JP2016033965A - 電界効果トランジスタ - Google Patents
電界効果トランジスタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016033965A JP2016033965A JP2014156556A JP2014156556A JP2016033965A JP 2016033965 A JP2016033965 A JP 2016033965A JP 2014156556 A JP2014156556 A JP 2014156556A JP 2014156556 A JP2014156556 A JP 2014156556A JP 2016033965 A JP2016033965 A JP 2016033965A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- connection portion
- drain
- source electrode
- active region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 143
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 14
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 11
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 3-(trimethylsilyl)propane-1-sulfonic acid Chemical compound C[Si](C)(C)CCCS(O)(=O)=O TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
活性領域を有する半導体層と、
前記半導体層の前記活性領域上に配置されるソース電極、ドレイン電極およびゲート電極と、
前記半導体層の上方からみて前記活性領域の外側に位置するように前記半導体層上に配置されると共に、前記ドレイン電極に電気的に接続され、前記ドレイン電極への電圧の印加の起点となるドレイン接続部と、
前記ソース電極に電気的に接続されるソース電極延在部と
を備え、
前記半導体層の上方からみて、前記ドレイン接続部の第1端と前記活性領域の第1端とは、対向し、かつ、前記半導体層の端面に近接して設けられており、
前記半導体層の端面は、少なくとも、前記ドレイン接続部の第1端に最も近い位置から前記活性領域の第1端に最も近い位置にかけて、前記ソース電極延在部により覆われている。
基板10は、省略することもできるが、好ましくは半導体層11の下に配置する。基板10は、絶縁性を有し、例えば、サファイアから構成される。基板10の上面は、半導体層11の上方からみて、半導体層11から露出していることが好ましく、これにより、基板10の端面は、半導体層11の端面110との間に一定以上の間隔を確保することができる。
半導体層11は、III族窒化物半導体から構成されることが好ましい。また、半導体層11は、基板10上に設けられたチャネル層12と、チャネル層12上に設けられたバリア層13とを有する。チャネル層12は、例えば、GaNから構成される。バリア層13は、例えば、下から順に積層されたAlNとAlGaNとから構成される。バリア層13のバンドギャップが、チャネル層12のバンドギャップよりも大きければ、チャネル層12およびバリア層13は、いかなる半導体から構成されていてもよい。チャネル層12には、バリア層13との界面近傍に、2次元電子ガス層31が形成される。
ソース接続部41は、ソース電極21と電気的に接続された導電性の部材からなり、例えば、Ti/Al/Ni/Auから構成される。ソース接続部41は、金属のワイヤ等によって外部電源と接続される部分であり、ソース電極21への電圧の印加の起点となる。本実施形態では、ソース接続部41は、半導体層11の上方からみて、略矩形状に形成されている。本実施形態では、ソース接続部41は、半導体層11の上方からみて、ドレイン接続部42とともに活性領域30を挟む位置にあり、活性領域30から離隔して半導体層11上に設けられる。ソース接続部41は、ソース電極21と別の部材でもよく、一体でもよい。
ドレイン接続部42は、ドレイン電極22と電気的に接続された導電性の部材からなり、例えば、Ti/Al/Ni/Auから構成される。ドレイン接続部42は、金属のワイヤ等によって外部電源と接続される部分であり、ドレイン電極22への電圧の印加の起点となる。本実施形態では、ドレイン接続部42は、半導体層11の上方からみて、略矩形状に形成されている。また、ドレイン接続部42は、半導体層11の上方からみて、活性領域30から離隔して半導体層11上に設けられる。ドレイン接続部42は、ドレイン電極22と別の部材でもよく、一体でもよい。
ゲート接続部43は、ゲート電極23と電気的に接続された導電性の部材からなり、例えば、Ni/Au/Pt/Ni/Auから構成される。ゲート接続部43は、金属のワイヤ等によって外部電源と接続される部分であり、ゲート電極23への電圧の印加の起点となる。本実施形態では、ゲート接続部43は、半導体層11の上方からみて、略矩形状に形成されている。本実施形態では、ゲート接続部43は、半導体層11の上方からみて、活性領域30に対してソース接続部41と同じ側に位置している。ゲート接続部43は、ゲート電極23と別の部材でもよく、一体でもよい。
ソース電極21は、例えば、TiおよびAlから構成される。本実施形態では、複数のソース電極21は、ソース接続部41から同一方向に延在し、互いに平行に配列されている。つまり、ソース接続部41およびそれに接続された複数のソース電極21は、くし形に形成されている。
ドレイン電極22は、例えば、TiおよびAlから構成される。本実施形態では、複数のドレイン電極22は、ドレイン接続部42から同一方向に延在し、互いに平行に配列されている。つまり、ドレイン接続部42およびそれに接続された複数のドレイン電極22は、くし形に形成されている。各ドレイン電極22は、隣り合う2つのソース電極21の間に、配置される。
ゲート電極23は、例えば、Ni/Au/Ptから構成される。ゲート電極23は、本実施形態では、ゲート接続部43に接続され、ソース電極21とドレイン電極22との間に位置するように形成されている。本実施形態では、ゲート電極23は、p型GaN層等のp型層14を介して、半導体層11のバリア層13上に設けられている。p型層14は省略することもできる。図1に示す例では、1本のゲート電極23をソース電極21とドレイン電極22との間に位置するように蛇行状に形成したが、これに限らず、ソース電極21やドレイン電極22のようにゲート電極23を複数本設けることもできる。
ソース電極延在部51は、ソース電極21と電気的に接続された導電性の部材からなり、例えば、TiおよびAlから構成される。ソース電極延在部51は、例えば、半導体層11の端面110の全周を覆い、かつ、半導体層11の端面110の上下方向の全領域を覆う。この場合、ソース電極延在部51は、半導体層11の上方からみて、環状に形成される。ソース電極延在部51は、導電性の部材からなる連結部61を介して、ソース接続部41に電気的に接続することができる。
ゲート電極延在部53は、ゲート電極23と電気的に接続された導電性の部材からなり、例えば、Ni/Au/Ptから構成される。ゲート電極23と一体で形成してもよい。本実施形態では、ゲート電極延在部53は、p型層14を介して、半導体層11のバリア層13上に設けられている。p型層14は省略することもできる。本実施形態では、ゲート電極延在部53は、半導体層11の上方からみて、環状に形成され、環状に形成されたソース電極延在部51の内側であって活性領域20を囲む位置に配置される。ゲート電極延在部53は、ゲート接続部43に電気的に接続される。ゲート電極延在部53は、連結部61の下側を通過して設けることができる。この場合、ゲート電極延在部53は、連結部61の下側において、絶縁体62に覆われている。ゲート電極延在部53は、絶縁体62により、連結部61と短絡しない。絶縁体62は、例えば、SiO2から構成される。ゲート電極延在部53と連結部61の上下の位置関係は逆でもよい。
ドレイン電極22の電位がソース電極21の電位よりも高くなるように、ソース接続部41とドレイン接続部42の少なくとも一方に電圧を印加する。すると、ソース接続部41からソース電極22に流れる電子は、2次元電子ガス層31を介して、ドレイン電極23に到達する。なお、ソース電極21とドレイン電極22との間を流れる電流は、ゲート電極21に印加される電圧に基づいて、オンオフ制御される。
図5は、半導体層の端面の全周をソース電極延在部で覆った場合(以下、実施例という)のオフ時のリーク電流を示すと共に、半導体層の端面をソース電極延在部で覆っていない場合(以下、比較例という)のオフ時のリーク電流を示す。実施例を実線で示し、比較例を点線で示す。これらは、実施例および比較例のそれぞれについて、1つウェハ内における複数の測定点で測定したものである。図5のグラフは、横軸に、ドレイン電極(ドレイン接続部)に印加する電圧Vd[V]を示し、縦軸に、オフ時のリーク電流(ドレイン電流)Id[A]を示す。
10 基板
11 半導体層
110 端面
12 チャネル層
13 バリア層
14 p型層
21 ソース電極
22 ドレイン電極
23 ゲート電極
30 活性領域
300 活性領域の一辺
301 活性領域の第1端
302 活性領域の第2端
31 2次元電子ガス層
41 ソース接続部
42 ドレイン接続部
420 ドレイン接続部の一辺
421 ドレイン接続部の第1端
422 ドレイン接続部の第2端
43 ゲート接続部
51 ソース電極延在部
53 ゲート電極延在部
61 連結部
62 絶縁体
Z1 半導体層の端面の第1領域
Z2 半導体層の端面の第2領域
Claims (8)
- 活性領域を有する半導体層と、
前記半導体層の前記活性領域上に配置されるソース電極、ドレイン電極およびゲート電極と、
前記半導体層の上方からみて前記活性領域の外側に位置するように前記半導体層上に配置されると共に、前記ドレイン電極に電気的に接続され、前記ドレイン電極への電圧の印加の起点となるドレイン接続部と、
前記ソース電極に電気的に接続されるソース電極延在部と
を備え、
前記半導体層の上方からみて、前記ドレイン接続部の第1端と前記活性領域の第1端とは、対向し、かつ、前記半導体層の端面に近接して設けられており、
前記半導体層の端面は、少なくとも、前記ドレイン接続部の第1端に最も近い位置から前記活性領域の第1端に最も近い位置にかけて、前記ソース電極延在部により覆われていることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記半導体層の上方からみて、前記ドレイン接続部の第2端と前記活性領域の第2端とは、対向し、かつ、前記半導体層の端面に近接して設けられており、
前記半導体層の端面は、さらに、前記ドレイン接続部の第2端に最も近い位置から前記活性領域の第2端に最も近い位置にかけて、前記ソース電極延在部により覆われている、請求項1に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記ソース電極延在部は、前記半導体層の端面の全周を覆う、請求項1または2に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記ソース電極延在部は、前記半導体層の端面の上下方向の全領域を覆う、請求項1から3の何れか一つに記載の電界効果トランジスタ。
- 前記半導体層上に配置されると共に、前記ソース電極に電気的に接続され、前記ソース電極への電圧の印加の起点となるソース接続部を備え、
前記ソース接続部は、前記ソース接続部と前記ドレイン接続部との間に前記活性領域を挟むように、配置され、
前記ソース電極は、前記ソース接続部から前記ドレイン接続部に向かって、複数延在し、
前記ドレイン電極は、前記ドレイン接続部から前記ソース接続部に向かって、複数延在している、請求項1から4の何れか一つに記載の電界効果トランジスタ。 - 前記半導体層の下に配置される絶縁性の基板を有し、
前記基板の上面は、前記半導体層の上方からみて、前記半導体層の端面の外側において、露出している、請求項1から5の何れか一つに記載の電界効果トランジスタ。 - 前記半導体層上に配置され、前記ゲート電極に電気的に接続されるゲート電極延在部を備え、
前記ゲート電極延在部は、少なくとも、前記ソース電極延在部と前記ドレイン電極との間に位置する、請求項1から6の何れか一つに記載の電界効果トランジスタ。 - 前記ゲート電極延在部は、前記半導体層の上方からみて、前記活性領域の全周を囲む位置に設けられる、請求項7に記載の電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014156556A JP6287669B2 (ja) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | 電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014156556A JP6287669B2 (ja) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | 電界効果トランジスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016033965A true JP2016033965A (ja) | 2016-03-10 |
JP6287669B2 JP6287669B2 (ja) | 2018-03-07 |
Family
ID=55452752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014156556A Active JP6287669B2 (ja) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | 電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6287669B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018056271A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 日亜化学工業株式会社 | 電界効果トランジスタ |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006005005A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Toshiba Corp | 窒素化合物含有半導体装置 |
JP2009060049A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Sanken Electric Co Ltd | 窒化物系化合物半導体装置 |
JP2013201262A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Toshiba Corp | 窒化物半導体装置 |
-
2014
- 2014-07-31 JP JP2014156556A patent/JP6287669B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006005005A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Toshiba Corp | 窒素化合物含有半導体装置 |
JP2009060049A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Sanken Electric Co Ltd | 窒化物系化合物半導体装置 |
JP2013201262A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Toshiba Corp | 窒化物半導体装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018056271A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 日亜化学工業株式会社 | 電界効果トランジスタ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6287669B2 (ja) | 2018-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10868167B2 (en) | Semiconductor device | |
US9356118B2 (en) | Metalization of a field effect power transistor | |
JP5691267B2 (ja) | 半導体装置 | |
US10833185B2 (en) | Heterojunction semiconductor device having source and drain pads with improved current crowding | |
US20170345920A1 (en) | Field-effect transistor | |
US20170352753A1 (en) | Field-effect transistor | |
US9214523B2 (en) | Field-effect transistor | |
JP7195306B2 (ja) | 窒化物半導体装置 | |
US10672876B2 (en) | Field-effect transistor having a bypass electrode connected to the gate electrode connection section | |
JP5948500B2 (ja) | ヘテロ接合電界効果トランジスタ | |
JP7017579B2 (ja) | 窒化物半導体装置 | |
JP6287669B2 (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JP2015038935A (ja) | 窒化物半導体装置 | |
US8987838B2 (en) | Field-effect transistor | |
US20130168873A1 (en) | Power semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2015082605A (ja) | 窒化物半導体装置 | |
US9972710B2 (en) | Field effect transistor | |
JP6414576B2 (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JP2011142182A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
US20150171203A1 (en) | Field-effect transistor | |
TWI653760B (zh) | 半導體裝置 | |
JP2016072313A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JP6326781B2 (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JP2015002330A (ja) | 窒化物半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160217 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171005 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171017 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171211 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6287669 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |