JP2013008969A - Iii−窒化物デバイスの製造方法およびiii−窒化物デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板1、基板1上の活性層のスタックであって、それぞれの層はIII−窒化物材料を含むスタック2−5、スタック2−5上のゲート8、ソース9およびドレインコンタクト10、および基板1の裏側(活性層のスタックに接する側に対向する側)から基板1に接する活性層のスタックの下層まで基板中を延びるトレンチであって、トレンチはドレイン領域を完全に囲み、ドレインに向かうゲート領域の端と、ゲートに向かうドレイン領域の端との間に配置され、基板のドレイン領域は本質的に半導体材料から形成されるような幅を有するトレンチを含むIII−窒化物デバイス。
【選択図】図3
Description
a)半導体材料からなる基板と、
b)基板の上でこれと接する活性層のスタックであって、それぞれの活性層はIII−窒化物材料を含み、活性層スタック/基板の界面はスタックと基板との間の遷移として定義されるスタックと、
c)活性層のスタック上のゲートコンタクト、ソースコンタクトおよびドレインコンタクトであって、基板のゲート領域、ソース領域およびドレイン領域は、ゲートコンタクト、ソースコンタクトおよびドレインコンタクトのそれぞれの基板中の突出物であるゲートコンタクト、ソースコンタクトおよびドレインコンタクトと、
d)基板の裏側から活性層のスタックの下層まで延びる、即ち下層が裏側に向かって露出する基板中のトレンチであって、トレンチは好適にはドレイン領域を完全に囲み、少なくともドレイン領域は活性層スタック/基板界面を横切ってゲート領域およびソース領域から電気的に分離され、ドレイン領域に向かうゲート領域の端と、ゲート領域に向かうドレイン領域の端との間に配置され、基板のドレイン領域は本質的に半導体材料から形成されるトレンチと、を含むIII−窒化物デバイスを開示する。
a)半導体材料からなる基板を提供する工程と、
b)基板上に活性層のスタックを形成する工程であって、それぞれの活性層はIII−窒化物材料を含む工程と、
c)活性層のスタックの上にソースコンタクト、ゲートコンタクト、およびドレインコンタクトを形成する工程であって、基板のゲート領域、ソース領域、およびドレイン領域は、それぞれゲートコンタクト、ソースコンタクト、およびドレインコンタクトの基板中への突起物である工程と、
d)(活性層のスタックと接する基板の側と対向する)基板の裏側から活性層のスタックの下層まで延びるトレンチを基板中に形成する工程であって、このトレンチは好適には完全にドレイン領域を囲み、ドレイン領域はゲート領域とソース領域から電気的に分離され、ドレイン領域に向かうゲート領域の端と、ゲート領域に向かうドレイン領域の端との間に配置され、基板のドレイン領域が実質的に半導体材料からなるような幅を有する工程と、を含む。もし活性層スタック/基板界面を横切って、ゲート領域およびソース領域からドレイン領域が電気的に分離される場合、これは、ドレインコンタクトが活性層スタック/基板界面を横切って、ゲートコンタクトおよびソースコンタクトから分離されることを意味する。
Claims (16)
- III−窒化物デバイスであって、
a)半導体材料からなる基板と、
b)基板の上でこれと接する活性層のスタックであって、それぞれの活性層はIII−窒化物材料を含み、活性層スタック/基板の界面はスタックと基板との間の遷移として定義されるスタックと、
c)活性層のスタック上のゲートコンタクト、ソースコンタクトおよびドレインコンタクトであって、基板のゲート領域、ソース領域およびドレイン領域は、ゲートコンタクト、ソースコンタクトおよびドレインコンタクトのそれぞれの基板中の突出物であるゲートコンタクト、ソースコンタクトおよびドレインコンタクトと、
d)基板の裏側から活性層のスタックの下層まで延びるトレンチであって、裏側は活性層のスタックに接する基板の側に対向し、トレンチはドレイン領域を完全に囲み、ドレイン領域は活性層スタック/基板界面を横切ってゲート領域およびソース領域から電気的に分離され、ドレイン領域に向かうゲート領域の端と、ゲート領域に向かうドレイン領域の端との間に配置され、基板のドレイン領域は本質的に半導体材料から形成されるような幅を有するトレンチと、を含むIII−窒化物デバイス。 - トレンチは、電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料で充填される請求項1に記載のデバイス。
- 更に、基板の裏側の上に第1保護層を含み、第1保護層は電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料を含む請求項1または2のいずれかに記載のデバイス。
- 更に、ソースコンタクト、ゲートコンタクト、およびドレインコンタクトを覆いこれと接する第2保護層を含み、第2保護層は電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料を含む請求項1〜3のいずれかに記載のデバイス。
- トレンチは、活性層のスタックの厚さ以上で、ドレインに向かうゲート領域の端とドレイン領域の端との間の距離以下の幅を有する請求項1〜4のいずれかに記載のデバイス。
- 電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料は、AlN、SiC、ダイアモンド、BN、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択される請求項1〜5のいずれかに記載のデバイス。
- 電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料はAlNである請求項1〜6のいずれかに記載のデバイス。
- 基板は、薄層化されたシリコンウエハである請求項1〜7のいずれかに記載のデバイス。
- III−窒化物デバイスの製造方法であって、
a)半導体材料からなる基板を提供する工程と、
b)基板上に活性層のスタックを形成する工程であって、それぞれの活性層はIII−窒化物材料を含み、活性層スタック/基板の界面はスタックと基板との間の遷移として定義される工程と、
c)活性層のスタックの上にソースコンタクト、ゲートコンタクト、およびドレインコンタクトを形成する工程であって、基板のゲート領域、ソース領域、およびドレイン領域は、それぞれゲートコンタクト、ソースコンタクト、およびドレインコンタクトの基板中への突起物である工程と、
d)基板の裏側から活性層のスタックの下層まで延びるトレンチを基板中に形成する工程であって、裏側は活性層のスタックと接する基板の側と対向し、トレンチは完全にドレイン領域を囲み、ドレイン領域は活性層スタック/基板界面を横切ってゲート領域とソース領域から電気的に分離され、ドレイン領域に向かうゲート領域の端と、ドレイン領域の端との間に配置され、基板のドレイン領域が実質的に半導体材料からなるような幅を有する工程と、を含む方法。 - 更に、電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料でトレンチを充填する工程を含む請求項9に記載の方法。
- 更に、基板の裏側の上に第1保護層を堆積する工程を含み、第1保護層は電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料を含む請求項9または10のいずれかに記載の方法。
- 第1保護層は、トレンチを形成するためのマスク層として機能する請求項9〜11のいずれかの方法。
- 更に、ソースコンタクト、ゲートコンタクト、およびドレインコンタクトを覆いこれと接する第2保護層を堆積する工程を含み、第2保護層は電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料を含む請求項9〜12のいずれかに記載の方法。
- トレンチは、活性層のスタックの厚さ以上で、ドレイン領域に向かうゲート領域の端とドレイン領域の端との間の距離以下の幅を有する請求項9〜13のいずれかに記載の方法。
- 電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料は、AlN、SiC、ダイアモンド、BN、およびそれらの組み合わせからなるグループから選択される請求項9〜14のいずれかに記載の方法。
- 電気的に絶縁で熱的に伝導性の材料は、AlNである請求項9〜15のいずれかに記載の方法。
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