[发明专利]化合物半导体器件

说明书

在衬底(1)之上形成有半导体层(2、3)。在半导体层(3)之上形成有栅极电极(4)、源极电极(5)以及漏极电极(6)。在栅极电极(4)与源极电极(5)之间连接有强关联电子体系材料(12)。

技术领域

本发明涉及即使在暴露于高能粒子的严苛的环境下也难以破坏以及老化的化合物半导体器件。

背景技术

作为MES-FET或者HEMT等场效应晶体管而使用化合物半导体器件(例如，参照专利文献1～3)。有时器件暴露于严苛的环境下，高能粒子射入，穿过钝化膜、源极场板、器件的有源区域而到达衬底。此时，在高能粒子所穿过的轨迹周边产生大量的电子-空穴对，相应于材料的迁移率、复合速度、施加电压而扩散、复合。

专利文献1：日本特开2006-253654号公报

专利文献2：日本特开2010-67693号公报

专利文献3：日本特开2011-243632号公报

发明内容

向源极场板的漏极电极侧的端部与AlGaN沟道层之间施加高电场。因此，如果高能粒子射入而在钝化膜内产生大量的电子-空穴对，则在该部分形成导通路径而导致破坏。或者，存在以下这样的问题，即，在半导体内所产生的电子-空穴对的扩散、复合过程中半导体表面附近的空穴浓度上升，引起电位的上升或者空穴电流的增加，导致破坏，或者易于老化。同样地，向栅极电极的漏极电极侧的端部与AlGaN沟道层之间也施加高电场，存在易于破坏或者老化的问题。

另外，为了使高频特性提高，有时在栅极电极与源极电极之间连接SiN电容器。但是，由于SiN是绝缘体，因此无法将在半导体内产生的电子-空穴对的电荷经由SiN电容器而去除。

本发明就是为了解决上述这样的课题而提出的，其目的在于得到即使在暴露于高能粒子的严苛的环境下也难以破坏以及老化的化合物半导体器件。

本发明涉及的化合物半导体器件的特征在于，具备：衬底；半导体层，其形成于所述衬底之上；栅极电极、源极电极以及漏极电极，它们形成于所述半导体层之上；以及强关联电子体系材料，其连接在所述栅极电极与所述源极电极之间。

发明的效果

在本发明中，在器件内产生了电子-空穴对时，与栅极电极连接的强关联电子体系材料对器件内的电位变动进行感知，以短时间从绝缘体向导电体进行相变。在器件内产生的电子-空穴对穿过变化为导电性的强关联电子体系材料而流向接地，能够降低对器件的损伤。由此，本发明涉及的化合物半导体器件即使在暴露于高能粒子的严苛的环境下也难以破坏以及老化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1涉及的化合物半导体器件的剖面图。

图2是表示本发明的实施方式1涉及的化合物半导体器件的俯视图。

图3是本发明的实施方式1涉及的化合物半导体器件的电路图。

图4是表示本发明的实施方式1涉及的强关联电子体系材料的剖面图。

图5是本发明的实施方式2涉及的化合物半导体器件的电路图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式涉及的化合物半导体器件进行说明。对相同或相应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1涉及的化合物半导体器件的剖面图。在SiC衬底1之上形成有GaN缓冲层2。在GaN缓冲层2之上形成有AlGaN沟道层3。在AlGaN沟道层3之上形成有栅极电极4、源极电极5以及漏极电极6。