JP6216978B2 - Ga2O3系半導体素子 - Google Patents
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Description
前記α−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜がn型ドーパントを含み、前記チャネル層が、α−(Al x Ga 1−x ) 2 O 3 単結晶(0≦x<1)を含むことを特徴とするGa2O3系半導体素子。
[3]n型ドーパントの濃度が、1×10 18 /cm 3 以上5×10 19 /cm 3 以下である前記[2]記載のGa 2 O 3 系半導体素子。
[5]さらに、ソース電極及びドレイン電極と、ゲート電極とを備える前記[1]〜[4]のいずれかに記載のGa 2 O 3 系半導体素子。
第1の実施の形態では、Ga2O3系半導体素子としてのGa2O3系FET(Field Effect Transistor)について説明する。
図1は、第1の実施の形態に係るGa2O3系FETの断面図である。Ga2O3系FET10は、α−Al2O3基板2上に形成されたp型α−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜3と、p型α−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜3上に形成されたソース電極12及びドレイン電極13と、p型α−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜3中にソース電極12及びドレイン電極13の下にそれぞれ形成されたコンタクト領域14、15と、α−Al2O3基板2のp型α−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜3と反対側の面上の、コンタクト領域14とコンタクト領域15との間に形成されたゲート電極11とを含む。
α−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜の製造方法の一例として、分子線エピタキシー(MBE;Molecular Beam Epitaxy)法による方法を以下に説明する。MBE法は、単体あるいは化合物の固体をセルと呼ばれる蒸発源で加熱し、加熱により生成された蒸気を分子線として基板表面に供給する結晶成長方法である。
第2の実施の形態は、p型α−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜3の代わりにアンドープα−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜が形成される点において第1の実施の形態と異なる。第1の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
図3は、第2の実施の形態に係るGa2O3系FETの断面図である。Ga2O3系FET20は、α−Al2O3基板2上に形成されたアンドープα−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜4と、アンドープα−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜4上に形成されたソース電極12及びドレイン電極13と、アンドープα−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜4中にソース電極12及びドレイン電極13の下にそれぞれ形成されたコンタクト領域24、25と、α−Al2O3基板2のアンドープα−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜4と反対側の面上の、コンタクト領域24とコンタクト領域25との間に形成されたゲート電極11とを含む。
本実施の形態によれば、ホモエピタキシャル成長法を用いて高品質なα−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜を形成し、そのα−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜を用いて、高品質のGa2O3系半導体素子を形成することができる。また、これらのGa2O3系半導体素子は、高品質なα−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜をチャネル層として用いるため、優れた動作性能を有する。
Claims (5)
- α−(AlxGa1−x)2O3単結晶(0≦x<1)からなるα−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜と、チャネル層とを備えるGa 2 O 3 系半導体素子であって、
前記α−(AlxGa1−x)2O3単結晶膜がn型ドーパントを含み、前記チャネル層が、α−(Al x Ga 1−x ) 2 O 3 単結晶(0≦x<1)を含むことを特徴とするGa2O3系半導体素子。 - n型ドーパントがSnである請求項1に記載のGa2O3系半導体素子。
- n型ドーパントの濃度が、1×10 18 /cm 3 以上5×10 19 /cm 3 以下である請求項2記載のGa2O3系半導体素子。
- さらに、第1のコンタクト領域及び第2のコンタクト領域を含む請求項1〜3のいずれかに記載のGa 2 O 3 系半導体素子。
- さらに、ソース電極及びドレイン電極と、ゲート電極とを備える請求項1〜4のいずれかに記載のGa 2 O 3 系半導体素子。
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