JP2014007389A - Hetero-junction type fet - Google Patents

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哲三 永久
Shinichi Toda
真一 吐田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hetero-junction type FET which is improved in both current leakage characteristic and current collapse characteristic.SOLUTION: The hetero-junction type FET includes: a GaN channel layer; an AlGaN barrier layer laminated on the channel layer; a source electrode and a drain electrode ohmically connected to the channel layer; and a gate electrode formed on the barrier layer between the source electrode and the drain electrode. The boundary surface of the channel layer touching the barrier layer has, between the drain electrode and the gate electrode, a relatively high sheet carrier concentration in a first region of 5% or more but not exceeding 30% close to the drain electrode and a relatively low sheet carrier concentration in a second region close to the gate electrode, not including the first region.

Description

本発明はヘテロ接合型電界効果トランジスタ(ヘテロ接合型FET)に関し、特にヘテロ接合型FETにおける電流リーク特性と電流コラプス特性との両方の改善に関する。   The present invention relates to a heterojunction field effect transistor (heterojunction FET), and more particularly to improvement of both current leakage characteristics and current collapse characteristics in a heterojunction FET.

窒化物半導体を利用したヘテロ接合型FETは、高い破壊電圧を有しかつ高いキャリア移動度を有するという特徴を備えているので、パワーデバイスなどの用途での利用が期待されている。   Heterojunction FETs using nitride semiconductors are characterized by having a high breakdown voltage and high carrier mobility, and are expected to be used in applications such as power devices.

パワーデバイスなどの用途に使用されるヘテロ接合型FETは、そのオフ状態において電流リークが小さくかつ高電圧での使用において電流コラプス現象を生じにくい特性を有することが望まれる。ここで、電流コラプスとは、ヘテロ接合型FETの低電圧動作時でのオン抵抗に比べて高電圧動作時でのオン抵抗が高くなる現象を意味する。   Heterojunction FETs used for applications such as power devices are desired to have the characteristics that current leakage is small in the off state and that current collapse phenomenon does not easily occur when used at a high voltage. Here, the current collapse means a phenomenon in which the on-resistance during the high voltage operation is higher than the on-resistance during the low voltage operation of the heterojunction FET.

すなわち、ヘテロ接合型FETにおける電流リークと電流コラプスは、いずれもヘテロ接合型FETの効率を顕著に低下させるので、これらの電流リーク特性と電流コラプス特性との両方が改善されたヘテロ接合型FETの開発が望まれている。   That is, current leakage and current collapse in a heterojunction FET both significantly reduce the efficiency of the heterojunction FET, so that both the current leakage characteristics and current collapse characteristics of the heterojunction FET improved. Development is desired.

特開2010−251456号公報JP 2010-251456 A

特許文献1の特開2010−251456号公報は、ヘテロ接合型FETの電流コラプス特性を改善するために、ゲート電極とドレイン電極との間において、チャネル層中でゲート電極近傍の電子濃度を低下させることを提案している。   Japanese Patent Laid-Open No. 2010-251456 of Patent Document 1 reduces the electron concentration in the vicinity of the gate electrode in the channel layer between the gate electrode and the drain electrode in order to improve the current collapse characteristics of the heterojunction FET. Propose that.

しかし、特許文献1に開示されたヘテロ接合型FETでは、ゲート電極近傍の電子濃度を考慮するだけでは不十分であり、電流コラプス特性を改善できても、電流リーク特性が却って悪化することが生じ得る。   However, in the heterojunction FET disclosed in Patent Document 1, it is not sufficient to consider the electron concentration in the vicinity of the gate electrode, and even if the current collapse characteristic can be improved, the current leakage characteristic may be deteriorated. obtain.

そこで、本願発明は、電流リーク特性と電流コラプス特性の両方が改善されたヘテロ接合型FETを提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a heterojunction FET in which both current leakage characteristics and current collapse characteristics are improved.

本発明によるヘテロ接合型FETは、GaNのチャネル層と、このチャネル層上に積層されたAlGaNのバリア層と、チャネル層にオーミック接続しているソース電極およびドレイン電極と、これらソース電極およびドレイン電極の間でバリア層上に形成されたゲート電極とを含み、バリア層と接するチャネル層の界面は、ドレイン電極とゲート電極との間において、ドレイン電極に近い3割以内で0.5割以上の第1領域内で相対的に高いシートキャリア濃度(以下、本願明細書および図面において「Ns」とも表示する)を有し、ゲート電極に近くて第1領域を除く第2領域内で相対的に低いシートキャリア濃度を有することを特徴としている。   The heterojunction FET according to the present invention includes a GaN channel layer, an AlGaN barrier layer stacked on the channel layer, a source electrode and a drain electrode that are ohmically connected to the channel layer, and the source electrode and the drain electrode. Between the drain electrode and the gate electrode, the interface between the drain electrode and the gate electrode is within 30% close to the drain electrode and 0.5% or more. It has a relatively high sheet carrier concentration in the first region (hereinafter also referred to as “Ns” in the present specification and drawings), and is relatively close to the second region except the first region near the gate electrode. It is characterized by having a low sheet carrier concentration.

このようなヘテロ接合型FETにおいて、第1領域内で6.3×1012/cm2以上のシートキャリア濃度を有し、第2領域内で5.6×1012/cm2以下のシートキャリア濃度を有することが望ましい。また、AlGaNのバリア層上にGaNのキャップ層をさらに含んでもよく、このキャップ層はチャネル層の界面の第2領域の上方に比べて第1領域の上方において厚さが低減されまたは除去されていることが好ましい。さらに、半導体表面は、第2領域内に比べて第1領域内において高い濃度の酸素を含んでいてもよい。このように相対的に高い濃度の酸素を含む第1領域は、第2領域をレジストで覆った状態で第1領域を酸素プラズマに暴露することによって形成することができる。 In such a heterojunction FET, a sheet carrier having a sheet carrier concentration of 6.3 × 10 12 / cm 2 or more in the first region and 5.6 × 10 12 / cm 2 or less in the second region. It is desirable to have a concentration. The AlGaN barrier layer may further include a GaN cap layer, the cap layer having a thickness reduced or removed above the first region as compared to above the second region at the interface of the channel layer. Preferably it is. Furthermore, the semiconductor surface may contain a higher concentration of oxygen in the first region than in the second region. Thus, the first region containing a relatively high concentration of oxygen can be formed by exposing the first region to oxygen plasma while the second region is covered with a resist.

以上のような本発明によれば、電流リーク特性と電流コラプス特性との両方が改善されたヘテロ接合型FETを提供することができる。   According to the present invention as described above, it is possible to provide a heterojunction FET in which both current leakage characteristics and current collapse characteristics are improved.

本願発明に関連するヘテロ接合型FETの積層構造の一例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows an example of the laminated structure of heterojunction type FET relevant to this invention. 図1のヘテロ接合型FETにおいて、チャネル層中のシートキャリア濃度Nsが高められた第1領域の距離X(ドレイン端からの距離)とコラプス値との関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between a collapse value and a distance X (distance from a drain end) of a first region where a sheet carrier concentration Ns in a channel layer is increased in the heterojunction FET of FIG. 1. 図1のヘテロ接合型FETにおいて、チャネル層中のシートキャリア濃度Nsが高められた第1領域の距離Xとリーク電流との関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between the leakage current and the distance X of the first region where the sheet carrier concentration Ns in the channel layer is increased in the heterojunction FET of FIG. 1. 図1のヘテロ接合型FETにおいて、ドレイン電極から距離Xまでの第1領域内におけるチャネル層中のシートキャリア濃度Nsとコラプス値との関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between the sheet carrier concentration Ns in the channel layer and the collapse value in the first region from the drain electrode to the distance X in the heterojunction FET of FIG. 1. 図1のヘテロ接合型FETにおいて、距離Xの点からゲート端までの第2領域内におけるチャネル層中のシートキャリア濃度Nsとリーク電流との関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between the sheet carrier concentration Ns in the channel layer and the leakage current in the second region from the point of distance X to the gate end in the heterojunction FET of FIG. 1. 図1のヘテロ接合型FETにおいて、バリア層表面の酸素濃度とシートキャリア濃度Nsとの関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between the oxygen concentration on the surface of the barrier layer and the sheet carrier concentration Ns in the heterojunction FET of FIG. 1. 図1のヘテロ接合型FETにおいて、バリア層を酸素プラズマ暴露した場合にチャネル層中のシートキャリア濃度Nsに対する影響を示すグラフである。2 is a graph showing the influence on the sheet carrier concentration Ns in the channel layer when the barrier layer is exposed to oxygen plasma in the heterojunction FET of FIG. AlGaNバリア層上にGaNキャップ層を付加的に含むヘテロ接合型FETの一例の一部を示す模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a part of an example of a heterojunction FET that additionally includes a GaN cap layer on an AlGaN barrier layer.

<ヘテロ接合型FETの基本的構造>
図1は、本願発明に関連するヘテロ接合型FETの積層構造の一例を示す模式的断面図である。このヘテロ接合型FETにおいて、GaNチャネル層1にソース電極Sとドレイン電極Dとがオーミック接続されている。これらのソース電極Sとドレイン電極Dとの間においてAlGaNバリア層2が積層されており、このAlGaNバリア層2の一部領域上にゲート電極Gが形成されている。そして、ソース電極S、ゲート電極Gおよびドレイン電極Dのそれぞれの間において、AlGaNバリア層2上にコラプス抑制膜3と絶縁膜4がこの順に積層されている。
<Basic structure of heterojunction FET>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminated structure of heterojunction FETs related to the present invention. In this heterojunction FET, the source electrode S and the drain electrode D are ohmically connected to the GaN channel layer 1. An AlGaN barrier layer 2 is stacked between the source electrode S and the drain electrode D, and a gate electrode G is formed on a partial region of the AlGaN barrier layer 2. Then, between each of the source electrode S, the gate electrode G, and the drain electrode D, the collapse suppression film 3 and the insulating film 4 are laminated on the AlGaN barrier layer 2 in this order.

GaNチャネル層1は、必要かつ十分な任意の厚さを有し得る。GaNチャネル層1とヘテロ接合を形成するAlGaNバリア層2は、例えば34nmの厚さを有し得る。AlGaNバリア層2と接するGaNチャネル層1の界面には、ヘテロ接合に基づく2次元電子ガスが形成される傾向にあり、これがFET中のキャリアとして作用し得る。   The GaN channel layer 1 can have any necessary and sufficient thickness. The AlGaN barrier layer 2 forming a heterojunction with the GaN channel layer 1 may have a thickness of 34 nm, for example. A two-dimensional electron gas based on a heterojunction tends to be formed at the interface of the GaN channel layer 1 in contact with the AlGaN barrier layer 2, and this can act as a carrier in the FET.

絶縁膜4はパッシベーション膜として働き、コラプス抑制膜3は絶縁膜4とAlGaNバリア層2との界面におけるキャリアトラップに起因する電流コラプスの発生を抑制するように作用する。   The insulating film 4 functions as a passivation film, and the collapse suppression film 3 functions to suppress the occurrence of current collapse due to carrier traps at the interface between the insulating film 4 and the AlGaN barrier layer 2.

コラプス抑制膜3は、化学量論的組成のSi34に比べてSiリッチの窒化ケイ素膜である。他方、絶縁膜4は、化学量論的組成のSi34に近い窒化ケイ素膜である。 The collapse suppression film 3 is a silicon nitride film rich in Si as compared with Si 3 N 4 having a stoichiometric composition. On the other hand, the insulating film 4 is a silicon nitride film close to Si 3 N 4 having a stoichiometric composition.

コラプス抑制膜3及び絶縁膜4は、上記に限るものではない。即ち、コラプス抑制膜3としてSiリッチの窒化ケイ素膜を用い、絶縁膜4として酸化ケイ素膜を用いることが可能である。また、それぞれの膜の膜厚に関しては、任意の厚さに設定することが可能である。   The collapse suppression film 3 and the insulating film 4 are not limited to the above. That is, it is possible to use a Si-rich silicon nitride film as the collapse suppression film 3 and a silicon oxide film as the insulating film 4. In addition, the thickness of each film can be set to an arbitrary thickness.

あるいは、コラプス抑制膜3としてSiON膜あるいはSiOC膜を用いることが可能である。その際、絶縁膜4を形成しなくても良いし、絶縁膜4としてSiリッチのケイ素膜、化学量論的組成のSi34に近い窒化ケイ素膜、または酸化ケイ素膜のいずれかを用いても良い。また、それぞれの膜厚としては、任意の厚さに設定することが可能である。 Alternatively, a SiON film or a SiOC film can be used as the collapse suppression film 3. At this time, the insulating film 4 may not be formed, and as the insulating film 4, any one of a Si-rich silicon film, a silicon nitride film close to the stoichiometric composition of Si 3 N 4 , or a silicon oxide film is used. May be. Each film thickness can be set to an arbitrary thickness.

さらには、コラプス抑制膜3としてAlN膜を用いることが可能である。ただし、単結晶AlN膜は2次元電子ガスに影響を与えることから、コラプス抑制膜3に用いるAlN膜は多結晶もしくはアモルファスであることが望ましい。コラプス抑制膜3としてAlN膜を用いる際には、AlN膜の上に絶縁膜4を形成しなくても良いし、絶縁膜4としてSiリッチのケイ素膜、化学量論的組成のSi34に近い窒化ケイ素膜、または酸化ケイ素膜のいずれかを用いても良い。また、コラプス抑制膜3としてSiリッチのケイ素膜、化学量論的組成のSi34に近い窒化ケイ素膜、または酸化ケイ素膜のいずれかを用い、絶縁膜4としてAlN膜を用いることも可能である。 Furthermore, an AlN film can be used as the collapse suppression film 3. However, since the single crystal AlN film affects the two-dimensional electron gas, the AlN film used for the collapse suppression film 3 is preferably polycrystalline or amorphous. When an AlN film is used as the collapse suppression film 3, it is not necessary to form the insulating film 4 on the AlN film. The insulating film 4 may be a Si-rich silicon film or a stoichiometric Si 3 N 4 film. Either a silicon nitride film or a silicon oxide film close to the above may be used. It is also possible to use either a Si-rich silicon film, a silicon nitride film close to the stoichiometric composition of Si 3 N 4 , or a silicon oxide film as the collapse suppression film 3 and an AlN film as the insulating film 4. It is.

さらにはまた、コラプス抑制膜3として、Siリッチのケイ素膜、化学量論的組成のSi34に近い窒化ケイ素膜、または酸化ケイ素膜のいずれかを用い、絶縁膜4としてAlN膜、SiON膜、SiOC膜、酸化ケイ素膜または窒化珪素膜などの2以上を組み合わせて用いることも可能である。 Furthermore, as the collapse suppression film 3, any one of a Si-rich silicon film, a silicon nitride film close to the stoichiometric composition of Si 3 N 4 , or a silicon oxide film is used, and the AlN film, SiON film is used as the insulating film 4. A combination of two or more of a film, a SiOC film, a silicon oxide film, or a silicon nitride film can also be used.

本発明によるヘテロ接合型FETでは、ドレイン電極Dからゲート電極Gに向かう距離Xの第1領域内において、残りの第2領域内に比べて、AlGaNバリア層2と接するGaNチャネル層1の界面のシートキャリア濃度Nsが高められている。ソース電極S、ゲート電極Gおよびドレイン電極Dの間隔は、それぞれ例えば2μmおよび10μmに設定され得る。また、ゲート電極GがAlGaNバリア層2と接する幅は、例えば1μmに設定され得る。   In the heterojunction FET according to the present invention, the interface of the GaN channel layer 1 in contact with the AlGaN barrier layer 2 in the first region at the distance X from the drain electrode D to the gate electrode G is larger than in the remaining second region. The sheet carrier concentration Ns is increased. The distances between the source electrode S, the gate electrode G, and the drain electrode D can be set to 2 μm and 10 μm, for example. Further, the width of the gate electrode G in contact with the AlGaN barrier layer 2 can be set to 1 μm, for example.

<第1領域の距離Xの影響>
図2は、図1のヘテロ接合型FETにおいて、チャネル層中のシートキャリア濃度Nsが第2領域に比べて高い第1領域の距離Xとコラプス値との関係を示すグラフである。すなわち、このグラフの横軸はドレイン端からNsが高い部位(第1領域)の距離X(μm)を表し、縦軸はコラプス値を表している。他方、図3は、チャネル層中でNsが相対的に高い第1領域の距離Xとリーク電流との関係を示すグラフである。すなわち、図3のグラフの横軸はドレイン端からNsが高い部位(第1領域)の距離X(μm)を表し、縦軸はリーク電流(A/μm)を表している。
<Influence of distance X of first region>
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the distance X of the first region where the sheet carrier concentration Ns in the channel layer is higher than that of the second region and the collapse value in the heterojunction FET of FIG. That is, the horizontal axis of this graph represents the distance X (μm) of the portion (first region) where Ns is high from the drain end, and the vertical axis represents the collapse value. On the other hand, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the leakage current and the distance X of the first region where Ns is relatively high in the channel layer. That is, the horizontal axis of the graph of FIG. 3 represents the distance X (μm) of the portion (first region) where Ns is high from the drain end, and the vertical axis represents the leakage current (A / μm).

なお、図2と図3のいずれのグラフにおいても、ドレイン端から距離Xまでの第1領域内でのシートキャリア濃度が相対的に高いNs=6.53×1012/cm2であり、それを超えてゲート電極端までの第2領域内でのシートキャリア濃度が相対的に低いNs=5.47×1012/cm2である。 2 and 3, the sheet carrier concentration in the first region from the drain end to the distance X is relatively high, Ns = 6.53 × 10 12 / cm 2 , Ns = 5.47 × 10 12 / cm 2 , where the sheet carrier concentration in the second region exceeding the gate electrode end to the gate electrode end is relatively low.

また、図2のグラフにおいては、オフ時のドレイン電圧Vdが400Vに設定され、オン時にドレイン電圧Vdが1Vに設定され、(オフからオンに切替えてから5μ秒後の抵抗値/初期抵抗値)をコラプス値として定義されている。他方、図3のグラフでは、オフ状態においてゲート電圧Vgが−10Vに設定され、ドレイン電圧Vdが600Vに設定されている。   In the graph of FIG. 2, the drain voltage Vd at the time of OFF is set to 400V, the drain voltage Vd is set to 1V at the time of ON, and the resistance value / initial resistance value after 5 μs after switching from OFF to ON. ) Is defined as the collapse value. On the other hand, in the graph of FIG. 3, in the off state, the gate voltage Vg is set to −10V, and the drain voltage Vd is set to 600V.

図2のグラフから、相対的に高いNsを有する第1領域の距離Xが0.5μm以上の場合にコラプス値が小さくなって、ヘテロ接合型FETのコラプス特性が改善されることが分かる。他方、図3からは、相対的に高いNsを有する第1領域の距離Xが3μm以下の場合にリーク電流が小さくなって、ヘテロ接合型FETのリーク電流特性が改善されることが分かる。すなわち、距離Xがゲート電極Gとドレイン電極Dとの間隔の0.5割以上で3割以下の範囲内にあるときにヘテロ接合型FETのコラプス特性とリーク電流特性との両方が改善され得ることが分かる。なお、本実施例では、一例としてゲート電極Gとドレイン電極Dとの間隔を10μmとしているが、ゲート電極Gとドレイン電極Dとの間隔が10μmより短い又は長い場合であってもゲート電極Gとドレイン電極Dとの間隔が10μmである場合と同様の効果を得ることができる。   From the graph of FIG. 2, it can be seen that when the distance X of the first region having relatively high Ns is 0.5 μm or more, the collapse value becomes small and the collapse characteristic of the heterojunction FET is improved. On the other hand, FIG. 3 shows that when the distance X of the first region having a relatively high Ns is 3 μm or less, the leakage current is reduced and the leakage current characteristics of the heterojunction FET are improved. That is, both the collapse characteristics and the leakage current characteristics of the heterojunction FET can be improved when the distance X is in the range of 0.5% to 30% of the distance between the gate electrode G and the drain electrode D. I understand that. In this embodiment, as an example, the distance between the gate electrode G and the drain electrode D is 10 μm. However, even if the distance between the gate electrode G and the drain electrode D is shorter or longer than 10 μm, The same effect as when the distance from the drain electrode D is 10 μm can be obtained.

なお図2、3において、黒塗り菱形は、コラプス抑制膜3として窒化ケイ素を用い、絶縁膜4として窒化ケイ素を用いた場合を示し、白抜き三角形は、コラプス抑制膜3としてSiリッチの窒化ケイ素膜を用い、絶縁膜4として酸化ケイ素膜を用いた場合を示し、斜め十字は、コラプス抑制膜3としてAlN膜を用い、絶縁膜4として酸化ケイ素膜を用いた場合を示している。   2 and 3, black diamonds indicate the case where silicon nitride is used as the collapse suppression film 3 and silicon nitride is used as the insulating film 4, and the white triangles indicate Si-rich silicon nitride as the collapse suppression film 3. A case where a silicon oxide film is used as the insulating film 4 is shown, and an oblique cross indicates a case where an AlN film is used as the collapse suppression film 3 and a silicon oxide film is used as the insulating film 4.

<第1および第2領域内のNsの影響>
図4は、図1のヘテロ接合型FETにおいて、ドレイン端から距離Xまでの第1領域内のシートキャリア濃度Nsとコラプス値との関係を示すグラフである。すなわち、このグラフの横軸は高Nsの部分(第1領域)のNs(×1012/cm2)を表し、縦軸はコラプス値を表している。他方、図5は、第2領域内のシートキャリア濃度Nsとリーク電流との関係を示すグラフである。すなわち、図5のグラフの横軸は低Nsの部分(第2領域)のNs(×1012/cm2)を表し、縦軸はリーク電流(A/μm)を表している。
<Influence of Ns in first and second regions>
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the sheet carrier concentration Ns in the first region from the drain end to the distance X and the collapse value in the heterojunction FET of FIG. That is, the horizontal axis of this graph represents Ns (× 10 12 / cm 2 ) of the high Ns portion (first region), and the vertical axis represents the collapse value. On the other hand, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the sheet carrier concentration Ns in the second region and the leakage current. That is, the horizontal axis of the graph of FIG. 5 represents Ns (× 10 12 / cm 2 ) of the low Ns portion (second region), and the vertical axis represents the leakage current (A / μm).

なお、図4と図5のいずれのグラフにおいても、第1領域の長さである距離Xは2.5μmに設定されている。また、図2の場合と同様に図4のグラフにおいても、オフ時のドレイン電圧Vdが400Vに設定され、オン時にドレイン電圧Vd=1Vに設定され、(オフからオンに切替えてから5μ秒後の抵抗値/初期抵抗値)をコラプス値として定義されている。他方、図3の場合と同様に図5のグラフでは、オフ状態においてゲート電圧Vgが−10Vに設定され、ドレイン電圧Vdが600Vに設定されている。   In both graphs of FIGS. 4 and 5, the distance X, which is the length of the first region, is set to 2.5 μm. Similarly to the case of FIG. 2, in the graph of FIG. 4, the drain voltage Vd at the time of off is set to 400 V, and the drain voltage Vd is set to 1 V at the time of on. Resistance value / initial resistance value) is defined as a collapse value. On the other hand, similarly to the case of FIG. 3, in the graph of FIG. 5, the gate voltage Vg is set to −10V and the drain voltage Vd is set to 600V in the off state.

図4のグラフから、ドレイン端から距離Xまでの第1領域においてNsが6.3×1012/cm2以上の場合にコラプス値が小さくなって、ヘテロ接合型FETのコラプス特性が改善されることが分かる。他方、図5からは、距離Xの点からゲート端までの第2領域においてNsが5.6×1012/cm2以下の場合にリーク電流が小さくなって、ヘテロ接合型FETのリーク電流特性が改善されることが分かる。すなわち、ドレイン端から距離Xまでの第1領域においてシートキャリア濃度が6.3×1012/cm2以上でかつ距離Xの点からゲート端までの第2領域においてシートキャリア濃度が5.6×1012/cm2以下の場合に、ヘテロ接合型FETのコラプス特性とリーク電流特性との両方が改善され得ることが分かる。 From the graph of FIG. 4, when the Ns is 6.3 × 10 12 / cm 2 or more in the first region from the drain end to the distance X, the collapse value becomes small and the collapse characteristic of the heterojunction FET is improved. I understand that. On the other hand, FIG. 5 shows that in the second region from the point of the distance X to the gate end, when Ns is 5.6 × 10 12 / cm 2 or less, the leakage current becomes small, and the leakage current characteristics of the heterojunction FET It can be seen that is improved. That is, the sheet carrier concentration is 6.3 × 10 12 / cm 2 or more in the first region from the drain end to the distance X, and the sheet carrier concentration is 5.6 × in the second region from the point of the distance X to the gate end. It can be seen that both the collapse characteristics and the leakage current characteristics of the heterojunction FET can be improved when the density is 10 12 / cm 2 or less.

なお図4、5において、黒塗り菱形は、コラプス抑制膜3として窒化ケイ素を用い、絶縁膜4として窒化ケイ素を用いた場合を示し、白抜き三角形は、コラプス抑制膜3としてSiリッチの窒化ケイ素膜を用い、絶縁膜4として酸化ケイ素膜を用いた場合を示し、斜め十字は、コラプス抑制膜3としてAlN膜を用い、絶縁膜4として酸化ケイ素膜を用いた場合を示している。   4 and 5, black diamonds indicate the case where silicon nitride is used as the collapse suppression film 3 and silicon nitride is used as the insulating film 4, and the white triangles indicate Si-rich silicon nitride as the collapse suppression film 3. A case where a silicon oxide film is used as the insulating film 4 is shown, and an oblique cross indicates a case where an AlN film is used as the collapse suppression film 3 and a silicon oxide film is used as the insulating film 4.

<半導体層中の酸素濃度の影響>
図6は、図1のヘテロ接合型FETにおいてGaNチャネル層1に含まれる酸素濃度がシートキャリア濃度に及ぼす影響を示すグラフである。すなわち、図6のグラフの横軸はGaに対する酸素の原子濃度(%)を表し、縦軸は酸素濃度0.37%の時のシートキャリア濃度Nsを基準の1としてシートキャリア濃度比率を表わしている。図6から、GaNチャネル層1中の酸素濃度を高めることによって、シートキャリア濃度を高め得ることが分かる。したがって、ゲート電極に近い第2領域のNsはAlGaN層のAl濃度の調整によって所望の値に設定することができ、ドレイン電極に近い第1領域のNsは酸素濃度を高めることによって高めることができる。
<Influence of oxygen concentration in semiconductor layer>
FIG. 6 is a graph showing the influence of the oxygen concentration contained in the GaN channel layer 1 on the sheet carrier concentration in the heterojunction FET of FIG. That is, the horizontal axis of the graph of FIG. 6 represents the atomic concentration (%) of oxygen with respect to Ga, and the vertical axis represents the sheet carrier concentration ratio with the sheet carrier concentration Ns at an oxygen concentration of 0.37% as a reference. Yes. FIG. 6 shows that the sheet carrier concentration can be increased by increasing the oxygen concentration in the GaN channel layer 1. Therefore, Ns in the second region near the gate electrode can be set to a desired value by adjusting the Al concentration of the AlGaN layer, and Ns in the first region near the drain electrode can be increased by increasing the oxygen concentration. .

図7は、図1のヘテロ接合型FETのAlGaNバリア層表面を酸素プラズマに暴露した場合の影響を示す棒グラフである。このグラフ中の棒Aは酸素プラズマに暴露されない場合のチャネル層中のシートキャリア濃度を基準の1として示しており、棒Bは酸素プラズマに暴露された場合のシートキャリア濃度の比率を示している。この図7から、ヘテロ接合型FETの半導体層表面を酸素プラズマに暴露することによって、GaNチャネル層中のシートキャリア濃度を高め得ることが分かる。   FIG. 7 is a bar graph showing the effect of exposing the AlGaN barrier layer surface of the heterojunction FET of FIG. 1 to oxygen plasma. The bar A in this graph indicates the sheet carrier concentration in the channel layer when not exposed to oxygen plasma as a reference 1, and the bar B indicates the ratio of the sheet carrier concentration when exposed to oxygen plasma. . FIG. 7 shows that the sheet carrier concentration in the GaN channel layer can be increased by exposing the surface of the semiconductor layer of the heterojunction FET to oxygen plasma.

すなわち、ドレイン電極Dとゲート電極Gとの間において、ドレイン電極に近い第1領域を露出させかつゲート電極に近い第2領域を保護マスクで覆って酸素プラズマに暴露させることによって第1領域においてGaNチャネル層1中の酸素濃度を高めることができ、それによってシートキャリア濃度Nsを高めることができる。   That is, between the drain electrode D and the gate electrode G, the first region close to the drain electrode is exposed and the second region close to the gate electrode is covered with a protective mask and exposed to oxygen plasma in the first region. The oxygen concentration in the channel layer 1 can be increased, whereby the sheet carrier concentration Ns can be increased.

以下においては、酸素プラズマを利用してシートキャリア濃度Nsが調整されるヘテロ接合型FETの製造方法の一例が説明される。   In the following, an example of a method for manufacturing a heterojunction FET in which the sheet carrier concentration Ns is adjusted using oxygen plasma will be described.

(窒化物半導体積層体の形成)
まず、図1に示されていないSi基板上に、MOCVD(有機金属気相成長)法を用いて、アンドープGaN層1とアンドープAlGaN層2をこの順に形成する。これらのアンドープGaN層1とアンドープAlGaN層2が窒化物半導体積層体を構成する。
(Formation of nitride semiconductor laminate)
First, an undoped GaN layer 1 and an undoped AlGaN layer 2 are formed in this order on a Si substrate not shown in FIG. 1 using MOCVD (metal organic chemical vapor deposition). These undoped GaN layer 1 and undoped AlGaN layer 2 constitute a nitride semiconductor stacked body.

(プラズマ暴露)
アンドープAlGaN層2上にフォトレジスト層(図示せず)を形成し、露光と現像をすることにより、酸素プラズマに暴露すべき領域上のフォトレジスト層を除去する。その後、アンドープAlGaN層2の表面を酸素プラズマに暴露する。このとき、好ましい一例としてプラズマ出力1000Wおよび暴露時間4分を採用することができるが、望まれる酸素濃度に応じて、プラズマ出力および暴露時間を適宜に調節して設定する。
(Plasma exposure)
A photoresist layer (not shown) is formed on the undoped AlGaN layer 2, and the photoresist layer on the region to be exposed to oxygen plasma is removed by exposure and development. Thereafter, the surface of the undoped AlGaN layer 2 is exposed to oxygen plasma. At this time, a plasma output of 1000 W and an exposure time of 4 minutes can be adopted as a preferred example, but the plasma output and the exposure time are appropriately adjusted and set according to the desired oxygen concentration.

(表面膜と電極の形成)
アンドープAlGaN層2上には、プラズマCVD法を用いて、コラプス抑制膜3を形成する。このコラプス抑制膜3の成長温度の好ましい一例は225℃であるが、200℃〜400℃の範囲内で設定することができる。また、コラプス抑制膜3の好ましい一例は30nmであるが、20nm〜250nmの範囲内で設定することができる。
(Formation of surface film and electrode)
A collapse suppression film 3 is formed on the undoped AlGaN layer 2 using a plasma CVD method. A preferred example of the growth temperature of the collapse suppression film 3 is 225 ° C., but can be set within a range of 200 ° C. to 400 ° C. Moreover, although a preferable example of the collapse suppression film | membrane 3 is 30 nm, it can set within the range of 20 nm-250 nm.

コラプス抑制膜3としては、化学量論的組成のSi34に比べてSiリッチの窒化ケイ素膜、化学量論的組成のSi34に近い窒化ケイ素膜、または酸化ケイ素膜のいずれかを用いることが可能である。あるいは、コラプス抑制膜3としてSiON膜またはSiOC膜を用いることができる。さらにはまた、コラプス抑制膜3としてAlN膜を用いることが可能である。ただし、単結晶AlN膜は2次元電子ガスに影響を与えることから、コラプス抑制膜3として多結晶AlN膜もしくはアモルファスAlN膜であることが望ましい。ここで、電流コラプスとは、特にGaN系半導体素子において顕著に表れるものであり、低電圧動作でのトランジスタのオン抵抗と比べて、高電圧動作でのトランジスタのオン抵抗が著しく高くなってしまう現象である。 The collapse suppression film 3 is any one of a silicon nitride film rich in Si compared to Si 3 N 4 having a stoichiometric composition, a silicon nitride film close to Si 3 N 4 having a stoichiometric composition, or a silicon oxide film. Can be used. Alternatively, a SiON film or a SiOC film can be used as the collapse suppression film 3. Furthermore, an AlN film can be used as the collapse suppression film 3. However, since the single crystal AlN film affects the two-dimensional electron gas, the collapse suppression film 3 is preferably a polycrystalline AlN film or an amorphous AlN film. Here, current collapse is particularly noticeable in a GaN-based semiconductor device, and is a phenomenon in which the on-resistance of a transistor in high-voltage operation is significantly higher than the on-resistance of the transistor in low-voltage operation. It is.

コラプス抑制膜3上には、プラズマCVD法を用いて、絶縁膜4を形成することができる。この絶縁膜4としては、化学量論的組成のSi34に比べてSiリッチの窒化ケイ素膜、化学量論的組成のSi34に近い窒化ケイ素膜、または酸化ケイ素膜のいずれかを用いることが可能である。あるいは、絶縁膜4としてSiON膜またはSiOC膜を用いることができる。さらにはまた、絶縁膜4としてAlN膜を用いることが可能である。あるいは、絶縁膜4としてAlN膜、SiON膜、SiOC膜、酸化ケイ素膜または窒化珪素膜などの2以上を組合せて用いることも可能である。 On the collapse suppression film 3, the insulating film 4 can be formed by plasma CVD. The insulating film 4 is either a silicon nitride film rich in Si compared to Si 3 N 4 having a stoichiometric composition, a silicon nitride film close to Si 3 N 4 having a stoichiometric composition, or a silicon oxide film. Can be used. Alternatively, a SiON film or a SiOC film can be used as the insulating film 4. Furthermore, an AlN film can be used as the insulating film 4. Alternatively, a combination of two or more of an AlN film, a SiON film, a SiOC film, a silicon oxide film, or a silicon nitride film can be used as the insulating film 4.

絶縁膜4上にはフォトレジスト層(図示せず)が形成され、露光と現像をすることにより、ゲート電極Gを形成すべき領域上のフォトレジスト層を除去し、残されたフォトレジスト層をマスクとしてドライエッチングを行なう。こうして、ゲート電極Gを形成すべき領域において、絶縁膜4とコラプス抑制膜3を除去して、アンドープAlGaN層2を露出させる。   A photoresist layer (not shown) is formed on the insulating film 4, and the photoresist layer on the region where the gate electrode G is to be formed is removed by exposure and development, and the remaining photoresist layer is removed. Dry etching is performed as a mask. Thus, in the region where the gate electrode G is to be formed, the insulating film 4 and the collapse suppression film 3 are removed, and the undoped AlGaN layer 2 is exposed.

その後、絶縁膜4を熱処理する。この熱処理は、例えば500℃で30分間行うことができる。なお、この熱処理の温度は500℃〜750℃の範囲内で設定することができ、熱処理時間も適宜に設定することができる。   Thereafter, the insulating film 4 is heat-treated. This heat treatment can be performed, for example, at 500 ° C. for 30 minutes. In addition, the temperature of this heat processing can be set within the range of 500 degreeC-750 degreeC, and the heat processing time can also be set suitably.

熱処理の後、全面にTiN膜をスパッタで形成し、ゲート電極Gを形成すべき領域にレジストパターン(図示せず)をフォトリソグラフィで形成する。このレジストパターンをマスクとしてドライエッチングまたはウェットエッチングを行なって、ゲート電極Gの形成領域以外のTiN膜を除去して、図1に示すようにTiNによるゲート電極Gが形成される。   After the heat treatment, a TiN film is formed on the entire surface by sputtering, and a resist pattern (not shown) is formed by photolithography in a region where the gate electrode G is to be formed. Using this resist pattern as a mask, dry etching or wet etching is performed to remove the TiN film other than the formation region of the gate electrode G, and the gate electrode G made of TiN is formed as shown in FIG.

その後、フォトリソグラフィとエッチングにより、ソース電極Sとドレイン電極Dを形成すべき領域に開口を形成して、アンドープAlGaN層2を露出させる。これに続いて、フォトリソグラフィにより、ソース電極Sとドレイン電極Dを形成すべき領域(アンドープAlGaN層2が露出した領域)に開口を有するフォトレジスト(図示せず)を形成し、このフォトレジストと開口を覆うようにTiとAlをこの順に蒸着し、リフトオフによりアンドープAlGaN層2上にTi/Al積層によるソース電極Sとドレイン電極Dを形成する。そして、これらのソース電極Sとドレイン電極Dは、熱処理によってオーミック電極にされる。このオーミック化の熱処理条件の好ましい一例は500℃で30分であるが、熱処理温度は400℃〜600℃の範囲内で設定することができ、熱処理時間も適宜に設定することができる。   Thereafter, openings are formed in regions where the source electrode S and the drain electrode D are to be formed by photolithography and etching, and the undoped AlGaN layer 2 is exposed. Subsequently, a photoresist (not shown) having an opening in a region where the source electrode S and the drain electrode D are to be formed (a region where the undoped AlGaN layer 2 is exposed) is formed by photolithography. Ti and Al are vapor-deposited in this order so as to cover the opening, and a source electrode S and a drain electrode D are formed by Ti / Al lamination on the undoped AlGaN layer 2 by lift-off. The source electrode S and the drain electrode D are made ohmic electrodes by heat treatment. A preferable example of the heat treatment conditions for the ohmicization is 30 minutes at 500 ° C., but the heat treatment temperature can be set within a range of 400 ° C. to 600 ° C., and the heat treatment time can be appropriately set.

<GaNキャップ層の影響>
図1に示されているようなヘテロ接合型FETは、AlGaNバリア層2上にGaNキャップ層を付加的に含むことができる。このようなGaNキャップ層は、Alを含むAlGaNバリア層2の酸化を抑制したり不純物の取り込みを防ぐように作用することができる。
<Influence of GaN cap layer>
The heterojunction FET as shown in FIG. 1 can additionally include a GaN cap layer on the AlGaN barrier layer 2. Such a GaN cap layer can act to suppress oxidation of the AlGaN barrier layer 2 containing Al or prevent impurities from being taken in.

図8は図1に類似してヘテロ接合FETの一例の一部を模式的断面図で示しているが、図8のヘテロ接合FETはAlGaNバリア層2とコラプス抑制膜3との間に付加的なGaNキャップ層5を含んでいる。なお、GaNキャップ層5は、典型的には1nmの厚さに設定され得る。   FIG. 8 shows a part of an example of the heterojunction FET in a schematic cross-sectional view similar to FIG. 1, but the heterojunction FET of FIG. 8 is additionally provided between the AlGaN barrier layer 2 and the collapse suppression film 3. A GaN cap layer 5 is included. The GaN cap layer 5 can be typically set to a thickness of 1 nm.

このようにGaNキャップ層5を含むヘテロ接合型FETにおいては、ドレイン端から距離Xまでの第1領域中のシートキャリア濃度Nsを高める方法として、GaNキャップ層5の厚さを低減させることが可能である。   Thus, in the heterojunction FET including the GaN cap layer 5, the thickness of the GaN cap layer 5 can be reduced as a method for increasing the sheet carrier concentration Ns in the first region from the drain end to the distance X. It is.

表1は、GaNキャップ層5の厚さがGaNチャネル層1中のシートキャリア濃度Nsに及ぼす影響を示している。なお、表1に関して、Ns値は各半導体層の誘電率、厚さなどを変数とするいわゆるキャパシタンスモデルに基づく比較的簡単な計算によって求められた。また、表1においては、キャップ層の厚さが10Å(1nm)の場合のGaNチャネル層1中のNs値を基準の1として、キャップ層の厚さに依存するGaNチャネル層1中のNs比を示している。   Table 1 shows the influence of the thickness of the GaN cap layer 5 on the sheet carrier concentration Ns in the GaN channel layer 1. Regarding Table 1, the Ns value was obtained by a relatively simple calculation based on a so-called capacitance model in which the dielectric constant and thickness of each semiconductor layer are variables. Also, in Table 1, the Ns ratio in the GaN channel layer 1 depending on the thickness of the cap layer, with the Ns value in the GaN channel layer 1 when the thickness of the cap layer is 10 mm (1 nm) as a reference 1. Is shown.

Figure 2014007389
Figure 2014007389

表1から明らかなように、GaNキャップ層の厚さを低減させることによって、GaNチャネル層中のシートキャリア濃度Nsを高め得ることが分かる。したがって、図8に示されているように、ドレイン電極D近傍の楕円印で示された第1領域内においてGaNキャップ層5の厚さを低減するか除去することによって、その第1領域内のシートキャリア濃度Nsをゲート電極側の第2領域に比べて高めることができる。   As apparent from Table 1, it can be seen that the sheet carrier concentration Ns in the GaN channel layer can be increased by reducing the thickness of the GaN cap layer. Therefore, as shown in FIG. 8, by reducing or removing the thickness of the GaN cap layer 5 in the first region indicated by the oval mark near the drain electrode D, The sheet carrier concentration Ns can be increased compared to the second region on the gate electrode side.

以下においては、キャップ層を利用してシートキャリア濃度Nsが調整されるヘテロ接合型FETの製造方法の一例が説明される。   In the following, an example of a method for manufacturing a heterojunction FET in which the sheet carrier concentration Ns is adjusted using a cap layer will be described.

(半導体積層体の形成)
まず、図示しないSi基板上に、MOCVD法を用いて、アンドープGaN層1およびアンドープAlGaN層2をこの順に形成する。引続いて、アンドープAlGaN層2上にGaNキャップ層5を形成する。GaNキャップ層5の厚さの好ましい一例は1nmであるが、0.5nm〜5nmの範囲内で設定することができる。これらのアンドープGaN層1、アンドープAlGaN層2およびGaNキャップ層5が窒化物半導体積層体を構成する。
(Formation of semiconductor stack)
First, an undoped GaN layer 1 and an undoped AlGaN layer 2 are formed in this order on a Si substrate (not shown) using MOCVD. Subsequently, a GaN cap layer 5 is formed on the undoped AlGaN layer 2. A preferred example of the thickness of the GaN cap layer 5 is 1 nm, but can be set within a range of 0.5 nm to 5 nm. These undoped GaN layer 1, undoped AlGaN layer 2 and GaN cap layer 5 constitute a nitride semiconductor multilayer body.

(キャップ層の厚さの調節)
GaNキャップ層上にフォトレジスト層(図示せず)を形成し、露光と現像をすることにより、ドレイン端から距離Xまでの第1領域上のフォトレジスト層を除去し、残されたフォトレジスト層をマスクとしてドライエッチングを行なうことにより、第1領域上のGaNキャップ層5の厚さを低減しまたは除去する。
(Adjustment of cap layer thickness)
A photoresist layer (not shown) is formed on the GaN cap layer, exposed and developed to remove the photoresist layer on the first region from the drain end to the distance X, and the remaining photoresist layer Is used as a mask to reduce or remove the thickness of the GaN cap layer 5 on the first region.

以後、表面膜や電極は、前述の酸素プラズマを利用して作製されるヘテロ接合型FETの場合と同様に形成することができる。   Thereafter, the surface film and the electrodes can be formed in the same manner as in the case of the heterojunction FET manufactured using the oxygen plasma described above.

なお、以上の実施形態の説明では基板としてSi基板が用いられたが、サファイア基板やSiC基板を用いてもよい。GaN基板上にAlGaN層を成長させる等のように、窒化物半導体からなる基板上に窒化物半導体層を成長させてもよい。望まれる場合には、基板と窒化物半導体積層体との間にバッファ層を形成してもよい。また、GaN層とAlGaN層との間に、例えば厚1nm程度のAlN層からなるヘテロ接合改善層を形成してもよい。   In the above description of the embodiment, the Si substrate is used as the substrate, but a sapphire substrate or a SiC substrate may be used. A nitride semiconductor layer may be grown on a substrate made of a nitride semiconductor, such as growing an AlGaN layer on a GaN substrate. If desired, a buffer layer may be formed between the substrate and the nitride semiconductor stack. Further, a heterojunction improving layer made of an AlN layer having a thickness of, for example, about 1 nm may be formed between the GaN layer and the AlGaN layer.

上記実施形態の説明ではゲート電極GがTiNで作製されたが、WNで作製してもよく、Pt/AuまたはNi/Auなどの積層で作製してもよい。また、ゲート電極GはAlGaNバリア層2に対してショットキー接合を有するものとして説明されたが、ゲート絶縁膜を含むMIS(金属・絶縁体・半導体)構造として作製されてもよい。さらに、ヘテロ接合型FETは、半導体積層体の表面の凹部に形成されたゲート電極を含むリセスゲート構造を有するように作製することもできる。   In the description of the above embodiment, the gate electrode G is made of TiN. However, the gate electrode G may be made of WN, or may be made of a stacked layer of Pt / Au or Ni / Au. Although the gate electrode G has been described as having a Schottky junction with respect to the AlGaN barrier layer 2, it may be fabricated as a MIS (metal / insulator / semiconductor) structure including a gate insulating film. Furthermore, the heterojunction FET can also be manufactured to have a recessed gate structure including a gate electrode formed in a recess on the surface of the semiconductor stacked body.

上記実施形態ではオーミック電極としてのソース電極Sとドレイン電極DはTi層とAl層が順に積層されたTi/Al電極として説明されたが、Ti層、Al層およびTiN層が順に積層されたTi/Al/TiN電極としてもよい。なお、Al層の代わりにAlSi層やAlCu層を用いてもよい。また、ソース電極Sとドレイン電極DはHf/Al電極としてもよく、Ti/AlまたはHf/Al上にNi/Auを積層したものとしてもよく、Ti/AlまたはHf/Al上にPt/Auを積層したものとしてもよく、さらにTi/AlまたはHf/Al上にAuを積層したものとしてもよい。   In the above embodiment, the source electrode S and the drain electrode D as ohmic electrodes have been described as Ti / Al electrodes in which a Ti layer and an Al layer are sequentially stacked. However, a Ti layer, an Al layer, and a TiN layer are sequentially stacked. A / Al / TiN electrode may be used. An AlSi layer or an AlCu layer may be used instead of the Al layer. Further, the source electrode S and the drain electrode D may be Hf / Al electrodes, or Ni / Au may be laminated on Ti / Al or Hf / Al, and Pt / Au on Ti / Al or Hf / Al. It may be a laminate of Au and a laminate of Au on Ti / Al or Hf / Al.

以上において本発明の具体的な実施形態について説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。   Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

以上のように、本発明によれば、電流リーク特性と電流コラプス特性の両方が改善されたヘテロ接合型FETを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a heterojunction FET in which both current leakage characteristics and current collapse characteristics are improved.

1 GaNチャネル層、2 AlGaNバリア層、3 コラプス抑制膜、4 絶縁膜、5 GaNキャップ層、D ドレイン電極、G ゲート電極、S ソース電極。   1 GaN channel layer, 2 AlGaN barrier layer, 3 collapse suppression film, 4 insulating film, 5 GaN cap layer, D drain electrode, G gate electrode, S source electrode.

Claims (5)

ヘテロ接合型FETであって、
GaNのチャネル層と、
前記チャネル層上に積層されたAlGaNのバリア層と、
前記チャネル層にオーミック接続しているソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極および前記ドレイン電極の間で前記バリア層上に形成されたゲート電極とを含み、
前記バリア層と接する前記チャネル層の界面は、前記ドレイン電極と前記ゲート電極との間において、前記ドレイン電極に近い3割以内で0.5割以上の第1領域内で相対的に高いシートキャリア濃度を有し、前記ゲート電極に近くて前記第1領域を除く第2領域内で相対的に低いシートキャリア濃度を有することを特徴とするヘテロ接合型FET。
A heterojunction FET,
A GaN channel layer;
An AlGaN barrier layer stacked on the channel layer;
A source electrode and a drain electrode that are in ohmic contact with the channel layer;
A gate electrode formed on the barrier layer between the source electrode and the drain electrode,
The interface of the channel layer in contact with the barrier layer has a relatively high sheet carrier between the drain electrode and the gate electrode within the first region of 0.5% or more within 30% close to the drain electrode. A heterojunction FET having a concentration and having a relatively low sheet carrier concentration in a second region excluding the first region close to the gate electrode.
前記第1領域内で6.3×1012/cm2以上のシートキャリア濃度を有し、第2領域内で5.6×1012/cm2以下のシートキャリア濃度を有することを特徴とする請求項1に記載のヘテロ接合型FET。 It has a sheet carrier concentration of 6.3 × 10 12 / cm 2 or more in the first region, and a sheet carrier concentration of 5.6 × 10 12 / cm 2 or less in the second region. The heterojunction FET according to claim 1. 前記バリア層上に積層されたGaNのキャップ層をさらに含み、前記キャップ層は前記第2領域の上方に比べて前記第1領域の上方において厚さが低減されまたは除去されていることを特徴とする請求項1または2に記載のヘテロ接合型FET。   The method further comprises a GaN cap layer stacked on the barrier layer, wherein the cap layer has a thickness reduced or removed above the first region as compared to above the second region. The heterojunction FET according to claim 1 or 2. 前記第1領域は前記第2領域に比べて高い濃度の酸素を含んでいることを特徴とする請求項1または2に記載のヘテロ接合型FET。   3. The heterojunction FET according to claim 1, wherein the first region contains a higher concentration of oxygen than the second region. 4. 請求項4に記載のヘテロ接合型FETの製造方法であって、
前記第2領域をレジストで覆った状態で前記第1領域を酸素プラズマに暴露することを特徴とするヘテロ接合型FETの製造方法。
A method for producing a heterojunction FET according to claim 4,
A method of manufacturing a heterojunction FET, wherein the first region is exposed to oxygen plasma while the second region is covered with a resist.
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