JP5431756B2 - Iii族窒化物半導体からなる半導体装置 - Google Patents
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Description
図3は、n−GaN層12、AlN膜13、電極14aについてのエネルギーバンド図を示している。AlN膜13と電極14aとの接合によりショットキー障壁16が形成されている。一方、GaNはAlNよりも格子定数が大きいため、n−GaN層12とAlN膜13との接合によりピエゾ電界効果が発生し、n−GaN層12のバンドはn−GaN層12とAlN膜13との界面において下側に曲げられる。そのため、AlN膜13とn−GaN層12との界面のn−GaN層12側には楔型形状の量子井戸が形成される。そしてこの量子井戸により、フェルミエネルギーが伝導帯の底より上となる領域、つまり2次元電子ガス層15が形成される。
11:GaN層
12:n−GaN層
13:AlN膜
14a、14b:電極
15:2次元電子ガス層
Claims (7)
- III 族窒化物半導体からなるn型の第1層と、前記第1層上に形成された第1電極と、を備えた半導体装置において、
前記第1層と前記第1電極の間に、III 族窒化物半導体からなり、前記第1層と前記第1電極の双方に接合し、前記第1電極との接触面においてはショットキー障壁を形成し、前記第1層との接触面においては、伝導帯にフェルミ準位が形成される第2層を有し、
前記第2層のIII 族窒化物半導体の格子定数は、前記第1層のIII 族窒化物半導体の格子定数よりも小さく、
前記第2層の厚さは、前記第1電極のフェルミ準位と、前記第1層との接触面におけるフェルミ準位間で、電子が面内で部分的にトンネル伝導できるような不均一性を有し、
前記第1電極は、前記第2層を介する前記トンネル伝導により、前記第1層とオーミック接触するノンアロイ電極である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記第2層は、厚さが3nm以下の領域を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1層に接合する第2電極を有し、前記第1電極と前記第2電極は同一材料であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第2層は、AlNであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1層のn型不純物濃度は、1×1017/cm3 以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1層および前記第2層のIII 族窒化物半導体の組成比は、前記第1層と前記第2層との界面の第1層側に、2次元電子ガス層が形成される比率である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記半導体装置は、前記第1電極をソース電極とする電界効果トランジスタであり、前記第1層と前記第2層との接合面は、電界効果トランジスタのチャネル面ではない、ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の半導体装置。
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