JP2011159794A - 半導体装置およびその作製法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ソース電極1にオーミック接触する障壁層半導体とオーミック領域チャネル層半導体とから形成されるソース側へテロ接合構造、および、ドレイン電極3にオーミック接触する障壁層半導体とオーミック領域チャネル層半導体とから形成されるドレイン側へテロ接合構造が形成され、それぞれのへテロ接合構造が、InN系チャネル層半導体(#)と接し、それぞれのへテロ接合構造において、ヘテロ接合界面近傍のみに伝導電子が局在し、ヘテロ接合界面の垂直方向位置が、InN系チャネル層半導体(#)の層内位置に存在することを特徴とする半導体装置を構成する。
【選択図】図6
Description
窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタであり、ゲート電極の下方に存在するチャネル層半導体として、InN系半導体であるInN、InGaN、InAlNあるいはInAlGaNが用いられている半導体装置において、ソース電極にオーミック接触するオーミック領域障壁層半導体とオーミック領域チャネル層半導体とから形成されるソース側窒化物半導体へテロ接合構造、および、ドレイン電極にオーミック接触するオーミック領域障壁層半導体と前記オーミック領域チャネル層半導体とから形成されるドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造が形成され、前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造と前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とが、それぞれ、接合部分を含めて、前記チャネル層半導体と接し、前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造と前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とにおいて、それぞれ、ヘテロ接合界面近傍のみに伝導電子が局在し、前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造のヘテロ接合界面の垂直方向位置と前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造のヘテロ接合界面の垂直方向位置とが、前記チャネル層半導体の層内位置に存在することを特徴とする半導体装置を構成する。
請求項1に記載の半導体装置において、前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造と前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とが、それぞれ、接合部分を含めて、組成傾斜を設けた窒化物半導体層を介して前記チャネル層半導体と接し、前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造と前記チャネル層半導体との間、および、前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造と前記チャネル層半導体との間に伝導帯不連続が生じていないことを特徴とする半導体装置を構成する。
請求項1に記載の半導体装置を作製する半導体装置の作製法であって、基板上に、ソース側窒化物半導体へテロ接合構造とドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とを部分として含む積層構造をエピタキシャル結晶成長法により形成する成長工程と、該成長工程後に、チャネル層半導体を形成する位置にある前記積層構造の部分を、ドライ・エッチング法により削除するエッチング工程と、該エッチング工程後に、チャネル層半導体を、エピタキシャル結晶成長法により形成する再成長工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製法を構成する。
請求項2に記載の半導体装置を作製する半導体装置の作製法であって、基板上に、ソース側窒化物半導体へテロ接合構造とドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とを部分として含む積層構造をエピタキシャル結晶成長法により形成する成長工程と、該成長工程後に、チャネル層半導体および組成傾斜を設けた窒化物半導体層を形成する位置にある前記積層構造の部分を、ドライ・エッチング法により削除するエッチング工程と、該エッチング工程後に、組成傾斜を設けた窒化物半導体層およびチャネル層半導体を、エピタキシャル結晶成長法により形成する再成長工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製法を構成する。
図4に示されるInN系チャネル層半導体を用いたMIS構造FETにおいては、ピンチオフ動作が得られないことを説明する。
Claims (4)
- 窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタであり、ゲート電極の下方に存在するチャネル層半導体として、InN系半導体であるInN、InGaN、InAlNあるいはInAlGaNが用いられている半導体装置において、
ソース電極にオーミック接触するオーミック領域障壁層半導体とオーミック領域チャネル層半導体とから形成されるソース側窒化物半導体へテロ接合構造、および、ドレイン電極にオーミック接触するオーミック領域障壁層半導体と前記オーミック領域チャネル層半導体とから形成されるドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造が形成され、
前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造と前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とが、それぞれ、接合部分を含めて、前記チャネル層半導体と接し、
前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造と前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とにおいて、それぞれ、ヘテロ接合界面近傍のみに伝導電子が局在し、
前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造のヘテロ接合界面の垂直方向位置と前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造のヘテロ接合界面の垂直方向位置とが、前記チャネル層半導体の層内位置に存在することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造と前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とが、それぞれ、接合部分を含めて、組成傾斜を設けた窒化物半導体層を介して前記チャネル層半導体と接し、前記ソース側窒化物半導体へテロ接合構造と前記チャネル層半導体との間、および、前記ドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造と前記チャネル層半導体との間に伝導帯不連続が生じていないことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置を作製する半導体装置の作製法であって、
基板上に、ソース側窒化物半導体へテロ接合構造とドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とを部分として含む積層構造をエピタキシャル結晶成長法により形成する成長工程と、
該成長工程後に、チャネル層半導体を形成する位置にある前記積層構造の部分を、ドライ・エッチング法により削除するエッチング工程と、
該エッチング工程後に、チャネル層半導体を、エピタキシャル結晶成長法により形成する再成長工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製法。 - 請求項2に記載の半導体装置を作製する半導体装置の作製法であって、
基板上に、ソース側窒化物半導体へテロ接合構造とドレイン側窒化物半導体へテロ接合構造とを部分として含む積層構造をエピタキシャル結晶成長法により形成する成長工程と、
該成長工程後に、チャネル層半導体および組成傾斜を設けた窒化物半導体層を形成する位置にある前記積層構造の部分を、ドライ・エッチング法により削除するエッチング工程と、
該エッチング工程後に、組成傾斜を設けた窒化物半導体層およびチャネル層半導体を、エピタキシャル結晶成長法により形成する再成長工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製法。
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JP2804041B2 (ja) * | 1988-06-20 | 1998-09-24 | 日本電信電話株式会社 | 電界効果型トランジスタ |
JP2855775B2 (ja) * | 1990-04-20 | 1999-02-10 | 日本電気株式会社 | 電界効果トランジスタ |
JP2001250939A (ja) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Nec Corp | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
JP2005302916A (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置 |
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