JP2007227409A - 窒化ガリウム系トランジスタとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オーミック電極におけるコンタクト抵抗を低減させることが可能な窒化ガリウム系トランジスタとその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明によれば，基板上に積層される窒化ガリウム層と，上記窒化ガリウム層上に積層される窒化アルミニウムガリウム層とを含み，上記窒化アルミニウムガリウム層の一部もしくは全体に，複数の開口溝が形成され，上記複数の開口溝のうち少なくとも２以上を充塞し，かつ当該充塞した開口溝を電気的に導通させるオーミック電極を備える窒化ガリウム系トランジスタとその製造方法が提供される。かかるオーミック電極を有する窒化ガリウム系トランジスタは，オーミック電極のコンタクト面積が大きくなるため，コンタクト抵抗を低減させることが可能となる。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は，窒化ガリウム系トランジスタとその製造方法に関し，さらに詳細には，オーミック電極におけるコンタクト抵抗が低減された窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタとその製造方法に関する。

近年，化合物半導体を用いた電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）が盛んに研究されており，金属−半導体電界効果トランジスタ（ＭＥｔａｌ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＦＥＴ：ＭＥＳＦＥＴ）や，変調ドープ電界効果トランジスタ（ＭＯｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｄｏｐｅｄ ＦＥＴ：ＭＯＤＦＥＴ）など，様々な形態のＦＥＴが提案されている。

その中でも，ＭＯＤＦＥＴは，高電子移動度トランジスタ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＨＥＭＴ）とも呼ばれ，高速動作が可能なトランジスタとして注目を集めており，ガリウム−アルミニウム−ヒ素（ＧａＡｌＡｓ）とガリウム−ヒ素（ＧａＡｓ）とを接合させた高電子移動度トランジスタが開発されている。

窒化物半導体，特に，窒化ガリウム（ＧａＮ）のバンドギャップは，ＧａＡｓのバンドギャップ（約１．４ｅＶ）に比べて広いため（約３．４ｅＶ），高周波かつ高出力で動作するパワー素子用の半導体として，期待が高まっている。ＧａＮを用いてＨＥＭＴを作製する場合には，例えば窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）とＧａＮとを接合させることが行われている（例えば，非特許文献１参照。）。

ＡｌＧａＮとＧａＮとを接合させた高電子移動度トランジスタ（ＡｌＧａＮ／ＧａＮ−ＨＥＭＴ）の構造を，図９に示す。図９は，ＡｌＧａＮ／ＧａＮ−ＨＥＭＴを概略的に説明するための斜視図である。

一般に，ＡｌＧａＮ／ＧａＮ−ＨＥＭＴは，炭化シリコン（ＳｉＣ），シリコン（Ｓｉ），サファイアなどで作製された基板１１上に，有機金属化学気相成長法（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）や分子線結晶成長法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）等の手法を用いて，ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ−ＧａＮ（ｉ−ＧａＮ）層１２およびｉ−ＡｌＧａＮ層１３を積層させた構造を有する。ここで，上記のｉ−ＧａＮ層はチャネル層として，ｉ−ＡｌＧａＮ層は障壁層としてそれぞれ機能し，ＡｌＧａＮ層とＧａＮ層との界面に生じる２次元電子ガス層（２ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｇａｓ ｌａｙｅｒ：２ＤＥＧ）１６を走行する電子を利用するトランジスタである。このＨＥＭＴでは，オーミック電極としてソース電極１４およびドレイン電極１５を設けて，２ＤＥＧと電気的なコンタクトをとる。

上記の非特許文献１に開示されたＡｌＧａＮ／ＧａＮ−ＨＥＭＴでは，オーミック電極におけるコンタクト抵抗を低減するために，図９に示したように，ソース電極１４およびドレイン電極１５を，２ＤＥＧまでリセスした構造となっている。ｉ−ＡｌＧａＮ層を掘り下げてオーミック電極が２ＤＥＧと直接接続されるようにすることで，抵抗体として作用するｉ−ＡｌＧａＮの影響を除去することが可能となり，結果として，オーミック電極のコンタクト抵抗を低減させることが可能となる。

Ｄ．Ｑｉａｏ，Ｌ．Ｓ．Ｙｕ，Ｌ．Ｊｉａ，Ｐ．Ｍ．Ａｓｂｅｃｋ，Ｓ．Ｓ．Ｌａｕ，ａｎｄ Ｔ．Ｅ．Ｈａｙｎｅｓ，"Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ｔｏ ＡｌＧａＮ／ＧａＮ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ"，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，８０，ｐｐ．９９２−９９４ （２００２）．

しかしながら，図９のような構造では，オーミック電極に接続される２ＤＥＧ１６が２次元的なシート状であるために，埋め込んだソース電極１４およびドレイン電極１５は，それぞれ線状に２ＤＥＧ１６とコンタクトすることになってしまう。すなわち，図９からわかるように，オーミック電極であるソース電極１４，ドレイン電極１５と２ＤＥＧ１６とのコンタクト箇所１７は，それぞれＺ軸に沿った１本の線となってしまう。その結果，１つのオーミック電極に対して，コンタクト箇所１７はＺ軸に沿った２本の線のみとなってしまうため，コンタクト面積が狭くなり，コンタクト抵抗がある値以上は下がらないという問題があった。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，オーミック電極のコンタクト抵抗を低減させることが可能な，新規かつ改良された窒化ガリウム系トランジスタと，その製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板上に積層される窒化ガリウム層と，上記窒化ガリウム（ＧａＮ）層上に積層される窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）層とを含み，上記ＡｌＧａＮ層の一部もしくは全体に，複数の開口溝が形成され，上記複数の開口溝のうち少なくとも２以上を充塞し，かつ当該充塞した開口溝を電気的に導通させるオーミック電極を備える窒化ガリウム系トランジスタが提供される。

ここで，上記のオーミック電極とは，トランジスタ構造におけるソース電極とドレイン電極の双方を意味しており，窒化ガリウム系トランジスタとは，窒化ガリウムをチャネル層に用いたトランジスタを意味している。

かかる構造を有する窒化ガリウム系トランジスタは，上記充塞された複数の開口溝をまとめて覆うオーミック電極を備える。充塞された１つの開口溝の底部は，上記ＧａＮ層内の二次元電子ガス層（２ＤＥＧ）に２箇所で接続されるが，１つのオーミック電極が複数の開口溝を覆っていることで，１つのオーミック電極自体が２ＤＥＧと複数の箇所で接続されるようになる。そのため，２ＤＥＧに接続されるオーミック電極の面積が増加することとなり，その結果，かかる構造を有する窒化ガリウム系トランジスタは，オーミック電極のコンタクト抵抗が低減される。

上記開口溝の底部は，上記ＡｌＧａＮ層内に位置してもよく，または，上記ＡｌＧａＮ層と上記ＧａＮ層との界面，もしくは上記ＧａＮ層内に位置してもよい。かかる位置に上記開口溝の底部が設けられることで，オーミック電極と２ＤＥＧとの距離が近づくこととなり，コンタクト抵抗を低減させることが可能となる。

上記開口溝の底部は，上記ＧａＮ層内の２ＤＥＧの位置，もしくは当該２ＤＥＧよりも深い位置に達していてもよい。かかる位置に上記開口溝の底部が設けられることで，オーミック電極と２ＤＥＧとのコンタクト面積は大きくなり，コンタクト抵抗を低減させることが可能となる。

上記の開口溝は，上記ＡｌＧａＮ層と，上記ＡｌＧａＮ層に隣接する層との格子歪みにより形成されるクラックであってもよい。かかる格子歪みにより，上記ＡｌＧａＮ層に任意の形状を有する複数のクラックが開口溝として同時に形成される。

ここで，上記の格子歪みとは，ＡｌＧａＮ層を形成するＡｌＧａＮの格子定数と，ＡｌＧａＮ層に隣接する層を形成する化合物の格子定数との差により生じる歪みを意味している。

また，上記の開口溝は，エッチングによって形成されてもよい。かかる方法を用いることで，上記開口溝の形状等を制御しながら，上記開口溝を形成することが可能となる。

また，上記のエッチングを行うための手法としては，誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＩＣＰ−ＲＩＥ）等の反応性イオンエッチング法や，光電気化学エッチング（ＰｈｏｔｏＥｌｅｃｔｒｏＣｈｅｍｉｃａｌ ｅｔｃｈｉｎｇ：ＰＥＣ）法などの，様々なエッチング法を用いることが可能である。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，（ａ）基板上にＧａＮ層を形成する工程と，（ｂ）上記ＧａＮ層上にＡｌＧａＮ層を積層する工程と，（ｃ）上記ＡｌＧａＮ層の一部もしくは全体に，複数の開口溝を形成する工程と，（ｄ）上記開口溝のうち少なくとも２以上を充塞し，かつ，当該充塞した開口溝を電気的に導通させるオーミック電極を形成する工程とを含む窒化ガリウム系トランジスタの製造方法が提供される。

かかる製造方法により作製される窒化ガリウム系トランジスタは，上記充塞された複数の開口溝をまとめて覆うオーミック電極を備えることとなる。充塞された１つの開口溝の底部は，上記２ＤＥＧに２箇所で接続されるが，１つのオーミック電極が複数の開口溝を覆っていることで，１つのオーミック電極自体が２ＤＥＧと複数の箇所で接続されるようになる。そのため，２ＤＥＧに接続されるオーミック電極の面積が増加することとなり，その結果，かかる構造を有する窒化ガリウム系トランジスタは，オーミック電極のコンタクト抵抗が低減される。

上記（ｃ）工程では，上記開口溝として，上記窒化アルミニウムガリウム層と当該窒化アルミニウムガリウム層に隣接する層との格子歪みによりクラックが形成されてもよい。

上記（ｂ）工程では，Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（ｘは０．１〜０．４）を積層させ，上記（ｃ）工程では，上記開口溝として，上記Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ層と，上記窒化ガリウム層との格子歪みによりクラックが形成されてもよい。

上記（ｂ）工程と上記（ｃ）工程との間に，上記窒化アルミニウムガリウム層上に窒化アルミニウムを積層する工程を含み，上記（ｃ）工程では，上記開口溝として，上記窒化アルミニウムガリウム層と上記窒化アルミニウム層との格子歪みによりクラックが形成されてもよい。

上記のように，上記窒化アルミニウムガリウム層と当該窒化アルミニウムガリウム層に隣接する層との格子歪みを用いてクラックを形成させることで，任意の形状を有する複数の開口溝が同時に形成される。

また，上記（ｃ）工程では，上記開口溝を，エッチングにより形成してもよい。かかる工程を採用することで，開口溝の形状や，開口溝の深さ等といった諸条件を，容易に制御しながら，複数の開口溝を形成することができる。

上記（ｃ）工程と上記（ｄ）工程との間に，上記開口溝が形成された部位をさらにエッチングする工程を含むことも可能である。かかる工程を更に含むことにより，オーミック電極と２ＤＥＧとの間隔が短くなり，オーミック電極のコンタクト抵抗を低減させることが可能となる。

上記開口溝の底部が上記窒化ガリウム層内の二次元電子ガス層と同じ深さ，もしくは，前記二次元電子ガス層よりも深い位置に達するまでエッチングを行うことも可能である。上記開口溝の底部をかかる位置に設けることで，２ＤＥＧに接続されるオーミック電極の面積は増加する。その結果，オーミック電極のコンタクト抵抗を低減させることが可能となる。

本発明によれば，オーミック電極のコンタクト抵抗を低減させることが可能な，窒化ガリウム系トランジスタとその製造方法を提供することができ，特に高電子移動度の窒化ガリウム系トランジスタとその製造方法として好適なものである。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１Ａは，本発明の第１の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタ（以下，ＧａＮ−ＨＥＭＴと略記する。）１００を概略的に説明するための斜視図であり，図１Ｂは，図１Ａのコンタクト領域１８０を拡大して示した拡大側面図である。

図１Ａ，図１Ｂを用いて，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ１００を，詳細に説明する。なお，説明に当たっては，図１Ａに示した座標軸を用いることとする。

図１Ａによれば，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ１００は，基板１１０と，バッファ層１２０と，ｉ−ＧａＮ層（以下，ＧａＮ層と略記する。）１３０と，ｉ−ＡｌＧａＮ層（以下，ＡｌＧａＮ層と略記する。）１４０と，２つのオーミック電極１６０とを備える。また，図１Ａには図示していないが，２つのオーミック電極１６０とは別にゲート電極（図示せず）が設けられる。

基板１１０は，図１Ａに示したように，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ１００の最下層に配置される平板である。この基板１１０として，例えば，炭化シリコン（ＳｉＣ）基板，シリコン（Ｓｉ）基板，サファイア基板等を使用することができる。以下の説明では，ＳｉＣ基板を用いた場合について詳細に説明するが，ＳｉＣ以外の基板材料を用いた場合でも，同様に製造可能であることは，言うまでもない。

この基板１１０上に，例えばＭＯＣＶＤ法によって，所定の膜厚のバッファ層１２０が積層されてもよい。バッファ層１２０は，基板１１０と，このバッファ層１２０上に積層されるＡｌＧａＮ層１３０との密着性を高めるために形成されるものである。バッファ層１２０として，例えば，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が２０ｎｍ程度の膜厚で積層される。

このバッファ層１２０上に，例えばＭＯＣＶＤ法によって，所定の膜厚のＧａＮ層１３０が積層される。このＧａＮ層１３０はチャネル層として機能し，その膜厚は例えば１〜３μｍ程度である。

さらに，上記ＧａＮ層の上に，例えばＭＯＣＶＤ法によって，所定の膜厚のＡｌＧａＮ層１４０が積層される。このＡｌＧａＮ層１４０は障壁層として機能し，その膜厚は例えば１０〜３０ｎｍ程度である。

このＡｌＧａＮ層１４０の一部もしくは全体には，ＡｌＧａＮ層１４０の上部から下方に向かって，亀裂であるクラック１５０が開口溝として設けられる。図１Ａでは，クラック１５０は，Ｖ形状を有しているが，このような形状に限定されるわけではなく，略半円形状や略四角形状等の，任意の形状を取りうる。ＡｌＧａＮ層１４０の表面における個々のクラック１５０の幅は，図１Ａではそれぞれ等しく形成されているが，それぞれ異なる幅であってもよい。また，図１Ａでは，クラック１５０はＺ軸に沿って直線的に形成されているが，Ｚ軸に沿って直線的に形成される必要はなく，曲線状に形成されてもよい。また，図１Ａでは，複数のクラック１５０は，等間隔で形成されているが，等間隔で形成される必要はない。

さらに，このクラック１５０は，ＡｌＧａＮ層１４０の一部もしくは全体にわたって形成される網状の溝でもよく，ＡｌＧａＮ層１４０の一部もしくは全体にわたってランダムに形成されたひび割れであってもよい。

上記のＧａＮ層１３０とＡｌＧａＮ層１４０とを接合させることで，ＧａＮ層１３０内に，２次元電子ガス層（２ＤＥＧ）１７０が形成される。この２ＤＥＧ１７０の電子が高速移動することで，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ１００は，高周波数で動作することが可能となる。

このクラック１５０が形成されたＡｌＧａＮ層１４０上に，２つのオーミック電極１６０と，ゲート電極（図示せず）が形成される。この２つのオーミック電極１６０の一方はソース電極として機能し，他方はドレイン電極として機能する。１つのオーミック電極１６０は，図１Ａに示したように，ＡｌＧａＮ層１４０を所定の深さに陥没形成された部位に形成され，この陥没形成された部位に存在する複数のクラック１５０を所定の金属で満たし，かつ，これら複数のクラック１５０全てをまとめて覆うように設けられる。このように所定の金属が設けられることで，上記複数のクラック１５０それぞれが電気的に導通され，複数のクラック１５０が全体として１つのオーミック電極として機能するようになる。オーミック電極１６０として，様々な金属を使用することができるが，例えばチタン（Ｔｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）の双方を合わせて使用することもできる。図１Ａでは，１つのオーミック電極１６０は，例えば３つのクラック１５０を充塞し，かつ全てを覆うように形成されている。しかし，電気的に導通させるクラックは３つでなくともよく，例えば，２つでも，４つ以上でもかまわない。

オーミック電極１６０のＹ軸負方向側における先端部位の拡大図を，図１Ｂに示す。図１Ｂでは，クラック１５０の底部，すなわちオーミック電極１６０の先端１６０ａは，ＧａＮ層１３０内の２ＤＥＧ１７０よりも深い位置まで達している。この場合，１つのクラック１５０を充塞しているオーミック電極は，２ＤＥＧ１７０と２カ所のコンタクト箇所１９０で接続されており，図１Ｂの場合では，１つのオーミック電極全体で６カ所のコンタクト箇所１９０を有することとなる。図１Ｂのような側面図では，オーミック電極１６０は，コンタクト箇所１９０において２ＤＥＧ１７０と６つの点で接触しているが，図１Ａのようにオーミック電極１６０の奥行きまで考慮すると，オーミック電極１６０全体では，このようなコンタクト箇所１９０は，Ｚ軸に沿った６本の直線状に存在していることになる。その結果，同じ大きさを有するオーミック電極であっても，図９に示した従来のオーミック電極に比べて，本実施形態に係るオーミック電極１６０は，オーミック電極１６０と２ＤＥＧとのコンタクト面積が大きくなる。そのため，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ１００は，オーミック電極１６０のコンタクト抵抗を低減させることができる。

図１Ａ，図１Ｂでは，オーミック電極１６０の先端１６０ａは，２ＤＥＧ１７０よりも深い位置まで達しているが，ＧａＮ層１３０内の２ＤＥＧ１７０に達していない位置に設けられてもよい。また，オーミック電極１６０の先端１６０ａは，ＡｌＧａＮ層１４０内に位置していてもかまわない。上記のようにオーミック電極１６０の先端１６０ａが２ＤＥＧ１７０に達していない場合でも，オーミック電極１６０と２ＤＥＧ１７０との間隔が短くなるために，オーミック電極１６０のコンタクト抵抗を小さくすることができる。

図２を用いて，本実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ１００の製造方法を詳細に説明する。図２は，本実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ１００の製造方法を概略的に説明するための側面図である。

まず，図２（ａ）に示したように，ＳｉＣなどからなる基板１１０上に，バッファ層１２０としてＡｌＮを約２０ｎｍの膜厚で積層させる。続いて，ＧａＮを約１〜３μｍの膜厚で積層させ，ＧａＮ層１３０とする。さらに，ＧａＮ層上に，通常よりもＡｌ組成比を約１０〜２０％高くしたＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（ｘは０．１〜０．４）を積層させ，ＡｌＧａＮ層１４０とする。このＡｌＧａＮ層１４０の膜厚は，約１０〜３０ｎｍ程度である。これらＧａＮ層１３０およびＡｌＧａＮ層１４０は，例えばＭＯＣＶＤ法によって形成させることが可能である。ＡｌＧａＮ層１４０のＡｌ組成比を上記のような値にすることで，ＡｌＧａＮ層１４０の格子定数と，ＡｌＧａＮ層１４０に隣接するＧａＮ層１３０の格子定数とが大きく異なることとなり，ＡｌＧａＮ／ＧａＮ界面に大きな歪みが生じる。その結果，ＡｌＧａＮ層１４０表面から内部に向かって，意図的にひび割れが生じることとなる。このひび割れがクラック１５０として機能する。このようにして，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ１００を製造するためのウェハが形成される。

ここで，ＡｌＧａＮ層のＡｌ濃度を約０．３６にした場合の，ＡｌＧａＮ層１４０の表面を示したＡＦＭ像を，図３（ａ）に示す。図３（ａ）から明らかなように，ＡｌＧａＮ層１４０の表面に，複数の微細な亀裂が，様々な方向に向かってランダムに形成されていることがわかる。また，図３（ｂ）からわかるように，深さ数ｎｍ，幅数十ｎｍにわたるクラック１５０が，ＡｌＧａＮ層１４０の全体にわたって生じている。なお，図３（ｂ）において，三角マークで示したクラックの深さは約３ｎｍ，幅は約８０ｎｍである。このように，ＡｌＧａＮ層１４０を形成するＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮのＡｌ濃度を変化させることで，ＡｌＧａＮ／ＧａＮ界面に格子歪みを生じさせ，複数のクラック１５０を意図的に形成できることがわかる。

なお，１枚のウェハから複数のＧａＮ−ＨＥＭＴ１００を同時に作製する場合には，上記の工程に続いて，ウェハの電流経路部分以外に例えばアルゴン（Ａｒ）イオン注入を施すことで，素子分離（アイソレーション）処理を行うことも可能である。

続いて，図２（ｂ）に示したように，オーミック電極１６０を形成する部分に，例えば誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）によるエッチングを施し，陥没部位であるオーミック電極リセス部１６０ｂを形成する。このＩＣＰ−ＲＩＥは，ＡｌＧａＮ層１４０の表面に形成されたクラック１５０の形状を保ちながら，エッチングを行うことが可能である。ここで，クラックの底部，すなわちＹ軸負方向側の先端が，２ＤＥＧ１７０よりも深い位置に達するまでエッチングを行うことが好ましい。

次に，図２（ｃ）に示したように，オーミック電極リセス部１６０ｂに，例えばＴｉ−Ａｌを用いてオーミック電極１６０を形成する。オーミック電極リセス部１６０ｂに，オーミック電極１６０形成用の金属として例えばＴｉ−Ａｌを蒸着等により積層することで，オーミック電極リセス部１６０ｂにおけるクラック１５０の底部まで，Ｔｉ−Ａｌが充塞される。この陥没部位であるオーミック電極リセス部１６０ｂを満たすようにＴｉ−Ａｌをさらに積層させることで，複数のクラック１５０が電気的に導通され，全体として１つのオーミック電極１６０として機能するようになる。

上記のようにして作製された，クラック１５０の形状が転写されたオーミック電極１６０は，従来のオーミック電極では２箇所しか存在しなかった２ＤＥＧ１７０とのコンタクト箇所１９０を，複数に増やすことが可能となる。そのため，オーミック電極１６０と２ＤＥＧ１７０とのコンタクト面積が飛躍的に増加し，コンタクト抵抗を低減させることが可能となる。

（第２の実施形態）
続いて，図４Ａ，図４Ｂを用いて，本発明の第２の実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ２００の構造および製造方法を，詳細に説明する。図４Ａは，本発明の第２の実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ２００の製造方法を概略的に説明する側面図であり，図４Ｂは，本実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ２００のオーミック電極２７０を拡大して示す拡大側面図である。

図４Ａ（ｃ）に示したように，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ２００は，基板２１０と，バッファ層２２０と，ＧａＮ層２３０と，ＡｌＧａＮ層２４０と，ＡｌＮ層２５０と，２つのオーミック電極２７０とを備える。また，図４Ａには示していないが，２つのオーミック電極２７０とは別にゲート電極（図示せず）が設けられる。ここで，基板２１０，バッファ層２２０，ＧａＮ層２３０，およびオーミック電極２７０については，上記の第１の実施形態と同様であるので，詳細な説明は省略する。

ＡｌＧａＮ層２４０は，上記第１の実施形態とは異なり，通常のＡｌ組成比のＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮを用いて，ＧａＮ層２３０上に積層される。ＡｌＧａＮ層２４０を形成する方法としては，例えばＭＯＣＶＤ法等を用いることができる。

ＡｌＮ層２５０は，ＡｌＧａＮ層２４０とこのＡｌＮ層２５０の界面に格子歪みを生じさせるために形成される。このＡｌＮ層２５０とＡｌＧａＮ層２４０には，格子歪みに起因する開口溝であるクラック２６０が複数形成される。

このクラック２６０は，図４Ａ（ｃ）に示したように，ＡｌＮ層２５０の表面からＡｌＧａＮ層２４０に向かって形成される溝状の亀裂である。図４Ａでは，複数のクラック２６０は，Ｖ形状を有しているが，本実施形態に係るクラック２６０はこのような形状に限定されるわけではなく，略半円形状や略四角形状といった，任意の形状であってもよい。また，ＡｌＮ層２５０の表面における個々のクラック２６０の幅は，図４Ａ（ｃ）ではそれぞれ等しく形成されているが，それぞれ異なる幅であってもよい。また，図４Ａでは，複数のクラック２６０は，Ｘ軸に沿って等間隔で形成されているが，間隔が異なっていてもよい。

さらに，このクラック２６０は，ＡｌＮ層２５０およびＡｌＧａＮ層２４０の一部もしくは全体にわたって形成される網状の溝でもよく，ＡｌＮ層２５０およびＡｌＧａＮ層２４０の一部もしくは全体にわたってランダムに形成されたひび割れであってもよい。

次に，図４Ａを用いて，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ２００の製造方法を詳細に説明する。

まず，図４Ａ（ａ）に示したように，本発明の第１の実施形態と同様にして，例えばＳｉＣ基板２１０上に，バッファ層２２０，ＧａＮ層２３０，ＡｌＧａＮ層２４０を形成させる。これら各層の積層にあたっては，例えばＭＯＣＶＤ法を用いることができる。さらに，ＡｌＧａＮ層２４０上にＡｌＮ層２５０を積層させる。上記各層を積層させる方法として，例えばＭＯＣＶＤ法を用いることが可能である。このようにして，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ３００を作製するためのウェハが形成される。

ＡｌＮの格子定数は，ＡｌＧａＮの格子定数に比べて大きく異なるため，ＡｌＧａＮ層２４０／ＡｌＮ層２５０の界面において，大きな格子歪みが生じる。その結果，ＡｌＮ層２５０およびＡｌＧａＮ層２４０に，ひび割れが生じることとなる。このように，格子定数の異なる２つの層を相隣接させることで，複数のクラック２６０を意図的に生成させることができる。

上記のようにして生成されたクラック２６０のＡＦＭ像を，図５に示した。図５（ａ）から明らかなように，ＡｌＮ層２５０上に，複数の微細なクラック２６０が様々な方向にランダムに生成されていることがわかる。また，図５（ｂ）から明らかなように，ＡｌＮ層２５０上に，深さ数ｎｍ，幅数十ｎｍにわたって，クラック２６０が無数に生成されていることがわかる。なお，図５（ｂ）において，三角マークのクラックの深さは約６ｎｍであり，幅は約９０ｎｍである。

上記の第１の実施形態と同様に，本実施形態においても，上記の工程に続いて，ウェハの電流経路部分以外に例えばアルゴン（Ａｒ）イオン注入を施すことで，素子分離（アイソレーション）処理を行うことも可能である。

続いて，図４Ａ（ｂ）に示したように，オーミック電極２７０を形成する部分に，例えば誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）によりエッチングを施し，オーミック電極リセス部２７０ｂを形成する。このＩＣＰ−ＲＩＥは，表面に形成されたクラック２６０の形状を保ちながら，ＡｌＮ層２５０およびＡｌＧａＮ層２４０のエッチングを行うことが可能である。ここで，クラックの底部，すなわちＹ軸負方向側の先端が，２ＤＥＧ２８０よりも深い位置に達するまでエッチングを行うことが，好ましい。

次に，図４Ａ（ｃ）に示したように，オーミック電極リセス部２７０ｂに，例えばＴｉ−Ａｌを用いてオーミック電極２７０を形成する。オーミック電極リセス部２７０ｂに，上記第１の実施形態と同様に，例えばＴｉ−Ａｌのような金属を積層させることで，複数のクラック２６０が電気的に導通されたオーミック電極２７０を形成することができる。

上記のようにして形成された，クラック２６０の形状が転写されたオーミック電極２７０は，図４Ｂに示したように，クラック２６０の底部，すなわちオーミック電極２７０の先端部分２７０ａ（先端とその周りを含む）が２ＤＥＧ２８０よりも深い位置に達することにより，２ＤＥＧ２８０とのコンタクト箇所２９０を複数に増やすことが可能となる。その結果，従来のオーミック電極に比べ，オーミック電極２７０と２ＤＥＧ２８０とのコンタクト面積が飛躍的に増加し，コンタクト抵抗を低減させることが可能となる。

図４Ａ，図４Ｂでは，オーミック電極２７０の先端部分２７０ａは，２ＤＥＧ２８０よりも深い位置まで達しているが，本実施形態においても，第１の実施形態と同様に，ＧａＮ層２３０内の２ＤＥＧ２８０に達していない位置に設けられても良い。また，オーミック電極２７０の先端部分２７０ａは，ＡｌＧａＮ層２４０内に位置していてもよい。

上記のように，本発明の第１および第２の実施形態は，ＡｌＧａＮ層の格子定数と，ＡｌＧａＮ層に相隣接する層の格子定数の差を利用して，開口溝としてクラックを意図的にＡｌＧａＮ層に生じさせるものである。

（第３の実施形態）
続いて，図６Ａ，図６Ｂを用いて，本発明の第３の実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ３００の構造および製造方法を，詳細に説明する。図６Ａは，本発明の第３の実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ３００の製造方法を概略的に説明する側面図であり，図６Ｂは，本実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ３００のオーミック電極を拡大して示す拡大側面図である。

図６Ａ（ｂ）に示したように，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ３００は，基板３１０と，バッファ層３２０と，ＧａＮ層３３０と，ＡｌＧａＮ層３４０と，２つのオーミック電極３８０とを含んで構成される。また，図６Ａには示していないが，２つのオーミック電極３８０とは別にゲート電極（図示せず）が設けられる。ここで，基板３１０，バッファ層３２０，ＧａＮ層３３０，ＡｌＧａＮ層３４０，およびオーミック電極３８０については，上記の第２の実施形態と同様であるので，詳細な説明は省略する。

次に，図６Ａを用いて，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ３００の製造方法を詳細に説明する。

まず，図６Ａ（ａ）に示したように，本発明の第２の実施形態と同様にして，例えばＳｉＣ基板３１０上に，バッファ層３２０，ＧａＮ層３３０，ＡｌＧａＮ層３４０を形成させる。これら各層の積層にあたっては，例えばＭＯＣＶＤ法を用いることができる。さらに，ＡｌＧａＮ層３４０上に，フォトレジスト３５０を積層させる。続いて，オーミック電極３８０を形成させる部分に，図６Ａ（ａ）の上図のように，格子状の開口溝３６０のレジストパターンをフォトリソグラフィにより形成する。

なお，１枚のウェハから複数のＧａＮ−ＨＥＭＴを同時に製造する場合には，フォトレジスト３５０を積層させる前に，ウェハの電流経路部分以外に例えばアルゴン（Ａｒ）イオン注入を施すことで，素子分離（アイソレーション）処理を行うことも可能である。

その後，開口溝３６０のレジストパターンが作製されたフォトレジスト３５０の上から，ＩＣＰ−ＲＩＥにより，開口溝３６０を作製するためのエッチングを行う。このように，ＡｌＧａＮ層３４０上にフォトレジスト３５０を積層させることで，開口溝３６０を形成させたい部分のみをエッチングすることが可能となる。開口溝３６０を形成するためのエッチングは，開口溝３６０の底部が２ＤＥＧ３７０よりも深い位置に達するまで行われる。

所定の深さまでエッチングを行った後に，ＡｌＧａＮ層３４０上に積層されたフォトレジスト３５０を除去する。フォトレジスト３５０を除去する方法については，公知の方法を用いることが可能である。フォトレジスト３５０を除去することで，所定の開口溝３６０が形成されたウェハを得ることができる。

続いて，オーミック電極３８０を作製するために，上記の格子状の複数の開口溝３６０を，例えばＴｉ−Ａｌ等を用いて充塞させる。さらに，この充塞された複数の開口溝３６０をまとめて覆うように，Ｔｉ−Ａｌ等を積層することによって，これらの開口溝３６０は電気的に導通され，１つのオーミック電極３８０として機能するようになる。図６Ａの場合では，（ａ）の９個の開口溝３６０をまとめて覆うことで，９つの開口溝３６０それぞれを電気的に導通させ，１つのオーミック電極３８０としている。

なお，上記の（ａ）では，開口溝３６０が１８個しか図示されていないが，実際には，フォトリソグラフィに用いるマスクを適宜調整することにより，より多くの開口溝３６０を作製できることは言うまでもない。また，オーミック電極３８０形成用の金属で覆われる開口溝３６０の個数は，上記の９個に限定されるわけではなく，例えば８個以下でもよいし，１０個以上でもよいことは言うまでもない。

このようにして作製されたオーミック電極３８０は，図６Ｂに示したように，２ＤＥＧ３７０とのコンタクト箇所３９０を複数有することとなる。その結果，オーミック電極３８０と２ＤＥＧ３７０とのコンタクト面積が増大し，コンタクト抵抗を低減させることが可能となる。

なお，上記の記載では，開口溝３６０の底部，すなわち，オーミック電極３８０の先端部分３８０ａが，２ＤＥＧ３７０よりも深い位置に達している場合を説明したが，本実施形態においても，第１の実施形態と同様に，オーミック電極３８０の先端部分３８０ａが，ＧａＮ層３３０内の２ＤＥＧ３７０に達しない位置に設けられてもよく，ＡｌＧａＮ層３４０内に位置するように設けられてもよい。

（第４の実施形態）
続いて，図７Ａ，図７Ｂを用いて，本発明の第４の実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ４００の構造および製造方法を，詳細に説明する。図７Ａは，本発明の第４の実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ４００の製造方法を概略的に説明する側面図であり，図７Ｂは，本実施形態にかかるＧａＮ−ＨＥＭＴ４００のオーミック電極を拡大して示す拡大側面図である。

図７Ａ（ｂ）に示したように，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ４００は，基板４１０と，バッファ層４２０と，ＧａＮ層４３０と，ＡｌＧａＮ層４４０と，表面保護層４５０と，２つのオーミック電極４９０とを含んで構成される。また，図７Ａには示していないが，２つのオーミック電極４９０とは別にゲート電極（図示せず）が設けられる。ここで，基板４１０，バッファ層４２０，ＧａＮ層４３０，ＡｌＧａＮ層４４０，およびオーミック電極４９０については，上記の第２の実施形態と同様であるので，詳細な説明は省略する。

表面保護層４５０は，開口溝４７０を形成するために行われるエッチングから，ＡｌＧａＮ層４４０を保護するために設けられるものである。表面保護層４５０を形成する化合物としては，例えば，窒化シリコン（ＳｉＮ），酸化シリコン（ＳｉＯ_２），酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などを使用することができ，ＭＯＣＶＤ法などを用いて積層することが可能である。以下では，表面保護層４５０としてＳｉＮ層を形成した場合について説明するが，ＳｉＮ以外の表面保護層４５０を形成した場合においても，本実施形態と同様にしてＧａＮ−ＨＥＭＴが製造できることは言うまでもない。

次に，図７Ａを用いて，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ４００の製造方法を詳細に説明する。

まず，図７Ａ（ａ）に示したように，本発明の第２の実施形態と同様にして，例えばＳｉＣ基板４１０上に，バッファ層４２０，ＧａＮ層４３０，ＡｌＧａＮ層４４０を形成させる。これら各層の積層にあたっては，例えばＭＯＣＶＤ法を用いることができる。このようにして，本実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴ４００を作製するためのウェハを形成することができる。

続いて，上記のＡｌＧａＮ層４４０上に，表面保護層４５０として例えばＳｉＮ層４５０を所定の膜厚で積層させる。なお，表面保護層４５０を積層した後に，Ａｒイオンなどを用いて，素子分離工程を行うことも可能である。

次に，オーミック電極４９０を形成したい部位のＳｉＮ層４５０を所定の方法を用いて除去し，その後，スパッタ法などの方法を用いて例えばポリシリコン４６０をまばらに成長させる。続いて，このポリシリコン４６０がまばらに積層されたオーミック電極４９０を形成したい部位を，例えばＩＣＰ−ＲＩＥによりエッチングする。このエッチング工程において，上記のまばらに成長させたポリシリコン４６０は，マスクとして機能し，ポリシリコン４６０が形成されていない部分が，エッチングされることとなる。ポリシリコンは，数ｎｍ程度の微細な粒子であるために，このポリシリコン粒子をオーミック電極４９０を作製したい部位にまばらに成長させることで，ナノメートルオーダーの微細な開口溝４７０を複数形成することができる。開口溝４７０を形成するためのエッチングは，開口溝４７０の底部が，２ＤＥＧ４８０に達するまで行われる。

開口溝４７０が所定の深さまでエッチングされた後に，ポリシリコン４６０を除去する。ポリシリコン４６０は，様々な方法を用いて除去することが可能である。

続いて，オーミック電極４９０を作製するために，上記複数の開口溝４７０をＴｉ−Ａｌ等を用いて充塞させ，さらに，これら複数の開口溝４７０が電気的に導通するように，上記開口部４７０の上部に引き続きＴｉ−Ａｌを積層させる。このようにして形成されたオーミック電極４９０は，図７Ｂに示したように，２ＤＥＧ４８０と複数のコンタクト箇所５００で接続されることとなり，図９に示した従来のオーミック電極に比べ，コンタクト面積が飛躍的に増加する。その結果，オーミック電極のコンタクト抵抗を，低減させることが可能となる。

なお，上記の記載では，開口溝４７０の底部，すなわち，オーミック電極４９０の先端部分４９０ａが，２ＤＥＧ４８０よりも深い位置に達している場合を説明したが，本実施形態においても，第１の実施形態と同様に，オーミック電極４９０の先端部分４９０ａが，ＧａＮ層４３０内の２ＤＥＧ４８０に達しない位置に設けられても良く，ＡｌＧａＮ層４４０内に位置するように設けられても良い。

上記のように，本発明の第３および第４の実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴは，エッチングを用いて開口溝の形状等を制御しながら製造することができる。

以下に，実施例を示しながら，本発明の各実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴを説明する。

（コンタクト抵抗の測定方法）
本発明の各実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴのコンタクト抵抗を測定するために，以下のようなＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅ Ｍｏｄｅｌ（ＴＬＭ）法を用いた。図８は，ＴＬＭ法を概略的に説明するための模式図である。

まず，図８（ａ）に示したように，同一の素子３０上に電極間隔３３，３４，３５を変化させたオーミック電極３１，３２を各々複数作製し，オーミック電極３１，３２間の抵抗を測定する。この際に，電極間隔３３，３４，３５に相当する電極間のみにしか電流が流れないように，該当箇所以外の部分は，Ａｒイオン等を用いて素子分離させておく。

次に，図８（ｂ）に示したように，横軸に電極間隔，縦軸に測定した抵抗値をとり，各電極間隔での抵抗値，すなわち，電極間隔３３であるＡの場合，電極間隔３４であるＢの場合，および電極間隔３５であるＣの場合の各抵抗値をプロットする。そして，これらの点から得られる回帰直線を外挿して，縦軸における切片，すなわち，電極間隔を０とした場合の抵抗値を算出する。

最後に，得られた切片の値を１／２した後に，電極幅が１ｍｍとなるように規格化する。このようにして得られた抵抗値を，コンタクト抵抗とする。

以下に示す各実施例および比較例では，オーミック電極の幅（例えば図１Ａにおいて，オーミック電極１６０のＺ軸に平行な方向の幅）を６μｍに固定し，電極間隔（例えば図１Ａにおいて，２つのオーミック電極１６０間のＸ軸に対して平行な方向の間隔）をそれぞれ３，６，９μｍに変化させて，コンタクト抵抗を測定した。

（実施例１）
図１Ａに示した，本発明の第１の実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴと同様の構造を有する素子を形成した。基板としてサファイア基板を使用し，エピタキシャル成長を用いてＧａＮ層を積層した。ＡｌＧａＮ層を形成するＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮのｘは，０．３６とした。また，本実施例では，ＡｌＧａＮ層の上に，更にＧａＮ層を５ｎｍ積層した。なお，オーミック電極は，Ｔｉ−Ａｌを用いて形成した。ここで，各層の膜圧は，以下の通りである。

バッファ層：無し
ＧａＮ層：２μｍ
ＡｌＧａＮ層：２７ｎｍ

（比較例１）
図９に示した従来のＧａＮ−ＨＥＭＴと同様のオーミック電極構造を作製した以外は，実施例１と同様にしてＧａＮ−ＨＥＭＴを作製し，比較例１とした。

上記実施例１および比較例１におけるコンタクト抵抗値を，以下の表１に示した。

上記の表１から明らかなように，本実施形態に係るオーミック電極を有するＧａＮ−ＨＥＭＴは，従来のオーミック電極に比べて，コンタクト抵抗値が半分となっていることがわかる。

（実施例２）
図４Ａに示した，本発明の第２の実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴと同様の構造を有する素子を形成した。基板としてサファイア基板を使用し，エピタキシャル成長を用いてＧａＮ層を積層した。ＡｌＧａＮ層を形成するＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮのｘは，０．３６とした。ここで，各層の膜圧は，以下の通りである。

バッファ層：無し
ＧａＮ層：２μｍ
ＡｌＧａＮ層：２７ｎｍ
ＡｌＮ層：２ｎｍ

（比較例２）
図９に示した従来のＧａＮ−ＨＥＭＴと同様のオーミック電極構造を作製した以外は，実施例２と同様にしてＧａＮ−ＨＥＭＴを作製し，比較例２とした。

上記実施例２と比較例２におけるコンタクト抵抗値を，以下の表２に示した。

上記の表２から明らかなように，本実施形態に係るオーミック電極を有するＧａＮ−ＨＥＭＴは，従来のオーミック電極に比べて，コンタクト抵抗値が約半分となっていることがわかる。

以上のように，本発明の各実施形態に係るＧａＮ−ＨＥＭＴは，オーミック電極のコンタクト抵抗を，飛躍的に低減させることが可能である。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，上述した実施形態においては，所定の１枚の基板上に１つのＧａＮ−ＨＥＭＴを作製する場合について詳細に説明したが，１枚の基板に複数のＧａＮ−ＨＥＭＴを同時形成することも可能である。

本発明の第１の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタを概略的に説明するための斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタの部分拡大図である。 本発明の第１の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタの製造方法を概略的に説明するための側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタにおけるＡｌＧａＮ層表面のＡＦＭ像である。 本発明の第２の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタの製造方法を概略的に説明するための側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタの部分拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタにおけるＡｌＮ層表面のＡＦＭ像である。 本発明の第３の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタの製造方法を概略的に説明するための側面図である。 本発明の第３の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタの部分拡大図である。 本発明の第４の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタの製造方法を概略的に説明するための側面図である。 本発明の第４の実施形態に係る窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタの部分拡大図である。 本発明におけるコンタクト抵抗の測定法を概略的に説明するための概略図である。 従来の窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタを概略的に説明するための側面図である。

符号の説明

１０ 窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタ
１１ 基板
１２ 窒化ガリウム層
１３ 窒化アルミニウムガリウム層
１４ ソース電極
１５ ドレイン電極
１６ 二次元電子ガス層
１７ コンタクト箇所
３０ 素子
３１ オーミック電極
３２ オーミック電極
３３ 電極間隔
３４ 電極間隔
３５ 電極間隔
１００ 窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタ
１１０ 基板
１２０ バッファ層
１３０ 窒化ガリウム層
１４０ 窒化アルミニウムガリウム層
１５０ クラック
１６０ オーミック電極
１６０ａ 先端
１６０ｂ オーミック電極リセス部
１７０ 二次元電子ガス層
１８０ コンタクト領域
１９０ コンタクト箇所
２００ 窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタ
２１０ 基板
２２０ バッファ層
２３０ 窒化ガリウム層
２４０ 窒化アルミニウムガリウム層
２５０ 窒化アルミニウム層
２６０ クラック
２７０ オーミック電極
２７０ａ 先端
２７０ｂ オーミック電極リセス部
２８０ 二次元電子ガス層
２９０ コンタクト箇所
３００ 窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタ
３１０ 基板
３２０ バッファ層
３３０ 窒化ガリウム層
３４０ 窒化アルミニウムガリウム層
３５０ レジスト
３６０ 開口溝
３７０ 二次元電子ガス層
３８０ オーミック電極
３８０ａ 先端部分
３９０ コンタクト箇所
４００ 窒化ガリウム系高電子移動度トランジスタ
４１０ 基板
４２０ バッファ層
４３０ 窒化ガリウム層
４４０ 窒化アルミニウムガリウム層
４５０ 表面保護層
４６０ ポリシリコン
４７０ 開口溝
４８０ 二次元電子ガス層
４９０ オーミック電極
４９０ａ 先端部分
５００ コンタクト箇所

Claims (13)

1. 基板上に積層される窒化ガリウム層と，
   前記窒化ガリウム層上に積層される窒化アルミニウムガリウム層と，
   を含み，
   前記窒化アルミニウムガリウム層の一部もしくは全体に，複数の開口溝が形成され，
   前記複数の開口溝のうち少なくとも２以上を充塞し，かつ当該充塞した開口溝を電気的に導通させるオーミック電極を備えることを特徴とする，窒化ガリウム系トランジスタ。
2. 前記開口溝の底部は，前記窒化アルミニウムガリウム層内に位置することを特徴とする，請求項１に記載の窒化ガリウム系トランジスタ。
3. 前記開口溝の底部は，前記窒化アルミニウムガリウム層と前記窒化ガリウム層との界面，もしくは前記窒化ガリウム層内に位置することを特徴とする，請求項１に記載の窒化ガリウム系トランジスタ。
4. 前記開口溝の底部は，前記窒化ガリウム層内の二次元電子ガス層の位置，もしくは当該二次元電子ガス層よりも深い位置に達していることを特徴とする，請求項１に記載の窒化ガリウム系トランジスタ。
5. 前記開口溝は，前記窒化アルミニウムガリウム層と，前記窒化アルミニウムガリウム層に隣接する層との格子歪みにより形成されるクラックであることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の窒化ガリウム系トランジスタ。
6. 前記開口溝は，エッチングによって形成されることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の窒化ガリウム系トランジスタ。
7. （ａ）基板上に窒化ガリウム層を形成する工程と，
   （ｂ）前記窒化ガリウム層上に窒化アルミニウムガリウム層を積層する工程と，
   （ｃ）前記窒化アルミニウムガリウム層の一部もしくは全体に，複数の開口溝を形成する工程と，
   （ｄ）前記開口溝のうち少なくとも２以上を充塞し，かつ，当該充塞した開口溝を電気的に導通させるオーミック電極を形成する工程と，
   を含むことを特徴とする，窒化ガリウム系トランジスタの製造方法。
8. 前記（ｃ）工程では，前記開口溝として，前記窒化アルミニウムガリウム層と当該窒化アルミニウムガリウム層に隣接する層との格子歪みによりクラックが形成されることを特徴とする，請求項７に記載の窒化ガリウム系トランジスタの製造方法。
9. 前記（ｂ）工程では，Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（ｘは０．１〜０．４）を積層させ，
   前記（ｃ）工程では，前記開口溝として，前記Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ層と，前記窒化ガリウム層との格子歪みによりクラックが形成されることを特徴とする，請求項８に記載の窒化ガリウム系トランジスタの製造方法。
10. 前記（ｂ）工程と前記（ｃ）工程との間に，前記窒化アルミニウムガリウム層上に窒化アルミニウムを積層する工程を含み，
    前記（ｃ）工程では，前記開口溝として，前記窒化アルミニウムガリウム層と前記窒化アルミニウム層との格子歪みによりクラックが形成されることを特徴とする，請求項８に記載の窒化ガリウム系トランジスタの製造方法。
11. 前記（ｃ）工程では，前記開口溝を，エッチングにより形成することを特徴とする，請求項７に記載の窒化ガリウム系トランジスタの製造方法。
12. 前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程との間に，前記開口溝が形成された部位をさらにエッチングする工程を含むことを特徴とする，請求項７〜１１のいずれかに記載の窒化ガリウム系トランジスタの製造方法。
13. 前記開口溝の底部が前記窒化ガリウム層内の二次元電子ガス層と同じ深さ，もしくは，前記二次元電子ガス層よりも深い位置に達するまでエッチングを行うことを特徴とする，請求項１２に記載の窒化ガリウム系トランジスタの製造方法。