JP2022519825A - 埋込みp型層を有する第III族窒化物高電子移動度トランジスタおよびその作製プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、全体として参照により本明細書に組み込まれている2019年1月28日出願の米国特許出願第16/260,095号の一部継続出願であり、その出願は全体として参照により本明細書に組み込まれている2017年2月3日出願の米国特許出願第15/424,209号、現在は2019年1月29日発行の米国特許第10,192,980号の一部継続出願であり、その出願は全体として参照により本明細書に組み込まれている2016年6月24日出願の米国特許出願第15/192,545号の一部継続出願である。
基板と、基板上の第III族窒化物バッファ層と、第III族窒化物バッファ層上の第III族窒化物バリア層であって、第III族窒化物バッファ層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第III族窒化物バリア層と、第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたソースと、第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたゲートと、第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたドレインと、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内または基板上のうちの少なくとも1つに位置するp領域とを備える装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置する、実施例1に記載の装置。
p領域が注入される、実施例2に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例2に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例1に記載の装置。
p領域が注入される、実施例5に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例5に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置する、実施例1に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に注入される、実施例8に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に少なくとも2つのp領域を備える、実施例8に記載の装置。
エピタキシャル層が、第III族窒化物バリア層の下に位置する、実施例8に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例1に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例12に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例12に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例1に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例15に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例15に記載の装置。
フィールドプレートをさらに備え、フィールドプレートが、ゲート近傍およびゲート上のうちの少なくとも1つに位置する、実施例1に記載の装置。
フィールドプレートが、前記p領域に電気的に結合される、実施例18に記載の装置。
フィールドプレートが、ソースに電気的に結合される、実施例18に記載の装置。
フィールドプレートが、ソースおよび前記p領域に電気的に結合される、実施例18に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置する、実施例21に記載の装置。
p領域が注入される、実施例22に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例22に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例21に記載の装置。
p領域が注入される、実施例25に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例25に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置する、実施例21に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に注入される、実施例28に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に少なくとも2つのp領域を備える、実施例28に記載の装置。
エピタキシャル層が、第III族窒化物バリア層の下に位置する、実施例28に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例21に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例32に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例32に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例21に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例35に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例35に記載の装置。
フィールドプレートをさらに備え、フィールドプレートが、ゲート近傍およびゲート上のうちの少なくとも1つに位置する、実施例1に記載の装置。
ゲートが、T字形の断面を有する、実施例1に記載の装置。
ゲートが、p領域に電気的に結合される、実施例39に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置する、実施例39に記載の装置。
p領域が注入される、実施例41に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例41に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例39に記載の装置。
p領域が注入される、実施例44に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例44に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置する、実施例39に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に注入される、実施例47に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に少なくとも2つのp領域を備える、実施例47に記載の装置。
エピタキシャル層が、第III族窒化物バリア層の下に位置する、実施例47に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例39に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例51に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例51に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例39に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例54に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例54に記載の装置。
フィールドプレートをさらに備え、フィールドプレートが、ゲート近傍およびゲート上のうちの少なくとも1つに位置する、実施例39に記載の装置。
ソースが、前記p領域に電気的に結合される、実施例1に記載の装置。
ソースを前記p領域に結合するように構成された接続部をさらに備える、実施例58に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置する、実施例59に記載の装置。
p領域が注入される、実施例60に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例60に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例59に記載の装置。
p領域が注入される、実施例63に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例63に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置する、実施例59に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に注入される、実施例66に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に少なくとも2つのp領域を備える、実施例66に記載の装置。
エピタキシャル層が、第III族窒化物バリア層の下に位置する、実施例66に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例59に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例70に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例70に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例59に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例73に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例73に記載の装置。
フィールドプレートをさらに備え、フィールドプレートが、ゲート近傍およびゲート上のうちの少なくとも1つに位置する、実施例59に記載の装置。
前記p領域に電気的に結合されたコンタクトパッドをさらに備える、実施例1に記載の装置。
コンタクトパッドを前記p領域に電気的に接続する接続部をさらに備える、実施例77に記載の装置。
コンタクトパッドが、バイアスおよび信号のうちの少なくとも1つを受け取るように構成される、実施例77に記載の装置。
コンタクトパッドが、装置の特性を調整するためのバイアスおよび装置の特性を調整するための信号のうちの少なくとも1つを受け取るように構成される、実施例77に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置する、実施例80に記載の装置。
p領域が注入される、実施例81に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例81に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例80に記載の装置。
p領域が注入される、実施例84に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例84に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置する、実施例80に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に注入される、実施例87に記載の装置。
p領域が、エピタキシャル層内に少なくとも2つのp領域を備える、実施例87に記載の装置。
エピタキシャル層が、第III族窒化物バリア層の下に位置する、実施例87に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例80に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例91に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例91に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例80に記載の装置。
p領域のうちの少なくとも1つが注入される、実施例94に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例94に記載の装置。
フィールドプレートをさらに備え、フィールドプレートが、ゲート近傍およびゲート上のうちの少なくとも1つに位置する、実施例80に記載の装置。
基板上に核形成層をさらに備え、第III族窒化物バッファ層が核形成層上に位置する、実施例1に記載の装置。
核形成層と第III族窒化物バッファ層との間に介在層をさらに備える、実施例98に記載の装置。
p領域の長さが基板の全長より小さい、実施例1に記載の装置。
p領域が基板内に設けられ、p領域が、基板内に注入されたアルミニウムを含む、実施例1に記載の装置。
p領域が、基板上に配置された層内に設けられ、この層がエピタキシャル層であり、この層が、GaNまたはSiCのうちの少なくとも1つである、実施例1に記載の装置。
基板の上面と第III族窒化物バリア層の下面との間の距離として画定された第III族窒化物バッファ層の厚さが、0.7μm~0.3μmの範囲を有する、実施例1に記載の装置。
基板の上面と第III族窒化物バリア層の下面との間の1つまたは複数の層の厚さが、0.7μm~0.3μmの範囲を有する、実施例1に記載の装置。
基板と、基板上の第III族窒化物バッファ層と、第III族窒化物バッファ層上の第III族窒化物バリア層であって、第III族窒化物バッファ層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第III族窒化物バリア層と、第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたソースと、第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたゲートと、第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたドレインと、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内または基板上のうちの少なくとも1つに位置するp領域と、前記p領域に電気的に結合されたコンタクトパッドとを備える装置。
コンタクトパッドを前記p領域に電気的に接続する接続部をさらに備える、実施例105に記載の装置。
コンタクトパッドが、バイアスおよび信号のうちの少なくとも1つを受け取るように構成される、実施例105に記載の装置。
コンタクトパッドが、装置の特性を調整するためのバイアスおよび装置の特性を調整するための信号のうちの少なくとも1つを受け取るように構成される、実施例105に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置する、実施例105に記載の装置。
p領域が注入される、実施例109に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例105に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例105に記載の装置。
基板と、基板上の第III族窒化物バッファ層と、第III族窒化物バッファ層上の第III族窒化物バリア層であって、第III族窒化物バッファ層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第III族窒化物バリア層と、第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたソースと、第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたゲートと、第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたドレインと、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内または基板上のうちの少なくとも1つに位置するp領域とを備え、ゲートが、p領域に電気的に結合される、装置。
ゲートを前記p領域に電気的に接続する接続部をさらに備える、実施例113に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板上に位置する、実施例113に記載の装置。
p領域が注入される、実施例115に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例113に記載の装置。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例113に記載の装置。
p領域が注入される、実施例118に記載の装置。
p領域が、少なくとも2つのp領域を備える、実施例118に記載の装置。
基板上にエピタキシャル層をさらに備え、p領域がエピタキシャル層内に位置する、実施例113に記載の装置。
デバイスを作製する方法であって、基板を設けることと、基板上に第III族窒化物バッファ層を設けることと、第III族窒化物バッファ層上に第III族窒化物バリア層を設けることであり、第III族窒化物バリア層が、第III族窒化物バッファ層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する、設けることと、第III族窒化物バリア層にソースを電気的に結合することと、第III族窒化物バリア層にゲートを電気的に結合することと、第III族窒化物バリア層にドレインを電気的に結合することと、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内または基板上のうちの少なくとも1つにp領域を設けることとを含む、方法。
p領域を注入することをさらに含む、実施例122に記載のデバイスを作製する方法。
p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例122に記載のデバイスを作製する方法。
基板上にエピタキシャル層を設けることをさらに含み、p領域がエピタキシャル層内に位置する、実施例122に記載のデバイスを作製する方法。
基板上にエピタキシャル層を設けることをさらに含み、p領域がエピタキシャル層内に位置し、p領域もまた、前記第III族窒化物バリア層の下の基板内に位置する、実施例122に記載のデバイスを作製する方法。
フィールドプレートを設けることをさらに含み、フィールドプレートが、前記p領域に電気的に結合される、実施例122に記載のデバイスを作製する方法。
フィールドプレートを設けることをさらに含み、フィールドプレートが、ソースに電気的に結合される、実施例127に記載のデバイスを作製する方法。
フィールドプレートが、ソースおよび前記p領域に電気的に結合される、実施例128に記載のデバイスを作製する方法。
Claims (28)
- 基板と、
前記基板上の第III族窒化物バッファ層と、
前記第III族窒化物バッファ層上の第III族窒化物バリア層であって、前記第III族窒化物バッファ層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第III族窒化物バリア層と、
前記第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたソースと、
前記第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたゲートと、
前記第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたドレインと、
前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板内または前記基板上のうちの少なくとも1つに位置するp領域と
を備える装置。 - 前記p領域が注入される、請求項1に記載の装置。
- 前記p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板内に位置する、請求項1に記載の装置。
- 前記基板上にエピタキシャル層をさらに備え、前記p領域が前記エピタキシャル層内に位置する、請求項1に記載の装置。
- フィールドプレートをさらに備える、請求項1に記載の装置。
- フィールドプレートをさらに備え、前記フィールドプレートが、前記p領域に電気的に結合される、請求項1に記載の装置。
- 前記フィールドプレートが、前記ソースに電気的に結合される、請求項6に記載の装置。
- 基板と、
前記基板上の第III族窒化物バッファ層と、
前記第III族窒化物バッファ層上の第III族窒化物バリア層であって、前記第III族窒化物バッファ層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第III族窒化物バリア層と、
前記第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたソースと、
前記第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたゲートと、
前記第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたドレインと、
前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板内または前記基板上のうちの少なくとも1つに位置するp領域と、
前記p領域に電気的に結合されたコンタクトパッドと
を備える装置。 - コンタクトパッドを前記p領域に電気的に接続する接続部をさらに備える、請求項8に記載の装置。
- 前記コンタクトパッドが、バイアスおよび信号のうちの少なくとも1つを受け取るように構成される、請求項8に記載の装置。
- 前記コンタクトパッドが、前記装置の特性を調整するためのバイアスおよび前記装置の特性を調整するための信号のうちの少なくとも1つを受け取るように構成される、請求項8に記載の装置。
- 前記p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板上に位置する、請求項8に記載の装置。
- 前記p領域が注入される、請求項8に記載の装置。
- 前記p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板内に位置する、請求項8に記載の装置。
- 基板と、
前記基板上の第III族窒化物バッファ層と、
前記第III族窒化物バッファ層上の第III族窒化物バリア層であって、前記第III族窒化物バッファ層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第III族窒化物バリア層と、
前記第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたソースと、
前記第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたゲートと、
前記第III族窒化物バリア層に電気的に結合されたドレインと、
前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板内または前記基板上のうちの少なくとも1つに位置するp領域とを備え、
前記ゲートが、前記p領域に電気的に結合される、
装置。 - 前記ゲートを前記p領域に電気的に接続する接続部をさらに備える、請求項15に記載の装置。
- 前記p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板上に位置する、請求項15に記載の装置。
- 前記p領域が注入される、請求項17に記載の装置。
- 前記p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板内に位置する、請求項15に記載の装置。
- 前記基板上にエピタキシャル層をさらに備え、前記p領域が前記エピタキシャル層内に位置する、請求項15に記載の装置。
- デバイスを作製する方法であって、
基板を設けることと、
前記基板上に第III族窒化物バッファ層を設けることと、
前記第III族窒化物バッファ層上に第III族窒化物バリア層を設けることであり、前記第III族窒化物バリア層が、前記第III族窒化物バッファ層のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する、設けることと、
前記第III族窒化物バリア層にソースを電気的に結合することと、
前記第III族窒化物バリア層にゲートを電気的に結合することと、
前記第III族窒化物バリア層にドレインを電気的に結合することと、
前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板内または前記基板上のうちの少なくとも1つにp領域を設けることとを含む、方法。 - 前記p領域を注入することをさらに含む、請求項21に記載のデバイスを作製する方法。
- 前記p領域が、前記第III族窒化物バリア層の下の前記基板内に位置する、請求項21に記載のデバイスを作製する方法。
- 前記基板上にエピタキシャル層を設けることをさらに含み、前記p領域が前記エピタキシャル層内に位置する、請求項21に記載のデバイスを作製する方法。
- フィールドプレートを設けることをさらに含む、請求項21に記載のデバイスを作製する方法。
- フィールドプレートを設けることをさらに含み、前記フィールドプレートが、前記p領域に電気的に結合される、請求項21に記載のデバイスを作製する方法。
- フィールドプレートを設けることをさらに含み、前記フィールドプレートが、前記ソースに電気的に結合される、請求項26に記載のデバイスを作製する方法。
- 前記フィールドプレートが、前記ソースおよび前記p領域に電気的に結合される、請求項27に記載のデバイスを作製する方法。
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