[发明专利]场效应晶体管

权利要求书

1.一种场效应晶体管，具备：

基板；

第一III族氮化物半导体层，其形成在所述基板上；

第二III族氮化物半导体层，其形成在所述第一III族氮化物半导体层上，且带隙大于所述第一III族氮化物半导体层；

形成在所述第二III族氮化物半导体层上的源电极及漏电极、以及形成在所述源电极与漏电极之间的栅电极；和

场板，其在所述第二III族氮化物半导体层上被设置为与所述栅电极或者所述源电极连接，且覆盖所述栅电极中的所述漏电极侧的端部，

所述第一III族氮化物半导体层至少在所述栅电极中的所述漏电极侧的端部的下侧区域，具有碳浓度低于1×10¹⁷cm^-3的低碳浓度区域，

在将从所述基板的上表面到包括所述第一III族氮化物半导体层以及第二III族氮化物半导体层在内的所述漏电极为止的III族氮化物半导体层的厚度设为d1(μm)、将所述低碳浓度区域的厚度设为d2(μm)、将工作耐压设为V_m(V)时，满足

V_m/(110·d1)≤d2＜V_m/(110·d1)+0.5的关系，且

在将缓和状态下的导通电阻设为R_on0、将从工作电压V_m下的截止状态过渡至导通状态的100μs后的导通电阻设为R_on时，作为电流崩塌值的指标的R_on与R_on0之比的值为

R_on/R_on0≤3。

2.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，

所述第一III族氮化物半导体层中的所述低碳浓度区域的厚度不均匀，在所述低碳浓度区域中，所述场板中的所述漏电极侧的端部的下侧部分的厚度最大。

3.根据权利要求2所述的场效应晶体管，其中，

在所述低碳浓度区域中，所述源电极侧的下侧部分的厚度最小。

4.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，

在所述低碳浓度区域中，在从所述栅电极的栅极长度方向的中央部的下侧起位于所述源电极侧的区域中，形成有添加提高所述第一III族氮化物半导体层的绝缘性的杂质而构成的高电阻区域。

5.根据权利要求4所述的场效应晶体管，其中，

所述杂质为铁、硼、镁、锌以及铷之中的至少一种。

6.根据权利要求1～5的任一项所述的场效应晶体管，其中，

所述场效应晶体管还具备在所述基板与所述第一III族氮化物半导体层之间形成的至少一层缓冲层。

7.根据权利要求6所述的场效应晶体管，其中，

所述缓冲层包括从所述基板侧起依次形成的、分别由III族氮化物半导体构成的第一缓冲层、第二缓冲层以及第三缓冲层。

8.根据权利要求7所述的场效应晶体管，其中，

在将所述第一缓冲层的带隙设为E_g1、将所述第二缓冲层的带隙设为E_g2、将所述第三缓冲层的带隙设为E_g3时，

E_g1＞E_g2＞E_g3。

9.根据权利要求6～8的任一项所述的场效应晶体管，其中，

所述缓冲层的碳浓度为10¹⁸cm^-3以上。

10.根据权利要求6～8的任一项所述的场效应晶体管，其中，

所述缓冲层的碳浓度为10¹⁹cm^-3以上且10²¹cm^-3以下。