JP2003188190A - Heterojunction field-effect transistor and its manufacturing method - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ヘテロ接合電界
効果トランジスタ、特に、 III族窒化物( III-Nitrid
e)系電界効果トランジスタ及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heterojunction field effect transistor, and more particularly to a group III nitride (III-Nitrid
e) Field-effect transistor and its manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】異種半導体からなるヘテロ接合を用い
た、ヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET:Heterojun
ction Feild Effect Transisitor 以下、HFETと称する
こともある。)は、マイクロ波等の高出力デバイスとし
てその重要性が年々増加している。2. Description of the Related Art A heterojunction field effect transistor (HFET: Heterojunction) using a heterojunction made of different kinds of semiconductors.
ction Feild Effect Transisitor Hereinafter, it may be referred to as HFET. ), The importance is increasing year by year as a high output device such as microwave.
【0003】現在、GaAs系HFET等が実用化に至
っている一方で、青・緑色LED等の作製に伴う III族
窒化物の材料開発により、 III族窒化物系HFETの研
究が盛んに行われている。While GaAs HFETs and the like have come to practical use at present, group III nitride HFETs have been actively researched due to the development of group III nitride materials associated with the production of blue / green LEDs and the like. There is.
【0004】例えば、河合らによる文献(日本学術振興
会 極限構造電子物性第151委員会 第49回研究会資
料)では、 III族窒化物材料の、GaAs(ガリウム砒
素)に比して6〜8倍の破壊電界や2〜3倍の飽和速度
等の優れた特性を挙げ、高速電力素子としての III族窒
化物系HFETの有意性が報告されている。[0004] For example, in a document by Kawai et al. (Materials of the 49th Research Meeting of the 151st Committee of the Society for the Limitation of Electronic Structure, Japan Society for the Promotion of Science), the group III nitride material is 6-8 compared to GaAs (gallium arsenide). It has been reported that the group III nitride-based HFET as a high-speed power device is significant because it has excellent characteristics such as a double breakdown electric field and a 2-3 times saturation speed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】III族窒化物HFET
として、例えば、文献にも示すような、禁制帯幅の小さ
なGaNチャネル層内でキャリアを走行させ、チャネル
層よりも禁制帯幅の大きなAlGaN電子供給層を介し
てゲート電極を設けたGaN系HFET(順型)があ
る。Group III nitride HFET
For example, as shown in the literature, GaN-based HFETs in which carriers run in a GaN channel layer having a small forbidden band width and a gate electrode is provided via an AlGaN electron supply layer having a larger forbidden band width than the channel layer There is (normal type).
【0006】このGaN系HFETでは、ゲート電極が
形成されるゲートコンタクト層(或いは、ショットキ層
とも称する。)である電子供給層上に、ソース及びドレ
イン電極を形成しなくてはならない。In this GaN-based HFET, the source and drain electrodes must be formed on the electron supply layer which is the gate contact layer (or also referred to as Schottky layer) on which the gate electrode is formed.
【0007】この(順型)GaN系HFET(より詳し
くは、GaN/AlGaN系HFET)では、塩素ガス
を用いた反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion E
tching 以下、RIEと称する。)法だけが信頼性あるエッ
チング手段であるにも拘わらず、AlGaNとGaNと
のエッチング選択比が殆どないため、リセス構造を再現
性良く形成することが困難である。In this (normal type) GaN-based HFET (more specifically, GaN / AlGaN-based HFET), reactive ion etching (RIE: Reactive Ion E) using chlorine gas is used.
Hereinafter referred to as tRIE. ) Method is a reliable etching means, it is difficult to form the recess structure with good reproducibility because there is almost no etching selection ratio between AlGaN and GaN.
【0008】一方、例えば、GaAs層をチャネル層と
し、AlGaAs層を電子供給層とするGaAs系HF
ETでは、AlGaAsとGaAsとの間のエッチング
選択比を利用して、AlGaAs電子供給層上部にGa
Asコンタクト層によるリセス構造が形成されている。
その結果、ソース及びドレイン電極が形成されるコンタ
クト層とゲート電極が形成される層とを別個にでき、ソ
ース及びドレイン電極の接触(コンタクト)抵抗の低減
を図ることができる。On the other hand, for example, a GaAs-based HF having a GaAs layer as a channel layer and an AlGaAs layer as an electron supply layer.
In ET, the etching selectivity between AlGaAs and GaAs is used to make Ga on the AlGaAs electron supply layer.
A recess structure is formed by the As contact layer.
As a result, the contact layer in which the source and drain electrodes are formed and the layer in which the gate electrode is formed can be separated, and the contact resistance between the source and drain electrodes can be reduced.
【0009】しかしながら、従来の III族窒化物HFE
T、例えば、GaN系HFETでは、このようなリセス
構造によるデバイスの特性向上を図ることは困難であっ
た。However, conventional III-nitride HFE
In T, for example, a GaN-based HFET, it was difficult to improve the device characteristics by such a recess structure.
【0010】また、GaN系HFETでは、AlGaN
層を形成するに当たり、Alの組成比が大きい場合には
良質な結晶とならないことが知られている。よって、A
l組成比が0.2程度であるAl0.2Ga0.8Nを用いて
いるが、AlGaN層上のソース及びドレイン電極の接
触抵抗が10-5Ωcm程度と高くなる。また、これら接
触抵抗の上昇に伴いソース抵抗が上昇するため、デバイ
ス特性の低下を招く。In the GaN-based HFET, AlGaN
It is known that when forming a layer, a high quality crystal cannot be obtained if the Al composition ratio is large. Therefore, A
Although Al 0.2 Ga 0.8 N having an l composition ratio of about 0.2 is used, the contact resistance of the source and drain electrodes on the AlGaN layer is as high as about 10 −5 Ωcm. Moreover, since the source resistance increases with the increase of the contact resistance, the device characteristics are deteriorated.
【0011】また、リセス構造が形成されていないGa
N系HFETでは、広大な表面空乏層が形成されてしま
う。その結果、この不所望な表面空乏層によっても、ソ
ース抵抗が上昇してしまう。Ga in which the recess structure is not formed
In the N-type HFET, a vast surface depletion layer is formed. As a result, this undesired surface depletion layer also increases the source resistance.
【0012】そこで、上述の種々の問題点を技術的に解
決する手法の出現が望まれていた。Therefore, the advent of a technique for technically solving the above-mentioned various problems has been desired.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】そこで、この発明のヘテ
ロ接合電界効果トランジスタは、下記のような構成上の
特徴を有する。Therefore, the heterojunction field effect transistor of the present invention has the following structural features.
【0014】すなわち、基板上に、GaNからなるバッ
ファ層と、アンドープ又はn型不純物を含有するGaN
からなるチャネル層と、このチャネル層よりも大きな禁
制帯幅を有しかつn型不純物を含有するAlxInyGa
1-(x+y)N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)か
らなるキャリア供給層と、このキャリア供給層よりも高
濃度のn型不純物を含有するGaNからなり、互いに離
間された2つの領域として形成されたコンタクト層とを
順次具え、キャリア供給層上であって2つの領域間に、
当該2つの領域とは離間されてゲート電極が設けられて
おり、2つの領域のうち一方の領域上にはソース電極が
設けられており、他方の領域上にはドレイン電極が設け
られている。That is, a GaN buffer layer and GaN containing undoped or n-type impurities are formed on a substrate.
And a channel layer of Al x In y Ga having a band gap larger than that of the channel layer and containing an n-type impurity.
1- (x + y) N (0 <x <1,0 <y <1, x + y ≦ 1) and a GaN containing a higher concentration of n-type impurities than the carrier supply layer. , A contact layer formed as two regions separated from each other, and on the carrier supply layer between the two regions,
A gate electrode is provided separately from the two regions, a source electrode is provided on one region of the two regions, and a drain electrode is provided on the other region.
【0015】このようにして製造されたヘテロ接合電界
効果トランジスタ(HFET)は、例えば、GaN系H
FETに適用して好適である。この発明のHFETの構
造によれば、コンタクト層によってリセス構造が形成さ
れている。よって、例えば、従来のGaN系HFETに
比べて、上述したような表面空乏層によるソース抵抗の
増大を低減させることができる。The heterojunction field effect transistor (HFET) manufactured in this manner is, for example, a GaN-based HFET.
It is suitable to be applied to a FET. According to the structure of the HFET of the present invention, the recess structure is formed by the contact layer. Therefore, for example, the increase in the source resistance due to the surface depletion layer as described above can be reduced as compared with the conventional GaN-based HFET.
【0016】また、上述したこの発明のHFETの構造
によれば、例えば、従来のGaN系HFETに比べ、ソ
ース電極及びドレイン電極が形成されるコンタクト層中
の不純物濃度を高くすることができる。よって、電子に
対する障壁(ポテンシャル障壁)を低下することがで
き、ソース電極及びドレイン電極のコンタクト(接触)
抵抗を低減させることができる。Further, according to the structure of the HFET of the present invention described above, the impurity concentration in the contact layer where the source electrode and the drain electrode are formed can be made higher than that of the conventional GaN-based HFET. Therefore, the barrier against electrons (potential barrier) can be lowered, and the contact between the source electrode and the drain electrode (contact)
The resistance can be reduced.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図1〜図11を参照して、
この発明の実施の形態につき説明する。尚、図1〜図1
0は、この発明に係るヘテロ接合電界効果トランジスタ
の製造方法の一構成例を断面の切り口で示す工程図であ
る。尚、各図は、この発明が理解できる程度に各構成成
分の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示してあるに
過ぎず、この発明を図示例に限定するものではない。ま
た、図を分かり易くするために、断面を示すハッチング
(斜線)は一部分を除き省略してある。また、以下の説
明において、特定の材料及び条件等を用いることがある
が、これら材料及び条件は好適例の一つに過ぎず、従っ
て、何らこれらに限定されない。また、各図において同
様の構成成分については同一の番号を付して示し、その
重複する説明を省略することもある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to FIGS.
An embodiment of the present invention will be described. 1 to 1
FIG. 0 is a process drawing showing a cross section of a structural example of a method for manufacturing a heterojunction field effect transistor according to the present invention. It should be noted that the respective drawings merely schematically show the shapes, sizes and arrangement relationships of the respective constituent components to the extent that the present invention can be understood, and the present invention is not limited to the illustrated examples. Further, hatching (diagonal line) showing a cross section is omitted except for a part for the sake of easy understanding of the drawing. Further, in the following description, specific materials and conditions may be used, but these materials and conditions are only one of the preferred examples, and are not limited thereto. Further, in each drawing, the same constituent components are denoted by the same reference numerals, and the duplicated description thereof may be omitted.
【0018】<第1の実施の形態>図1〜図3を参照し
て、この発明の第1の実施の形態に係るヘテロ接合電界
効果トランジスタ(以下、HFETと称することもあ
る。)の製造方法につき説明する。ここでは、HFET
の一例として、ヘテロ接合面で量子化された2次元電子
ガス(2DEG)を利用した高電子移動度トランジスタ
(HEMT:High ElectronMobility Transistor 以下、HEMT
と称する。)である、順型HEMTの製造方法につき説
明する。<First Embodiment> Referring to FIGS. 1 to 3, manufacture of a heterojunction field effect transistor (hereinafter also referred to as an HFET) according to a first embodiment of the present invention. The method will be explained. Here, HFET
As an example, a high electron mobility transistor (HEMT) using a two-dimensional electron gas (2DEG) quantized at a heterojunction surface (HEMT: High Electron Mobility Transistor, HEMT
Called. ), Which is the manufacturing method of the normal HEMT.
【0019】第1の実施の形態によれば、先ず、第一工
程として、基板上に、GaNからなるバッファ層と、ア
ンドープ又はn型不純物を含有するGaNからなるチャ
ネル層と、アンドープAlxInyGa1-(x+y)N(0<
x<1,0<y<1,x+y≦1)からなるスペーサ層
と、チャネル層よりも大きな禁制帯幅を有しかつn型不
純物を含有するAlxInyGa1-(x+y)N(0<x<
1,0<y<1,x+y≦1)からなるキャリア供給層
と、キャリア供給層よりも高濃度のn型不純物を含有す
るGaNからなるコンタクト層とを順次設けて、第1積
層体を形成する。そこで、第一工程につき、以下説明す
る。According to the first embodiment, first, in a first step, a buffer layer made of GaN, a channel layer made of GaN containing undoped or n-type impurities, and undoped Al x In are formed on a substrate. y Ga 1- (x + y) N (0 <
x <1,0 <y <1, x + y ≦ 1) and an Al x In y Ga 1- (x + y) having a forbidden band width larger than that of the channel layer and containing an n-type impurity. N (0 <x <
1, 0 <y <1, x + y ≦ 1), and a contact layer made of GaN containing an n-type impurity at a concentration higher than that of the carrier supply layer are sequentially provided to form a first stacked body. To do. Therefore, the first step will be described below.
【0020】この実施の形態では、第1積層体を形成す
るに当たり、第1積層体の各層の形成を、アンモニア
(NH3)を窒素(N2)源とする有機金属気相成長法
(MOCVD)を用いて行う。In this embodiment, in forming the first laminated body, each layer of the first laminated body is formed by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) using ammonia (NH 3 ) as a nitrogen (N 2 ) source. ) Is used.
【0021】先ず、基板としてサファイア(Al2O3)
(0001)基板12を結晶成長装置に設置する。然る
後、当該基板温度を600℃に加熱した条件下で、Ga
N低温バッファ層(以下、単にバッファ層と称すること
もある。)14を膜厚50nmの膜厚で形成する。続い
て、基板温度を1050℃に加熱させた条件下で、この
GaNバッファ層14上に、アンドープGaNチャネル
層16を2000nmの膜厚で形成する。続いて、同条
件下で、このアンドープGaNチャネル層16上に、ア
ンドープAl0.2In0.05Ga0.75Nスペーサ層18
を、3nmの膜厚で形成する。続いて、このアンドープ
Al0.2In0.05Ga0.75Nスペーサ層18上に、ケイ
素(Si)を5×1018cm-3添加した、n型Al0.2
In0.05Ga0.75Nキャリア供給層20を50nmの膜
厚で形成する。続いて、このn型Al0.2In0.05Ga
0.75Nキャリア供給層20上に、Siを1×1019cm
-3添加した、n+(キャリア供給層20に比して高不純
物濃度のため、n+と記す。)型GaN前駆コンタクト
層(後工程にてエッチングされコンタクト層22とな
る。)22’を50nmの膜厚で形成する。First, sapphire (Al 2 O 3 ) was used as a substrate.
The (0001) substrate 12 is set in a crystal growth apparatus. Then, under the condition that the substrate temperature is heated to 600 ° C., Ga
The N low-temperature buffer layer (hereinafter, also simply referred to as a buffer layer) 14 is formed with a film thickness of 50 nm. Then, under the condition that the substrate temperature is heated to 1050 ° C., the undoped GaN channel layer 16 is formed to a thickness of 2000 nm on the GaN buffer layer 14. Then, under the same conditions, the undoped Al 0.2 In 0.05 Ga 0.75 N spacer layer 18 is formed on the undoped GaN channel layer 16.
Is formed with a film thickness of 3 nm. Then, on this undoped Al 0.2 In 0.05 Ga 0.75 N spacer layer 18, silicon (Si) was added at 5 × 10 18 cm −3 , n-type Al 0.2
The In 0.05 Ga 0.75 N carrier supply layer 20 is formed with a film thickness of 50 nm. Then, this n-type Al 0.2 In 0.05 Ga
Si of 1 × 10 19 cm on the 0.75 N carrier supply layer 20.
-3- added n + (which is referred to as n + because it has a higher impurity concentration than the carrier supply layer 20) type GaN precursor contact layer (etched to be the contact layer 22 in a later step) 22 ′. It is formed with a film thickness of 50 nm.
【0022】こうして得られた第1積層体30を、図1
(A)に示す。尚、この実施の形態では、第1積層体3
0を形成するに当たり、バッファ層14、チャネル層1
6、スペーサ層18、キャリア供給層20及び前駆コン
タクト層22’となる結晶層同士を格子整合、すなわ
ち、基板12上に成長させるこれら結晶層(14,1
6,18,20,22’)の格子定数が一致(整合)す
るように形成する。格子整合させることにより、格子定
数の不整合によって各層に発生する内部応力を低減する
ことができる。The first laminated body 30 thus obtained is shown in FIG.
It shows in (A). In this embodiment, the first laminated body 3
In forming 0, the buffer layer 14 and the channel layer 1
6, the crystal layers to be the spacer layer 18, the carrier supply layer 20, and the precursor contact layer 22 ′ are lattice-matched, that is, these crystal layers (14, 1) are grown on the substrate 12.
6, 18, 20, 22 ') are formed so that the lattice constants thereof match (match). The lattice matching can reduce the internal stress generated in each layer due to the lattice constant mismatch.
【0023】尚、AlxInyGa1-(x+y)N層の組成比
は、Al0.2In0.05Ga0.75Nのみに限定されず、図
11に示すバンドギャップ(=禁制帯幅)とボンド長と
の関係図((社)応用物理学会編「これから始めるナイ
トライド半導体」p.5)の、AlN−InN−GaNを
頂点とする三角形内の組成を有するものとする。また、
より好ましくは、当該三角形内の太実線上の点の組成、
すなわち、GaNと等しいボンド長であり、かつ、Ga
Nよりも禁制帯幅の大きな組成を有するAlxInyGa
1-(x+y)N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)を
任意好適に用いることにより、この発明をより好適に実
施することができる。The composition ratio of the Al x In y Ga 1- (x + y) N layer is not limited to only Al 0.2 In 0.05 Ga 0.75 N, and the band gap (= forbidden band width) shown in FIG. It is assumed that it has a composition within a triangle having AlN-InN-GaN as the apex in the relationship diagram with the bond length ("Nitride Semiconductor Starting from Here" p.5, edited by Japan Society of Applied Physics). Also,
More preferably, the composition of the points on the thick solid line in the triangle,
That is, the bond length is equal to that of GaN and Ga is
Al x In y Ga having a composition with a forbidden band width larger than N
The present invention can be more suitably implemented by arbitrarily and suitably using 1- (x + y) N (0 <x <1,0 <y <1, x + y ≦ 1).
【0024】また、この実施の形態では、チャネル層1
6をアンドープGaN層としたが、n型不純物を含有す
るn型GaN層であってもこの発明を適宜適用できる。Further, in this embodiment, the channel layer 1
Although 6 is an undoped GaN layer, the present invention can be appropriately applied to an n-type GaN layer containing n-type impurities.
【0025】次に、第二工程として、前駆コンタクト層
22’上に、当該前駆コンタクト層22’を基板面に対
して平行に離間された2つの領域として、例えば、島状
領域(或いは帯状領域)に形成(加工)するための第1
マスクを形成する。Next, in a second step, the precursory contact layer 22 'is formed on the precursory contact layer 22' as two regions separated in parallel to the substrate surface, for example, an island region (or a strip region). ) For forming (processing)
Form a mask.
【0026】具体的には、前駆コンタクト層22’によ
るリセス構造を形成するが、そのために、図1(A)に
示す前駆コンタクト層22’上に、当該前駆コンタクト
層22’を間隔(幅)aだけ、例えば、ストライプ状に
露出させるような、レジストパターン42を任意好適な
フォトリソグラフィによって形成する。このレジストパ
ターン42を第1マスクとする。そして、このレジスト
パターン42をエッチングマスクとする(図1(B)参
照)。Specifically, a recess structure is formed by the precursor contact layer 22 '. For that purpose, the precursor contact layer 22' is spaced (width) on the precursor contact layer 22 'shown in FIG. 1 (A). Only a, for example, a resist pattern 42 that is exposed in a stripe shape is formed by arbitrary suitable photolithography. This resist pattern 42 is used as a first mask. Then, this resist pattern 42 is used as an etching mask (see FIG. 1B).
【0027】次に、第三工程として、第1マスク42の
上方から異方性エッチングを行い、第1マスク42から
露出している前駆コンタクト層22’を選択的に除去し
てキャリア供給層20を露出させる。このエッチングに
より、前駆コンタクト層22’の残存領域は2つの島状
領域22a及び22bとなる。然る後、第1マスク42
を除去する。Next, as a third step, anisotropic etching is performed from above the first mask 42 to selectively remove the precursor contact layer 22 ′ exposed from the first mask 42 to remove the carrier supply layer 20. Expose. By this etching, the remaining region of the precursor contact layer 22 'becomes two island-shaped regions 22a and 22b. After that, the first mask 42
To remove.
【0028】具体的には、この実施の形態では、第三工
程のエッチング方法として、ドライエッチングの一つで
ある反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etchi
ng以下、RIEと称する。)法を用いる。RIE法では、
例えば、第1積層体30を23℃に保温し、高周波(R
F)パワー50W、1.5mTorrの減圧下におい
て、塩素ガス(Cl2)を5sccm及びアルゴンガス
(Ar)を10sccmのガス流量とする条件下で行
う。Specifically, in this embodiment, as an etching method in the third step, reactive ion etching (RIE: Reactive Ion Etchi), which is one of dry etching, is performed.
Hereinafter referred to as RIE. ) Method is used. In the RIE method,
For example, the first laminated body 30 is kept warm at 23 ° C. and high frequency (R
F) Under a reduced pressure of 1.5 mTorr and a power of 50 W, chlorine gas (Cl 2 ) and argon gas (Ar) have a gas flow rate of 5 sccm and 10 sccm, respectively.
【0029】このとき、インジウム(In)の塩化物の
蒸気圧はガリウム(Ga)の塩化物の蒸気圧よりも低い
ため、Inを含むAl0.2In0.05Ga0.75N層である
キャリア供給層20は、GaN層である前駆コンタクト
層22’に比べてエッチングされにくい。At this time, since the vapor pressure of the chloride of indium (In) is lower than the vapor pressure of the chloride of gallium (Ga), the carrier supply layer 20 which is an Al 0.2 In 0.05 Ga 0.75 N layer containing In is , The GaN layer is less likely to be etched than the precursor contact layer 22 '.
【0030】その結果、図1(C)に示すように、実質
的に前駆コンタクト層22’の一部だけを容易にかつ再
現性良くエッチングすることができる。そして、残存す
る前駆コンタクト層22’の領域は、実質間隔aだけ離
間された島状領域22a及び22bを形成する。これら
島状領域22a及び22bはそれぞれコンタクト層22
となる。また、この2つのコンタクト層22(22a,
22b)に挟まれる部分、すなわち、ストライプ状の開
口28には、キャリア供給層20が露出している。その
後、レジストパターン42を任意好適な方法により除去
し、第2積層体60を得る(図2(A)参照)。As a result, as shown in FIG. 1C, substantially only a part of the precursory contact layer 22 'can be etched easily and with good reproducibility. Then, the remaining regions of the precursor contact layer 22 'form island-shaped regions 22a and 22b which are separated by a substantial distance a. The island-shaped regions 22a and 22b are respectively formed in the contact layer 22.
Becomes In addition, the two contact layers 22 (22a,
The carrier supply layer 20 is exposed in a portion sandwiched by 22b), that is, in the stripe-shaped opening 28. After that, the resist pattern 42 is removed by any suitable method to obtain the second stacked body 60 (see FIG. 2A).
【0031】次に、第四工程として、2つの領域(22
a,22b)に挟まれる部分である開口28に露出して
いるキャリア供給層20の少なくとも一部を露出させる
ように、第三工程で得られた第2積層体60上に、第2
マスクを形成する。Next, as a fourth step, two regions (22
a, 22b) so as to expose at least a part of the carrier supply layer 20 exposed in the opening 28 which is a portion sandwiched between the second laminated body 60 and the second laminated body 60 obtained in the third step.
Form a mask.
【0032】そこで、図2(A)に示した第2積層体6
0の露出するキャリア供給層20上に、当該キャリア供
給層20を間隔bだけ、例えば、ストライプ状に露出さ
せるような、レジストパターン44を任意好適なフォト
リソグラフィによって形成する(図2(B)参照)。こ
のレジストパターン44を第2マスクとする。Therefore, the second laminated body 6 shown in FIG.
On the exposed carrier supply layer 20 of 0, a resist pattern 44 is formed by any suitable photolithography so as to expose the carrier supply layer 20 at intervals b, for example, in a stripe shape (see FIG. 2B). ). This resist pattern 44 is used as a second mask.
【0033】次に、第五工程として、第2マスク44の
上方から第1金属を蒸着して、キャリア供給層20上に
第1金属からなるゲート電極を形成した後、この第1金
属が堆積している第2マスク44を除去する。Next, in a fifth step, a first metal is vapor-deposited from above the second mask 44 to form a gate electrode made of the first metal on the carrier supply layer 20, and then the first metal is deposited. The second mask 44 being removed is removed.
【0034】具体的には、レジストパターン44の上方
から第1金属としてレニウム(Re)を、100nmの
膜厚となるように蒸着させる(図示せず)。その後、リ
フトオフ法によって第1金属が形成されているレジスト
パターン44を除去し、キャリア供給層20上に、実質
幅bを有する第1金属からなるストライプ状のゲート電
極46が形成された第3積層体70を得る(図2(C)
参照)。Specifically, rhenium (Re) as the first metal is vapor-deposited from above the resist pattern 44 so as to have a film thickness of 100 nm (not shown). After that, the resist pattern 44 on which the first metal is formed is removed by a lift-off method, and the stripe-shaped gate electrode 46 made of the first metal and having a substantial width b is formed on the carrier supply layer 20. Get the body 70 (Fig. 2 (C))
reference).
【0035】次に、第六工程として、第五工程によって
露出している2つの島状領域22a,22bの各々の少
なくとも一部をそれぞれ露出させるように、第五工程で
得られた第3積層体70上に、第3マスクを形成する。Next, in a sixth step, the third laminated layer obtained in the fifth step is exposed so that at least a part of each of the two island-shaped regions 22a and 22b exposed in the fifth step is exposed. A third mask is formed on the body 70.
【0036】具体的には、図2(C)に示した島状領域
22a,22bに形成された各々のコンタクト層22上
に、当該コンタクト層を間隔cだけ、例えば、ストライ
プ状に露出させるような、レジストパターン48を任意
好適なフォトリソグラフィによって形成する(図3
(A)参照)。このレジストパターン48を第3マスク
とする。Specifically, the contact layers are exposed on the respective contact layers 22 formed in the island-shaped regions 22a and 22b shown in FIG. 2C by a distance c, for example, in a stripe shape. The resist pattern 48 is formed by any suitable photolithography (FIG. 3).
(See (A)). This resist pattern 48 is used as a third mask.
【0037】次に、第七工程として、第3マスク48の
上方から第2金属を蒸着して、2つの領域のうち一方の
領域上に第2金属からなるソース電極50を形成し、他
方の領域上に第2金属からなるドレイン電極52を形成
した後、第2金属が堆積している第3マスク48を除去
する。Next, as a seventh step, a second metal is vapor-deposited from above the third mask 48 to form the source electrode 50 made of the second metal on one of the two regions and the other of the two regions. After forming the drain electrode 52 made of the second metal on the region, the third mask 48 on which the second metal is deposited is removed.
【0038】具体的には、レジストパターン48の上方
から、第2金属としてチタン(Ti)、アルミニウム
(Al)、ニッケル(Ni)及び金(Au)を順次蒸着
して積層金属を形成する。より詳しくは、チタンの膜厚
を15nm、アルミニウムの膜厚を220nm、ニッケ
ルの膜厚を40nm及び金の膜厚を50nmとなるよう
に蒸着させる(図示せず)。その後、リフトオフ法によ
ってこの積層金属が形成されているレジストパターン4
8を除去する。そして、残存する積層金属の部分(領
域)50及び52を備える第3積層体70を、窒素(N
2)雰囲気中で450℃以上の温度で数分間アニール処
理する。Specifically, titanium (Ti), aluminum (Al), nickel (Ni) and gold (Au) as the second metal are sequentially deposited from above the resist pattern 48 to form a laminated metal. More specifically, vapor deposition is performed so that the film thickness of titanium is 15 nm, the film thickness of aluminum is 220 nm, the film thickness of nickel is 40 nm, and the film thickness of gold is 50 nm (not shown). After that, the resist pattern 4 on which this laminated metal is formed by the lift-off method
Remove 8. Then, the third laminated body 70 including the remaining laminated metal portions (regions) 50 and 52 is replaced with nitrogen (N
2 ) Anneal at a temperature of 450 ° C or higher for several minutes in an atmosphere.
【0039】こうして、2つの島状領域22a,22b
に形成されたコンタクト層22上に、実質幅cを有する
ストライプ状の積層金属層50及び52がそれぞれ形成
され、それらのうち一方をソース電極50とし他方をド
レイン電極52とすることにより、ヘテロ接合電界効果
トランジスタ10を得る(図3(B)参照)。Thus, the two island regions 22a and 22b are formed.
Heterojunctions are formed by forming striped laminated metal layers 50 and 52 each having a substantial width c on the contact layer 22 formed in the above. One of them is the source electrode 50 and the other is the drain electrode 52. The field effect transistor 10 is obtained (see FIG. 3B).
【0040】上述した説明から明らかなように、この実
施の形態で製造されたヘテロ接合電界効果トランジスタ
には、キャリア供給層20上のコンタクト層である島状
領域22a及び22bによってリセス構造が形成されて
いるので、ソース抵抗を小さくできる。As is clear from the above description, in the heterojunction field effect transistor manufactured in this embodiment, the recess structure is formed by the island regions 22a and 22b which are the contact layers on the carrier supply layer 20. Therefore, the source resistance can be reduced.
【0041】また、ソース電極50及びドレイン電極5
2がその表面上に形成されるコンタクト層22には、n
型不純物が高濃度含有されているため、電子に対する障
壁(ポテンシャル障壁)を低下させることができる。そ
の結果、ソース電極50及びドレイン電極52とコンタ
クト層22(22a,22b)との間の接触抵抗を低減
させることができ、良好なGaN系HFETが得られ
る。Further, the source electrode 50 and the drain electrode 5
2 is formed on the surface of the contact layer 22 with n
Since the type impurities are contained at a high concentration, the barrier against electrons (potential barrier) can be lowered. As a result, the contact resistance between the source electrode 50 and the drain electrode 52 and the contact layer 22 (22a, 22b) can be reduced, and a good GaN-based HFET can be obtained.
【0042】また、GaN/AlInGaN系HFET
のRIEにおけるエッチング速度は、従来のGaN系H
FET(GaN/AlGaN系)のエッチング速度に比
べて充分遅い。よって、制御性及び再現性良くリセス構
造の設計を図ることができる。Also, a GaN / AlInGaN system HFET
The etching rate in RIE of conventional GaN-based H
It is sufficiently slower than the etching rate of the FET (GaN / AlGaN system). Therefore, the recess structure can be designed with good controllability and reproducibility.
【0043】<第2の実施の形態>図4〜図5を参照し
て、この発明の第2の実施の形態に係るヘテロ接合電界
効果トランジスタの製造方法につき説明する。<Second Embodiment> A method for manufacturing a heterojunction field effect transistor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0044】第2の実施の形態では、第1の実施の形態
において、先ず、ゲート電極46を形成し、続いてソー
ス電極50及びドレイン電極52を形成していた形成順
序を、逆にして製造している点が相違している。In the second embodiment, the gate electrode 46 is first formed in the first embodiment, and then the source electrode 50 and the drain electrode 52 are formed in the reverse order. The difference is that they are doing.
【0045】先ず、第1の実施の形態の第一工程〜第三
工程と同様にして、第一工程〜第三工程を行う。そし
て、第三工程まで経ることにより得られた第2積層体6
0を図4(A)に示す。First, the first step to the third step are carried out in the same manner as the first step to the third step of the first embodiment. Then, the second laminated body 6 obtained by going through the third step
0 is shown in FIG.
【0046】次に、この実施の形態では、第四工程とし
て、第三工程によって露出している一対のコンタクト層
22a,22bの少なくとも一部をそれぞれ露出させる
ように、第三工程で得られた第2積層体60上に、第2
マスクを形成する。Next, in this embodiment, as the fourth step, the third step is performed so that at least a part of the pair of contact layers 22a and 22b exposed in the third step is exposed. On the second stacked body 60, the second
Form a mask.
【0047】具体的には、図4(A)に示した島状領域
22a,22bに形成された各々のコンタクト層22上
に、当該コンタクト層22を間隔cだけ露出させるよう
な、第2マスクとしてのレジストパターン54を形成す
る(図4(B)参照)。Specifically, a second mask for exposing the contact layer 22 by a distance c on each contact layer 22 formed in the island regions 22a and 22b shown in FIG. 4A. Forming a resist pattern 54 (see FIG. 4B).
【0048】次に、第五工程として、第2マスク54の
上方から第2金属を蒸着して、2つの領域のうち一方の
領域上に第2金属からなるソース電極50を形成し、他
方の領域上に第2金属からなるドレイン電極52を形成
した後、第2金属が堆積している第2マスク54を除去
する。Next, as a fifth step, a second metal is vapor-deposited from above the second mask 54 to form the source electrode 50 made of the second metal on one of the two regions and the other of the two regions. After forming the drain electrode 52 made of the second metal on the region, the second mask 54 on which the second metal is deposited is removed.
【0049】具体的には、レジストパターン54の上方
から、第2金属として、第1の実施の形態で説明した積
層金属を蒸着させる(図示せず)。その後、リフトオフ
法によってレジストパターン54を除去する。そして、
残存する積層金属の部分(領域)50及び52を具える
第2積層体60を、窒素(N2)雰囲気中で450℃以
上の温度で数分間アニール処理する。Specifically, the laminated metal described in the first embodiment is vapor-deposited as the second metal from above the resist pattern 54 (not shown). Then, the resist pattern 54 is removed by the lift-off method. And
The second laminated body 60 including the remaining laminated metal portions (regions) 50 and 52 is annealed at a temperature of 450 ° C. or higher in a nitrogen (N 2 ) atmosphere for several minutes.
【0050】こうして、2つの島状領域22a,22b
に形成されたコンタクト層22上に、実質幅cを有する
ストライプ状のソース電極50及びドレイン電極52が
それぞれ形成された、第3積層体80を得る(図4
(C)参照)。Thus, the two island regions 22a and 22b are formed.
A third stacked body 80 is obtained in which the striped source electrode 50 and the drain electrode 52 each having a substantial width c are formed on the contact layer 22 formed in FIG.
(See (C)).
【0051】次に、第六工程として、2つの島状領域2
2a,22bに挟まれる部分、すなわち、ストライプ状
の開口28に露出しているキャリア供給層20の少なく
とも一部を露出させるように、第五工程で得られた第3
積層体80上に、第3マスクを形成する。Next, as a sixth step, two island regions 2 are formed.
The third portion obtained in the fifth step so as to expose at least a part of the carrier supply layer 20 exposed in the stripe-shaped opening 28, that is, the portion sandwiched between 2a and 22b.
A third mask is formed on the stacked body 80.
【0052】具体的には、図4(C)に示した第3積層
体80の露出するキャリア供給層20上に、当該キャリ
ア供給層20を間隔bだけストライプ状に露出させるよ
うな、第3マスクとしてのレジストパターン56を形成
する(図5(A)参照)。Concretely, the third carrier 80 is exposed on the exposed carrier supply layer 20 of the third laminated body 80 shown in FIG. A resist pattern 56 as a mask is formed (see FIG. 5A).
【0053】次に、第七工程として、第3マスク56の
上方から第1金属を蒸着して、キャリア供給層20上に
第1金属からなるゲート電極を形成した後、この第1金
属が堆積している第3マスク56を除去する。Next, as a seventh step, a first metal is vapor-deposited from above the third mask 56 to form a gate electrode made of the first metal on the carrier supply layer 20, and then the first metal is deposited. The third mask 56 that has been removed is removed.
【0054】具体的には、レジストパターン56の上方
から、第1金属として、第1の実施の形態で説明したレ
ニウムを蒸着させる。その後、リフトオフ法によってレ
ジストパターン56を除去する。こうして、キャリア供
給層20上に、第1金属からなるゲート電極46が形成
され、ヘテロ接合電界効果トランジスタ10を得る(図
5(B)参照)。Specifically, the rhenium described in the first embodiment is vapor-deposited as the first metal from above the resist pattern 56. After that, the resist pattern 56 is removed by the lift-off method. Thus, the gate electrode 46 made of the first metal is formed on the carrier supply layer 20 to obtain the heterojunction field effect transistor 10 (see FIG. 5B).
【0055】上述した説明から明らかなように、この実
施の形態で製造されたヘテロ接合電界効果トランジスタ
は、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。As is clear from the above description, the heterojunction field effect transistor manufactured in this embodiment can obtain the same effect as that of the first embodiment.
【0056】更に、この実施の形態では、ゲート電極を
形成する前に、ソース電極及びドレイン電極を形成して
いる。よって、ゲート電極(ショットキー接触部)がア
ニール処理雰囲気下に晒されることはない。従って、第
1の実施の形態に比べて良質なショットキー接触を形成
できる。Further, in this embodiment, the source electrode and the drain electrode are formed before forming the gate electrode. Therefore, the gate electrode (Schottky contact portion) is not exposed to the annealing atmosphere. Therefore, it is possible to form a good quality Schottky contact as compared with the first embodiment.
【0057】<第3の実施の形態>図6〜図8を参照し
て、この発明の第3の実施の形態に係るヘテロ接合電界
効果トランジスタの製造方法につき説明する。<Third Embodiment> A method of manufacturing a heterojunction field effect transistor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0058】第3の実施の形態では、キャリア供給層2
0上にキャップ層24を設けた後に、前駆コンタクト層
22’を設けている点が、第1の実施の形態とは相違し
ている。In the third embodiment, the carrier supply layer 2
This is different from the first embodiment in that the precursor contact layer 22 'is provided after the cap layer 24 is provided on the O.O.
【0059】第3の実施の形態によれば、先ず、第一工
程として、第1の実施の形態で説明した方法と同様に、
サファイア基板12上に、GaNバッファ層14、アン
ドープGaNチャネル層16、アンドープAl0.2In
0.05Ga0.75Nスペーサ層18、n型Al0.2In0.05
Ga0.75Nキャリア供給層20を順次形成する。According to the third embodiment, first, as the first step, similarly to the method described in the first embodiment,
On the sapphire substrate 12, the GaN buffer layer 14, the undoped GaN channel layer 16, and the undoped Al 0.2 In
0.05 Ga 0.75 N spacer layer 18, n-type Al 0.2 In 0.05
A Ga 0.75 N carrier supply layer 20 is sequentially formed.
【0060】この実施の形態では、n型Al0.2In
0.05Ga0.75Nキャリア供給層20と、後で形成される
n+型GaN前駆コンタクト層22’との間に、アンド
ープAlxInyGa1-(x+y)N(0<x<1,0<y<
1,x+y≦1)からなるキャップ層24を設ける。In this embodiment, n-type Al 0.2 In
Between the 0.05 Ga 0.75 N carrier supply layer 20 and the n + -type GaN precursor contact layer 22 ′ formed later, undoped Al x In y Ga 1- (x + y) N (0 <x <1, 0 <y <
1, a cap layer 24 of x + y ≦ 1) is provided.
【0061】具体的には、この実施の形態では、図6
(A)に示すように、キャリア供給層20上に、アンド
ープAl0.2In0.05Ga0.75Nからなるキャップ層2
4を2nmの膜厚で形成した後、前駆コンタクト層2
2’を形成する。こうして得られた積層体を第1積層体
90とする。Specifically, in this embodiment, as shown in FIG.
As shown in (A), the cap layer 2 made of undoped Al 0.2 In 0.05 Ga 0.75 N is formed on the carrier supply layer 20.
4 with a film thickness of 2 nm, the precursor contact layer 2
To form 2 '. The laminated body thus obtained is referred to as a first laminated body 90.
【0062】この第1積層体90を形成するに当たり、
チャネル層16、スペーサ層18、キャリア供給層2
0、キャップ層24及び前駆コンタクト層22’となる
結晶層同士を格子整合、すなわち、基板12上に成長さ
せるこれら結晶層(16,18,20,24,22’)
の格子定数が一致するように設ける。In forming the first laminated body 90,
Channel layer 16, spacer layer 18, carrier supply layer 2
0, the crystal layers to be the cap layer 24 and the precursor contact layer 22 ′ are lattice-matched, that is, these crystal layers (16, 18, 20, 24, 22 ′) grown on the substrate 12
It is provided so that the lattice constants of are the same.
【0063】次に、第1の実施の形態の第二工程と同様
にして、第二工程を行い、図6(A)に示す前駆ンタク
ト層22’上にレジストパターン58を形成する(図6
(B)参照)。Then, the second step is performed in the same manner as the second step of the first embodiment to form a resist pattern 58 on the precursor contact layer 22 'shown in FIG. 6A (FIG. 6).
(See (B)).
【0064】次に、第1の実施の形態の第三工程と同様
にして、第三工程を行うが、この実施の形態では、エッ
チングによって残存する前駆コンタクト層22’は、実
質間隔aだけストライプ状に離間された島状領域22a
及び22bに形成された、コンタクト層22となる。Next, the third step is carried out in the same manner as the third step of the first embodiment. In this embodiment, the precursor contact layer 22 'remaining by etching is striped by a substantial distance a. Island-shaped regions 22a spaced apart from each other
And 22b to be the contact layer 22.
【0065】また、この実施の形態では、2つのコンタ
クト層22(22a及び22b)に挟まれる部分(開口
28)に、既述したように、コンタクト層22材料との
エッチング選択比に基づいて残存するキャップ層24が
露出している(図6(C)参照)。その後、レジストパ
ターン58を除去し、第2積層体95を得る(図7
(A)参照)。Further, in this embodiment, the portion (opening 28) sandwiched between the two contact layers 22 (22a and 22b) remains based on the etching selection ratio with the material of the contact layer 22 as described above. The cap layer 24 to be exposed is exposed (see FIG. 6C). Then, the resist pattern 58 is removed to obtain the second stacked body 95 (FIG. 7).
(See (A)).
【0066】次に、第1の実施の形態の第四工程と同様
にして、第四工程を行うが、この実施の形態では、図7
(B)に示すように、コンタクト層22に挟まれる部分
すなわち開口28に露出するキャップ層24のうち、間
隔bだけストライプ状に露出させるようなレジストパタ
ーン62を形成する。Next, the fourth step is carried out in the same manner as the fourth step of the first embodiment, but in this embodiment, as shown in FIG.
As shown in (B), a resist pattern 62 is formed so as to expose the cap layer 24 exposed in the portion sandwiched by the contact layer 22, that is, the opening 28, in stripes by the distance b.
【0067】次に、第1の実施の形態の第五工程と同様
にして、第五工程を行うが、この実施の形態では、第1
金属層からなるゲート電極46をキャップ層24上に具
える、第3積層体97が形成される(図7(C)参
照)。Next, the fifth step is carried out in the same manner as the fifth step of the first embodiment. In this embodiment, the first step is performed.
A third stacked body 97 including the gate electrode 46 made of a metal layer on the cap layer 24 is formed (see FIG. 7C).
【0068】続いて、第1の実施の形態における第六工
程及び第七工程と同様にして、第六工程及び第七工程を
行うことにより、一方のコンタクト層22上にソース電
極50、他方のコンタクト層22上にドレイン電極52
を形成して、ヘテロ接合電界効果トランジスタ10を得
る(図8参照)。Subsequently, by performing the sixth step and the seventh step in the same manner as the sixth step and the seventh step in the first embodiment, the source electrode 50 and the other electrode are formed on one contact layer 22 and the other, respectively. Drain electrode 52 on contact layer 22
Are formed to obtain the heterojunction field effect transistor 10 (see FIG. 8).
【0069】上述した説明から明らかなように、この実
施の形態で製造されたヘテロ接合電界効果トランジスタ
は、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。As is clear from the above description, the heterojunction field effect transistor manufactured in this embodiment can obtain the same effect as that of the first embodiment.
【0070】更に、この実施の形態では、アンドープで
あるキャップ層上にゲート電極が形成される。よって、
第1の実施の形態に比べてソース及びドレイン側の直列
抵抗は高くなるものの、ショットキー障壁を高く維持す
ることができる。その結果、ゲート漏れ電流を低減させ
ることができる。Further, in this embodiment, the gate electrode is formed on the undoped cap layer. Therefore,
Although the series resistance on the source and drain sides is higher than that in the first embodiment, the Schottky barrier can be kept high. As a result, the gate leakage current can be reduced.
【0071】従って、ゲート電極の降伏電圧を低下させ
ることなく接触抵抗を低減させることができ、良好なH
FETが得られる。Therefore, it is possible to reduce the contact resistance without lowering the breakdown voltage of the gate electrode, and to obtain good H
FET is obtained.
【0072】また、GaN/AlInGaN系HFET
のRIEにおけるエッチング速度が充分遅いことから、
制御性及び再現性良くリセス構造の設計を図ることがで
きる。Also, a GaN / AlInGaN system HFET
Since the etching rate in RIE is sufficiently slow,
The recess structure can be designed with good controllability and reproducibility.
【0073】<第4の実施の形態>図9〜図10を参照
して、この発明の第4の実施の形態に係るヘテロ接合電
界効果トランジスタの製造方法につき説明する。<Fourth Embodiment> A method for manufacturing a heterojunction field effect transistor according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0074】第4の実施の形態では、先ず、第3の実施
の形態における、ゲート電極46を形成し、続いてソー
ス電極50及びドレイン電極52を形成していた形成順
序を、逆にして製造している点が相違している。In the fourth embodiment, the gate electrode 46 in the third embodiment is formed first, and then the source electrode 50 and the drain electrode 52 are formed in the reverse order. The difference is that they are doing.
【0075】先ず、第3の実施の形態の第一工程〜第三
工程と同様にして、第一工程〜第三工程を行う。そし
て、第三工程まで行うことにより得られた第2積層体9
5を図9(A)に示す。First, the first step to the third step are carried out in the same manner as the first step to the third step of the third embodiment. And the 2nd laminated body 9 obtained by performing to a 3rd process
5 is shown in FIG.
【0076】次に、第2の実施の形態の第四工程で説明
したのと同様の方法で第四工程を行い、図9(A)に示
すコンタクト層22上にレジストパターン64を形成す
る(図9(B)参照)。Next, a fourth step is performed by the same method as described in the fourth step of the second embodiment, and a resist pattern 64 is formed on the contact layer 22 shown in FIG. See FIG. 9B).
【0077】次に、第2の実施の形態の第五工程と同様
にして、第五工程を行う。Next, the fifth step is carried out in the same manner as the fifth step of the second embodiment.
【0078】具体的には、レジストパターン64の上方
から、第2金属として、第1の実施の形態で説明した積
層金属を蒸着させる(図示せず)。その後、リフトオフ
法によってレジストパターン64を除去する。そして、
残存する積層金属の部分(領域)50及び52を備える
第2積層体95を、窒素(N2)雰囲気中で450℃以
上の温度で数分間アニール処理する。こうして、2つの
島状領域22a,22bに形成されたコンタクト層22
上に、実質幅cを有するストライプ状のソース電極50
及びドレイン電極52がそれぞれ形成された、第3積層
体97を得る(図9(C)参照)。Specifically, the laminated metal described in the first embodiment is vapor-deposited as the second metal from above the resist pattern 64 (not shown). Then, the resist pattern 64 is removed by the lift-off method. And
The second laminated body 95 including the remaining laminated metal portions (regions) 50 and 52 is annealed at a temperature of 450 ° C. or higher in a nitrogen (N 2 ) atmosphere for several minutes. Thus, the contact layer 22 formed on the two island-shaped regions 22a and 22b
On top, a striped source electrode 50 having a substantial width c
A third stacked body 97 in which the drain electrode 52 and the drain electrode 52 are formed is obtained (see FIG. 9C).
【0079】次に、第2の実施の形態の第六工程と同様
にして、第六工程を行う。この実施の形態では、2つの
島状領域22a及び22bに形成されたコンタクト層2
2に挟まれる部分に露出しているキャップ層24の少な
くとも一部(間隔b)がストライプ状に露出するよう
に、第3積層体97にレジトパターン66を形成する
(図10(A)参照)。Next, the sixth step is carried out in the same manner as the sixth step of the second embodiment. In this embodiment, the contact layer 2 formed on the two island regions 22a and 22b.
The resist pattern 66 is formed on the third stacked body 97 so that at least a part (space b) of the cap layer 24 exposed at the portion sandwiched by 2 is exposed in a stripe shape (see FIG. 10A). ).
【0080】次に、第2の実施の形態の第七工程と同様
にして、第七工程を行う。この実施の形態では、キャッ
プ層24上にゲート電極46が形成され、ヘテロ接合電
界効果トランジスタ10を得る(図10(B)参照)。Next, the seventh step is performed in the same manner as the seventh step of the second embodiment. In this embodiment, the gate electrode 46 is formed on the cap layer 24 to obtain the heterojunction field effect transistor 10 (see FIG. 10B).
【0081】上述した説明から明らかなように、この実
施の形態で製造されたヘテロ接合電界効果トランジスタ
は、第3の実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。As is apparent from the above description, the heterojunction field effect transistor manufactured in this embodiment can obtain the same effects as those in the third embodiment.
【0082】更に、この実施の形態では、第2の実施の
形態と同様に、先ずソース電極及びドレイン電極を形成
するためゲート電極がアニール処理下に晒されることが
ない。従って、第3の実施の形態に比べて良質なショッ
トキー接触を形成することができる。Further, in this embodiment, as in the second embodiment, the gate electrode is not exposed to the annealing treatment because the source electrode and the drain electrode are first formed. Therefore, it is possible to form a good quality Schottky contact as compared with the third embodiment.
【0083】以上、この発明は、上述した実施の形態の
組合せのみに限定されない。よって、任意好適な段階に
おいて好適な条件を組み合わせ、この発明を適用するこ
とができる。As described above, the present invention is not limited to the combination of the above-described embodiments. Therefore, the present invention can be applied by combining suitable conditions at any suitable stage.
【0084】例えば、上述した各実施の形態では、チャ
ネル層とキャリア供給層との界面であるヘテロ界面に、
キャリア供給層と電子親和力が等しくかつ不純物を含有
しないスペーサ層を設けることにより、チャネル層での
電子移動度を増大させる構成としている。For example, in each of the above-described embodiments, the hetero interface, which is the interface between the channel layer and the carrier supply layer, is
By providing a spacer layer having the same electron affinity as the carrier supply layer and containing no impurities, the electron mobility in the channel layer is increased.
【0085】しかしながら、スペーサ層を設けることに
より電子移動度は増大するものの、2次元電子濃度は減
少する。したがって、スペーサ層を必ずしも設ける必要
はなく、設計及び目的に応じてスペーサ層を設けない構
成とすることもできる。However, although the electron mobility is increased by providing the spacer layer, the two-dimensional electron concentration is decreased. Therefore, it is not always necessary to provide the spacer layer, and the spacer layer may not be provided depending on the design and purpose.
【0086】また、HFET以外の半導体デバイス(ダ
ブルリセス構造を有する半導体デバイスを含む。)に対
しても、この発明を適宜適用することができる。Further, the present invention can be appropriately applied to semiconductor devices other than HFETs (including semiconductor devices having a double recess structure).
【0087】また、各実施の形態では、サファイア(A
l2O3)基板を用いたが、炭化ケイ素(SiC)基板、
窒化ガリウム(GaN)基板等を用いても良い。尚、炭
化ケイ素を基板として用いる場合は、バッファ層を窒化
アルミニウム(AlN)とするのが好適である。In each embodiment, the sapphire (A
l 2 O 3 ) substrate was used, but a silicon carbide (SiC) substrate,
A gallium nitride (GaN) substrate or the like may be used. When silicon carbide is used as the substrate, the buffer layer is preferably made of aluminum nitride (AlN).
【0088】また、結晶成長を行う際の窒素源としてア
ンモニア(NH3)を用いたが、第3ブチルヒドラジン
((CH3)3CHNNH2)を用いることができる。そ
の場合は、低温バッファ層より上部の積層膜の形成を、
基板温度を670℃として行うことができる。第3ブチ
ルヒドラジン以外にも、ジメチルヒドラジン((C
H 3)2NNH2)等が利用可能である。Further, as a nitrogen source for crystal growth,
Nmonia (NH3) Was used, but tert-butylhydrazine
((CH3)3CHNNH2) Can be used. So
In the case of, the formation of the laminated film above the low temperature buffer layer,
The substrate temperature can be set to 670 ° C. 3rd spot
In addition to luhydrazine, dimethylhydrazine ((C
H 3)2NNH2) Etc. are available.
【0089】また、n型不純物の濃度分布は必ずしも均
一でなくとも良く、目的や設計に応じて局所的に変化す
るような分布であっても良い。Further, the concentration distribution of the n-type impurities does not necessarily have to be uniform, and may be a distribution which locally changes according to the purpose and design.
【0090】また、n型不純物(ドーパント)として
は、ケイ素の他に、スズ(Sn)やテルル(Te)等を
用いることができる。As the n-type impurity (dopant), tin (Sn), tellurium (Te), or the like can be used in addition to silicon.
【0091】[0091]
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明によれば、コンタクト層によってリセス構造が形成
されている。よって、リセス構造を有しない従来のGa
N系HFETに比べ、ソース抵抗を小さくできる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the recess structure is formed by the contact layer. Therefore, the conventional Ga having no recess structure
The source resistance can be made smaller than that of the N-type HFET.
【0092】また、従来のGaN系HFETに比べ、ソ
ース電極及びドレイン電極が形成される島状領域を形成
するコンタクト層中の不純物濃度を高くすることができ
る。Further, the impurity concentration in the contact layer forming the island region where the source electrode and the drain electrode are formed can be increased as compared with the conventional GaN-based HFET.
【0093】よって、電子に対する障壁(ポテンシャル
障壁)を低下させることができ、ソース電極及びドレイ
ン電極のコンタクト(接触)抵抗を低減させることがで
きる。Therefore, the barrier against electrons (potential barrier) can be lowered, and the contact resistance of the source electrode and the drain electrode can be reduced.
【0094】従って、従来よりも、優れたデバイス特性
を有する III族窒化物HFETが得られる。Therefore, a group III nitride HFET having better device characteristics than before can be obtained.
【図1】(A)〜(C)は、この発明の第1の実施の形
態のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造工程の説明
に供する断面図である。1A to 1C are cross-sectional views provided for explaining a manufacturing process of a heterojunction field effect transistor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】(A)〜(C)は、この発明の第1の実施の形
態のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造工程の説明
に供する断面図である。2A to 2C are cross-sectional views provided for explaining a manufacturing process of the heterojunction field effect transistor according to the first embodiment of the present invention.
【図3】(A)及び(B)は、この発明の第1の実施の
形態のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造工程の説
明に供する断面図である。FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views provided for explaining a manufacturing process of the heterojunction field effect transistor according to the first embodiment of the present invention.
【図4】(A)〜(C)は、この発明の第2の実施の形
態のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造工程の説明
に供する断面図である。FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views provided for explaining a manufacturing process of a heterojunction field effect transistor according to a second embodiment of the present invention.
【図5】(A)及び(B)は、この発明の第2の実施の
形態のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造工程の説
明に供する断面図である。5 (A) and 5 (B) are cross-sectional views provided for explaining a manufacturing process of the heterojunction field effect transistor of the second embodiment of the present invention.
【図6】(A)〜(C)は、この発明の第3の実施の形
態のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造工程の説明
に供する断面図である。6 (A) to 6 (C) are cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the heterojunction field effect transistor of the third embodiment of the present invention.
【図7】(A)〜(C)は、この発明の第3の実施の形
態のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造工程の説明
に供する断面図である。7 (A) to 7 (C) are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of the heterojunction field effect transistor of the third embodiment of the present invention.
【図8】この発明の第3の実施の形態のヘテロ接合電界
効果トランジスタの製造工程の説明に供する断面図であ
る。FIG. 8 is a sectional view for explaining a manufacturing process for a heterojunction field effect transistor according to a third embodiment of the present invention.
【図9】(A)〜(C)は、この発明の第4の実施の形
態のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造工程の説明
に供する断面図である。9A to 9C are cross-sectional views provided for explaining a manufacturing process of a heterojunction field effect transistor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】(A)及び(B)は、この発明の第4の実施
の形態のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造工程の
説明に供する断面図である。10A and 10B are cross-sectional views provided for explaining a manufacturing process of a heterojunction field effect transistor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】この発明に係るAlxInyGa1-(x+y)N
(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)層の組成比の
説明に供する図である。FIG. 11 is an Al x In y Ga 1- (x + y) N according to the present invention.
It is a figure with which the composition ratio of a (0 <x <1,0 <y <1, x + y <= 1) layer is demonstrated.
10:ヘテロ接合電界効果トランジスタ
12:サファイア基板
14:バッファ層
16:チャネル層
18:スペーサ層
20:キャリア供給層
22a,22b,22:コンタクト層
22’:前駆コンタクト層
24:キャップ層
28:開口
30,90:第1積層体
42,44,48,54,56,58,62,64,6
6:レジストパターン
46:ゲート電極
50:ソース電極
52:ドレイン電極
60,95:第2積層体
70,80,97:第3積層体10: heterojunction field effect transistor 12: sapphire substrate 14: buffer layer 16: channel layer 18: spacer layer 20: carrier supply layers 22a, 22b, 22: contact layer 22 ': precursor contact layer 24: cap layer 28: opening 30 , 90: first laminated body 42, 44, 48, 54, 56, 58, 62, 64, 6
6: resist pattern 46: gate electrode 50: source electrode 52: drain electrode 60, 95: second laminated body 70, 80, 97: third laminated body
フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA04 AA07 BB04 BB14 CC01 CC03 DD34 DD68 DD78 FF27 GG11 GG12 HH15 HH17 5F102 FA03 GB01 GC01 GD01 GJ02 GJ04 GJ10 GK04 GL04 GM04 GM08 GN04 GQ01 GR10 HC11 HC16 HC19 HC21 Continued front page F-term (reference) 4M104 AA04 AA07 BB04 BB14 CC01 CC03 DD34 DD68 DD78 FF27 GG11 GG12 HH15 HH17 5F102 FA03 GB01 GC01 GD01 GJ02 GJ04 GJ10 GK04 GL04 GM04 GM08 GN04 GQ01 GR10 HC11 HC16 HC19 HC21
Claims (19)
と、アンドープ又はn型不純物を含有するGaNからな
るチャネル層と、該チャネル層よりも大きな禁制帯幅を
有しかつn型不純物を含有するAlxInyGa1-(x+y)
N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)からなるキ
ャリア供給層と、該キャリア供給層よりも高濃度のn型
不純物を含有するGaNからなり、互いに離間された2
つの領域として形成されたコンタクト層とを順次具え、
前記キャリア供給層上であって前記2つの領域間に、該
2つの領域とは離間されてゲート電極が設けられてお
り、前記2つの領域のうち一方の領域上にはソース電極
が設けられており、他方の領域上にはドレイン電極が設
けられていることを特徴とするヘテロ接合電界効果トラ
ンジスタ。1. A buffer layer made of GaN, a channel layer made of GaN containing undoped or n-type impurities, and a band gap larger than the channel layer and containing n-type impurities on a substrate. Al x In y Ga 1- (x + y)
N (0 <x <1, 0 <y <1, x + y ≦ 1), a carrier supply layer, and GaN containing a higher concentration of n-type impurities than the carrier supply layer, separated from each other by 2
Sequentially comprising a contact layer formed as one region,
A gate electrode is provided on the carrier supply layer between the two regions and apart from the two regions, and a source electrode is provided on one of the two regions. And a drain electrode is provided on the other region of the heterojunction field effect transistor.
ランジスタにおいて、前記バッファ層、前記チャネル
層、前記キャリア供給層及び前記コンタクト層の格子定
数は整合していることを特徴とするヘテロ接合電界効果
トランジスタ。2. The heterojunction field effect transistor according to claim 1, wherein the lattice constants of the buffer layer, the channel layer, the carrier supply layer and the contact layer are matched. Effect transistor.
界効果トランジスタにおいて、前記チャネル層と前記キ
ャリア供給層との間には、アンドープAlxInyGa
1-(x+y)N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)か
らなるスペーサ層が設けられていることを特徴とするヘ
テロ接合電界効果トランジスタ。3. The heterojunction field effect transistor according to claim 1, wherein undoped Al x In y Ga is provided between the channel layer and the carrier supply layer.
A heterojunction field effect transistor, characterized in that a spacer layer made of 1- (x + y) N (0 <x <1, 0 <y <1, x + y ≦ 1) is provided.
ランジスタにおいて、前記バッファ層、前記チャネル
層、前記スペーサ層、前記キャリア供給層及び前記コン
タクト層の格子定数は整合していることを特徴とするヘ
テロ接合電界効果トランジスタ。4. The heterojunction field effect transistor according to claim 3, wherein the lattice constants of the buffer layer, the channel layer, the spacer layer, the carrier supply layer, and the contact layer are matched. Heterojunction field effect transistor.
と、アンドープ又はn型不純物を含有するGaNからな
るチャネル層と、該チャネル層よりも大きな禁制帯幅を
有する、n型不純物を含有するAlxInyGa1-(x+y)
N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)からなるキ
ャリア供給層及びアンドープAlxInyGa1-(x+y)N
(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)からなるキャ
ップ層と、前記キャリア供給層よりも高濃度のn型不純
物を含有するGaNからなり、互いに離間された2つの
領域として形成されたコンタクト層とを順次具え、前記
キャップ層上であって前記2つの領域間に、該2つの領
域とは離間されてゲート電極が設けられており、前記2
つの領域のうち一方の領域上にはソース電極が設けられ
ており、他方の領域上にはドレイン電極が設けられてい
ることを特徴とするヘテロ接合電界効果トランジスタ。5. A buffer layer made of GaN, a channel layer made of GaN containing undoped or n-type impurities, and an Al containing n-type impurities having a larger forbidden band width than the channel layer on a substrate. x In y Ga 1- (x + y)
N (0 <x <1,0 <y <1, x + y ≦ 1) and a carrier supply layer and undoped Al x In y Ga 1- (x + y) N
(0 <x <1, 0 <y <1, x + y ≦ 1) and a GaN layer containing an n-type impurity at a higher concentration than the carrier supply layer, and the two regions are separated from each other. And a contact layer formed on the cap layer, and a gate electrode is provided between the two regions on the cap layer so as to be separated from the two regions.
A heterojunction field effect transistor, wherein a source electrode is provided on one of the two regions and a drain electrode is provided on the other region.
ランジスタにおいて、前記バッファ層、前記チャネル
層、前記キャリア供給層、前記キャップ層及び前記コン
タクト層の格子定数は整合していることを特徴とするヘ
テロ接合電界効果トランジスタ。6. The heterojunction field effect transistor according to claim 5, wherein the lattice constants of the buffer layer, the channel layer, the carrier supply layer, the cap layer and the contact layer are matched. Heterojunction field effect transistor.
界効果トランジスタにおいて、前記チャネル層と前記キ
ャリア供給層との間には、アンドープAlxInyGa
1-(x+y)N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)か
らなるスペーサ層が設けられていることを特徴とするヘ
テロ接合電界効果トランジスタ。7. The heterojunction field effect transistor according to claim 5, wherein undoped Al x In y Ga is provided between the channel layer and the carrier supply layer.
A heterojunction field effect transistor, characterized in that a spacer layer made of 1- (x + y) N (0 <x <1, 0 <y <1, x + y ≦ 1) is provided.
ランジスタにおいて、前記バッファ層、前記チャネル
層、前記スペーサ層、前記キャリア供給層、前記キャッ
プ層及び前記コンタクト層の格子定数は整合しているこ
とを特徴とするヘテロ接合電界効果トランジスタ。8. The heterojunction field effect transistor according to claim 7, wherein the lattice constants of the buffer layer, the channel layer, the spacer layer, the carrier supply layer, the cap layer, and the contact layer are matched. A heterojunction field effect transistor characterized by the above.
と、アンドープ又はn型不純物を含有するGaNからな
るチャネル層と、該チャネル層よりも大きな禁制帯幅を
有しかつn型不純物を含有するAlxInyGa1-(x+y)
N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)からなるキ
ャリア供給層と、該キャリア供給層よりも高濃度のn型
不純物を含有するGaNからなるコンタクト層とを順次
設けて、第1積層体を形成する第一工程と、 前記コンタクト層上に、該コンタクト層を互いに離間さ
れた2つの領域に形成するための第1マスクを形成する
第二工程と、 前記第1マスクの上方からエッチングを行い、前記第1
マスクから露出している前記コンタクト層を選択的に除
去して、前記キャリア供給層を露出させて前記コンタク
ト層を前記2つの領域とした後、前記第1マスクを除去
する第三工程と、 前記2つの領域間に露出している前記キャリア供給層の
少なくとも一部を露出させるように、前記第三工程で得
られた第2積層体上に第2マスクを形成する第四工程
と、 前記第2マスクの上方から第1金属を蒸着して、前記キ
ャリア供給層上に前記第1金属からなるゲート電極を形
成した後、前記第1金属が堆積している前記第2マスク
を除去する第五工程と、 前記第五工程によって露出している前記2つの領域の各
々の少なくとも一部を露出させるように、前記第五工程
で得られた第3積層体上に第3マスクを形成する第六工
程と、 前記第3マスクの上方から第2金属を蒸着して、前記2
つの領域のうち一方の領域上に前記第2金属からなるソ
ース電極を形成し、他方の領域上に前記第2金属からな
るドレイン電極を形成した後、前記第2金属が堆積して
いる第3マスクを除去する第七工程とを含むことを特徴
とするヘテロ接合電界効果トランジスタの製造方法。9. A buffer layer made of GaN, a channel layer made of GaN containing undoped or n-type impurities, and a band gap larger than the channel layer and containing n-type impurities on the substrate. Al x In y Ga 1- (x + y)
A carrier supply layer made of N (0 <x <1, 0 <y <1, x + y ≦ 1) and a contact layer made of GaN containing a higher concentration of n-type impurities than the carrier supply layer are sequentially provided. A first step of forming a first laminated body, a second step of forming a first mask on the contact layer for forming the contact layer in two regions separated from each other, the first mask Etching from above the first
A third step of selectively removing the contact layer exposed from the mask, exposing the carrier supply layer to form the contact layer into the two regions, and then removing the first mask; A fourth step of forming a second mask on the second laminated body obtained in the third step so as to expose at least a part of the carrier supply layer exposed between the two regions; A second metal is vapor-deposited from above the second mask to form a gate electrode made of the first metal on the carrier supply layer, and then the second mask on which the first metal is deposited is removed. A sixth step of forming a third mask on the third laminate obtained in the fifth step, so as to expose at least a part of each of the two regions exposed in the fifth step. Steps, and on the third mask The second metal is vapor-deposited from
A source electrode made of the second metal is formed on one of the two regions, and a drain electrode made of the second metal is formed on the other region, and then the second metal is deposited. A seventh step of removing the mask, and a method for manufacturing a heterojunction field effect transistor.
と、アンドープ又はn型不純物を含有するGaNからな
るチャネル層と、該チャネル層よりも大きな禁制帯幅を
有しかつn型不純物を含有するAlxInyGa1-(x+y)
N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)からなるキ
ャリア供給層と、該キャリア供給層よりも高濃度のn型
不純物を含有するGaNからなるコンタクト層とを順次
設けて、第1積層体を形成する第一工程と、 前記コンタクト層上に、該コンタクト層を互いに離間さ
れた2つの領域に形成するための第1マスクを形成する
第二工程と、 前記第1マスクの上方からエッチングを行い、前記第1
マスクから露出している前記コンタクト層を選択的に除
去して、前記キャリア供給層を露出させて前記コンタク
ト層を前記2つの領域とした後、前記第1マスクを除去
する第三工程と、 前記第三工程によって露出している前記2つの領域の各
々の少なくとも一部を露出させるように、前記第三工程
で得られた第2積層体上に第2マスクを形成する第四工
程と、 前記第2マスクの上方から第2金属を蒸着して、前記2
つの領域のうち一方の領域上に前記第2金属からなるソ
ース電極を形成し、他方の領域上に前記第2金属からな
るドレイン電極を形成した後、前記第2金属が堆積して
いる前記第2マスクを除去する第五工程と、 前記2つの領域間に露出している前記キャリア供給層の
少なくとも一部を露出させるように、前記第五工程で得
られた第3積層体上に第3マスクを形成する第六工程
と、 前記第3マスクの上方から第1金属を蒸着して、前記キ
ャリア供給層上に前記第1金属からなるゲート電極を形
成した後、前記第1金属が堆積している前記第3マスク
を除去する第七工程とを含むことを特徴とするヘテロ接
合電界効果トランジスタの製造方法。10. A buffer layer made of GaN, a channel layer made of GaN containing undoped or n-type impurities, and a band gap larger than that of the channel layers and containing n-type impurities on a substrate. Al x In y Ga 1- (x + y)
A carrier supply layer made of N (0 <x <1, 0 <y <1, x + y ≦ 1) and a contact layer made of GaN containing a higher concentration of n-type impurities than the carrier supply layer are sequentially provided. A first step of forming a first laminated body, a second step of forming a first mask on the contact layer for forming the contact layer in two regions separated from each other, the first mask Etching from above the first
A third step of selectively removing the contact layer exposed from the mask, exposing the carrier supply layer to form the contact layer into the two regions, and then removing the first mask; A fourth step of forming a second mask on the second laminated body obtained in the third step so as to expose at least a part of each of the two regions exposed in the third step; The second metal is deposited from above the second mask to
The source electrode made of the second metal is formed on one of the two regions, and the drain electrode made of the second metal is formed on the other region, and then the second metal is deposited. 2) a fifth step of removing the mask; and a third step on the third laminate obtained in the fifth step so as to expose at least a part of the carrier supply layer exposed between the two regions. A sixth step of forming a mask, and depositing a first metal from above the third mask to form a gate electrode of the first metal on the carrier supply layer, and then depositing the first metal. And a seventh step of removing the third mask that is present, thereby manufacturing a heterojunction field effect transistor.
合電界効果トランジスタの製造方法において、前記第1
積層体を、前記バッファ層、前記チャネル層、前記キャ
リア供給層及び前記コンタクト層の格子定数が整合する
ように形成することを特徴とするヘテロ接合電界効果ト
ランジスタの製造方法。11. The method for manufacturing a heterojunction field effect transistor according to claim 9, wherein the first
A method of manufacturing a heterojunction field effect transistor, wherein a laminated body is formed so that lattice constants of the buffer layer, the channel layer, the carrier supply layer, and the contact layer are matched.
記載のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造方法にお
いて、前記チャネル層と前記キャリア供給層との間に、
アンドープAlxInyGa1-(x+y)N(0<x<1,0
<y<1,x+y≦1)からなるスペーサ層を設けるこ
とを特徴とするヘテロ接合電界効果トランジスタの製造
方法。12. The method for manufacturing a heterojunction field effect transistor according to claim 9, wherein between the channel layer and the carrier supply layer,
Undoped Al x In y Ga 1- (x + y) N (0 <x <1,0
A method of manufacturing a heterojunction field effect transistor, characterized in that a spacer layer of <y <1, x + y ≦ 1) is provided.
果トランジスタの製造方法において、前記第1積層体
を、前記バッファ層、前記チャネル層、前記スペーサ
層、前記キャリア供給層及び前記コンタクト層の格子定
数が整合するように形成することを特徴とするヘテロ接
合電界効果トランジスタの製造方法。13. The method of manufacturing a heterojunction field effect transistor according to claim 12, wherein the first stacked body is formed by a lattice of the buffer layer, the channel layer, the spacer layer, the carrier supply layer, and the contact layer. A method for manufacturing a heterojunction field effect transistor, characterized in that the constant junctions are formed.
と、アンドープ又はn型不純物を含有するGaNからな
るチャネル層と、該チャネル層よりも大きな禁制帯幅を
有する、n型不純物を含有するAlxInyGa1-(x+y)
N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)からなるキ
ャリア供給層及びアンドープAlxInyGa1-(x+y)N
(x<1,y<1,x+y≦1)からなるキャップ層
と、前記キャリア供給層よりも高濃度のn型不純物を含
有するGaNからなるコンタクト層とを順次設けて、第
1積層体を形成する第一工程と、 前記コンタクト層上に、該コンタクト層を互いに離間さ
れた2つの領域に形成するための第1マスクを形成する
第二工程と、 前記第1マスクの上方からエッチングを行い、前記第1
マスクから露出している前記コンタクト層を選択的に除
去して、前記キャップ層を露出させて前記コンタクト層
を前記2つの領域とした後、前記第1マスクを除去する
第三工程と、 前記2つの領域間に露出している前記キャップ層の少な
くとも一部を露出させるように、前記第三工程で得られ
た第2積層体上に第2マスクを形成する第四工程と、 前記第2マスクの上方から第1金属を蒸着して、前記キ
ャップ層上に前記第1金属からなるゲート電極を形成し
た後、前記第1金属が堆積している前記第2マスクを除
去する第五工程と、 前記第五工程によって露出している前記2つの領域の各
々の少なくとも一部を露出させるように、前記第五工程
で得られた第3積層体上に第3マスクを形成する第六工
程と、 前記第3マスクの上方から第2金属を蒸着して、前記2
つの領域のうち一方の領域上に前記第2金属からなるソ
ース電極を形成し、他方の領域上に前記第2金属からな
るドレイン電極を形成した後、前記第2金属が堆積して
いる前記第3マスクを除去する第七工程とを含むことを
特徴とするヘテロ接合電界効果トランジスタの製造方
法。14. A buffer layer made of GaN, a channel layer made of GaN containing undoped or n-type impurities, and Al containing an n-type impurity having a band gap larger than that of the channel layer on a substrate. x In y Ga 1- (x + y)
N (0 <x <1,0 <y <1, x + y ≦ 1) and a carrier supply layer and undoped Al x In y Ga 1- (x + y) N
A cap layer made of (x <1, y <1, x + y ≦ 1) and a contact layer made of GaN containing a higher concentration of n-type impurities than the carrier supply layer are sequentially provided to form a first stacked body. A first step of forming, a second step of forming a first mask on the contact layer for forming the contact layer in two regions separated from each other, and etching from above the first mask , The first
The third step of selectively removing the contact layer exposed from the mask, exposing the cap layer to form the contact layer into the two regions, and then removing the first mask; Fourth step of forming a second mask on the second laminate obtained in the third step so as to expose at least a part of the cap layer exposed between two regions, and the second mask A fifth step of depositing a first metal from above to form a gate electrode made of the first metal on the cap layer, and then removing the second mask on which the first metal is deposited; A sixth step of forming a third mask on the third stacked body obtained in the fifth step so as to expose at least a part of each of the two regions exposed in the fifth step, From above the third mask, the second gold Metal vapor deposition, the above 2
The source electrode made of the second metal is formed on one of the two regions, and the drain electrode made of the second metal is formed on the other region, and then the second metal is deposited. And a seventh step of removing the mask, the method for manufacturing a heterojunction field effect transistor.
と、アンドープ又はn型不純物を含有するGaNからな
るチャネル層と、該チャネル層よりも大きな禁制帯幅を
有する、n型不純物を含有するAlxInyGa1-(x+y)
N(0<x<1,0<y<1,x+y≦1)からなるキ
ャリア供給層及びアンドープAlxInyGa1-(x+y)N
(x<1,y<1,x+y≦1)からなるキャップ層
と、前記キャリア供給層よりも高濃度のn型不純物を含
有するGaNからなるコンタクト層を順次設けて、第1
積層体を形成する第一工程と、 前記コンタクト層上に、該コンタクト層を互いに離間さ
れた2つの領域に形成するための第1マスクを形成する
第二工程と、 前記第1マスクの上方からエッチングを行い、前記第1
マスクから露出している前記コンタクト層を選択的に除
去して、前記キャップ層を露出させて前記コンタクト層
を前記2つの領域とした後、前記第1マスクを除去する
第三工程と、前記第三工程によって露出している前記2
つの領域の各々の少なくとも一部を露出させるように、
前記第三工程で得られた第2積層体上に第2マスクを形
成する第四工程と、 前記第2マスクの上方から第2金属を蒸着して、前記2
つの領域のうち一方の領域上に前記第2金属からなるソ
ース電極を形成し、他方の領域上に前記第2金属からな
るドレイン電極を形成した後、前記第2金属が堆積して
いる前記第2マスクを除去する第五工程と、 前記2つの領域間に露出している前記キャップ層の少な
くとも一部を露出させるように、前記第五工程で得られ
た第3積層体上に第3マスクを形成する第六工程と、 前記第3マスクの上方から第1金属を蒸着して、前記キ
ャップ層上に前記第1金属からなるゲート電極を形成し
た後、前記第1金属が堆積している前記第3マスクを除
去する第七工程とを含むことを特徴とするヘテロ接合電
界効果トランジスタの製造方法。15. A buffer layer made of GaN, a channel layer made of GaN containing undoped or n-type impurities, and an Al containing n-type impurities having a band gap larger than that of the channel layers on a substrate. x In y Ga 1- (x + y)
N (0 <x <1,0 <y <1, x + y ≦ 1) and a carrier supply layer and undoped Al x In y Ga 1- (x + y) N
A cap layer made of (x <1, y <1, x + y ≦ 1) and a contact layer made of GaN containing a higher concentration of n-type impurities than the carrier supply layer are sequentially provided to form a first layer.
A first step of forming a laminated body; a second step of forming a first mask on the contact layer for forming the contact layer in two regions separated from each other; Etching the first
The third step of selectively removing the contact layer exposed from the mask, exposing the cap layer to form the contact layer into the two regions, and then removing the first mask; 2 exposed by three steps
To expose at least a portion of each of the two areas,
A fourth step of forming a second mask on the second stack obtained in the third step, and a step of depositing a second metal from above the second mask,
The source electrode made of the second metal is formed on one of the two regions, and the drain electrode made of the second metal is formed on the other region, and then the second metal is deposited. Second step of removing the second mask, and a third mask on the third laminate obtained in the fifth step so as to expose at least a part of the cap layer exposed between the two regions. Forming a gate electrode made of the first metal on the cap layer by vapor-depositing a first metal from above the third mask, and then depositing the first metal. And a seventh step of removing the third mask, the method for manufacturing a heterojunction field effect transistor.
接合電界効果トランジスタの製造方法において、前記第
1積層体を、前記バッファ層、前記チャネル層、前記キ
ャリア供給層、前記キャップ層及び前記コンタクト層の
格子定数が整合するように形成することを特徴とするヘ
テロ接合電界効果トランジスタの製造方法。16. The method of manufacturing a heterojunction field effect transistor according to claim 14, wherein the buffer layer, the channel layer, the carrier supply layer, the cap layer, and the contact layer are formed in the first stacked body. A method for manufacturing a heterojunction field effect transistor, which is characterized in that the lattice constants are matched.
に記載のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造方法に
おいて、前記チャネル層と前記キャリア供給層との間
に、アンドープAlxInyGa1-(x+y)N(0<x<
1,0<y<1,x+y≦1)からなるスペーサ層を設
けることを特徴とするヘテロ接合電界効果トランジスタ
の製造方法。17. The method for manufacturing a heterojunction field effect transistor according to claim 14, wherein an undoped Al x In y Ga 1- (is formed between the channel layer and the carrier supply layer. x + y) N (0 <x <
1. A method for manufacturing a heterojunction field effect transistor, characterized in that a spacer layer of 1,0 <y <1, x + y ≦ 1) is provided.
果トランジスタの製造方法において、前記第1積層体
を、前記バッファ層、前記チャネル層、前記スペーサ
層、前記キャリア供給層、前記キャップ層及び前記コン
タクト層の格子定数が整合するように形成することを特
徴とするヘテロ接合電界効果トランジスタの製造方法。18. The method for manufacturing a heterojunction field effect transistor according to claim 17, wherein the buffer layer, the channel layer, the spacer layer, the carrier supply layer, the cap layer, and the first stacked body are formed. A method for manufacturing a heterojunction field effect transistor, which is characterized in that the contact layers are formed so that the lattice constants thereof match.
記載のヘテロ接合電界効果トランジスタの製造方法にお
いて、前記エッチングは、反応性イオンエッチングであ
ることを特徴とするヘテロ接合電界効果トランジスタの
製造方法。19. The method for manufacturing a heterojunction field effect transistor according to claim 9, wherein the etching is reactive ion etching. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001389418A JP2003188190A (en) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Heterojunction field-effect transistor and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001389418A JP2003188190A (en) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Heterojunction field-effect transistor and its manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003188190A true JP2003188190A (en) | 2003-07-04 |
Family
ID=27597643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001389418A Withdrawn JP2003188190A (en) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | Heterojunction field-effect transistor and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003188190A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005277357A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Ngk Insulators Ltd | Semiconductor multilayer structure, method of manufacturing the same and transistor element |
| JP2010056340A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor device |
| JP2011086967A (en) * | 2011-01-31 | 2011-04-28 | Ngk Insulators Ltd | Transistor element |
-
2001
- 2001-12-21 JP JP2001389418A patent/JP2003188190A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005277357A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Ngk Insulators Ltd | Semiconductor multilayer structure, method of manufacturing the same and transistor element |
| JP2010056340A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor device |
| JP2011086967A (en) * | 2011-01-31 | 2011-04-28 | Ngk Insulators Ltd | Transistor element |
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