(57)【要約】【課題】下層からのマグネシウムの拡散を利用した電界効果トランジスタの製造。【解決手段】マスク層２ｍでｐ型層１ｐの表面の一部を覆い、Ｍｇ原料を導入せずにＧａＮ層を形成するべくエピタキシャル成長を行うと、下層のｐ型層１ｐに接触する部分においては、当該ｐ型層１ｐからＭｇが拡散してｐボディ層４ｐが形成され、マスク層２ｍの上部は、アンドープＧａＮから成るチャネル形成層４ｉが形成される。同様に、ｐボディ層４ｐの上部には、ｐボディ層４ｐからＭｇが拡散してｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐが形成され、チャネル形成層４ｉの上部には、アンドープＡｌＧａＮ層５ｉが形成される。このようにして製造されたＨＥＭＴ１００は、ボディ電極Ｂｄの形成されるｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐ表面がエッチング処理されていないのでオーミック性が良好であり、ボディ電極Ｂｄからチャネル形成層４ｉの電位を安定して保つことができ、素子特性の安定した素子となる。【選択図】図１．Ｆ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物系化合物半導体素子の製造方法において、
アクセプタがドープされた第１のIII族窒化物系化合物半導体層の表面の一部に、組成が異なり、アクセプタが拡散しにくい第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスクを形成する工程と、
前記第１のIII族窒化物系化合物半導体層の露出面と、前記第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスクの表面とに、ドーパントを供給せずに第３のIII族窒化物系化合物半導体層をエピタキシャル成長させる工程とを有し、
前記第３のIII族窒化物系化合物半導体層をエピタキシャル成長させる工程においては、
前記第１のIII族窒化物系化合物半導体層の露出面上の前記第３のIII族窒化物系化合物半導体層中には前記第１のIII族窒化物系化合物半導体層中の前記アクセプタを拡散させ、
前記第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスク上の前記第３のIII族窒化物系化合物半導体層中には前記第１のIII族窒化物系化合物半導体層中の前記アクセプタを拡散させないことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１のIII族窒化物系化合物半導体層の露出面上方の、前記アクセプタの拡散した最上層に電極を形成することを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスク上方に形成されるいずれかのIII族窒化物系化合物半導体層に、少なくとも合計２個の電極を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記第２のIII族窒化物系化合物半導体層は、III族元素中のアルミニウムの組成が５０％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスクを形成する工程は、
７００℃以下の温度でエピタキシャル成長により前記第２のIII族窒化物系化合物半導体層を形成する工程と、
エッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクに覆われていない前記第２のIII族窒化物系化合物半導体層をウエットエッチングにより除く工程と、
加熱により前記第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスクを結晶化する工程と、
前記エッチングマスクを除去する工程とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記アクセプタはマグネシウムであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般式ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮで表されるIII族窒化物系化合物半導体から成る素子及びその製造方法に関する。本発明は特にIII族窒化物系化合物半導体から成る電界効果トランジスタに有効である。
【背景技術】
【０００２】
図４はヘテロバイポーラトランジスタ９００の構成を示す断面図である。ヘテロバイポーラトランジスタ９００は、任意の基板９０に、必要であれば図示しないバッファ層等を介して、マグネシウムをドープしたｐ型ＧａＮから成るコレクタ層９１ｐ、シリコンをドープしたｎ型ＧａＮから成るベース層９２ｎ、マグネシウムをドープしたｐ型ＡｌＧａＮから成る第２エミッタ層９３ｐ、マグネシウムをドープしたｐ型ＧａＮから成る第１エミッタ層９４ｐが順次形成されている。また、ドライエッチングにより段差が形成されており、ｐ型ＧａＮから成るコレクタ層９１ｐとｎ型ＧａＮから成るベース層９２ｎの表面が一部露出している。ｐ型ＧａＮから成るコレクタ層９１ｐ、ｎ型ＧａＮから成るベース層９２ｎ及びｐ型ＧａＮから成る第１エミッタ層９４ｐに、各々、コレクタ電極Ｃ、ベース電極Ｂ及びエミッタ電極Ｅが形成されている。このような構成のｐｎｐ型のヘテロバイポーラトランジスタ９００が非特許文献１等に記載されている。
【０００３】
ところで、非特許文献２に記載された通り、III族窒化物系化合物半導体はいわゆるウエットエッチングが困難であり、ドライエッチングが常用されている。しかし、非特許文献３に記載された通り、主としてII価元素が用いられるアクセプタをドープされたｐ型層は、アンドープ層やｎ型層に比較してドライエッチングによる表面荒れが顕著で、エッチング面にオーミック性の良好な電極を形成することが困難である。
【非特許文献１】A. P. Zhang et al., Appl. Phys. Lett., vol. 76, p. 2943 (2000)
【非特許文献２】S. J. Peraton et al., J. Appl. Phys., vol. 86, p. 1 (1999)
【非特許文献３】S. H. Su et al., J. Vac. Sci. Technol., B22(3), p. 971 (2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上を踏まえると、図５の断面図で示される構成の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又は高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を構成しても、チャネル形成層９６の電位が安定しないことが理解できる。即ち、図５のＦＥＴ９５０は、任意の基板９０に、必要であれば図示しないバッファ層等を介して、マグネシウムをドープしたｐ型ＧａＮから成るｐボディ層９５ｐ、アンドープＧａＮから成るチャネル形成層９６ｉ、アンドープＡｌＧａＮから成る歪層９７ｉを有する。また、エッチングによりｐボディ層９５ｐを一部露出させてボディ電極Ｂｄを形成する。歪層９７ｉにはソース電極Ｓとドレイン電極Ｄが形成され、それらの間に絶縁膜９８（ゲート絶縁膜）を介してゲート電極Ｇが形成されている。ここでボディ電極Ｂｄに例えば接地電位を接続して、ｐボディ層９５ｐを介してチャネル形成層９６ｉを接地電位に保つ。こうして、チャネル形成層９６ｉと歪層９７ｉとの界面に形成される二次元電子ガス（２ＤＥＧ）を利用して、ゲート電極Ｇの電位変化によりソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ間の電流を制御するものである。この点で、エッチングにより露出したｐ型ＧａＮから成るｐボディ層９５ｐにボディ電極Ｂｄを形成すると、オーミック性の良い電極が形成できないので、チャネル形成層９６ｉを接地電位に安定して保てない。するとＦＥＴ９５０は素子特性が安定せず、使用が困難である。
【０００５】
そこで本発明の目的は、III族窒化物系化合物半導体から成る電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又は高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）において、ｉ型のチャネル形成層の電位を安定できるよう、それに接続されるｐ型領域を、オーミック電極が形成容易な状態で形成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、III族窒化物系化合物半導体素子の製造方法において、アクセプタがドープされた第１のIII族窒化物系化合物半導体層の表面の一部に、組成が異なり、アクセプタが拡散しにくい第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスクを形成する工程と、第１のIII族窒化物系化合物半導体層の露出面と、第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスクの表面とに、ドーパントを供給せずに第３のIII族窒化物系化合物半導体層をエピタキシャル成長させる工程とを有し、第３のIII族窒化物系化合物半導体層をエピタキシャル成長させる工程においては、第１のIII族窒化物系化合物半導体層の露出面上の第３のIII族窒化物系化合物半導体層中には第１のIII族窒化物系化合物半導体層中のアクセプタを拡散させ、第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスク上の第３のIII族窒化物系化合物半導体層中には第１のIII族窒化物系化合物半導体層中のアクセプタを拡散させないことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、第１のIII族窒化物系化合物半導体層の露出面上方の、アクセプタの拡散した最上層に電極を形成することを特徴とする。請求項３に係る発明は、第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスク上方に形成されるいずれかのIII族窒化物系化合物半導体層に、少なくとも合計２個の電極を形成することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、第２のIII族窒化物系化合物半導体層は、III族元素中のアルミニウムの組成が５０％以上であることを特徴とする。尚、III族元素中のアルミニウムの組成が５０％以上であるとは、一般式ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮにおいて、アルミニウム組成ｘが０．５以上であることを言う。
【０００９】
請求項５に係る発明は、第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスクを形成する工程は、７００℃以下の温度でエピタキシャル成長により第２のIII族窒化物系化合物半導体層を形成する工程と、エッチングマスクを形成する工程と、エッチングマスクに覆われていない第２のIII族窒化物系化合物半導体層をウエットエッチングにより除く工程と、加熱により前記第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスクを結晶化する工程と、エッチングマスクを除去する工程とを有することを特徴とする。請求項６に係る発明は、アクセプタはマグネシウムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
アクセプタを含有する第１のIII族窒化物系化合物半導体層上に、ドーパントを供給しないでIII族窒化物系化合物半導体をエピタキシャル成長させると、第１のIII族窒化物系化合物半導体層中に存在するアクセプタが上部の「アンドープ」層に拡散することが知られている。これは、ＭＯＣＶＤ装置内部のコンタミネーション、いわゆるアクセプタのメモリー効果によるものを完全に除いても、或いは第１のIII族窒化物系化合物半導体層表面を酸処理した後にアクセプタフリーのＭＯＣＶＤ装置を用いて上層の「アンドープ層」を形成しようとしても、第１のIII族窒化物系化合物半導体層中に存在するアクセプタが上部の「アンドープ」層に拡散する（H. Xing et al., Jpn. J. Appl. Phys., vol. 42 (2003) Pt. 1, No. 1, pp. 50-53）。
【００１１】
一方、本発明者らは、窒化アルミニウム層を介すれば、当該上方へのアクセプタの拡散を阻止できることを見出し、出願している（特願２００５−２８０４８５）。
【００１２】
そこで本発明は、アクセプタの上層への拡散を防止できる様なマスクを形成することで、当該マスク上部にはｉ型領域が、マスクを形成していない部分にはｐ型領域が形成されることを利用して所望の構成の半導体装置を形成するものである。即ち、アクセプタを含有する第１のIII族窒化物系化合物半導体層表面の一部に、隣接する層からアクセプタが拡散しにくい第２のIII族窒化物系化合物半導体から成るマスクを形成する。この後に第３のIII族窒化物系化合物半導体をアクセプタ原料の供給無しにエピタキシャル成長させると、マスク上部には第１のIII族窒化物系化合物半導体層からアクセプタが拡散しないのでアンドープの第３のIII族窒化物系化合物半導体が、マスクの形成されていない部分には第１のIII族窒化物系化合物半導体層からアクセプタが拡散するのでアクセプタを含有する第３のIII族窒化物系化合物半導体が形成される。この新規な方法により、エッチングを用いずに、ｐ型領域とｉ型領域とが並んで最上層となる構成が容易に達成できる。これにより、半導体装置の構成の自由度が飛躍的に増大すると共に、従来困難とされた構成の半導体装置が容易に製造可能となる。
【００１３】
アクセプタの拡散を防ぐIII族窒化物系化合物半導体から成るマスクを形成するには、まず低温成長により非晶質又は多結晶の半導体層を形成し、エッチングでパターニングした後に加熱して結晶化させる方法を取ると良い。この場合、パターニングのためのエッチングは簡易なウエットエッチングを用いることが可能である。結晶化後は酸処理等に耐性があるので、エッチングマスクの除去も容易である。
【００１４】
マスクを形成するためのIII族窒化物系化合物半導体はアルミニウム組成が多いとアクセプタが拡散しにくいことが分かっており、実用的なのはアルミニウムが５０％以上のものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
アクセプタの拡散を防ぐマスクとなる第２のIII族窒化物系化合物半導体から成る層を形成する際、まず非晶質又は多結晶の半導体層とするため４００℃以上８００℃未満で成長すると良い。４００℃未満で成長させては後の加熱でも結晶化が見込めず、８００℃以上では当該層の成長中にアクセプタが拡散する。この成長温度は、より好ましくは５００℃以上７００℃以下である。
【００１６】
アクセプタの拡散を防ぐ第２のIII族窒化物系化合物半導体から成るマスクをパターニングにより形成した後の加熱は、８００℃以上１３００℃未満とする。８００℃未満では低温成長させた層が結晶化せず、当該マスクの上部に形成されるる第３のIII族窒化物系化合物半導体の結晶性が向上しない。また、１３００℃以上であると、アクセプタを含有する第１のIII族窒化物系化合物半導体やアクセプタの拡散を防ぐ第２のIII族窒化物系化合物半導体の熱分解等が生じ、上方に特性の良い半導体素子が形成できない。この加熱温度は９００℃以上１２００℃以下がより好ましく、１０００℃以上１１５０℃以下が更に好ましい。このように、パターニングする前は第２のIII族窒化物系化合物半導体は十分に結晶化していないので、パターニングのためのエッチングは簡易なウエットエッチングを用いることが可能である。
【００１７】
アクセプタを含有する第１のIII族窒化物系化合物半導体は、例えば独立した基板でも良く、或いは他の基板等にエピタキシャル成長させた層でも良い。アクセプタは、当該エピタキシャル成長時に原料導入する方法でも、或いはイオン注入その他の方法で当該層又は基板に後から導入する方法でも良い。その他本願の他の構成については、公知の技術から任意に選択して実施することが可能であることは言うまでもない。
【００１８】
例えば請求項３に係る発明の「第２のIII族窒化物系化合物半導体層から成るマスク上方に形成されるいずれかのIII族窒化物系化合物半導体層に、少なくとも合計２個の電極を形成する」ものとしては、例えば電界効果トランジスタであれば、ソース電極とドレイン電極を当該同一の層上に形成する。この際、ゲート電極は、ソース電極とドレイン電極を設けた層に直接形成しても良く、或いは絶縁層その他の層を介して形成しても良い。
【００１９】
以下、断面図を用いて本発明の実施例を説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１．Ａ乃至図１．Ｆは、本発明の具体的な第１の実施例に係るＨＥＭＴ１００の製造工程を示す断面図である。図１．Ｆに示す通り、最終製品であるＨＥＭＴ１００は、次のように構成されている。任意の基板１０に、必要であれば図示しないバッファ層等を介して、アクセプタであるマグネシウムをドープしたｐ型ＧａＮから成るｐ型層１ｐ（第１のIII族窒化物系化合物半導体層）、その中央部に厚さ２０ｎｍ以下のアンドープＡｌＮから成るマスク層２ｍ（第２のIII族窒化物系化合物半導体層）が形成されている。ｐ型層１ｐのマスク層２ｍが形成されていない部分の上にはマグネシウムがｐ型層１ｐから拡散したｐボディ層４ｐ（第３のIII族窒化物系化合物半導体層のｐ型領域）が、マスク層２ｍの上にはアンドープのチャネル形成層４ｉ（第３のIII族窒化物系化合物半導体層のｉ型領域）が形成されている。ｐボディ層４ｐとアンドープのチャネル形成層４ｉの最上面は同じ高さである（第３のIII族窒化物系化合物半導体層）。ｐボディ層４ｐの上にはマグネシウムがｐボディ層４ｐから更に拡散したｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐが、アンドープのチャネル形成層４ｉの上にはアンドープのＡｌＧａＮ層５ｉが形成されている。ｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐとアンドープのＡｌＧａＮ層５ｉのアルミニウム組成は等しく、３０％以下である。
【００２１】
こうして、アンドープのＡｌＧａＮ層５ｉの上には、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄが形成されており、更にそれらの間には、アンドープのＡｌＧａＮ層５ｉ上に二酸化ケイ素から成る絶縁膜６を介してゲート電極Ｇが形成されている。また、ｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐにはボディ電極Ｂｄが形成されている。こうして、ソース電極Ｓとボディ電極Ｂｄとを接地電位とし、ドレイン電極に正電位を印加し、ゲート電極Ｇを変化させることで、ＨＥＭＴ１００をスイッチング素子又は増幅素子として作用させることができる。二次元電子ガス（２ＤＥＧ）は、アンドープのチャネル形成層４ｉの、アンドープのＡｌＧａＮ層５ｉとの界面且つゲート電極Ｇの下部に形成される。ボディ電極Ｂｄは、ｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐ及びｐボディ層４ｐを介してアンドープのチャネル形成層４ｉの電位を接地電位に保つ作用を有する。こうして、アンドープのチャネル形成層４ｉの電位は安定した接地電位となり、ＨＥＭＴ１００の素子特性が安定する。
【００２２】
図１．ＦのＨＥＭＴ１００は、次のように形成される。尚、ドープ又は拡散によりマグネシウムを含む層は、低抵抗化のための熱アニール前においては「高抵抗であって、ｐ型とは言い難い」が、説明の都合上、当該熱アニール前においても、即ち低抵抗でなくてもｐ型と表現するものとする。
【００２３】
任意の基板１０に、必要であれば図示しないバッファ層等を介して、マグネシウムをドープしたｐ型ＧａＮから成るｐ型層１ｐ、厚さ２０ｎｍ以下のアンドープＡｌＮから成る層２を順にエピタキシャル成長させる。この際、ｐ型層１ｐは例えば１０００乃至１１５０℃程度でエピタキシャル成長させ、アンドープＡｌＮから成る層２は７００℃以下、例えば６００℃で形成する（図１．Ａ）。
【００２４】
次に二酸化ケイ素によりエッチングマスク３を形成し（図１．Ｂ）、二酸化ケイ素のエッチングマスク３に覆われていない部分をＫＯＨ溶液でウエットエッチングする。この際、アンドープＡｌＮから成る層２は低温成長されたものであって非晶質又は多結晶であるため、二酸化ケイ素のエッチングマスク３に覆われていないアンドープＡｌＮから成る層２をウエットエッチングにより完全に除去することが可能である。また、マグネシウムをドープしたｐ型ＧａＮから成るｐ型層１ｐがほとんどエッチングされないように制御可能である。
【００２５】
次に、エッチングによりアンドープＡｌＮから成る層２がパターニングされて形成されたマスク層２ｍを、結晶化させるため加熱する。この加熱温度は８００℃以上とする。この加熱前においては、マスク層２ｍは、二酸化ケイ素のエッチングマスク３の酸処理による除去の際に浸食されうるものであるが、加熱により酸処理に対して耐蝕性を有するものとなる。こうして、加熱により耐蝕性となったマスク層２ｍ上部の二酸化ケイ素のエッチングマスク３を酸処理により除去する（図１．Ｃ）。
【００２６】
次に、マグネシウムフリーの清浄なＭＯＣＶＤ装置に移し、マグネシウム原料を導入すること無しに、ＧａＮ層とＡｌＧａＮ層を順にエピタキシャル成長させる。これらは厚さの合計が１００ｎｍ以下とすると良い。マグネシウム原料を導入せずにＧａＮ層を形成するべくエピタキシャル成長を行うと、下層のｐ型層１ｐに接触する部分においては、当該ｐ型層１ｐからマグネシウムが拡散して、ｐボディ層４ｐが形成される。一方、アンドープＡｌＮから成るマスク層２ｍの上部は、ｐ型層１ｐに接触せず、且つアンドープＡｌＮから成るマスク層２ｍがアクセプタ（マグネシウム）を拡散させにくい層であるので、アンドープＧａＮから成るチャネル形成層４ｉが形成される。ｐボディ層４ｐとチャネル形成層４ｉは、その最上面が同じ高さとなるように最終的に形成される。即ち、ｐボディ層４ｐとチャネル形成層４ｉとは、ｐ型領域とｉ型領域とが横方向に接した状態として形成される。次に導入原料に例えばトリメチルアルミニウムを追加することで、マグネシウム原料を導入すること無しに、ＡｌＧａＮ層をエピタキシャル成長させる。Ａｌ組成は５％以上３０％以下とすると良い。ｐボディ層４ｐの上部には、ｐボディ層４ｐからマグネシウムが拡散して、ｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐが形成される。一方、チャネル形成層４ｉの上部には、アンドープＡｌＧａＮ層５ｉが形成される。ｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐとアンドープＡｌＧａＮ層５ｉは、その最上面が同じ高さとなるように最終的に形成され、ｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐとアンドープＡｌＧａＮ層５ｉとは、ｐ型領域とｉ型領域とが横方向に接した状態として形成される。エピタキシャル成長が終了した後、アクセプタ含有層の活性化を阻害する水素を除去すべく、加熱アニールを行う（図１．Ｄ）。
【００２７】
この後、二酸化ケイ素から成る絶縁膜６を形成する（図１．Ｅ）。絶縁膜６をパターニングして、露出したｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐ面にボディ電極Ｂｄ、露出したアンドープＡｌＧａＮ層５ｉ面にソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ、また、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄの間の絶縁膜６上部にゲート電極Ｇを形成して、ＨＥＭＴ１００が得られる（図１．Ｆ）。図１．ＦのＨＥＭＴ１００は、ボディ電極Ｂｄの形成されるｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐ表面がエッチング処理されていないので、オーミック性が良好であり、ボディ電極Ｂｄからｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐ、ｐボディ層４ｐを介してチャネル形成層４ｉを例えば接地電位に安定して保つことができる。これにより、図１．ＦのＨＥＭＴ１００は、素子特性の安定した電界効果トランジスタとなる。
【実施例２】
【００２８】
図２は、本発明の第２の実施例に係るＨＥＭＴ２００の構成を示す断面図である。図１のＨＥＭＴ１００のゲート電極ＧがアンドープＡｌＧａＮ層５ｉとの間に絶縁膜６（ゲート絶縁膜）を介して形成されていたのに対し、図２のＨＥＭＴ２００は、ゲート電極Ｇ’をアンドープＡｌＧａＮ層５ｉに直接形成するものである。その他の構成、及び製造方法は図１のＨＥＭＴ１００と同様である。図１のＨＥＭＴ１００と同様に、図２のＨＥＭＴ２００も、ボディ電極Ｂｄがｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐにオーミック性良く形成されており、チャネル形成層４ｉの電位を安定して保つことができ、素子特性の安定した電界効果トランジスタとなる。
【実施例３】
【００２９】
図３は、本発明の第３の実施例に係るパワーＦＥＴ３００の構成を示す断面図である。図１のＨＥＭＴ１００が、ソース電極Ｓとドレイン電極Ｄとがゲート電極Ｇにより形成される二次元電子ガス（２ＤＥＧ）両端に近接して形成されていたのに対し、図３のパワーＦＥＴ３００は、導電性のｎ型ＧａＮ基板２０を用い、ドレイン電極Ｄをｎ型ＧａＮ基板２０裏面に設けるものである。また、二次元電子ガス（２ＤＥＧ）からｎ型ＧａＮ基板２０を介してドレイン電極Ｄへの電流路を設けるため、ｐ型層１ｐとアンドープＡｌＮから成るマスク層２ｍとは、ゲート電極Ｇ中央部において孔部を有し、当該孔部はチャネル形成層４ｉで埋められている。また、ｐ型層１ｐを形成する前に、ｎ型ＧａＮ基板２０表面には必要であれば図示しないバッファ層等を介してシリコンがドープされたｎ型ＧａＮ層２１ｎがエピタキシャル成長により形成されている。
【００３０】
図３のパワーＦＥＴ３００は、ｎ型ＧａＮ基板２０にシリコンをドープしてｎ型としたＧａＮ層２１ｎをエピタキシャル成長により形成した後、図１．Ａ乃至図１．Ｃと同様にｐ型層１ｐとアンドープＡｌＮから成るマスク層２ｍとを形成してから、ドライエッチングによりｐ型層１ｐとマスク層２ｍの中央部に孔部を形成して、その底部にｎ型ＧａＮ層２１ｎを露出させる。この後、図１．Ｄ乃至図１．Ｆと同様にして、マグネシウム原料を導入すること無しに、ＧａＮ層とＡｌＧａＮ層をエピタキシャル成長させ、加熱アニールによりアクセプタ含有層を低抵抗化し、絶縁膜と各電極を形成して製造できる。図１のＨＥＭＴ１００や図２のＨＥＭＴ２００と同様に、図３のパワーＦＥＴ３００も、ボディ電極Ｂｄがｐ−ＡｌＧａＮ層５ｐにオーミック性良く形成されており、チャネル形成層４ｉの電位を安定して保つことができ、素子特性の安定した電界効果トランジスタとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１．Ａ】本発明の具体的な第１の実施例に係るＨＥＭＴ１００の製造工程を示す断面図。
【図１．Ｂ】本発明の具体的な第１の実施例に係るＨＥＭＴ１００の製造工程を示す断面図。
【図１．Ｃ】本発明の具体的な第１の実施例に係るＨＥＭＴ１００の製造工程を示す断面図。
【図１．Ｄ】本発明の具体的な第１の実施例に係るＨＥＭＴ１００の製造工程を示す断面図。
【図１．Ｅ】本発明の具体的な第１の実施例に係るＨＥＭＴ１００の製造工程を示す断面図。
【図１．Ｆ】本発明の具体的な第１の実施例に係るＨＥＭＴ１００の製造工程を示す断面図。
【図２】本発明の具体的な第２の実施例に係るＨＥＭＴ２００の構成を示す断面図。
【図３】本発明の具体的な第３の実施例に係るパワーＦＥＴ３００の構成を示す断面図。
【図４】ｐｎｐ型ＨＢＰＴ９００の構成を示す断面図。
【図５】従来のＨＥＭＴ９５０の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１００、２００：ＨＥＭＴ
３００：パワーＦＥＴ
１０：基板（任意材料）
２０：ｎ型ＧａＮ基板
１：ｐ型ＧａＮ層
２：アンドープＡｌＮ層
２ｍ：アンドープＡｌＮから成るマスク層
３：二酸化ケイ素から成るエッチングマスク
４ｐ：マグネシウムが下層から拡散したｐ型ＧａＮから成るｐボディ層
４ｉ：アンドープＧａＮから成るチャネル形成層
５ｐ：マグネシウムが下層から拡散したｐ型ＡｌＧａＮ層
５ｉ：アンドープＡｌＧａＮ層
６：絶縁層
２１：シリコンをドープしたｎ型ＧａＮ層
【図１．Ａ】
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【図１．Ｂ】
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【図１．Ｃ】
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【図１．Ｄ】
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【図１．Ｅ】
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【図１．Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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