無極性(11-20)面上に形成したノーマリオフ動作AlGaN/GaN MIS型ヘテロ接合トランジスタ

摘要

GaN系化合物半導体は大きな絶縁破壊電界と飽和電子速度を有するため、低損失パワースイッチングデバイスへの応用として有望である。従来のc面（(0001)面）に形成されたAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタ(Heterojunction Field Effect Transistor: HFET)では、自発分極及びピエゾ分極による内部電界のためヘテロ接合に高密度のシートキャリアが生じ、パワースイッチングデバイスに必要とされるノーマリオフ型の作製が困難であった。 無極性面であるa面（(11-20)面）を成長面としてAlGaN/GaN HFETを作製すれば、分極電荷がヘテロ界面に生じないためノーマリオフ型が容易に実現可能である。 今回我々はr面サファイア上に厚膜AlNバッファ層を形成してa面GaNの結晶性を向上させ、リセス構造を有するMIS型トランジスタとすることでV{sub}(th)＝+1.3Vの完全ノーマリオフ動作と112mA/mmと大きなドレイン電流を実現したので報告する。