JPWO2010084727A1 - 電界効果トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
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- H01L29/7787—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT with wide bandgap charge-carrier supplying layer, e.g. direct single heterostructure MODFET
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Abstract
Description
本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。
102 AlN層
103 アンドープGaN層
104 アンドープAlGaN層
105 p型AlGaN層
106 Niゲート電極
107 Ti/Alソース電極
108 Ti/Alドレイン電極
109 SiN膜
110 イオン注入領域
111 イオン注入領域(2)
本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。
102 AlN層
103 アンドープGaN層
104 アンドープAlGaN層
105 p型AlGaN層
106 Niゲート電極
107 Ti/Alソース電極
108 Ti/Alドレイン電極
109 SiN膜
110 イオン注入領域
111 イオン注入領域(2)
Claims (19)
- 基板と、
前記基板の上に積層された複数の半導体層からなり、且つチャネルを含む第1の半導体層と、
前記第1の半導体層に形成されたソース電極およびドレイン電極と、
ゲート電極と、
前記第1の半導体層の上かつゲート電極の下に形成され、前記チャネルとは逆導電型の第2の半導体層と、
を備え、
前記第1の半導体層は、非導電型不純物を含む含有領域と、該非導電型不純物を含まない非含有領域とを有し、
前記含有領域は、前記非導電型不純物を含むことにより、前記非含有領域よりも高抵抗化されており、
前記第1の半導体層は第1の領域を含み、
前記第1の領域は前記含有領域と前記非含有領域の界面のうち前記第2の半導体層の真下の界面部分を含む当該界面部分近傍の領域であって、当該界面部分よりも前記含有領域側の領域であり、
前記第2の半導体層は第2の領域を含み、
前記第2の領域は、前記第1の領域の直上に位置する領域であり、
前記第2の領域の前記非導電型不純物の濃度は、前記第1の領域の前記非導電型不純物の濃度よりも低い
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記第1の半導体層は、キャリア走行層、キャリア供給層より構成され、
前記キャリア走行層は前記キャリア供給層より小さなバンドギャップエネルギーを有し、
前記チャネルは、前記キャリア走行層とキャリア供給層とのヘテロ接合および前記ゲート電極に印加される電圧によって発生する二次元キャリアガス層である
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。 - 前記チャネルにおけるキャリアが電子であり、
前記第2の半導体層はp型半導体により形成される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記電界効果トランジスタがオフの状態において、前記界面部分で終端する前記チャネルの端部は前記第2の領域によって空乏化され、前記第2の半導体層の真下における前記チャネルの前記端部以外の部分は前記第2の半導体層によって空乏化されている
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。 - 前記第2の領域におけるp型キャリア濃度は1×1015cm-3以上である
ことを特徴とする請求項3に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記電界効果トランジスタは、さらに、
前記含有領域および第2の半導体層の周辺に形成され、非導電型不純物を含む素子分離領域としての第2の含有領域を有する
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記非導電型不純物は、遷移金属イオンである
ことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記非導電型不純物は、FeイオンおよびRuイオンのうち少なくとも1つである
ことを特徴とする請求項7に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記第1の半導体層及び第2の半導体層は窒化物半導体を含む
ことを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の電界効果トランジスタ。 - 基板と、
前記基板の上に積層された複数の半導体層からなり、且つチャネルを含む第1の半導体層と、
前記第1の半導体層に形成されたソース電極およびドレイン電極と、
ゲート電極と、
前記第1の半導体層の上かつゲート電極の下に形成された第2の半導体層と、
を備え、
前記第2の半導体層は、前記第1の半導体層のうち該第2の半導体層と接する層よりもバンドギャップが小さく、
前記第1の半導体層は、非導電型不純物を含む含有領域と、該非導電型不純物を含まない非含有領域とを有し、
前記含有領域は、前記非導電型不純物を含むことにより、前記非含有領域よりも高抵抗化されており、
前記第1の半導体層は第1の領域を含み、
前記第1の領域は前記含有領域と前記非含有領域の界面のうち前記第2の半導体層の真下の界面部分を含む当該界面部分近傍の領域であって、当該界面部分よりも前記含有領域側の領域であり、
前記第2の半導体層は第2の領域を含み、
前記第2の領域は、前記第1の領域の直上に位置する領域であり、
前記第2の領域の前記非導電型不純物の濃度は、前記第1の領域の前記非導電型不純物の濃度よりも低い
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記含有領域は、前記非導電型不純物としてFイオンを含む
ことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記含有領域は、前記非導電型不純物としてCイオンを含む
ことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記含有領域の前記非導電型不純物は、FイオンおよびCイオンを含む
ことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記含有領域は、前記非導電型不純物としてFイオンおよびBイオンを含む
ことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の電界効果トランジスタ。 - 前記Fイオン、前記Cイオンおよび前記Bイオンの少なくとも1つの濃度がそれぞれ1×1018cm-3以上1×1022cm-3以下である
ことを特徴とする請求項11から14の何れか1項に記載の電界効果トランジスタ。 - 基板上方に、複数の半導体層から成り、且つチャネルを含む第1の半導体層と、前記チャネルと逆導電型の第2の半導体層を順にエピタキシャル成長により形成する第1工程と、
第2の半導体層のうちゲートに対応しない部分を除去する第2工程と、
前記第1の半導体層内の周囲部分に選択的に非導電型不純物を導入する第3工程と、
前記第1の半導体層にソース電極及びドレイン電極を形成する第4工程と、
前記第2の半導体層の上にゲート電極を形成する第5工程と
を有し、
前記第3工程において、前記第2の半導体層の前記非導電型不純物の濃度が前記第1の半導体層の前記非導電型不純物の濃度よりも低くなるように前記非導電型不純物を導入する
ことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 - 基板上方に、複数の半導体層から成り、且つチャネルを含む第1の半導体層と、前記第1の半導体層のうち該第2の半導体層と接する層よりバンドギャップが小さい第2の半導体層を順にエピタキシャル成長により形成する第1工程と、
第2の半導体層のうちゲートに対応しない部分を除去する第2工程と、
前記第1の半導体層内の周囲部分に選択的に非導電型不純物を導入する第3工程と、
前記第1の半導体層にソース電極及びドレイン電極を形成する第4工程と、
前記第2の半導体層の上にゲート電極を形成する第5工程と
を有し、
前記第3工程において、前記第2の半導体層の前記非導電型不純物の濃度が前記第1の半導体層の前記非導電型不純物の濃度よりも低くなるように前記非導電型不純物を導入する
ことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 - 基板上方に、複数の半導体層から成り、且つチャネルを含む第1の半導体層をエピタキシャル成長により形成する第1工程と、
前記第1の半導体層の周辺の領域に非導電型不純物を導入する第2工程と、
前記チャネルと逆導電型の第2の半導体層をゲートに対応する部分に選択的に形成する第3工程と、
前記第1の半導体層にソース電極及びドレイン電極を形成する第4工程と、
前記第2の半導体層の上にゲート電極を形成する第5工程と
を有することを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 - 基板上方に、複数の半導体層から成り、且つチャネルを含む第1の半導体層をエピタキシャル成長により形成する第1工程と、
前記第1の半導体層の周辺の領域に非導電型不純物を導入する第2工程と、
前記第1の半導体層の表面の層よりバンドギャップの小さい第2の半導体層をゲートに対応する部分に選択的に形成する第3工程と、
前記第1の半導体層にソース電極及びドレイン電極を形成する第4工程と、
前記第2の半導体層の上にゲート電極を形成する第5工程と
を有する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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