ＺｎＯ系トランジスタ
【課題】高性能、高品質のチャ領域を構成することができるＺｎＯ系トランジスタを提供する。
【解決手段】ＭｇＺＺｎＯ基板１上に、ＭｇＸＺｎＯ層２、ＭｇＹＺｎＯ層３が積層されている。ＭｇＸＺｎＯ層２とＭｇＹＺｎＯ層３の界面で２次元電子ガスが発生する。４はゲート絶縁膜又は有機物電極であり、ＭｇＹＺｎＯ層３に接して形成されている。ゲート絶縁膜又は有機物電極４上にはゲート電極５が、ドナードープ部３ａ上には各々ソース電極６、ドレイン電極７が形成されている。このように、トランジスタのチャネル領域をＭｇＺｎＯ層で形成する。
【解決手段】ＭｇＺＺｎＯ基板１上に、ＭｇＸＺｎＯ層２、ＭｇＹＺｎＯ層３が積層されている。ＭｇＸＺｎＯ層２とＭｇＹＺｎＯ層３の界面で２次元電子ガスが発生する。４はゲート絶縁膜又は有機物電極であり、ＭｇＹＺｎＯ層３に接して形成されている。ゲート絶縁膜又は有機物電極４上にはゲート電極５が、ドナードープ部３ａ上には各々ソース電極６、ドレイン電極７が形成されている。このように、トランジスタのチャネル領域をＭｇＺｎＯ層で形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁ゲート構造を有するＺｎＯ系トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多機能物質として酸化物が注目されており、研究成果が次々と発表されているが、問題点もある。例えば、青色ＬＥＤに用いられる窒化物では、いくつか機能の違う薄膜を積層したりエッチングしたりすることにより、特異な機能を発現するデバイスを作製することができるが、酸化物は薄膜形成法がスパッタかＰＬＤ（パルスレーザーデポジション）などに限られており、半導体素子のような積層構造を作製しにくい。スパッタは通常結晶薄膜を得るのが難しく、ＰＬＤは基本的に点蒸発であるので、２インチ程度であっても大面積化が困難である。
【０００３】
酸化物で半導体素子のような構造が作れる手法としてプラズマを使った分子線エピタキシー法（Plasma assisted molecular beam epitaxy :PAMBE）が行われている。これを使った研究として最も注目されているものの一つがＺｎＯ系化合物である。
【０００４】
ＺｎＯやＭｇＺｎＯは、ウルツアイトという結晶構造で構成されているが、その結晶構造に起因して自発的な電気双極子モーメントを持っている。双極子モーメントは分極電荷を発生させるため、双極子モーメントが不連続になる界面では、分極電荷の差に相当するキャリア蓄積が発生する。この不連続面に同時にポテンシャルバリアが存在すると、電子は２次元ガスとなるため、ＨＥＭＴ（高電子移動度トランジスタ）が構成できる。これが、ＡｌＧａＮ／ＧａＮの界面を用いてＧａＮ系半導体でＨＥＭＴが盛んに研究されている理由である。
【０００５】
近年、ＺｎＯ／ＭｇＺｎＯの界面においても、非特許文献１に示すように、２次元電子ガスが存在することがわかった。上記文献では、２次元電子ガスの低温（絶対温度２ケルビン）での電子移動度は、６０００ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１程度であったが、最近我々の得た結果では、既出願の特願２００８−２１９５３に示したように、１４０００ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１を超える値を出すことがわかり、ＨＥＭＴ応用への展望が開けてきた。
【０００６】
ＨＥＭＴ構造には、ドレイン、ソース、ゲート等が形成されるが、ゲート構造には、ショットキー型や絶縁体を用いたＭＩＳ型、ＭＯＳ型のものが提案されている。ゲートの制御動作は、トランジスタの性能を決定する上で、重要な要素である。ＨＥＭＴでは、電界で流れるキャリアの量を制御し、オン・オフのスイッチングを行なうが、その際に半導体中でキャリアが流れ、制御される部分をチャネルと呼ぶ。したがって、チャネル領域には、ゲート制御動作が高速に行え、かつ安定動作する材料が求められる。
【非特許文献１】A Tsukazaki et al., Science315(2007)1338
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来、ＺｎＯ系半導体のトランジスタを提案する場合は、ＺｎＯを用いた構造が大半であった。ＺｎＯをチャネル領域に用いた場合は、膜厚によって、ドナー濃度が変化したり、余分な準位の発生が大きかったりして、高性能、高品質のチャネルを形成することができず、トランジスタを高速に、かつ安定に動作させることができなかった。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、高性能、高品質のチャ領域を構成することができるＺｎＯ系トランジスタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、基板上にＺｎＯ系半導体層が少なくとも１層積層されたＺｎＯ系トランジスタであって、ＺｎＯ系半導体層のうち、チャネル領域を構成するのはＭｇＸＺｎＯ（０＜Ｘ＜１）層であることを特徴とするＺｎＯ系トランジスタである。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記ＭｇＸＺｎＯ（０＜Ｘ＜１）層上に積層されたＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）層を有し、Ｍｇ組成がＸ＜Ｙを満たすとともに、前記ＭｇＸＺｎＯ層とＭｇＹＺｎＯ層の界面に発生する電子蓄積領域をチャネル領域とする請求項１に記載のＺｎＯ系トランジスタである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＺｎＯ系トランジスタによれば、基板上にＺｎＯ系半導体層が少なくとも１層積層されており、このＺｎＯ系半導体層のうち、チャネル領域を構成するのはＭｇ成分が含まれたＭｇＺｎＯ層であるので、ＺｎＯ層をチャネル領域に用いた場合と比較して、高性能、高品質のチャネルを形成でき、トランジスタの高速安定動作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。まず、Ｍｇ成分が含まれたＭｇＺｎＯがＺｎＯよりも性能が優れており、電界効果トランジスタ等のチャネル領域に用いると最適なことを以下に示す。
【００１３】
第１に、ＭｇＺｎＯ膜中では、深さにかかわらず、ドナー濃度が安定しているが、ＺｎＯではドナー濃度が膜厚とともに増える傾向がある。第２に、我々が見出し、既出願の特願２００７−２５１４８２に詳しく説明しているが、ＭｇＺｎＯの方がＺｎＯよりもバンド端のフォトルミネッセンス発光強度が大きいことである。
【００１４】
第３に、時間分解フォトルミネッセンス評価をするとＺｎＯよりも長く光り続け、深い準位等に代表される準位が少ない。すなわち、余分な準位の発生が小さい。これは、既出願の特願２００８−４０１１８でも述べているが、再度説明する。
【００１５】
図８は、時間分解フォトルミネセンス（ＴＲＰＬ）と呼ばれるもので、外部レーザで励起した後の時間経過を横軸に、ある任意に選んだ波長のＰＬ光強度（この場合は、ＺｎＯとＭｇＺｎＯのバンド端の強度）を縦軸に取り、ＰＬ光強度の減衰具合を示したものである、発光成分、非発光成分を見積もり時に用いられる。
【００１６】
図８（ａ）は、ＭｇＺｎＯのＴＲＰＬスペクトルを、図８（ｂ）は、ＺｎＯのＴＲＰＬスペクトルを表わす。また、図８の（ａ）、（ｂ）ともに、横軸は最初のＰＬ発光からの経過時間（単位：ｎｓ）を、縦軸はＰＬ強度を示し、ＰＬ測定のときに通常用いられる任意単位（対数スケール）で表す。
【００１７】
ＰＬ強度の時間変化で、ＰＬ強度が指数関数的に減衰していることが、余計な発光準位がないことを表す。グラフ上ではＰＬ強度の対数を取った場合、１直線状になっているものが良い。実線が測定曲線を、複数の指数関数の組み合わせでフィットした場合のフィッティング結果を示す。１直線ならば指数関数は１つだけ用いられる。図８（ｂ）のように、ＺｎＯでは１直線にならないが、図８（ａ）のように、ＭｇＺｎＯは１直線になる。したがって、ＭｇＺｎＯの方が余計な準位の発生が少なく、最適化が容易で、成長条件の許容範囲が広く、デバイス材料として適していることがわかる。
【００１８】
以上の内容は全て、ＭｇＺｎＯの方が結晶性を保ちやすいことを示しており、ＺｎＯよりはＭｇＺｎＯが半導体として制御しやすいものであることを示している。
【００１９】
例えば、図６は、アンドープＺｎＯ薄膜の内部量子効率とＰＬ発光寿命との関係を示す図である。図中の黒丸（●）は、ＺｎＯ基板の＋Ｃ面にアンドープＺｎＯ薄膜を結晶成長させて、ＺｎＯ薄膜におけるＰＬ発光寿命と内部量子効率をプロットしたものである。内部量子効率は、絶対温度１２ケルビンでのＰＬ発光強度と絶対温度３００ケルビンでのＰＬ発光強度との比を用いている。また、Ａで示されるデータは、ＳｃＡｌＭｇＯ４基板上にＺｎＯ薄膜を結晶成長させて、同様に測定したデータである。
【００２０】
Ａのデータについては、「S.F. Chichibu et al., J. Appl. Phys. 99 (2006) 093505」に記載のものを用いた。図６に示すように、内部量子効率とＰＬ発光寿命とに相関が見られることから、アンドープＺｎＯの結晶品質は、ＰＬ発光寿命と直接相関があり、極性等には関係しないことがわかる。図６からは、ＰＬ発光寿命が長い程、結晶品質が高いことになる。また、ＺｎＯ系半導体のアンドープＭｇＺｎＯについても、同様に、アンドープＭｇＺｎＯの結晶品質は、ＰＬ発光寿命と直接相関があり、極性等には関係しないと考えられる。
【００２１】
一方、図７は、ＺｎＯ基板上に結晶成長させたアンドープＭｇＺｎＯのＴＲＰＬを示す。図７で、Ｌ−ＭＢＥと記載されているのはレーザ分子線エピタキシー法で、ＭＢＥと記載されているのは分子線エピタキシー法で作製されたことを示す。Ｌ−ＭＢＥにより作製されたＺｎＯのＴＲＰＬは、「A. Tsukazaki et al., Nature materials4, 42 (2005)」 を、Ｌ−ＭＢＥにより作製されたＭｇＺｎＯのＴＲＰＬは、「M. Kubota et al., APL90, 141903(2007)」を参照している。ＭＢＥで作製されたアンドープＭｇＺｎＯのＰＬ発光寿命は４．１ｎｓと、ＺｎＯのＰＬ発光寿命の２．３ｎｓより長い。
【００２２】
以上述べたことからも、ＭｇＺｎＯの方がＺｎＯよりも発光特性に優れており、結晶性を上げ易いと考えられる。発光特性は結晶中に存在する点欠陥に過敏であり、点欠陥は電子の移動特性に影響するので、発光特性の良い膜は電子デバイスにも良い。したがって、ＨＥＭＴのようなトランジスタのチャネル領域に高性能、高品質のＭｇＺｎＯを用いることで、高速安定動作が行えるトランジスタを構成することができる。
【００２３】
次に、チャネル領域にＭｇＺｎＯを用いたトランジスタ構造を図１〜図５に示す。以下、ＺｎＯ系半導体やＺｎＯ系薄膜等のＺｎＯ系とは、特に断らないかぎり、ＺｎＯ又はＺｎＯを含む化合物から構成されるものであり、具体例としては、ＺｎＯの他、IIＡ族元素とＺｎ、IIＢ族元素とＺｎ、またはIIＡ族元素およびIIＢ族元素とＺｎのそれぞれの酸化物を含むものを意味する。
【００２４】
図１〜図５は、ＺｎＯ系トランジスタとして特にＨＥＭＴ構造が示されている。これらの実施例では、ＺｎＯ系基板とその上に形成されたＭｇＸＺｎＯ（０≦Ｘ＜１）層、ＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）層の積層構造（Ｘ＜Ｙ）を１組備え、ゲート構造が金属電極とＭｇＹＺｎＯ層とで絶縁体を挟んで形成されたＨＥＭＴの構造を示す。または、有機物電極とＭｇＹＺｎＯ層とをショットキー接触させたＨＥＭＴとすることもできる。以下、ゲート構造が金属電極とＭｇＹＺｎＯ層とで絶縁体を挟んだＭＯＳ型として説明する。
【００２５】
１はＭｇＺＺｎＯ（０≦Ｚ＜１）基板、２はＭｇＸＺｎＯ（０≦Ｘ＜１）層、３はＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）層を示す。ここで、Ｘ＜Ｙと、上側のＭｇＺｎＯの方がＭｇ組成比率を高くしている。これは、ＭｇＸＺｎＯ層２とＭｇＹＺｎＯ層３の界面で２次元電子ガスの発生が行われるようにするためである。
【００２６】
４はゲート絶縁膜であり、ＭｇＹＺｎＯ層３に接して形成され、例えば、Ｍｇ及びＣａ成分を含んだ酸化物であるＭｇＣａＯ膜で構成されている。５はゲート電極であり、ゲート絶縁膜４に接して形成されており、金属Ａｕ（金）で構成される。ここで、ＭＯＳ型ではなく、有機物電極と半導体とのショットキー接触構造とする場合には、４を有機物電極であるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで構成し、ゲート電極の一部として作用する。このＰＥＤＯＴ：ＰＳＳとは、ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ）に、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）をドーピングしたものである。この場合、５はＭＯＳ型の場合と同様、Ａｕ膜で構成される。上記のように、有機物電極と半導体とのショットキー接触構造とする場合は、４の材料のみが変わるだけであり、図２〜図５の変形例に対しても同様に適用できる。
【００２７】
次に、６はソース電極、７はドレイン電極であり、いずれもＩｎＺｎ／Ｔｉ／Ａｕの金属多層膜で形成される。８は層間絶縁膜であり、ＳｉＯ２等で構成される。また、ＭｇＹＺｎＯ層３の一部はＩｎ拡散が行われたドナードープ部３ａを形成している。２ＤＥＧは、２次元電子ガス領域（電子蓄積領域）を示し、ＭｇＸＺｎＯ層２とＭｇＹＺｎＯ層３の界面と図の点線で挟まれた領域を示している。ここで、ソース電極６と直下のドナードープ部３ａとでソース電極部を、ドレイン電極７と直下のドナードープ部３ａとでドレイン電極部を、ゲート電極５とゲート絶縁膜４とでゲート電極部を構成している。
【００２８】
また、ソース電極６、ドレイン電極７のいずれも、ＩｎＺｎ／Ｔｉ／Ａｕの他に、ＩｎＺｎ／Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｃｒ／Ｐｄ／Ａｕの金属多層膜で構成することもできる。ゲート電極５についても、Ａｕの他に、Ａｌ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ等で形成することができる。層間絶縁膜８についても、ＳｉＯ２の他に、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３等で構成することができる。ドナードープ部３ａについては、Ｉｎ拡散の他に、Ｇａ拡散、III族元素のイオンインプランテーション等を用いることができる。以下、図２〜図５まで、変形された構造の実施例を示すが、上記構成材料等の事項は、同様に適用される。
【００２９】
ところで、ゲート絶縁膜４直下のＭｇＹＺｎＯ層３の厚みは、ゲート絶縁膜４とＭｇＹＺｎＯ層３との接触によって発生する空乏層幅よりも厚くするとノーマリーオンとなり、薄くするとノーマリーオフにすることができる。なお、ノーマリーとは、ゲート電圧が０Ｖの状態においてと言う意味である。空乏層の幅は、直下のＭｇＹＺｎＯ層３のドナー濃度ＮＤによっておよそ決まる。
【００３０】
また、図１〜図５に記載されたＳはソース端子、Ｇはゲート端子、Ｄはドレイン端子を表わす。これらの端子は図示されていないが、層間絶縁膜８の一部が除去されて、ソース端子Ｓはソース電極６と、ドレイン端子Ｄはドレイン電極７と、ゲート端子Ｇはゲート電極５と接続されている。そして、ノーマリーオフの場合は、ゲート端子Ｇに正の電圧が印加されると、ゲート絶縁膜４の直下に反転分布領域が生まれ、反転分布領域内のチャネル領域を介してソース−ドレイン間が導通する。この反転分布領域が、２ＤＥＧで示される電子蓄積領域にまで達すると、電子蓄積領域がチャネル領域として作用することで、電子蓄積領域に存在する２次元電子ガスの効果により、高速のゲート制御動作が行える。
【００３１】
図２は、ゲート絶縁膜４直下のＭｇＹＺｎＯ層３の膜厚を薄くしたリセスゲート構造を示す。この構造ではゲート絶縁膜４直下部分の２次元電子ガスのキャリア濃度を薄くし、一方、抵抗を小さくすることが必要なソース電極部直下及びドレイン電極部直下の２次元電子ガスのキャリア濃度を濃くすることができ、電極の目的に応じた設計ができる。
【００３２】
トランジスタでは、ソース−ゲート間抵抗が高いと、ゲート電圧を高く設定しないと所望のドレイン−ソース間電流が得られなくなる。したがって、ソース−ゲート間抵抗を低くすることがトランジスタでは重要である。そこで、図３のように、ソース電極部とゲート電極部の間の距離を縮めた構造として、ソース−ゲート間抵抗を低くするように構成することもできる。
【００３３】
図４は耐圧を上げる構造としたものである。耐圧を上げる構造として用いられるフィールドプレート構造を使用した。層間絶縁膜８の一部にソース電極部と接続した電極６ａを配置し、この電極６ａとフィールドプレート４０とを接続し、フィールドプレート４０でゲート電極５の上部全体を覆うように層間絶縁膜８上に形成し、ドレイン側の電場をシールドして、ゲート電極５の端部分の破壊を防ぐ。
【００３４】
図５では、ソース電極６直下のドナードープ部３ｂの長さを長くして、導電性のＭｇＺＺｎＯ（０≦Ｚ＜１）基板４１に電気的に接続するように構成している。このように、フィールドプレート構造を表面と裏面の両側で形成し、更に耐圧を上げる構造をとることができる。なお、ＭｇＺＺｎＯ基板４１は、導電性の基板とするために、例えばアンドープもしくはＧａドープのＺｎＯ基板を用いる。
【００３５】
一方、図１〜図４に記載されているＭｇＺＺｎＯ基板１は、絶縁性の基板であり、例えば、ＮｉやＣｒ等の遷移金属をドープをしたＺｎＯ基板で構成される。また、上記図１〜図５までの実施例の構造を目的に応じて適宜組み合わせた構造としても良い。
【００３６】
図１〜図５に示されるＨＥＭＴの製造方法を以下に説明する。ＭｇＺＺｎＯ基板１又は４１を薄い塩酸で処理し、加熱した後、ＭｇＸＺｎＯ層２として例えばキャリア濃度が１７乗以下のアンドープＭｇＺｎＯ層又はｎ型ＭｇＺｎＯ層を成長させる。次に、ＭｇＹＺｎＯ層３としてｐ型ＭｇＺｎＯ層を積層する。Ｍｇはバンドギャップを広げるために添加している。アンドープＭｇＺｎＯ層、ｎ型ＭｇＺｎＯ層及びｐ型ＭｇＺｎＯ層の薄膜形成方法として、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）を用いた。ＭＢＥ以外に、ＣＶＤ（化学気相成長法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＰＬＤ（パルスレーザー堆積法）なども適用可能である。
【００３７】
ＭｇＺＺｎＯ基板１又は４１として例えばＺｎＯ基板を用い、ＺｎＯ基板の＋Ｃ面を結晶成長に使用した。他にもＺｎＯ基板の酸素極性面、Ｍ面も使用可能である。ＺｎＯ基板は予備加熱室で２５０℃に２０分間保持される。それから成長室に搬送され８００℃に加熱された後、成長温度に保たれる。成長温度は３００〜１０００℃である。主原料はＺｎ（純度９９．９９９９９％）と酸素ガス（純度９９．９９９９９％）を用いた。窒素ガスをｐ型のドーパントの原料として用いた。原料に用いるガスとして、他にオゾン（Ｏ３）、二酸化窒素（ＮＯ２）、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）なども適する。
【００３８】
ＺｎはＫセルのルツボ内で、２５０〜３５０℃に加熱され、成長用基板表面に供給される。Ｍｇを使用する場合は、Ｚｎと同様にＫセルのルツボ内で３００〜４００℃に加熱され、成長用基板表面に供給される。酸素ガスはそれぞれのラジカルセルを通って、成長用基板表面に到達する。ラジカルセル内では高周波が印加され、ガスはプラズマ状態になり化学活性の高い状態になる。高周波の周波数は１３．５６ＭＨｚ、出力は３００〜４００Ｗを適用したが、それ以外の周波数（２．４ＧＨｚ）や出力（５０Ｗ〜２ｋＷ）も適用可能である。酸素ガスは０．３〜３ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量は０．２〜１ｓｃｃｍとした。以上のように、少なくとも１組のＭｇＸＺｎＯ（０≦Ｘ＜１）とＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）の薄膜積層構造（Ｘ＜Ｙ）を形成する。
【００３９】
次に、ドナーを拡散又はインプランテーションしてドナードープ部３ａや３ｂを作製する。その後、ソース電極及びドレイン電極のパターニングを行い、蒸着又はスパッタで各電極を形成する。なお、インプランテーションによりドナードープ部を形成する場合は、インプランテーションを行った後、４００〜８００℃で焼き鈍しアニールした後、ソース電極及びドレイン電極のパターニングを行い、蒸着又はスパッタで各電極を形成する。電極にＩｎＺｎ系の合金を用いる場合は、２００〜５００℃でアニールを行う。
【００４０】
次に、スパッタ、ＭＢＥ法を用いて、ゲート絶縁膜４を形成する。ゲート絶縁膜にＭｇＣａＯ膜を用いる場合は、続けてＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など絶縁特性に優れた絶縁膜を重ねて形成するとなお望ましい。パターニング後、イオンミリングなどを使ってパターンを切る。
【００４１】
次に、ゲート絶縁膜４上にゲート電極５を蒸着、もしくはスパッタで形成する。その後、層間絶縁膜８を形成する。次に、図４、５のように、フィールドプレートがある場合はフィールドプレート４０を形成する。
【００４２】
なお、図５の場合は、ソース電極６側のドナードープ部３ｂを深くドープする必要があるので、インプランテーションによりドナードープ部を形成する場合、ドナードープ部３ａと３ｂのフォトリソグラフィは別々に行い、ドナードープ部３ｂのインプランテーション後の焼き鈍しアニールの時間を長くする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図２】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図３】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図４】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図５】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図６】内部量子効率とＰＬ発光寿命との相関を示す図である。
【図７】ＭｇＺｎＯのＴＲＰＬを示す図である。
【図８】ＺｎＯとＭｇＺｎＯのＴＲＰＬを示す図である
【符号の説明】
【００４４】
１ ＭｇＺＺｎＯ基板
２ ＭｇＸＺｎＯ層
３ ＭｇＹＺｎＯ層
３ａ ドナードープ部
３ｂ ドナードープ部
４ ゲート絶縁膜
５ ゲート電極
６ ソース電極
７ ドレイン電極
８ 層間絶縁膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁ゲート構造を有するＺｎＯ系トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多機能物質として酸化物が注目されており、研究成果が次々と発表されているが、問題点もある。例えば、青色ＬＥＤに用いられる窒化物では、いくつか機能の違う薄膜を積層したりエッチングしたりすることにより、特異な機能を発現するデバイスを作製することができるが、酸化物は薄膜形成法がスパッタかＰＬＤ（パルスレーザーデポジション）などに限られており、半導体素子のような積層構造を作製しにくい。スパッタは通常結晶薄膜を得るのが難しく、ＰＬＤは基本的に点蒸発であるので、２インチ程度であっても大面積化が困難である。
【０００３】
酸化物で半導体素子のような構造が作れる手法としてプラズマを使った分子線エピタキシー法（Plasma assisted molecular beam epitaxy :PAMBE）が行われている。これを使った研究として最も注目されているものの一つがＺｎＯ系化合物である。
【０００４】
ＺｎＯやＭｇＺｎＯは、ウルツアイトという結晶構造で構成されているが、その結晶構造に起因して自発的な電気双極子モーメントを持っている。双極子モーメントは分極電荷を発生させるため、双極子モーメントが不連続になる界面では、分極電荷の差に相当するキャリア蓄積が発生する。この不連続面に同時にポテンシャルバリアが存在すると、電子は２次元ガスとなるため、ＨＥＭＴ（高電子移動度トランジスタ）が構成できる。これが、ＡｌＧａＮ／ＧａＮの界面を用いてＧａＮ系半導体でＨＥＭＴが盛んに研究されている理由である。
【０００５】
近年、ＺｎＯ／ＭｇＺｎＯの界面においても、非特許文献１に示すように、２次元電子ガスが存在することがわかった。上記文献では、２次元電子ガスの低温（絶対温度２ケルビン）での電子移動度は、６０００ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１程度であったが、最近我々の得た結果では、既出願の特願２００８−２１９５３に示したように、１４０００ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１を超える値を出すことがわかり、ＨＥＭＴ応用への展望が開けてきた。
【０００６】
ＨＥＭＴ構造には、ドレイン、ソース、ゲート等が形成されるが、ゲート構造には、ショットキー型や絶縁体を用いたＭＩＳ型、ＭＯＳ型のものが提案されている。ゲートの制御動作は、トランジスタの性能を決定する上で、重要な要素である。ＨＥＭＴでは、電界で流れるキャリアの量を制御し、オン・オフのスイッチングを行なうが、その際に半導体中でキャリアが流れ、制御される部分をチャネルと呼ぶ。したがって、チャネル領域には、ゲート制御動作が高速に行え、かつ安定動作する材料が求められる。
【非特許文献１】A Tsukazaki et al., Science315(2007)1338
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来、ＺｎＯ系半導体のトランジスタを提案する場合は、ＺｎＯを用いた構造が大半であった。ＺｎＯをチャネル領域に用いた場合は、膜厚によって、ドナー濃度が変化したり、余分な準位の発生が大きかったりして、高性能、高品質のチャネルを形成することができず、トランジスタを高速に、かつ安定に動作させることができなかった。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、高性能、高品質のチャ領域を構成することができるＺｎＯ系トランジスタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、基板上にＺｎＯ系半導体層が少なくとも１層積層されたＺｎＯ系トランジスタであって、ＺｎＯ系半導体層のうち、チャネル領域を構成するのはＭｇＸＺｎＯ（０＜Ｘ＜１）層であることを特徴とするＺｎＯ系トランジスタである。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記ＭｇＸＺｎＯ（０＜Ｘ＜１）層上に積層されたＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）層を有し、Ｍｇ組成がＸ＜Ｙを満たすとともに、前記ＭｇＸＺｎＯ層とＭｇＹＺｎＯ層の界面に発生する電子蓄積領域をチャネル領域とする請求項１に記載のＺｎＯ系トランジスタである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＺｎＯ系トランジスタによれば、基板上にＺｎＯ系半導体層が少なくとも１層積層されており、このＺｎＯ系半導体層のうち、チャネル領域を構成するのはＭｇ成分が含まれたＭｇＺｎＯ層であるので、ＺｎＯ層をチャネル領域に用いた場合と比較して、高性能、高品質のチャネルを形成でき、トランジスタの高速安定動作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。まず、Ｍｇ成分が含まれたＭｇＺｎＯがＺｎＯよりも性能が優れており、電界効果トランジスタ等のチャネル領域に用いると最適なことを以下に示す。
【００１３】
第１に、ＭｇＺｎＯ膜中では、深さにかかわらず、ドナー濃度が安定しているが、ＺｎＯではドナー濃度が膜厚とともに増える傾向がある。第２に、我々が見出し、既出願の特願２００７−２５１４８２に詳しく説明しているが、ＭｇＺｎＯの方がＺｎＯよりもバンド端のフォトルミネッセンス発光強度が大きいことである。
【００１４】
第３に、時間分解フォトルミネッセンス評価をするとＺｎＯよりも長く光り続け、深い準位等に代表される準位が少ない。すなわち、余分な準位の発生が小さい。これは、既出願の特願２００８−４０１１８でも述べているが、再度説明する。
【００１５】
図８は、時間分解フォトルミネセンス（ＴＲＰＬ）と呼ばれるもので、外部レーザで励起した後の時間経過を横軸に、ある任意に選んだ波長のＰＬ光強度（この場合は、ＺｎＯとＭｇＺｎＯのバンド端の強度）を縦軸に取り、ＰＬ光強度の減衰具合を示したものである、発光成分、非発光成分を見積もり時に用いられる。
【００１６】
図８（ａ）は、ＭｇＺｎＯのＴＲＰＬスペクトルを、図８（ｂ）は、ＺｎＯのＴＲＰＬスペクトルを表わす。また、図８の（ａ）、（ｂ）ともに、横軸は最初のＰＬ発光からの経過時間（単位：ｎｓ）を、縦軸はＰＬ強度を示し、ＰＬ測定のときに通常用いられる任意単位（対数スケール）で表す。
【００１７】
ＰＬ強度の時間変化で、ＰＬ強度が指数関数的に減衰していることが、余計な発光準位がないことを表す。グラフ上ではＰＬ強度の対数を取った場合、１直線状になっているものが良い。実線が測定曲線を、複数の指数関数の組み合わせでフィットした場合のフィッティング結果を示す。１直線ならば指数関数は１つだけ用いられる。図８（ｂ）のように、ＺｎＯでは１直線にならないが、図８（ａ）のように、ＭｇＺｎＯは１直線になる。したがって、ＭｇＺｎＯの方が余計な準位の発生が少なく、最適化が容易で、成長条件の許容範囲が広く、デバイス材料として適していることがわかる。
【００１８】
以上の内容は全て、ＭｇＺｎＯの方が結晶性を保ちやすいことを示しており、ＺｎＯよりはＭｇＺｎＯが半導体として制御しやすいものであることを示している。
【００１９】
例えば、図６は、アンドープＺｎＯ薄膜の内部量子効率とＰＬ発光寿命との関係を示す図である。図中の黒丸（●）は、ＺｎＯ基板の＋Ｃ面にアンドープＺｎＯ薄膜を結晶成長させて、ＺｎＯ薄膜におけるＰＬ発光寿命と内部量子効率をプロットしたものである。内部量子効率は、絶対温度１２ケルビンでのＰＬ発光強度と絶対温度３００ケルビンでのＰＬ発光強度との比を用いている。また、Ａで示されるデータは、ＳｃＡｌＭｇＯ４基板上にＺｎＯ薄膜を結晶成長させて、同様に測定したデータである。
【００２０】
Ａのデータについては、「S.F. Chichibu et al., J. Appl. Phys. 99 (2006) 093505」に記載のものを用いた。図６に示すように、内部量子効率とＰＬ発光寿命とに相関が見られることから、アンドープＺｎＯの結晶品質は、ＰＬ発光寿命と直接相関があり、極性等には関係しないことがわかる。図６からは、ＰＬ発光寿命が長い程、結晶品質が高いことになる。また、ＺｎＯ系半導体のアンドープＭｇＺｎＯについても、同様に、アンドープＭｇＺｎＯの結晶品質は、ＰＬ発光寿命と直接相関があり、極性等には関係しないと考えられる。
【００２１】
一方、図７は、ＺｎＯ基板上に結晶成長させたアンドープＭｇＺｎＯのＴＲＰＬを示す。図７で、Ｌ−ＭＢＥと記載されているのはレーザ分子線エピタキシー法で、ＭＢＥと記載されているのは分子線エピタキシー法で作製されたことを示す。Ｌ−ＭＢＥにより作製されたＺｎＯのＴＲＰＬは、「A. Tsukazaki et al., Nature materials4, 42 (2005)」 を、Ｌ−ＭＢＥにより作製されたＭｇＺｎＯのＴＲＰＬは、「M. Kubota et al., APL90, 141903(2007)」を参照している。ＭＢＥで作製されたアンドープＭｇＺｎＯのＰＬ発光寿命は４．１ｎｓと、ＺｎＯのＰＬ発光寿命の２．３ｎｓより長い。
【００２２】
以上述べたことからも、ＭｇＺｎＯの方がＺｎＯよりも発光特性に優れており、結晶性を上げ易いと考えられる。発光特性は結晶中に存在する点欠陥に過敏であり、点欠陥は電子の移動特性に影響するので、発光特性の良い膜は電子デバイスにも良い。したがって、ＨＥＭＴのようなトランジスタのチャネル領域に高性能、高品質のＭｇＺｎＯを用いることで、高速安定動作が行えるトランジスタを構成することができる。
【００２３】
次に、チャネル領域にＭｇＺｎＯを用いたトランジスタ構造を図１〜図５に示す。以下、ＺｎＯ系半導体やＺｎＯ系薄膜等のＺｎＯ系とは、特に断らないかぎり、ＺｎＯ又はＺｎＯを含む化合物から構成されるものであり、具体例としては、ＺｎＯの他、IIＡ族元素とＺｎ、IIＢ族元素とＺｎ、またはIIＡ族元素およびIIＢ族元素とＺｎのそれぞれの酸化物を含むものを意味する。
【００２４】
図１〜図５は、ＺｎＯ系トランジスタとして特にＨＥＭＴ構造が示されている。これらの実施例では、ＺｎＯ系基板とその上に形成されたＭｇＸＺｎＯ（０≦Ｘ＜１）層、ＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）層の積層構造（Ｘ＜Ｙ）を１組備え、ゲート構造が金属電極とＭｇＹＺｎＯ層とで絶縁体を挟んで形成されたＨＥＭＴの構造を示す。または、有機物電極とＭｇＹＺｎＯ層とをショットキー接触させたＨＥＭＴとすることもできる。以下、ゲート構造が金属電極とＭｇＹＺｎＯ層とで絶縁体を挟んだＭＯＳ型として説明する。
【００２５】
１はＭｇＺＺｎＯ（０≦Ｚ＜１）基板、２はＭｇＸＺｎＯ（０≦Ｘ＜１）層、３はＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）層を示す。ここで、Ｘ＜Ｙと、上側のＭｇＺｎＯの方がＭｇ組成比率を高くしている。これは、ＭｇＸＺｎＯ層２とＭｇＹＺｎＯ層３の界面で２次元電子ガスの発生が行われるようにするためである。
【００２６】
４はゲート絶縁膜であり、ＭｇＹＺｎＯ層３に接して形成され、例えば、Ｍｇ及びＣａ成分を含んだ酸化物であるＭｇＣａＯ膜で構成されている。５はゲート電極であり、ゲート絶縁膜４に接して形成されており、金属Ａｕ（金）で構成される。ここで、ＭＯＳ型ではなく、有機物電極と半導体とのショットキー接触構造とする場合には、４を有機物電極であるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで構成し、ゲート電極の一部として作用する。このＰＥＤＯＴ：ＰＳＳとは、ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ）に、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）をドーピングしたものである。この場合、５はＭＯＳ型の場合と同様、Ａｕ膜で構成される。上記のように、有機物電極と半導体とのショットキー接触構造とする場合は、４の材料のみが変わるだけであり、図２〜図５の変形例に対しても同様に適用できる。
【００２７】
次に、６はソース電極、７はドレイン電極であり、いずれもＩｎＺｎ／Ｔｉ／Ａｕの金属多層膜で形成される。８は層間絶縁膜であり、ＳｉＯ２等で構成される。また、ＭｇＹＺｎＯ層３の一部はＩｎ拡散が行われたドナードープ部３ａを形成している。２ＤＥＧは、２次元電子ガス領域（電子蓄積領域）を示し、ＭｇＸＺｎＯ層２とＭｇＹＺｎＯ層３の界面と図の点線で挟まれた領域を示している。ここで、ソース電極６と直下のドナードープ部３ａとでソース電極部を、ドレイン電極７と直下のドナードープ部３ａとでドレイン電極部を、ゲート電極５とゲート絶縁膜４とでゲート電極部を構成している。
【００２８】
また、ソース電極６、ドレイン電極７のいずれも、ＩｎＺｎ／Ｔｉ／Ａｕの他に、ＩｎＺｎ／Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｃｒ／Ｐｄ／Ａｕの金属多層膜で構成することもできる。ゲート電極５についても、Ａｕの他に、Ａｌ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ等で形成することができる。層間絶縁膜８についても、ＳｉＯ２の他に、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３等で構成することができる。ドナードープ部３ａについては、Ｉｎ拡散の他に、Ｇａ拡散、III族元素のイオンインプランテーション等を用いることができる。以下、図２〜図５まで、変形された構造の実施例を示すが、上記構成材料等の事項は、同様に適用される。
【００２９】
ところで、ゲート絶縁膜４直下のＭｇＹＺｎＯ層３の厚みは、ゲート絶縁膜４とＭｇＹＺｎＯ層３との接触によって発生する空乏層幅よりも厚くするとノーマリーオンとなり、薄くするとノーマリーオフにすることができる。なお、ノーマリーとは、ゲート電圧が０Ｖの状態においてと言う意味である。空乏層の幅は、直下のＭｇＹＺｎＯ層３のドナー濃度ＮＤによっておよそ決まる。
【００３０】
また、図１〜図５に記載されたＳはソース端子、Ｇはゲート端子、Ｄはドレイン端子を表わす。これらの端子は図示されていないが、層間絶縁膜８の一部が除去されて、ソース端子Ｓはソース電極６と、ドレイン端子Ｄはドレイン電極７と、ゲート端子Ｇはゲート電極５と接続されている。そして、ノーマリーオフの場合は、ゲート端子Ｇに正の電圧が印加されると、ゲート絶縁膜４の直下に反転分布領域が生まれ、反転分布領域内のチャネル領域を介してソース−ドレイン間が導通する。この反転分布領域が、２ＤＥＧで示される電子蓄積領域にまで達すると、電子蓄積領域がチャネル領域として作用することで、電子蓄積領域に存在する２次元電子ガスの効果により、高速のゲート制御動作が行える。
【００３１】
図２は、ゲート絶縁膜４直下のＭｇＹＺｎＯ層３の膜厚を薄くしたリセスゲート構造を示す。この構造ではゲート絶縁膜４直下部分の２次元電子ガスのキャリア濃度を薄くし、一方、抵抗を小さくすることが必要なソース電極部直下及びドレイン電極部直下の２次元電子ガスのキャリア濃度を濃くすることができ、電極の目的に応じた設計ができる。
【００３２】
トランジスタでは、ソース−ゲート間抵抗が高いと、ゲート電圧を高く設定しないと所望のドレイン−ソース間電流が得られなくなる。したがって、ソース−ゲート間抵抗を低くすることがトランジスタでは重要である。そこで、図３のように、ソース電極部とゲート電極部の間の距離を縮めた構造として、ソース−ゲート間抵抗を低くするように構成することもできる。
【００３３】
図４は耐圧を上げる構造としたものである。耐圧を上げる構造として用いられるフィールドプレート構造を使用した。層間絶縁膜８の一部にソース電極部と接続した電極６ａを配置し、この電極６ａとフィールドプレート４０とを接続し、フィールドプレート４０でゲート電極５の上部全体を覆うように層間絶縁膜８上に形成し、ドレイン側の電場をシールドして、ゲート電極５の端部分の破壊を防ぐ。
【００３４】
図５では、ソース電極６直下のドナードープ部３ｂの長さを長くして、導電性のＭｇＺＺｎＯ（０≦Ｚ＜１）基板４１に電気的に接続するように構成している。このように、フィールドプレート構造を表面と裏面の両側で形成し、更に耐圧を上げる構造をとることができる。なお、ＭｇＺＺｎＯ基板４１は、導電性の基板とするために、例えばアンドープもしくはＧａドープのＺｎＯ基板を用いる。
【００３５】
一方、図１〜図４に記載されているＭｇＺＺｎＯ基板１は、絶縁性の基板であり、例えば、ＮｉやＣｒ等の遷移金属をドープをしたＺｎＯ基板で構成される。また、上記図１〜図５までの実施例の構造を目的に応じて適宜組み合わせた構造としても良い。
【００３６】
図１〜図５に示されるＨＥＭＴの製造方法を以下に説明する。ＭｇＺＺｎＯ基板１又は４１を薄い塩酸で処理し、加熱した後、ＭｇＸＺｎＯ層２として例えばキャリア濃度が１７乗以下のアンドープＭｇＺｎＯ層又はｎ型ＭｇＺｎＯ層を成長させる。次に、ＭｇＹＺｎＯ層３としてｐ型ＭｇＺｎＯ層を積層する。Ｍｇはバンドギャップを広げるために添加している。アンドープＭｇＺｎＯ層、ｎ型ＭｇＺｎＯ層及びｐ型ＭｇＺｎＯ層の薄膜形成方法として、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）を用いた。ＭＢＥ以外に、ＣＶＤ（化学気相成長法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＰＬＤ（パルスレーザー堆積法）なども適用可能である。
【００３７】
ＭｇＺＺｎＯ基板１又は４１として例えばＺｎＯ基板を用い、ＺｎＯ基板の＋Ｃ面を結晶成長に使用した。他にもＺｎＯ基板の酸素極性面、Ｍ面も使用可能である。ＺｎＯ基板は予備加熱室で２５０℃に２０分間保持される。それから成長室に搬送され８００℃に加熱された後、成長温度に保たれる。成長温度は３００〜１０００℃である。主原料はＺｎ（純度９９．９９９９９％）と酸素ガス（純度９９．９９９９９％）を用いた。窒素ガスをｐ型のドーパントの原料として用いた。原料に用いるガスとして、他にオゾン（Ｏ３）、二酸化窒素（ＮＯ２）、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化窒素（ＮＯ）なども適する。
【００３８】
ＺｎはＫセルのルツボ内で、２５０〜３５０℃に加熱され、成長用基板表面に供給される。Ｍｇを使用する場合は、Ｚｎと同様にＫセルのルツボ内で３００〜４００℃に加熱され、成長用基板表面に供給される。酸素ガスはそれぞれのラジカルセルを通って、成長用基板表面に到達する。ラジカルセル内では高周波が印加され、ガスはプラズマ状態になり化学活性の高い状態になる。高周波の周波数は１３．５６ＭＨｚ、出力は３００〜４００Ｗを適用したが、それ以外の周波数（２．４ＧＨｚ）や出力（５０Ｗ〜２ｋＷ）も適用可能である。酸素ガスは０．３〜３ｓｃｃｍ、窒素ガスの流量は０．２〜１ｓｃｃｍとした。以上のように、少なくとも１組のＭｇＸＺｎＯ（０≦Ｘ＜１）とＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）の薄膜積層構造（Ｘ＜Ｙ）を形成する。
【００３９】
次に、ドナーを拡散又はインプランテーションしてドナードープ部３ａや３ｂを作製する。その後、ソース電極及びドレイン電極のパターニングを行い、蒸着又はスパッタで各電極を形成する。なお、インプランテーションによりドナードープ部を形成する場合は、インプランテーションを行った後、４００〜８００℃で焼き鈍しアニールした後、ソース電極及びドレイン電極のパターニングを行い、蒸着又はスパッタで各電極を形成する。電極にＩｎＺｎ系の合金を用いる場合は、２００〜５００℃でアニールを行う。
【００４０】
次に、スパッタ、ＭＢＥ法を用いて、ゲート絶縁膜４を形成する。ゲート絶縁膜にＭｇＣａＯ膜を用いる場合は、続けてＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など絶縁特性に優れた絶縁膜を重ねて形成するとなお望ましい。パターニング後、イオンミリングなどを使ってパターンを切る。
【００４１】
次に、ゲート絶縁膜４上にゲート電極５を蒸着、もしくはスパッタで形成する。その後、層間絶縁膜８を形成する。次に、図４、５のように、フィールドプレートがある場合はフィールドプレート４０を形成する。
【００４２】
なお、図５の場合は、ソース電極６側のドナードープ部３ｂを深くドープする必要があるので、インプランテーションによりドナードープ部を形成する場合、ドナードープ部３ａと３ｂのフォトリソグラフィは別々に行い、ドナードープ部３ｂのインプランテーション後の焼き鈍しアニールの時間を長くする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図２】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図３】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図４】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図５】本発明のＺｎＯ系トランジスタの一構成例を示す図である。
【図６】内部量子効率とＰＬ発光寿命との相関を示す図である。
【図７】ＭｇＺｎＯのＴＲＰＬを示す図である。
【図８】ＺｎＯとＭｇＺｎＯのＴＲＰＬを示す図である
【符号の説明】
【００４４】
１ ＭｇＺＺｎＯ基板
２ ＭｇＸＺｎＯ層
３ ＭｇＹＺｎＯ層
３ａ ドナードープ部
３ｂ ドナードープ部
４ ゲート絶縁膜
５ ゲート電極
６ ソース電極
７ ドレイン電極
８ 層間絶縁膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にＺｎＯ系半導体層が少なくとも１層積層されたＺｎＯ系トランジスタであって、
ＺｎＯ系半導体層のうち、チャネル領域を構成するのはＭｇＸＺｎＯ（０＜Ｘ＜１）層であることを特徴とするＺｎＯ系トランジスタ。
【請求項２】
前記ＭｇＸＺｎＯ（０＜Ｘ＜１）層上に積層されたＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）層を有し、Ｍｇ組成がＸ＜Ｙを満たすとともに、前記ＭｇＸＺｎＯ層とＭｇＹＺｎＯ層の界面に発生する電子蓄積領域をチャネル領域とする請求項１に記載のＺｎＯ系トランジスタ。
【請求項１】
基板上にＺｎＯ系半導体層が少なくとも１層積層されたＺｎＯ系トランジスタであって、
ＺｎＯ系半導体層のうち、チャネル領域を構成するのはＭｇＸＺｎＯ（０＜Ｘ＜１）層であることを特徴とするＺｎＯ系トランジスタ。
【請求項２】
前記ＭｇＸＺｎＯ（０＜Ｘ＜１）層上に積層されたＭｇＹＺｎＯ（０＜Ｙ＜１）層を有し、Ｍｇ組成がＸ＜Ｙを満たすとともに、前記ＭｇＸＺｎＯ層とＭｇＹＺｎＯ層の界面に発生する電子蓄積領域をチャネル領域とする請求項１に記載のＺｎＯ系トランジスタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２２４３５６（Ｐ２００９−２２４３５６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６３９２４（Ｐ２００８−６３９２４）
【出願日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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