JP2009503815A5 - - Google Patents

Claims (35)

1. ＩＩＩ窒化物ベースのトランジスタであって、
   第１の窒化物ベース層と、
   前記第１の窒化物ベース層上にあるエッチストップ層と、
   前記エッチストップ層上にある誘電体層と、
   前記誘電体層を貫通して広がるゲートリセスと、
   前記ゲートリセス内のゲート接点であって、前記エッチストップ層の少なくとも一部分の直接上にあるゲート接点と
   を備えることを特徴とするＩＩＩ窒化物ベースのトランジスタ。
2. 前記ゲートリセスは、前記エッチストップ層を貫通して前記第１の窒化物ベース層まで広がり、前記ゲートリセス内の前記ゲート接点は、前記エッチストップ層を貫通して前記第１の窒化物ベース層に電気的に接触することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 前記エッチストップ層と前記第１の窒化物ベース層との間に、キャップ層をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
4. 前記ゲートリセスは、前記誘電体層および前記エッチストップ層を貫通して、前記キャップ層まで広がることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
5. 前記キャップ層は、ｉｎ−ｓｉｔｕ成長させたＳｉＮを含むことを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
6. 前記トランジスタは、ＩＩＩ窒化物ベースの高電子移動度トランジスタであり、
   前記第１の窒化物ベース層は、第２の層と、前記第２の層上に第３の層とを備え、前記第２の層は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮおよび／またはＡｌＩｎＧａＮを含み、前記第３の層は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮおよび／またはＡｌＩｎＧａＮを含み、また前記第２の層とは異なり、
   前記エッチストップ層は、ＳｉＯ_２、ＧａＮ、ＡｌＧａＮおよび／またはスパッタＡｌＮを含み、前記第３の層とは異なり、
   前記誘電体層は、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２および／またはＳｉＯＮを含み、前記エッチストップ層とは異なる
   ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
7. 前記ゲートリセスは、前記エッチストップ層を貫通して前記第３の層まで広がり、前記ゲートリセス内の前記ゲート接点は、前記エッチストップ層を貫通して前記第３の層に電気的に接触することを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
8. 前記ゲートリセスは、前記エッチストップ層中に部分的に広がり、前記ゲートリセス内の前記ゲート接点は、前記第３の層に電気的に接触しないことを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
9. 前記窒化物ベースの第３の層と前記エッチストップ層との間に、第４の層をさらに備え、前記第４の層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮおよび／またはＳｉＮを含み、前記第３およびエッチストップ層とは異なることを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
10. 前記ゲートリセスは、前記誘電体層および前記エッチストップ層を貫通して、前記第４の層まで広がることを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
11. 前記ＳｉＮは、ｉｎ−ｓｉｔｕ成長させたＳｉＮを含むことを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
12. 前記エッチストップ層は、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮおよび／またはＳｉＯ_２を含むことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
13. 前記エッチストップ層は、スパッタＡｌＮを含むことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
14. 炭化ケイ素またはサファイアを含み、前記第１の窒化物ベース層が上にある基板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
15. 前記トランジスタは、ＭＥＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＭＩＳＨＦＥＴ、またはＩＧＢＴを備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
16. 前記誘電体層は、ＳｉＮ、ＳｉＯ_２および／またはＳｉＯＮを含むことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
17. 前記ゲート接点は、Ｔゲート構造を備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
18. ソース／ドレイン接点
    をさらに備え、前記ゲート接点は、前記ゲート接点と前記ソース／ドレイン接点との間で前記誘電体層の少なくとも一部分を覆って広がる、フィールドプレート延長部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
19. 前記第１の窒化物ベース層と前記ゲート接点との間に、絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
20. 前記絶縁層は、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ_２および／またはＯＮＯ構造を含むことを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
21. 高温逆バイアスストレス試験中に、破局的に故障しないように構成されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
22. 高温逆バイアスストレス試験後に、電力出力が約１ｄＢ未満変化するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
23. 高温逆バイアスストレス試験後に、電力出力が約０．３ｄｂ未満変化するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
24. 前記ゲートリセスは、前記エッチストップ層中に部分的にだけ広がり、前記エッチストップ層は、キャップ層を備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
25. ＩＩＩ窒化物ベースのトランジスタを製作する方法であって、
    前記第１の窒化物ベース層上にエッチストップ層を形成すること、
    前記エッチストップ層上に、前記エッチストップ層とは異なる誘電体層を形成すること、
    前記誘電体層を前記エッチストップ層まで選択的にエッチングして、前記誘電体層を貫通して前記エッチストップ層まで広がるゲートリセスを形成すること、および
    前記ゲートリセス内にゲート接点を形成すること
    を含むことを特徴とする方法。
26. 前記誘電体層を前記エッチストップ層まで選択的にエッチングした後、前記ゲートリセス内の前記エッチストップ層を、前記第１の窒化物ベース層まで選択的にエッチングすることをさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. 前記誘電体層を選択的にエッチングすることは、前記エッチストップ層がそれに対して耐性のあるエッチング液で、前記誘電体層を乾式エッチングすることを含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
28. 前記誘電体層を乾式エッチングすることは、ＳＦ_６、ＳＦ_６／Ｏ_２、ＣＦ_４またはＣＦ_４／Ｏ_２を含むエッチング種でエッチングすることを含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
29. 前記誘電体層の乾式エッチング後、前記エッチストップ層を選択的にエッチングすることは、前記エッチストップ層の湿式エッチングを含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
30. 前記エッチストップ層を湿式エッチングすることは、水酸化物ベース現像液、加熱した水酸化物ベース溶液、ＢＯＥ、またはＢＨＦでエッチングすることを含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
31. 前記エッチストップ層を湿式エッチングすることは、フォトエンハンスド電気化学湿式エッチングすることを含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
32. 前記第１の窒化物ベース層を形成することと前記エッチストップ層を形成することの間に、以下の、
    前記第１の窒化物ベース層上に、前記エッチストップ層とは異なるキャップ層を形成すること
    が実施され、
    エッチストップ層を形成することは、前記キャップ層上に、前記キャップ層とは異なるエッチストップ層を形成することを含む
    ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
33. 前記キャップ層を形成することは、ＳｉＮのｉｎ−ｓｉｔｕ成長によって実施されることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
34. どちらも前記第１の窒化物ベース層の直接上にあるソース接点およびドレイン接点
    をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
35. 前記第１の窒化物ベース層は、ＧａＮを含むことを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。