JP2019050233A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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先ず、第1の実施形態について説明する。図2は、第1の実施形態に係る半導体装置を示す図である。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は化合物半導体エピタキシャル基板を含むHEMTの一例に関する。図3は、第2の実施形態に係る半導体装置を示す図である。
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は化合物半導体エピタキシャル基板を含むHEMTの一例に関する。図5は、第3の実施形態に係る半導体装置を示す図である。
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態は化合物半導体エピタキシャル基板を含むHEMTの一例に関する。図6は、第4の実施形態に係る半導体装置を示す図である。
次に、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態は化合物半導体エピタキシャル基板を含むHEMTの一例に関する。図7は、第5の実施形態に係る半導体装置を示す図である。
次に、第6〜第9の実施形態について説明する。第6〜第9の実施形態は化合物半導体エピタキシャル基板を含むHEMTの一例に関する。図8〜図11は、それぞれ第6〜第9の実施形態に係る半導体装置を示す図である。
次に、第10の実施形態について説明する。第10の実施形態は、HEMTのディスクリートパッケージに関する。図12は、第10の実施形態に係るディスクリートパッケージを示す図である。
次に、第11の実施形態について説明する。第11の実施形態は、HEMTを備えたPFC(Power Factor Correction)回路に関する。図13は、第11の実施形態に係るPFC回路を示す結線図である。
次に、第12の実施形態について説明する。第12の実施形態は、HEMTを備えた電源装置に関する。図14は、第12の実施形態に係る電源装置を示す結線図である。
次に、第13の実施形態について説明する。第13の実施形態は、HEMTを備えた増幅器に関する。図15は、第13の実施形態に係る増幅器を示す結線図である。
AlNの下地層と、
前記下地層のN極性面上のAlNのバリア層と、
前記バリア層上のGaNのチャネル層と、
前記チャネル層上のAlGaNのキャップ層と、
を有することを特徴とする半導体装置。
前記チャネル層上方のソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を有することを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
前記下地層はAlN基板であることを特徴とする付記1又は2に記載の半導体装置。
前記チャネル層の厚さが20nm以下であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。
前記キャップ層のAl組成は前記チャネル層から離間するほど高くなっていることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。
前記チャネル層に圧縮歪が生じていることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。
前記下地層と前記バリア層との間の、InaAlbGa1-a-bN(0≦a≦0.05、0.60≦b<1.00)のバックバリア層を有することを特徴とする付記1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。
前記バックバリア層に圧縮歪が生じていることを特徴とする付記7に記載の半導体装置。
前記バリア層はn型不純物を含むことを特徴とする付記1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置。
付記1乃至9のいずれか1項に記載の半導体装置を有することを特徴とする電源装置。
付記1乃至9のいずれか1項に記載の半導体装置を有することを特徴とする増幅器。
AlNの下地層のN極性面上にAlNのバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上にGaNのチャネル層を形成する工程と、
前記チャネル層上にAlGaNのキャップ層を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記チャネル層上方にソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を形成する工程を有することを特徴とする付記12に記載の半導体装置の製造方法。
前記下地層はAlN基板であることを特徴とする付記12又は13に記載の半導体装置の製造方法。
前記チャネル層の厚さが20nm以下であることを特徴とする付記12乃至14のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
前記キャップ層のAl組成を前記チャネル層から離間するほど高くすることを特徴とする付記12乃至15のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
前記下地層と前記バリア層との間に、InaAlbGa1-a-bN(0≦a≦0.05、0.60≦b<1.00)のバックバリア層を形成する工程を有することを特徴とする付記12乃至16のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
前記バリア層にn型不純物を含ませることを特徴とする付記12乃至17のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
101:下地層
102、202:バリア層
103、203:チャネル層
104、204:キャップ層
105:2次元電子ガス
201:基板
221:ソース電極
222:ドレイン電極
223:ゲート電極
506:バックバリア層
Claims (14)
- AlNの下地層と、
前記下地層のN極性面上のAlNのバリア層と、
前記バリア層上のGaNのチャネル層と、
前記チャネル層上のAlGaNのキャップ層と、
を有することを特徴とする半導体装置。 - 前記チャネル層上方のソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記下地層はAlN基板であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 前記チャネル層の厚さが20nm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記キャップ層のAl組成は前記チャネル層から離間するほど高くなっていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記下地層と前記バリア層との間の、InaAlbGa1-a-bN(0≦a≦0.05、0.60≦b<1.00)のバックバリア層を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記バリア層はn型不純物を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。
- AlNの下地層のN極性面上にAlNのバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上にGaNのチャネル層を形成する工程と、
前記チャネル層上にAlGaNのキャップ層を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記チャネル層上方にソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を形成する工程を有することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記下地層はAlN基板であることを特徴とする請求項8又は9に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記チャネル層の厚さが20nm以下であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記キャップ層のAl組成を前記チャネル層から離間するほど高くすることを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記下地層と前記バリア層との間に、InaAlbGa1-a-bN(0≦a≦0.05、0.60≦b<1.00)のバックバリア層を形成する工程を有することを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記バリア層にn型不純物を含ませることを特徴とする請求項8乃至13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006310644A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電界効果トランジスタおよびエピタキシャル基板 |
JP2009509343A (ja) * | 2005-09-16 | 2009-03-05 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | N極窒化アルミニウムガリウム/窒化ガリウムエンハンスメントモード電界効果トランジスタ |
JP2013118383A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置、高電子移動度トランジスタ、および、複数のチャネルによりソースからドレインに電子を送るための方法 |
JP2014524661A (ja) * | 2011-07-29 | 2014-09-22 | ノースロップ グラマン システムズ コーポレーション | AlNバッファN極GaNHEMTプロファイル |
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2017
- 2017-09-07 JP JP2017172319A patent/JP6940762B2/ja active Active
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JP2014524661A (ja) * | 2011-07-29 | 2014-09-22 | ノースロップ グラマン システムズ コーポレーション | AlNバッファN極GaNHEMTプロファイル |
JP2013118383A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置、高電子移動度トランジスタ、および、複数のチャネルによりソースからドレインに電子を送るための方法 |
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