまう。これは、AlGaAs層13の表面に存在する結晶欠陥等により、AlGaAs層13の表面における抵抗率が不均一となり、電界集中が発生するため、局所的に高電圧が印加されてしまうことによる。
Since the breakdown voltage of the
一方、本実施形態のMESFETにおいては、AlGaAs層13の上に形成された半絶縁性のBCN膜19により、AlGaAs層13の表面における抵抗率がほぼ均一となるため、AlGaAs層13の表面に結晶欠陥等が存在していても、AlGaAs層13の表面には均等に電界が印加される。このため、ブレークダウン電圧を理想状態に近づけることができる。
On the other hand, in the MESFET of this embodiment, the
ゲート電極18とドレイン電極17との電極間距離が3μmの場合に、体積抵抗率が1×108Ωcmで膜厚が200nmのBCN膜19を設けると、単位ゲート幅当たりのゲート電極18とドレイン電極17との間の抵抗は1.5×1010Ωmmとなる。この場合において、ゲート電極18とドレイン電極17との間に50Vの逆バイアスを印加した際に発生するリーク電流の値は3.3×10-9A/mmである。従って、ゲート幅が10mmの代表的なFETにおけるリーク電流の値は33nAとなり、この値はFETにおいて問題となるリーク電流の値である1μAと比べて十分に小さいので、BCN膜19が高出力トランジスタのリーク電流特性に大きな影響を与えることはない。
When the inter-electrode distance between the
BCN膜19の体積抵抗率が低いほど半導体表面の電界を均一にする効果は大きくなるが、リーク電流が増加する。しかし、通常のFETにおいてゲート電極とドレイン電極との間のリーク電流は1μA程度であり、通常のゲート幅及び電極間距離を有するFETの場合1×106Ωcm以上の体積抵抗率があれば、リーク電流の増加を無視できる。また、高抵抗の半導体基板と同程度である1×1010Ωcm以下の体積抵抗率であれば、電界を均一にして耐圧を向上させる効果が得られる。
The lower the volume resistivity of the
また、ゲート電極18とドレイン電極17との間の容量値は0.5pF/mm程度となるため、ゲート電極18とドレイン電極17との間の静電容量値と、ゲート電極18とドレイン電極17との間のBCN膜19の抵抗値との積により求められる時定数は7.5×10-3秒程度となる。これは、携帯電話等においてよく使用されている1GHzの周波数の逆数である1×10-9秒と比べて十分に長く、この周波数帯において、BCN膜19を設けたことによる高周波特性への影響はほとんどない。
Further, since the capacitance value between the
時定数の観点からみた場合、BCN膜の抵抗率を5桁小さくして1×103Ωcm程度とした場合には、1GHzの周波数における使用に影響が現れる。なお、FETの使用周波数は最大発振周波数の3分の1程度であり、最大発振周波数において高周波特性に影響がなければ、実使用において問題となることはない。従って、ゲート電極とドレイン電極との間の容量値とBCN膜の抵抗値とによって決まる時定数が最大発振周波数の逆数と比べて長ければ、BCN膜がFETの高周波特性に与える影響は無視できる。 From the viewpoint of the time constant, if the resistivity of the BCN film is reduced to about 1 × 10 3 Ωcm by 5 digits, use at a frequency of 1 GHz appears to be affected. The operating frequency of the FET is about one third of the maximum oscillation frequency, and there is no problem in actual use as long as the high frequency characteristics are not affected at the maximum oscillation frequency. Therefore, if the time constant determined by the capacitance value between the gate electrode and the drain electrode and the resistance value of the BCN film is longer than the reciprocal of the maximum oscillation frequency, the influence of the BCN film on the high frequency characteristics of the FET can be ignored.
なお、本実施形態において、BCN膜19をゲート電極18とソース電極16との間にも設けているが、通常はゲート−ソース間には高電圧を印加しないため、ゲート電極18とソース電極16との間にBCN膜19を設けなくてもよい。また、本実施形態においては、各電極の上にもBCN膜19を設けたが、必ずしも電極の上にBCN膜19を設ける必要はなく、少なくともAlGaAs層13における空乏層が広がる領域の表面がBCN19により覆われていれば、同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、GaAsを用いたMESFETを例として示したが、ゲート電極に逆バイアスを印加した際に空乏層が広がる半導体素子であれば同様の効果が得られ、InP又はGaN等を用いてもよく、またMISFET(金属−絶縁膜−半導体構造FET)又は接合型FET等の構造であっても同様の効果が得られる。 In this embodiment, a MESFET using GaAs is shown as an example. However, the same effect can be obtained if a semiconductor element in which a depletion layer expands when a reverse bias is applied to the gate electrode, and InP or GaN is used. The same effect can be obtained even with a structure such as a MISFET (metal-insulating film-semiconductor structure FET) or a junction FET.
(第1の実施形態の一変形例)
以下に、第1の実施形態の一変形例について図を参照して説明する。図2は本変形例に係る半導体素子の断面構成を示している。図2において図1と同一の構成要素については同一の番号を付与することにより説明を省略する。
(One modification of the first embodiment)
A modification of the first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a cross-sectional configuration of a semiconductor element according to this modification. In FIG. 2, the same components as those in FIG.
図2に示すように本変形例のMESFETにおいては、第1の実施形態と異なりBCN膜19がSiO2からなる絶縁膜20の上に形成されている。このように、絶縁膜20の上にBCN膜19を形成した場合にも、AlGaAs層13に印加される電界を均一にすることができ、耐圧を向上させることができる。また、BCN膜19が直接AlGaAs層13と接していないため、リーク電流の値を低減することが可能となる。
As shown in FIG. 2, in the MESFET of this modification, unlike the first embodiment, a
AlGaAs層13に印加される電界を均一にするためには、絶縁膜20の厚さが薄い程よく、50nm以下であることが好ましい。また、絶縁膜20の成膜の容易さや均一性の確保のためには膜厚の下限を10nm程度とすることが好ましい。
In order to make the electric field applied to the
なお、本変形例において絶縁膜20をSiO2としたが、窒化膜等であってもよい。
In this modification, the insulating
(第2の実施形態)
以下に、本発明の第2の実施形態に係る半導体素子について図を参照して説明する。図3は本実施形態の半導体素子の断面構成を示している。図3に示すように本実施形態の半導体素子は、半導体基板にイオン注入することにより形成された半導体領域を有するMESFETである。厚さが500μmの半絶縁性のGaAs基板31の表面近傍に素子形成領域43が形成されている。素子形成領域43は、互いに間隔をおいて形成された高濃度n型領域であるソース領域34及びドレイン領域35と、ソース領域34とドレイン領域35との間に形成されたn型領域32とからなる。素子形成領域43を含むGaAs基板31の上には厚さが200nmのBCN膜39が形成されている。
(Second Embodiment)
A semiconductor element according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows a cross-sectional configuration of the semiconductor element of this embodiment. As shown in FIG. 3, the semiconductor element of this embodiment is a MESFET having a semiconductor region formed by ion implantation into a semiconductor substrate. An
BCN膜39の表面におけるソース領域34及びドレイン領域35の上には、それぞれがBCN膜39を貫通しソース領域34及びドレイン領域35と接する、金(Au)、ゲルマニウム(Ge)及びニッケル(Ni)の合金(AuGeNi)と金とが下から順次積層されたソース電極36及びドレイン電極37が形成されている。ソース電極36とドレイン電極37との間には、BCN膜39を貫通しn型領域32と接するアルミニウム(Al)からなるゲート電極38が形成されている。
Gold (Au), germanium (Ge), and nickel (Ni), which respectively penetrate the
以下に、本実施形態の半導体素子の製造方法について図を参照して説明する。図4は本実施形態の半導体素子の製造方法について工程ごとに断面の構成を示している。図4(a)に示すようにまず、厚さが500μmのGaAs基板31の上に厚さが2μmで開口部を有する第1のレジスト41をフォトリソグラフィ工程により形成する。続いて、真空チャンバ内において第1のレジスト41をマスクとして加速電圧が50kVでイオン照射密度が2×1012cm-2の条件で、n型の不純物であるシリコン(Si)イオンをGaAs基板31に注入することにより、GaAs基板31の表面近傍に最大深さが100nm程度のn型領域32を形成する。
Below, the manufacturing method of the semiconductor element of this embodiment is demonstrated with reference to figures. FIG. 4 shows a cross-sectional configuration for each process in the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment. As shown in FIG. 4A, first, a first resist 41 having a thickness of 2 μm and having an opening is formed on a
次に、図4(b)に示すように第1のレジスト41を除去した後、n型領域32の両端部を含む領域を露出させ、n型領域32の中央部を覆う第2のレジスト42をフォトリソグラフィ工程により形成する。続いて、第2のレジスト42をマスクとして加速電圧が120kVでイオン照射密度が5×1013cm-2の条件で、Siイオンを注入することにより最大深さが300nm程度の高濃度n型領域であるソース領域34及びドレイン領域35をそれぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, after removing the first resist 41, a region including both ends of the n-
次に、図4(c)に示すように第2のレジストを除去した後、GaAs基板31をアルシンガス雰囲気中にて800℃の温度で加熱処理してSiイオンを活性化する。続いて、CVDにより厚さが200nmで抵抗率が1×108ΩcmのBCN膜39をGaAs基板31の上に堆積した後、フォトリソグラフィ工程と四フッ化メタン(CF4)とO2ガスとを用いたドライエッチング工程により、BCN膜39を選択的にエッチングして、ソース領域34及びドレイン領域35を露出させる2つの開口部39aをそれぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, after removing the second resist, the
BCN膜39の形成は、例えばホウ素源である三塩化ホウ素(BCl3)、炭素源であるメタン(CH4)及び窒素源である窒素(N2)ガスをそれぞれ1ml/min(0℃、1atm)、1ml/min(0℃、1atm)及び3ml/min(0℃、1atm)の流量でチャンバ内に流し、基板温度が300℃で、形成圧力が133Paの条件で行えばよい。
The
次に、図4(d)に示すようにBCN膜39の上に2つの開口部を埋めるように厚さが100nm程度のAuGeNiと厚さが300nm程度のAuとを順次電子ビーム蒸着する。続いて、リフトオフを行い不要な部分を除去することにより、電極幅が10μmのソース電極36及びドレイン電極37をそれぞれ形成した後、400℃の温度にて10分間の加熱処理を行い、ソース電極36及びドレイン電極37をソース領域34及びドレイン領域35とそれぞれオーミック接触させる。
Next, as shown in FIG. 4D, AuGeNi having a thickness of about 100 nm and Au having a thickness of about 300 nm are sequentially deposited by electron beam so as to fill two openings on the
次に、ゲート電極を形成する領域に開口部を有するレジストパターン(図示せず)を形成した後、BCN膜39をドライエッチングすることにより、n型領域32を露出させる開口部39bを形成する。続いて、開口部を埋めるように厚さが700nmのAlを電子ビーム蒸着した後、リフトオフを行い、ゲート長が200nmのゲート電極38を形成する。なお、ソース電極36の中央とゲート電極38の中央との間隔は7μm、ドレイン電極37の中央部とゲート電極38の中央部との間隔は10μmとした。
Next, after forming a resist pattern (not shown) having an opening in the region where the gate electrode is to be formed, the
以上のようにして得られたMESFETについて実際に直流動作特性を検討したところ、ブレークダウン電圧は30Vとなった。一方、BCN膜39を形成しなかった場合にはブレークダウン電圧は12Vとなり、BCN膜39を形成することにより素子形成領域43に均一に電界が印加され、半導体素子の耐圧が向上していることが明らかである。
When the DC operating characteristics were actually examined for the MESFET obtained as described above, the breakdown voltage was 30V. On the other hand, when the
なお、本実施形態の半導体素子においても第1の実施形態の一変形例と同様に、BCN膜と半導体層との間に薄い絶縁膜を形成してもよい。これにより、リーク電流の値を低減することができる。 In the semiconductor element of the present embodiment, a thin insulating film may be formed between the BCN film and the semiconductor layer as in the modification of the first embodiment. Thereby, the value of leakage current can be reduced.
(第3の実施形態)
以下に、本発明の第3の実施形態に係る半導体素子について図を参照して説明する。図5は本実施形態の半導体素子の断面構成を示している。図5に示すように本実施形態の半導体素子は高電子移動度トランジスタ(HEMT)であり、厚さが500μmのサファイアからなる基板51の上に、半導体層からなる素子形成領域63が形成されている。素子形成領域63は、厚さが500nmの窒化アルミニウム(AlN)からなるバッファ層52と、バッファ層52の上に形成された厚さが2μmのアンドープのGaNからなるチャネル層53と、チャネル層53の上に形成された厚さが25nmのアンドープのAl0.25Ga0.75Nからなる電子供給層54とからなる。チャネル層53における電子供給層54との界面近傍にはピエゾ分極及び自発分極により高濃度の2次元電子ガス(2DEG)が形成されている。
(Third embodiment)
A semiconductor element according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 shows a cross-sectional configuration of the semiconductor element of this embodiment. As shown in FIG. 5, the semiconductor element of this embodiment is a high electron mobility transistor (HEMT), and an
電子供給層54の上にはそれぞれが、厚さが10nmのチタン(Ti)と厚さが300nmのアルミニウム(Al)とが積層されたソース電極56及びドレイン電極57が互いに間隔をおいて形成されている。ソース電極56とドレイン電極57との間には厚さが50nmのNiと厚さが400nmのAuとが積層されたゲート電極58が形成されている。また、電子供給層54の表面におけるソース電極56、ドレイン電極57及びゲート電極58に覆われていない領域には、厚さが200nmで抵抗率が1×108Ωcmの半絶縁性のBCN膜59が形成されている。
A
以下に、本実施形態の半導体素子の製造方法について図を参照して説明する。図6は本実施形態の半導体素子の製造方法について工程ごとに断面の構成を示している。図6(a)に示すようにまず、洗浄したサファイアからなる基板51を結晶成長装置内でサーマルクリーニングした後、有機金属気相エピタキシャル成長法により基板51の上にAlNバッファ層52、チャネル層53及び電子供給層54を順次結晶成長させる。
Below, the manufacturing method of the semiconductor element of this embodiment is demonstrated with reference to figures. FIG. 6 shows a cross-sectional configuration for each process in the method of manufacturing a semiconductor device of this embodiment. As shown in FIG. 6A, first, a cleaned
続いて、化学気相堆積法により電子供給層54の上にBCN膜59を形成する。BCN膜59の形成は、例えばホウ素源である三塩化ホウ素(BCl3)、炭素源であるメタン(CH4)及び窒素源である窒素(N2)ガスをそれぞれ1ml/min(0℃、1atm)、1ml/min(0℃、1atm)及び3ml/min(0℃、1atm)の流量でチャンバ内に流し、基板温度が300℃で、形成圧力が133Paの条件で行えばよい。
Subsequently, a
次に、図6(b)に示すように、BCN膜59の上にフォトリソグラフィ工程により2つの開口部を有する第1のレジスト61を形成した後、レジスト61をマスクとしてCF4とO2とを用いてBCN膜59を選択的にドライエッチングして、2つの開口部59aを形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, after a first resist 61 having two openings is formed on the
次に、図6(c)に示すように第1のレジスト61の上に開口部59aを埋めるように、TiとAlとからなる金属層(図示せず)を真空蒸着により形成した後、基板51をアセトン中において超音波照射することにより第1のレジスト61を除去すると共に第1のレジスト61の上に形成された金属層をリフトオフして、ソース電極56及びドレイン電極57を形成する。続いて、600℃の温度にて15分間の熱処理を行い、ソース電極56及びドレイン電極57を電子供給層54とオーミック接触させる。
Next, as shown in FIG. 6C, a metal layer (not shown) made of Ti and Al is formed by vacuum deposition so as to fill the
次に、図6(d)に示すようにBCN膜59の上にソース電極56及びドレイン電極57を覆う第2のレジスト62を形成した後、フォトリソグラフィ工程によりパターンを形成する。続いて、第2のレジスト62をマスクとしてBCN膜59をドライエッチングしてソース電極56とドレイン電極57との間に電子供給層54を露出させる開口部を形成する。さらに、第2のレジスト62の上に開口部を埋めるようにNiとAuとからなる金属層58aを真空蒸着により形成する。その後、アセトン中にて超音波を照射することにより第2のレジスト62を除去すると共に金属層58aをリフトオフして、ゲート電極58を形成する。
Next, as shown in FIG. 6D, a second resist 62 covering the
なお、ソース電極56及びドレイン電極57の電極幅は10μmとし、ゲート電極58のゲート長は0.5μmとした。また、ソース電極56の中央とゲート電極58の中央との間隔は7μm、ドレイン電極57の中央部とゲート電極58の中央部との間隔は10μmとした。
The electrode width of the
以上のようにして得られたHEMTについて、実際に直流動作特性を検討したところ、ブレークダウン電圧は200Vとなった。一方、BCN膜59を形成しなかった場合にはブレークダウン電圧は60Vとなり、BCN膜59を形成することにより電子供給層54に均一に電界が印加され、半導体素子の耐圧が向上していることが明らかである。
The HEMT obtained as described above was actually examined for DC operating characteristics. As a result, the breakdown voltage was 200V. On the other hand, when the
なお、本実施形態の半導体素子においても第1の実施形態の一変形例と同様に、BCN膜と半導体層との間に薄い絶縁膜を形成してもよい。これにより、リーク電流の値を低減することができる。 In the semiconductor element of the present embodiment, a thin insulating film may be formed between the BCN film and the semiconductor layer as in the modification of the first embodiment. Thereby, the value of leakage current can be reduced.
本実施形態においては、サファイア基板の上にHEMTを形成した例について示したが、SiC基板又はGaN基板等の上に形成されたHEMTにおいても同様の効果が得られる。 In the present embodiment, an example in which a HEMT is formed on a sapphire substrate has been described. However, the same effect can be obtained in a HEMT formed on a SiC substrate, a GaN substrate, or the like.
(第4の実施形態)
以下に、本発明の第4の実施形態に係る半導体素子について図を参照して説明する。図7は本実施形態に係る半導体素子の断面構成を示している。図7に示すように本実施形態の半導体素子はヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)であり、半絶縁性のGaAs基板71の上に半導体層からなる素子形成領域83が形成されている。素子形成領域83は、n+−GaAsからなるコレクタコンタクト層72と、コレクタコンタクト層72の上面における両端部を除く領域に順次形成されたn-−GaAsからなるコレクタ層73及びp+−GaAsからなるベース層74と、ベース層74の上面における両端部を除く領域に順次形成されたn-−InGaPからなるエミッタ層75及びn+−GaAsとn+−InGaAsとからなるエミッタコンタクト層76とからなる。
(Fourth embodiment)
The semiconductor element according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 shows a cross-sectional configuration of the semiconductor element according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the semiconductor element of this embodiment is a hetero-bipolar transistor (HBT), and an
エミッタコンタクト層76の上面の一部にはエミッタ電極77が形成されており、ベース層74の露出している領域の一部には、ベース電極78が形成され、コレクタコンタクト層72の露出している領域の一部にはコレクタ電極79が形成されている。
An
また、HBT素子の上には厚さが200nmで抵抗率が1×108ΩcmのBCN膜80が形成されている。
A
高出力HBTにおいては、ベース電極78とコレクタ電極79との間に逆バイアスが印加された場合に、コレクタ層73の側壁近傍の領域に空乏層が広がるため、コレクタ層73の側壁の表面に結晶欠陥等が存在すると電界集中が発生して耐圧が低下する。しかし、本実施形態のHBTにおいては、BCN膜80によりコレクタ層73の露出部分が覆われており、コレクタ層73の側壁の表面において電界が均等になるため、コレクタ層73の不純物濃度とコレクタ層73の厚さとによって決まる耐圧近くまで、電界集中によるブレークダウンは発生しない。
In the high-power HBT, when a reverse bias is applied between the
また、ベース層74の厚さが0.1μm、コレクタ層73の厚さが0.5μmでエミッタ電極77の形状が矩形であり、厚さが200nmで抵抗率が1×108ΩcmのBCN膜80が形成されている場合には、単位エミッタ長当たりのベース電極78とコレクタ電極79との間の抵抗値は、1.5×109Ωmmとなる。この場合において、ベース電極78とコレクタ電極79との間に50Vの電圧が印加された際に生じるリーク電流の値は3.3×10-8A/mmとなる。従って、代表的なエミッタ長が2mmのHBTにおけるリーク電流の値は66nAとなり、この値は高出力トランジスタにおいて問題となるリーク電流の値である1μAと比べて十分に小さいので、BCN膜80が高出力トランジスタのリーク電流特性に大きな影響を与えることはない。
The
BCN膜80の体積抵抗率が低いほど半導体表面の電界を均一にする効果は大きくなるが、リーク電流が増加する。しかし、通常のHBTにおいてベース電極とコレクタ電極との間のリーク電流は1μA程度であり、通常のHBTの場合1×106Ωcm以上の体積抵抗率があれば、リーク電流の増加を無視できる。また、高抵抗の半導体基板と同程度である1×1010Ωcm以下の体積抵抗率であれば、電界を均一にして耐圧を向上させる効果が得られる。
The lower the volume resistivity of the
また、ベース電極78とコレクタ電極79との間の容量値は2pF/mm程度となるため、BCN膜80の抵抗値との積により求められる時定数は3.0×10-3秒程度となる。これは、携帯電話等においてよく使用されている1GHzの周波数の逆数である1×10-9秒と比べて十分に長く、この周波数帯において、BCN膜80を設けたことによる高周波特性への影響はほとんどない。
Further, since the capacitance value between the
時定数の観点からみた場合、BCN膜80の抵抗率を5桁小さくして1×103Ωcm程度とした場合には、1GHzの周波数における使用に影響が現れる。なお、HBTの使用周波数は最大発振周波数の3分の1程度であり、最大発振周波数において高周波特性に影響がなければ、実使用において問題となることはない。従って、ベース電極78とコレクタ電極79との間の容量値とBCN膜80の抵抗値とによって決まる時定数が最大発振周波数の逆数と比べて長ければ、BCN膜80がHBTの高周波特性に与える影響は無視できる。
From the viewpoint of the time constant, if the resistivity of the
なお、本実施形態において、BCN膜80をベース電極78とエミッタ電極77との間にも設けているが、通常はベース−エミッタ間には高電圧を印加しないため、ベース電極78とエミッタ電極77との間にBCN膜80を設けなくてもよく、少なくともコレクタ層73の露出部分がBCN膜80により覆われていれば、同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態の半導体素子においても第1の実施形態の一変形例と同様に、BCN膜と半導体層との間に薄い絶縁膜を形成してもよい。これにより、リーク電流の値を低減することができる。 Also in the semiconductor element of this embodiment, a thin insulating film may be formed between the BCN film and the semiconductor layer, as in a modification of the first embodiment. Thereby, the value of leakage current can be reduced.
本実施形態においてはGaAs系のHBTを例として示したが、InP系、GaN系又はSiC系のHBTであっても同様の効果が得られる。 In this embodiment, a GaAs-based HBT has been described as an example, but the same effect can be obtained even with an InP-based, GaN-based, or SiC-based HBT.
(第5の実施形態)
以下に、本発明の第5の実施形態に係る半導体素子について図を参照して説明する。図8は本実施形態に係る半導体素子の断面構成を示している。図8に示すように、本実施形態の半導体素子はショットキーダイオードであり、半絶縁性のGaAs基板91の上には、低キャリア濃度領域92と、低キャリア濃度領域92と隣接して形成された高キャリア濃度領域93とによって素子形成領域94が形成されている。低キャリア濃度領域92の上にはショットキー電極95が形成され、高キャリア濃度領域93の上にはオーミック電極96が形成されている。ショットキー電極95を含む低キャリア濃度領域92の上及びオーミック電極96を含む高キャリア濃度領域93の上には、抵抗率が1×108Ωcmである半絶縁性のBCN膜97が形成されている。
(Fifth embodiment)
A semiconductor element according to the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 shows a cross-sectional configuration of the semiconductor element according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, the semiconductor element of this embodiment is a Schottky diode, and is formed on a
ショットキー電極95に逆バイアスを印加すると、低キャリア濃度領域92の表面近傍の領域にショットキー電極95からオーミック電極96に伸びるショットキー空乏層98が形成される。この際、低キャリア濃度領域92の表面におけるショットキー電極95とオーミック電極96との間の領域に結晶欠陥等が存在すると、電界の集中が生じるため、ショットキーダイオードの耐圧が低下する。しかし、本実施形態のショットキーダイオードにおいては、低キャリア濃度領域92を含む半導体層の表面に半絶縁性のBCN膜97が形成されているため、ショットキー電極95とオーミック電極96との間の半導体層の表面における電界が均一となるので、電界の集中によるショットキーダイオードの耐圧の低下は生じない。
When a reverse bias is applied to the
なお、本実施形態においてBCN膜97の抵抗率を1×108Ωcmとしたが、抵抗率が1×1010Ωcm以下であれば、ショットキー電極とオーミック電極との間の電界を均一にする効果が得られ、抵抗率が1×106Ωcm以上であれば、リーク電流の増加を無視できる。
In this embodiment, the resistivity of the
また、本実施形態の半導体素子においても第1の実施形態の一変形例と同様に、BCN膜と半導体層との間に薄い絶縁膜を形成してもよい。これにより、リーク電流の値を低減することができる。 Also in the semiconductor element of this embodiment, a thin insulating film may be formed between the BCN film and the semiconductor layer, as in a modification of the first embodiment. Thereby, the value of leakage current can be reduced.
各実施形態及び変形例において、半絶縁性膜としてBCN膜を用いたが、ホウ素に代えて同じIII族元素であるアルミニウム又はガリウムを用いてもよい。また、ホウ素、アルミニウム及びガリウムのすべて又はいずれか2つを含んでいる膜を用いてもよい。 In each embodiment and modification, the BCN film is used as the semi-insulating film, but aluminum or gallium, which is the same group III element, may be used instead of boron. Alternatively, a film containing all or any two of boron, aluminum, and gallium may be used.
本発明の半導体素子は、半導体層の表面における抵抗率の均一性が高く、耐圧の低下を生じないという効果を有し、高耐圧を必要とする電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ及びダイオード等の半導体素子等に有用である。 The semiconductor element of the present invention has high uniformity of resistivity on the surface of the semiconductor layer, has an effect of preventing a decrease in breakdown voltage, and semiconductor elements such as field effect transistors, bipolar transistors, and diodes that require a high breakdown voltage Etc. are useful.
11 基板
12 チャネル層
13 AlGaAs層
14 ソース領域
15 ドレイン領域
16 ソース電極
17 ドレイン電極
18 ゲート電極
19 BCN膜
20 絶縁膜
23 素子形成領域
31 基板
32 n型領域
34 ソース領域
35 ドレイン領域
36 ソース電極
37 ドレイン電極
38 ゲート電極
39 BCN膜
39a 開口部
39b 開口部
41 第1のレジスト
42 第2のレジスト
43 素子形成領域
51 基板
52 バッファ層
53 チャネル層
54 電子供給層
56 ソース電極
57 ドレイン電極
58 ゲート電極
58a 金属層
59 BCN膜
59a 開口部
61 第1のレジスト
62 第2のレジスト
63 素子形成領域
71 基板
72 コレクタコンタクト層
73 コレクタ層
74 ベース層
75 エミッタ層
76 エミッタコンタクト層
77 エミッタ電極
78 ベース電極
79 コレクタ電極
80 BCN膜
83 素子形成領域
91 基板
92 低キャリア濃度層
93 高キャリア濃度層
94 素子形成領域
95 ショットキー電極
96 オーミック電極
97 BCN膜
98 空乏層
11
Claims (15)
前記素子形成領域の上に互いに間隔をおいて形成された第1の電極及び第2の電極と、
前記素子形成領域の表面における前記第1の電極と前記第2の電極との間の部分であって、前記第1の電極と前記第2の電極との間に逆バイアスを印加した際に空乏層が広がる部分を覆う半絶縁性膜とを備えていることを特徴とする半導体素子。 An element formation region including at least one semiconductor region formed on the substrate;
A first electrode and a second electrode formed on the element formation region at a distance from each other;
A portion between the first electrode and the second electrode on the surface of the element formation region, which is depleted when a reverse bias is applied between the first electrode and the second electrode. A semiconductor element comprising: a semi-insulating film covering a portion where the layer extends.
前記第1の電極は、ゲート電極であり、
前記第2の電極は、ドレイン電極であり、
前記ゲート電極を挟んで前記ドレイン電極とは逆の位置に形成されたソース電極をさらに備え、
電界効果トランジスタとして動作し、且つ前記半絶縁性膜は、前記素子形成領域の表面における前記ゲート電極と前記ドレイン電極との間の部分を覆っていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体素子。 The element formation region includes a channel layer in which electrons travel,
The first electrode is a gate electrode;
The second electrode is a drain electrode;
A source electrode formed at a position opposite to the drain electrode across the gate electrode;
6. The device according to claim 1, wherein the device operates as a field effect transistor, and the semi-insulating film covers a portion between the gate electrode and the drain electrode on a surface of the element formation region. 2. The semiconductor element according to item 1.
前記第1の電極は、前記コレクタ領域の上の所定の部分に形成されたコレクタ電極であり、
前記第2の電極は、前記ベース領域の上の所定の部分に形成されたベース電極であり、
前記エミッタ領域の上の所定の部分に形成されたエミッタ電極をさらに備え、
ヘテロバイポーラトランジスタとして動作し、且つ前記半絶縁性膜は、前記素子形成領域の表面における前記コレクタ電極と前記ベース電極との間の部分を覆っていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体素子。 The element formation region includes a collector region, a base region, and an emitter region sequentially formed from the bottom,
The first electrode is a collector electrode formed in a predetermined portion on the collector region;
The second electrode is a base electrode formed in a predetermined portion on the base region,
An emitter electrode formed on a predetermined portion of the emitter region;
5. The device according to claim 1, wherein the device operates as a heterobipolar transistor, and the semi-insulating film covers a portion between the collector electrode and the base electrode on a surface of the element formation region. 2. The semiconductor element according to item 1.
前記第1の電極は、前記低キャリア濃度領域の上に形成されたショットキー電極であり、
前記第2の電極は、前記高キャリア濃度領域の上に形成されたオーミック電極であり、
ダイオードとして動作し、且つ前記半絶縁性膜は、前記素子形成領域の表面における前記ショットキー電極と前記オーミック電極との間の部分を覆っていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体素子。 The element formation region includes a low carrier concentration region and a high carrier concentration region having an impurity concentration higher than the low carrier concentration region,
The first electrode is a Schottky electrode formed on the low carrier concentration region,
The second electrode is an ohmic electrode formed on the high carrier concentration region,
6. The device according to claim 1, wherein the device operates as a diode and the semi-insulating film covers a portion between the Schottky electrode and the ohmic electrode on a surface of the element formation region. 2. The semiconductor element according to item 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005081081A JP2005311326A (en) | 2004-03-22 | 2005-03-22 | Semiconductor element |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004082277 | 2004-03-22 | ||
JP2005081081A JP2005311326A (en) | 2004-03-22 | 2005-03-22 | Semiconductor element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005311326A true JP2005311326A (en) | 2005-11-04 |
Family
ID=35439674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005081081A Withdrawn JP2005311326A (en) | 2004-03-22 | 2005-03-22 | Semiconductor element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005311326A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101256466B1 (en) | 2012-02-06 | 2013-04-19 | 삼성전자주식회사 | Nitride baced heterostructure semiconductor device and manufacturing method thereof |
US8563984B2 (en) | 2009-07-10 | 2013-10-22 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
-
2005
- 2005-03-22 JP JP2005081081A patent/JP2005311326A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8563984B2 (en) | 2009-07-10 | 2013-10-22 | Sanken Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
KR101256466B1 (en) | 2012-02-06 | 2013-04-19 | 삼성전자주식회사 | Nitride baced heterostructure semiconductor device and manufacturing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11038047B2 (en) | Normally-off HEMT transistor with selective generation of 2DEG channel, and manufacturing method thereof | |
KR101734336B1 (en) | Gallium nitride devices having low ohmic contact resistance | |
US7956383B2 (en) | Field effect transistor | |
JP2008235613A (en) | Semiconductor device | |
JP2007103451A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP2010045343A (en) | Semiconductor device | |
CN113380623A (en) | Method for realizing enhanced HEMT (high Electron mobility transistor) through p-type passivation | |
CN109037324B (en) | HEMT transistor with high stress compliance during off-state and method of fabricating the same | |
JP4134575B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20070194295A1 (en) | Semiconductor device of Group III nitride semiconductor having oxide protective insulating film formed on part of the active region | |
JP3951743B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US7368793B2 (en) | HEMT transistor semiconductor device | |
CN112289858A (en) | III-nitride enhanced HEMT device and preparation method thereof | |
CN107958939A (en) | One kind nitridation Gallium base heterojunction Schottky diode structures | |
JP2004165387A (en) | Gan-based field effect transistor | |
JP2004311869A (en) | Nitride semiconductor type field effect transistor and its manufacturing method | |
KR101103774B1 (en) | Nitride based semiconductor device employing recessed gate edge structure and method for fabricating the same | |
JP5509544B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
CN112201689A (en) | Field effect transistor based on III-group nitride heterojunction and preparation method thereof | |
CN107706238B (en) | HEMT device and manufacturing method thereof | |
JP2001185717A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing it | |
JP2005311326A (en) | Semiconductor element | |
JP5463529B2 (en) | Method for manufacturing field effect transistor | |
CN107958931A (en) | One kind nitridation Gallium base heterojunctions field-effect transistor structure of resistance to breakdown | |
CN107958930A (en) | One kind nitridation Gallium radical heterojunction field effect transistor structures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080513 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20080710 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080924 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081120 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20090303 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20090331 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |