[发明专利]Ⅲ族氮化物电子器件及Ⅲ族氮化物半导体外延衬底

说明书

技术领域

本发明涉及III族氮化物电子器件及III族氮化物半导体外延衬底。

背景技术

非专利文献1中记载了异质结场效晶体管(HFET)。为了在氮化镓基HFET中获得高输出化，需要减少氮化镓基电子器件中产生的电流崩塌。作为使氮化镓基HFET以高频、大电流工作时产生的电流崩塌的产生原因之一，可以列举因来自栅极端的电场的影响而使电子在漏极附近的AlGaN区域中被捕获。当AlGaN表面的陷阱能级捕获电子时，二维电子气的浓度减小，导致输出的降低。非专利文献1中记载了在以+100V～-100V的范围通电的同时进行的电位分布的测定。根据该测定，显示出器件微小部分的电位分布，施加应力电压后，在AlGaN表面上产生因电子捕获而生成的负电位区域。从陷阱能级中释放电子的概率与肖特基电极的反向漏电流量相关，当改善该漏电流时，电流崩塌变得更加显著。

非专利文献2中记载了在AlGaN/GaN异质结构场效晶体管中，表面的电荷负载(電荷チヤ一ジング)与电流崩塌之间存在相关性。

非专利文献1：“窒化物半導体を用いた低消費電力型高周波デバイスの開発”プロジェクト最終成果報告会予稿集第84頁～85頁、平面KFMによるAlGaN/GaN HFETの電流コラプス解析(“使用氮化物半导体的低耗电型高频器件的开发”项目最终成果报告会草案集第84页～85页，利用平面KFM的AlGaN/GaN HFET的电流崩塌分析)

非专利文献2：S.Sabuktagin et al.Appl.Phys.Lett.Vol.86，083506(2005)

发明内容

根据非专利文献1、2可知，电流崩塌的产生与电荷负载相关。另外，如非专利文献1所示，漏电流与电流崩塌存在相互权衡的关系。

具体地来说明，为了制作低损耗的氮化镓基电子器件，在施加顺向偏压时需要抑制电流崩塌以降低串联电阻，并且同时需要降低反向泄漏。但是，由于采用了降低漏电流的工艺条件，电流崩塌的程度加重，导致串联电阻增大。相反，由于采用了降低电流崩塌的工艺条件，导致漏电流增大。即，它们存在权衡的关系。

随着GaN基结晶的制作技术的进步，提供低位错密度的GaN晶片。另外，随着结晶生长技术的进步，也可以制作低位错密度的GaN模板。而且，可以在低位错密度的GaN晶片及GaN模板上，使用与在蓝宝石衬底或碳化硅衬底上生长GaN基结晶实质上相同的生长条件来制作低位错密度的GaN基结晶。由于GaN基结晶为低位错密度，因此氮化镓基电子器件中的漏电流变小。但是，结果却导致电流崩塌增大。

本发明的目的在于提供电流崩塌降低的低损耗的III族氮化物电子器件，另外，本发明的目的在于提供适于III族氮化物电子器件的III族氮化物半导体外延衬底。