JP2008072083A - 窒化物半導体デバイス及びその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 窒化物半導体デバイスにおいて、窒化物半導体表面より小さな穴を通してヘテロ接合に形成されるチャンネルに接する電極構造を形成することによって解決される。また上記電極構造は、電子ビーム蒸着法により粒子状の金属をチャンネルに至るまで導入することにより形成される。
【選択図】 図1
Description
すなわち本発明では、次のような窒化物半導体デバイスとその作製方法を提供することにより課題は解決される。
(1)キャリアが走行するチャンネルが形成される第1の窒化物半導体及び第1の窒化物半導体とヘテロ接合を構成する第2の窒化物半導体とを備えた窒化物半導体デバイスであって、半導体表面から上記チャンネルまで到達する複数の穴を有し、その穴の側面でチャンネルに接触する電極構造を含む窒化物半導体デバイス。
(2)キャリアが走行するチャンネルが形成される第1の窒化物半導体及び第1の窒化物半導体とヘテロ接合を構成する第2の窒化物半導体とを備えた窒化物半導体デバイスであって、第2の窒化物半導体に設けた凹部の底面から上記チャンネルまで到達する複数の穴を有し、その穴の側面でチャンネルに接触する電極構造を含む窒化物半導体デバイス。
(3)電子ビーム蒸着法により粒子状の金属を半導体表面から上記チャンネルに至るまで導入し、チャンネルに接触する電極構造を形成する工程を含む、(1)に記載の窒化物半導体デバイスの作製方法。
(4)電子ビーム蒸着法により粒子状の金属を第2の窒化物半導体に設けた凹部の底面から上記チャンネルに至るまで導入し、チャンネルに接触する電極構造を形成する工程を含む、(2)に記載の窒化物半導体デバイスの作製方法。
(5)上記チャンネルまで到達する複数の穴が電極端から電極に向かって等距離に、かつチャンネルと直交する方向にアレー状に位置するように配置されていることを特徴とする(1)又は(2)に記載の窒化物半導体デバイス。
(6)上記チャンネルまで到達する複数の穴が電極端から離れた位置で接続されていることを特徴とする(5)に記載の窒化物半導体デバイス。
(実施例1)
図1は、本発明による電極構造を用いたAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタの構造を示す。結晶基板1としては、サファイア基板、SiC基板、シリコン基板、GaN基板等が用いられる。結晶成長には、MOCVD法でよい。基板側から低温成長GaNバッファ層2などの結晶性を向上させる構造を形成した後に、高抵抗のGaN層3をまず成長する。
図4は、図1とほぼ同様の構造であるが、ソースとドレイン電極を形成する部分だけ、ややAlGaNバリアー層を薄くしてある。本発明の方法では、小さな穴を開けるため、原理的には、AlGaNバリアー層が薄い方が簡単である。特に電子ビーム蒸着の際の粒状の蒸着物を利用する場合には、薄くないとチャンネルまで届きにくい。具体的には20nm以下にすることにより本発明では効果が得られた。
また、チャンネルまで到達する複数の穴を電極端から電極に向かって等距離に、かつチャンネルと直交する方向にアレー状に位置するように配置する方法も有効である。この場合には、ステッパー等を用いた露光によりフォトレジスト等を所望の形状にパターニングし、それをエッチングの際のマスクとして用いて、チャンネルまで到達する穴をドライエッチング等により作製する。ドライエッチングを用いると、エッチング時のダメージや、側面への再付着の問題もあるが、図3に結果を示した通常のリセスオーミックの場合よりは、電極抵抗を小さくする事が可能である。これは、電極金属が穴の側面からチャンネルに接触する長さを、長くすることが可能だからである。
トランジスタを作製する場合には、ドレイン電極とソース電極がこの波状になっている複数の穴部分に被さるようにして形成される。ゲート電極はこの中央部に位置する。この構造を用いた場合にも接触抵抗を一桁程度小さくすることが可能であった。
2:バッファー層
3:GaN層
4:AlGaNバリアー層
10:ソース電極
11:ゲート電極
12:ドレイン電極
Claims (6)
- キャリアが走行するチャンネルが形成される第1の窒化物半導体及び第1の窒化物半導体とヘテロ接合を構成する第2の窒化物半導体とを備えた窒化物半導体デバイスであって、半導体表面から上記チャンネルまで到達する複数の穴を有し、その穴の側面でチャンネルに接触する電極構造を含む窒化物半導体デバイス。
- キャリアが走行するチャンネルが形成される第1の窒化物半導体及び第1の窒化物半導体とヘテロ接合を構成する第2の窒化物半導体とを備えた窒化物半導体デバイスであって、第2の窒化物半導体に設けた凹部の底面から上記チャンネルまで到達する複数の穴を有し、その穴の側面でチャンネルに接触する電極構造を含む窒化物半導体デバイス。
- 電子ビーム蒸着法により粒子状の金属を半導体表面から上記チャンネルに至るまで導入し、チャンネルに接触する電極構造を形成する工程を含む、請求項1に記載の窒化物半導体デバイスの作製方法。
- 電子ビーム蒸着法により粒子状の金属を第2の窒化物半導体に設けた凹部の底面から上記チャンネルに至るまで導入し、チャンネルに接触する電極構造を形成する工程を含む、請求項2に記載の窒化物半導体デバイスの作製方法。
- 上記チャンネルまで到達する複数の穴が電極端から電極に向かって等距離に、かつチャンネルと直交する方向にアレー状に位置するように配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の窒化物半導体デバイス。
- 上記チャンネルまで到達する複数の穴が電極端から離れた位置で接続されていることを特徴とする請求項5に記載の窒化物半導体デバイス。
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