JP2015046599A - 窒化物系トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
10、20、30、40、22、32、42、60、70、80、62、72、82、24、34、44、54、64、74、84、16、26、36、46、56、66:トレンチ
101:基板
105:第1半導体領域
110:絶縁性電流遮断層
115:空乏領域
120:第2半導体パターン領域
130:第3半導体領域
142:ゲート誘電層
144:ゲート電極
146:層間絶縁層
150:ソース電極
160:第4半導体領域
170:ドレイン電極
180:ヒートシンク
182:接合部材
301:基板
302:下部窒化物系半導体層
305:第1半導体層
320:第2半導体層
330:第3半導体層
340:第4半導体層
360:上部窒化物系半導体層
372:ゲート誘電膜
373:ゲート誘電層
374:ゲート電極
376:層間絶縁層
378:層間絶縁層
380:ソース電極
390、392:ドレイン電極
410:窒化物層
412:貫通転位
415:窒化物シードパターン
420:窒化物バッファ層
430:窒化物側面成長用マスクパターン
505:基板
510:下部窒化物系半導体層
512:貫通転位
521、522、523、524:第1、第2、第3、第4半導体層
530:マスク層
535:窒化物側面成長用マスクパターン
540:上部窒化物系半導体層
553:ゲート誘電層
554:ゲート電極
562:層間絶縁層
570:ソース電極
580、582:ドレイン電極
910:ヒートシンク
912:接合部材
1510:上部窒化物系半導体層
1520、1522:第3半導体層
1540:上部窒化物系半導体層
1550、1552:第4半導体層
Claims (13)
- (a)成長基板上に、第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層と、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層と、第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層とを順次形成するステップと、
(b)前記第3半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(c)前記第1トレンチを埋め込む、第1型にドーピングされた窒化物系第4半導体層を形成するステップと、
(d)前記第4半導体層の内部に第2トレンチを形成するステップと、
(e)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(f)前記第3半導体層または前記第4半導体層と電気的に連結されるソース電極を形成するステップと、
(g)前記第1半導体層と電気的に連結されるドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、窒化物系トランジスタの製造方法。 - (a)成長基板上に、高濃度の第1型にドーピングされた下部窒化物系半導体層と、前記下部窒化物系半導体層よりも低濃度の第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層と、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層と、第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層とを順次形成するステップと、
(b)前記第3半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(c)前記第1トレンチを埋め込み、前記第3半導体層上に積層される第1型にドーピングされた窒化物系第4半導体層を形成するステップと、
(d)前記第4半導体層上に高濃度の第1型にドーピングされた上部窒化物系半導体層を形成するステップと、
(e)少なくとも前記上部窒化物系半導体層および前記第4半導体層を選択的にエッチングして、第2トレンチを形成するステップと、
(f)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(g)前記上部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすソース電極を形成するステップと、
(h)前記下部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、窒化物系トランジスタの製造方法。 - (a)成長基板上に、高濃度の第1型にドーピングされた下部窒化物系半導体層と、第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層と、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層と、高濃度の第1型にドーピングされた上部窒化物系半導体層とを順次形成するステップと、
(b)前記上部窒化物系半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(c)前記第1トレンチを埋め込む、第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層を形成するステップと、
(d)前記第3半導体層を選択的にエッチングして、第2トレンチを形成するステップと、
(e)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(f)前記上部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすソース電極を形成するステップと、
(g)前記下部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、窒化物系トランジスタの製造方法。 - 第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体領域と、
前記第1半導体領域の内部に配置され、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体パターン領域と、
前記第1半導体領域上に配置される、高濃度の第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体領域と、
前記第2半導体パターン領域の間の領域に形成されるトレンチの内部に配置されるゲート誘電層およびゲート電極と、
前記第3半導体領域と電気的に連結されるソース電極と、
前記第1半導体領域と電気的に連結されるドレイン電極とを含むことを特徴とする、窒化物系トランジスタ。 - (a)成長基板上に、第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層と、絶縁性電流遮断層と、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層と、第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層とを順次形成するステップと、
(b)前記第3半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(c)前記第1トレンチを埋め込む、第1型にドーピングされた窒化物系第4半導体層を形成するステップと、
(d)前記第4半導体層の内部に第2トレンチを形成するステップと、
(e)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(f)前記第3半導体層または前記第4半導体層と電気的に連結されるソース電極を形成するステップと、
(g)前記第1半導体層と電気的に連結されるドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、垂直型窒化物系トランジスタの製造方法。 - (a)成長基板上に、高濃度の第1型にドーピングされた下部窒化物系半導体層と、前記下部窒化物系半導体層よりも低濃度の第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層と、絶縁性電流遮断層と、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層と、第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層とを順次形成するステップと、
(b)前記第3半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(c)前記第1トレンチを埋め込み、前記第3半導体層上に積層される第1型にドーピングされた窒化物系第4半導体層を形成するステップと、
(d)前記第4半導体層上に高濃度の第1型にドーピングされた上部窒化物系半導体層を形成するステップと、
(e)少なくとも前記上部窒化物系半導体層および前記第4半導体層を選択的にエッチングして、第2トレンチを形成するステップと、
(f)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(g)前記上部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすソース電極を形成するステップと、
(h)前記下部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、垂直型窒化物系トランジスタの製造方法。 - (a)成長基板上に、高濃度の第1型にドーピングされた下部窒化物系半導体層と、第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層と、絶縁性電流遮断層と、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層と、高濃度の第1型にドーピングされた上部窒化物系半導体層とを順次形成するステップと、
(b)前記上部窒化物系半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(c)前記第1トレンチを埋め込む、第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層を形成するステップと、
(d)前記第3半導体層を選択的にエッチングして、第2トレンチを形成するステップと、
(e)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(f)前記上部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすソース電極を形成するステップと、
(g)前記下部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、垂直型窒化物系トランジスタの製造方法。 - 第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体領域と、
前記第1半導体領域の内部に配置され、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体領域と、
前記第2半導体領域の下面に配置される絶縁性電流遮断層と、
前記第1半導体領域上に配置される、高濃度の第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体領域と、
前記第2半導体領域の間の領域に形成されるトレンチの内部に配置されるゲート誘電層およびゲート電極と、
前記第3半導体領域と電気的に連結されるソース電極と、
前記第1半導体領域と電気的に連結されるドレイン電極とを含むことを特徴とする、垂直型窒化物系トランジスタ。 - (a)基板上に窒化物シード(seed)パターンを形成するステップと、
(b)前記窒化物シードパターンの間を埋め込むように、前記基板上に窒化物バッファ層を形成するステップと、
(c)前記窒化物シードパターンの上部の前記窒化物バッファ層上に窒化物側面成長用マスクパターンを形成するステップと、
(d)前記窒化物側面成長用マスクパターンを用いて、前記窒化物バッファ層から高濃度の第1型にドーピングされた下部窒化物系半導体層を成長させるステップと、
(e)前記下部窒化物系半導体層上に、第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層と、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層と、第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層とを順次形成するステップと、
(f)前記第3半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(g)前記第1トレンチを埋め込み、前記第3半導体層上に積層される第1型にドーピングされた窒化物系第4半導体層を形成するステップと、
(h)前記第4半導体層上に高濃度の第1型にドーピングされた上部窒化物系半導体層を形成するステップと、
(i)少なくとも前記上部窒化物系半導体層および前記第4半導体層を選択的にエッチングして、第2トレンチを形成するステップと、
(j)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(k)前記上部窒化物系半導体層および前記下部窒化物系半導体層とそれぞれオーミックコンタクトをなすソース電極およびドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、垂直型窒化物系トランジスタの製造方法。 - (a)基板上に窒化物シード(seed)パターンを形成するステップと、
(b)前記窒化物シードパターンの間を埋め込むように、前記基板上に窒化物バッファ層を形成するステップと、
(c)前記窒化物シードパターンの上部の前記窒化物バッファ層上に窒化物側面成長用マスクパターンを形成するステップと、
(d)前記窒化物側面成長用マスクパターンを用いて、前記窒化物バッファ層から高濃度の第1型にドーピングされた下部窒化物系半導体層を成長させるステップと、
(e)前記下部窒化物系半導体層上に、第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層と、第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層と、高濃度の第1型にドーピングされた上部窒化物系半導体層とを順次形成するステップと、
(f)前記上部窒化物系半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(g)前記第1トレンチを埋め込む、第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層を形成するステップと、
(h)前記第3半導体層を選択的にエッチングして、第2トレンチを形成するステップと、
(i)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(j)前記上部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすソース電極を形成するステップと、
(k)前記下部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、垂直型窒化物系トランジスタの製造方法。 - (a)基板上に第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層を形成するステップと、
(b)前記第1半導体層上に窒化物側面成長用マスクパターンを形成するステップと、
(c)前記窒化物側面成長用マスクパターンを用いて、前記第1半導体層から第1型にドーピングされた窒化物系第2半導体層を成長させるステップと、
(d)前記第2半導体層上に第2型にドーピングされた窒化物系第3半導体層を形成するステップと、
(e)前記第3半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(f)前記第1トレンチを埋め込む、第1型にドーピングされた窒化物系第4半導体層を形成するステップと、
(g)前記第4半導体層の内部に第2トレンチを形成するステップと、
(h)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(i)前記第4半導体層と電気的に連結されるソース電極を形成するステップと、
(j)前記第1半導体層と電気的に連結されるドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、垂直型窒化物系トランジスタの製造方法。 - (a)基板上に、高濃度の第1型にドーピングされた下部窒化物系半導体層と、第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層とを形成するステップと、
(b)前記第1半導体層上に窒化物側面成長用マスクパターンを形成するステップと、
(c)前記窒化物側面成長用マスクパターンを用いて、前記第1半導体層から第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層を成長させるステップと、
(d)前記第2半導体層上に第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層を形成するステップと、
(e)前記第3半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(f)前記第1トレンチを埋め込む、第1型にドーピングされた窒化物系第4半導体層を形成するステップと、
(g)前記第4半導体層上に高濃度の第1型にドーピングされた上部窒化物系半導体層を形成するステップと、
(h)少なくとも前記上部窒化物系半導体層および前記第4半導体層を選択的にエッチングして、第2トレンチを形成するステップと、
(i)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(j)前記上部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすソース電極を形成するステップと、
(k)前記下部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、垂直型窒化物系トランジスタの製造方法。 - (a)基板上に、高濃度の第1型にドーピングされた下部窒化物系半導体層と、第1型にドーピングされた窒化物系第1半導体層とを形成するステップと、
(b)前記第1半導体層上に窒化物側面成長用マスクパターンを形成するステップと、
(c)前記窒化物側面成長用マスクパターンを用いて、前記第1半導体層から第2型にドーピングされた窒化物系第2半導体層を成長させるステップと、
(d)前記第2半導体層上に、第1型にドーピングされた窒化物系第3半導体層と、高濃度の第1型にドーピングされた上部窒化物系半導体層とを形成するステップと、
(e)前記上部窒化物系半導体層から前記第1半導体層の内部に至る第1トレンチを形成するステップと、
(f)前記第1トレンチを埋め込む、第1型にドーピングされた窒化物系第4半導体層を形成するステップと、
(g)前記第4半導体層を選択的にエッチングして、第2トレンチを形成するステップと、
(h)前記第2トレンチの内部にゲート電極を形成するステップと、
(i)前記上部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすソース電極を形成するステップと、
(j)前記下部窒化物系半導体層とオーミックコンタクトをなすドレイン電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、垂直型窒化物系トランジスタの製造方法。
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