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INGAALN-BASED SEMICONDUCTOR ELEMENT

Foreign code F150008496
File No. AF19-08WO
Posted date Oct 28, 2015
Country WIPO
International application number 2014JP004419
International publication number WO 2015029435
Date of international filing Aug 28, 2014
Date of international publication Mar 5, 2015
Priority data
  • P2013-179984 (Aug 30, 2013) JP
Title INGAALN-BASED SEMICONDUCTOR ELEMENT
Abstract A transistor having a nitride semiconductor layer as a channel is trialed. The nitride semiconductor layer is formed by sputtering. The deposition temperature is less than 600°C, and a polycrystalline or amorphous Inx Gay Alz N layer is obtained. When the composition represented by general formula Inx Gay Alz N (where x + y + z = 1.0) is within the range of 0.3 ≤ x ≤ 1.0 and 0 ≤ z < 0.4, a transistor (1a) exhibiting an on/off ratio of 102 or greater is obtained. In other words, even though the film is polycrystalline or amorphous, electrical properties equivalent to those of a monocrystalline film are exhibited. Accordingly, there is provided a semiconductor element in which an InGaAlN-based nitride semiconductor layer, which is inexpensive and has exceptional electrical properties, is provided as a channel and in which constraints on manufacturing conditions are significantly resolved.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
一般式InxGayAlzN(但し、x+y+z=1.0)で表記される多結晶若しくは非晶質の窒化物半導体層が基板上に設けられている半導体素子であって、
前記窒化物半導体層の組成は、0.3≦x≦1.0、且つ、0≦z<0.4の範囲にあり、
前記窒化物半導体層をチャネルとして備えている、
ことを特徴とするInGaAlN系半導体素子。
[請求項2]
前記窒化物半導体層の組成は、
前記窒化物半導体層の組成は、0.3≦x<0.7の場合に0≦z<0.2、0.7≦x≦1.0の場合に0≦z<0.1の範囲にある、
請求項1に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項3]
前記窒化物半導体層の組成は、
前記窒化物半導体層の組成は、0.5≦x≦1.0、且つ、0≦z<0.1の範囲にある、
請求項2に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項4]
前記窒化物半導体層のIn組成比xは0.99以下(x≦0.99)である、
請求項1~3の何れか1項に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項5]
前記基板と前記窒化物半導体層の間に絶縁層を備え、
該絶縁層は、HfO2層、Al2O3層、SiO2層の何れかである、
請求項1~3の何れか1項に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項6]
前記窒化物半導体層は、スパッタリング法により堆積された膜である、
請求項1~3の何れか1項に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項7]
前記窒化物半導体層は、パルススパッタ堆積法(PSD法)により堆積された膜である、
請求項6に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項8]
前記窒化物半導体層は、600℃未満の温度で成膜された膜である、
請求項6に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項9]
前記基板は非単結晶基板である、
請求項1~3の何れか1項に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項10]
前記基板は絶縁性基板である、
請求項1~3の何れか1項に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項11]
前記基板は合成石英基板である、
請求項10に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項12]
前記窒化物半導体層の少なくとも一方の主面に、該窒化物半導体層と組成の異なる第2の窒化物半導体層が接合した積層構造を備えている、
請求項1~3の何れか1項に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項13]
前記第2の窒化物半導体層は、請求項1~3の何れかにおいて規定した組成の窒化物半導体層である、
請求項12に記載のInGaAlN系半導体素子。
[請求項14]
前記半導体素子は、前記窒化物半導体層をチャネルとする電界効果トランジスタであり、オンオフ比が102以上である、
請求項1~3の何れか1項に記載のInGaAlN系半導体素子。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY
  • Inventor
  • FUJIOKA HIROSHI
  • KOBAYASHI ATSUSHI
IPC(International Patent Classification)
Reference ( R and D project ) CREST Creation of Nanosystems with Novel Functions through Process Integration AREA
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