(57)【要約】【課題】デバイス特性を改善できる窒化物半導体エピタキシャル基板および窒化物半導体デバイスを提供する。【解決手段】半導体エピタキシャル基板は、基板(１)と、基板(１)上に形成された初期成長層(２)と、初期成長層(２)上に形成されたバッファ層(３)と、バッファ層３上に形成されて、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１．０）の組成からなる高Ａｌ含有層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．３）の組成からなる低Ａｌ含有層とを交互に積層してなる超格子バッファ層(４)と、超格子バッファ層(４)上に形成され、窒化物半導体層からなるチャネル層(５)と、チャネル層５上に形成された障壁層(６)とを備え、超格子バッファ層(４)との界面近傍のチャネル層５には、ｎ型ドーパントがδドーピングされている。【選択図】図１
2015115429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板上に形成された初期成長層と、
上記初期成長層上に形成されたバッファ層と、
上記バッファ層上に形成されて、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１．０）の組成からなる高Ａｌ含有層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．３）の組成からなる低Ａｌ含有層とを交互に積層してなる超格子バッファ層と、
上記超格子バッファ層上に形成され、窒化物半導体層からなるチャネル層と、
上記チャネル層上に形成された障壁層と
を備え、
上記超格子バッファ層との界面近傍の上記チャネル層には、ｎ型ドーパントがδドーピングされていることを特徴とする窒化物半導体エピタキシャル基板。
【請求項２】
請求項１に記載の窒化物半導体エピタキシャル基板において、
上記ｎ型ドーパントがＳｉまたはＧｅであることを特徴とする窒化物半導体エピタキシャル基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の窒化物半導体エピタキシャル基板において、
上記δドーピングがされた箇所は、上記超格子バッファ層と上記チャネル層の界面から５０ｎｍまでの範囲内にあることを特徴とする窒化物半導体エピタキシャル基板。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の窒化物半導体エピタキシャル基板において、
上記δドーピングの濃度が、上記チャネル層に上記δドーピングを行わない場合に上記超格子バッファ層とチャネル層の界面をＣ−Ｖ測定して得られるキャリア濃度の９５％〜１０５％の範囲内であることを特徴とする窒化物半導体エピタキシャル基板。
【請求項５】
基板と、
上記基板上に形成された初期成長層と、
上記初期成長層上に形成されたバッファ層と、
上記バッファ層上に形成されて、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１．０）の組成からなる高Ａｌ含有層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．３）の組成からなる低Ａｌ含有層とを交互に積層してなる超格子バッファ層と、
上記超格子バッファ層上に形成され、窒化物半導体層からなるチャネル層と、
上記チャネル層上に形成された障壁層と
を備え、
上記超格子バッファ層との界面近傍の上記チャネル層には、ｎ型ドーパントがδドーピングされていることを特徴とする窒化物半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、窒化物半導体が用いられた窒化物半導体エピタキシャル基板に関し、また、窒化物半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体が用いられた電子デバイスとしては、一般的に、ＡｌＧａＮとＧａＮからなるヘテロ接合がある構造が一般的に用いられている。
【０００３】
より具体的な構造を説明すると、上記電子デバイスは、サファイアやＳｉなどの基板と、この基板上に形成されて窒化物半導体からなるバッファ層と、このバッファ層上に形成されて一般的にＧａＮからなるチャネル層と、このチャネル層上に形成されてＡｌＧａＮからなる障壁層とを備える。このＡｌＧａＮ障壁層とＧａＮチャネル層との界面には２次元電子ガスが形成される。
【０００４】
また、上記電子デバイスでは、２次元電子ガスにオーミック接触するように、ソース電極及びドレイン電極が形成されると共に、ソース電極とドレイン電極の間に位置するように、ゲート電極が形成される。
【０００５】
ところで、サファイア基板やＳｉＣ基板上に窒化物半導体を形成する際は、あまり大きな問題とならないが、熱膨張係数が窒化物半導体よりも小さいＳｉ基板を用いた場合、窒化物半導体層の成長後、Ｓｉ基板が下凸の形状に反ってしまい、さらには、窒化物半導体の結晶そのものに応力によってクラックが形成される。したがって、上記Ｓｉ基板は、窒化物半導体が用いられる電子デバイスの形成に適さない。
【０００６】
上記Ｓｉ基板と窒化物半導体積層体の熱膨張係数の差を緩和する方法としては、異なる組成を持つＡｌＧａＮ層を交互に成長したバッファ層を用いることが、特開２００５−８５８５２号公報(特許文献１)で提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−８５８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、図６Ａ，図６Ｂを用いて、窒化物半導体における２次元電子ガス生成のメカニズムについて説明する。
【０００９】
まず、図６Ａに示すように、応力が緩和されてほぼバルクの格子定数を有するＧａＮ上に、応力緩和が起こらない薄さの格子定数の小さいＡｌＧａＮ層が形成された場合、ＧａＮとＡｌＧａＮ層の自発分極の差と、ＧａＮ上のＡｌＧａＮ層が面内で歪むことによってピエゾ分極が発生し、ＧａＮとＡｌＧａＮ層の界面に２次元電子ガスが形成される。
【００１０】
一方、互いに異なる組成を持つＡｌＧａＮ層を交互に成長したバッファ層を１つの平均的な塊として考えた場合、このバッファ層は応力が緩和したＡｌＧａＮ層と等価と考えることが可能である。このＡｌＧａＮ層上に形成されたＧａＮは、ＡｌＧａＮ層よりも格子定数が大きいことから、図６Ａとは逆に、ＡｌＧａＮ層とＧａＮの界面に２次元正孔ガスが形成されることになる。
【００１１】
このようにして発生した２次元正孔ガスは、リーク電流の原因となり、デバイス特性の低下を引き起こす。
【００１２】
したがって、特開２００５−８５８５２号公報の方法には、デバイス特性の低下を引きこすという問題がある。
【００１３】
そこで、この発明の課題は、デバイス特性を改善できる窒化物半導体エピタキシャル基板および窒化物半導体デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、この発明の窒化物半導体エピタキシャル基板は、
基板と、
上記基板上に形成された初期成長層と、
上記初期成長層上に形成されたバッファ層と、
上記バッファ層上に形成されて、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１．０）の組成からなる高Ａｌ含有層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．３）の組成からなる低Ａｌ含有層とを交互に積層してなる超格子バッファ層と、
上記超格子バッファ層上に形成され、窒化物半導体層からなるチャネル層と、
上記チャネル層上に形成された障壁層と
を備え、
上記超格子バッファ層との界面近傍の上記チャネル層には、ｎ型ドーパントがδドーピングされていることを特徴としている。
【００１５】
一実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板では、
上記ｎ型ドーパントはＳｉまたはＧｅである。
【００１６】
一実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板では、
上記δドーピングがされた箇所は、上記超格子バッファ層と上記チャネル層の界面から５０ｎｍまでの範囲内にある。
【００１７】
一実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板では、
上記δドーピングの濃度が、上記チャネル層に上記δドーピングを行わない場合に上記超格子バッファ層とチャネル層の界面をＣ−Ｖ測定して得られるキャリア濃度の９５％〜１０５％の範囲内である。
【００１８】
この発明の電子デバイスは、
基板と、
上記基板上に形成された初期成長層と、
上記初期成長層上に形成されたバッファ層と、
上記バッファ層上に形成されて、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１．０）の組成からなる高Ａｌ含有層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．３）の組成からなる低Ａｌ含有層とを交互に積層してなる超格子バッファ層と、
上記超格子バッファ層上に形成され、窒化物半導体層からなるチャネル層と、
上記チャネル層上に形成された障壁層と
を備え、
上記超格子バッファ層との界面近傍の上記チャネル層には、ｎ型ドーパントがδドーピングされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の窒化物半導体エピタキシャル基板によれば、超格子バッファ層との界面近傍のチャネル層には、ｎ型ドーパントがδドーピングされていることによって、超格子バッファ層とチャネル層の界面に電子を供給し、この界面の正孔を十分に補償できるので、上記界面に２次元正孔ガスが形成されるのを防ぐことができる。
【００２０】
したがって、上記窒化物半導体エピタキシャル基板を電子デバイスに用いた場合、リーク電流を低減し、デバイス特性を改善できる。
【００２１】
この発明の窒化物半導体デバイスは、超格子バッファ層との界面近傍のチャネル層には、ｎ型ドーパントがδドーピングされていることによって、超格子バッファ層とチャネル層の界面に電子を供給し、この界面の正孔を十分に補償できるので、上記界面に２次元正孔ガスが形成されるのを防ぐことができる。
【００２２】
したがって、上記窒化物半導体デバイスは、リーク電流を低減し、デバイス特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板の断面模式図である。
【図２Ａ】図２Ａはδドーピングを行っていない場合のＣ−Ｖ測定の結果のグラフである。
【図２Ｂ】図２Ｂはδドーピングを行った場合のＣ−Ｖ測定の結果のグラフである。
【図３】図３はＣ−Ｖ測定方法を説明するための図である。
【図４Ａ】図４Ａはδドーピングの位置と界面のキャリア濃度との関係を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ｂはキャリア濃度と距離の関係を示すグラフである。
【図５】図５はδドーピングの濃度と界面のキャリア濃度との関係を示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは窒化物半導体における２次元電子ガスの生成を説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは窒化物半導体における２次元正孔ガスの生成を説明するための図である。
【図７】図７は本発明の一実施形態の窒化物半導体デバイスの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の窒化物半導体エピタキシャル基板を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００２５】
〔第１実施形態〕
図１は、この発明の第１実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板(ウェハ)の断面模式図である。
【００２６】
上記窒化物半導体エピタキシャル基板は、Ｓｉ基板１上に、厚さ１００ｎｍのアンドープＡｌＮからなる初期成長層２と、厚さ２０ｎｍのＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎからなるバッファ層３とを順次エピタキシャル成長させた後、超格子バッファ層４をエピタキシャル成長させる。この超格子バッファ層４は、厚さ４ｎｍのアンドープＡｌＮ層と厚さ２３ｎｍのアンドープＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とが交互に積層されてなる。また、上記ＡｌＮ層およびＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層のうち、Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層が最上層となり、後述する超格子バッファ層４と接触する。また、上記ＡｌＮ層およびＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層は、それぞれ、例えば１００層形成される。なお、上記ＡｌＮ層は高Ａｌ含有層の一例であり、上記Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層は低Ａｌ含有層の一例である。
【００２７】
引き続いて、上記超格子バッファ層４上に、例えば厚さ１μｍのＧａＮからなるチャネル層５をエピタキシャル成長させる。このとき、ｎ型ドーパントの一例としてのＳｉをδドーピングする。より詳しくは、上記Ｓｉは、超格子バッファ層４とチャネル層５の界面(以下、単に「界面」と言う)から上側に２０ｎｍの位置にドープされている。また、上記Ｓｉのドーピング濃度は５×１０１５ｃｍ−３とした。なお、上記Ｓｉがドープされた位置は、図１中において点線で示している。また、上記ＧａＮは窒化物半導体の一例である。
【００２８】
その後、上記チャネル層５上に、例えば厚さ２５ｎｍのアンドープＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎからなる障壁層６をエピタキシャル成長させる。
【００２９】
上記Ｓｉのドーピング濃度は、超格子バッファ層４の構造に基づいて設定する。より詳しくは、超格子バッファ層４の平均Ａｌ組成と等価なＡｌＧａＮとＧａＮの格子定数差に起因するピエゾ電荷に、ＡｌＧａＮとＧａＮの自発分極電荷の差を足したものに対して、ほぼ等しい電荷を与えるドーピング量が望ましい。
【００３０】
現実には、上記δドーピングが無い場合のＣ−Ｖ測定によって界面のキャリア濃度を求め、このキャリア濃度にほぼ一致するように、Ｓｉのドーピング濃度を設定する。
【００３１】
図２Ａは、図１の窒化物半導体エピタキシャル基板とはδドーピングを行っていない点だけが異なる窒化物半導体エピタキシャル基板を用いて形成されたＨＥＭＴ(高電子移動度トランジスタ)をＣ−Ｖ測定した結果を示す。また、図２Ｂは、図１の窒化物半導体エピタキシャル基板を用いて形成されたＨＥＭＴをＣ−Ｖ測定した結果を示す。なお、上記ＨＥＭＴは電子デバイスの一例である。
【００３２】
ここで、図２Ａ，図２ＢのＣ−Ｖ測定では、図３に示すように、ＨＥＭＴ１０のゲート電極Ｇとステージ１１との間に、ＬＣＲメータ１２によってバイアス電圧を印加する。また、図２Ａ，図２Ｂの横軸は、窒化物半導体エピタキシャル基板の表面を基準とした基板方向への相対的な距離を表す。
【００３３】
図２Ａに示すように、δドーピングをしない場合には、チャネル層と超格子バッファ層の間にキャリアが見られ、２次元正孔ガスの存在が示唆されている。一方、図２Ｂに示すように、δドーピングをする場合には、２次元正孔ガスよるキャリアが見られず、２次元正孔ガスがＳｉによる電子で補償されていることを示している。
【００３４】
したがって、上記界面に２次元正孔ガスが形成されるのを防ぐことができるので、ＨＥＭＴのリーク電流を低減し、デバイス特性を改善できる。
【００３５】
また、上記ＨＥＭＴは、デバイス特性を改善できるので、寿命を延ばすことができる。
【００３６】
また、上記Ｓｉをｎ型ドーパントの一例として用いているので、界面に電子を効果的に供給できる。
【００３７】
また、上記Ｓｉは、活性化率がほぼ１００％であるので、δドーピングの制御が行いやすい。
【００３８】
上記第１実施形態において、Ｓｉは、超格子バッファ層４とチャネル層５の界面から上側に２０ｎｍの位置にドープされていたが、その位置にドープされないようにしてもよい。このようにする場合、Ｓｉのドープの位置は、超格子バッファ層４とチャネル層５の界面から上側に５０ｎｍまでの範囲内に設定してもよい。
【００３９】
上記第１実施形態では、上記Ｓｉをｎ型ドーパントの一例として用いていたが、Ｇｅをｎ型ドーパントの一例として用いてもよい。
【００４０】
上記第１実施形態では、アンドープＡｌＮからなる初期成長層２を用いていたが、例えば、ＡｌＧａＮや、条件によってはＧａＮなどからなる初期成長層を用いてもよい。
【００４１】
上記第１実施形態では、ＧａＮからなるチャネル層５を用いていたが、例えば、ＩｎＧａＮやＡｌＧａＮなどからなるチャネル層を用いてもよい。また、上記チャネル層は、単数の層からなってもよいし、複数の層からなってもよい。
【００４２】
上記第１実施形態では、Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎからなる障壁層６を用いていたが、例えばＡｌＩｎＮやＡｌＧａＩｎＮなどからなる障壁層を用いてもよい。また、上記障壁層は、単数の層からなってもよいし、複数の層からなってもよい。
【００４３】
上記第１実施形態では、障壁層６はチャネル層５に接触していたが、障壁層６はチャネル層５に接触しないようにしてもよい。このようにする場合、障壁層６とチャネル層５の間に、例えばＡｌからなる中間層を設けて、移動度改善を改善してもよい。
【００４４】
上記第１実施形態において、障壁層６上に、ＧａＮからなるキャップ層を設けてもよい。
【００４５】
〔第２実施形態〕
この発明の第２実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板は、上記第１実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板と同じ構造を有する。
【００４６】
この第２実施形態では、δドーピングのＳｉ濃度と位置をパラメータとし、Ｃ−Ｖ測定によって、超格子バッファ層とチャネル層の界面(以下、単に「界面」と言う)のキャリア濃度を測定した。
【００４７】
図４Ａはδドーピングの位置と界面のキャリア濃度との関係を示す。
【００４８】
ここで、上記δドーピングのＳｉ濃度は、この第２実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板においてδドーピングをしない場合にＣ−Ｖ測定される界面のピークキャリア濃度と一致させている。概略のドーピング濃度は計算によって求めることは可能であるが、計算で求めた概略のドーピング濃度の信頼性は必ずしも高くないので、Ｃ−Ｖ測定の結果を用いている。
【００４９】
図４Ａに示すように、界面から５０ｎｍ以内に、Ｓｉがδドーピングされた場合は、界面付近の２次元正孔ガスを補償できている(プロット上０ｃｍ−３となっているが、測定値は約２×１０１４ｃｍ−３)が、２次元正孔ガスの位置から大きく離れた場合、図４Ｂに示すように、電子による新たなピークキャリア濃度が出現し、リーク電流がかえって増加する。
【００５０】
したがって、上記界面から５０ｎｍまでの位置にＳｉがドープされていれば、界面の正孔を確実に補償できる。
【００５１】
なお、図４Ｂは、上記界面から１００ｎｍの箇所にδドーピングされた窒化物半導体エピタキシャル基板を用いて形成されたＨＥＭＴをＣ−Ｖ測定した結果を示すものである。
【００５２】
図５はδドーピングの濃度と界面のキャリア濃度との関係を示す。
【００５３】
ここで、上記δドーピングは、界面から３０ｎｍの位置に行っている。
【００５４】
上記界面のキャリア濃度は、まず、δドーピングの濃度の増加に伴って減少する。そして、この第２実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板においてδドーピングをしない場合にＣ−Ｖ測定される界面のキャリア濃度の９５％〜１０５％の範囲内のδドーピングの濃度では、界面のキャリア濃度は測定限界に近いと考えられる２×１０１４ｃｍ−３程度になる。そして、上記範囲を超えるδドーピングの濃度になると、界面のキャリア濃度は、増加して、新たなリーク源となる電子層が形成される。
【００５５】
したがって、上記δドーピングの濃度が、この第２実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板においてδドーピングされていない場合に超格子バッファ層とチャネル層の界面をＣ−Ｖ測定して得られるキャリア濃度の９５％〜１０５％の範囲内であれば、正孔を補償しつつ、新たなリーク源となる電子層の形成を防ぐことができる。
【００５６】
また、この発明は、上記第１実施形態および第２実施形態に記載された窒化物半導体エピタキシャル基板のみならず、上記各窒化物半導体エピタキシャル基板を複数個に分割することによって得られた窒化物半導体デバイスも含む。
【００５７】
上記窒化物半導体デバイスとしては、例えば図７に示すＨＥＭＴがある。なお、図７において、図１の構成部と同一構成部には、図１の構成部の参照番号と同一参照番号を付して説明を省略する。
【００５８】
上記ＨＥＭＴは、障壁層６上に形成されたソース電極１１と、障壁層６上に、ソース電極１１に対して所定の間隔を有するように形成されたドレイン電極１２と、ソース電極１１とドレイン電極１２の間に形成されたゲート電極１３とを備えている。
【００５９】
この発明の具体的な第１，第２実施形態について説明したが、この発明は上記第１，第２実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１，第２実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
【００６０】
すなわち、本発明および実施形態を纏めると、次のようになる。
【００６１】
この発明の窒化物半導体エピタキシャル基板は、
基板１と、
上記基板１上に形成された初期成長層２と、
上記初期成長層２上に形成されたバッファ層３と、
上記バッファ層３上に形成されて、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１．０）の組成からなる高Ａｌ含有層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．３）の組成からなる低Ａｌ含有層とを交互に積層してなる超格子バッファ層４と、
上記超格子バッファ層４上に形成され、窒化物半導体層からなるチャネル層５と、
上記チャネル層５上に形成された障壁層６と
を備え、
上記超格子バッファ層４との界面近傍の上記チャネル層５には、ｎ型ドーパントがδドーピングされていることを特徴としている。
【００６２】
上記構成によれば、上記チャネル層５にはｎ型ドーパントがδドーピングされているので、超格子バッファ層４とチャネル層５の界面に電子を供給し、この界面の正孔を十分に補償できる。これにより、上記界面に２次元正孔ガスが形成されるのを防ぐことができる。
【００６３】
したがって、上記窒化物半導体エピタキシャル基板を電子デバイスに用いた場合、リーク電流を低減し、デバイス特性(例えば寿命)を改善できる。
【００６４】
一実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板では、
上記ｎ型ドーパントはＳｉまたはＧｅである。
【００６５】
上記実施形態によれば、上記ｎ型ドーパントはＳｉまたはＧｅであるので、超格子バッファ層４とチャネル層５の界面に電子を効果的に供給できる。
【００６６】
また、上記ＳｉおよびＧｅは、活性化率がほぼ１００％であるので、制御が行いやすい。
【００６７】
一実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板では、
上記δドーピングがされた箇所は、上記超格子バッファ層４と上記チャネル層５の界面から５０ｎｍまでの範囲内にある。
【００６８】
上記実施形態によれば、上記δドーピングがされた箇所は、超格子バッファ層４とチャネル層５の界面から５０ｎｍまでの範囲内にあるので、超格子バッファ層４とチャネル層５の界面の正孔を確実に補償できる。
【００６９】
２次元正孔ガスの密度は局所的にピークを持つが、このピークが生じる位置から離れた場所にｎ型ドーパントをδドーピングしても、上記位置の正孔を補償できないばかりか、新たな電子チャンネルが形成されてしまう。
【００７０】
一実施形態の窒化物半導体エピタキシャル基板では、
上記δドーピングの濃度が、上記チャネル層５に上記δドーピングを行わない場合に上記超格子バッファ層４とチャネル層５の界面をＣ−Ｖ測定して得られるキャリア濃度の９５％〜１０５％の範囲内である。
【００７１】
上記実施形態によれば、上記δドーピングの濃度が、チャネル層５にδドーピングを行わない場合に超格子バッファ層４とチャネル層５の界面をＣ−Ｖ測定して得られるキャリア濃度の９５％〜１０５％の範囲内であるので、正孔を補償しつつ、新たなリーク源となる電子層の形成を防ぐことができる。
【００７２】
この発明の窒化物半導体デバイスは、
基板１と、
上記基板１上に形成された初期成長層２と、
上記初期成長層２上に形成されたバッファ層３と、
上記バッファ層３上に形成されて、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１．０）の組成からなる高Ａｌ含有層と、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．３）の組成からなる低Ａｌ含有層とを交互に積層してなる超格子バッファ層４と、
上記超格子バッファ層４上に形成され、窒化物半導体層からなるチャネル層５と、
上記チャネル層５上に形成された障壁層６と
を備え、
上記超格子バッファ層４との界面近傍の上記チャネル層５には、ｎ型ドーパントがδドーピングされていることを特徴としている。
【００７３】
上記構成によれば、上記超格子バッファ層４との界面近傍のチャネル層５には、ｎ型ドーパントがδドーピングされていることによって、超格子バッファ層４とチャネル層５の界面に電子を供給し、この界面の正孔を十分に補償できるので、上記界面に２次元正孔ガスが形成されるのを防ぐことができる。
【００７４】
したがって、上記窒化物半導体デバイスは、リーク電流を低減し、デバイス特性を改善できる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
この発明によれば、超格子バッファ層に起因した２次元正孔ガスの生成を抑えることが可能となり、例えばトランジスタのリーク特性を改善することが可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
１  Ｓｉ基板
２  初期成長層
３  バッファ層
４  超格子バッファ層
５  チャネル層
６  障壁層
【図１】
2015115429.tif 000003
【図２Ａ】
2015115429.tif 000004
【図２Ｂ】
2015115429.tif 000005
【図３】
2015115429.tif 000006
【図４Ａ】
2015115429.tif 000007
【図４Ｂ】
2015115429.tif 000008
【図５】
2015115429.tif 000009
【図６Ａ】
2015115429.tif 000010
【図６Ｂ】
2015115429.tif 000011
【図７】
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