JP2012227220A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置は、基板2と、バッファ層3と、窒化物系化合物半導体4とを備える。バッファ層3は、AlN層とGaN層とを積層した第1のバッファ領域321,331と、GaN層を有する第2のバッファ領域322,332とを交互に積層して構成される。バッファ層3において窒化物系化合物半導体4側の第1のバッファ領域331とそれに隣接する第2のバッファ領域332との1組の全体のAl組成は基板側の1組のAl組成に対して大きく設定されている。
【選択図】図1
Description
本発明の実施例1は、HEMTを備えた半導体装置に本発明を適用した例を説明するものである。
図1に示すように、実施例1に係る半導体装置1は、基板2と、基板2上に配設されたバッファ層3と、バッファ層3上に配設され素子領域として使用される窒化物系化合物半導体(主半導体領域)4とを備え、窒化物系化合物半導体4にHEMT10を備えている。
但し、x>0、y≧0、x+y≦1である。AlNの格子定数は0.3112nmであり、熱膨張係数は4.15×10-6/Kである。
但し、x>a≧0、b≧0、a+b≦1である。GaNの格子定数は0.3189nmであり、熱膨張係数は5.59×10-6/Kである。
但し、a≧m≧0、n≧0、m+n≦1である。
但し、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1である。
以上説明したように、実施例1に係る半導体装置1においては、基板2側の第1の多層構造バッファ領域32のAl組成が低く設定され、窒化物系化合物半導体4側の第2の多層構造バッファ領域33のAl組成が前者に対して高く設定されている。また、換言すれば、基板2側の第2のバッファ領域322の膜厚は厚く設定し、窒化物系化合物半導体4側のバッファ領域332の膜厚は前者に対して薄く設定されている。
実施例1の変形例1に係る半導体装置1は、前述の実施例1に係る半導体装置1のバッファ層3の変形例を説明するものである。
実施例1の変形例2に係る半導体装置1は、前述の実施例1に係る半導体装置1のバッファ層3の変形例を説明するものである。
実施例1の変形例3に係る半導体装置1は、前述の実施例1、又はその変形例1、変形例2のいずれかに係る半導体装置1において、基板2の反りをより一層抑制することができる例を説明するものである。
本発明の実施例2は、LEDを搭載した半導体装置に本発明を適用した例を説明するものである。
図6に示すように、実施例2に係る半導体装置1は、基板2と、基板2上に配設されたバッファ層3と、バッファ層3上に配設され素子領域として使用される窒化物系化合物半導体(主半導体領域)4とを備え、窒化物系化合物半導体4にLED11を備えている。LED10は半導体発光素子として使用される。
以上説明したように、実施例2に係る半導体装置1においては、実施例1に係る半導体装置1によって得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
上記のように、本発明は複数の実施例によって記載されているが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものでない。本発明は様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術に適用することができる。
2…基板
3…バッファ層
30…反り調整層
32…第1の多層構造バッファ領域
33…第2の多層構造バッファ領域
3n…第nの多層構造バッファ領域
321、331、3n1…第1のバッファ領域
322、332、3n2…第2のバッファ領域
4…窒化物系化合物半導体
41…第1の半導体層
42…第2の半導体層
43…二次元キャリアガス層
45…n型クラッド層
46…活性層
47…p型クラッド層
5A…第1の主電極
5B…第2の主電極
6…ゲート電極
7…アノード電極
8…カソード電極
Claims (7)
- 基板と、
前記基板上に配設されたバッファ層と、
前記バッファ層上に配設され、素子領域として機能する化合物半導体層と、を備え、
前記バッファ層は、
アルミニウム組成を有する第1の窒化物系化合物半導体層とそれよりも格子定数が大きい第2の窒化物系化合物半導体層とを積層した第1のバッファ領域と、この第1のバッファ領域に対して格子定数が大きい第3の窒化物系化合物半導体層を有する第2のバッファ領域とを交互に積層して構成され、
前記バッファ層において前記第1のバッファ領域とそれに隣接する前記第2のバッファ領域との1組の全体のアルミニウム組成を、前記基板側に対して前記化合物半導体層側を大きく設定している
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記バッファ層において、前記1組の前記第2のバッファ領域の厚さが、前記基板側に対して前記化合物半導体層側を薄く設定していることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記バッファ層において、前記第2のバッファ領域の厚さは前記第1のバッファ領域の厚さに比べて厚く設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。
- 前記バッファ層において、前記第1のバッファ領域の厚さは50nm−150nmに設定され、前記第2のバッファ領域の厚さは100nm−400nmに設定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記バッファ層において、前記1組の全体のアルミニウム組成は、前記基板側から前記化合物半導体層側に向かって徐々に大きく設定されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記バッファ層において、前記1組の第2のバッファ領域の厚さは、前記基板側から前記化合物半導体層側に向かって徐々に薄く設定されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記基板は、シリコン基板、シリコン化合物基板又は窒化物系化合物半導体基板であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の半導体装置。
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