JP3428838B2 - Mis型電界効果トランジスタ - Google Patents
Mis型電界効果トランジスタInfo
- Publication number
- JP3428838B2 JP3428838B2 JP33077796A JP33077796A JP3428838B2 JP 3428838 B2 JP3428838 B2 JP 3428838B2 JP 33077796 A JP33077796 A JP 33077796A JP 33077796 A JP33077796 A JP 33077796A JP 3428838 B2 JP3428838 B2 JP 3428838B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- effect transistor
- field effect
- torr
- gan
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Description
化合物半導体を用いたMIS型電界効果トランジスタに
関する。 【0002】 【従来の技術】化合物半導体を用いたMIS(金属−絶
縁層−半導体)構造を持つ電界効果トランジスタ(FE
T:field effect transistor )は、化合物半導体基板
上に化合物半導体からなる半導体層および絶縁層を順次
積層し、絶縁層上に形成した金属電極をゲートとし、こ
こに電圧を印加することにより絶縁層表面にチャネル層
を誘起させ、増幅作用を行うものである。化合物半導体
としてGaAs系の半導体を用いたMISFETは、例
えば半絶縁性GaAs基板上にn型あるいはp型のGa
As層およびアンドープのGaAs層あるいはAlGa
As層を、例えば有機金属気相成長法でトリメチルガリ
ウム(TMG)あるいはトリメチルアルミニウム(TM
A)とアルシン(AsH3)を原料として成長させたも
のである。アンドープのGaAs層あるいはAlGaA
s層は、絶縁層としての役割を果たす。次に、前記絶縁
層上にSiO2 などをプラズマCVD装置を用いて堆積
させた後、フォトレジストおよび化学エッチングなどを
用いてパターニングする。その後、AuGe/Niなど
の金属を蒸着して、ソース、ゲート、ドレインの各電極
を形成して素子とする。ところで、最近になり、GaA
sよりも高温動作が可能で、耐放射線性に優れるGaN
系3−5族化合物半導体の材料が注目され、使用されは
じめている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、GaN
系3−5族化合物の絶縁層を気相成長させると、その抵
抗値が大きくばらつき、必ずしも絶縁化しないという問
題があった。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、基板上にGaN系3−5族化
合物半導体からなる半導体層および絶縁層を順次積層し
てなるMIS型電界効果トランジスタであって、前記絶
縁層はカーボンを1×1018cm-3以上、5×1020c
m-3以下含むGaN系3−5族化合物半導体からなるこ
とを特徴とするものである。 【0005】本発明は鋭意検討の結果、実験的に得られ
た新しい知見に基づくものである。即ち、GaN系3−
5族化合物半導体層を気相成長すると、その比抵抗は1
0〜103 Ωcm程度と低く、その範囲で大きくばらつ
く。しかしながら、このGaN系3−5族化合物半導体
層にカーボンを1×1018cm-3以上、5×1020cm
-3以下の範囲で添加すると、この比抵抗は106 〜10
7 Ωcm程度の高い値となり、その上ばらつきも小さく
なる。なお、カーボン濃度が5×1020cm-3を越える
と、成長した結晶の品質が低下し、電子デバイスには使
用できなくなる。従って、GaN系3−5族化合物半導
体にカーボンを1×1018cm-3以上、5×1020cm
-3以下添加することにより、MISFETとして良好な
絶縁層を形成することができる。 【0006】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明にかかるM
IS型電界効果トランジスタの一実施形態を示す図であ
る。本実施形態の素子は、成長室とパターニング室を有
する超高真空装置を用いて分子エピタキシャル成長法に
より、以下の工程で作製した。即ち、 1)先ず成長室において、p−Si基板1上にラジカル
化した窒素(3×10-6Torr)とメタルGa(5×
10-7Torr)、Mg(5×10-8Torr)を用い
て、成長温度640℃で厚さ50Åのp−GaNバッフ
ァー層2を形成し、さらにその上にメタルGa(1×1
0-6Torr)、メタルAl(5×10-7Torr)と
アンモニア(5×10-5Torr)を用い、ドーパント
としてMg(5×10-8Torr)を用いて、成長温度
850℃でp−Al1-X GaX N(0.5≦X≦1.
0)層3を形成する。 2)次いで、前記エピタキシャルウェハの表面にSiO
2 をプラズマCVD装置を用いて堆積させた後、フォト
リソグラフィと化学エッチングを用いてゲート領域11
をマスクし、ソース領域10、ドレイン領域12となる
部分に開口部を開ける。その開口部にトリメチルGa
(1×10-6Torr)、トリメチルAl(5×10-7
Torr)とアンモニア(5×10-5Torr)を用
い、ドーパントとしてSi(5×10-8Torr)を用
いて、成長温度850℃でn−Al1-XGaX N(0.
5≦X≦1.0)層4を選択的に形成する。 3)次いで、前記マスクを化学エッチングで除去し、そ
のマスクとは逆に、ゲート領域11の上に開口部を設
け、ソース領域10、ドレイン領域12の上をSiO2
マスクで覆う。その後、トリメチルGa(1×10-6T
orr)、トリメチルAl(5×10-7Torr)とア
ンモニア(5×10-5Torr)を用い、ドーパントと
してMg(5×10-8Torr)を用いて、成長温度8
50℃でp−Al1-X GaX N(0.5≦X≦1.0)
層5をゲート領域11に選択的に形成する。 4)次いで、ゲート領域11の上に開口部を設け、ソー
ス領域10、ドレイン領域12の上をSiO2 マスクで
覆う。その後、前記マスク開口部に、トリメチルGa
(1×10-6Torr)、トリメチルAl(5×10-7
Torr)、ジメチルヒドラジンを用いて成長温度90
0℃で絶縁性のi−Al1-X GaX N(0≦X≦0.
5)層6を選択的に成長する。 5)最後に、ソース領域10、ゲート領域11、ドレイ
ン領域12の上にAlを選択的に蒸着し、電極7、8、
9を形成する。 【0007】本実施形態において、i−Al1-X GaX
N(0≦X≦0.5)層6を成長させる際にジメチルヒ
ドラジン((CH3 )2 NNH2 )の圧力を変えて、含
有するカーボンの濃度を変えた。そして、カーボン濃度
とi−Al1-X GaX N層6の比抵抗の関係を測定し
た。その結果を図2に示す。図2からわかるように、カ
ーボン濃度が1×1018cm-3以上、5×1020cm-3
以下では、比抵抗は106 〜107 Ωcmの範囲に入っ
ており、その値およびばらつきの範囲は、MISFET
の絶縁層として適切なものとなる。一方、カーボン濃度
が1×1018cm-3よりも小さくなると、比抵抗は10
〜103 Ωcm程度と低く、かつ大きくばらつく。ま
た、カーボン濃度が5×1020cm-3を越えると、i−
Al1-X GaX N層6は結晶性が悪くなり、MISFE
Tの絶縁層としては使用できなくなる。 【0008】上記実施形態において、絶縁性のi−Al
1-X GaX N(0≦X≦0.5)層6の形成には、窒素
源としてジメチルヒドラジンを用いたが、モノメチルヒ
ドラジンを用いてもよい。また、Ga源としては、トリ
エチルガリウム、トリメチルガリウムなどの有機金属ガ
スを用いてもよい。また、材質としてnチャネル層にn
−Al1-X GaX N(0.5≦X≦1.0)層4を用い
たが、SiをドープしたInGaN、GaN、InGa
AlN、AlNを用いてもよい。さらに、絶縁層にはi
−Al1-X GaX N(0≦X≦0.5)層6の代わり
に、カーボンドープのInGaN、InGaAlNを用
いてもよい。 【0009】 【発明の効果】本発明によれば、GaN系3−5族化合
物半導体からなる良好なMIS型電界効果トランジスタ
が得られるという優れた効果がある。
一実施形態の断面図である。 【図2】上記実施形態の絶縁層のカーボン濃度と比抵抗
の関係を示す図である。 【符号の説明】 1 p−Si基板 2 p−GaNバッファー層 3 p−Al1-X GaX N層 4 n−Al1-X GaX N層 5 p−Al1-X GaX N層 6 i−Al1-X GaX N層 7、8、9 電極 10 ソース領域 11 ゲート領域 12 ドレイン領域
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 基板上にGaN系3−5族化合物半導体
からなる半導体層および絶縁層を順次積層してなるMI
S型電界効果トランジスタであって、前記絶縁層はカー
ボンを1×1018cm-3以上、5×1020cm-3以下含
むGaN系3−5族化合物半導体からなることを特徴と
するMIS型電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33077796A JP3428838B2 (ja) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Mis型電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33077796A JP3428838B2 (ja) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Mis型電界効果トランジスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10173203A JPH10173203A (ja) | 1998-06-26 |
JP3428838B2 true JP3428838B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=18236434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33077796A Expired - Lifetime JP3428838B2 (ja) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Mis型電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3428838B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3209270B2 (ja) | 1999-01-29 | 2001-09-17 | 日本電気株式会社 | ヘテロ接合電界効果トランジスタ |
JP4449467B2 (ja) * | 2004-01-28 | 2010-04-14 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
JP4869585B2 (ja) * | 2004-12-08 | 2012-02-08 | 新日本無線株式会社 | 窒化物半導体装置の製造方法 |
US7217960B2 (en) | 2005-01-14 | 2007-05-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP4916152B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2012-04-11 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
JP5064824B2 (ja) * | 2006-02-20 | 2012-10-31 | 古河電気工業株式会社 | 半導体素子 |
JP2010171416A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-08-05 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体装置、半導体装置の製造方法および半導体装置のリーク電流低減方法 |
JP4794656B2 (ja) | 2009-06-11 | 2011-10-19 | シャープ株式会社 | 半導体装置 |
JP5564884B2 (ja) * | 2009-10-08 | 2014-08-06 | 住友電気工業株式会社 | ショットキーバリアダイオード |
JP2013004681A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化物半導体装置の製造方法 |
-
1996
- 1996-12-11 JP JP33077796A patent/JP3428838B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
C.R.Abernathy,J.D.MacKenzie,S.J.Pearton,W.S.Hobson,"CCl4 doping of GaN grown by metalorganic molecular beam epitaxy",Applied Physics Letters,1995年 4月10日,Vol.66,No.15,pp.1969−1971 |
M.A.Khan,M.S.Shur,Q.C.Chen,J.N.Kuznia,"Current/voltage characteristic collapse in AlGaN/GaN heterostructure insulated gate field effect transistors at high drain bias",Electronics Letters,1994年12月8日,Vol.30,No.25,pp.2175−2176 |
P.Boguslawski,E.L.Briggs,J.Bernhoc,"Amphoteric properties of substitutional carbon impurity in GaN and AIN",Applied Physics Letters,1996年 7月 8日,Vol.69,No.2,pp.233−235 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10173203A (ja) | 1998-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101553721B1 (ko) | 전계 효과 트랜지스터용 에피택셜 기판 및 전계 효과 트랜지스터 | |
CN102197468B (zh) | 化合物半导体器件及其制造方法 | |
US8193539B2 (en) | Compound semiconductor device using SiC substrate and its manufacture | |
JP4577460B2 (ja) | 半導体素子およびその製造方法 | |
JP2003059948A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP6143406B2 (ja) | 半導体基板、半導体基板の製造方法、および電子デバイス | |
KR20040104959A (ko) | 도핑된 그룹 ⅲ-ⅴ 질화물 재료 및 이를 포함하는마이크로일렉트로닉 디바이스 및 디바이스 프리커서 구조물 | |
US9312341B2 (en) | Compound semiconductor device, power source device and high frequency amplifier and method for manufacturing the same | |
US5682040A (en) | Compound semiconductor device having a reduced resistance | |
JP3428838B2 (ja) | Mis型電界効果トランジスタ | |
US6841435B2 (en) | Method for fabricating a GaInP epitaxial stacking structure | |
JP3753068B2 (ja) | 電界効果トランジスタ用エピタキシャルウェハの製造方法 | |
JP4429459B2 (ja) | 高抵抗GaN結晶層の製造方法 | |
JP5746927B2 (ja) | 半導体基板、半導体デバイスおよび半導体基板の製造方法 | |
JP6519920B2 (ja) | 半導体基板の製造方法、及び半導体装置の製造方法 | |
JPH10189944A (ja) | 高電子移動度トランジスタ | |
JP3547320B2 (ja) | GaN系化合物半導体装置 | |
WO2010116701A1 (ja) | 半導体基板の製造方法および半導体基板 | |
JP3275895B2 (ja) | GaInP系積層構造体の製造方法 | |
JP2000022135A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JP3116954B2 (ja) | 化合物半導体薄膜の成長方法 | |
JPH11121470A (ja) | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 | |
JP2003179082A (ja) | 高電子移動度トランジスタ | |
JP3246067B2 (ja) | 電界効果型トランジスタ用ウエハ及びトランジスタ | |
JPH0620966A (ja) | 化合物半導体ウェハの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516 Year of fee payment: 11 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |