JP4444311B2 - 電界効果トランジスタおよび電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1に係るMOSFETの断面概略図である。このMOSFET100は、サファイア、SiC、Siなどからなる基板101上に、AlN層とGaN層を交互に積層して形成したバッファ層102と、n−GaN層103が形成されている。さらに、n−GaN層103上には、一部領域にp−GaN層104とドレイン電極109とが、それぞれ形成されている。さらに、p−GaN層104上には、コンタクト層であるn+−GaN層105が形成され、n+−GaN層105上には、ソース電極108が形成されている。また、ソース電極108とドレイン電極109との間には、n+−GaN層105、p−GaN層104、n−GaN層103上にわたってゲート絶縁膜であるSiO2膜106が形成されている。また、SiO2膜106上には、ゲート電極107が形成されている。なお、ゲート電極107は、ドレイン電極109側におけるp−GaN層104の端面104aと積層方向において重畳するように形成されている。すなわち、p−GaN層104の端面104aにおいて、ゲート電極/SiO2/p−GaN層によるMOS構造が形成されている。その結果、ゲート電極107にバイアスを印加すると、p−GaN層104の端面104a近傍にn−チャネルが形成され、このn−チャネルとn−GaN層103とが電気的に接続し、MOSFETとして機能する。
つぎに、本発明の実施の形態2に係るMOSFETについて説明する。本実施の形態2に係るMOSFET200は、MOSFET100と同様の構成を有するが、ソース電極に対するコンタクト層が、イオン注入法によってp−GaN層中に形成されている点が異なる。
つぎに、本発明の実施の形態3に係るMOSFETについて説明する。本実施の形態3に係るMOSFET300は、MOSFET200と同様の構成を有するが、p−GaN層のドレイン電極側の端部にn−GaN領域が形成されている点が異なる。
つぎに、本発明の実施の形態4に係るMOSFETについて説明する。本実施の形態4に係るMOSFET400は、MOSFET300と同様の構成を有するが、基板の導電型がn+型であるとともに、基板の裏面に裏面電極が形成されており、ソース電極が、基板とコンタクト層とを電気的に接続するように形成されている点が異なる。
101〜401 基板
102〜402 バッファ層
103〜403 n−GaN層
104〜404 p−GaN層
104a 端面
105 n+−GaN層
106〜406 SiO2膜
107〜407 ゲート電極
108〜408 ソース電極
109〜409 ドレイン電極
205a〜405a、205b〜405b n+−GaN領域
310、410 n−GaN領域
411 裏面電極
412 絶縁層
Claims (3)
- MOS構造を有し、窒化化合物半導体からなる電界効果トランジスタであって、
表面にバッファ層が形成された基板と、
エピタキシャル成長によって前記バッファ層上に形成された、所定の導電型を有する電界緩和層と、
前記電界緩和層上の一部領域に形成された、前記所定の導電型とは反対の導電型を有する半導体層と、
前記半導体層の中または表面の一部に形成された、前記所定の導電型と同一の導電型を有するコンタクト層と、
前記コンタクト層上に形成されたソース電極と、
前記電界緩和層上に前記半導体層と離間するように形成されたドレイン電極と、
前記半導体層の表面および前記半導体層の端面と重畳するように形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上であって、前記半導体層の表面および前記半導体層の端面と重畳するように形成されたゲート電極と、
を備え、前記半導体層の端面近傍に形成されるチャネルと前記電界緩和層とが電気的に接続することを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記基板は、導電型がn+型であるとともに、裏面に裏面電極が形成されており、
前記ソース電極は、前記基板と前記コンタクト層とを電気的に接続するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電界効果トランジスタ。 - MOS構造を有し、窒化化合物半導体からなる電界効果トランジスタの製造方法であって、
基板上にバッファ層を形成するバッファ層形成工程と、
エピタキシャル成長によって前記バッファ層上に所定の導電型を有する電界緩和層を形成する電界緩和層形成工程と、
前記電界緩和層上の一部領域に、前記所定の導電型とは反対の導電型を有する半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記半導体層の中または表面の一部に、前記所定の導電型と同一の導電型を有するコンタクト層を形成するコンタクト層形成工程と、
前記コンタクト層上にソース電極を形成するソース電極形成工程と、
前記電界緩和層上に前記半導体層と離間するようにドレイン電極を形成するドレイン電極形成工程と、
前記半導体層の表面および前記半導体層の端面と重畳するようにゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜上であって、前記半導体層の表面および前記半導体層の端面と重畳するようにゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
を含むことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
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