JP2015115605A - デュアルゲート型iii−v族複合トランジスタ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明において用いられる表現「III−V族半導体」とは、少なくとも1つのIII族元素と少なくとも1つのV族元素とを含む化合物半導体のことである。一例としてIII−V族半導体を、III族窒化物半導体として形成することができる。「III族窒化物」又は「III−N」とは、窒素と少なくとも1つのIII族元素例えばアルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)及びホウ素(B)などを含む化合物半導体のことであり、以下に挙げる合金のいずれかに限定されるものではないが、例えば、窒化アルミニウムガリウム(AlxGa(1-x)N)、窒化インジウムガリウム(InyGa(1-y)N)、窒化アルミニウムインジウムガリウム(AlxInyGa(1-x-y)N)、砒化燐化窒化ガリウム(GaAsaPbN(1-a-b))、砒化燐化窒化アルミニウムインジウムガリウム(AlxInyGa(1-x-y)AsaPbN(1-a-b))などである。さらにIII−Nとは一般に、以下に限定されるものではないが、Ga極性、N極性、半極性、又は無極性の結晶配向のいずれかを含む極性のことも指す。III−N材料には、ウルツ鉱、閃亜鉛鉱、又は混合されたポリタイプも含めることができるし、さらに単一結晶、単結晶、多結晶又は非晶質構造も含めることができる。また、本発明において用いられる窒化ガリウム又はGaNとは、III−N化合物半導体のことであり、この場合、1つ又は複数のIII族元素には、若干量又は相当量のガリウムが含まれるが、ガリウムに加え他のIII族元素も含めることができる。
・アメリカ合衆国特許第6,649,287号、発明の名称:" Gallium Nitride Materials and Method "(窒化ガリウム材料および方法)、出願日:2000年12月14日、発行日:2003年11月18日;
・アメリカ合衆国特許第6,617,060号、発明の名称:" Gallium Nitride Materials and Method "(窒化ガリウム材料および方法)、出願日:2002年7月2日、発行日:2003年9月9日;
・アメリカ合衆国特許第7,339,205号、発明の名称:" Gallium Nitride Materials and Methods Associated with the Same "(窒化ガリウム材料および該材料に関連する方法)、出願日:2004年6月28日、発行日:2008年3月4日;
・アメリカ合衆国特許第8,344,417号、発明の名称:" Gallium Nitride Semiconductor Structures with Compositionally-Graded Transition Layer "(組成的な勾配が付けられた転移層を含む窒化ガリウム半導体構造)、出願日:2012年1月27日、発行日:2013年1月1日;
・アメリカ合衆国特許第8,592,862号、発明の名称:" Gallium Nitride Semiconductor Structures with Compositionally-Graded Transition Layer "(組成的な勾配が付けられた転移層を含む窒化ガリウム半導体構造)、出願日:2012年12月27日、発行日:2013年11月26日;
・アメリカ合衆国特許出願第12/928,946号、発明の名称:" Stress Modulated Group III-V Semiconductor Device and Related Method "(応力変調III−V族半導体デバイスおよび関連方法)、出願日:2010年12月21日、アメリカ合衆国特許出願公開第2012/0153351号、公開日:2012年6月21日;
・アメリカ合衆国特許出願第11/531,508号、発明の名称:" Process for Manufacture of Super Lattice Using Alternating High and Low Temperature Layers to Block Parasitic Current Path "(寄生電流経路を閉塞するために交互の高温層および低温層を用いる超格子の製造方法)、出願日:2006年9月13日、アメリカ合衆国特許出願公開第2007/0056506号、公開日:2007年3月15日;
・アメリカ合衆国特許出願第13/405,180号、発明の名称:" III-Nitride Semiconductor Structures with Strain Absorbing Interlayer Transition Modules "(歪吸収中間層遷移モジュールを有するIII族窒化物半導体構造)、出願日:2012年2月24日、アメリカ合衆国特許出願公開第2012/0223365号、公開日:2012年9月6日。
Claims (23)
- III−V族複合カスコードトランジスタにおいて、
基板の上に配置され、二次元電子ガス(2DEG)を生成するように構成され、かつIII−V族チャネル層の上に配置されたIII−V族バリア層を含む、III−V族ボディと、
ソース電極及びドレイン電極と、
実質的に前記III−V族バリア層中に延在する凹陥部内に配置されたイネーブルゲートと、
前記III−V族バリア層の上に配置され、前記イネーブルゲートとは物理的に接触していないオペレーショナルゲートと
が設けられていることを特徴とする、
III−V族複合カスコードトランジスタ。 - 前記イネーブルゲートは前記III−V族チャネル層と接触している、請求項1に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記イネーブルゲートはショットキーゲートから成る、請求項1に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記イネーブルゲートは、ゲート誘電体の上に配置されたゲート電極を含む絶縁ゲートから成る、請求項1に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記イネーブルゲートは、窒化シリコンゲート誘電体の上に配置されたゲート電極を含む絶縁ゲートから成る、請求項1に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記オペレーショナルゲートは、前記III−V族バリア層とショットキーコンタクトを形成する、請求項1に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記オペレーショナルゲートは、ゲート誘電体の上に配置されたゲート電極を含む絶縁ゲートから成る、請求項1に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記III−V族複合カスコードトランジスタは、エンハンスメント型(ノーマリオフ)トランジスタである、請求項1に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記III−V族複合カスコードトランジスタの複合ドレイン/ソース領域の長さは、前記オペレーショナルゲートのゲート長よりも短い、請求項1に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記III−V族複合カスコードトランジスタの複合ドレイン/ソース領域の長さは、前記イネーブルゲートのゲート長以下である、請求項1に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- III−V族複合カスコードトランジスタにおいて、
基板の上に配置され、二次元電子ガス(2DEG)を生成するように構成され、かつIII−V族チャネル層の上に配置されたIII−V族バリア層を含む、III−V族ボディと、
ソース電極及びドレイン電極と、
前記III−V族バリア層中に延在する凹陥部内に配置され、前記III−V族チャネル層と接触しているゲート誘電体を含む絶縁イネーブルゲートと、
前記III−V族バリア層の上に配置され、前記絶縁イネーブルゲートとは物理的に接触していないオペレーショナルゲートと
が設けられていることを特徴とする、
III−V族複合カスコードトランジスタ。 - 前記ゲート誘電体は窒化シリコンを含む、請求項11に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記オペレーショナルゲートは、前記III−V族バリア層とショットキーコンタクトを形成する、請求項11に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記オペレーショナルゲートは、オペレーショナルゲート誘電体の上に配置されたオペレーショナルゲート電極を含む絶縁ゲートから成る、請求項11に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記III−V族複合カスコードトランジスタは、エンハンスメント型(ノーマリオフ)トランジスタである、請求項11に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記III−V族複合カスコードトランジスタの複合ドレイン/ソース領域の長さは、前記オペレーショナルゲートのゲート長よりも短い、請求項11に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記III−V族複合カスコードトランジスタの複合ドレイン/ソース領域の長さは、前記絶縁イネーブルゲートのゲート長以下である、請求項11に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- III−V族複合カスコードトランジスタにおいて、
基板の上に配置され、二次元電子ガス(2DEG)を生成するように構成され、かつIII−V族チャネル層の上に配置されたIII−V族バリア層を含む、III−V族ボディと、
ソース電極及びドレイン電極と、
前記III−V族バリア層中に延在する凹陥部内に配置され、前記III−V族チャネル層と接触しているゲート電極を含むショットキーイネーブルゲートと、
前記III−V族バリア層の上に配置され、前記ショットキーイネーブルゲートとは物理的に接触していないオペレーショナルゲートと
が設けられていることを特徴とする、
III−V族複合カスコードトランジスタ。 - 前記オペレーショナルゲートは、前記III−V族バリア層とショットキーコンタクトを形成する、請求項18に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記オペレーショナルゲートは、オペレーショナルゲート誘電体の上に配置されたオペレーショナルゲート電極を含む絶縁ゲートから成る、請求項18に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記III−V族複合カスコードトランジスタは、エンハンスメント型(ノーマリオフ)トランジスタである、請求項18に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記III−V族複合カスコードトランジスタの複合ドレイン/ソース領域の長さは、前記オペレーショナルゲートのゲート長よりも短い、請求項18に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
- 前記III−V族複合カスコードトランジスタの複合ドレイン/ソース領域の長さは、前記ショットキーイネーブルゲートのゲート長以下である、請求項18に記載のIII−V族複合カスコードトランジスタ。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018524813A (ja) * | 2015-06-23 | 2018-08-30 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | マルチ電極制御を備える高電圧デバイス |
WO2021240990A1 (ja) * | 2020-05-25 | 2021-12-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 半導体装置、半導体モジュール、及び電子機器 |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6054620B2 (ja) * | 2012-03-29 | 2016-12-27 | トランスフォーム・ジャパン株式会社 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
US10312360B2 (en) | 2013-06-18 | 2019-06-04 | Stephen P. Barlow | Method for producing trench high electron mobility devices |
US9202888B2 (en) * | 2013-06-18 | 2015-12-01 | Stephen P. Barlow | Trench high electron mobility transistor device |
US9571093B2 (en) | 2014-09-16 | 2017-02-14 | Navitas Semiconductor, Inc. | Half bridge driver circuits |
US9537338B2 (en) | 2014-09-16 | 2017-01-03 | Navitas Semiconductor Inc. | Level shift and inverter circuits for GaN devices |
US9960154B2 (en) | 2014-09-19 | 2018-05-01 | Navitas Semiconductor, Inc. | GaN structures |
CN106558606B (zh) * | 2015-09-25 | 2023-04-14 | 湖南三安半导体有限责任公司 | 一种具有多重栅极结构的晶体管及其制备方法 |
US9831867B1 (en) | 2016-02-22 | 2017-11-28 | Navitas Semiconductor, Inc. | Half bridge driver circuits |
CN107154397A (zh) * | 2016-03-04 | 2017-09-12 | 北京大学 | 双向开关晶体管制作方法和双向开关晶体管 |
CN107924917B (zh) | 2016-05-20 | 2022-03-18 | 美商新思科技有限公司 | 具有串联连接的增强模式栅极区域和耗尽模式栅极区域的异质结场效应晶体管器件 |
US10170611B1 (en) * | 2016-06-24 | 2019-01-01 | Hrl Laboratories, Llc | T-gate field effect transistor with non-linear channel layer and/or gate foot face |
JP6685870B2 (ja) * | 2016-09-15 | 2020-04-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
US10622468B2 (en) | 2017-02-21 | 2020-04-14 | QROMIS, Inc. | RF device integrated on an engineered substrate |
US9923069B1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-03-20 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Nitride semiconductor device |
GB2561168B (en) * | 2017-03-31 | 2019-08-07 | Ucl Business Plc | A switching resistor and method of making such a device |
JP6769400B2 (ja) * | 2017-06-26 | 2020-10-14 | 株式会社デンソー | 半導体装置 |
GB2564844B (en) | 2017-07-17 | 2019-11-13 | Ucl Business Plc | A light-activated switching resistor, an optical sensor incorporating a light-activated switching resistor, and methods of using such devices |
GB2565805B (en) * | 2017-08-23 | 2020-05-13 | X Fab Semiconductor Foundries Gmbh | Noff III-nitride high electron mobility transistor |
CN107910370A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-04-13 | 电子科技大学 | 一种氮化镓异质结横向整流器 |
US10777638B1 (en) | 2018-01-04 | 2020-09-15 | Synopsys, Inc. | Constricted junctionless FinFET/nanowire/nanosheet device having cascode portion |
JP7075128B2 (ja) * | 2018-04-23 | 2022-05-25 | ナヴィタス セミコンダクター インコーポレイテッド | 改良された終端構造を有する窒化ガリウムトランジスタ |
US10516043B1 (en) * | 2018-07-19 | 2019-12-24 | Cree, Inc. | Monolithic microwave integrated circuits having both enhancement-mode and depletion mode transistors |
US10756207B2 (en) | 2018-10-12 | 2020-08-25 | Transphorm Technology, Inc. | Lateral III-nitride devices including a vertical gate module |
CN111952282A (zh) * | 2019-05-16 | 2020-11-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种晶体管及其制备方法 |
TWI769431B (zh) * | 2020-01-22 | 2022-07-01 | 大陸商聚力成半導體(重慶)有限公司 | 增強型氮化鎵電晶體之結構與使用該結構之封裝晶片 |
US11855198B2 (en) * | 2020-04-09 | 2023-12-26 | Qualcomm Incorporated | Multi-gate high electron mobility transistors (HEMTs) employing tuned recess depth gates for improved device linearity |
JP2022037706A (ja) * | 2020-08-25 | 2022-03-09 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
US11967619B2 (en) * | 2020-09-16 | 2024-04-23 | Teledyne Scientific & Imaging, Llc | Laterally-gated transistors and lateral Schottky diodes with integrated lateral field plate structures |
CN115172367A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-10-11 | 广东中科半导体微纳制造技术研究院 | 具有多阈值电压的GaN基HEMT结构、其制备方法及应用 |
TWI820955B (zh) * | 2022-10-07 | 2023-11-01 | 創世電股份有限公司 | 基於氮化鎵的常閉型半導體裝置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011228398A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JP2011243978A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-12-01 | Advanced Power Device Research Association | 窒化物系半導体装置 |
JP2013069785A (ja) * | 2011-09-21 | 2013-04-18 | Toshiba Corp | 窒化物半導体装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6649287B2 (en) | 2000-12-14 | 2003-11-18 | Nitronex Corporation | Gallium nitride materials and methods |
US7339205B2 (en) | 2004-06-28 | 2008-03-04 | Nitronex Corporation | Gallium nitride materials and methods associated with the same |
US9157169B2 (en) | 2005-09-14 | 2015-10-13 | International Rectifier Corporation | Process for manufacture of super lattice using alternating high and low temperature layers to block parasitic current path |
JP2009530862A (ja) | 2006-03-20 | 2009-08-27 | インターナショナル レクティファイアー コーポレイション | 併合ゲートカスコードトランジスタ |
US7629627B2 (en) * | 2006-04-18 | 2009-12-08 | University Of Massachusetts | Field effect transistor with independently biased gates |
US20120153351A1 (en) | 2010-12-21 | 2012-06-21 | International Rectifier Corporation | Stress modulated group III-V semiconductor device and related method |
US8659030B2 (en) | 2011-02-28 | 2014-02-25 | International Rectifier Corporation | III-nitride heterojunction devices having a multilayer spacer |
US8957454B2 (en) | 2011-03-03 | 2015-02-17 | International Rectifier Corporation | III-Nitride semiconductor structures with strain absorbing interlayer transition modules |
-
2014
- 2014-11-12 US US14/539,885 patent/US9343562B2/en active Active
- 2014-11-19 EP EP14193791.2A patent/EP2881992A1/en not_active Withdrawn
- 2014-11-20 JP JP2014235392A patent/JP6049674B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011228398A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JP2011243978A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-12-01 | Advanced Power Device Research Association | 窒化物系半導体装置 |
JP2013069785A (ja) * | 2011-09-21 | 2013-04-18 | Toshiba Corp | 窒化物半導体装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018524813A (ja) * | 2015-06-23 | 2018-08-30 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | マルチ電極制御を備える高電圧デバイス |
WO2021240990A1 (ja) * | 2020-05-25 | 2021-12-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 半導体装置、半導体モジュール、及び電子機器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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US9343562B2 (en) | 2016-05-17 |
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Suh | Lateral GaN HEMT Structures |
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