(57)【要約】【課題】本発明は、窒化物半導体の組成及び層厚を変更することなく２ＤＥＧ濃度を高めることができる窒化物半導体を用いた電界効果型トランジスタ及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】サファイア基板１上にＧａＮからなる第一半導体層２を形成し、第一半導体層２上にＡｌＧａＮからなる第二半導体層３を形成したヘテロ接合半導体基板に対して、第二半導体層３の表面にソース電極５及びドレイン電極６を形成する。そして、ソース電極５及びドレイン電極６の間に、第二半導体層３の表面に形成された金属層を真空中で加熱処理することにより第二半導体層３内に形成された介在層８上にゲート電極９を形成して、電界効果型トランジスタを構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素を構成元素とする第一半導体層及び窒素を構成元素とするとともに当該第一半導体層よりも電子親和力が小さい第二半導体層を積層したヘテロ接合半導体層を備え、前記第二半導体層上にソース電極、ドレイン電極及びゲート電極が所望の領域に形成された電界効果型トランジスタにおいて、前記ゲート電極は、前記第二半導体層の表面に形成された金属層を前記ヘテロ接合半導体層とともに真空中で加熱処理することにより前記第二半導体層内に形成された介在層上に積層されている電界効果型トランジスタ。
【請求項２】
前記第一半導体層がＧａＮ層又はＡｌＧａＮ層であり、前記第二半導体層がＡｌＧａＮ層又はＡｌＩｎＮ層である請求項１に記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項３】
前記介在層と前記ゲート電極との間に絶縁膜が形成されている請求項１又は２に記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項４】
窒素を構成元素とする第一半導体層及び窒素を構成元素とするとともに当該第一半導体層よりも電子親和力が小さい第二半導体層を積層したヘテロ接合半導体層に対して当該第二半導体層上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、前記第二半導体層の表面において前記ソース電極及び前記ドレイン電極の間に金属層を形成する工程と、前記金属層を前記ヘテロ接合半導体層とともに真空中で加熱処理して前記第二半導体層内に介在層を形成する工程と、前記介在層上にゲート電極を形成する工程とを備えている電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項５】
前記金属層は、前記第二半導体層の表面にチタン又はバナジウムを積層した後、金又はアルミニウムを含む少なくとも１種類の金属を積層した金属複合膜である請求項４に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記加熱処理では、真空度５×１０-2Ｔｏｒｒ以下の真空状態に設定して３５０℃〜７００℃の加熱温度で処理する請求項４又は５に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記第一半導体層がＧａＮ層又はＡｌＧａＮ層であり、前記第二半導体層がＡｌＧａＮ層又はＡｌＩｎＮ層である請求項４から６のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記介在層上に残留する前記金属層を構成する金属を除去して前記ゲート電極を形成する請求項４から７のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記介在層上に絶縁膜を形成して当該絶縁膜上に前記ゲート電極を形成する請求項４から８のいずれかに記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体を用いた電界効果型トランジスタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体においてＶ族として窒素（Ｎ）を用いた半導体で、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）といったものが挙げられる。窒化物半導体は、ケイ素（Ｓｉ）やガリウム砒素（ＧａＡｓ）を用いた半導体に比べてバンドギャップが大きく、電子飽和速度が高いことから、高耐圧、大電流、高周波での動作に適しており、特に大電力用の電界効果トランジスタといったパワーエレクトロニクス用素子として開発が進められている。
【０００３】
また、窒化物半導体は、上述した優れた材料特性に加え、ＧａＮやＡｌＮよりも電子親和力の小さな窒化物半導体である窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）や窒化アルミニウムインジウム（ＡｌＩｎＮ）といった半導体とヘテロ接合を形成することができる。ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＡｌＩｎＮ／ＡｌＮ／ＧａＮ等のヘテロ接合では、窒化物半導体が強い自発分極を示すことから、ヘテロ接合の界面に高濃度の電子が誘起される。そして、界面に誘起された電子は散乱の影響を受けにくいため、ＧａＮやＡｌＮ単体の半導体に比べて高い移動度が得られる。そのため、こうした高い電子濃度及び高い移動度といった特性を利用して、窒化物半導体を用いたヘテロ接合を有する電界効果型トランジスタの開発が進められており、実用化が図られている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、ＡｌＧａＮ層及びＧａＮ層を積層したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層上に、真空蒸着法、化学気相成長法、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法のいずれかの薄膜形成方法により、金属酸化物層又は金属層を形成後３００℃〜８００℃、窒素雰囲気中でアニールすることにより、ソース電極及びドレイン電極のオーミック電極部を形成した電界効果型トランジスタが記載されている。また、特許文献２では、ワイドバンドギャップ化合物半導体層上に、Ｚｒからなる密着層、オーミック層及び酸化防止層が積層されたオーミック電極を形成した電子デバイスが記載されている。
【０００５】
上述したヘテロ接合の界面、例えばＡｌＧａＮ／ＧａＮの界面に誘起される電子は、深さ方向への運動の自由度が失われて２次元平面での運動を示すことから「２次元電子ガス」（Ｔｗｏ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｇａｓ；以下「２ＤＥＧ」と略称する）と称される。２ＤＥＧ濃度は、ヘテロ接合トランジスタのドレイン電流を増加させて伝達コンダクタンスを高めるという観点からみると、高く設定することが望ましい。ＡｌＧａＮ／ＧａＮのヘテロ接合界面における２ＤＥＧ濃度は、ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成及び厚さにより決定されることから、２ＤＥＧ濃度を高めるためには、Ａｌ組成を大きくして層厚を厚くすることが必要となる。
【０００６】
しかしながら、ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成を大きくして層厚を厚くすると、ＡｌＧａＮ層上に形成されるソース電極及びドレイン電極のオーミック接触抵抗が大きくなることが避けられず、却ってトランジスタの特性を悪化させてしまうという問題が生じる。また、ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成を小さくして層厚を薄くすると、オーミック接触抵抗は小さくなるものの最大ドレイン電流や伝達コンダクタンスが低下するようになる。こうしたことから、現在開発されているヘテロ接合を有する電界効果型トランジスタでは、ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成は０．１５〜０．３、厚さは１０ｎｍ〜３０ｎｍに設定されており、このように設定された構造では２ＤＥＧ濃度が１×１０13ｃｍ-2程度になる。２ＤＥＧ濃度が制約される結果、電界効果型トランジスタとして、最大ドレイン電流の上限値は１Ａ／ｍｍ、伝達コンダクタンスの上限値は０．８Ｓ／ｍｍ程度となり、得られる最大電力及び最大動作周波数といったトランジスタの特性の向上を図る上で制約となってしまうという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２８８８５３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９２５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、窒化物半導体の組成及び層厚を変更することなく２ＤＥＧ濃度を高めることができる窒化物半導体を用いた電界効果型トランジスタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電界効果型トランジスタは、窒素を構成元素とする第一半導体層及び窒素を構成元素とするとともに当該第一半導体層よりも電子親和力が小さい第二半導体層を積層したヘテロ接合半導体層を備え、前記第二半導体層上にソース電極、ドレイン電極及びゲート電極が所望の領域に形成された電界効果型トランジスタにおいて、前記ゲート電極は、前記第二半導体層の表面に形成された金属層を前記ヘテロ接合半導体層とともに真空中で加熱処理することにより前記第二半導体層内に形成された介在層上に積層されている。さらに、前記第一半導体層がＧａＮ層又はＡｌＧａＮ層であり、前記第二半導体層がＡｌＧａＮ層又はＡｌＩｎＮ層である。
【００１０】
本発明に係る電界効果型トランジスタの製造方法は、窒素を構成元素とする第一半導体層及び窒素を構成元素とするとともに当該第一半導体層よりも電子親和力が小さい第二半導体層を積層したヘテロ接合半導体層に対して当該第二半導体層上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、前記第二半導体層の表面において前記ソース電極及び前記ドレイン電極の間に金属層を形成する工程と、前記金属層を前記ヘテロ接合半導体層とともに真空中で加熱処理して前記第二半導体層内に介在層を形成する工程と、前記介在層上にゲート電極を形成する工程とを備えている。さらに、前記金属層は、前記第二半導体層の表面にチタン又はバナジウムを積層した後、金又はアルミニウムを含む少なくとも１種類の金属を積層した金属複合膜である。さらに、前記加熱処理では、真空度５×１０-2Ｔｏｒｒ以下の真空状態に設定して３５０℃〜７００℃の加熱温度で処理する。さらに、前記第一半導体層がＧａＮ層又はＡｌＧａＮ層であり、前記第二半導体層がＡｌＧａＮ層又はＡｌＩｎＮ層である。さらに、前記介在層上に残留する前記金属層を構成する金属を除去して前記ゲート電極を形成する。さらに、前記介在層上に絶縁膜を形成して当該絶縁膜上に前記ゲート電極を形成することも実施態様に含まれる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、窒化物半導体の組成及び層厚を変更することなく２ＤＥＧ濃度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電界効果型トランジスタに関する断面図である。
【図２】本発明に係る電界効果型トランジスタの製造工程に関する説明図である。
【図３】測定対象の試料に関する断面図及び平面図である。
【図４】シート電子濃度の測定結果の推移を示すグラフである。
【図５】キャリア移動度の測定結果の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について具体的に説明する。図１は、本発明に係る実施形態である電界効果型トランジスタに関する断面図であり、図２は、電界効果型トランジスタの製造工程に関する説明図である。
【００１４】
電界効果型トランジスタは、基板１上に窒化物半導体からなる第一半導体層２及び第二半導体層３が積層されて形成されている。基板１上に積層された第一半導体層２は、その上に積層された第二半導体層３よりも電子親和力が大きく、第一半導体層２がチャネル層となり、第二半導体層３がバリア層となってヘテロ接合半導体層を構成している。そして、第一半導体層２と第二半導体層３との間の界面には、２ＤＥＧが誘起される領域４となっている。
【００１５】
そして、第二半導体層３の表面には、ソース電極５及びドレイン電極６が所定間隔を置いて形成されている。ソース電極５及びドレイン電極６の間には、第二半導体層３内に２ＤＥＧ濃度が高められた介在層８が形成されており、介在層８の表面にゲート電極９が形成されている。
【００１６】
基板１としては、基板１表面に窒化物半導体層が形成可能な結晶であれば特に限定されないが、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板、サファイア基板、ＳｉＣ基板、及び、ＧａＮ基板等を使用できる。基板１の厚さは、半導体技術の分野において通常の厚さであればよく、特に限定されない。また、基板１のサイズは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の用途等に応じて適宜設定すればよい。
【００１７】
第一半導体層２としては、ＧａＮ、ＡｌＧａＮが挙げられる。特に、ＧａＮを用いることで、第二の半導体層３との自発分極差が大きく、また格子定数差により生じるピエゾ分極が大きくなることから、より高い２ＤＥＧ濃度が得られる、といった作用効果が得られる。第一半導体層２の厚さとしては、半導体技術の分野において通常の厚さであればよく、特に限定されない。
【００１８】
第二半導体層３としては、第一半導体層２よりもバンドギャップの大きい材料が使用されることが好ましく、例えば、第一半導体層２がＧａＮの場合には第二半導体層３にＡｌＧａＮ又はＡｌＩｎＮを用いることができる。また、第一半導体層をＡｌＧａＮとし、第二半導体層を第一半導体層よりもＡｌ組成の大きなＡｌＧａＮで構成することもできる。特に、ＡｌＧａＮをバリア層に用いることで、大電力及び高温条件に対する耐久性を備えることができる。第二半導体層３の厚さとしては、半導体技術の分野において通常の厚さであればよく、特に限定されないが、１０ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましい。
【００１９】
図２（ａ）は、基板１上に第一半導体層２及び第二半導体層３を公知の結晶成長技術により積層して形成した状態を示している。この状態では、第一半導体層２と第二半導体層３との間の界面に２ＤＥＧ濃度が１×１０13ｃｍ-2程度の領域４が形成される。
【００２０】
なお、基板１と第一半導体層２との間には、バッファ層（図示せず）を形成することもできる。バッファ層としては、半導体技術の分野において一般的に用いられるものであればよく、特に限定されないが、例えば、ＧａＮ系超格子層等を形成することができる。
【００２１】
基板１上に第一半導体層２及び第二半導体層３を形成した後、図２（ｂ）に示すように、第二半導体層３の表面にソース電極５及びドレイン電極６を所定間隔を置いて形成する。これらの電極は、オーミック特性を示すオーミック電極として形成される。これらの電極に用いる金属材料としては、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）といったものが挙げられる。これらの金属材料を複数組み合わせて積層して電極を形成する。最下層にＴｉ又はＶを形成した金属複合膜を形成することが好ましく、例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｍｏ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ／Ｍｏ／Ａｕが挙げられる。
【００２２】
こうしたオーミック電極を形成する場合には、まず、第二半導体層３の表面に一定の膜厚でフォトレジストを塗布し、所望の電極パターンが形成されたフォトマスクをフォトレジストの表面にセットして露光した後現像することで、電極形成領域のフォトレジストを除去する。そして、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｂｅａｍ）蒸着機等の公知の手段を用いて、金属材料を蒸着により積層する。金属層の厚さは、蒸着レート及び蒸着時間に基づいて設定することができる。金属層を積層した後、アセトン又は剥離液に基板を浸漬することで、フォトレジスト及びフォトレジスト上の金属層を除去し、第二半導体層３の表面において電極形成領域にのみ金属層を形成した基板１を得る。こうした電極形成領域への金属層の形成は、公知の方法を用いればよく、特に限定されない。
【００２３】
第二半導体層３の表面において電極形成領域にのみ金属層を形成した基板１を熱処理装置に導入し、窒素等の不活性ガス中において所定温度（例えば８００℃〜９５０℃）で所定時間（例えば３０秒〜６０秒）加熱してアロイ処理を行う。アロイ処理では、加熱温度の昇温速度及び降温速度をできるだけ速くすることが望ましく、例えば、１００℃／秒〜１５０℃／秒の昇温速度に設定される。こうしたアロイ処理により、電極用金属膜が溶融して第二半導体層３内に合金領域が形成されるようになり、オーミック電極が形成される。
【００２４】
次に、図２（ｃ）に示すように、ソース電極５と、ドレイン電極６との間で第二半導体層３表面上の所望の領域に金属層７を形成する。金属層７は、ソース電極５及びドレイン電極６と同様に形成することができる。具体的には、フォトレジストを塗布してフォトマスクによりソース電極５及びドレイン電極６の間に所望のパターンを露光した後現像液によりフォトレジストを除去して金属層形成領域を露出した状態にし、蒸着装置により金属材料を蒸着させて形成した後フォトレジストを除去して第二半導体層３の表面に金属層７を形成する。金属層７に用いる金属材料としては、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｖ、Ｍｏといったものが挙げられる。これらの金属材料を複数組み合わせて積層して金属層を形成する。最下層にＴｉ又はＶを形成した金属複合膜を形成することが好ましく、例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｍｏ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ／Ｍｏ／Ａｕが挙げられる。 
【００２５】
次に、第二半導体層３の表面に金属層７を形成した基板１を真空加熱装置に導入して、真空度５×１０-2Ｔｏｒｒ以下の真空状態において３５０℃〜７００℃の加熱処理温度で加熱する。加熱時間は、金属層７の種類により適宜設定すればよい。こうした加熱処理を行うことで、金属層７の金属が第二半導体層３の窒化物半導体と反応して第二半導体層３内に介在層８が形成される。
【００２６】
図２（ｄ）は、ソース電極５及びドレイン電極６の間に第二半導体層３内に介在層８が形成された状態を示している。形成された介在層８は、２ＤＥＧ濃度が５×１０13ｃｍ-2〜７×１０13ｃｍ-2に高められている。また、加熱処理後の介在層８の表面は、荒れのほとんどない平滑な表面になっているので、後述するゲート電極９のパターン形成を安定して行うことができる。
【００２７】
なお、金属層７が厚い場合には、真空加熱処理後に介在層の表面に金属が残留した状態となるので、余分な金属層は、真空加熱処理後に王水等によりエッチング処理して除去すればよい。
【００２８】
図２（ｅ）は、ソース電極５及びドレイン電極６の間において介在層８の表面にゲート電極９を形成した状態を示している。ゲート電極９は、ソース電極５及びドレイン電極６と同様に形成することができる。具体的には、フォトレジストを塗布してフォトマスクによりソース電極５及びドレイン電極６の間に所望のパターンを露光した後現像液によりフォトレジストを除去して電極形成領域を露出した状態にし、蒸着装置により金属材料を蒸着させて形成した後フォトレジストを除去して介在層８の表面にゲート電極９を形成する。
【００２９】
ゲート電極９は、ソース電極５及びドレイン電極６の間に介在層８の表面に形成される。ゲート電極９に用いる金属材料としては、半導体技術分野において通常使用されているものであればよく特に限定されないが、Ｎｉ、Ａｕ、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）といったものが挙げられる。これらの金属材料を複数組み合わせて積層してゲート電極９を形成する。
【００３０】
なお、上述した例では、ゲート電極９として、例えばＮｉ／Ａｕ層で形成することでＭＥＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型トランジスタを製造することができるが、ゲート電極９と介在層８との間にＳｉＮ膜等の絶縁膜を積層することでＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型トランジスタを製造することも可能である。
【実施例】
【００３１】
サファイア基板上にチャネル層としてＧａＮ層を形成し、その上にバリア層としてＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ｎ層（厚さ２５ｎｍ）を形成した。ＧａＮ層及びＡｌＧａＮ層は、ＭＯＣＶＤ法により形成した。
【００３２】
ＡｌＧａＮ層の表面にフォトレジストを塗布してフォトマスクにより所望の領域にソース電極及びドレイン電極のパターンを露光した後、現像液によりフォトレジストを除去して電極形成領域を露出した状態にした。次に、公知のＥＢ蒸着機によりＴｉ、Ａｌ、Ｍｏ及びＡｕを順次蒸着させて積層して金属複合膜を形成した。そして、フォトレジスト及びフォトレジスト上の金属複合膜を除去して、電極形成領域にのみＴｉ／Ａｌ／Ｍｏ／Ａｕからなる金属複合膜を積層した基板を得た。そして、公知の加熱処理装置に基板を導入し、窒素中において加熱温度８５０℃で３０秒間熱処理してソース電極及びドレイン電極となるオーミック電極をＡｌＧａＮ層の表面に形成した。
【００３３】
次に、ソース電極及びドレイン電極の表面を含むＡｌＧａＮ層の表面にフォトレジストを塗布してフォトマスクによりソース電極及びドレイン電極の間に所望のパターンを露光した後、現像液によりフォトレジストを除去して金属層形成領域を露出した状態にした。次に、上述したＥＢ蒸着機によりＴｉ及びＡｕを順次蒸着して金属複合膜を形成した。そして、フォトレジスト及びフォトレジスト上の金属複合膜を除去して、金属層形成領域にのみＴｉ／Ａｕからなる金属複合膜を積層した基板を得た。Ｔｉ／Ａｕの厚さは、それぞれ１００ｎｍである。
【００３４】
次に、真空加熱装置に基板を導入して、真空度１×１０-2Ｔｏｒｒの真空状態に設定し、４００℃の加熱温度で６０分間加熱処理した。加熱処理後のＡｌＧａＮ層内に形成された介在層の表面を光学顕微鏡で観察したところ、平坦で荒れのほとんどない状態であることが確認できた。
【００３５】
次に、ソース電極及びドレイン電極の間において介在層の表面に、これらの電極と同様の方法でゲート電極としてＮｉ及びＡｕをそれぞれ積層した金属複合膜を形成した。ゲート電極は、問題なく形成することができ、電界効果トランジスタとして正常に動作することが確認された。
【００３６】
図３は、上記の方法で形成される介在層の特性を測定するための試料を示しており、図３（ａ）は試料の断面図を、図３（ｂ）は試料の平面図を示している。図３（ａ）に示すように、サファイア基板１００上にチャネル層としてＧａＮ層１０１を形成し、その上にバリア層としてＡｌＧａＮ層１０２（Ａｌ組成０．２５、厚さ２５ｎｍ）を形成した実施例と同様のものを準備した。ＡｌＧａＮ層１０２の表面の四隅には、実施例のソース電極及びドレイン電極と同様に金属材料としてＴｉ／Ａｌ／Ｍｏ／Ａｕを順次蒸着して積層した金属複合膜をアロイ処理することでオーミック電極１０３を形成した。
【００３７】
ＡｌＧａＮ層１０２の表面の中央部分には、実施例で説明した介在層の形成方法と同様にＴｉ／Ａｕを蒸着して積層した金属複合膜１０４を形成した。試料の寸法は、７ｍｍ×７ｍｍである。そして、実施例と同様に真空加熱装置に試料を導入し、真空度１×１０-2Ｔｏｒｒの真空状態に設定して、室温（絶対温度３００Ｋ）から７５０℃（絶対温度１０２３Ｋ）まで加熱温度を上昇させていき、７５０℃から室温まで降下させて、温度の依存性を調べた。１００℃毎に設定された加熱温度において、真空中におけるＨａｌｌ効果（Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｐａｕｗ法）によりヘテロ接合窒化物半導体層のシート電子濃度（ｎｓ；×１０13ｃｍ-2）及びキャリア移動度（μ；ｃｍ2／Ｖs）を測定した。
【００３８】
測定結果を図４及び図５に示す。図４に示すように、シート電子濃度については、昇温時において３３０℃（６００Ｋ）付近から急激に増加し、４８０℃（７５０Ｋ）でピーク値（２．７×１０14ｃｍ-2）となり、それ以上の加熱温度では低下することがわかる。７５０℃（１０２３Ｋ）から温度を降下させていくと、３５０℃（６２０Ｋ）付近をピークに減少することがわかる。また、昇温前のシート電子濃度（１×１０13ｃｍ-2）に比べて降温後の測定値（６．１×１０13ｃｍ-2）は約６倍に増加している。図５に示すように、キャリア移動度については、昇温前の測定値（１２９０ｃｍ2／Ｖs）に比べて降温後の測定値（１５８０ｃｍ2／Ｖs）が約２０％程度増加している。
【００３９】
以上の測定結果をみると、金属複合膜を積層後に真空状態で加熱処理して形成された介在層は、金属複合膜の金属と窒化物半導体とが反応して加熱処理前に比べて高２ＤＥＧ濃度及び高キャリア移動度を有することが確認できた。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・基板、２・・・第一半導体層、３・・・第二半導体層、４・・・二次元電子ガス、５・・・ソース電極、６・・・ドレイン電極、７・・・金属層、８・・・介在層、９・・・ゲート電極
【図１】
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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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