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場效應電晶體的製作方法

2023-07-12 12:08:36 1

專利名稱:場效應電晶體的製作方法
技術領域:
本發明涉及能夠適用於在民用設備的電源電路中使用的功率電晶體的場效應電晶體。
背景技術:
氮化物半導體與矽(Si)或GaAs等相比,禁帶寬度、絕緣擊穿電場、電子的飽和漂移速度都大。並且,在以(0001)面為主面的襯底上形成的由AlGaN / GaN形成的異質結構的電晶體中,通過自發極化以及壓電極化在異質界面處產生二維電子氣(以下也稱為2DEG)。
因此,該異質結構的電晶體中,即使什麼都不摻雜也能得到IX IO13CnT2程度以上的層載流子一卜々^ ') 濃度的2DEG。將該高濃度的2DEG作為載流子使用的高電子遷移率電晶體(HEMT (High Electron Mobility Transistor))近年來受到注目,提出了各種HEMT結構(異質結)的場效應電晶體。
圖6是表示專利文獻I所示的以往的場效應電晶體500的剖面結構的圖。以下, 還將場效應電晶體僅稱為FET (Field Effect Transistor)。並且,以下,還將FET僅稱為器件。
如圖6所示,在場效應電晶體500中,在襯底501上層疊有由第一氮化物半導體 (GaN)形成的第一半導體層510 (動作層)和由第二氮化物半導體形成的第二半導體層520 (阻擋層)。第二氮化物半導體的禁帶寬度大於第一氮化物半導體的禁帶寬度。
通過在第一半導體層510上形成第二半導體層520而形成異質結界面。因此,在第一半導體層510的異質結界面附近的區域形成2DEG層511。
在第二半導體層520中形成有貫通該第二半導體層520而到達(接觸)第 一半導體層 510 的開口部 521. 1,521. 2。
另外,開口部521. 1、521. 2分別形成為,貫通2DEG層511併到達該2DEG層511下側的區域。
在開口部521.1的內部,通過埋入導電性材料而形成作為歐姆電極的源極電極 S50。並且,在開口部521. 2的內部,通過埋入導電性材料而形成作為歐姆電極的漏極電極 D50。
在第二半導體層520上,形成作為肖特基電極的柵極電極G50。並且,柵極電極G50 形成在源極電極S50和漏極電極D50之間。
另外,在源極電極S50、漏極電極D50以及柵極電極G50上,形成表面保護膜550。
根據該結構,歐姆電極和2DEG層直接接觸,因此能夠降低歐姆電極的接觸電阻。 以下,還將場效應電晶體500稱為以往的FET。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2007 - 329350號公報發明概要
發明要解決的技術問題
但是,在以往的FET中不能解決以下的問題。
例如,在以往的FET中,能夠通過增長柵極電極的寬度(源極一漏極間的電流路徑的寬度)來減小導通(ON)時的電阻(導通電阻)。
但是,在該以往的FET的第一半導體層510或第二半導體層520中,有存在圖7的電子束顯微鏡照片所示那樣的小的坑的情況。該坑是空隙狀的缺陷。在坑存在的情況下, 坑和襯底之間的耐壓下降。即,FET (器件)的耐壓下降。所謂耐壓是指能夠對器件等施加的電壓的極限值。
因此,FET (器件)的耐壓未達到用於被視為良品的規定耐壓的概率增大,FET (器件)的成品率下降
發明內容
本發明是為了解決上述的問題點而做出的,其目的在於提供一種能夠抑制成品率的下降的場效應電晶體。
用於解決技術問題的手段
為了解決上述技術問題,本發明的某種方式的場效應電晶體具備襯底;第一半導體層,由第一氮化物半導體形成;以及第二半導體層,由禁帶寬度比上述第一氮化物半導體的禁帶寬度大的第二氮化物半導體形成;上述第一半導體層形成在上述襯底的上方,上述第二半導體層形成在上述第一半導體層上,在上述第二半導體層,形成貫通該第二半導體層而到達上述第一半導體層的開口部,通過上述開口部的形成,在上述第一半導體層的上表面中的、上方未形成上述第二半導體層的部分的至少一部分,形成絕緣體,在上述開口部,以覆蓋上述絕緣體的方式形成電極,上述電極形成為,與上述第一半導體層和上述第二半導體層之間的界面相接。
即,通過上述開口部的形成,在上述第一半導體層的上表面中的、上方未形成上述第二半導體層的部分的至少一部分,形成絕緣體。在上述開口部,以覆蓋上述絕緣體的方式形成電極。上述電極形成為,與上述第一半導體層和上述第二半導體層之間的界面相接。
這裡,在第一半導體層中,假設在絕緣體的下部存在成為耐壓下降的主要原因的缺陷(例如坑)。該情況下,通過絕緣體能夠抑制缺陷和襯底之間的耐壓的下降。即,通過絕緣體能夠抑制場效應電晶體的耐壓的下降。
由此,即使在存在成為耐壓下降的主要原因的缺陷的情況下,也能夠抑制將場效應電晶體的耐壓維持在用於被視為良品的規定耐壓以上的概率的下降。
S卩,能夠抑制場效應電晶體的成品率的下降。
並且,優選的是,在與上述第一半導體層和上述第二半導體層之間的界面的附近的區域相當的、上述第一半導體層的表面部,形成二維電子氣層,上述電極形成為,貫通上述第二半導體層及上述二維電子氣層。
由此,電極與二維電子氣層直接接觸。因此,即使形成有絕緣體,也能夠減小該電極的接觸電阻。
並且,優選的是,在上述第一半導體層及上述第二半導體層中,在與上述開口部的內側的表面部相當的部分,摻雜有η型雜質。
並且,優選的是,與上述開口部的內側的表面部相當的部分包含上述第一半導體層和上述第二半導體層之間的界面的端部。
並且,優選的是,還具備緩衝層,依次層疊上述襯底、上述緩衝層以及上述第一半導體層。
並且,優選的是,上述絕緣體至少由AIN、SiO2, SiN、藍寶石、金剛石以及絕緣性有機物中的任一種構成。
發明效果
根據本發明能夠抑制成品率的下降。








圖1是表示第一實施方式的場效應電晶體的剖面結構的圖。 2是示出了器件的元件面積與其成品率之間的關係的圖。 3是用於說明存在缺陷的場效應電晶體的圖。4是表示第二實施方式的場效應電晶體的剖面結構的圖。 5是表示第三實施方式的場效應電晶體的剖面結構的圖。 6是表示以往的場效應電晶體的剖面結構的圖。7是表示六邊形的坑的電子束顯微鏡照片。
具體實施方式
以下,參照

本發明的實施方式。在以下的說明中,對同一構成要素附加了同一符號。它們的名稱及功能也相同。因此,存在省略對他們的詳細說明的情況。
另外,實施方式中所例示的各構成要素的尺寸、材質、形狀、它們的相對配置等可根據適用本發明的裝置的結構或各種條件而適當地變更,本發明不限於這些例示。並且,各圖中的各構成要素的尺寸存在與實際的尺寸不同的情況。

圖1是表不第一實施方式的場效應電晶體100的剖面結構的圖。場效應電晶體 100是異質結場效應電晶體。並且,場效應電晶體100還是高電子遷移率電晶體(HEMT)。另外,在圖1中示出了場效應電晶體100中不包含的表面保護膜150。另外,表面保護膜150 也可以包含在場效應電晶體100中。
如圖1 所示,場效應電晶體100具備襯底101、緩衝層102、第一半導體層110、第二半導體層120、源極電極S10、漏極電極D10、柵極電極G10、絕緣體130.1、130. 2。
襯底101作為一例是P型的Si襯底。
緩衝層102在襯底101上形成。緩衝層102具有將AlN (氮化鋁)緩衝、AlN及GaN 形成了 100周期的超晶格結構。該AlN緩衝的膜厚例如為300nm。該超晶格結構I周期中的AlN的膜厚例如為5nm。該超晶格結構I周期中的GaN的膜厚例如為20nm。
第一半導體層110在緩衝層102上形成。即,第一半導體層110在襯底101的上方形成。也就是說,襯底101、緩衝層102以及第一半導體層110按此順序層疊。
第一半導體層110由第一氮化物半導體形成。第一氮化物半導體例如為GaN (氮化鎵)。另外,第一氮化物半導體不限於GaN,也可以是作為氮化物半導體的其他材料。並且,第一氮化物半導體也可以是將GaN和其他材料混合後得到的物質。第一半導體層110 的膜厚例如為2 μ m。
第二半導體層120在第一半導體層110上形成。第二半導體層120由第二氮化物半導體形成。第二氮化物半導體例如為AlGaN。另外,第二氮化物半導體不限於AlGaN,也可以是作為氮化物半導體的其他材料。並且,第二氮化物半導體也可以是將AlGaN和其他材料混合後得到的物質。第二半導體層120的膜厚例如為50nm。
第二氮化物半導體的禁帶寬度大於第一氮化物半導體的禁帶寬度。
另外,通過在第一半導體層110上形成第二半導體層120,形成異質結界面。因此, 在第一半導體層110的異質結界面附近的區域,形成2DEG (二維電子氣)層111。2DEG層 111是由2DEG (二維電子氣)形成的層。
S卩,在與第一半導體層110和第二半導體層120之間的界面的附近的區域相當的、 第一半導體層110的表面部,形成二維電子氣層(2DEG層111)。
在第二半導體層120,形成貫通該第二半導體層120的開口部(以下還稱為貫通區域部)。具體來說,在第二半導體層120,形成貫通第二半導體層120而到達(接觸)第一半導體層110的開口部121. 1,121. 2。
開口部121.1、121. 2通過乾式蝕刻工序形成。開口部121.1、121. 2各自的深度例如為IOOnm。
通過開口部121.1的形成,在第一半導體層110的上表面中的、未在上方形成第二半導體層120的部分(以下還稱為層上表面A)的至少一部分,形成絕緣體130.1。另外,絕緣體130.1的底面的面積為層上表面A的面 積的例如80% 100%。
通過開口部121. 2的形成,在第一半導體層110的上表面中的、未在上方形成第二半導體層120的部分(以下還稱為層上表面B)的至少一部分,形成絕緣體130. 2。
另外,絕緣體130. 2的底面的面積為層上表面B的面積的例如80% 100%。
在開口部121. 1,形成作為歐姆電極的源極電極S10。S卩,在開口部121. 1,以覆蓋絕緣體130.1的上部的方式形成電極(源極電極S10)。作為電極的源極電極SlO形成為,與第一半導體層110和第二半導體層120之間的界面相接。具體來說,作為電極的源極電極 SlO形成為,與第一半導體層110和第二半導體層120之間的界面的端部相接。並且,作為電極的源極電極SlO形成為,將第二半導體層120及二維電子氣層(2DEG層111)貫通。
並且,源極電極SlO形成為,該源極電極SlO的下部到達該2DEG層111的下側的區域。
源極電極SlO主要由Ti和Al形成。源極電極SlO的膜厚為200nm。
在開口部121. 2,形成作為歐姆電極的漏極電極DIO。S卩,在開口部121. 2,以覆蓋絕緣體130. 2的上部的方式形成電極(漏極電極D10)。作為電極的漏極電極DlO形成為,與第一半導體層110和第二半導體層120之間的界面相接。具體來說,作為電極的漏極電極 DlO形成為,與第一半導體層110和第二半導體層120之間的界面的端部相接。並且,作為電極的漏極電極DlO形成為,將第二半導體層120及二維電子氣層(2DEG層111)貫通。
並且,漏極電極DlO形成為,該漏極電極DlO的下部到達該2DEG層111的下側的區域。
漏極電極DlO主要由Al形成。漏極電極DlO的厚度為200nm。源極電極SlO及漏極電極DlO依次形成。
柵極電極GlO在第二半導體層120上形成,並且形成在源極電極SlO和漏極電極 DlO之間。柵極電極GlO由肖特基電極或P型氮化物半導體形成。作為P型氮化物半導體, 列舉P — GaN作為一例。
在源極電極S10、漏極電極DlO以及柵極電極GlO上,形成表面保護膜150。
本申請的發明者們採用了通過等離子CVD裝置形成的AlN來作為構成絕緣體 130.1、130. 2的材料。並且,本申請的發明者們將絕緣體130.1、130. 2的膜厚設為150nm、 將在X方向上的絕緣體130.1和2DEG層111之間的距離dl設為例如O. 5 μ m。並且,還將在X方向上的絕緣體130. 2和2DEG層111之間的距離dl也設為例如O. 5 μ m。
本申請的本發明者們考慮散熱性而採用了散熱性好的AIN來作為構成絕緣體 130. 1,130. 2的材料,但不限於此,只要是起到絕緣體的作用的材料,也可以採用其他材料。
構成絕緣體130.1、130. 2的材料例如可以是Si02、SiN、A1203、藍寶石、金剛石、絕緣性有機物等。即,絕緣體130. 1、130.2至少由麼1隊5102、51隊藍寶石、金剛石以及絕緣性有機物中的任一種構成。
圖2是表示了器件的元件面積與其成品率之間的關係的圖。
圖2中,橫軸表示場效應電晶體的元件面積,縱軸表示場效應電晶體的成品率。以下還將場效應電晶體稱為FET。·
這裡,作為FET即場效應電晶體100的結構,設源極一柵極間距離Lse=1. 5 μ m、 設柵極電極長Le = 2 μ m、設柵極一漏極間距離LeD = 10 μ m、設源極電極長Ls = 8 μ m、設漏極電極長Ld = 8 μ m。
FET的成品率是將滿足以下的條件A的FET視為「不良」的情況下的成品率。該條件A是指這樣的條件,即在FET的截止(OFF)狀態下,在漏極一源極間電壓Vds為400V的情況下漏電流為KT7A / mm以下。
以下,還將成為器件(例如FET)的耐壓下降的主要原因的缺陷稱為耐壓下降缺陷。 作為耐壓下降缺陷的一例,認為是坑。另外,耐壓下降缺陷不限於坑,例如也可以是位錯、微管(micropipe)、反轉域。
特性曲線L11、L12、L13、L14、L15、L16是假設在器件(FET)內存在耐壓下降缺陷的情況下的與該耐壓下降缺陷的密度對應的理論曲線。
假設存在於器件(FET)內的耐壓下降缺陷的一例是,妨礙器件(FET)的耐壓成為 400V以上的缺陷。作為該耐壓下降缺陷的一例,認為是坑。上述的耐壓下降缺陷的密度還是洩漏路徑(leak path)的面內密度。
特性曲線L11、L12、L13、L14、L15、L16分別是耐壓下降缺陷的密度對應於10000、 1000、100、10、1、0.1 / Cm2 的特性曲線。
根據特性曲線Lll L16可知,妨礙器件(FET)的耐壓成為400V以上的耐壓下降缺陷的密度大約為10 / Cm2。
圖2中,特性點Pl (三角(▲)記號)表示形成了絕緣體130. 1,130. 2的場效應電晶體100 (器件)的成品率。
另一方面,黑圈(·)記號是在具有各種元件面積的FET中、將未形成絕緣體 130. 1,130. 2的情況下的成品率作為元件面積的函數而繪製的。特性點PO表示在場效應電晶體100中假設未形成絕緣體130. 1,130. 2的情況下的器件(場效應電晶體)的成品率。
根據圖2,在同一元件面積下,特性點Pl表示的成品率是特性點PO表示的成品率的約2倍。即,在同一元件面積下,與沒有絕緣體的情況相比,在有絕緣體的情況下成品率上升到2倍。這樣,可知通過絕緣體的形成,器件(場效應電晶體)的成品率提高。

這裡,對圖6中說明的以往的FET進行考察。如上述那樣,在該以往的FET的第一半導體層510或第二半導體層520中存在耐壓下降缺陷的情況下,耐壓下降缺陷和襯底之間的耐壓下降。這裡,作為該電壓下降缺陷的一例,認為是坑。
因此,FET (器件)的耐壓未達到用於被視為良品的規定耐壓的概率增大,FET (器件)的成品率下降。
另外,越增加柵極電極的長度方向的長度(圖6的柵極電極G50的進深方向的長度)、增大FET (器件)的有效面積,則器件的有效面積中的耐壓下降缺陷的存在概率越增大。 因此,為了將耐壓下降缺陷的存在概率維持在規定值以下,不能無限制地增加柵極電極的長度。
這裡,將圖6的源極電極S50的X方向的寬度(長度)稱為源極電極長。並且,將圖 6的漏極電極D50的X方向的寬度(長度)稱為漏極電極長。
作為使器件的有效面積儘可能小的手段之一,也可以考慮縮短源極電極長、漏極電極長的手段。但是,根據以下所示的理由A、B,該手段不是優選的手段。
理由A是因為對流過源極電極、漏極電極的電流產生限制。
理由B是因為若縮短源極電極長、漏極電極長,則存在散熱性惡化、器件的特性惡化的可能性。
特別是,在採用了 2DEG的氮化物半導體場效應電晶體中,隨著溫度上升,電子的遷移率減少,隨之方塊電 阻(sheet resistance)上升。因此,散熱性惡化那樣的器件結構是不優選的。
這裡,在本實施方式的場效應電晶體100中,如圖3所示,假設在絕緣體130.1的緊下方存在耐壓下降缺陷B11。作為耐壓下降缺陷Bll的一例,認為是坑。
該情況下,即使對漏極電極DlO施加了電壓,也由於存在絕緣體130.1、130. 2,因此能夠維持耐壓下降缺陷Bll與襯底101之間的耐壓。
S卩,能夠抑制耐壓下降缺陷Bll與襯底101之間的耐壓的下降。
另外,在場效應電晶體100中,假設在絕緣體130. 2的緊下方存在耐壓下降缺陷 BH.該情況下,即使對漏極電極DlO施加了電壓,也由於存在絕緣體130. 2,因此能夠維持耐壓下降缺陷Bll與襯底之間的耐壓。
由此,即使在存在成為耐壓下降的主要原因的缺陷的情況下,也能夠對將場效應電晶體100的耐壓維持在用於被視為良品的規定耐壓以上的概率的下降進行抑制。
即,能夠抑制場效應電晶體100的成品率的下降。
並且,歐姆電極(源極電極S10、漏極電極D10)與2DEG層111直接接觸。因此,SP 使形成有該絕緣體130.1、130. 2,歐姆電極(源極電極S10、漏極電極D10)與2DEG層111之間的接觸電阻也不受到影響。因此器件的靜態特性不會受到任何影響。
因此,根據本實施方式的場效應電晶體100的結構,即使通過增加柵極寬度來增加場效應電晶體100的有效面積,場效應電晶體100也能夠維持所期望的耐壓。即,能夠對將場效應電晶體100的耐壓維持在用於被視為良品的規定耐壓以上的概率的下降進行抑制。即,能夠抑制場效應電晶體的成品率的下降。
因而,根據本實施方式的場效應電晶體100的結構,能夠實現成品率的提高。

圖4是表示第二實施方式的場效應電晶體100A的剖面結構的圖。
場效應電晶體100A與圖1的場效應電晶體100相比較,不同點在於形成有摻雜了 η型雜質的區域122。除此以外的場效應電晶體100Α的結構與場效應電晶體100相同,因此不重複詳細說明。並且,構成場效應電晶體100Α的構成要素的材料也與場效應電晶體100 相同,因此不重複詳細說明。
以下,還將開口部121. 1,121. 2的每個總稱為開口部121。
具體來說,在第一半導體層110以及第二半導體層120中,在與開口部121的內側的表面部相當的部分(區域122),摻雜有η型雜質。
η型雜質例如是矽(Si)。η型雜質被摻雜時的該η型雜質的濃度為KT18CnT3。
更具體來說,在第一半導體層110以及第二半導體層120中,在與開口部121.1的內側的表面部相當的部分(區域122),摻雜有η型雜質。與開口部121.1的內側的表面部相當的部分包含第一半導體層110與第二半導體層120之間的界面的端部。即,在源極電極 SlO (歐姆電極)與2DEG層111相接觸的部分(區域122),摻雜有η型雜質。
由此,源極電極SlO (歐姆電極)與2DEG層111之間的接觸電阻降低。
並且,在第一半導體層110以及第二半導體層120中,在與開口部121. 2的內側的表面部相當的 部分(區域122),摻雜有η型雜質。這裡,與開口部121.2的內側的表面部相當的部分包含第一半導體層110與第二半導體層120之間的界面的端部。即,在漏極電極 DlO (歐姆電極)與2DEG層111相接觸的部分(區域122),摻雜有η型雜質。
由此,漏極電極DlO (歐姆電極)與2DEG層111之間的接觸電阻降低。
另外,在本實施方式中也與第一實施方式同樣,構成絕緣體130. 1,130. 2的材料為Α1Ν,絕緣體130. 1、130. 2的膜厚為150nm。並且,X方向上的、絕緣體130.1 (絕緣體 130. 2)與2DEG層111之間的距離dl (參照圖1)的一例是O. 5 μ m。
另外,在本實施方式中也與第一實施方式同樣,作為FET即場效應電晶體100A的結構,源極一柵極間距離Lse =1. 5μηι,柵極電極長Le = 2μηι,柵極一漏極間距離Lra = 10 μ m,源極電極長Ls = 8 μ m,漏極電極長Ld = 8 μ m。
FET的成品率與第一實施方式同樣,是將滿足上述的條件A的FET視為「不良」的情況下的成品率。
圖2中,特性點P2 (中空的四邊(□)記號)表示形成有絕緣體130. 1、130. 2的場效應電晶體100A的場效應電晶體的成品率。
根據圖2,在同一元件面積下,特性點P2表示的成品率是特性點PO表示的成品率的約2倍。也就是說,有絕緣體的情況下的場效應電晶體的成品率是沒有絕緣體的情況下的場效應電晶體的成品率的約2倍。這樣,在本實施方式的場效應電晶體100A的結構下, 也能夠實現成品率的提聞。
並且,根據本實施方式的場效應電晶體100A的結構,與第一實施方式相同地能夠抑制場效應電晶體100A的成品率的下降。

圖5是表示第三實施方式的場效應電晶體100B的剖面結構的圖。
場效應電晶體100B與圖1的場效應電晶體100相比較,不同點在於在開口部 121.1未形成絕緣體130.1。除此以外的場效應電晶體100B的結構與場效應電晶體100相同,因此不重複詳細說明。並且,構成場效應電晶體100B的構成要素的材料也與場效應電晶體100相同,因此不重複詳細說明。
S卩,在場效應電晶體100B中,僅形成有絕緣體130. 1,130. 2中的絕緣體130. 2。另外,不限於該結構,在場效應電晶體100B中也可以僅形成有絕緣體130. 1、130. 2中的絕緣體 130.1。
另外,在本實施方式中也與第一實施方式同樣,構成絕緣體130. 2的材料為A1N, 絕緣體130. 2的膜厚為150nm。並且,X方向上的、絕緣體130. 2與2DEG層111之間的距離 dl (參照圖1)的一例是O. δμπ ο
另外,與第一實施方式同樣,考慮散熱性而將構成絕緣體130.2的材料設為散熱性好的Α1Ν,但不限於此,只要是起到絕緣體的作用的材料則也可以採用其他材料。構成絕緣體130. 2的材料例如也可以是Si02、SiN、Al2O3、藍寶石、金剛石、絕緣性有機物等。
另外,在本實施方式中也與第一實施方式同樣,作為FET即場效應電晶體100B的結構,源極一柵極間距離Lse =1. 5μηι,柵極電極長Le = 2μηι,柵極一漏極間距離Lra = 10 μ m,源極電極長Ls = 8 μ m,漏極電極長Ld = 8 μ m。
FET的成品率與第一實施方式同樣,是將滿足上述的條件A的FET視為「不良」的情況下的成品率。
圖2中,特性點P3 (中空的白圈(〇)記號)表示形成有絕緣體130. 2的場效應電晶體100B的場效應晶 體管的成品率。根據圖2,在同一元件面積下,特性點P2表示的成品率是特性點PO表示的成品率的約1. 5倍。這樣,在本實施方式的場效應電晶體100B的結構下,也能夠實現成品率的提聞。
並且,根據本實施方式的場效應電晶體100B的結構,與第一實施方式同樣地能夠抑制場效應電晶體100B的成品率的下降。
以上,基於實施方式對本發明的場效應電晶體進行了說明,但本發明不限於這些實施方式。只要不脫離本發明的主旨,對本實施方式實施了本領域技術人員想到的各種變形而得到的形態、或將不同的實施方式中的構成要素進行組合而構築的形態都包含在本發明的範圍內。
本次公開的實施方式應該理解為,全部的點是示例而不是用來進行限制的。本發明的範圍不僅是上述的說明還通過權利要求的範圍而示出,包括與權利要求的範圍等同及範圍內的所有變更。
工業實用性
本發明的場效應電晶體能夠作為在空調機、調光裝置等民用設備的電源迴路等中使用的功率電晶體來進行利用。
符號說明
100、100A、100B 場效應電晶體0135]101襯底0136]102緩衝層0137]110第一半導體層0138]120第二半導體層0139]121.1、121.2 開口部0140]122區域0141]130.1、130. 2 絕緣體0142]150表面保護膜 0143]DlO漏極電極0144]GlO柵極電極0145]SlO源極電極
權利要求
1.一種場效應電晶體,其特徵在於,具備襯底;第一半導體層,由第一氮化物半導體形成;以及第二半導體層,由禁帶寬度比上述第一氮化物半導體的禁帶寬度大的第二氮化物半導體形成,上述第一半導體層形成在上述襯底的上方,上述第二半導體層形成在上述第一半導體層上,在上述第二半導體層,形成貫通該第二半導體層而到達上述第一半導體層的開口部, 通過上述開口部的形成,在上述第一半導體層的上表面中的、上方未形成上述第二半導體層的部分的至少一部分,形成絕緣體,在上述開口部,以覆蓋上述絕緣體的方式形成電極,上述電極形成為,與上述第一半導體層和上述第二半導體層之間的界面相接。
2.如權利要求1所述的場效應電晶體,其特徵在於,在與上述第一半導體層和上述第二半導體層之間的界面的附近的區域相當的、上述第一半導體層的表面部,形成二維電子氣層,上述電極形成為,貫通上述第二半導體層及上述二維電子氣層。
3.如權利要求1或2所述的場效應電晶體,其特徵在於,在上述第一半導體層及上述第二半導體層中,在與上述開口部的內側的表面部相當的部分,摻雜有η型雜質。
4.如權利要求3所述的場效應電晶體,其特徵在於,與上述開口部的內側的表面部相當的部分包含上述第一半導體層和上述第二半導體層之間的界面的端部。
5.如權利要求廣4中任一項所述的場效應電晶體,其特徵在於,該場效應電晶體還具備緩衝層,依次層疊上述襯底、上述緩衝層以及上述第一半導體層。
6.如權利要求廣5中任一項所述的場效應電晶體,其特徵在於, 上述絕緣體至少由麼1隊5102、51隊藍寶石、金剛石以及絕緣性有機物中的任一種構成。
全文摘要
一種場效應電晶體,通過開口部(121.1)的形成,在第一半導體層(110)的上表面中的、上方未形成第二半導體層(120)的部分的至少一部分形成絕緣體(130.1)。在開口部(121.1),以覆蓋絕緣體(130.1)的方式形成源極電極(S10)。源極電極(S10)形成為,與第一半導體層(110)和上述第二半導體層(120)之間的界面相接。
文檔編號H01L21/338GK103003930SQ201180033838
公開日2013年3月27日 申請日期2011年7月11日 優先權日2010年7月14日
發明者田中健一郎, 上田哲三 申請人:松下電器產業株式會社

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