JP2010028038A - ヘテロ接合電界効果トランジスタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板1の表面上にチャネル層2および障壁層3がこの順で積層された半導体層Sと、半導体層S上のトランジスタ領域11に形成されたトランジスタ部11Aおよびホール抜き領域12に形成されたホール抜き部12Aと、トランジスタ領域11とホール抜き領域12との間の半導体層Sの一部を選択除去して設けられた絶縁部10とを備え、ホール抜き部12Aにおけるホール抜き電極8と第2ドレイン電極9の間でアバランシェ降伏が生じるように、ホール抜き電極8と第2ドレイン電極9の間の耐圧が、トランジスタ部11Aのゲート電極と第1ドレイン電極との間の耐圧よりも小さく設定されたことを特徴とするヘテロ接合電界効果トランジスタ。
【選択図】図1
Description
図11(a)に示すヘテロ接合電界効果トランジスタにおいて、ソース電極6とドレイン電極22の間の電流は、主にチャネル層2と障壁層3との間のヘテロ界面のチャネル層2側に形成される二次元電子ガス13を流れる。
このようにリーク電流が流れると、ゲート電極に電圧をかけて空乏層を広げてもトランジスタがオフ動作しなくなるという問題が生じる。また、ホール抜き電極をチャネル層とオーミック接触させるために障壁層をエッチングするため、チャネル層表面がダメージを受け、トランジスタ動作に支障がでるおそれがある。
このように、ホール抜き電極と第2ドレイン電極との間でアバランシェ降伏が先に起こり、ホールがホール抜き電極から引き抜かれるため、ゲート電極と第1ドレイン電極との間でアバランシェ降伏が生じ難くなる。ゲート電極と第1ドレイン電極との間でアバランシェ降伏が生じたとしても、ホールは耐圧の低いホール抜き領域側へ移動してホール抜き電極にて引き抜かれるため、ゲート電極下にホールが滞留しない。その結果、ゲート電極の破壊に起因するトランジスタの破壊が起こらず、高電圧をかけてもトランジスタの安定動作が保障される。
つまり、ホール抜き電極は障壁層にショットキー接合しているため、非常に高い電圧をかけない限りリーク電流は流れることはない。また、ソース電極とホール抜き電極との間に絶縁部が形成されているため、トランジスタ領域とホール抜き領域との間で二次元電子ガスは連続していない。このため、二次元電子ガスを流れる電流は、第2ドレイン電極とソース電極の間は流れない。また、ソース電極と第2ドレイン電極との間にホール抜き電極が設けられ、かつソース電極とホール抜き電極は電気的に接続しているため、この間には電圧はかかっていない。このため、第2ドレイン電極とソース電極の間においてリーク電流はほとんどないと考えられる。
以下、「MIS型ヘテロ接合電界効果トランジスタ」を「MISHEFET」と称する場合がある。
チャネル層は、ソース電極とドレイン電極の間で流れる電流の通路となる。チャネル層を構成する前記第1の半導体としては、障壁層よりもバンドギャップが狭く、障壁層との界面に二次元電子ガスを形成することができれば特に限定されないが、例えばGaN、AlGaN、GaInN、SiC、GaAsなどの化合物半導体が挙げられる。チャネル層の厚さは、特に限定されないが、例えば0.5〜20μm程度とすることができる。なお、基板とチャネル層の間にバッファ層を設けてもよい。バッファ層を設けると基板上にチャネル層をきれいに形成できる場合がある。
(1)ホール抜き電極と第2ドレイン電極との間の距離が、ゲート電極と第1ドレイン電極との間の距離よりも短い。
(2)ゲート電極と第1ドレイン電極との間の前記障壁層の上に、ゲート電極および第1ドレイン電極と直接接触した誘電体層が形成される。
(3)ゲート電極と第1ドレイン電極との間の前記障壁層の上に、ゲート電極および第1ドレイン電極と直接接触した第1誘電体層が形成され、かつホール抜き電極と第2ドレイン電極との間の障壁層の上に、ホール抜き電極および第2ドレイン電極と直接接触した第2誘電体層が形成され、第1誘電体層とゲート電極または第1ドレイン電極との接触面積が、第2誘電体層とホール抜き電極または第2ドレイン電極との接触面積よりも広い。
また、前記構成(3)では、ゲート電極と第1ドレイン電極との間における半導体層の電界緩和の効果を、ホール抜き電極と第2ドレイン電極との間における半導体層の電界緩和の効果よりも高めている。
構成(2)および構成(3)は、いずれも相対的にトランジスタ部での電界緩和の効果がホール抜き部での電界緩和の効果よりも高くなる構成であり、この結果、トランジスタ部よりも先にホール抜き部でアバランシェ降伏が起こり、ゲート電極下にホールが溜まらないため、ゲート電極の破壊が防止される。
(3−1)第1誘電体層とゲート電極との接触面積が、第2誘電体層とホール抜き電極との接触面積よりも広くなるように、第1誘電体層が第1ドレイン電極からゲート電極へ向かうにつれて段階的または連続的に厚くなる断面形状に形成され、かつ第2誘電体層が一様な膜厚で形成される。
なお、第1誘電体層がゲート電極から第1ドレイン電極へ向かうにつれて段階的または連続的に厚くなる断面形状に形成されることによって、第1誘電体層と第1ドレイン電極との接触面積が、第2誘電体層とホール抜き電極との接触面積よりも広くなるようにしてもよい。
なお、第1ドレイン電極の端部がゲート電極へ向かって第1誘電体層の一部を覆い、かつホール抜き電極の端部が第2ドレイン電極へ向かってまたは第2ドレイン電極の端部がホール抜き電極へ向かって第2誘電体層の一部を覆うことにより、第1誘電体層と第1ドレイン電極との接触面積が、第2誘電体層とホール抜き電極または第2ドレイン電極との接触面積よりも広くなるようにしてもよい。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳説する。なお、図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
図1(a)は本発明の実施形態1のヘテロ接合電界効果トランジスタの構造を示す概略断面図であり、図1(b)は実施形態1のヘテロ接合電界効果トランジスタの変形例を示す概略断面図である。また、図2は実施形態1のヘテロ接合電界効果トランジスタの構造を示す概略平面図であり、図3は実施形態1のヘテロ接合電界効果トランジスタの電気的な接続関係を示した等価回路である。
なお、図1(a)中の構成要素と図1(b)中の構成要素が同一のものには同一の符号を付している。また、図1(a)および(b)は、図2におけるA−B線での断面が示されているため、両端側が図示されていない。
チャネル層2の基板1上への形成方法は特に限定されないが、例えば、有機金属化学気相堆積(MOCVD)法、分子線エピタキシー(MBE)法またはハイドライド気相成長(HVPE)法などを用いることができる。
また、基板1とチャネル層2の間にバッファ層を設ける場合も同様の方法で形成することができる。
障壁層10のチャネル層2上への形成方法は特に限定されないが、例えば、有機金属化学気相堆積(MOCVD)法、分子線エピタキシー(MBE)法またはハイドライド気相成長(HVPE)法などを用いることができる。
絶縁部10は、ソース電極6とホール抜き電極8との間の障壁層3の一部およびその直下のチャネル層2上部を選択除去して設けられる。絶縁部10は、チャネル層2と障壁層3の間のヘテロ界面近傍のチャネル層2に存在する二次元電子ガス層13を流れる電流が、トランジスタ領域11とホール抜き領域12の間で流れないように絶縁する機能を有する。したがって、絶縁部10は、二次元電子ガス層13より深く半導体層Sを掘り込んで形成される。また、トランジスタ領域11で電子が格子原子に衝突することにより生成されたホールは、ホール抜き電極8から引き抜かれる必要があるため、絶縁部10は、このホールの流れを妨害しない程度の深さとされる。
絶縁部10は、二次電子ガス層13よりも深い位値まで半導体層Sの表面を掘り込んで形成された溝、あるいはこの溝内に埋め込んだ絶縁膜からなる。絶縁膜の材料としては、例えばSi3N4、ポリイミドなどが挙げられる。
トランジスタ部11Aは、半導体層S上にゲート絶縁膜4aを介して形成されたゲート電極5aと、半導体層S上にゲート電極5aを挟んで形成されたソース電極6および第1ドレイン電極7とを有する。
トランジスタ部11Aの形状は、特に限定されず、例えば、図2に示すように、第1ドレイン電極7は細長い形状(細長い六角形)、ゲート電極5aは第1ドレイン電極7を包囲する形状、ソース電極6はゲート電極5aを包囲する形状に形成されることができる。ソース電極6の長さ寸法としては3〜5μm程度、幅寸法としては3〜5μm程度とすることができる。なお、図2の場合、ゲート電極5aの長手方向両端の4箇所が引出し配線として外周側へ突出しており、それらの引出し配線と接触しないようソース電極6は複数の切れ目を有している。
なお、図1(b)のMISHFETは、そのゲート電極5bおよびゲート絶縁膜4bの構造が、図1(a)のMISHFETのゲート電極5aおよびゲート絶縁膜4aの構造と異なる以外は同様であるため、以下の図1(a)のMISHFETについての説明は、特にことわりのない限り図1(b)のMISHFETについても当てはまる。
図1(a)に示すように、ゲート絶縁膜4aは、ゲート電極5a直下の障壁層3の上に設けられる。ゲート絶縁膜4aは、半導体層Sとゲート電極5aを電気的に絶縁する機能を有する。これにより、ソース電極6および第1ドレイン電極7との間のリーク電流を防止することができる。また、電子が格子原子に衝突することにより生じたホールが、ゲート電極に流れるのを防止することができる。
ゲート絶縁膜4aの材料は、ゲート電極5aと半導体層Sとを電気的に絶縁することができれば特に限定されないが、例えばSi3N4、SiO2、Ta2O5、Al2O3、HfO2等を用いることができる。また、ゲート絶縁膜4aの厚さは、電気的に絶縁する機能を有し、ゲート電極5にかける電圧により後述の二次元電子ガス層13を流れる電流を制御することができれば特に限定されない。
また、ゲート絶縁膜4bを形成する場合は、例えば、フォトリソグラフィ技術を利用してレジストパターンを形成し、ドライエッチングを一定時間行って凹部を形成し、その後、凹部(リセス領域)の内面上およびこの凹部の周囲の障壁層3上にゲート絶縁膜4aと同様にして形成することができる。
ゲート電極5aは、ソース電極6と第1ドレイン電極7の間の電流を制御する機能を有する。ゲート電極5の材料としては、特に限定されないが、例えばNi、Au、WまたはNiとAuの積層体などが挙げられる。
ゲート電極5aのゲート絶縁膜4a上への形成方法は特に限定されないが、例えば、フォトリソグラフィ技術を利用して、レジストパターンを形成し、EB蒸着法を用いて形成することができる。
なお、ソース電極6および第1ドレイン電極7もゲート電極5aと同様の方法で形成することができ、これらの電極が同じ材料であれば同時に、異なる材料であれば別々の工程で形成することができる。
ソース電極6は、ゲート電極5と絶縁部10との間の障壁層3の上に設けられる。ソース電極6とゲート電極5aまたは5bとの間の距離は、所望する性能に応じて調節されるが、ゲート電極6と第1ドレイン電極7との間の距離L1より短いことが好ましい。ソース電極6の材料としては、特に限定されないが、例えば、Ti、Al、Ni、Au、TiとAlとTiとAuの積層体、またはHfとAlとHfとAuの積層体などが挙げられる。このソース電極6は、障壁層3とオーミック接触していることが好ましい。
第1ドレイン電極7は、ゲート電極5を挟んでソース電極6の反対側の障壁層3の上に設けられる。第1ドレイン電極7の材料としては、特に限定されないが、たとえばTi、Al、Ni、Au、TiとAlとTiとAuの積層体またはHfとAlとHfとAuの積層体などが挙げられる。この第1ドレイン電極7は、障壁層3とオーミック接触していることが好ましい。
ホール抜き部12Aは、半導体層S上にショットキー接合されかつソース電極6と隣接して配置されて電気的に接続されたホール抜き電極8と、半導体層S上に形成されかつ第1ドレイン電極7と電気的に接続された第2ドレイン電極9とを有する。
ホール抜き部12Aの形状は、特に限定されず、例えば、図2に示すように、第2ドレイン電極7は細長い形状(細長い六角形)、ホール抜き電極9は第2ドレイン電極7を包囲する形状に形成される。この場合、第2ドレイン電極7は第1ドレイン電極7とほぼ同じ形状寸法で形成され、ホール抜き電極9はソース電極6とほぼ同じ形状寸法で形成されることができる。
ホール抜き電極8は、第2ドレイン電極9と絶縁部10との間の障壁層3の上に設けられ、ソース電極6と電気的に接続している。
また、ホール抜き電極8は、障壁層3とショットキー接合している。これにより、ホール抜き電極8と第2ドレイン電極9との間には電流が流れず、電圧のみをかけることができる。また、ホール抜き電極8と第2ドレイン電極9とのリーク電流も防止することができる。ホール抜き電極8の材料としては、障壁層3とショットキー接合可能な電極材料であれば特に限定されず、例えば、Ni、AuまたはWなどが挙げられる。
第2ドレイン電極9は、ホール抜き電極8に隣接して障壁層3の上に設けられ、第1ドレイン電極7と電気的に接続している。このとき、ホール抜き電極8と第2ドレイン電極9との間の距離L2は、ゲート電極5と第1ドレイン電極7との間の距離L1よりも短く設定されている。
第2ドレイン電極9の材料としては、特に限定されず、例えば、Ti、Al、Ni、Au、TiとAlとTiとAuの積層体またはHfとAlとHfとAuの積層体などが挙げられる。この第2ドレイン電極9は、障壁層3とオーミック接触していることが好ましい。
この構成により、第1および第2ドレイン電極7、9に高電圧を印加し、かつソース電極6、ホール抜き電極8およびゲート電極5aに第1および第2ドレイン電極7、9に対して負の電圧を印加したMISHFETの駆動時において、ホール抜き電極8と第2ドレイン電極9との間の電界の強さが、ゲート電極5と第1ドレイン電極7との間の電界の強さよりも強くなる。
この結果、半導体層内において、ゲート電極5と第1ドレイン電極7との間よりも先に、ホール抜き電極8と第2ドレイン電極9との間でアバランシェ降伏を起こさせることができる。このアバランシェ降伏により生じた電子は、第2ドレイン電極9に流れ込む。また、このアバランシェ降伏により生じたホールは、障壁層3にショットキー接触したホール抜き電極8の下に滞留し、ホール抜き電極8から引き抜かれる。
図4(a)は本発明の実施形態2のヘテロ接合電界効果トランジスタの構造を示す概略断面図であり、図4(b)は実施形態2のヘテロ接合電界効果トランジスタの変形例を示す概略断面図である。なお、図4(a)および(b)において、図1(a)および(b)中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付している。
以下、実施形態2の実施形態1とは異なる構成を主として説明する。なお、図4(b)のMISHFETは、そのゲート電極5bおよびゲート絶縁膜4bの構造が、図4(a)のMISHFETのゲート電極5aおよびゲート絶縁膜4aの構造と異なる以外は同様であるため、以下の図4(a)のMISHFETについての説明は、特にことわりのない限り図4(b)のMISHFETについても当てはまる。
この場合、ゲート電極5aと第1ドレイン電極7との間の距離L1は、ホール抜き電極8と第2ドレイン電極9との間の距離L2とほぼ同じかそれよりも長く設定され、ホール抜き電極8と第2ドレイン電極9との間に誘電体層は形成されない。
図5(a)は本発明の実施形態3のヘテロ接合電界効果トランジスタの構造を示す概略断面図であり、図5(b)は実施形態3のヘテロ接合電界効果トランジスタの変形例を示す概略断面図である。なお、図5(a)および(b)において、図1(a)および(b)中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付している。
以下、実施形態2の実施形態1とは異なる構成を主として説明する。なお、図5(b)のMISHFETは、そのゲート電極5bおよびゲート絶縁膜4bの構造が、図5(a)のMISHFETのゲート電極5aおよびゲート絶縁膜4aの構造と異なる以外は同様であるため、以下の図5(a)のMISHFETについての説明は、特にことわりのない限り図5(b)のMISHFETについても当てはまる。
図6(a)は本発明の実施形態4のヘテロ接合電界効果トランジスタの構造を示す概略断面図であり、図6(b)は実施形態4のヘテロ接合電界効果トランジスタの変形例を示す概略断面図である。なお、図6(a)および(b)において、図1(a)および(b)中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付している。
以下、実施形態4の実施形態1とは異なる構成を主として説明する。なお、図6(b)のMISHFETは、そのゲート電極15bおよびゲート絶縁膜4bの構造が、図6(a)のMISHFETのゲート電極15aおよびゲート絶縁膜4aの構造と異なる以外は同様であるため、以下の図6(a)のMISHFETについての説明は、特にことわりのない限り図6(b)のMISHFETについても当てはまる。
図7は本発明の実施形態5のヘテロ接合電界効果トランジスタの構造を示す概略断面図である。なお、図7において、図1(b)中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付している。
実施形態5が実施形態1と異なる点は、MISHFETが、熱伝導部31、金属放熱部32およびソース配線部33をさらに備えた点であり、その他の構成は実施形態1と同様である。
以下、実施形態5の実施形態1とは異なる構成を主として説明する。なお、図7のMISHFETは、そのゲート電極5bおよびゲート絶縁膜4bの構造は、図1(a)に示したゲート電極5aおよびゲート絶縁膜4aの構造に代えることもできる。
金属放熱部32は、ソース配線部33と接触してソース電極6の裏面電極として機能し、かつソース電極6からの熱をソース配線部33を介して外部に放熱すると共に、ホール抜き領域12からの熱および第1ドレイン電極7からの熱を各熱伝導部31を介して外部に放熱することができる。
次に、オーミック電極(ソース、ドレイン電極)を例えば、スパッタ装置または蒸着機を用いて形成する。そして、ゲート形成領域および絶縁部形成領域をドライエッチングして障壁層3とチャネル層2の一部を除去して溝を形成する。
続いて、基板1の裏面をエッチングして熱伝導部31およびソース配線部33を形成するためのビアホールを形成する。なお、ビアホールの形成前に、基板1は予め所定厚さ(例えば100μm程度)まで研削されている。
その後、基板1の裏面に、めっき装置を用いて金属めっき膜(例えば、放熱性に優れたAu)を形成することによって、ビアホール内を金属めっき膜で埋め込んで熱伝導部31およびソース配線部33を形成すると共に、金属放熱部32を形成する。
また、ソース配線部33および金属放熱部32は、ソース電極6と電気的に接続されているため、同一の基板1および半導体層S上に複数のトランジスタ部11Aを備えたMISHFETに対応し易くなり、かつ各トランジスタ部11Aからの熱を効率よく外部に放熱することができる。
図8は本発明の実施形態6のヘテロ接合電界効果トランジスタの構造を示す概略平面図であり、図9は図8におけるC−D線部分の概略断面図である。なお、図8および図9において、図7中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付している。
実施形態6が実施形態5と異なる点は、MISHFETが、複数のトランジスタ部11Aを備えた点であり、その他の構成は実施形態5と概ね同様である。
以下、実施形態5の実施形態1とは異なる構成を主として説明する。なお、図8のMISHFETは、そのゲート電極5bおよびゲート絶縁膜4bの構造は、図1(a)に示したゲート電極5aおよびゲート絶縁膜4aの構造に代えることもできる。
ソースメタル41およびドレインメタル42の材料としては、特に限定されないが、例えば、Ti、Al、NiまたはAuなどが挙げられる。また、ソースメタル41およびドレインメタル42の形成方法は特に限定されないが、例えば、フォトリソグラフィ技術を利用して、レジストパターンを形成し、EB蒸着法を用いて形成することができる。
一方、ホール抜き領域12でアバランシェ降伏が起きると、生じたホールは、ホール抜き電極8に流れ込み、瞬時に大電流が発生する。例えば、600Vで100mAの電流が流れたとしても60Wもの電力が発生する。この電流により発生する熱により、ホール抜き電極8が壊れないよう、ホール抜き領域12に熱伝導部31が設けられている。
従って、ホール抜き領域12に熱伝導部31が設けられた上で、1チップに多くのトランジスタ部11Aを併設することにより、小さいサイズで大電流を取り扱うことができ、リーク電流がなく、アバランシェ降伏による破壊が起こらず、熱による特性変化がないヘテロ接合電界効果トランジスタを実現することができる。
1.実施形態6(図8)では、複数個のトランジスタ部11Aに対してソース配線部が形成されるスペース19を1箇所設けた場合を例示したが、図10に示すように、複数個のトランジスタ部11Aに対してソース配線部が形成されるスペース19を複数箇所設けてもよい。また、複数個のトランジスタ部11Aに対してホール抜き部12Aを複数個設けて、1個のホール抜き部12Aにかかる負荷を軽減してもよい。
2.本発明のMISHFETにおいて、上述の実施形態ではトランジスタ部11Aおよびホール抜き部12Aの形状が平面視六角形の場合を例示したが、これに限定されず、平面視三角形、四角形、五角形、円形、長円形、楕円形等でもよい。また、トランジスタ部11Aのソース電極が第1ドレイン電極を包囲し、かつホール抜き部12Aのホール抜き電極が第2ドレイン電極を包囲する形状は、複数のトランジスタ部11Aのソース電極と1つのホール抜き部12Aのホール抜き電極とを接続電極層によって電気的に接続するのに好都合であるためであり、ソース電極およびゲート電極は第1ドレイン電極を包囲する形状でなくてもよく、ホール抜き電極は第2ドレイン電極を包囲する形状でなくてもよい。
2 チャネル層
3 障壁層
4a、4b ゲート絶縁膜
5a、5b、15a、15b ゲート電極
6 ソース電極
7 第1ドレイン電極
8、18 ホール抜き電極
9 第2ドレイン電極
10 絶縁部
11 トランジスタ領域
11A トランジスタ部
12 ホール抜き領域
12A ホール抜き部
13 二次元電子ガス層
21 誘電体層
22、24 第1誘電体層
23、25 第2誘電体層
31 熱伝導部
32 金属放熱部
33 ソース配線部
41 接続電極層(ソースメタル)
42 ドレインメタル
L1、L2 距離
S 半導体層
Claims (13)
- 基板の表面上に第1の半導体からなるチャネル層および第2の半導体からなる障壁層がこの順で積層された半導体層と、該半導体層上のトランジスタ領域に形成されたトランジスタ部およびホール抜き領域に形成されたホール抜き部と、前記トランジスタ領域と前記ホール抜き領域との間の半導体層の一部を選択除去して設けられた絶縁部とを備え、
前記トランジスタ部は、前記半導体層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、半導体層上に前記ゲート電極を挟んで形成されたソース電極および第1ドレイン電極とを有し、
前記ホール抜き部は、前記半導体層上にショットキー接合されかつ前記ソース電極と隣接して配置されて電気的に接続されたホール抜き電極と、半導体層上に形成されかつ前記第1ドレイン電極と電気的に接続された第2ドレイン電極とを有し、
半導体層内における前記ホール抜き電極と第2ドレイン電極の間でアバランシェ降伏が生じるように、ホール抜き電極と第2ドレイン電極の間の耐圧が、ゲート電極と第1ドレイン電極との間の耐圧よりも小さく設定されたことを特徴とするヘテロ接合電界効果トランジスタ。 - 前記ホール抜き電極と第2ドレイン電極との間の距離が、前記ゲート電極と第1ドレイン電極との間の距離よりも短い請求項1に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。
- 前記ゲート電極と第1ドレイン電極との間の前記障壁層の上に、ゲート電極および第1ドレイン電極と直接接触した誘電体層をさらに備えた請求項1に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。
- 前記ゲート電極と第1ドレイン電極との間の前記障壁層の上に、ゲート電極および第1ドレイン電極と直接接触した第1誘電体層をさらに備え、かつ前記ホール抜き電極と第2ドレイン電極との間の障壁層の上に、ホール抜き電極および第2ドレイン電極と直接接触した第2誘電体層をさらに備え、
前記第1誘電体層とゲート電極または第1ドレイン電極との接触面積が、前記第2誘電体層とホール抜き電極または第2ドレイン電極との接触面積よりも広い請求項1に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。 - 第1誘電体層とゲート電極との接触面積が、第2誘電体層とホール抜き電極との接触面積よりも広くなるように、前記第1誘電体層が第1ドレイン電極からゲート電極へ向かうにつれて段階的または連続的に厚くなる断面形状に形成され、かつ前記第2誘電体層が一様な膜厚で形成された請求項4に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。
- 第1誘電体層とゲート電極との接触面積が、第2誘電体層とホール抜き電極との接触面積よりも広くなるように、前記ゲート電極の端部が第1ドレイン電極へ向かって前記第1誘電体層の一部を覆い、かつホール抜き電極の端部が第2ドレイン電極へ向かって前記第2誘電体層の一部を覆う請求項4に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。
- 前記基板における少なくとも前記ホール抜き領域に対応する部分に形成された孔内に金属が埋め込まれてなる熱伝導部と、基板裏面に形成されて前記熱伝導部と接触する金属放熱部をさらに備えた請求項1〜6のいずれか1つに記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。
- 前記半導体層および基板に形成された貫通孔内に金属が埋め込まれてソース電極と電気的に接続するソース配線部をさらに備え、
前記金属放熱部は、前記ソース配線部と接触してソース電極の裏面電極として機能し、かつソース電極からの熱をソース配線部を介して外部に放熱する請求項7に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。 - 前記熱伝導部が、基板における第1ドレイン電極に対応する部分にさらに備えられた請求項7または8に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。
- 前記ゲート絶縁膜は、前記障壁層の一部または全部を除去して形成された凹部の内面上および該凹部の周囲の障壁層上に連続して形成された請求項1〜9のいずれか1つに記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。
- 前記トランジスタ部が、複数個相互に電気的に並列接続されて備えられ、
前記ホール抜き部が、複数個のトランジスタ部の間に1個以上配置された請求項8〜10のいずれか1つに記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。 - 前記半導体層上に形成されて複数個のトランジスタ部のソース電極と1個以上のホール抜き部のホール抜き電極とを電気的に並列接続する接続電極層をさらに備え、
前記ソース配線部は前記接続電極層と接触している請求項11に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。 - 前記トランジスタ部において、前記第1ドレイン電極は細長い形状であり、前記ゲート電極は第1ドレイン電極を包囲する形状であり、前記ソース電極はゲート電極を包囲する形状であり、
前記ホール抜き電極において、前記第2ドレイン電極は細長い形状であり、前記ホール抜き電極は第2ドレイン電極を包囲する形状である請求項11または12に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタ。
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