JP2010258313A5

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Publication number: JP2010258313A5
Application number: JP2009108571A
Authority: JP
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2029-04-28

Description

本発明の電界効果トランジスタには以下の構成を組み合わせることができる。
前記第２窒化物半導体層は、前記第１窒化物半導体層側に設けられたＡｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０＜ａ≦１）からなる第１層と、前記第３窒化物半導体層側に設けられたＡｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（０≦ｂ＜１、ｂ＜ａ）又はＩｎＧａＮからなる第２層と、から構成される。
また、前記第２窒化物半導体層は、前記第１窒化物半導体層側から遠ざかるに従ってＡｌ組成比が減少する組成傾斜層からなる。
前記第２窒化物半導体層は前記第３窒化物半導体層側がＡｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（0＜ｂ＜1、ｂ＜ａ）であり、前記第３窒化物半導体層はＡｌ_ｃＧａ_１−ｃＮ（０＜ｃ≦１、ｃ＞ｂ）である。
また、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記第３窒化物半導体層に設けられており、前記第３窒化物半導体層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極が設けられた領域の膜厚が、前記ゲート電極の設けられた領域の膜厚よりも小さくすることができる。
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は前記第２半導体層に設けられていてもよい。
さらに、前記第３窒化物半導体層はＡｌ_ｃＧａ_１−ｃＮ（０＜ｃ≦１、ｂ＜ｃ＜ａ）からなる。前記ゲートコンタクト層はＩｎＧａＮ又はＧａＮである。

第２窒化物半導体層１２は、第１窒化物半導体層１１側がＡｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０＜ａ≦１）で構成され、第３窒化物半導体層１３側がＡｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（０≦ｂ＜１、ｂ＜ａ）又はＩｎＧａＮで構成される。図１の例では第２窒化物半導体層１２は、第１窒化物半導体層１１側から、Ａｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０＜ａ≦１）からなる第１層１０１と、Ａｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（０≦ｂ＜１、ｂ＜ａ）又はＩｎＧａＮからなる第２層１０２とで構成される。

次に、図２（ｂ）に示すように、ゲート電極１７が形成された領域を残してゲートコンタクト層１４を除去する。ゲートコンタクト層１４より深くエッチングしないように、第１エッチングとして第３窒化物半導体層１３がエッチングストップ層となる選択的エッチングを行う。ゲートコンタクト層よりも第３窒化物半導体層のエッチング速度が小さいエッチングとしては、例えばＡｌ組成比によりエッチング速度の異なるハロゲン系のガス、具体的にはヨウ化水素ガス、Ｃｌ_２、ＳｉＣｌ_４を用いることができる。

Claims

第１窒化物半導体層と、
前記第１窒化物半導体層の上に設けられ、前記第１窒化物半導体層よりもバンドギャップエネルギーが大きいＡｌ含有窒化物半導体を含む第２窒化物半導体層と、
前記第２窒化物半導体層の上に設けられたゲートコンタクト層と、を備える電界効果トランジスタであって、
前記第２窒化物半導体層の上の一部に、Ａｌ含有窒化物半導体からなる第３窒化物半導体層が設けられ、前記第３窒化物半導体層の上にゲートコンタクト層が設けられており、前記ゲートコンタクト層の表面にゲート電極が設けられ、前記ゲートコンタクト層及び前記前記第３窒化物半導体層を挟んでソース電極とドレイン電極が設けられており、
前記第２窒化物半導体層は、前記第１窒化物半導体層側がＡｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０＜ａ≦１）、前記第３窒化物半導体層側がＡｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（0≦ｂ＜1、ｂ＜ａ）又はＩｎＧａＮであり、前記第３窒化物半導体層は前記第２窒化物半導体層の前記第３窒化物半導体層側よりもＡｌ組成比が大きいＡｌ含有窒化物半導体からなる電界効果トランジスタ。
前記第２窒化物半導体層は前記第３窒化物半導体層側がＡｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（0＜ｂ＜1、ｂ＜ａ）であり、前記第３窒化物半導体層はＡｌ_ｃＧａ_１−ｃＮ（０＜ｃ≦１、ｃ＞ｂ）である請求項１に記載の電界効果トランジスタ。
前記第３窒化物半導体層はＡｌ_ｃＧａ_１−ｃＮ（０＜ｃ≦１、ｂ＜ｃ＜ａ）からなる請求項１又は２に記載の電界効果トランジスタ。
前記ゲートコンタクト層はＩｎＧａＮ又はＧａＮである請求項１〜３のいずれか１項に記載の電界効果トランジスタ。
前記第２窒化物半導体層は、前記第１窒化物半導体層側に設けられたＡｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０＜ａ≦１）からなる第１層と、前記第３窒化物半導体層側に設けられたＡｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（０≦ｂ＜１、ｂ＜ａ）又はＩｎＧａＮからなる第２層と、から構成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の電界効果トランジスタ。
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は前記第２半導体層に設けられている請求項１〜５のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ。
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記第３窒化物半導体層に設けられており、前記第３窒化物半導体層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極が設けられた領域の膜厚が、前記ゲート電極の設けられた領域の膜厚よりも小さい請求項１〜５のいずれか1項に記載の電界効果トランジスタ。
前記第２窒化物半導体層は、前記第１窒化物半導体層側から遠ざかるに従ってＡｌ組成比が減少する組成傾斜層からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の電界効果トランジスタ。
第１窒化物半導体層と、前記第１窒化物半導体層よりもバンドギャップエネルギーの大きいＡｌ含有窒化物半導体を含む第２窒化物半導体層と、ゲートコンタクト層と、を順に積層する半導体層積層工程と、
ゲート電極形成領域を残して前記ゲートコンタクト層を除去する半導体層除去工程と、を有し、
前記ゲートコンタクト層にゲート電極が形成され、前記ゲートコンタクト層を挟んでソース電極とドレイン電極が形成された電界効果トランジスタの製造方法であって、
前記半導体層積層工程において、前記第２窒化物半導体層として、前記第１窒化物半導体層側がＡｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０＜ａ≦１）であり、前記第１窒化物半導体層と対向する側がＡｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（0≦ｂ＜1、ｂ＜ａ）又はＩｎＧａＮである窒化物半導体層を形成し、前記第２窒化物半導体層の上に、前記第２窒化物半導体層の前記第１窒化物半導体層と対向する側よりもＡｌ組成比が大きいＡｌ含有窒化物半導体からなる第３窒化物半導体層を形成し、
前記半導体層除去工程において、前記第３窒化物半導体層をエッチングストップ層として第１エッチングにより前記ゲートコンタクト層を除去した後、前記第１エッチングと異なる第２エッチングにより前記第３窒化物半導体層を除去して前記第１エッチングによるダメージ層を除去する電界効果トランジスタの製造方法。
前記第２エッチングは前記第１エッチングよりも低出力で行う請求項９に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
前記第２窒化物半導体層は、前記第１窒化物半導体層側に設けられたＡｌ_ａＧａ_１−ａＮ（０＜ａ≦１）からなる第１層と、前記第３窒化物半導体層側に設けられたＡｌ_ｂＧａ_１−ｂＮ（０≦ｂ＜１、ｂ＜ａ）又はＩｎＧａＮからなる第２層と、から構成され、
前記第２エッチングにより、前記第２層の少なくとも一部を除去する請求項９又は１０に記載の電界効果トランジスタの製造方法。