JP2013048212A5 - - Google Patents
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Claims (20)
- 化合物半導体で構成されたチャネル層と、
前記チャネル層上に設けられ、当該チャネル層との接合部におけるキャリア走行側のエネルギー帯が、当該チャネル層よりも当該チャネル層内真性フェルミ準位から遠い化合物半導体で構成された障壁層と、
前記障壁層における表面層に設けられ、不純物を含有することにより周囲よりも低抵抗に保たれた低抵抗領域と、
前記低抵抗領域を挟んだ位置において前記障壁層に接続されたソース電極およびドレイン電極と、
前記低抵抗領域上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記低抵抗領域上に設けられたゲート電極とを備えた
半導体装置。 - 前記障壁層は、前記チャネル層に接する第１障壁層と、前記低抵抗領域を構成する不純物の拡散速度が前記第１障壁層よりも遅い第２障壁層との積層構造を備え、
前記低抵抗領域は、前記第２障壁層に設けられている
請求項１記載の半導体装置。 - 前記障壁層との間に前記チャネル層を挟む位置に、当該チャネル層との接合部におけるキャリア走行側のエネルギー帯が、当該チャネル層よりも当該チャネル層内真性フェルミ準位から遠い化合物半導体で構成されたもう一つの障壁層が配置されている
請求項１または２記載の半導体装置。 - 前記障壁層とソース電極およびドレイン電極との間に、前記低抵抗領域とは逆導電型の不純物を含有する層が設けられている
請求項１〜３の何れかに記載の半導体装置。 - 前記障壁層は、前記チャネル層に接する第１障壁層と、当該第１障壁層上にパターン形成された第２障壁層との積層構造を備え、
前記第２障壁層を前記低抵抗領域として用いている
請求項１〜４の何れかに記載の半導体装置。 - 前記ゲート電極は、前記低抵抗領域の上部を完全に覆う形状を有する
請求項１〜５の何れかに記載の半導体装置。 - 前記ゲート電極に負の電圧を印加することにより、前記チャネル層内の電子が枯渇し、
前記ゲート電極に正の電圧を印加することにより、前記低抵抗領域が空乏化する
請求項１〜６の何れかに記載の半導体装置。 - 前記ゲート絶縁膜は、酸化物または窒化物を用いて構成されている
請求項１〜７の何れかに記載の半導体装置。 - 前記チャネル層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＩｎＧａＡｓ混晶で構成され、
前記障壁層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＡｌＧａＡｓ混晶で構成された
請求項１〜８の何れかに記載の半導体装置。 - 前記低抵抗領域は、前記不純物としてベリリウム，炭素，マグネシウム、および亜鉛のうちの少なくとも１種を含む
請求項１〜９の何れかに記載の半導体装置。 - 前記チャネル層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＩｎＧａＡｓ混晶で構成され、
前記障壁層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＩｎ（ＡｌＧａ）ＡｓＰ混晶で構成された
請求項１〜８の何れかに記載の半導体装置。 - 前記チャネル層は、ＧａＡｓで構成された基板上に設けられた
請求項１〜１１の何れかに記載の半導体装置。 - 前記チャネル層は、前記基板上にＧａＡｓと格子定数の異なる化合物半導体をメタモルフィック成長させてなる
請求項１２記載の半導体装置。 - 前記チャネル層は、ＩｎＰで構成された基板上に設けられた
請求項１〜１１の何れかに記載の半導体装置。 - 化合物半導体で構成されたチャネル層の上部に、当該チャネル層との接合部におけるキャリア走行側のエネルギー帯が、当該チャネル層よりも当該チャネル層内真性フェルミ準位から遠い化合物半導体で構成されると共に、表面層に不純物を含有する低抵抗領域を備えた障壁層を形成することと、
前記低抵抗領域を挟む前記障壁層上の各位置にソース電極およびドレイン電極を形成することと、
前記低抵抗領域の上部にゲート絶縁膜を形成することと、
前記ゲート絶縁膜を介して前記低抵抗領域の上部にゲート電極を形成することとを行う
半導体装置の製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜を形成する際には、原子層蒸着法によって当該ゲート絶縁膜を成膜する
請求項１５記載の半導体装置の製造方法。 - 前記障壁層を形成する際には、化合物半導体で構成された前記障壁層を成膜した後、当該障壁層の表面層に不純物を拡散させることによって前記低抵抗領域を形成する
請求項１５または１６に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記不純物として亜鉛を拡散させる
請求項１７記載の半導体装置の製造方法。 - 前記障壁層を形成する際には、前記当該チャネル層との接合部におけるキャリア走行側のエネルギー帯が、当該チャネル層よりも当該チャネル層内真性フェルミ準位から遠い化合物半導体で構成された第１障壁層を形成した後、前記不純物の拡散速度が前記第１障壁層よりも遅い化合物半導体で構成された第２障壁層を形成し、当該第２障壁層に対して前記不純物を拡散させて前記低抵抗領域を形成する
請求項１５または１６に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記障壁層を形成する際には、前記チャネル層上に第１障壁層を形成した後、当該第１障壁層上に不純物を添加したエピタキシャル成長によって第２障壁層を形成し、当該第２障壁層を前記低抵抗領域として用いる
請求項１５または１６に記載の半導体装置の製造方法。
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