JP2009231458A - 電界効果トランジスタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】窒化物系化合物半導体からなる電界効果トランジスタであって、基板上に形成されたキャリア走行層と、前記キャリア走行層上に形成され、前記キャリア走行層とは反対の導電型を有し、前記キャリア走行層に到る深さまで形成されたリセス部によって分離したキャリア供給層と、前記分離した各キャリア供給層上に前記リセス部を挟んで形成されたソース電極およびドレイン電極と、前記分離した各キャリア供給層上にわたって前記リセス部内における前記キャリア走行層の表面を覆うように形成されたゲート絶縁膜と、前記リセス部において前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、を備え、前記リセス部の前記キャリア供給層上面からの深さが、前記キャリア供給層の層厚以上200nm以下である。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るMOSFETの模式的な断面図である。このMOSFET100は、サファイア、SiC、Siなどからなる基板101上に、AlN層とGaN層とを交互に積層して形成したバッファ層102を介して形成された、p−GaNからなるキャリア走行層103を備えている。バッファ層102は、たとえば厚さ200nm/20nmのGaN/AlN複合層を8層だけ積層したものである。また、キャリア走行層103は、その厚さが700nm程度のものである。
つぎに、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2に係るMOSFETは、2次元電子ガスをキャリアとして用いるMOSFETである。
本発明の実施例1−1、1−2として、上述した製造方法にしたがい、実施の形態1にしたがうMOSFETを製造した。なお、実施例1−1、1−2のいずれも、n−GaN層であるキャリア供給層の厚さについては50nmとし、リセス部の深さは約150nmとした。一方、比較例1−1〜1−16として、リセス部の深さを210〜390nmとしたが、それ以外は実施例1−1と同様のMOSFETを製造した。
101、201 基板
102、202 バッファ層
103、203a、203b キャリア走行層
104a、104b、204a、204b キャリア供給層
105、205 リセス部
106、206 ソース電極
107、207 ドレイン電極
108、208 ゲート絶縁膜
109、209 ゲート電極
210 下部半導体層
D1、D2 深さ
g 溝
Ga、Gb 2次元電子ガス
Claims (7)
- 窒化物系化合物半導体からなる電界効果トランジスタであって、
基板上に形成されたキャリア走行層と、
前記キャリア走行層上に形成され、前記キャリア走行層とは反対の導電型を有し、前記キャリア走行層に到る深さまで形成されたリセス部によって分離したキャリア供給層と、
前記分離した各キャリア供給層上に前記リセス部を挟んで形成されたソース電極およびドレイン電極と、
前記分離した各キャリア供給層上にわたって前記リセス部内における前記キャリア走行層の表面を覆うように形成されたゲート絶縁膜と、
前記リセス部において前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
を備え、前記リセス部の前記キャリア供給層上面からの深さが、前記キャリア供給層の層厚以上200nm以下であることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 窒化物系化合物半導体からなる電界効果トランジスタであって、
基板上に形成された下部半導体層と、
前記下部半導体層上に形成され、前記下部半導体層に到る深さまで形成されたリセス部によって分離したアンドープのキャリア走行層と、
前記分離した各キャリア走行層上に形成され、前記各キャリア走行層とはバンドギャップエネルギーが異なるキャリア供給層と、
前記各キャリア供給層上に前記リセス部を挟んで形成されたソース電極およびドレイン電極と、
前記各キャリア供給層上にわたって前記リセス部内における前記下部半導体層の表面を覆うように形成されたゲート絶縁膜と、
前記リセス部において前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
を備え、前記リセス部の前記キャリア供給層上面からの深さが、前記キャリア供給層と前記キャリア走行層との合計の層厚以上200nm以下であることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記キャリア走行層はp型の導電型を有す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。
- 前記下部半導体層はp型の導電型を有す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。
- 前記キャリア走行層および前記キャリア供給層はGaNからなることを特徴とする請求項1または3に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記下部半導体層および前記キャリア走行層はGaNからなり、前記キャリア供給層はAlGaNからなることを特徴とする請求項2または4に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記リセス部はエッチングにより形成されたものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の電界効果トランジスタ。
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