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 PDF

Info

Publication number
JP2008539587A
JP2008539587A JP2008508843A JP2008508843A JP2008539587A JP 2008539587 A JP2008539587 A JP 2008539587A JP 2008508843 A JP2008508843 A JP 2008508843A JP 2008508843 A JP2008508843 A JP 2008508843A JP 2008539587 A JP2008539587 A JP 2008539587A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
aln
nitride
doped
binary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008508843A
Other languages
English (en)
Inventor
ウィリアム サクスラー アダム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wolfspeed Inc
Original Assignee
Cree Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cree Inc filed Critical Cree Inc
Publication of JP2008539587A publication Critical patent/JP2008539587A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/778Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
    • H01L29/7782Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
    • H01L29/7783Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003Nitride compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

2元のIII族窒化物高電子移動度トランジスタ(HEMT)と2元のIII族窒化物HEMTを作製する方法が提供される。いくつかの実施例では2元のIII族窒化物HEMTは第1の2元のIII族窒化物バリヤ層と、第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層と、およびチャネル層上の第2の2元のIII族窒化物バリヤ層を含む。いくつかの実施例では2元のIII族窒化物 HEMTは第1のAlNバリヤ層と、GaNチャネル層と、および第2のAlNバリヤ層とを含む。

Description

本発明は半導体デバイスに関し、より詳細には窒化物ベースの活性層を取り込んでいるトランジスタに関する。
シリコン(Si)および 砒化ガリウム(GaAs)のような材料は低出力および(Siの場合には)低周波数応用において半導体デバイスの広い応用分野をもっている。しかしながら高出力およびまたは高周波応用に対しては、これらの馴染み深い半導体材料は必ずしも適してはいない。その理由は、これらの材料のバンドギャップが比較的小さく(たとえば室温においてSiは1.12eVであり、GaAsは1.42eVである。)、および/または破壊電圧が比較的小さいためである。
SiとGaAsにおける困難性に照らして、高出力、高温および/または高周波応用とそのデバイスにおける興味は、炭化珪素(アルファSiCに対して室温において2.996eV)およびIII族窒化物(室温において、たとえばGaNは3.36eV)のような広いバンドギャップ半導体材料に向かってきた。これらの材料は通常、砒化ガリウムとシリコンに比べて大きな破壊電界強度と大きな電子の飽和速度を有する。
高出力および/または高周波応用に対して特に興味のあるデバイスは高電子移動度トランジスタ(HEMT)である。これは或る場合には変調ドープ電界効果トランジスタ(MODFET)としても知られている。異なるバンドギャップエネルギーを有する2つの半導体材料のヘテロ接合において二次元電子ガス(2DEG)が形成され、そこではバンドギャップの小さい材料がより大きな電子親和力を有するので、このデバイスはいろいろな状況の下で動作上の利点を提供するものである。2DEG層は(故意にはドープしていない)アンドープの、バンドギャップの小さい方の材料中の電子蓄積層であり、たとえば1013キャリア/cm2を超えるような大きな電子の面密度を含むことができる。さらに加えて、バンドギャップの広いほうの半導体中で発生する電子が2DEG層に移動し、イオン化不純物散乱が低減するために高い電子移動度を有することになる。
高いキャリア密度と高いキャリア移動度のこの組み合わせはHEMTに非常に大きなトランスコンダクタンスを与えることになり、高周波応用にとって金属半導体電界効果トランジスタ(MESFET)に比べて強力な特性上の利点を提供することになる。
窒化ガリウム/窒化アルミニウム・ガリウム(GaN/AlGaN) 材料系を用いて作製される高電子移動度トランジスタは、上記の高い破壊電界と、広いバンドギャップと、大きなと伝導帯バンド・オフセット、および/または高い電子の飽和ドリフト速度を含む材料特性の組み合わせのために、大きなRFパワーを発生する能力を持っている。2DEGにおける電子の大部分はAlGaNにおける分極に原因するものである。
米国特許第5192987号明細書 米国特許第5296395号明細書 米国特許第6316793号明細書 米国特許出願公開第2002/0066908A1号明細書 米国特許第6849882号明細書 米国特許出願公開第10/617843号明細書 米国特許出願公開第10/772882号明細書 米国特許出願公開第10/897726号明細書 米国特許出願公開第10/849、617号明細書 米国特許出願公開第10/849、589号明細書 米国特許出願公開第2003/0020092号明細書 米国特許出願公開第10/996、249号明細書 米国特許出願公開第11/005、107号明細書 米国特許出願公開第11/005、423号明細書 米国特許第6、584、333号明細書
GaN/AlGaN系におけるHEMTはすでに実証されている。特許文献1、2はAlGaN/GaNのHEMTの構造と製造方法を記している。シェパード(Sheppard)らの特許文献3は本発明の譲受人に譲渡された特許であるが、半絶縁性炭化珪素基板と、基板上の窒化アルミニウムバッファー層と、バッファ層上の半絶縁窒化ガリウム層と、窒化ガリウム層上の窒化アルミニウム・ガリウムバリヤ層と、および窒化アルミニウム・ガリウム活性構造上のパッシベーション層とを有するHEMTデバイスについて記述している。
本発明のいくつかの実施例は、第1の2元のIII族窒化物バリヤ層と、第1のバリヤ層上の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含む高電子移動度トランジスタ(HEMT)および該HEMTを作製する方法を提供する。いくつかの実施例では、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る。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アンドープ2元のIII族窒化物層を配置してもよい。
本発明の更なる実施例では、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る。アンドープの2元のIII族窒化物層を第2のバリヤ層の該第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してもよい。
本発明のいくつかの実施例では、該第1のバリヤ層はAlN層を、該チャネル層はGaN層を、該第2のバリヤ層はAlN層を含んで構成される。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、第2のバリヤ層は約0.5nmから約50nmの範囲の厚さをもつ。
本発明の別の実施例では、第1のドープしたAlN層が該第1のAlN バリヤ層とGaNチャネル層の間に配置される。該第1のドープしたAlN層はSi、Geおよび/またはSnドープしたAlN層を含んだ構成とされる。該第1のドープしたAlN層は約0.2nmから約10nmの範囲の厚さを持つ。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。第1のアンドープAlN層が該第1のドープしたAlN層とGaNチャネル層との間に配置されてもよい。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。
更なる実施例では、第2のドープしたAlN層が該第2のAlNバリヤ層とGaNチャネル層の間に配置される。該第2のドープしたAlN層はSi、Geおよび/またはSnドープしたAlN層を含んで構成される。該第2のドープしたAlN層は約0.2nmから約10nmの範囲の厚さを持つ。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。第2のアンドープAlN層が該第2のドープしたAlN層とGaNチャネル層との間に配置されてもよい。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。
本発明のなお更なる実施例では、GaNチャネル層とは反対側の第2のAlNバリヤ層上にGaN層が設けられる。GaNチャネル層とは反対側の第2のAlNバリヤ層上のGaN層は約0.3nmから約100nmの範囲の厚さをもち、いくつかの実施例では約10nm未満の厚さをもつ。
本発明のいくつかの実施例では、第1の2元のIII族窒化物バリヤ層はAlNを含んで構成され、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層はInNを含んで構成され、チャネル層上の該第2の2元のIII族窒化物バリヤ層はAlNを含んで構成されている。本発明の他の実施例では、第1の2元のIII族窒化物バリヤ層はGaNを含んで構成され、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層はInNを含んで構成され、チャネル層上の該第2の2元のIII族窒化物バリヤ層はGaNを含んで構成されている。本発明のなお更なる実施例では、第1の2元のIII族窒化物バリヤ層はGaNを含んで構成され、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層はInNを含んで構成され、チャネル層上の該第2の2元のIII族窒化物バリヤ層はAlNを含んで構成されている。本発明の別の実施例では、第1の2元のIII族窒化物バリヤ層はAlNを含んで構成され、該第1のバリヤ層上の2元のIII族窒化物チャネル層はInNを含んで構成され、チャネル層上の該第2の2元のIII族窒化物バリヤ層はGaNを含んで構成されている。
本発明のいくつかの実施例ではHEMTはHEMTの活性領域に三元あるいは四元のIII族窒化物層を含まない。
本発明の実施例を示している添付の図面を参照して、本発明を以下により完全に記述する。しかしながら、本発明はここに開示される実施例だけに限定しようとするものではない。むしろこれらの実施例は、この開示が完璧で完全なものとなり、本発明の技術範囲を当業者に完全に伝達するように提供されている。図においては層や領域の厚さは明確にするために誇張して示されている。図においては全体を通して、同様の数字は同様の要素を指している。ここで用いられているように、「および/または」という言葉は、関連してリストアップされているものを1つ以上含む組み合わせのいずれかまたは全てを含むものである。
ここで用いられる用語は、特定の実施例だけを記述するための目的であって、本発明を限定しようとするものではない。ここで用いられるように、単数形の冠詞は、文脈から明瞭にそうでないということが示される場合を除いて、複数形の冠詞をも含むように意図されている。「備える」および/または「備えている」という用語は、この明細書にて用いられるときは、言及された特徴物、整数、工程、操作、要素、および/または部品が存在することを規定していて、他の特徴物、整数、工程、操作、要素、部品、および/またはそれらのグループの1つ以上が存在したり、付け加わることを排除するものではない。
或る層、領域、或いは基板などの要素が他の要素の「上にある」、「上に伸びている」といわれた場合には、それが他の要素の直接的に上にある、或いは上に伸びていることもあるし、或いは介在する要素が存在してもよいと理解されよう。対照的に、或る要素が他の要素の「直接上にある」、あるいは「直接上に伸びている」といわれた場合には、介在する要素は存在しない。また、或る要素が他の要素に「接続している」あるいは「結合している」といわれる場合は、他の要素に直接的に接続していたり結合していたりしてもよいし、介在する要素が存在していてもよいものと理解されよう。これに対して、或る要素が他の要素に「直接接続している」或いは「直接結合している」といわれる場合には、介在する要素は存在しない。明細書を通して同様の数値は同様の要素を指している。
「第1の」、「第2の」などの用語はここでは色々な要素、部品、領域、層および/または区画を記述するために用いられているが、これらの要素、部品、領域、層および/または区画はこれらの用語によって制限されるべきではないと理解されたい。これらの用語は1つの要素、部品、領域、層または区画を他の領域、層、あるいは区画と区別するために用いられているに過ぎない。このように、本発明の教えるところを逸脱すること無しに、以下に議論する第1の要素、部品、領域、層または区画は第2の要素、部品、領域、層または区画と呼ぶことも出来るであろう。
さらに、「より下に」あるいは「底に」および「より上に」あるいは「最上部に」などという相対関係を表す用語は、図に示されたような1つの要素の他の要素に対する関係を記述するためにここでは用いられる。相対的な関係を表す用語は、図に示された方位に加えて、デバイスの異なる方位に広げることも意図されているものと理解されよう。たとえば、図の中のデバイスがさかさまになった場合には、他の要素の「下側に」にあると記述された要素は、このときは、他の要素の「上側に」向くであろう。それゆえに、例としてあげた用語「下側に」は図の特定の方位に依存して「下側に」と「上側に」の両方の方位に拡大するものとする。同様に、1つの図の中のデバイスがさかさまになった場合は、他の要素「の下に」あるいは「の下方に」として記述された要素は、そのときは、他の要素「の上方に」向くであろう。それゆえに、例としてあげた「の下に」あるいは「の下方に」という用語は「の上方に」と「の下方に」の両方の方位に拡大するものとする。
本発明の実施例は本発明の理想化された実施例の概略的な図面である断面図を参照してここに記述される。それゆえに、たとえば製造技術および/または公差の結果として図示の形からの変形が起こることが予想される。このように本発明の実施例はここに図示したような領域の特定の形に制限されているものと考えるべきではなく、たとえば製造過程の結果としての変形を含むべきものである。たとえば長方形として示されるエッチング領域は、通常はテーパーを持った、丸まった、あるいは曲がった特徴を持っているであろう。このように図示した領域は本来、概略的であり、その形はデバイスの領域の正確な形を示そうとしているのではなく、本発明の技術範囲を制限しようとするものでもない。
そうでないと規定された場合を除いては、(技術用語及び科学用語を含んで)ここで用いる全ての用語は本発明が属する技術分野の通常の技術を持つ者が共通して理解するようなものと同じ意味を持つものである。さらに、一般に用いられている辞書に定義されているような用語は、関連技術文献における文脈と矛盾のない意味を持つものと解釈されるべきであり、ここで明確に規定されていない場合は、理想化された、或いは過度に公式的な意味で解釈されるべきではない、ということは理解されよう。
他の特徴物に隣接して配置された構造または特徴物と呼ぶものは、隣接する特徴物にオーバーラップして、あるいはその下に位置する部分を持つものと当業者は理解するであろう。
本発明の実施例はIII族窒化物ベースのデバイスとして2元の窒化物ベースのHEMTを提供する。本発明のいくつかの実施例による2元のIII族窒化物 デバイスは、デバイスの活性領域のすべての層が2元のIII族窒化物であるために、合金散乱は低減され、あるいは最小となる。ここで用いられている「III族窒化物」という用語は窒素と周期律表のIII族元素ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)および/またはインジウム(In)で形成される半導体化合物を指している。この分野の人にはよく知られているように、III族元素は窒素と結合して(たとえばGaNのような)2元、(たとえばInGaNのような)三元、および((Al、In、Ga)Nのような)4元化合物を形成する。これらの化合物はすべて1モルの窒素が合計1モルのIII族元素と結合しているという実験的な化学式を持つ。従ってこれらを記述するためにInxGa1-xN(0<x<1)のような化学式がよく用いられる。
さらに、ここで用いられるように、「2元のIII族窒化物」は窒素とIII族元素の1つとを指していて、III族窒化物ベースのデバイスの活性層に故意に取り込まれた他のIII族元素は存在しないことを示している。本発明のいくつかの実施例では、2元のIII族窒化物という化合物は第2のIII族元素を約1%までは含んでも合金散乱は顕著には生じない。たとえば、AlNやGaNの成長の触媒として用いられる場合にはインジウムは少量ならば存在してもよい。したがって、この技術開示に関する分野の当業者が理解するであろうように、「2元のIII族窒化物層あるいは領域」という場合は理想とはずれた化合物を含んでいることがある。たとえば、たとえ、作製中の汚染によって意図せずに取り込まれるなどによって第3のIII族元素が活性層に存在していても、デバイスの活性層は2元であるという。デバイスの活性層は2DEGが形成されるデバイスの層と、2DEGが形成される層とデバイスのソース、ドレインおよび/またはゲート電極および/またはコンタクト層(すなわち、電極が直接上に形成される層)の間に設置される層とを指している。シリコンのようなドーパントが2DEGを形成する層内に導入されるが、それでもなお2元のIII族窒化物構造と呼んでよい。本発明のいくつかの実施例では、III族窒化物ではない材料、あるいは三元あるいは四元化合物が2DEGを形成する層と基板との間の層に、および/または基板に存在する場合もある。たとえば、基板はサファイヤあるいはSiCであり、あるいは組成傾斜層にAlGaNを含むこともある。
図1は本発明のいくつかの実施例によるHEMT構造を示す。図1に見られるように、GaNであるような2元のIII族窒化物チャネル層14が第1の2元のIII族窒化物バリヤ層12上に備わっている。第2の2元のIII族窒化物バリヤ層16はチャネル層14上に備わっている。第1のバリヤ層12と第2のバリヤ層16は、たとえばAlNであり、アンドープであってもよく、またはチャネル層14に隣接している部分においてドープされた領域を含んでいてもよい。さらに第1のバリヤ層12と、チャネル層14と、および第2のバリヤ層16はMOCVD、または当業者には既知のMBEまたはHVPEのような、その他の技術を用いて成膜および/または成長される。AlN基板、AlN層、GaN層およびその他の2元のIII族窒化物層を作製する技術は当業者にはよく知られており、ここでさらに記述する必要はない。
本発明の特にこの実施例では、第1のバリヤ層12はAlN基板のような基板として設けられている。代替法としては、図1のような構造が或る基板上に形成されてもよい。たとえば、第1のバリヤ層12はAlN基板上のAlNバッファ層によって与えられてもよい。AlNバッファ層はAlN基板よりも高純度および/または高品質のAlNを提供する。更に、AlN基板を用いると第1のバリヤ層12と基板の間の界面における熱障壁を除去するものであり、AlN基板上にホモエピタキシャルに成長したAlNはヘテロエピタキシャルに成長したAlNに比べて転位密度が低い。第1のバリヤ層12として用いるための適当なAlN基板は、あるいは第1のバリヤ層12のとしてAlNバッファ層が上に備えられるところの適当なAlN基板は、たとえばCrystal IS社(ニューヨーク州ウォーターフリート)から入手できる。
AlNが基板材料として用いられていて、第1のバリヤ層12が基板によって与えられているが、本発明の実施例はサファイヤ、炭化珪素、窒化アルミニウム・ガリウム、窒化ガリウム、シリコン、GaAs、LGO、ZnO、LAO、InPなどのような適当な、いかなる基板を用いてもよい。いくつかの実施例では、適当なバッファ層を形成してもよい。たとえば、炭化珪素あるいはサファイヤのような基板上に2元のIII族窒化物層を成長するために、核形成層および/またはエピタキシャル横方向オーバーグロス(ELO)成長を用いてもよい。更には、実質的に格子緩和した層を設けるために、III族窒化物層の転位密度および/または格子歪を制御する目的で成長条件を制御してもよい。
第1のバリヤ層12はアンドープであるか、あるいは故意にドープしたのではないAlNのような2元のIII族窒化物である。いくつかの実施例では、第1のバリヤ層12は厚い半絶縁性または絶縁性の層を含んでいて、チャネル層14に隣接してアンドープ、または故意にではなくドープした、および/またはドープされた領域を備えている。たとえば、本発明のいくつかの実施例では、第1のバリヤ層12は約1nmから約1mmの範囲にある厚さをもつAlNである。本発明のいくつかの実施例では第1のバリヤ層12は約1μmの厚さである。
本発明のいくつかの実施例では、チャネル層14はGaNあるいはInNのような2元のIII族窒化物からなっている。ただし、チャネル層と第2のバリヤ層との界面においてチャネル層14の伝導帯バンドエッジのエネルギーが第2のバリヤ層16の伝導帯バンドエッジのエネルギーよりも低いという条件が満足されるようになっている。特に、チャネル層14は第2のバリヤ層16のバンドギャップよりも小さなバンドギャップを持っていて、チャネル層14は第2のバリヤ層16よりも大きな電子親和力も持っている。チャネル層14はアンドープであるか、故意にはドープしてはいなく、約3Åから100Åの厚さに成長される。例えば、いくつかの実施例では、チャネル層14は約4nm未満の厚さを持つ。第1のバリヤ層12との接合面で2次元正孔ガスが形成されることがないように、また、チャネル層14がコヒーレントな歪を受けるように、チャネル層14は十分に薄くなければならない。
本発明の特にこの実施例では、チャネル層14と第2のバリヤ層16との界面で大きなキャリア密度を誘起するために第2のバリヤ層16は十分な厚さを持ち、および/または十分にドープされている。これまでの議論ように、第2のバリヤ層16はAlNのような2元のIII族窒化物であり、チャネル層14よりも大きなバンドギャップを持ち、チャネル層14よりも小さな電子親和力を持つ。第2のバリヤ層16は、例えば、約0.5nmから約50nmの範囲の厚さをもつが、内部にクラックやあるいは重大な欠陥の形成が起こるような厚さではない。第2のバリヤ層16はコンタクト用の掘り込みを用いる場合には50nmよりも厚くてもよい。本発明の或る実施例では、第2のバリヤ層16はアンドープであるか故意にはドープされてはいない。
ソースおよびドレインのオーミック電極20と22が第2のバリヤ層16上に設けられ、ゲート電極24がソースとドレイン電極20と22の間に配置される。適当なオーミック電極材料は例えばTi、Al、Ni、および/またはAuを含んでいる。非常に高い熱処理温度を用いるか、あるいは薄い第2のバリヤ層16を用いて良好なオーミック電極を実現する。さらに、(たとえば、Siの)イオン注入と熱処理、および/またはコンタクト掘り込みなどもオーミック電極の特性改善のために用いられる。適当なゲート材料はキャップ層の組成に依存するが、しかし、或る実施例では、窒化物ベースの半導体材料とショットキー接合を作ることができるようなNi、Pt、NiSix、Cu、Pd、Cr、Wおよび/またはWSiNのような従来の材料が用いられる。
本発明の実施例は2元のIII族窒化物の第1のバリヤ層、2元のIII族窒化物のチャネル層および2元のIII族窒化物の第2のバリヤ層を参照構造として上に記述してきた。本発明のいくつかの実施例では、トランジスタはGaNのチャネル層を持つ。例えば、図2AにはGaNチャネル層がAlN層の間に備わっていて、AlN/GaN/AlN構造を提供している。本発明の他の実施例では、InNのチャネル層が備わっている。このように、例えば、AlN/InN/AlN、GaN/InN/GaN、GaN/InN/AlNあるいはAlN/InN/GaNのような構造が備わっていて、これらは本発明のいくつかの実施例の技術範囲内である。AlN/InN/GaNの構造はもし各層の厚さが適当に選ばれていれば歪均衡型となりえるものであり、AlN/GaN構造と同程度に大きな2DEGを有している。
図2Aは本発明の更なる実施例によるHEMTの概略図である。図2Aに見られるように、ドープされた層130が第1のAlNバリヤ層112上に備わっている。GaNチャネル層114がドープされた層130上に備わっている。いくつかの実施例ではドープされた層130は、GaNチャネル層114とAlNバリヤ層112との界面に、例えばSi、Geおよび/またはSnがドープされたAlN層、ドープされたGaN層および/またはデルタ‐ドープされた層として備わっている。ドープされた層130、例えばデルタ‐ドープされた層は約1×1012cm-2から約1×1014cm-2の範囲のシート電荷密度を備えている。第2のAlNバリヤ層116がGaNチャネル層114上に備わっている。第1のAlNバリヤ層112は前には第1のバリヤ層12と呼ばれて記されたものと同様に備わっている。GaN層114は前にはチャネル層14と呼ばれて記されたものと同様に備わっている。第2のAlNバリヤ層116は前には第2のバリヤ層16と呼ばれて記されたものと同様に備わっている。ソースとドレインのオーミック電極20と22は第2のバリヤ層116上に備わっている。ゲート電極24は上記したものと同様にソースおよびドレイン電極20と22の間に配置されている。さらに、第1のAlNバリヤ層112が(基板あるいは厚いエピタキシャル層内と同様に)実質的に格子緩和している場合には、GaNチャネル層114がAlNに対してコヒーレントな歪を受ける状態になり、これにより第2のAlNバリヤ層116は厚くすることができる。これは実質的に格子緩和しているGaN上に成長したAlNと対比すべきであり、その場合にはAlNの厚さは制限される。
本発明のいくつかの実施例では、ドープされた層130はSi、Ge、および/またはSnでドープされていて、約1×1017cm-3から約1×1021cm-3の範囲のドーパント濃度をもっている。チャネル層114より下側でのドーピングは、GaNチャネル層114に置けるバンドの曲がりがエネルギーを持ち上げているためにAl極性デバイスにとっては有利である。特に、(例えばドープされたGaN層あるいはドープされたAlN層のような)ドープされた層130は備わっているが、すべての、あるいは実質的にすべての電子がGaNチャネルへ移行するのに十分な程度にドーパント濃度は少量でよく、ドープされた層130は十分に薄くてよい(例えば、意図せずに作られたn型層はドープされた領域に形成されていないとする。)が、所望の量の電荷量がチャネルに存在する程度には十分に厚くまた十分にドープされるべきである。本発明の特にこの実施例ではドープされた層130は約0.3nmから約5nmの範囲の厚さである。
選択肢として、(不図示の)GaN層が第2のAlNバリヤ層116上に備えられてもよい。GaN層は表面に対する障壁を増大させ、あるいは表面状態を改質するものである。表面に対するエネルギー障壁を下げるために、および2DEG密度への影響を低減し、或は最小にするために、および2次元正孔ガスが形成されるのを低減し、或は防ぐために、GaN層はドープされていてもよいしGaN/AlN界面でデルタドープされていてもよい。第2のAlNバリヤ層116が十分に厚くチャネル内の電子がAlNバリヤ層116を超えて染み出すことがない限りは、選択肢として(Al、In、Ga)Nの層、または組成傾斜層を、代わりに第2のAlNバリヤ層116上に備えてもよい。
図2Bはドープされた層130とGaNチャネル層114との間に配置されているアンドープAlN層140を含んでいる本発明の更なる実施例を示す。本発明のいくつかの実施例では、アンドープAlN層140は約0.3nmから約5nmの範囲の厚さをもっている。アンドープAlN層140はイオン化不純物散乱を低減し、および/または最小にするために、チャネル層114からドープされた層130を隔てている。
本発明の実施例はチャネル層114の片側にドープされた、および/またはアンドープの層を含んでいるように図2Aと2Bには示されているが、ドープされた、および/またはアンドープの層はチャネル層114の他方の側、あるいは両側に含まれていてもよい。そのような層は図2Aと2Bを参照して上記されているのと同様に備えられる。
(不図示の)パッシベーション層もまた図1、2Aおよび2Bの構造上に備えてもよい。本発明の或る実施例では、パッシベーション層はシリコン窒化物、ニ酸化シリコン、ONO構造、および/またはオキシナイトライド膜であってよい。更に、パッシベーション層は一様な、および/または不均一な組成の単層あるいは複数の層であってよい。しかしながら、そのようなパッシベーション層は、デバイスの最も外側の層にあるAlNの強靭さを考えると不必要であるかも知れない。
表面側に第2のバリヤ層としてAlNを用いている本発明の実施例は化学的に強靭な表面を持っていて、第1のバリヤ層が基板や厚いエピタキシャル層と同様に実質的に格子緩和している場合には第2のバリヤ層も実質的に格子緩和している。このようにGaNチャネル層がコヒーレントに成長している限りは、AlNの第2のバリヤ層は比較的厚く成長できる。2つのAlN層に挟まれているGaN層は高い電界をもち、Alの有極性の材料を仮定すると第1のAlNバリヤ層に入る電子にとって大きな障壁となる。AlN基板は通常はGaNよりも大きな熱伝導率を持ち、低い転位密度を持つ。AlNバッファ層はGaNバッファとは実質的に異なるトラップ準位をもち、その結果、信頼性が改善されることが期待される。
図3Aから3Hは本発明のいくつかの実施例によるトランジスタのシミュレーション・モデルからのキャリア密度とバンド図のグラフである。図3Aから3Hにおいて反映されたシミュレーションでは、2元のIII族窒化物は理想化されていて、ドーパント以外の不純物は存在しないものとしてモデル化されている。このシミュレーションは正確性を求めるものではなく、蓋然的傾向を示し、設計が異なることによる特性の違いを推定するために提供するものである。従ってこれらの図面はモデル化されたデバイス構造の可能な特性を大雑把に推定するものとして提供されているが、基本となる仮定とモデルの正確さと同程度には正確である。従って、実際のデバイスの特性は図3Aから3Hに示したものとは異なるかもしれない。
図3Aは、AlN基板と、基板とチャネル層との間に配置されていてドーパント濃度が1×1020cm-3でSiがドープされた1nmの厚さのAlN層と、20nm厚さのGaNチャネル層と、および1nm厚さのAlN層とで構成された2元のIII族窒化物HEMTに対するモデル化されたバンド図および電子濃度を示す。図3Bは、AlN基板と、基板とチャネル層との間に配置されていて、ドーパント濃度が1×1020cm-3でSiがドープされた1nmの厚さのAlN層と、2nmの厚さのGaNチャネル層と、10nmの厚さのAlN層と、および1nmの厚さのGaN層とで構成された2元のIII族窒化物HEMTに対するモデル化されたバンド図および電子濃度を示す。
図3Cは、AlN基板と、基板とチャネル層との間に配置されていて、ドーパント濃度が1×1020cm-3でSiがドープされた1nmの厚さのAlN層と、2nmの厚さのGaNチャネル層と、チャネル層上の10nmの厚さのAlN層とで構成された2元のIII族窒化物HEMTに対するモデル化されたバンド図および電子濃度を示す。図3Cに示したように、図3Cの構成は図3Aと図3Bの構成のどちらかよりも高いピーク電子濃度を持つと予想される。図3Bと図3CはGaNキャップ層付き構造とGaNキャップ層付きでない構造間の差異を示している。GaNキャップがあると障壁は大きくなり2DEG濃度は低くなるように見える。
図3Dは、AlN基板と、基板とチャネル層との間に配置されていて、ドーパント濃度が3×1019cm-3でSiがドープされた5nmの厚さのAlN層と、2nmの厚さのGaNチャネル層と、チャネル層上の10nmの厚さのAlN層とで構成された2元のIII族窒化物HEMTに対するモデル化されたバンド図および電子濃度を示す。図3Dに示したように、図3Dの構成は図3Aと図3Bの構成のどちらかよりも高いピーク電子濃度を持ち、それは図3Cの構造に対して予想されるピーク電子濃度よりは同じか少しだけ高いと予想され、底部のAlNにおけるバンドの曲がりは図3Cの構造よりは大きいと予想される。
図3Eは、AlN基板と、基板とチャネル層との間に配置されていて、ドーパント濃度が3×1016cm-3でSiがドープされた5nmの厚さのAlN層と、2nmの厚さのGaNチャネル層と、チャネル層上の10nmの厚さのAlN層とで構成された2元のIII族窒化物HEMTに対するモデル化されたバンド図および電子濃度を示す。図3Eに示したように、図3Eの構成は図3Dの構成よりも低いピーク電子濃度を持ち、底部のAlNにおけるバンドの曲りはより少ないと予想される。
図3Fは、AlN基板と、基板とチャネル層との間に配置されていて、ドーパント濃度が3×1019cm-3でSiがドープされた5nmの厚さのAlN層および2nmの厚さのアンドープAlN層と、2nmの厚さのGaNチャネル層と、チャネル層上の10nmの厚さのAlN層とで構成された2元のIII族窒化物HEMTに対するモデル化されたバンド図および電子濃度を示す。図3Fに示したように、図3Fの構成は図3Dの構成とほぼ同じピーク電子濃度を持ち、底部のAlNにおけるバンドの曲りはより大きいと予想される。
図3Gは、AlN基板と、基板とチャネル層との間に配置されていてドーパント濃度が1×1020cm-3でSiがドープされた1nmの厚さのAlN層と、2nmの厚さのGaNチャネル層と、チャネル層上の1nmの厚さのAlN層とで構成された2元のIII族窒化物HEMTに対するモデル化されたバンド図および電子濃度を示す。図3Gの構成は図3Aの構成と同様であるが、GaN層がより薄いためにバンドの曲がりが少ないことだけが異なる。GaNが薄いと第1のAlNバリヤとGaNチャネルとの界面で2次元正孔ガスの形成が起こりそうにない。厚いGaN層ほど大きな2DEGが予想されるが、厚いGaN層ほど2次元正孔ガスも予想される。
図3Hは、AlN基板と、基板とチャネル層との間に配置されていて、ドーパント濃度が1×1020cm-3でSiがドープされた1nmの厚さのAlN層と、2nmの厚さのGaNチャネル層と、チャネル層上の5nmの厚さのAlN層とで構成された2元のIII族窒化物HEMTに対するモデル化されたバンド図および電子濃度を示す。図3Gに見られるように、図3Gの構成は厚いAlNバリヤ層を持つ図3Hの構成よりはピーク電子濃度がやや低くなると予想される。図3Hの構成と比較すると、図3Cの構成はこのモデルにおけるAlNの厚さが増大したので2DEGの濃度は少し増大する。
下の表1は図3Aから図3Hにおいてシミュレーションした構造の諸特性をまとめたものである。一般に、AlN最上層が厚いほど、ドーピング面密度が高いほど、およびGaNキャップがないとGaNチャネル層における電子濃度は高くなると予想される。
Figure 2008539587
本発明の実施例はここでは特定のHEMT構造を参照して記述してきたが、本発明はそのような構造に限定されると解釈するべきではない。例えば、本発明の教えるところから利益を受けながら、HEMTデバイスに更なる層を追加してもよい。いくつかの実施例では、SiNあるいはONO構造のような絶縁層が、MISHEMTを作ったり、および/または表面をパッシベーションするために成膜される。更なる層は組成傾斜遷移層を単層または多層で含んでもよい。
掘り込みゲート、あるいはT字型ゲート構造、再成長コンタクト領域などのような他の構造もまた備えてもよい。従って本発明のいくつかの実施例は、例えば以下の文献に記されているような構造を持つ2元のIII族窒化物の実施例を提供するものである。
特許文献3および特許文献4、2001年7月12日出願、2002年6月6日公開、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窒化アルミニウム・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)」、特許文献5、スモルチコバ(Smorchkova)らによる発明の名称 「バリヤ層/スペーサ層つきIII族窒化物ベースの高電子移動度トランジスタ (HEMT)(GROUP−III NITRIDE BASED HIGH ELECTRON MOBILITY TRANSISTORS (HEMT) WITH BARRIER/SPACER LAYER)」、特許文献6、2003年7月11日出願、発明の名称「非エッチングのコンタクト掘り込み法を用いた窒化物ベースのトランジスタとその製作方法(NITRIDE−BASED TRANSISTORS AND METHODS OF FABRICATION THEREOF USING NON−ETCHED CONTACT RECESSES)」、特許文献7、2004年2月5日出願、発明の名称「電荷遷移が誘起するエネルギー・バリヤを有する窒化物ヘテロ接合トランジスタとその製作方法(NITRIDE HETEROJUNCTION TRANSISTORS HAVING CHARGE−TRANSFER INDUCED ENERGY BARRIERS AND METHODS OF FABRICATING THE SAME)」、特許文献8、2004年7月23日出願、発明の名称「キャップ層と掘り込みゲートを有する窒化物ベースのトランジスタの製作方法(METHODS OF FABRICATING NITRIDE−BASED TRANSISTORS WITH A CAP LAYER AND A RECESSED GATE)」、特許文献9、 2004年5月20日出願、発明の名称「再成長オーミック・コンタクト領域を持つ窒化物ベースのトランジスタの製作方法と再成長オーミック・コンタクト領域を持つ窒化物ベースのトランジスタ(METHODS OF FABRICATING NITRIDE−BASED TRANSISTORS HAVING REGROWN OHMIC CONTACT REGIONS AND NITRIDE−BASED TRANSISTORS HAVING REGROWN OHMIC CONTACT REGIONS)」、特許文献10、2004年5月20日出願、発明の名称「ハイブリッド・チャネル層を有する半導体デバイス、電流アパーチャー・トランジスタとその製作方法(SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING A HYBRID CHANNEL LAYER、 CURRENT APERTURE TRANSISTORS AND METHODS OF FABRICATING SAME)」、特許文献11、2002年7月23日出願、2003年1月30日公開、発明の名称「絶縁ゲートALGAN/GAN HEMT(INSULATING GATE ALGAN/GAN HEMT)」、特許文献12、 2004年11月23日出願、発明の名称「窒化物ベースのトランジスタのためのキャップ層および/またはパッシベーション層、トランジスタ構造、およびその製作方法(CAP LAYERS AND/OR PASSIVATION LAYERS FOR NITRIDE− BASED TRANSISTORS、 TRANSISTOR STRUCTURES AND METHODS OF FABRICATING SAME)」、米国特許出願第xx/xxx、xxx号(代理人識別番号5308−516)、2005年3月15日出願、発明の名称「高温逆バイアス・テスト条件に耐えることができるIII族窒化物電界効果トランジスタ(FET)(GROUP III−NITRIDE FIELD EFFECT TRANSISTORS (FETs) CAPABLE OF WITHSTANDING HIGH TEMPERATURE REVERSE BIAS TEST CONDITIONS)」、特許文献13、 2004年12月6日出願、発明の名称「高い出力密度および/または直線性を持つトランジスタ(HIGH POWER DENSITY AND/OR LINEARITY TRANSISTORS)」、および特許文献14、 2004年12月6日出願、発明の名称「ミリ波周波数帯で数ワットの出力電力を有する電界効果トランジスタ(FET)(FIELD EFFECT TRANSISTORS (FETs) HAVING MULTI−WATT OUTPUT POWER AT MILLIMETER−WAVE FREQUENCIES)」、これらに開示された内容はここにすべて記述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。
本発明の実施例は例えば以下の文献に記されているようなHEMT構造を用いても利用できる。
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。
図と記述において本発明の典型的な実施例が開示されてきた。固有の用語が用いられてきたが、これらは一般的な記述目的のためだけに用いられていて、制限をしようとするものではない。本発明の技術範囲は以下の請求項において開示されるものである。
は本発明のいくつかの実施例による2元のIII族窒化物ベースのHEMTの断面である。 本発明のいくつかの実施例による2元のGaNベースのHEMTの断面である。 本発明のいくつかの実施例による2元のGaNベースのHEMTの断面である。 本発明のいくつかの実施例によるトランジスタのシミュレーション・モデルによるキャリア密度およびバンド図を表す図である。 本発明のいくつかの実施例によるトランジスタのシミュレーション・モデルによるキャリア密度およびバンド図を表す図である。 本発明のいくつかの実施例によるトランジスタのシミュレーション・モデルによるキャリア密度およびバンド図を表す図である。 本発明のいくつかの実施例によるトランジスタのシミュレーション・モデルによるキャリア密度およびバンド図を表す図である。 本発明のいくつかの実施例によるトランジスタのシミュレーション・モデルによるキャリア密度およびバンド図を表す図である。 本発明のいくつかの実施例によるトランジスタのシミュレーション・モデルによるキャリア密度およびバンド図を表す図である。 本発明のいくつかの実施例によるトランジスタのシミュレーション・モデルによるキャリア密度およびバンド図を表す図である。 本発明のいくつかの実施例によるトランジスタのシミュレーション・モデルによるキャリア密度およびバンド図を表す図である。

Claims (71)

  1. 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)。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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。
  19. 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。
  20. 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。
  21. 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。
  22. 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。
  23. 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。
  24. 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。
  25. 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。
  26. 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。
  27. 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。
  28. 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。
  29. 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。
  30. 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。
  31. 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。
  32. 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。
  33. 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。
  34. 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。
  35. 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。
  36. 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。
  37. 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。
  38. 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。
  39. 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。
  40. 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。
  41. 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。
  42. 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。
  43. 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。
  44. 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。
  45. 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。
  46. 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。
  47. 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。
  48. 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。
  49. 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。
  50. 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。
  51. 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。
  52. 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。
  53. 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。
  54. 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。
  55. 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。
  56. 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。
  57. 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。
  58. 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。
  59. 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。
  60. 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。
  61. 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。
  62. 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。
  63. 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。
  64. 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。
  65. 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。
  66. 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。
  67. 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。
  68. 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。
  69. 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。
  70. 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。
  71. 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。
JP2008508843A 2005-04-29 2006-03-15 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 Pending JP2008539587A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/118,675 US7544963B2 (en) 2005-04-29 2005-04-29 Binary group III-nitride based high electron mobility transistors
PCT/US2006/009257 WO2006118670A1 (en) 2005-04-29 2006-03-15 Binary group iii-nitride based high electron mobility transistors and methods of fabricating same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008539587A true JP2008539587A (ja) 2008-11-13

Family

ID=36602617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008508843A Pending JP2008539587A (ja) 2005-04-29 2006-03-15 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

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7544963B2 (ja)
EP (1) EP1875515B1 (ja)
JP (1) JP2008539587A (ja)
TW (1) TWI429076B (ja)
WO (1) WO2006118670A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011003620A (ja) * 2009-06-16 2011-01-06 Toyota Central R&D Labs Inc 電磁気素子用絶縁膜及び電界効果素子
JP2013513250A (ja) * 2009-12-23 2013-04-18 インテル コーポレイション 非平面ゲルマニウム量子井戸デバイス
US8487346B2 (en) 2009-09-26 2013-07-16 Sanken Electric Co., Ltd. Semiconductor device
JP2014187344A (ja) * 2013-02-25 2014-10-02 Renesas Electronics Corp 半導体装置
WO2015020233A1 (ja) * 2013-08-09 2015-02-12 Dowaエレクトロニクス株式会社 Iii族窒化物半導体エピタキシャル基板およびiii族窒化物半導体発光素子ならびにこれらの製造方法
JP2015084453A (ja) * 2015-01-19 2015-04-30 Dowaエレクトロニクス株式会社 Iii族窒化物半導体発光素子およびその製造方法

Families Citing this family (119)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7638346B2 (en) 2001-12-24 2009-12-29 Crystal Is, Inc. Nitride semiconductor heterostructures and related methods
US8545629B2 (en) * 2001-12-24 2013-10-01 Crystal Is, Inc. Method and apparatus for producing large, single-crystals of aluminum nitride
US20060005763A1 (en) 2001-12-24 2006-01-12 Crystal Is, Inc. Method and apparatus for producing large, single-crystals of aluminum nitride
US7612390B2 (en) * 2004-02-05 2009-11-03 Cree, Inc. Heterojunction transistors including energy barriers
US7709859B2 (en) 2004-11-23 2010-05-04 Cree, Inc. Cap layers including aluminum nitride for nitride-based transistors
US7544963B2 (en) 2005-04-29 2009-06-09 Cree, Inc. Binary group III-nitride based high electron mobility transistors
US9331192B2 (en) 2005-06-29 2016-05-03 Cree, Inc. Low dislocation density group III nitride layers on silicon carbide substrates and methods of making the same
US20070018198A1 (en) * 2005-07-20 2007-01-25 Brandes George R High electron mobility electronic device structures comprising native substrates and methods for making the same
JP2009517329A (ja) 2005-11-28 2009-04-30 クリスタル・イズ,インコーポレイテッド 低欠陥の大きな窒化アルミニウム結晶及びそれを製造する方法
JP5281408B2 (ja) 2005-12-02 2013-09-04 クリスタル・イズ,インコーポレイテッド ドープされた窒化アルミニウム結晶及びそれを製造する方法
US9034103B2 (en) 2006-03-30 2015-05-19 Crystal Is, Inc. Aluminum nitride bulk crystals having high transparency to ultraviolet light and methods of forming them
JP5479888B2 (ja) 2006-03-30 2014-04-23 クリスタル アイエス インコーポレイテッド 窒化アルミニウムバルク結晶を制御可能にドーピングする方法
US7728402B2 (en) 2006-08-01 2010-06-01 Cree, Inc. Semiconductor devices including schottky diodes with controlled breakdown
US8432012B2 (en) 2006-08-01 2013-04-30 Cree, Inc. Semiconductor devices including schottky diodes having overlapping doped regions and methods of fabricating same
JP5645404B2 (ja) 2006-08-17 2014-12-24 クリー インコーポレイテッドCree Inc. 高電力絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ
US8823057B2 (en) 2006-11-06 2014-09-02 Cree, Inc. Semiconductor devices including implanted regions for providing low-resistance contact to buried layers and related devices
WO2008088838A1 (en) 2007-01-17 2008-07-24 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
US9771666B2 (en) 2007-01-17 2017-09-26 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
CN101652832B (zh) 2007-01-26 2011-06-22 晶体公司 厚的赝晶氮化物外延层
US8080833B2 (en) 2007-01-26 2011-12-20 Crystal Is, Inc. Thick pseudomorphic nitride epitaxial layers
US8129208B2 (en) * 2007-02-07 2012-03-06 Tokuyama Corporation n-Type conductive aluminum nitride semiconductor crystal and manufacturing method thereof
US8835987B2 (en) 2007-02-27 2014-09-16 Cree, Inc. Insulated gate bipolar transistors including current suppressing layers
US8088220B2 (en) * 2007-05-24 2012-01-03 Crystal Is, Inc. Deep-eutectic melt growth of nitride crystals
US7598108B2 (en) * 2007-07-06 2009-10-06 Sharp Laboratories Of America, Inc. Gallium nitride-on-silicon interface using multiple aluminum compound buffer layers
JP4775859B2 (ja) * 2007-08-24 2011-09-21 シャープ株式会社 窒化物半導体装置とそれを含む電力変換装置
US20090072269A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-19 Chang Soo Suh Gallium nitride diodes and integrated components
JP2009228131A (ja) * 2008-02-27 2009-10-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化アルミニウム薄膜およびその製造方法
US8519438B2 (en) 2008-04-23 2013-08-27 Transphorm Inc. Enhancement mode III-N HEMTs
US8232558B2 (en) 2008-05-21 2012-07-31 Cree, Inc. Junction barrier Schottky diodes with current surge capability
US20100117118A1 (en) * 2008-08-07 2010-05-13 Dabiran Amir M High electron mobility heterojunction device
US8289065B2 (en) * 2008-09-23 2012-10-16 Transphorm Inc. Inductive load power switching circuits
US7898004B2 (en) 2008-12-10 2011-03-01 Transphorm Inc. Semiconductor heterostructure diodes
JP5367434B2 (ja) * 2009-03-31 2013-12-11 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体装置の製造方法
KR101666910B1 (ko) 2009-04-08 2016-10-17 이피션트 파워 컨버젼 코퍼레이션 증가형 GaN HEMT 장치 및 그 제조 방법
US8294507B2 (en) 2009-05-08 2012-10-23 Cree, Inc. Wide bandgap bipolar turn-off thyristor having non-negative temperature coefficient and related control circuits
JP5562579B2 (ja) * 2009-05-12 2014-07-30 日本碍子株式会社 半導体素子用エピタキシャル基板の作製方法
US8742459B2 (en) 2009-05-14 2014-06-03 Transphorm Inc. High voltage III-nitride semiconductor devices
US8193848B2 (en) 2009-06-02 2012-06-05 Cree, Inc. Power switching devices having controllable surge current capabilities
US8629509B2 (en) 2009-06-02 2014-01-14 Cree, Inc. High voltage insulated gate bipolar transistors with minority carrier diverter
US8541787B2 (en) 2009-07-15 2013-09-24 Cree, Inc. High breakdown voltage wide band-gap MOS-gated bipolar junction transistors with avalanche capability
US8390000B2 (en) 2009-08-28 2013-03-05 Transphorm Inc. Semiconductor devices with field plates
US8354690B2 (en) 2009-08-31 2013-01-15 Cree, Inc. Solid-state pinch off thyristor circuits
US9312343B2 (en) 2009-10-13 2016-04-12 Cree, Inc. Transistors with semiconductor interconnection layers and semiconductor channel layers of different semiconductor materials
US8389977B2 (en) 2009-12-10 2013-03-05 Transphorm Inc. Reverse side engineered III-nitride devices
US9214352B2 (en) 2010-02-11 2015-12-15 Cree, Inc. Ohmic contact to semiconductor device
US9548206B2 (en) 2010-02-11 2017-01-17 Cree, Inc. Ohmic contact structure for group III nitride semiconductor device having improved surface morphology and well-defined edge features
US8563372B2 (en) * 2010-02-11 2013-10-22 Cree, Inc. Methods of forming contact structures including alternating metal and silicon layers and related devices
US9117739B2 (en) 2010-03-08 2015-08-25 Cree, Inc. Semiconductor devices with heterojunction barrier regions and methods of fabricating same
US8415671B2 (en) 2010-04-16 2013-04-09 Cree, Inc. Wide band-gap MOSFETs having a heterojunction under gate trenches thereof and related methods of forming such devices
EP2588651B1 (en) 2010-06-30 2020-01-08 Crystal Is, Inc. Growth of large aluminum nitride single crystals with thermal-gradient control
CN101916773B (zh) * 2010-07-23 2012-05-23 中国科学院上海技术物理研究所 一种双沟道mos-hemt器件的制作方法
US8742460B2 (en) 2010-12-15 2014-06-03 Transphorm Inc. Transistors with isolation regions
US8643062B2 (en) 2011-02-02 2014-02-04 Transphorm Inc. III-N device structures and methods
US8772842B2 (en) 2011-03-04 2014-07-08 Transphorm, Inc. Semiconductor diodes with low reverse bias currents
US8716141B2 (en) 2011-03-04 2014-05-06 Transphorm Inc. Electrode configurations for semiconductor devices
US9673283B2 (en) 2011-05-06 2017-06-06 Cree, Inc. Power module for supporting high current densities
US9142662B2 (en) 2011-05-06 2015-09-22 Cree, Inc. Field effect transistor devices with low source resistance
US9029945B2 (en) 2011-05-06 2015-05-12 Cree, Inc. Field effect transistor devices with low source resistance
US8962359B2 (en) 2011-07-19 2015-02-24 Crystal Is, Inc. Photon extraction from nitride ultraviolet light-emitting devices
US8710511B2 (en) 2011-07-29 2014-04-29 Northrop Grumman Systems Corporation AIN buffer N-polar GaN HEMT profile
US8901604B2 (en) 2011-09-06 2014-12-02 Transphorm Inc. Semiconductor devices with guard rings
US8680587B2 (en) 2011-09-11 2014-03-25 Cree, Inc. Schottky diode
US9640617B2 (en) 2011-09-11 2017-05-02 Cree, Inc. High performance power module
US8618582B2 (en) 2011-09-11 2013-12-31 Cree, Inc. Edge termination structure employing recesses for edge termination elements
US8664665B2 (en) 2011-09-11 2014-03-04 Cree, Inc. Schottky diode employing recesses for elements of junction barrier array
US9373617B2 (en) 2011-09-11 2016-06-21 Cree, Inc. High current, low switching loss SiC power module
US9257547B2 (en) 2011-09-13 2016-02-09 Transphorm Inc. III-N device structures having a non-insulating substrate
US8598937B2 (en) 2011-10-07 2013-12-03 Transphorm Inc. High power semiconductor electronic components with increased reliability
US8669591B2 (en) * 2011-12-27 2014-03-11 Eta Semiconductor Inc. E-mode HFET device
US8614447B2 (en) * 2012-01-30 2013-12-24 International Business Machines Corporation Semiconductor substrates using bandgap material between III-V channel material and insulator layer
US9165766B2 (en) 2012-02-03 2015-10-20 Transphorm Inc. Buffer layer structures suited for III-nitride devices with foreign substrates
US9093366B2 (en) 2012-04-09 2015-07-28 Transphorm Inc. N-polar III-nitride transistors
US9184275B2 (en) 2012-06-27 2015-11-10 Transphorm Inc. Semiconductor devices with integrated hole collectors
US9276066B2 (en) * 2012-09-25 2016-03-01 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor multi-layer substrate and semiconductor element
CN102903615B (zh) * 2012-10-18 2018-02-06 中山大学 一种p型GaN与AlGaN半导体材料的制备方法
US9171730B2 (en) 2013-02-15 2015-10-27 Transphorm Inc. Electrodes for semiconductor devices and methods of forming the same
US9087718B2 (en) 2013-03-13 2015-07-21 Transphorm Inc. Enhancement-mode III-nitride devices
WO2014151264A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Crystal Is, Inc. Planar contacts to pseudomorphic electronic and optoelectronic devices
US9245992B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Transphorm Inc. Carbon doping semiconductor devices
WO2015009514A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 Transphorm Inc. Iii-nitride transistor including a p-type depleting layer
KR102087945B1 (ko) * 2013-10-07 2020-03-11 엘지이노텍 주식회사 전력 반도체 소자
CN103633133B (zh) * 2013-12-04 2016-03-02 中国电子科技集团公司第五十研究所 量子阱hemt器件及其制备方法和二维电子气分布方法
US9318593B2 (en) 2014-07-21 2016-04-19 Transphorm Inc. Forming enhancement mode III-nitride devices
WO2016080322A1 (ja) * 2014-11-18 2016-05-26 ローム株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
US9536967B2 (en) 2014-12-16 2017-01-03 Transphorm Inc. Recessed ohmic contacts in a III-N device
US9536966B2 (en) 2014-12-16 2017-01-03 Transphorm Inc. Gate structures for III-N devices
US9583607B2 (en) 2015-07-17 2017-02-28 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Semiconductor device with multiple-functional barrier layer
US9876102B2 (en) 2015-07-17 2018-01-23 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Semiconductor device with multiple carrier channels
US9780176B2 (en) * 2015-11-05 2017-10-03 Electronics And Telecommunications Research Institute High reliability field effect power device and manufacturing method thereof
JP6888013B2 (ja) 2016-01-15 2021-06-16 トランスフォーム テクノロジー,インコーポレーテッド AL(1−x)Si(x)Oゲート絶縁体を有するエンハンスメントモードIII族窒化物デバイス
CN105870011B (zh) * 2016-04-19 2019-01-01 中国电子科技集团公司第五十研究所 一种优化氮化镓hemt器件跨导均匀性的方法
TWI813243B (zh) 2016-05-31 2023-08-21 美商創世舫科技有限公司 包含漸變空乏層的三族氮化物裝置
US10734498B1 (en) 2017-10-12 2020-08-04 Hrl Laboratories, Llc Method of making a dual-gate HEMT
US11404541B2 (en) 2018-02-14 2022-08-02 Hrl Laboratories, Llc Binary III-nitride 3DEG heterostructure HEMT with graded channel for high linearity and high power applications
EP3753051A4 (en) 2018-02-14 2021-11-17 Hrl Laboratories, Llc VERY STAGGERED LINEAR HEMT STRUCTURES
JP7024534B2 (ja) 2018-03-20 2022-02-24 富士通株式会社 半導体装置及びその製造方法
US11522080B2 (en) * 2018-11-07 2022-12-06 Cornell University High-voltage p-channel FET based on III-nitride heterostructures
US10971612B2 (en) 2019-06-13 2021-04-06 Cree, Inc. High electron mobility transistors and power amplifiers including said transistors having improved performance and reliability
US10923585B2 (en) 2019-06-13 2021-02-16 Cree, Inc. High electron mobility transistors having improved contact spacing and/or improved contact vias
JP2021144993A (ja) 2020-03-10 2021-09-24 富士通株式会社 半導体装置
US11356070B2 (en) 2020-06-01 2022-06-07 Wolfspeed, Inc. RF amplifiers having shielded transmission line structures
US20210313293A1 (en) 2020-04-03 2021-10-07 Cree, Inc. Rf amplifier devices and methods of manufacturing
US11670605B2 (en) 2020-04-03 2023-06-06 Wolfspeed, Inc. RF amplifier devices including interconnect structures and methods of manufacturing
US11837457B2 (en) 2020-09-11 2023-12-05 Wolfspeed, Inc. Packaging for RF transistor amplifiers
US11769768B2 (en) 2020-06-01 2023-09-26 Wolfspeed, Inc. Methods for pillar connection on frontside and passive device integration on backside of die
US11228287B2 (en) 2020-06-17 2022-01-18 Cree, Inc. Multi-stage decoupling networks integrated with on-package impedance matching networks for RF power amplifiers
US11533025B2 (en) 2020-06-18 2022-12-20 Wolfspeed, Inc. Integrated doherty amplifier with added isolation between the carrier and the peaking transistors
US11581859B2 (en) 2020-06-26 2023-02-14 Wolfspeed, Inc. Radio frequency (RF) transistor amplifier packages with improved isolation and lead configurations
US11887945B2 (en) 2020-09-30 2024-01-30 Wolfspeed, Inc. Semiconductor device with isolation and/or protection structures
US20220139852A1 (en) 2020-10-30 2022-05-05 Cree, Inc. Transistor packages with improved die attach
US20220157671A1 (en) 2020-11-13 2022-05-19 Cree, Inc. Packaged rf power device with pcb routing
US20220376085A1 (en) 2021-05-20 2022-11-24 Cree, Inc. Methods of manufacturing high electron mobility transistors having improved performance
US11842937B2 (en) 2021-07-30 2023-12-12 Wolfspeed, Inc. Encapsulation stack for improved humidity performance and related fabrication methods
US20230075505A1 (en) 2021-09-03 2023-03-09 Wolfspeed, Inc. Metal pillar connection topologies for heterogeneous packaging
US20230078017A1 (en) 2021-09-16 2023-03-16 Wolfspeed, Inc. Semiconductor device incorporating a substrate recess
TWI785864B (zh) * 2021-10-27 2022-12-01 財團法人工業技術研究院 半導體基板以及電晶體
US20240105824A1 (en) 2022-09-23 2024-03-28 Wolfspeed, Inc. Barrier Structure for Sub-100 Nanometer Gate Length Devices
US20240106397A1 (en) 2022-09-23 2024-03-28 Wolfspeed, Inc. Transistor amplifier with pcb routing and surface mounted transistor die
US20240105823A1 (en) 2022-09-23 2024-03-28 Wolfspeed, Inc. Barrier Structure for Dispersion Reduction in Transistor Devices

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294452A (ja) * 1997-04-22 1998-11-04 Sony Corp ヘテロ接合電界効果トランジスタ

Family Cites Families (89)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US34861A (en) * 1862-04-01 Improved washing-machine
FR2465317A2 (fr) 1979-03-28 1981-03-20 Thomson Csf Transistor a effet de champ a frequence de coupure elevee
CA1145482A (en) 1979-12-28 1983-04-26 Takashi Mimura High electron mobility single heterojunction semiconductor device
JPH088350B2 (ja) 1985-04-08 1996-01-29 日本電気株式会社 半導体装置
US4755867A (en) 1986-08-15 1988-07-05 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Vertical Enhancement-mode Group III-V compound MISFETs
US4788156A (en) 1986-09-24 1988-11-29 Microwave Technology, Inc. Subchannel doping to reduce short-gate effects in field effect transistors
US4866005A (en) 1987-10-26 1989-09-12 North Carolina State University Sublimation of silicon carbide to produce large, device quality single crystals of silicon carbide
US5411914A (en) 1988-02-19 1995-05-02 Massachusetts Institute Of Technology III-V based integrated circuits having low temperature growth buffer or passivation layers
EP0334006A1 (en) 1988-02-22 1989-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Stacked channel heterojunction fet
US4946547A (en) 1989-10-13 1990-08-07 Cree Research, Inc. Method of preparing silicon carbide surfaces for crystal growth
US5053348A (en) 1989-12-01 1991-10-01 Hughes Aircraft Company Fabrication of self-aligned, t-gate hemt
US5210051A (en) 1990-03-27 1993-05-11 Cree Research, Inc. High efficiency light emitting diodes from bipolar gallium nitride
US5172197A (en) 1990-04-11 1992-12-15 Hughes Aircraft Company Hemt structure with passivated donor layer
US5200022A (en) 1990-10-03 1993-04-06 Cree Research, Inc. Method of improving mechanically prepared substrate surfaces of alpha silicon carbide for deposition of beta silicon carbide thereon and resulting product
US5192987A (en) 1991-05-17 1993-03-09 Apa Optics, Inc. High electron mobility transistor with GaN/Alx Ga1-x N heterojunctions
JP3352712B2 (ja) 1991-12-18 2002-12-03 浩 天野 窒化ガリウム系半導体素子及びその製造方法
DE69202554T2 (de) 1991-12-25 1995-10-19 Nec Corp Tunneltransistor und dessen Herstellungsverfahren.
JPH05275463A (ja) 1992-03-30 1993-10-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置
JPH05326561A (ja) 1992-05-22 1993-12-10 Nec Corp 電界効果トランジスタの製造方法
JPH06267991A (ja) 1993-03-12 1994-09-22 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
US5393993A (en) 1993-12-13 1995-02-28 Cree Research, Inc. Buffer structure between silicon carbide and gallium nitride and resulting semiconductor devices
US5686737A (en) 1994-09-16 1997-11-11 Cree Research, Inc. Self-aligned field-effect transistor for high frequency applications
US5523589A (en) 1994-09-20 1996-06-04 Cree Research, Inc. Vertical geometry light emitting diode with group III nitride active layer and extended lifetime
US5592501A (en) 1994-09-20 1997-01-07 Cree Research, Inc. Low-strain laser structures with group III nitride active layers
JP3157690B2 (ja) 1995-01-19 2001-04-16 沖電気工業株式会社 pn接合素子の製造方法
US5534462A (en) 1995-02-24 1996-07-09 Motorola, Inc. Method for forming a plug and semiconductor device having the same
US5670798A (en) 1995-03-29 1997-09-23 North Carolina State University Integrated heterostructures of Group III-V nitride semiconductor materials including epitaxial ohmic contact non-nitride buffer layer and methods of fabricating same
SE9501311D0 (sv) 1995-04-10 1995-04-10 Abb Research Ltd Method for producing a semiconductor device having a semiconductor layer of SiC
US6002148A (en) 1995-06-30 1999-12-14 Motorola, Inc. Silicon carbide transistor and method
KR100195269B1 (ko) 1995-12-22 1999-06-15 윤종용 액정표시장치의 제조방법
US5915164A (en) 1995-12-28 1999-06-22 U.S. Philips Corporation Methods of making high voltage GaN-A1N based semiconductor devices
DE19600116C2 (de) 1996-01-03 2001-03-15 Siemens Ag Doppelheterostruktur-HEMT
JPH1050982A (ja) 1996-07-31 1998-02-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置
US6936839B2 (en) 1996-10-16 2005-08-30 The University Of Connecticut Monolithic integrated circuit including a waveguide and quantum well inversion channel devices and a method of fabricating same
US6677619B1 (en) 1997-01-09 2004-01-13 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor device
US6448648B1 (en) 1997-03-27 2002-09-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Metalization of electronic semiconductor devices
JPH10335637A (ja) 1997-05-30 1998-12-18 Sony Corp ヘテロ接合電界効果トランジスタ
US6201262B1 (en) 1997-10-07 2001-03-13 Cree, Inc. Group III nitride photonic devices on silicon carbide substrates with conductive buffer interlay structure
JP3372470B2 (ja) 1998-01-20 2003-02-04 シャープ株式会社 窒化物系iii−v族化合物半導体装置
US6051849A (en) 1998-02-27 2000-04-18 North Carolina State University Gallium nitride semiconductor structures including a lateral gallium nitride layer that extends from an underlying gallium nitride layer
US6608327B1 (en) 1998-02-27 2003-08-19 North Carolina State University Gallium nitride semiconductor structure including laterally offset patterned layers
US6150680A (en) 1998-03-05 2000-11-21 Welch Allyn, Inc. Field effect semiconductor device having dipole barrier
JPH11261053A (ja) 1998-03-09 1999-09-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 高移動度トランジスタ
US6086673A (en) 1998-04-02 2000-07-11 Massachusetts Institute Of Technology Process for producing high-quality III-V nitride substrates
US6316793B1 (en) 1998-06-12 2001-11-13 Cree, Inc. Nitride based transistors on semi-insulating silicon carbide substrates
US6255198B1 (en) 1998-11-24 2001-07-03 North Carolina State University Methods of fabricating gallium nitride microelectronic layers on silicon layers and gallium nitride microelectronic structures formed thereby
US6177688B1 (en) 1998-11-24 2001-01-23 North Carolina State University Pendeoepitaxial gallium nitride semiconductor layers on silcon carbide substrates
JP3209270B2 (ja) 1999-01-29 2001-09-17 日本電気株式会社 ヘテロ接合電界効果トランジスタ
US6582906B1 (en) 1999-04-05 2003-06-24 Affymetrix, Inc. Proportional amplification of nucleic acids
US6518637B1 (en) 1999-04-08 2003-02-11 Wayne State University Cubic (zinc-blende) aluminum nitride
US6218680B1 (en) 1999-05-18 2001-04-17 Cree, Inc. Semi-insulating silicon carbide without vanadium domination
US6812053B1 (en) 1999-10-14 2004-11-02 Cree, Inc. Single step pendeo- and lateral epitaxial overgrowth of Group III-nitride epitaxial layers with Group III-nitride buffer layer and resulting structures
US6521514B1 (en) 1999-11-17 2003-02-18 North Carolina State University Pendeoepitaxial methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers on sapphire substrates
US6639255B2 (en) 1999-12-08 2003-10-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. GaN-based HFET having a surface-leakage reducing cap layer
JP4592938B2 (ja) 1999-12-08 2010-12-08 パナソニック株式会社 半導体装置
US6380108B1 (en) 1999-12-21 2002-04-30 North Carolina State University Pendeoepitaxial methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers on weak posts, and gallium nitride semiconductor structures fabricated thereby
JP3393602B2 (ja) 2000-01-13 2003-04-07 松下電器産業株式会社 半導体装置
US6586781B2 (en) 2000-02-04 2003-07-01 Cree Lighting Company Group III nitride based FETs and HEMTs with reduced trapping and method for producing the same
US6403451B1 (en) 2000-02-09 2002-06-11 Noerh Carolina State University Methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers on substrates including non-gallium nitride posts
JP4667556B2 (ja) 2000-02-18 2011-04-13 古河電気工業株式会社 縦型GaN系電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタと縦型GaN系電界効果トランジスタの製造方法
US6261929B1 (en) 2000-02-24 2001-07-17 North Carolina State University Methods of forming a plurality of semiconductor layers using spaced trench arrays
US6475889B1 (en) 2000-04-11 2002-11-05 Cree, Inc. Method of forming vias in silicon carbide and resulting devices and circuits
US6645485B2 (en) * 2000-05-10 2003-11-11 Allan R. Dunn Method of treating inflammation in the joints of a body
US6596139B2 (en) * 2000-05-31 2003-07-22 Honeywell International Inc. Discontinuous high-modulus fiber metal matrix composite for physical vapor deposition target backing plates and other thermal management applications
JP4022708B2 (ja) 2000-06-29 2007-12-19 日本電気株式会社 半導体装置
US6515316B1 (en) 2000-07-14 2003-02-04 Trw Inc. Partially relaxed channel HEMT device
PE20020676A1 (es) * 2000-09-13 2002-08-27 Biochemie Gmbh Compuestos de mutilina como antibacterianos
US6548333B2 (en) 2000-12-01 2003-04-15 Cree, Inc. Aluminum gallium nitride/gallium nitride high electron mobility transistors having a gate contact on a gallium nitride based cap segment
JP3428962B2 (ja) 2000-12-19 2003-07-22 古河電気工業株式会社 GaN系高移動度トランジスタ
JP4408005B2 (ja) * 2001-01-31 2010-02-03 富士重工業株式会社 シリンダブロック構造
US6593193B2 (en) 2001-02-27 2003-07-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
US6849882B2 (en) 2001-05-11 2005-02-01 Cree Inc. Group-III nitride based high electron mobility transistor (HEMT) with barrier/spacer layer
US6706114B2 (en) 2001-05-21 2004-03-16 Cree, Inc. Methods of fabricating silicon carbide crystals
US6646293B2 (en) 2001-07-18 2003-11-11 Motorola, Inc. Structure for fabricating high electron mobility transistors utilizing the formation of complaint substrates
WO2003032397A2 (en) 2001-07-24 2003-04-17 Cree, Inc. INSULTING GATE AlGaN/GaN HEMT
US7030428B2 (en) 2001-12-03 2006-04-18 Cree, Inc. Strain balanced nitride heterojunction transistors
US6739082B2 (en) * 2002-02-04 2004-05-25 Shoeless Ventures, Inc. Firearm with fixed cartridge magazine top
JP3986887B2 (ja) 2002-05-17 2007-10-03 松下電器産業株式会社 半導体装置
US6982204B2 (en) 2002-07-16 2006-01-03 Cree, Inc. Nitride-based transistors and methods of fabrication thereof using non-etched contact recesses
US6841001B2 (en) 2002-07-19 2005-01-11 Cree, Inc. Strain compensated semiconductor structures and methods of fabricating strain compensated semiconductor structures
US6884704B2 (en) 2002-08-05 2005-04-26 Hrl Laboratories, Llc Ohmic metal contact and channel protection in GaN devices using an encapsulation layer
US20040021152A1 (en) 2002-08-05 2004-02-05 Chanh Nguyen Ga/A1GaN Heterostructure Field Effect Transistor with dielectric recessed gate
US8089097B2 (en) 2002-12-27 2012-01-03 Momentive Performance Materials Inc. Homoepitaxial gallium-nitride-based electronic devices and method for producing same
US20040145784A1 (en) * 2003-01-28 2004-07-29 Murray David K. Scanner apparatus with field segmentation and method of operating the same
WO2004093199A1 (ja) * 2003-04-15 2004-10-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. バリスティック半導体素子
JP4746825B2 (ja) 2003-05-15 2011-08-10 富士通株式会社 化合物半導体装置
US7170095B2 (en) 2003-07-11 2007-01-30 Cree Inc. Semi-insulating GaN and method of making the same
US7700973B2 (en) 2003-10-10 2010-04-20 The Regents Of The University Of California GaN/AlGaN/GaN dispersion-free high electron mobility transistors
US7544963B2 (en) 2005-04-29 2009-06-09 Cree, Inc. Binary group III-nitride based high electron mobility transistors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294452A (ja) * 1997-04-22 1998-11-04 Sony Corp ヘテロ接合電界効果トランジスタ

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011003620A (ja) * 2009-06-16 2011-01-06 Toyota Central R&D Labs Inc 電磁気素子用絶縁膜及び電界効果素子
US8487346B2 (en) 2009-09-26 2013-07-16 Sanken Electric Co., Ltd. Semiconductor device
JP2013513250A (ja) * 2009-12-23 2013-04-18 インテル コーポレイション 非平面ゲルマニウム量子井戸デバイス
US9153671B2 (en) 2009-12-23 2015-10-06 Intel Corporation Techniques for forming non-planar germanium quantum well devices
US9263557B2 (en) 2009-12-23 2016-02-16 Intel Corporation Techniques for forming non-planar germanium quantum well devices
US9799759B2 (en) 2009-12-23 2017-10-24 Intel Corporation Techniques for forming non-planar germanium quantum well devices
US10236369B2 (en) 2009-12-23 2019-03-19 Intel Corporation Techniques for forming non-planar germanium quantum well devices
JP2014187344A (ja) * 2013-02-25 2014-10-02 Renesas Electronics Corp 半導体装置
WO2015020233A1 (ja) * 2013-08-09 2015-02-12 Dowaエレクトロニクス株式会社 Iii族窒化物半導体エピタキシャル基板およびiii族窒化物半導体発光素子ならびにこれらの製造方法
JP2015035536A (ja) * 2013-08-09 2015-02-19 Dowaエレクトロニクス株式会社 Iii族窒化物半導体エピタキシャル基板およびiii族窒化物半導体発光素子ならびにこれらの製造方法
US9543469B2 (en) 2013-08-09 2017-01-10 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. III nitride semiconductor epitaxial substrate and III nitride semiconductor light emitting device, and methods of producing the same
JP2015084453A (ja) * 2015-01-19 2015-04-30 Dowaエレクトロニクス株式会社 Iii族窒化物半導体発光素子およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1875515A1 (en) 2008-01-09
EP1875515B1 (en) 2016-03-09
WO2006118670A1 (en) 2006-11-09
US20060244011A1 (en) 2006-11-02
US7544963B2 (en) 2009-06-09
TW200638542A (en) 2006-11-01
TWI429076B (zh) 2014-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7544963B2 (en) Binary group III-nitride based high electron mobility transistors
US7615774B2 (en) Aluminum free group III-nitride based high electron mobility transistors
US7550784B2 (en) Nitride-based transistors and methods of fabrication thereof using non-etched contact recesses
US7456443B2 (en) Transistors having buried n-type and p-type regions beneath the source region
US7709859B2 (en) Cap layers including aluminum nitride for nitride-based transistors
JP5355888B2 (ja) キャップ層および埋込みゲートを有する窒化物ベースのトランジスタを作製する方法
JP5004403B2 (ja) 高電子移動度トランジスタ(hemt)
US8575651B2 (en) Devices having thick semi-insulating epitaxial gallium nitride layer
US7432142B2 (en) Methods of fabricating nitride-based transistors having regrown ohmic contact regions
US7626217B2 (en) Composite substrates of conductive and insulating or semi-insulating group III-nitrides for group III-nitride devices
JP2008507853A (ja) 横方向成長活性領域を有する窒化物ベースのトランジスタ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20101207

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20110301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120203

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120507

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120514

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120604

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120611

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120703

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120710

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120803

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130513

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130624

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20130719

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20131118

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20131121

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20131216

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20131219

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20140116

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20140121