(57)【要約】【課題】Ａｌを含む窒化物系半導体層をエッチングストップとして用いる場合に、その上層の窒化物系半導体層との選択比を十分に確保することができ、エッチングの制御性を向上させること。【解決手段】Ａｌを含む窒化物系化合物半導体に対するＡｌを含まない窒化物系化合物半導体のエッチング選択比は、Ａｌ組成比に依存して単調増加する。ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ層からなる電子供給層１４を、その上層に形成するキャップ層のエッチングストップとして用いるために、電子供給層１４とフィールドプレート層１５ｂを構成するキャップ層１５との界面から電子供給層１４側に向かった少なくとも３ｎｍの範囲において、平均Ａｌ組成比ｘを０．４以上０．９以下とする。電子供給層１４の全体の平均Ａｌ組成比ｘは、最表面から少なくとも３ｎｍの範囲のＡｌ組成比より小さくした０．４未満とする。【選択図】図１
2014236201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体上に積層された電子走行層と、
前記電子走行層上に積層され、平均バンドギャップエネルギーが前記電子走行層のバンドギャップエネルギーよりも大きい電子供給層と、
前記電子供給層上の部分に形成され、バンドギャップエネルギーが前記電子供給層の平均バンドギャップエネルギーよりも小さいキャップ層と、
前記電子供給層に接するように設けられた電極と、
を備え、
前記電子供給層がＡｌを含む窒化物系化合物半導体から構成され、
前記電子供給層における平均Ａｌ組成比が０．４未満であるとともに、前記電子供給層と前記キャップ層との界面から前記電子供給層側の少なくとも３ｎｍの範囲における平均Ａｌ組成比が０．４以上０．９以下である
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記電子供給層がＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０＜ｘ＋ｙ≦１）であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記電子供給層におけるＡｌ組成比は、前記電子走行層との界面から前記キャップ層の界面に向けて連続的に増加していることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記電子供給層におけるＡｌ組成比は、前記電子走行層との界面から前記キャップ層との界面に向けて段階的に増加していることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記電子供給層における平均Ａｌ組成比が、前記電子走行層との界面から前記キャップ層との界面に向けて増加していることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記電子供給層が、組成および膜厚の少なくとも一方が互いに異なる複数のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ層（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ≦１）から構成された超格子からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記キャップ層がＡｌを含まない窒化物系化合物半導体から構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記電子走行層がＡｌを含まない窒化物系化合物半導体から構成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
基体と、前記基体上に積層された電子走行層と、前記電子走行層上に積層されたＡｌを含む窒化物系半導体からなる電子供給層と、前記電子供給層上に形成されたキャップ層と、前記キャップ層の一部が前記電子供給層まで除去された領域の部分に設けられた電極と、を有する半導体装置の製造方法において、
前記電子供給層における平均Ａｌ組成比を０．４未満にするとともに、前記電子供給層と前記キャップ層との界面から前記電子供給層側の少なくとも３ｎｍの範囲における平均Ａｌ組成比を０．４以上０．９以下に成長させるステップと、
前記電子供給層上に前記キャップ層を成長させるステップと、
前記キャップ層の一部を、前記電子供給層と前記キャップ層との界面から前記電子供給層側の少なくとも３ｎｍの範囲をエッチングストップ層としてエッチング除去するステップと、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショットキーバリアダイオードや電界効果トランジスタなどの半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物系半導体に代表されるワイドバンドギャップ半導体は、高い絶縁破壊耐圧、良好な電子輸送特性、良好な熱伝導度を持つので、高温、大パワー、あるいは高周波用半導体デバイスの材料として非常に魅力的である。また、たとえばＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ構造を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、ピエゾ分極および自発分極によって、界面に２次元電子ガスが発生している。この２次元電子ガスは、高い電子移動度とキャリア密度を有しており、多くの注目を集めている。また、ＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ構造を用いたヘテロ接合ＦＥＴ（ＨＦＥＴ）は、低いオン抵抗、および速いスイッチング速度を持ち、高温動作が可能である。これらの特徴は、パワースイッチング応用に非常に好適である。
【０００３】
そして、このような素子を製造する場合に、窒化物系化合物半導体においてＡｌを含む層、すなわちＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）をエッチングストップ層として用い、かつ少なくとも酸素と塩素とを含むエッチングガスによりエッチングを行う技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２９４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者が実験等から得た知見によれば、特許文献１に記載の技術では、エッチングストップ層とその上層の窒化物系化合物半導体層との選択比が十分に確保できず、エッチングの制御が困難になるという問題があった。そこで、エッチング条件を変更して選択比を確保する方法も考えられるが、この場合には、エッチングレートの低下を招いたり、Ａｌを含む窒化物系化合物半導体層の表面の酸化が著しくなって製造される半導体装置の特性に悪影響を及ぼしたりしてしまう。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、Ａｌを含む窒化物系半導体層をエッチングストップとして用いる場合に、その上層の窒化物系半導体層との選択比を十分に確保することができ、エッチングの制御性を向上させることができる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、基体と、基体上に積層された電子走行層と、電子走行層上に積層され、平均バンドギャップエネルギーが電子走行層のバンドギャップエネルギーよりも大きい電子供給層と、電子供給層上の部分に形成され、バンドギャップエネルギーが電子供給層の平均バンドギャップエネルギーよりも小さいキャップ層と、電子供給層に接するように設けられた電極と、を備え、電子供給層がＡｌを含む窒化物系化合物半導体から構成され、電子供給層における平均Ａｌ組成比が０．４未満であるとともに、電子供給層とキャップ層との界面から電子供給層側の少なくとも３ｎｍの範囲における平均Ａｌ組成比が０．４以上０．９以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る半導体装置は、上記の発明において、電子供給層がＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０＜ｘ＋ｙ≦１）であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る半導体装置は、上記の発明において、電子供給層におけるＡｌ組成比は、電子走行層との界面からキャップ層の界面に向けて連続的に増加していることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る半導体装置は、上記の発明において、電子供給層におけるＡｌ組成比は、電子走行層との界面からキャップ層との界面に向けて段階的に増加していることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る半導体装置は、上記の発明において、電子供給層における平均Ａｌ組成比が、電子走行層との界面からキャップ層との界面に向けて増加していることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る半導体装置は、上記の発明において、電子供給層が、組成および膜厚の少なくとも一方が互いに異なる複数のＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ層（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ≦１）から構成された超格子からなることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る半導体装置は、上記の発明において、キャップ層がＡｌを含まない窒化物系化合物半導体から構成されることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る半導体装置は、上記の発明において、電子走行層がＡｌを含まない窒化物系化合物半導体から構成されることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基体と、基体上に積層された電子走行層と、電子走行層上に積層されたＡｌを含む窒化物系半導体からなる電子供給層と、電子供給層上に形成されたキャップ層と、キャップ層の一部が電子供給層まで除去された領域の部分に設けられた電極と、を有する半導体装置の製造方法において、電子供給層における平均Ａｌ組成比を０．４未満にするとともに、電子供給層とキャップ層との界面から電子供給層側の少なくとも３ｎｍの範囲における平均Ａｌ組成比を０．４以上０．９以下に成長させるステップと、電子供給層上にキャップ層を成長させるステップと、キャップ層の一部を、電子供給層とキャップ層との界面から電子供給層側の少なくとも３ｎｍの範囲をエッチングストップ層としてエッチング除去するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る半導体装置およびその製造方法によれば、Ａｌを含む窒化物系半導体層をエッチングストップとして用いる場合に、その上層の窒化物系半導体層との選択比を十分に確保することができ、エッチングの制御性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施の形態１に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の原理を説明するためのＧａＮ／ＡｌＧａＮ選択比のＡｌ組成比依存性を示すグラフである。
【図３】図３は、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係る半導体装置における電子走行層側からキャップ層側までの電子供給層のＡｌ組成比の変化の例を示す略線図である。
【図６】図６は、実施の形態３に係る半導体装置における電子走行層側からキャップ層側までの電子供給層のＡｌ組成比の変化の例を示す略線図である。
【図７】図７は、実施の形態４に係る半導体装置における電子走行層側からキャップ層側までの電子供給層のＡｌ組成比の変化の例を示す略線図である。
【図８】図８は、実施の形態５に係る半導体装置における電子走行層側からキャップ層側までの電子供給層のＡｌ組成比の変化の例を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付す。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１９】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１による半導体装置について説明する。図１は、この実施の形態１による半導体装置としてのショットキーバリアダイオードの模式的な断面図である。
【００２０】
図１に示すように、半導体装置１００は、基板１１上にバッファ層１２を介して形成された電子走行層１３と、電子走行層１３上に形成された電子供給層１４と、電子供給層１４上に形成された、フィールドプレート層１５ｂ、パッシベーション膜１６、電極としてのアノード電極１７およびカソード電極１８とを備えている。
【００２１】
基板１１は、シリコン、サファイア、ＺｎＯ等の、その主表面上にＩＩＩ族窒化物系化合物半導体を形成できる材料で構成されている。バッファ層１２は、基板１１上にＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層を好適に形成するためのものであり、たとえばＡｌＮ層とＧａＮ層とが交互に積層された公知の構造を有する。基板１１およびバッファ層１２によって半導体装置１００の基体が構成される。
【００２２】
電子走行層１３は、Ａｌを含まない窒化物系化合物半導体、具体的にはたとえばアンドープのＧａＮから構成される。電子供給層１４は、その平均バンドギャップエネルギーが電子走行層１３のバンドギャップエネルギーよりも大きいＡｌ含有窒化物系化合物半導体、具体的には、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０＜ｘ＋ｙ≦１）から構成されている。また、電子供給層１４の厚さは、たとえば１５〜４０ｎｍ、好ましくは２０〜３０ｎｍである。ここで、電子走行層１３の電子供給層１４との界面には、２次元電子ガス層が発生する。
【００２３】
フィールドプレート層１５ｂは、電子供給層１４の上層に形成された後述するキャップ層１５の一部がエッチング除去されて構成されている。また、キャップ層１５の除去された一部の領域によってリセス部１５ａが構成されている。フィールドプレート層１５ｂは、そのバンドギャップエネルギーが電子供給層１４の平均バンドギャップエネルギーより小さく、Ａｌを含まない非ｐ型の窒化物系化合物半導体から構成されている。たとえば、フィールドプレート層１５ｂは、アンドープのＧａＮで構成されている。フィールドプレート層１５ｂの厚さは、たとえば１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜１５０ｎｍである。なお、非ｐ型とは、導電型がｐ型ではないことを意味し、たとえばアンドープまたはｎ型不純物をドープしてｎ型としたものである。
【００２４】
パッシベーション膜１６は、たとえばＳｉＮｘから構成されており、フィールドプレート層１５ｂ、アノード電極１７、およびカソード電極１８が形成されていない電子供給層１４の表面を主に保護している。
【００２５】
アノード電極１７は、リセス部１５ａにおいて電子供給層１４とショットキー接触するようにたとえばＮｉ／Ａｕの積層構造で構成されている。これによって、アノード電極１７は、電子供給層１４にショットキー接触する。
【００２６】
また、アノード電極１７とフィールドプレート層１５ｂとは互いに接触しており、かつカソード電極１８側に向かって延伸している。例えば、アノード電極１７は、図１に示すようにフィールドプレート層１５ｂの側面および上面の一部に接触するように形成される。
【００２７】
カソード電極１８は、リセス部１５ａにおいて電子供給層１４とオーミック接触するようにたとえばＴｉ／Ａｌの積層構造で構成されている。これによって、カソード電極１８は、電子供給層１４を介して、電子走行層１３に発生した２次元電子ガス層とオーミック接触する。
【００２８】
次に、以上のように構成された実施の形態１による半導体装置１００における電子供給層１４の構成について説明する。図２は、ＧａＮとＡｌＧａＮとの選択比に対するＡｌＧａＮのＡｌ組成比依存性を示すグラフである。
【００２９】
図２に示すように、ＡｌＧａＮ層に対するＧａＮ層のエッチング選択比は、ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成比に依存し単調増加する。すなわち、Ａｌ含有窒化物系化合物半導体に対するＡｌを含まない窒化物系化合物半導体のエッチング選択比は、Ａｌを含む窒化物系化合物半導体におけるＡｌ組成比に依存し単調増加する。本発明者が実験等から得た知見によれば、Ａｌを含む窒化物系化合物半導体層を、Ａｌを含まない窒化物系化合物半導体層のエッチングストップ層として用いる場合、エッチングの制御性を向上させるためには、選択比を２０以上程度にするのが望ましい。そこで、この電子供給層１４を、その上層に形成されるキャップ層１５のエッチングストップとして用いるために、少なくとも電子供給層１４の最上面のＡｌ組成比は、０．４以上にするのが望ましい。また、電子供給層１４上に形成される電極とのコンタクトの悪化を防ぐために、少なくとも電子供給層１４の最上面のＡｌ組成比は、０．９以下にするのがより望ましい。
【００３０】
また、電子供給層１４の平均Ａｌ組成比を０．４以上０．９以下とする最上面からの領域を、膜厚方向に沿って３ｎｍ未満とすると、上層のキャップ層１５のエッチングストップとして用いることが困難になる。したがって、電子供給層１４とフィールドプレート層１５ｂを構成するキャップ層１５との界面から電子供給層１４側に向けて膜厚方向に沿った少なくとも３ｎｍの範囲において、平均Ａｌ組成比を０．４以上０．９以下とするのが好ましい。他方、電子供給層１４の全体の平均Ａｌ組成比ｘは、最表面のＡｌ組成比より小さくした０．４未満とするのが好ましく、具体的にはたとえば０．２５とする。
【００３１】
次に、上述のように構成された半導体装置１００の製造方法について説明する。図３および図４は、この半導体装置１００の製造方法を説明するための断面図である。まず、図３に示すように、基板１１上に、たとえばＭＯＣＶＤ法等の結晶成長法を用いて、バッファ層１２、電子走行層１３、および電子供給層１４を順次成長させる。このとき、電子供給層１４の成長における少なくとも最終段階において、少なくとも電子供給層１４の表層から少なくとも３ｎｍの深さまでの範囲におけるＡｌ組成比が０．４以上０．９以下になるように成長させる。
【００３２】
その後、たとえばＭＯＣＶＤ法等の結晶成長法により、電子供給層１４上にフィールドプレート層１５ｂとなるべきキャップ層１５を成長させる。続いて、キャップ層１５上にフィールドプレート層１５ｂの形状のフォトマスク１９を形成する。その後、たとえば塩素および酸素を含むエッチングガスを用い、フォトマスク１９をエッチングマスクとし、電子供給層１４をエッチングストップとして、キャップ層１５の選択エッチングを行う。これによって、図４に示すように、所望の領域以外のキャップ層１５の一部がエッチング除去されてリセス部１５ａが形成されるとともに、フィールドプレート層１５ｂが形成される。
【００３３】
その後、図１に示すように、たとえば電子線蒸着法とリフトオフ法とを用いてカソード電極１８を形成する。つぎに、たとえばＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced ＣＶＤ）法、フォトリソグラフィ技術、およびエッチングを用いてパッシベーション膜１６を形成する。つぎに、電子線蒸着法およびリフトオフ法を用いて、少なくともリセス部１５ａおよびフィールドプレート層１５ｂ上に、電子供給層１４とショットキー接触するアノード電極１７を形成する。
【００３４】
なお、フィールドプレート層１５ｂは非ｐ型であるため、たとえばｐ型ドーパントとなるＭｇやＦｅをドープする必要がない。したがって、半導体装置１００の製造工程における熱プロセスや活性化熱処理等の際に、ｐ型ドーパントが電子走行層１３と電子供給層１４との界面に拡散するという事態はそもそも発生しない。
【００３５】
以上説明した実施の形態１によれば、電子供給層１４の最上面から膜厚方向に沿った少なくとも３ｎｍの範囲における電子供給層１４のＡｌ組成比を、０．４以上０．９以下にしていることにより、電子供給層１４を、その上層に形成されるＡｌを含まないキャップ層１５に対して所望のエッチング選択比が確保されたエッチングストップ層として用いることができる。これにより、キャップ層１５をエッチングする際のエッチング条件を変更する必要がないため、エッチングレートを下げることなく所望のエッチング選択比を確保することができ、さらに、Ａｌを含む電子供給層１４の表面の酸化を進行させることなく、キャップ層１５を制御性良くエッチングすることができる。また、電子供給層１４の最上面から少なくとも３ｎｍの範囲のみＡｌ組成比を０．４以上０．９以下とし、電子供給層１４全体の平均Ａｌ組成比を０．４未満に調整していることにより、電子走行層１３と電子供給層１４との界面における２次元電子ガスのキャリア密度の調整が可能になる。
【００３６】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２による半導体装置について説明する。図５は、この実施の形態２における電子供給層１４を構成するＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ層（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０＜ｘ＋ｙ≦１）の、Ａｌ組成比ｘ（縦軸）と積層方向に沿った膜厚（横軸）との関係を示す略線図である。なお、略線図の左側が電子走行層１３との界面側、右側が電子供給層１４の表面側であり、Ａｌ組成比をｘ１からｘ２まで増加させる。図５に示すように、この実施の形態２においては、電子供給層１４は、電子走行層１３側（下層）からフィールドプレート層１５ｂ側（上層）に向けて、Ａｌ組成比が連続的に増加するように構成されている。
【００３７】
そして、Ａｌ組成比を増加させる方法としては、直線状に増加させる方法（直線Ａ）、上に凸の曲線になるように増加させる方法（点線曲線Ｂ）、または下に凸の曲線になるように増加させる方法（一点鎖線曲線Ｃ）など種々の方法を採用することが可能である。さらに、電子供給層１４の平均バンドギャップエネルギーは、実施の形態１と同様に、電子走行層１３のバンドギャップエネルギーより大きくなるように構成されている。また、フィールドプレート層１５ｂのバンドギャップエネルギーは、電子供給層１４の平均バンドギャップエネルギーよりも小さくなるように構成されている。なお、本明細書において平均バンドギャップエネルギーとは、Ａｌ組成比が互いに異なる複数の層からなる電子供給層１４において、その膜厚方向に沿った各層のバンドギャップエネルギーを各層の膜厚比で重み付け（積分）して算出した値である。その他の半導体装置１００の構成は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。この実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３８】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３による半導体装置について説明する。図６は、この実施の形態３における電子供給層１４を構成するＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ層（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０＜ｘ＋ｙ≦１）の、Ａｌ組成比ｘ（縦軸）と積層方向に沿った膜厚（横軸）との関係を示す略線図である。なお、略線図の左側が電子走行層１３との界面側、右側が電子供給層１４の表面側であり、Ａｌ組成比をｘ１からｘ２まで増加させる。図６に示すように、この実施の形態３において、電子供給層１４は、電子走行層１３側（下層）からフィールドプレート層１５ｂ側（上層）に向けて、Ａｌ組成比が段階的に増加するように構成されている。
【００３９】
そして、Ａｌ組成比を増加させる道程としては、実線Ａに沿って細かく階段状に増加させる方法、点線Ｂや一点鎖線Ｃに沿って増加させる方法など種々の方法を採用することが可能である。その他の半導体装置の構成は、実施の形態１，２と同様であるので、説明を省略する。この実施の形態３においても、実施の形態１，２と同様の効果が得られる。
【００４０】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４による半導体装置について説明する。図７は、この実施の形態４における電子供給層１４を構成するＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ層（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ≦１）の、Ａｌ組成比ｘ（縦軸）と積層方向に沿った膜厚（横軸）との関係を示す略線図である。なお、略線図の左側が電子走行層１３との界面側、右側が電子供給層１４の表面側である。図７に示すように、この実施の形態４においては、電子供給層１４は、Ａｌ組成比ｘ１のＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ層と、Ａｌ組成比ｘ１より高いＡｌ組成比ｘ２のＡｌx2Ｇａ1-x2Ｎ層とを一対の組として交互に設けた、ＡｌxＧａ1-xＮ超格子層から構成される。
【００４１】
そして、電子供給層１４において、電子走行層１３側（下層）からフィールドプレート層１５ｂ側（上層）に向かって、Ａｌ組成比ｘ１のＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ層の膜厚を変えず、Ａｌ組成比ｘ２のＡｌx2Ｇａ1-x2Ｎ層の膜厚を増加させる。これにより電子供給層１４の平均Ａｌ組成比は、下層から上層に向かって増加する。ここで、この実施の形態４における平均Ａｌ組成比とは、Ａｌ組成比ｘ１のＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ層を下層としＡｌ組成比ｘ２のＡｌx2Ｇａ1-x2Ｎ層を上層とした２層を一対の組とした場合の、１組２層のＡｌＧａＮ層において算出したＡｌ組成比である。そして、図７中の平均Ａｌ組成を示す直線は、算出した平均Ａｌ組成比を、１組中の上層側のＡｌx2Ｇａ1-x2Ｎ層の表面側でプロットし、プロットした点どうしを直線的につなげた概略線である。また、電子供給層１４は、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ超格子層から構成してもよい。その他の半導体装置の構成については、実施の形態１，２と同様であるので、説明を省略する。この実施の形態４においても、実施の形態１，２と同様の効果が得られる。
【００４２】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５による半導体装置について説明する。図８は、この実施の形態５における電子供給層１４を構成するＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ層（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ≦１）の、Ａｌ組成比ｘ（縦軸）と積層方向に沿った膜厚（横軸）との関係を示す略線図である。なお、略線図の左側が電子走行層１３との界面側、右側が電子供給層１４の表面側であり、Ａｌ組成比をｘ１からｘ２まで増加させる。図８に示すように、この実施の形態５においては、電子供給層１４は、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ超格子層から構成され、電子走行層１３側（下層）からフィールドプレート層１５ｂ側（上層）に向かって、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ層のＡｌ組成比ｘが増減しながら増加する。これにより電子供給層１４の平均Ａｌ組成比ｘは、下層から上層に向かって増加する。ここで、この実施の形態５における平均Ａｌ組成比とは、隣接する１組のＡｌＧａＩｎＮ層のうち、Ａｌ組成比が比較的小さいＡｌＧａＩｎＮ層を下層、Ａｌ組成比が比較的大きいＡｌＧａＩｎＮ層を上層として一対の組とし、１組２層のＡｌＧａＩｎＮ層においてＡｌ組成比を算出したものである。そして、図８中の平均Ａｌ組成を示す直線は、算出した平均Ａｌ組成比を、１組中の上層側のＡｌＧａＩｎＮ層の表面側でプロットし、プロットした点どうしを直線的につなげた概略線である。その他の半導体装置の構成については、実施の形態１，２と同様であるので、説明を省略する。この実施の形態５においても、実施の形態１，２と同様の効果が得られる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１１  基板
１２  バッファ層
１３  電子走行層
１４  電子供給層
１５  キャップ層
１５ａ  リセス部
１５ｂ  フィールドプレート層
１６  パッシベーション膜
１７  アノード電極
１８  カソード電極
１９  フォトマスク
【図１】
2014236201.tif 000003
【図２】
2014236201.tif 000004
【図３】
2014236201.tif 000005
【図４】
2014236201.tif 000006
【図５】
2014236201.tif 000007
【図６】
2014236201.tif 000008
【図７】
2014236201.tif 000009
【図８】
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