JP2007324263A - 電界効果トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電界効果トランジスタは、基板10の上に形成され、一般式がInxAlyGa1−yN(0<x≦1、0≦y<1、0<x+y≦1)で表されるキャップ層25を含む窒化物半導体積層体20と、キャップ層25の上に互いに間隔をおいて形成されたノンアロイのソース電極31及びノンアロイのドレイン電極32とを備えている。
【選択図】図1
Description
T.Murata 他、IEEE Transactions on Electron Devices、2005年、52巻、p.1042−1047
オーミック電極とゲート電極とを同一の材料により形成できる。その結果、オーミック電極とゲート電極とを同時に形成でき、電界効果トランジスタの製造工程を簡略化することが可能となる。
本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1は第1の実施形態に係る電界効果トランジスタ(FET)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FETは、サファイアからなる基板10の上に形成され、窒化インジウムアルミニウムガリウム(InAlGaN)からなるキャップ層を含む窒化物半導体積層体20と、窒化物半導体積層体20の上に形成されたパラジウム(Pd)からなるソース電極31、ドレイン電極32及びゲート電極33とを備えている。
以下に、本発明の第2の実施形態について図面を参照して説明する。図6は第2の実施形態に係る電界効果トランジスタ(FET)の断面構成を示している。
11 SiO2マスク
20 窒化物半導体積層体
20a ゲートリセス部
21 AlNバッファ層
22 GaNバッファ層
22A アンドープGaN膜
23 スペーサ層
24 電子供給層
25 キャップ層
26 多層膜
27 絶縁膜
31 ソース電極
32 ドレイン電極
33 ゲート電極
Claims (16)
- 基板の上に形成され、一般式がInxAlyGa1-yN(0<x≦1、0≦y<1、0<x+y≦1)で表される化合物からなるキャップ層を含む窒化物半導体積層体と、
前記キャップ層の上に互いに間隔をおいて形成されたノンアロイのソース電極及びノンアロイのドレイン電極とを備えていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記窒化物半導体積層体は、前記キャップ層の下に形成された電子供給層を含み、
前記キャップ層は、前記ソース電極とドレイン電極との間の領域に形成され且つ前記電子供給層を露出する開口部を有し、
前記電子供給層における前記開口部から露出した部分の上に形成されたゲート電極をさらに備え、
前記ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極は同一の材料により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記ゲート電極と前記電子供給層との間に形成された絶縁膜をさらに備えていることを特徴とする請求項2に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記窒化物半導体積層体は、前記キャップ層と前記電子供給層との間に形成され、窒化ガリウムと窒化アルミニウムガリウムとが交互に積層されてなる多層膜を含むことを特徴とする請求項3に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記キャップ層におけるインジウム、アルミニウム及びガリウムの組成比は、窒化ガリウムと格子整合する組成比であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記キャップ層におけるアルミニウムの組成比の値をインジウムの組成比の値で除した値は、3.6以上且つ4.7以下であることを特徴とする請求項5に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記ソース電極及びドレイン電極は、アルミニウム、チタン、モリブデン、銅又はパラジウムからなることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記ソース電極及びドレイン電極のコンタクト抵抗は、1×10-4Ωcm2以下であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記キャップ層は、1×1019cm-3以上の濃度の不純物を含んでいることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極は、熱処理が行われていないことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ。
- 基板の上に第1の窒化物半導体層、該第1の窒化物半導体層と比べて禁制帯幅が大きい第2の窒化物半導体層及び一般式がInxAlyGa1-x-yN(0<x≦1、0≦y<1、0<x+y≦1)により表されるキャップ層を順次形成する工程(a)と、
前記キャップ層の上にソース電極及びドレイン電極を互いに間隔をおいて形成する工程(b)とを備え、
前記工程(b)は、前記ソース電極及びドレイン電極を熱処理することなく形成する工程であることを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 - 前記工程(a)よりも後で且つ前記工程(b)よりも前に、前記キャップ層に前記第2の窒化物半導体層を露出する開口部を形成する工程(c)をさらに備え、
前記工程(b)は、前記第2の窒化物半導体層における前記開口部から露出した部分の上にゲート電極を形成する工程を含み、
前記ゲート電極と前記ソース電極及びドレン電極とは、同一の材料により同時に形成することを特徴とする請求項11に記載の電界効果トランジスタの製造方法。 - 前記工程(c)よりも後で且つ前記工程(b)よりも前に、少なくとも前記第2の窒化物半導体層における前記開口部から露出した部分の上に絶縁膜を形成する工程(d)をさらに備えていることを特徴とする請求項12に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
- 前記工程(c)は、前記第2の窒化物半導体層における前記開口部から露出した部分の膜厚を前記第2の窒化物半導体層における他の部分の膜厚よりも薄くする工程を含み、
前記絶縁膜の膜厚は、前記第2の窒化物半導体層における前記開口部から露出した部分の膜厚と前記第2における窒化物半導体層の他の部分の膜厚との差以下とすることを特徴とする請求項13に記載の電界効果トランジスタの製造方法。 - 前記工程(a)は、前記第2の半導体層と前記キャップ層との間に、窒化ガリウムと窒化アルミニウムガリウムとを交互に繰り返し積層して多層膜を形成する工程を含んでいることを特徴とする請求項13又は14に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
- 前記工程(a)は、前記キャップ層にn型の不純物を導入する工程を含み、
前記n型の不純物は、前記キャップ層の上部において下部よりも濃度が高くなるように導入することを特徴とする請求項11から14のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
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