【課題】電極メタルがＳｉＮ絶縁膜に拡散することを抑制でき、電流コラプスの抑制とリーク電流の低減とを両立できるＧａＮ系半導体素子の製造方法を提供する。
【解決手段】このＧａＮ系ＨＦＥＴの製造方法によれば、ＧａＮ系積層体５上に形成したＳｉＮ保護膜７を熱処理により改質してから、Ｔｉ/Ａｌ電極１５,１６をＧａＮ系積層体５上に形成し、Ｔｉ/Ａｌ電極１５,１６を熱処理してオーミック電極としてのソース電極１５,ドレイン電極１６とする。ＳｉＮ保護膜７を熱処理した後に、Ｔｉ/Ａｌ電極１５,１６を熱処理(オーミックアニール)し、オーミック電極としてソース電極１５,ドレイン電極１６を形成することによって、電極メタルがＳｉＮ保護膜７に拡散することを抑制できる。 （もっと読む）

【課題】高いスイッチング速度を有し、電圧降伏耐性を強化したネスト化複合ダイオードを提供する。
【解決手段】ネスト化複合ダイオードの種々の実現を、本明細書に開示する。１つの実現では、ネスト化複合ダイオードが、複合ダイオードに結合されたプライマリ・トランジスタを含む。複合ダイオードは、中間型トランジスタとカスコード接続された低電圧（ＬＶ）ダイオードを含み、中間型トランジスタは、ＬＶダイオードよりは大きく、プライマリ・トランジスタよりは小さい降伏電圧を有する。１つの実現では、プライマリ・トランジスタはIII-V族トランジスタとすることができ、ＬＶダイオードはIV族ＬＶダイオードとすることができる。 （もっと読む）

【課題】高耐圧を確保でき、かつ大電流を流すことができるＭＯＳトランジスタを備えた半導体装置を提供する。
【解決手段】Ｐ型拡散層１５に起因してＮ型拡散層１３に第１空乏層２３が形成される。ゲート電極１９にゲート電圧が印加されていない状態では、Ｐ型ポリシリコンからなるゲート電極１９及びＮ型拡散層１３の仕事関数差に起因してＮ型拡散層１３に第２空乏層２５が形成される。空乏層２３，２５によってソースコンタクト用拡散層９とドレインコンタクト用拡散層１１が電気的に遮断される。ゲート電極１９にゲート電圧が印加された状態では、第２空乏層２５が消滅又は縮小することによってソースコンタクト用拡散層９とドレインコンタクト用拡散層１１がＮ型拡散層１３を介して電気的に導通する。 （もっと読む）

【課題】高耐圧なＩＩＩ−窒化物デバイスを提供する。
【解決手段】半導体基板１、基板１上の活性層のスタックであって、それぞれの層はＩＩＩ−窒化物材料を含むスタック２−５、スタック２−５上のゲート８、ソース９およびドレインコンタクト１０、および基板１の裏側（活性層のスタックに接する側に対向する側）から基板１に接する活性層のスタックの下層まで基板中を延びるトレンチであって、トレンチはドレイン領域を完全に囲み、ドレインに向かうゲート領域の端と、ゲートに向かうドレイン領域の端との間に配置され、基板のドレイン領域は本質的に半導体材料から形成されるような幅を有するトレンチを含むＩＩＩ−窒化物デバイス。 （もっと読む）

【課題】リーク電流を低減でき、かつ、良好な電流コラプス特性が得られる窒化物半導体装置を提供する。
【解決手段】Ｓi基板１上に順に積層されたチャネルＧaＮ層５およびそのチャネルＧaＮ層５とヘテロ界面を形成するバリアＡlＧaＮ層６を含む窒化物半導体層を備える。上記バリアＡlＧaＮ層６は、炭素濃度を５×１０^１７／ｃｍ^３以上とする。また、チャネルＧaＮ層５は、炭素濃度を６×１０^１６／ｃｍ^３未満とし、かつ、膜厚を５００ｎｍ以上とする。 （もっと読む）

【課題】より高いしきい値電圧と電流コラプス改善を両立できる、ノーマリーオフ型の高耐圧デバイスに好適な窒化物半導体基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板１と、前記基板１の一主面上に形成されるバッファー層２と、前記バッファー層２上に形成される中間層３と、前記中間層３上に形成される電子走行層４と、前記電子走行層４上に形成される電子供給層５とを含む窒化物半導体基板１０において、前記中間層３を厚さ２００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下、炭素濃度５×１０¹⁶ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以上１×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下のＡｌ_xＧａ_1-xＮ（０．０５≦ｘ≦０．２４）とし、前記電子走行層４が厚さ５ｎｍ以上２００ｎｍ以下のＡｌ_yＧａ_1-yＮ（０≦ｙ≦０．０４）とする。 （もっと読む）

【課題】高抵抗バッファ層の結晶品質の劣化を避けることができる窒化物半導体装置の製造方法を得る。
【解決手段】ＳｉＣ基板１上に、III族原料として有機金属原料を用い、Ｖ族原料としてヒドラジン誘導体の有機化合物を用いたＭＯＣＶＤ法により、炭素濃度が１０^１８ｃｍ^−３以上に制御された窒化物半導体からなるＡｌＮ高抵抗バッファ層２を形成する。ＡｌＮ高抵抗バッファ層２上に、ＡｌＮ高抵抗バッファ層２よりも低い抵抗値を持つＧａＮ電子走行層３とＡｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎ電子供給層４を形成する。 （もっと読む）

【課題】膜剥がれの要因となる有機材料を用いることなく、エレクトロマイグレーションの耐性と長期信頼性を向上できるパワーデバイスを提供する。
【解決手段】バリア層４(ＡlＧaＮ)４上に形成された酸化シリコン(ＳiＯ２)からなる層間絶縁膜１０と、層間絶縁膜１０のソース電極５上に形成され、基板平面に対して略垂直な第１の側壁Ｗ１を有する第１コンタクトホール部１０aと、第１コンタクトホール部１０aの第１の側壁Ｗ１の上縁から上側に向かって徐々に広がるように層間絶縁膜１０に形成され、基板平面に対して傾斜した第２の側壁Ｗ２を有する第２コンタクトホール部１０bと、第１,第２コンタクトホール部１０a,１０b内および層間絶縁膜１０上に形成された配線層１２とを備える。上記配線層１２は、第１コンタクトホール部１０aにおいて第１の側壁Ｗ１の基板厚さ方向の寸法よりも膜厚が厚い。 （もっと読む）

【課題】絶縁破壊耐性に優れた化合物半導体積層構造を備えて基板の絶縁破壊の十分な抑止を実現し、ピンチオフ状態とする際にもリーク電流が極めて少ない信頼性の高い化合物半導体装置を実現する。
【解決手段】Ｓｉ基板１上に形成された化合物半導体積層構造２は、その厚みが１０μｍ以下であって、ＡｌＮからなる厚い第１のバッファ層を有しており、ＩＩＩ族元素（Ｇａ，Ａｌ）の総原子数のうち、Ａｌ原子の比率が５０％以上とされ、換言すれば、Ｖ族元素のＮとの化学結合（Ｇａ−Ｎ，Ａｌ−Ｎ）の総数のうち、Ａｌ−Ｎが５０％以上とされる。 （もっと読む）

【課題】 電流コラプスを抑制するとともに、高耐圧動作が可能な化合物半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 ＳｉＣ基板１０上に形成されたｉ−ＧａＮバッファ層１２と、ｉ−ＧａＮバッファ層１２上に形成されたｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層１６と、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層１６上に形成されたｎ−ＧａＮキャップ層１８と、ｎ−ＧａＮキャップ層１８上に形成されたソース電極２０及ドレイン電極２２と、ソース電極２０とドレイン電極２２との間のｎ−ＧａＮキャップ層１８上に形成されたゲート電極２６と、ソース電極２０とドレイン電極２２との間のｎ−ＧａＮキャップ層１８上に形成された第１の保護層２４と、ゲート電極２６とドレイン電極２２との間の第１の保護層２４に形成されたｎ−ＧａＮキャップ層１８に達する開口部２８に埋め込まれ、第１の保護層２４とは異なる絶縁層よりなる第２の保護層３０とを有する。 （もっと読む）

【課題】オン抵抗が低く、かつ、Ｖｔｈ（閾値電圧）が高い窒化物半導体装置の提供。
【解決手段】アクセプタになるアクセプタ元素を含み、窒化物半導体で形成されたバックバリア層１０６と、バックバリア層１０６上に窒化物半導体で形成されたチャネル層１０８と、チャネル層１０８の上方に、チャネル層よりバンドギャップが大きい窒化物半導体で形成された電子供給層１１２と、チャネル層１０８と電気的に接続された第１主電極１１６、１１８と、チャネル層１０８の上方に形成された制御電極１２０と、を備え、バックバリア層１０６は、制御電極１２０の下側の領域の少なくとも一部に、アクセプタの濃度がバックバリア層の他の一部の領域より高い高アクセプタ領域１２６を有する窒化物半導体装置１００。 （もっと読む）

【課題】 コラプス現象を効果的に抑制することを可能にしたスイッチング素子を提供する。
【解決手段】 スイッチング素子１ａは、電子走行層１２と、電子走行層１２の上面に形成されてバンドギャップが電子走行層１２より大きく電子走行層１２とヘテロ接合する電子供給層１３と、電子供給層１３の上面に形成されてバンドギャップが電子供給層１３より小さい再結合層１７と、少なくとも一部が電子走行層１２の上面に形成されるソース電極１４及びドレイン電極１５と、少なくとも一部が電子供給層１３の上面に形成されて前ソース電極１４及びドレイン電極１５の間に配置されるゲート電極１６と、を備える。スイッチング素子１ａがオフ状態のとき、再結合層１７で電子及び正孔が再結合する。 （もっと読む）

【課題】動的な耐圧であるダイナミック耐圧の低下を抑制できるＧａＮ系のＨＦＥＴを提供する。
【解決手段】このＧａＮ系のＨＦＥＴでは、２次元電子ガス除去領域２６０Ｂが、ドレイン電極２１１の長手方向の一方の端２１１Ａから短手方向に伸ばした仮想線Ｍ７１よりも長手方向外方に位置すると共にソース電極２１２の一端部２１２Ａに対して短手方向に隣接する領域の下のＧａＮ系積層体２０５に形成されている。また、２次元電子ガス除去領域２６０Ａは、２次元電子ガス除去領域２６０Ｂの長手方向外方に隣接すると共にソース電極２１２の一端部２１２Ａからソース電極接続部２１４に沿って短手方向に延在している。２次元電子ガス除去領域２６０Ａ,２６０Ｂの存在によって、スイッチング時の動的な電界変動によってソース電極２１２の端部２１２Ａからドレイン電極２１１の端部２１１Ａへ向かって電子流が集中することを回避できる。 （もっと読む）

【課題】高電圧を印加しても短絡破壊を生じないトランジスタとして動作する半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置１は、基板１０（シリコン基板１０ａ）の上に形成されたバッファ層２１と、バッファ層２１の上に形成されたチャネル層２２と、チャネル層２２の上に形成され、チャネル層２２とヘテロ接合を構成する障壁層２３とを備える。バッファ層２１およびチャネル層２２は、窒化物半導体で形成されている。チャネル層２２は、膜厚を１μｍ以上２μｍ以下とされ、炭素濃度を５×１０¹⁶ｃｍ^-3以下とされている。 （もっと読む）

【課題】動的な耐圧であるダイナミック耐圧の低下を抑制できるＧａＮ系のＨＦＥＴを提供する。
【解決手段】このＧａＮ系のＨＦＥＴでは、各ソース電極１２の長手方向の長さＬ２と各ドレイン電極１１の長手方向の長さＬ１とが同じ長さである。また、ソース電極１２の長手方向の端１２Ａ,１２Ｂの長手方向の位置は、ドレイン電極１１の長手方向の端１１Ａ,１１Ｂの長手方向の位置と一致している。ソース電極１２の長手方向の両端１２Ａ,１２Ｂがドレイン電極１１の長手方向の両端１１Ａ,１１Ｂよりも長手方向外方へ突出していない構成により、ソース電極１２の端１２Ａ,１２Ｂからドレイン電極１１の端１１Ａ,１１Ｂへ向かって電子流が集中することを回避できる。 （もっと読む）

【課題】動的な耐圧であるダイナミック耐圧の低下を抑制できるＧａＮ系のＨＦＥＴを提供する。
【解決手段】このＧａＮ系のＨＦＥＴでは、ドレイン電極１２の長手方向の端１２Ａ,１２Ｂから長手方向と直交する短手方向に伸ばした仮想線Ｍ１,Ｍ２よりも長手方向外方に位置すると共にソース電極１１に隣接する領域の下のＧａＮ系積層体５、およびドレイン電極１２の長手方向の端１２Ａ,１２Ｂに長手方向外側に隣接する領域の下のＧａＮ系積層体５に２次元電子ガスが存在しない２次元電子ガス除去領域３１が形成されている。２次元電子ガス除去領域３１の存在によって、スイッチング時の動的な電界変動によってソース電極１１の端部からドレイン電極１２の端部へ向かって電子流が集中することを回避できる。 （もっと読む）

【課題】 半導体装置を高耐圧化する技術を提供することを目的とする。
【解決手段】 半導体装置１００は、ｐ型の埋込み層２６と、ｐ型埋込み層２６上に設けられており、ヘテロ接合面３が構成されている窒化物半導体のヘテロ接合層３２を備えている。ｐ型埋込み層２６は、ソース電極１０側からドレイン電極２側に向けて厚みが減少する厚み減少部２４を有している。厚み減少部２４では、ソース電極１０側の減少開始点１４からドレイン電極２側の減少終了点１６までの長さ２４ｂが、減少開始点１４における厚み２４ａよりも長い。 （もっと読む）

【課題】耐圧特性に優れた高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を提供する。
【解決手段】基板１２上に形成された複数の活性半導体層１６、１８を含むＨＥＭＴ１０。ソース電極２０、ドレイン電極２２、およびゲート２４は、複数の活性層１６、１８と電気的に接触して形成される。スペーサ層２６は、複数の活性層１６、１８の表面の少なくとも一部の上に形成され、ゲート２４を覆っている。フィールドプレート３０が、スペーサ層２６上に形成されて、ソース電極２２に電気的に接続され、このフィールドプレート３０はＨＥＭＴ１０内の最高動作電界を低減する。 （もっと読む）

【課題】オン抵抗が低く、かつ、耐圧が高いノーマリーオフの半導体装置を提供する。
【解決手段】基板１０２の上方に形成された、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるバックバリア層１０６と、バックバリア層１０６上に形成され、バックバリア層よりバンドギャップエネルギーが小さいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるチャネル層と１０８、チャネル層１０８にオーミック接続された第１の電極１１６，１１８と、チャネル層の上方に形成された第２の電極１２０と、を備え、バックバリア層１０６は第２の電極１２０の下方に設けられ、かつ、第２の電極１２０の下方から第１の電極の１１６，１１８下方まで連続して設けられていない半導体装置を提供する。 （もっと読む）

【課題】ＦＥＴのソース領域にショットキー電極を形成し、内部にオミックパターン電極を備え、ゲート電極をソース電極の一部領域と窒化物半導体領域の一部に形成することによって、ノーマリ−オフ動作すると共に高耐圧及び高電流で動作可能な、半導体素子及び製造方法を提供する。
【解決手段】内部に２次元電子ガス（２ＤＥＧ）チャネルを形成する窒化物半導体層３０と、窒化物半導体層３０にオーミック接合されたドレイン電極５０と、ドレイン電極５０と離間され、窒化物半導体層３０にショットキー接合されるソース電極６０と、ドレイン電極５０とソース電極６０との間の窒化物半導体層３０上及びソース電極６０の少なくとも一部上にかけて形成された誘電層４０と、ドレイン電極５０と離間されるように誘電層４０上に配設され、一部が誘電層４０を挟んでソース電極６０のドレイン方向のエッジ部分上部に形成されたゲート電極７０とを含む。 （もっと読む）