JP2008539587A - 2元のiii族窒化物をベースとする高電子移動度トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents
2元のiii族窒化物をベースとする高電子移動度トランジスタおよびその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
ユ−(Yu)ら、「圧電電界によるIII−V族窒化物のショットキー障壁の設計(Schottky barrier engineering in III−V nitrides via the piezoelectric effect)」、 アプライド・フィジックス・レターズ(Applied Physics Letters)、 Vol.73、 No.13、1998、 あるいは、特許文献15、 2001年7月12日出願、発明の名称「窒化ガリウムベースのキャップ素片上にゲート電極を有するアルミニウム窒化ガリウム/窒化ガリウム 高電子移動度トランジスタとその製作方法(ALUMINUM GALLIUM NITRIDE/GALLIUM NITRIDE HIGH ELECTRON MOBILITY TRANSISTORS HAVING A GATE CONTACT ON A GALLIUM NITRIDE BASED CAP SEGMENT AND METHODS OF FABRICATING SAME) 」、これらに開示された内容は参照することによって、ここにすべて開示されているかのように、ここに取り込まれているものとする。
Claims (71)
- 第1の2元のIII族窒化物バリヤ層と、
該第1のバリヤ層の上の2元のIII族窒化物チャネル層と、
該チャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層と、
を備えた高電子移動度トランジスタ (HEMT)。 - 該第1のバリヤ層は2元のIII族窒化物チャネル層に隣接して、ドープされた2元のIII族窒化物領域を備えたことを特徴とする、請求項1に記載のHEMT。
- 該ドープされた2元のIII族窒化物領域とチャネル層との間に配置される、アンドープ2元のIII族窒化物層を更に備えたことを特徴とする、請求項2に記載のHEMT。
- 該第2のバリヤ層が2元のIII族窒化物チャネル層に隣接して、第1のドープされた2元のIII族窒化物領域を備えたことを特徴とする、請求項2に記載のHEMT。
- 該第1のドープされた2元のIII族窒化物領域とチャネル層との間に配置される、アンドープ2元のIII族窒化物層を更に備えたことを特徴とする、請求項4に記載のHEMT。
- 該第2のバリヤ層は2元のIII族窒化物チャネル層に隣接して、第1のドープされた2元のIII族窒化物領域を備えたことを特徴とする、請求項1に記載のHEMT。
- 該第1のドープされた2元のIII族窒化物領域とチャネル層との間に配置される、アンドープ2元のIII族窒化物層を更に備えたことを特徴とする、請求項6に記載のHEMT。
- 該第1のバリヤ層がAlN層を含み、チャネル層がGaN層を含み、該第2のバリヤ層がAlN層を含んで構成されることを特徴とする、請求項1に記載のHEMT。
- 該第1のバリヤ層は約1nmから約1mmの範囲の厚さをもち、チャネル層は約0.3nmから約10nmの範囲の厚さをもち、該第2のバリヤ層は約0.5nmから約50nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項8に記載のHEMT。
- 該第1のAlNバリヤ層とGaNチャネル層との間に配置される、第1のドープしたAlN層を更に備えたことを特徴とする、請求項8に記載のHEMT。
- 該第1のドープしたAlN層はSiドープしたAlN層を含んで構成されることを特徴とする、請求項10に記載のHEMT。
- 該第1のドープしたAlN層は約0.2nmから約10nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項10に記載のHEMT。
- 該第1のドープしたAlN層は約1x1017cm-3から約1x1021cm-3の範囲のドーパント濃度をもつことを特徴とする、請求項10に記載のHEMT。
- 該第1のドープしたAlN層とGaNチャネル層との間に配置される、第1のアンドープAlN層を更に備えたことを特徴とする、請求項10に記載のHEMT。
- 該第1のアンドープAlN層は約0.3nmから約5nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項14に記載のHEMT。
- 該第2のAlNバリヤ層とGaNチャネル層との間に配置される、第2のドープしたAlN層を更に備えたことを特徴とする、請求項10に記載のHEMT。
- 該第2のドープしたAlN層はSiドープしたAlN層を含んで構成されることを特徴とする、請求項16に記載のHEMT。
- 該第2のドープしたAlN層は約0.2nmから約10nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項16に記載のHEMT。
- 該第2のドープしたAlN層は約1x1017cm-3から約1x1021cm-3の範囲のドーパント濃度をもつことを特徴とする、請求項16に記載のHEMT。
- 該第2のドープしたAlN層とGaNチャネル層との間に配置される、第2のアンドープAlN層を更に備えたことを特徴とする、請求項16に記載のHEMT。
- 該第2のアンドープAlN層は約0.3nmから約5nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項20に記載のHEMT。
- 該第2のAlNバリヤ層とGaNチャネル層との間に配置される、ドープしたAlN層を更に備えたことを特徴とする、請求項8に記載のHEMT。
- 該ドープしたAlN層はSiドープしたAlN層を含んで構成されることを特徴とする、請求項22に記載のHEMT。
- 該ドープしたAlN層は約0.2nmから約10nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項22に記載のHEMT。
- 該ドープしたAlN層は約1x1017cm-3から約1x1021cm-3の範囲のドーパント濃度をもつことを特徴とする、請求項22に記載のHEMT。
- 該ドープしたAlN層とGaNチャネル層との間に配置される、アンドープAlN層を更に備えたことを特徴とする、請求項22に記載のHEMT。
- 該アンドープAlN層は約0.3nmから約5nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項26に記載のHEMT。
- GaNチャネル層の反対側の該第2のAlNバリヤ層上にGaN層を更に備えたことを特徴とする、請求項8に記載のHEMT。
- GaNチャネル層の反対側の該第2のAlNバリヤ層上のGaN層は約0.3nmから約10nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項28に記載のHEMT。
- 該第1の2元のIII族窒化物バリヤ層がAlNを含み、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層がInNを含み、該チャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層がAlNを含んで構成されることを特徴とする、請求項1に記載のHEMT。
- 該第1の2元のIII族窒化物バリヤ層がGaNを含み、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層がInNを含み、該チャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層がGaNを含んで構成されることを特徴とする、請求項1に記載のHEMT。
- 該第1の2元のIII族窒化物バリヤ層がGaNを含み、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層がInNを含み、該チャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層がAlNを含んで構成されることを特徴とする、請求項1に記載のHEMT。
- 該第1の2元のIII族窒化物バリヤ層がAlNを含み、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層がInNを含み、該チャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層がGaNを含んで構成されることを特徴とする、請求項1に記載のHEMT。
- HEMTがHEMTの活性領域に三元または四元のIII族窒化物層を含まないことを特徴とする、請求項1に記載のHEMT。
- 第1の2元にIII族窒化物バリヤ層を形成するステップと、
該第1のバリヤ層の上の2元のIII族窒化物チャネル層を形成するス
テップと、
該チャネル層上に第2の2元のIII族窒化物バリヤ層を形成するステ
ップと、
を備えた高電子移動度トランジスタ (HEMT)を作製する方法。 - 該第1のバリヤ層は2元のIII族窒化物チャネル層に隣接して、ドープされた2元のIII族窒化物領域を備えたことを特徴とする、請求項35に記載の方法。
- 該ドープされた2元のIII族窒化物領域とチャネル層との間に配置される、アンドープ2元のIII族窒化物層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項36に記載の方法。
- 該第2のバリヤ層が2元のIII族窒化物チャネル層に隣接して、第1のドープされた2元のIII族窒化物領域を備えたことを特徴とする、請求項36に記載の方法。
- 該第1のドープされた2元のIII族窒化物領域とチャネル層との間に配置される、アンドープ2元のIII族窒化物層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項38に記載の方法。
- 該第2のバリヤ層は2元のIII族窒化物チャネル層に隣接して、第1のドープされた2元のIII族窒化物領域を備えたことを特徴とする、請求項35に記載の方法。
- 該第1のドープされた2元のIII族窒化物領域とチャネル層との間に配置される、アンドープ2元のIII族窒化物層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項40に記載の方法。
- 該第1のバリヤ層がAlN層を含み、チャネル層がGaN層を含み、該第2のバリヤ層がAlN層を含んで構成されることを特徴とする、請求項35に記載の方法。
- 該第1のバリヤ層は約1nmから約1mmの範囲の厚さをもち、チャネル層は約0.3nmから約10nmの範囲の厚さをもち、該第2のバリヤ層は約0.5nmから約50nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項42に記載の方法。
- 該第1のAlNバリヤ層とGaNチャネル層との間に配置される、第1のドープしたAlN層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項42に記載の方法。
- 該第1のドープしたAlN層はSiドープしたAlN層を含んで構成されることを特徴とする、請求項44に記載の方法。
- 該第1のドープしたAlN層は約0.2nmから約10nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項44に記載の方法。
- 該第1のドープしたAlN層は約1x1017cm-3から約1x1021cm-3の範囲のドーパント濃度をもつことを特徴とする、請求項44に記載の方法。
- 該第1のドープしたAlN層とGaNチャネル層との間に配置される、第1のアンドープAlN層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項44に記載の方法。
- 該第1のアンドープAlN層は約0.3nmから約5nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項48に記載の方法。
- 該第2のAlNバリヤ層とGaNチャネル層との間に配置される、第2のドープしたAlN層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項44に記載の方法。
- 該第2のドープしたAlN層はSiドープしたAlN層を含んで構成されることを特徴とする、請求項50に記載の方法。
- 該第2のドープしたAlN層は約0.2nmから約10nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項50に記載の方法。
- 該第2のドープしたAlN層は約1x1017cm-3から約1x1021cm-3の範囲のドーパント濃度をもつことを特徴とする、請求項50に記載の方法。
- 該第2のドープしたAlN層とGaNチャネル層との間に配置される、第2のアンドープAlN層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項50に記載の方法。
- 該第2のアンドープAlN層は約0.3nmから約5nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項54に記載の方法HEMT。
- 該第2のAlNバリヤ層とGaNチャネル層との間に配置される、ドープしたAlN層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項42に記載の方法。
- 該ドープしたAlN層はSiドープしたAlN層を含んで構成されることを特徴とする、請求項56に記載の方法。
- 該ドープしたAlN層は約0.2nmから約10nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項56に記載の方法。
- 該ドープしたAlN層は約1x1017cm-3から約1x1021cm-3の範囲のドーパント濃度をもつことを特徴とする、請求項56に記載の方法。
- 該ドープしたAlN層とGaNチャネル層との間に配置される、アンドープAlN層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項56に記載の方法。
- 該アンドープAlN層は約0.3nmから約5nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項60に記載の方法。
- GaNチャネル層の反対側の該第2のAlNバリヤ層上にGaN層を形成するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項42に記載の方法。
- GaNチャネル層の反対側の該第2のAlNバリヤ層上のGaN層は約0.3nmから約10nmの範囲の厚さをもつことを特徴とする、請求項62に記載の方法。
- 該第1の2元のIII族窒化物バリヤ層がAlNを含み、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層がInNを含み、該チャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層がAlNを含んで構成されることを特徴とする、請求項35に記載の方法。
- 該第1の2元のIII族窒化物バリヤ層がGaNを含み、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層がInNを含み、該チャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層がGaNを含んで構成されることを特徴とする、請求項35に記載の方法。
- 該第1の2元のIII族窒化物バリヤ層がGaNを含み、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層がInNを含み、該チャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層がAlNを含んで構成されることを特徴とする、請求項35に記載の方法。
- 該第1の2元のIII族窒化物バリヤ層がAlNを含み、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層がInNを含み、該チャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層がGaNを含んで構成されることを特徴とする、請求項35に記載の方法。
- HEMTがHEMTの活性領域に三元または四元のIII族窒化物層を含まないことを特徴とする、請求項35に記載の方法。
- GaNチャネル層の反対側の第2のAlNバリヤ層上のGaN層はGaN層と第2のAlN層の界面でドーピング、すなわちデルタドーピングされることを特徴とする、請求項28に記載のHEMT。
- GaN、InNおよびAlN層は歪が均衡していることを特徴とする、請求項32に記載のHEMT。
- AlN層上にGaNキャップ層を備えていることを特徴とする、請求項70に記載のHEMT。
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