JP2010219247A - Compound semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound semiconductor device suppressing a drain leak current generated upon application of a large drain voltage, and also to provide a manufacturing method for the compound semiconductor device. <P>SOLUTION: The compound semiconductor device is provided with: a substrate 1; an electron traveling layer 3 formed above the substrate 1; electron supply layers 4 and 5 which are formed above the electron traveling layer 3 and contain an AlGaN; and a Shottky barrier layer 6 which is formed on the electron supply layers 4 and 5 and contains an InAlN. The lattice constant of crystals making up the Shottky barrier layer 6 is larger than the lattice constant of crystals making up the electron supply layers 4 and 5. The band gap of a material making up the Shottky barrier layer 6 is larger than the band gap of a material making up the electron supply layers 4 and 5. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、化合物半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a compound semiconductor device and a manufacturing method thereof.

近年、サファイア、SiC、GaN又はSi等からなる基板上にGaN層及びAlGaN層を順次形成し、GaN層を電子走行層として用いる電子デバイス(化合物半導体装置)の開発が活発である。GaNのバンドギャップは3.4eVであり、GaAsの1.4eVに比べて大きい。このため、この化合物半導体装置には、高耐圧での動作が期待されている。   In recent years, development of electronic devices (compound semiconductor devices) in which a GaN layer and an AlGaN layer are sequentially formed on a substrate made of sapphire, SiC, GaN, Si, or the like and the GaN layer is used as an electron transit layer has been active. The band gap of GaN is 3.4 eV, which is larger than 1.4 eV of GaAs. For this reason, this compound semiconductor device is expected to operate at a high breakdown voltage.

このような化合物半導体装置の一つとして、GaN系の高電子移動度トランジスタ(HEMT:high electron mobility transistor)が挙げられる。GaN系HEMTを電源用のインバータのスイッチとして使用すると、オン抵抗の低減及び耐圧の向上の両立が可能である。また、Si系トランジスタと比較して、待機時の消費電力を低減することも可能であり、動作周波数を向上させることも可能である。このため、スイッチングロスを低減することができ、インバータの消費電力を低減することが可能となる。また、同等の性能のトランジスタであれば、Si系トランジスタと比較して小型化が可能である。   One of such compound semiconductor devices is a GaN-based high electron mobility transistor (HEMT). When the GaN-based HEMT is used as a switch for an inverter for power supply, both reduction of on-resistance and improvement of breakdown voltage are possible. In addition, power consumption during standby can be reduced as compared with Si-based transistors, and the operating frequency can be improved. For this reason, switching loss can be reduced and the power consumption of the inverter can be reduced. In addition, a transistor having equivalent performance can be downsized as compared with a Si-based transistor.

また、ゲートに電圧を印加しない場合には、チャネルに電流が流れないノーマリオフ動作が可能なGaN系HEMTもある。   There is also a GaN-based HEMT capable of a normally-off operation in which no current flows through the channel when no voltage is applied to the gate.

図1は、従来のGaN系HEMTの構造を示す断面図である。SiC基板101上にAlN層102、ノンドープのi−GaN層103、ノンドープのi−AlGaN層104、n型のn−AlGaN層105、n型のn−GaN層106、AlN層107、及びn型のn−GaN層108が順次形成されている。更に、n−GaN層108上にSiN層109が形成されている。SiN層109、n−GaN層108、及びAlN層107に開口部が形成されており、この中にゲート電極111gが形成されている。また、SiN層109、n−GaN層108、AlN層107、及びn−GaN層106に、ゲート電極111gを挟むようにして2個の開口部が形成されており、一方の中にソース電極111sが形成され、他方の中にドレイン電極111dが形成されている。なお、AlN層102はバッファ層として機能する。ゲート電極111gはn−GaN層106にショットキー接触しており、ソース電極111s及びドレイン電極111dはn−AlGaN層105にオーミック接触している。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional GaN-based HEMT. On the SiC substrate 101, an AlN layer 102, an undoped i-GaN layer 103, an undoped i-AlGaN layer 104, an n-type n-AlGaN layer 105, an n-type n-GaN layer 106, an AlN layer 107, and an n-type The n-GaN layers 108 are sequentially formed. Further, an SiN layer 109 is formed on the n-GaN layer 108. Openings are formed in the SiN layer 109, the n-GaN layer 108, and the AlN layer 107, and a gate electrode 111g is formed therein. Further, two openings are formed in the SiN layer 109, the n-GaN layer 108, the AlN layer 107, and the n-GaN layer 106 so as to sandwich the gate electrode 111g, and the source electrode 111s is formed in one of them. A drain electrode 111d is formed in the other. The AlN layer 102 functions as a buffer layer. The gate electrode 111g is in Schottky contact with the n-GaN layer 106, and the source electrode 111s and the drain electrode 111d are in ohmic contact with the n-AlGaN layer 105.

このように構成された従来のGaN系HEMTでは、図2に示すように、閾値電圧Vthが0Vを超える。つまり、ノーマリオフ動作が可能である。   In the conventional GaN-based HEMT configured as described above, the threshold voltage Vth exceeds 0V as shown in FIG. That is, a normally-off operation is possible.

しかしながら、このような従来のGaN系HEMTにおいても、閾値電圧Vthは0Vに近い。GaN系HEMTでは、大きなドレイン電圧が印加されると、閾値電圧Vthが負の方向に変化することがある。このため、従来、ノーマリオフ動作が可能なGaN系HEMTにおいても、大きなドレイン電圧が印加された場合に、ドレインリーク電流がドレイン電極からソース電極へと流れることがある。このことは、図2において、ゲート電圧が0Vのときでもドレイン電流が正になっていることから明らかである。   However, even in such a conventional GaN-based HEMT, the threshold voltage Vth is close to 0V. In the GaN-based HEMT, when a large drain voltage is applied, the threshold voltage Vth may change in the negative direction. For this reason, even in a conventional GaN HEMT capable of normally-off operation, when a large drain voltage is applied, a drain leakage current may flow from the drain electrode to the source electrode. This is apparent from the fact that the drain current is positive even when the gate voltage is 0 V in FIG.

特開2006−114653号公報JP 2006-114653 A

本発明の目的は、大きなドレイン電圧が印加された場合のドレインリーク電流を抑制することができる化合物半導体装置及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a compound semiconductor device that can suppress drain leakage current when a large drain voltage is applied, and a method for manufacturing the compound semiconductor device.

化合物半導体装置の一態様には、基板と、前記基板上方に形成された電子走行層と、前記電子走行層上方に形成され、AlGaNを含む電子供給層と、前記電子供給層上に形成され、InAlNを含むショットキーバリア層と、が設けられている。前記ショットキーバリア層を構成する結晶の格子定数は、前記電子供給層を構成する結晶の格子定数よりも大きく、前記ショットキーバリア層を構成する材料のバンドギャップは、前記電子供給層を構成する材料のバンドギャップよりも大きい。   In one aspect of the compound semiconductor device, a substrate, an electron transit layer formed above the substrate, an electron supply layer formed above the electron transit layer, and containing AlGaN, and formed on the electron supply layer, And a Schottky barrier layer containing InAlN. The lattice constant of the crystal constituting the Schottky barrier layer is larger than the lattice constant of the crystal constituting the electron supply layer, and the band gap of the material constituting the Schottky barrier layer constitutes the electron supply layer. It is larger than the band gap of the material.

化合物半導体装置の製造方法では、基板上方に電子走行層を形成し、前記電子走行層上方に、AlGaNを含む電子供給層を形成する。更に、前記電子供給層上に、InAlNを含むショットキーバリア層を形成する。前記ショットキーバリア層を構成する結晶の格子定数は、前記電子供給層を構成する結晶の格子定数よりも大きく、前記ショットキーバリア層を構成する材料のバンドギャップは、前記電子供給層を構成する材料のバンドギャップよりも大きい。   In the method for manufacturing a compound semiconductor device, an electron transit layer is formed above a substrate, and an electron supply layer containing AlGaN is formed above the electron transit layer. Further, a Schottky barrier layer containing InAlN is formed on the electron supply layer. The lattice constant of the crystal constituting the Schottky barrier layer is larger than the lattice constant of the crystal constituting the electron supply layer, and the band gap of the material constituting the Schottky barrier layer constitutes the electron supply layer. It is larger than the band gap of the material.

上記の化合物半導体装置等によれば、適切なショットキーバリア層が電子供給層上に設けられるので、ドレインリーク電流に寄与する2次元電子ガスを消失させることができる。従って、大きなドレイン電圧が印加された場合のドレインリーク電流を抑制することができる。   According to the above compound semiconductor device or the like, since the appropriate Schottky barrier layer is provided on the electron supply layer, the two-dimensional electron gas contributing to the drain leakage current can be eliminated. Therefore, drain leakage current when a large drain voltage is applied can be suppressed.

従来のGaN系HEMTの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional GaN-type HEMT. 従来のGaN系HEMTの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the conventional GaN-type HEMT. 第1の実施形態に係るGaN系HEMT(化合物半導体装置)の構造を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a structure of a GaN-based HEMT (compound semiconductor device) according to a first embodiment. 第1の実施形態に係るGaN系HEMTの構造を示すレイアウト図である。1 is a layout diagram showing a structure of a GaN-based HEMT according to a first embodiment. 第1の実施形態における伝導帯のバンド構造を示す図である。It is a figure which shows the band structure of the conduction band in 1st Embodiment. 第1の実施形態における格子定数とエネルギバンドギャップとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the lattice constant and energy band gap in 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るGaN系HEMTの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of GaN-type HEMT which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るGaN系HEMTの製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of GaN-type HEMT which concerns on 1st Embodiment. 図8Aに引き続き、第1の実施形態に係るGaN系HEMTの製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the GaN-type HEMT which concerns on 1st Embodiment following FIG. 8A. 図8Bに引き続き、第1の実施形態に係るGaN系HEMTの製造方法を示す断面図である。FIG. 8B is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the GaN-based HEMT according to the first embodiment following FIG. 8B. 図8Cに引き続き、第1の実施形態に係るGaN系HEMTの製造方法を示す断面図である。8C is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the GaN-based HEMT according to the first embodiment, following FIG. 8C. 図8Dに引き続き、第1の実施形態に係るGaN系HEMTの製造方法を示す断面図である。FIG. 8D is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the GaN-based HEMT according to the first embodiment, following FIG. 8D. 第2の実施形態に係るGaN系HEMT(化合物半導体装置)の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of GaN-type HEMT (compound semiconductor device) which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態における格子定数とエネルギバンドギャップとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the lattice constant and energy band gap in 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係るGaN系HEMTの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of GaN-type HEMT which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係るGaN系HEMT(化合物半導体装置)の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of GaN-type HEMT (compound semiconductor device) which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係るGaN系HEMTの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of GaN-type HEMT which concerns on 3rd Embodiment.

以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
先ず、第1の実施形態について説明する。図3は、第1の実施形態に係るGaN系HEMT(化合物半導体装置)の構造を示す断面図である。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a GaN-based HEMT (compound semiconductor device) according to the first embodiment.

第1の実施形態では、SiC基板等の基板1上に、厚さが0.001μm〜1μm程度(例えば0.3μm)のAlN層2が形成されている。AlN層2上に、厚さが1μm〜10μm程度(例えば2.5μm)のノンドープのi−GaN層3が形成され、その上に、厚さが1nm〜30nm程度(例えば2nm)のノンドープのi−AlGaN層4が形成され、その上に、厚さが3nm〜30nm程度(例えば8nm)のn型のn−AlGaN層5が形成されている。i−AlGaN層4及びn−AlGaN層5の組成はAlx1Ga1-x1Nで表わされ、x1の値は0.1〜0.5程度(例えば0.2)である。n−AlGaN層5には、Siが1×1017cm-3〜1×1019cm-3程度(例えば1×1018cm-3)ドーピングされている。 In the first embodiment, an AlN layer 2 having a thickness of about 0.001 μm to 1 μm (for example, 0.3 μm) is formed on a substrate 1 such as a SiC substrate. A non-doped i-GaN layer 3 having a thickness of about 1 μm to 10 μm (for example, 2.5 μm) is formed on the AlN layer 2, and an undoped i-GaN layer having a thickness of about 1 nm to 30 nm (for example, 2 nm) is formed thereon. An AlGaN layer 4 is formed, and an n-type n-AlGaN layer 5 having a thickness of about 3 nm to 30 nm (for example, 8 nm) is formed thereon. The compositions of the i-AlGaN layer 4 and the n-AlGaN layer 5 are expressed as Al x1 Ga 1-x1 N, and the value of x1 is about 0.1 to 0.5 (for example, 0.2). The n-AlGaN layer 5 is doped with Si at about 1 × 10 17 cm −3 to 1 × 10 19 cm −3 (for example, 1 × 10 18 cm −3 ).

n−AlGaN層5上に、厚さが2nm〜10nm程度(例えば5nm)のp型のp−InAlN層6が形成されている。p−InAlN層6の組成はIny1Al1-y1Nで表わされ、y1の値は0.10〜0.20程度(例えば0.18)である。p−InAlN層6には、Mgが1×1017cm-3〜1×1019cm-3程度(例えば1×1018cm-3)ドーピングされている。 A p-type p-InAlN layer 6 having a thickness of about 2 nm to 10 nm (for example, 5 nm) is formed on the n-AlGaN layer 5. The composition of the p-InAlN layer 6 is represented by In y1 Al 1-y1 N, and the value of y1 is about 0.10 to 0.20 (for example, 0.18). The p-InAlN layer 6 is doped with about 1 × 10 17 cm −3 to 1 × 10 19 cm −3 (for example, 1 × 10 18 cm −3 ) of Mg.

p−InAlN層6上に、厚さが0.5nm〜5nm程度(例えば2nm)のノンドープのi−AlN層7が形成され、その上に、厚さが2nm〜20nm程度(例えば6nm)のn型のn−GaN層8が形成され、その上に、厚さが10nm〜100nm程度(例えば40nm)のSiN層9が形成されている。n−GaN層8には、Siが1×1018cm-3〜1×1019cm-3程度(例えば5×1018cm-3)ドーピングされている。 A non-doped i-AlN layer 7 having a thickness of about 0.5 nm to 5 nm (for example, 2 nm) is formed on the p-InAlN layer 6, and an n layer having a thickness of about 2 nm to 20 nm (for example, 6 nm) is formed thereon. A type n-GaN layer 8 is formed, and a SiN layer 9 having a thickness of about 10 nm to 100 nm (for example, 40 nm) is formed thereon. The n-GaN layer 8 is doped with Si at about 1 × 10 18 cm −3 to 1 × 10 19 cm −3 (for example, 5 × 10 18 cm −3 ).

SiN層9、n−GaN層8、及びi−AlN層7には、ゲート電極用の開口部10gが形成されている。また、SiN層9、n−GaN層8、i−AlN層7、及びp−InAlN層6には、開口部10gを間に挟むようにしてソース電極用の開口部10s、及びドレイン電極用の開口部10dが形成されている。そして、開口部10g内にゲート電極11gが形成され、開口部10s内にソース電極11sが形成され、開口部10d内にドレイン電極11dが形成されている。ゲート電極11gは、例えばNi膜とその上に形成されたAu膜とから構成されている。また、ソース電極11s及びドレイン電極11dは、例えば、Ta膜とその上に形成されたAl膜とから構成されている。ゲート電極11gはp−InAlN層6にショットキー接触しており、ソース電極11s及びドレイン電極11dはn−AlGaN層5にオーミック接触している。   In the SiN layer 9, the n-GaN layer 8, and the i-AlN layer 7, an opening 10g for a gate electrode is formed. Further, the SiN layer 9, the n-GaN layer 8, the i-AlN layer 7, and the p-InAlN layer 6 have an opening 10s for a source electrode and an opening for a drain electrode with an opening 10g interposed therebetween. 10d is formed. A gate electrode 11g is formed in the opening 10g, a source electrode 11s is formed in the opening 10s, and a drain electrode 11d is formed in the opening 10d. The gate electrode 11g is composed of, for example, a Ni film and an Au film formed thereon. The source electrode 11s and the drain electrode 11d are composed of, for example, a Ta film and an Al film formed thereon. The gate electrode 11g is in Schottky contact with the p-InAlN layer 6, and the source electrode 11s and the drain electrode 11d are in ohmic contact with the n-AlGaN layer 5.

なお、基板1の表面側から見たレイアウトは、例えば図4のようになる。つまり、ゲート電極11g、ソース電極11s及びドレイン電極11dの平面形状が櫛歯状となっており、ソース電極11s及びドレイン電極11dが交互に配置されている。そして、これらの間にゲート電極11gが配置されている。このようなマルチフィンガーゲート構造を採用することにより、出力を向上させることができる。なお、図3に示す断面図は、図4中のI−I線に沿った断面図である。また、活性領域10には、AlN層2及びi−GaN層3等が含まれており、活性領域10の周囲はイオン注入又はメサエッチング等により不活性領域とされている。   The layout viewed from the front side of the substrate 1 is, for example, as shown in FIG. That is, the planar shape of the gate electrode 11g, the source electrode 11s, and the drain electrode 11d is a comb shape, and the source electrodes 11s and the drain electrodes 11d are alternately arranged. A gate electrode 11g is disposed between them. By adopting such a multi-finger gate structure, the output can be improved. Note that the cross-sectional view shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. The active region 10 includes the AlN layer 2 and the i-GaN layer 3 and the like, and the periphery of the active region 10 is made an inactive region by ion implantation or mesa etching.

このような第1の実施形態における伝導帯のバンド構造は、図5のようになる。図5(a)は、ゲート電極11gとソース電極11s又はドレイン電極11dとの間の領域における深さ方向のバンド構造を示し、図5(b)は、ゲート電極11gを含む領域における深さ方向のバンド構造を示す。   The band structure of the conduction band in the first embodiment is as shown in FIG. FIG. 5A shows the band structure in the depth direction in the region between the gate electrode 11g and the source electrode 11s or the drain electrode 11d, and FIG. 5B shows the depth direction in the region including the gate electrode 11g. The band structure of is shown.

図5に示すように、p−InAlN層6のエネルギバンドギャップは、その下に位置するn−AlGaN層5及びi−AlGaN層4のエネルギバンドギャップよりも大きい。また、i−GaN層3のエネルギバンドギャップは、その上に位置するn−AlGaN層5及びi−AlGaN層4のエネルギバンドギャップよりも小さい。   As shown in FIG. 5, the energy band gap of the p-InAlN layer 6 is larger than the energy band gaps of the n-AlGaN layer 5 and the i-AlGaN layer 4 located therebelow. Further, the energy band gap of the i-GaN layer 3 is smaller than the energy band gaps of the n-AlGaN layer 5 and the i-AlGaN layer 4 located thereon.

また、i−GaN層3とi−AlGaN層4との間のヘテロ接合界面には、ピエゾ分極に伴う高濃度のキャリアが発生する。つまり、格子不整合に起因するピエゾ効果により、i−GaN層3のi−AlGaN層4との界面近傍に電子が誘起される。この結果、2次元電子ガス層(2DEG)が現れ、この部分が電子走行層(チャネル)として機能する。また、i−AlGaN層4及びn−AlGaN層5が電子供給層として機能する。   In addition, high concentration carriers are generated at the heterojunction interface between the i-GaN layer 3 and the i-AlGaN layer 4 due to piezoelectric polarization. That is, electrons are induced in the vicinity of the interface between the i-GaN layer 3 and the i-AlGaN layer 4 due to the piezoelectric effect caused by lattice mismatch. As a result, a two-dimensional electron gas layer (2DEG) appears, and this part functions as an electron transit layer (channel). Further, the i-AlGaN layer 4 and the n-AlGaN layer 5 function as an electron supply layer.

ところが、本実施形態では、p−InAlN層6がn−AlGaN層5とヘテロ接合し、p−InAlN層6の格子定数は、図6に示すように、n−AlGaN層5の格子定数よりも大きい。このため、これらの間のヘテロ接合界面にアクセプタとして作用する負のピエゾ電荷が発生して、図5(b)に示すように、このヘテロ接合界面のエネルギバンドが持ち上がる。この結果、ゲート電極11gの下方では、i−GaN層3から2DEGが消失する。従って、ゲート電極11gに電圧が印加されない状態では、リーク電流は流れない。   However, in this embodiment, the p-InAlN layer 6 is heterojunction with the n-AlGaN layer 5, and the lattice constant of the p-InAlN layer 6 is larger than the lattice constant of the n-AlGaN layer 5 as shown in FIG. 6. large. For this reason, a negative piezoelectric charge acting as an acceptor is generated at the heterojunction interface between them, and the energy band of the heterojunction interface is raised as shown in FIG. 5B. As a result, 2DEG disappears from the i-GaN layer 3 below the gate electrode 11g. Therefore, no leakage current flows when no voltage is applied to the gate electrode 11g.

一方、ゲート電極11gとソース電極11s又はドレイン電極11dとの間の領域では、i−AlN層7とp−InAlN層6との間に格子不整合があり、i−AlN層7の格子定数は、図6に示すように、p−InAlN層6の格子定数よりも小さい。従って、i−AlN層7とp−InAlN層6のヘテロ接合界面にドナーとして作用する正のピエゾ電荷が発生して、図5(a)に示すように、このヘテロ接合界面のエネルギバンドが下がる。この結果、i−GaN層3に十分な2DEGが存在する。   On the other hand, in the region between the gate electrode 11g and the source electrode 11s or the drain electrode 11d, there is a lattice mismatch between the i-AlN layer 7 and the p-InAlN layer 6, and the lattice constant of the i-AlN layer 7 is As shown in FIG. 6, it is smaller than the lattice constant of the p-InAlN layer 6. Therefore, positive piezoelectric charges acting as donors are generated at the heterojunction interface between the i-AlN layer 7 and the p-InAlN layer 6, and the energy band at the heterojunction interface is lowered as shown in FIG. . As a result, sufficient 2DEG is present in the i-GaN layer 3.

従って、本実施形態に係るGaN系HEMTによれば、ノーマリオフ動作が可能であるだけでなく、ゲート電極11gに電圧が印加されない状態(オフ状態)では、大きなドレイン電圧が印加されてもリーク電流は流れず、オン時には、大きな電流を得ることができる。   Therefore, according to the GaN-based HEMT according to the present embodiment, not only a normally-off operation is possible, but in a state where no voltage is applied to the gate electrode 11g (off state), a leakage current is not generated even when a large drain voltage is applied. A large current can be obtained when it does not flow and is on.

つまり、図7に示すように、閾値電圧Vthが従来のものより高くなると共に、ゲート電圧が0Vのときにドレイン電流が0になる。また、ドレイン電流が大きくなると共に、ドレイン電流がゲート電圧に対して大きく上昇するゲート電圧の範囲が広くなる。   That is, as shown in FIG. 7, the threshold voltage Vth becomes higher than the conventional one, and the drain current becomes 0 when the gate voltage is 0V. In addition, as the drain current increases, the range of the gate voltage at which the drain current greatly increases with respect to the gate voltage is increased.

なお、ショットキーバリア層として機能するp型のp−InAlN層6に代えてノンドープのInAlN層を用いてもよい。また、ショットキーバリア層に更にGa等が含まれていてもよい。この場合、ショットキーバリア層の組成は、例えば(InxAl1-xyGa1-yN層(0<x≦1、0<y<1)で表わされる。また、i−AlN層7にGa等が含まれていてもよい。また、電子供給層として機能するi−AlGaN層4及びn−AlGaN層5に他の元素が含まれていてもよい。 Instead of the p-type p-InAlN layer 6 functioning as a Schottky barrier layer, a non-doped InAlN layer may be used. The Schottky barrier layer may further contain Ga or the like. In this case, the composition of the Schottky barrier layer is represented by, for example, an (In x Al 1-x ) y Ga 1-y N layer (0 <x ≦ 1, 0 <y <1). The i-AlN layer 7 may contain Ga or the like. Further, the i-AlGaN layer 4 and the n-AlGaN layer 5 functioning as an electron supply layer may contain other elements.

また、抵抗体及びキャパシタ等をも実装してモノリシックマイクロ波集積回路(MMIC)としてもよい。   Further, a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) may be formed by mounting resistors and capacitors.

次に、第1の実施形態に係るGaN系HEMT(化合物半導体装置)を製造する方法について説明する。図8A乃至図8Eは、第1の実施形態に係るGaN系HEMT(化合物半導体装置)の製造方法を工程順に示す断面図である。   Next, a method for manufacturing a GaN-based HEMT (compound semiconductor device) according to the first embodiment will be described. 8A to 8E are cross-sectional views showing a method of manufacturing a GaN-based HEMT (compound semiconductor device) according to the first embodiment in the order of steps.

第1の実施形態では、先ず、図8Aに示すように、基板1上に、AlN層2及びi−GaN層3をこの順で形成する。次いで、i−GaN層3上に、i−AlGaN層4、n−AlGaN層5、p−InAlN層6、i−AlN層7、及びn−GaN層8をこの順で形成する。i−AlGaN層4、n−AlGaN層5、p−InAlN層6、i−AlN層7、及びn−GaN層8の形成は、例えば有機金属気相成長(MOVPE)法等の結晶成長法により行う。この場合、原料ガスを選択することにより、これらの層を連続して形成することができる。アルミニウム(Al)の原料、ガリウム(Ga)の原料、インジウム(In)の原料としては、例えば、夫々トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム、トリメチルインジウムを使用することができる。また、窒素(N)の原料として、例えばアンモニア(NH3)を使用することができる。また、n−AlGaN層5及びn−GaN層8に不純物として含まれるシリコン(Si)の原料としては、例えばシラン(SiH4)を使用することができる。p−InAlN層6に不純物として含まれるマグネシウム(Mgの原料としては、例えばシクロペンタマグネシウム(Cp2Mg)を使用することができる。 In the first embodiment, first, as shown in FIG. 8A, an AlN layer 2 and an i-GaN layer 3 are formed in this order on a substrate 1. Next, an i-AlGaN layer 4, an n-AlGaN layer 5, a p-InAlN layer 6, an i-AlN layer 7, and an n-GaN layer 8 are formed in this order on the i-GaN layer 3. The i-AlGaN layer 4, the n-AlGaN layer 5, the p-InAlN layer 6, the i-AlN layer 7, and the n-GaN layer 8 are formed by a crystal growth method such as a metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) method. Do. In this case, these layers can be formed continuously by selecting a source gas. As a raw material for aluminum (Al), a raw material for gallium (Ga), and a raw material for indium (In), for example, trimethylaluminum, trimethylgallium, and trimethylindium can be used, respectively. Further, as a raw material of nitrogen (N), it can be used, for example ammonia (NH 3). Moreover, as a raw material of silicon (Si) contained as an impurity in the n-AlGaN layer 5 and the n-GaN layer 8, for example, silane (SiH 4 ) can be used. Magnesium contained as an impurity in the p-InAlN layer 6 (as a raw material of Mg, for example, cyclopentamagnesium (Cp2Mg) can be used.

n−GaN層8の形成後には、その上にSiN層9を、例えばプラズマCVD(chemical vapor deposition)法により形成する。   After the n-GaN layer 8 is formed, the SiN layer 9 is formed thereon by, for example, a plasma CVD (chemical vapor deposition) method.

次いで、SiN層9上に、ソース電極11s及びドレイン電極11dを形成する予定の領域を開口するレジストパターンを形成する。その後、レジストパターンをマスクとして用いて、SiN層9、n−GaN層8、i−AlN層7、及びp−InAlN層6のエッチングを行うことにより、図8Bに示すように、SiN層9、n−GaN層8、i−AlN層7、及びp−InAlN層6に、ソース電極用の開口部10s及びドレイン電極用の開口部10dを形成する。このエッチングとしては、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングを行う。なお、開口部10s及び10dの深さに関し、p−InAlN層6の一部を残してもよく、また、n−AlGaN層5の一部を除去してもよい。つまり、開口部10s及び10dの深さがSiN層9、n−GaN層8、i−AlN層7、及びp−InAlN層6の総厚と一致している必要はない。   Next, a resist pattern is formed on the SiN layer 9 to open a region where the source electrode 11s and the drain electrode 11d are to be formed. Thereafter, by using the resist pattern as a mask, the SiN layer 9, the n-GaN layer 8, the i-AlN layer 7, and the p-InAlN layer 6 are etched, as shown in FIG. An opening 10 s for a source electrode and an opening 10 d for a drain electrode are formed in the n-GaN layer 8, the i-AlN layer 7, and the p-InAlN layer 6. As this etching, for example, dry etching using a chlorine-based gas is performed. In addition, regarding the depths of the openings 10 s and 10 d, a part of the p-InAlN layer 6 may be left, or a part of the n-AlGaN layer 5 may be removed. That is, the depths of the openings 10 s and 10 d do not need to match the total thickness of the SiN layer 9, the n-GaN layer 8, the i-AlN layer 7, and the p-InAlN layer 6.

続いて、図8Cに示すように、開口部10s及び10d内に、夫々ソース電極11s及びドレイン電極11dをリフトオフ法により形成する。ソース電極11s及びドレイン電極11dの形成では、開口部10s及び10dを形成する際に用いたレジストパターンを除去した後、ソース電極11s及びドレイン電極11dを形成する領域を開口する新たなレジストパターンを形成し、Ta及びAlの蒸着を行い、その後、レジストパターン上に付着したTa及びAlをレジストパターンごと除去する。Ta膜、Al膜の厚さは、例えば、夫々30nm程度、200nm程度とする。そして、窒素雰囲気中で400℃〜1000℃、例えば600℃で熱処理を行い、オーミック特性を確立する。   Subsequently, as shown in FIG. 8C, a source electrode 11s and a drain electrode 11d are formed in the openings 10s and 10d, respectively, by a lift-off method. In the formation of the source electrode 11s and the drain electrode 11d, after removing the resist pattern used when forming the openings 10s and 10d, a new resist pattern is formed that opens the region where the source electrode 11s and the drain electrode 11d are to be formed. Then, Ta and Al are vapor-deposited, and then the Ta and Al adhered on the resist pattern are removed together with the resist pattern. The thicknesses of the Ta film and Al film are, for example, about 30 nm and about 200 nm, respectively. And it heat-processes at 400 to 1000 degreeC, for example, 600 degreeC in nitrogen atmosphere, and establishes ohmic characteristics.

ソース電極11s及びドレイン電極11dの形成後、開口部10gを形成する予定の領域を開口するレジストパターンを形成する。次いで、レジストパターンを用いたエッチングを行うことにより、図8Dに示すように、SiN層9、n−GaN層8、及びi−AlN層7に開口部10gを形成する。このエッチングとしては、例えば、塩素系ガスを用いたドライエッチング及び酸を用いたウェットエッチングを組み合わせて行う。これは、p−InAlN層6のエッチングを回避しながら、i−AlN層7を確実に選択的に除去するためである。   After the formation of the source electrode 11s and the drain electrode 11d, a resist pattern is formed that opens a region where the opening 10g is to be formed. Next, etching using a resist pattern is performed to form an opening 10g in the SiN layer 9, the n-GaN layer 8, and the i-AlN layer 7, as shown in FIG. 8D. As this etching, for example, dry etching using a chlorine-based gas and wet etching using an acid are combined. This is to reliably remove the i-AlN layer 7 while avoiding the etching of the p-InAlN layer 6.

その後、図8Eに示すように、開口部10g内に、ゲート電極11gをリフトオフ法により形成する。ゲート電極11gの形成では、開口部10gを形成する際に用いたレジストパターンを除去した後、ゲート電極11gを形成する領域を開口する新たなレジストパターンを形成し、Ni及びAuの蒸着を行い、その後、レジストパターン上に付着したNi及びAuをレジストパターンごと除去する。Ni膜、Au膜の厚さは、例えば、夫々30nm程度、400nm程度とする。   Thereafter, as shown in FIG. 8E, a gate electrode 11g is formed in the opening 10g by a lift-off method. In the formation of the gate electrode 11g, after removing the resist pattern used when forming the opening 10g, a new resist pattern that opens the region where the gate electrode 11g is formed is formed, and Ni and Au are deposited. Thereafter, Ni and Au attached on the resist pattern are removed together with the resist pattern. The thicknesses of the Ni film and Au film are, for example, about 30 nm and about 400 nm, respectively.

このような製造方法により、図7に示す構造のGaN系HEMTを得ることができる。   With such a manufacturing method, a GaN-based HEMT having the structure shown in FIG. 7 can be obtained.

なお、ゲート電極11gのゲート長、即ちソース電極11sとドレイン電極11dとを結ぶ方向の長さは、0.5μm〜5μm程度(例えば2μm)である。また、ユニットゲート幅、即ちゲート長の方向に直交する方向の長さは、200μm〜1000μm程度(例えば400μm)である。   The gate length of the gate electrode 11g, that is, the length in the direction connecting the source electrode 11s and the drain electrode 11d is about 0.5 μm to 5 μm (for example, 2 μm). The unit gate width, that is, the length in the direction orthogonal to the gate length direction is about 200 μm to 1000 μm (for example, 400 μm).

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。図9は、第2の実施形態に係るGaN系HEMT(化合物半導体装置)の構造を示す断面図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of a GaN-based HEMT (compound semiconductor device) according to the second embodiment.

第2の実施形態では、第1の実施形態におけるp−InAlN層6に代わって、厚さが2nm〜20nm程度(例えば5nm)のノンドープのi−InAlN層16が設けられている。i−InAlN層16の組成はIny2Al1-y2Nで表わされ、y2の値は上面から下面に近づくほど小さくなっており、上面において0.23であり、下面において0.15である。つまり、i−InAlN層16では、i−AlN層7との界面においてInが最も多く、n−AlGaN層5との界面において最も少ない。また、i−InAlN層16の下面(y2=0.15)における格子定数をn−AlGaN層5の格子定数よりも大きく保つため、x1の値は例えば0.4である。つまり、n−AlGaN層5の組成は、例えばAl0.4Ga0.6Nで表わされる。 In the second embodiment, a non-doped i-InAlN layer 16 having a thickness of about 2 nm to 20 nm (for example, 5 nm) is provided in place of the p-InAlN layer 6 in the first embodiment. The composition of the i-InAlN layer 16 is represented by In y2 Al 1 -y2 N, and the value of y2 decreases as it approaches the lower surface from the upper surface, is 0.23 on the upper surface, and is 0.15 on the lower surface. . That is, the i-InAlN layer 16 has the largest amount of In at the interface with the i-AlN layer 7 and the smallest amount at the interface with the n-AlGaN layer 5. Further, in order to keep the lattice constant on the lower surface (y2 = 0.15) of the i-InAlN layer 16 larger than the lattice constant of the n-AlGaN layer 5, the value of x1 is 0.4, for example. That is, the composition of the n-AlGaN layer 5 is represented by, for example, Al 0.4 Ga 0.6 N.

他の構成は第1の実施形態と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment.

このような第2の実施形態によっても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第1の実施形態におけるp−InAlN層6中のInの割合が一定であるのに対し(例えばy1=0.18)、第2の実施形態では、i−InAlN層16中のInの割合が変化し(例えばy2=0.15(n−AlGaN層5との界面)〜0.23(i−AlN層7との界面))、i−AlN層7との界面におけるInの割合が高くなっている。このため、図10に示すように、i−AlN層7との間の格子定数の差が大きく、第1の実施形態よりも2DEGを生じさせることができ、オン電流を増加させることができる。また、n−AlGaN層5との界面における格子定数の差が小さいため、内部応力を抑制することもできる。   The effect similar to 1st Embodiment can be acquired also by such 2nd Embodiment. Further, while the ratio of In in the p-InAlN layer 6 in the first embodiment is constant (for example, y1 = 0.18), in the second embodiment, the In content in the i-InAlN layer 16 is increased. The ratio changes (for example, y2 = 0.15 (interface with the n-AlGaN layer 5) to 0.23 (interface with the i-AlN layer 7)), and the ratio of In at the interface with the i-AlN layer 7 is It is high. For this reason, as shown in FIG. 10, the difference in lattice constant between the i-AlN layer 7 is large, 2DEG can be generated as compared with the first embodiment, and the on-current can be increased. In addition, since the difference in lattice constant at the interface with the n-AlGaN layer 5 is small, internal stress can be suppressed.

従って、図11に示すように、閾値電圧Vthが更に高くなる。また、ゲート電圧を正に振り込んだ時のドレイン電流が更に大きくなると共に、ゲート電圧に対してドレイン電流が増加する率(電流増幅率)も大きくなる。   Therefore, the threshold voltage Vth is further increased as shown in FIG. In addition, the drain current when the gate voltage is transferred positively further increases, and the rate at which the drain current increases with respect to the gate voltage (current amplification factor) also increases.

なお、第2の実施形態に係るGaN系HEMTを製造する際には、第1の実施形態におけるp−InAlN層6の形成に代えて、In及びAlの原料の流量を徐々に変化させながらi−InAlN層16を形成すればよい。   When manufacturing the GaN-based HEMT according to the second embodiment, instead of forming the p-InAlN layer 6 in the first embodiment, the flow rate of the In and Al raw materials is gradually changed. The InAlN layer 16 may be formed.

なお、p−InAlN層6又はi−InAlN層16中の上面側のInの割合が大きいほど、2DEGの量は多くなるが、これらの層のエネルギバンドギャップがGaNのエネルギバンドギャップより低くなると、ゲート電極11gの側面からの順方向リーク電流が増加する。このため、Inの割合は、p−InAlN層6又はi−InAlN層16のエネルギバンドギャップがGaNのエネルギバンドギャップ以上となる範囲内にあることが好ましい。また、i−InAlN1層6の下面の格子定数はn−AlGaN層5のそれよりも大きく、GaNのそれよりも小さいことが好ましい。i−InAlN1層6の下面の格子定数がn−AlGaN層5の格子定数よりも大きくない場合には、アクセプタとして作用する負のピエゾ電荷が発生しないことがあるためである。更に、i−AlGaN層4とi−GaN層3との界面のドナーのピエゾ電荷を減らさないために、i−InAlN層16の下面の格子定数はi−GaN層3のそれよりも小さいことが望ましい。i−InAlN層16の下面の格子定数がi−GaN層3の格子定数よりも小さくない場合には、逆方向の歪によりi−AlGaN層4とi−GaN層3との界面のドナーが減ることがあるからである。   Note that the amount of 2DEG increases as the proportion of In on the upper surface side in the p-InAlN layer 6 or i-InAlN layer 16 increases, but when the energy band gap of these layers is lower than the energy band gap of GaN, The forward leakage current from the side surface of the gate electrode 11g increases. For this reason, the ratio of In is preferably in a range where the energy band gap of the p-InAlN layer 6 or the i-InAlN layer 16 is equal to or larger than the energy band gap of GaN. The lattice constant of the lower surface of the i-InAlN1 layer 6 is preferably larger than that of the n-AlGaN layer 5 and smaller than that of GaN. This is because if the lattice constant of the lower surface of the i-InAlN1 layer 6 is not larger than the lattice constant of the n-AlGaN layer 5, negative piezoelectric charges acting as acceptors may not be generated. Furthermore, the lattice constant of the lower surface of the i-InAlN layer 16 is smaller than that of the i-GaN layer 3 in order not to reduce the piezoelectric charge of the donor at the interface between the i-AlGaN layer 4 and the i-GaN layer 3. desirable. When the lattice constant of the lower surface of the i-InAlN layer 16 is not smaller than the lattice constant of the i-GaN layer 3, the donors at the interface between the i-AlGaN layer 4 and the i-GaN layer 3 are reduced due to the reverse strain. Because there are things.

また、ショットキーバリア層として機能するノンドープのi−InAlN層16に代えてp型のInAlN層を用いてもよい。また、In及びAlの割合の変化は、連続的である必要はなく、段階的に変化していてもよい。   Further, a p-type InAlN layer may be used instead of the non-doped i-InAlN layer 16 functioning as a Schottky barrier layer. Moreover, the change of the ratio of In and Al does not need to be continuous, and may change in steps.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。図12は、第3の実施形態に係るGaN系HEMT(化合物半導体装置)の構造を示す断面図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of a GaN-based HEMT (compound semiconductor device) according to the third embodiment.

第3の実施形態では、開口部10gの内面に沿って、厚さが2nm〜40nm程度(例えば10nm)のタンタル酸化膜(Ta25膜)17が形成されている。そして、このタンタル酸化膜17を介してゲート電極11gが開口部10g内に設けられている。タンタル酸化膜17は、SiN層9、ソース電極11s及びドレイン電極11dを覆っている。タンタル酸化膜17は、例えば原子層デポジション(ALD)により形成することができる。この場合、例えば、350℃でTa有機物及び酸素プラズマを反応炉に導入して膜を形成した後に、600℃で10分間のアニール処理を行って水素を脱離させればよい。なお、タンタル酸化膜17に代えて、ハフニウム系酸化膜若しくはアルミニウム系酸化膜又はこれらの混合物の酸化膜を絶縁膜として形成してもよく、また、オキシナイトライド系(ON系)膜を絶縁膜として形成してもよい。 In the third embodiment, a tantalum oxide film (Ta 2 O 5 film) 17 having a thickness of about 2 nm to 40 nm (for example, 10 nm) is formed along the inner surface of the opening 10g. A gate electrode 11g is provided in the opening 10g via the tantalum oxide film 17. The tantalum oxide film 17 covers the SiN layer 9, the source electrode 11s, and the drain electrode 11d. The tantalum oxide film 17 can be formed by atomic layer deposition (ALD), for example. In this case, for example, Ta organic substance and oxygen plasma may be introduced into the reaction furnace at 350 ° C. to form a film, and then annealing may be performed at 600 ° C. for 10 minutes to desorb hydrogen. Instead of the tantalum oxide film 17, a hafnium oxide film, an aluminum oxide film, or an oxide film of a mixture thereof may be formed as an insulating film, or an oxynitride (ON) film may be formed as an insulating film. You may form as.

他の構成は第2の実施形態と同様である。   Other configurations are the same as those of the second embodiment.

このような第3の実施形態によっても第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第2の実施形態ではショットキーゲート構造が採用されているのに対し、第3の実施形態では絶縁ゲート構造が採用されている。このため、図13に示すように、閾値電圧Vthがより一層高くなる。また、ドレイン電流がより一層大きくなると共に、ドレイン電流がゲート電圧に対して大きく上昇するゲート電圧の範囲もより一層広くなる。   The effect similar to 2nd Embodiment can be acquired also by such 3rd Embodiment. In the second embodiment, a Schottky gate structure is adopted, whereas in the third embodiment, an insulated gate structure is adopted. For this reason, as shown in FIG. 13, the threshold voltage Vth is further increased. In addition, the drain current is further increased, and the range of the gate voltage at which the drain current greatly increases with respect to the gate voltage is further increased.

なお、第3の実施形態において、i−InAlN層16に代えてp−InAlN層6が設けられていてもよい。   In the third embodiment, a p-InAlN layer 6 may be provided instead of the i-InAlN layer 16.

また、いずれの実施形態においても、基板1として、炭化シリコン(SiC)基板、サファイア基板、シリコン基板、GaN基板又はGaAs基板等を用いてもよい。基板1が、導電性、半絶縁性又は絶縁性のいずれであってもよい。   In any of the embodiments, a silicon carbide (SiC) substrate, a sapphire substrate, a silicon substrate, a GaN substrate, a GaAs substrate, or the like may be used as the substrate 1. The substrate 1 may be conductive, semi-insulating, or insulating.

また、ゲート電極11g、ソース電極11s及びドレイン電極11dの構造は上述の実施形態のものに限定されない。例えば、これらが単層から構成されていてもよい。また、これらの形成方法はリフトオフ法に限定されない。更に、オーミック特性が得られるのであれば、ソース電極11s及びドレイン電極11dの形成後の熱処理を省略してもよい。また、ゲート電極11gに対して熱処理を行ってもよい。   Further, the structures of the gate electrode 11g, the source electrode 11s, and the drain electrode 11d are not limited to those of the above-described embodiment. For example, these may be composed of a single layer. Moreover, these formation methods are not limited to the lift-off method. Furthermore, if ohmic characteristics can be obtained, the heat treatment after the formation of the source electrode 11s and the drain electrode 11d may be omitted. Further, heat treatment may be performed on the gate electrode 11g.

また、各層の厚さ及び材料等も上述の実施形態のものに限定されない。   Further, the thickness and material of each layer are not limited to those of the above-described embodiment.

1:基板
2:AlN層
3:i−GaN層
4:i−AlGaN層
5:n−AlGaN層
6:p−InAlN層
7:i−AlN層
8:n−GaN層
9:SiN層
10:活性領域
10g、10s、10d:開口部
11d:ドレイン電極
11g:ゲート電極
11s:ソース電極
16:i−InAlN層
17:タンタル酸化膜
1: Substrate 2: AlN layer 3: i-GaN layer 4: i-AlGaN layer 5: n-AlGaN layer 6: p-InAlN layer 7: i-AlN layer 8: n-GaN layer 9: SiN layer 10: active Region 10g, 10s, 10d: Opening 11d: Drain electrode 11g: Gate electrode 11s: Source electrode 16: i-InAlN layer 17: Tantalum oxide film

Claims (6)

基板と、
前記基板上方に形成された電子走行層と、
前記電子走行層上方に形成され、AlGaNを含む電子供給層と、
前記電子供給層上に形成され、InAlNを含むショットキーバリア層と、
を有し、
前記ショットキーバリア層を構成する結晶の格子定数は、前記電子供給層を構成する結晶の格子定数よりも大きく、
前記ショットキーバリア層を構成する材料のバンドギャップは、前記電子供給層を構成する材料のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする化合物半導体装置。
A substrate,
An electron transit layer formed above the substrate;
An electron supply layer formed above the electron transit layer and containing AlGaN;
A Schottky barrier layer formed on the electron supply layer and containing InAlN;
Have
The lattice constant of the crystal constituting the Schottky barrier layer is larger than the lattice constant of the crystal constituting the electron supply layer,
A compound semiconductor device, wherein a band gap of a material constituting the Schottky barrier layer is larger than a band gap of a material constituting the electron supply layer.
前記ショットキーバリア層中のInの割合が前記電子供給層から離間するほど高くなっていることを特徴とする請求項1に記載の化合物半導体装置。   2. The compound semiconductor device according to claim 1, wherein the proportion of In in the Schottky barrier layer increases as the distance from the electron supply layer increases. 前記電子供給層にオーミック接触するソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間で前記ショットキーバリア層にショットキー接触するゲート電極と、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の化合物半導体装置。
A source electrode and a drain electrode that are in ohmic contact with the electron supply layer;
A gate electrode in Schottky contact with the Schottky barrier layer between the source electrode and the drain electrode;
The compound semiconductor device according to claim 1, comprising:
前記電子供給層にオーミック接触するソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間で前記ショットキーバリア層上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の化合物半導体装置。
A source electrode and a drain electrode that are in ohmic contact with the electron supply layer;
An insulating film formed on the Schottky barrier layer between the source electrode and the drain electrode;
A gate electrode formed on the insulating film;
The compound semiconductor device according to claim 1, comprising:
前記ショットキーバリア層の組成は、(InxAl1-xyGa1-yN層(0<x≦1、0<y<1)で表わされることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の化合物半導体装置。 The composition of the Schottky barrier layer is represented by an (In x Al 1-x ) y Ga 1-y N layer (0 <x ≦ 1, 0 <y <1). The compound semiconductor device according to any one of the above. 基板上方に電子走行層を形成する工程と、
前記電子走行層上方に、AlGaNを含む電子供給層を形成する工程と、
前記電子供給層上に、InAlNを含むショットキーバリア層を形成する工程と、
を有し、
前記ショットキーバリア層を構成する結晶の格子定数は、前記電子供給層を構成する結晶の格子定数よりも大きく、
前記ショットキーバリア層を構成する材料のバンドギャップは、前記電子供給層を構成する材料のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
Forming an electron transit layer above the substrate;
Forming an electron supply layer containing AlGaN above the electron transit layer;
Forming a Schottky barrier layer containing InAlN on the electron supply layer;
Have
The lattice constant of the crystal constituting the Schottky barrier layer is larger than the lattice constant of the crystal constituting the electron supply layer,
A method for manufacturing a compound semiconductor device, wherein a band gap of a material constituting the Schottky barrier layer is larger than a band gap of a material constituting the electron supply layer.
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