JP2009246276A - 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】基板上に少なくともバッファ層を含む下部半導体層104と、電子走行層及び電子供給層により形成された半導体動作層105と、当該半導体動作層105の上に形成されたソース電極13、ドレイン電極12及びゲート電極14を有する窒化ガリウム系化合物半導体からなる電界効果トランジスタにおいて、ゲート電極14及びソース電極13間と、ゲート電極14及びドレイン電極12間と、の何れか一方又は両方に並列接続されるダイオードが、前記の各電極間であって半導体動作層105から下部半導体層104に至る溝により形成される。
【選択図】図1
Description
12:ドレイン電極
13:ソース電極
14:ゲート電極
15:溝
104:下部半導体層(バッファ層を含む)
105:半導体動作層
Claims (12)
- 基板上に少なくともバッファ層を含む下部半導体層と、当該下部半導体層上に形成された半導体動作層と、当該半導体動作層の上に形成されたソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を有する窒化ガリウム系化合物半導体からなる電界効果トランジスタにおいて、
前記ゲート電極及び前記ソース電極間と、前記ゲート電極及び前記ドレイン電極間と、の何れか一方又は両方に並列接続されるダイオードが、前記電極間であって前記半導体動作層表面から前記半導体動作層と前記下部半導体層との界面近傍に至る溝により形成されたことを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記半導体動作層は、電子走行層と、
前記電子走行層よりもバンドギャップエネルギーの大きい材料からなる電子供給層と、からな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。 - 前記溝の幅により前記双方向ダイオードの降伏電圧を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記双方向ダイオードの降伏電圧は、前記溝の幅を所定値に設定することにより、前記電界効果トランジスタの降伏電圧よりも低く設定する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。
- 前記電子走行層はアンドープのGaNであり、前記電子供給層はn型のAlGaNである、請求項1乃至4の何れかの項に記載の電界効果トランジスタ。
- 基板上に少なくともバッファ層を含む下部半導体層と、電子走行層及び電子供給層により形成された半導体動作層と、を有する窒化ガリウム系化合物半導体の上に形成されたソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を有する電界効果トランジスタの製造方法であって、
(a)前記基板上に前記下部半導体層を形成するステップと、
(b)前記下部半導体層上に前記半導体動作層を形成するステップと、
(c)前記半導体動作層上に、ソース電極、ゲート電極及びドレイン電極を形成するステップと、
(d)ダイオード形成領域を設け、当該ダイオード形成領域において前記半導体動作層から前記下部半導体層に至る溝を、前記ゲート電極と前記ソース電極間及び/又は前記ゲート電極と前記ドレイン電極間に形成するステップと、
の各ステップを含み、以って、前記ゲート電極及び前記ソース電極間と、前記ゲート電極及び前記ドレイン電極間と、の何れか一方又は両方にダイオードを形成することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 - 前記ステップ(a)は、
(a−1)Si基板の上にAlN層を形成するステップと、
(a−2)前記AlN層の上にGaN/AlN複合層を積層したバッファ層を形成するステップと、
(a−3)前記バッファ層の上にp型のGaNによる下部半導体層を形成するステップと、
の各ステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の電界効果トランジスタの製造方法。 - 前記ステップ(d)は、
(d−1)前記電子走行層の上にマスク層を形成するステップと、
(d−2)前記ゲート電極及び前記ソース電極間に及び/又は前記ゲート電極及び前記ドレイン電極間に形成する溝の形成領域に対応する前記マスク層を取り除くステップと、
(d−3)前記溝の形成領域をエッチングにより取り除くステップと、
の各ステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の電界効果トランジスタの製造方法。 - 前記電子走行層はアンドープのGaNであり、前記電子供給層はn型のAlGaNである、請求項6に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
- 前記ダイオードは、前記半導体動作層と前記バッファ層間に流れるリーク電流によって生じる双方向ダイオードであることを特徴とする請求項6乃至9の何れかの項に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
- 前記電極間をアイソレーションする前記溝の幅により、前記双方向ダイオードの降伏電圧を調整することを特徴とする請求項10に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
- 前記双方向ダイオードの降伏電圧は、前記溝の幅を所定値に設定することにより、前記電界効果トランジスタの降伏電圧よりも低く設定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。
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