JP5628276B2 - 埋込形フィールド・プレート(buriedfieldplate)を有する化合物半導体デバイス - Google Patents
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Description
Claims (24)
- 第1の化合物半導体材料と、
前記第1の化合物半導体材料上の第2の化合物半導体材料であって、前記第1の化合物半導体材料が2次元電子ガス(2DEG)を有するように、前記第1の化合物半導体材料と異なる材料を含む第2の化合物半導体材料と、
前記第1の化合物半導体材料内に配置され、半導体デバイスの端子に電気的に接続された埋込形フィールド・プレートであって、前記2DEGが前記埋込形フィールド・プレートと前記第2の化合物半導体材料の間に挿入される、埋込形フィールド・プレートと、
前記2DEG上のゲート領域と、
前記第2の化合物半導体材料を通って前記第1の化合物半導体材料まで延在し、前記埋込形フィールド・プレートに接触しているソース領域と、
前記第2の化合物半導体材料を通って前記第1の化合物半導体材料まで延在し、前記ソース領域および前記埋込形フィールド・プレートから離されているドレイン領域と、
前記2DEGの下の前記第1の化合物半導体材料内に配置され、前記ソース領域に接触している、少なくとも1つの追加の埋込形フィールド・プレートと、を含み、前記埋込形フィールド・プレートのうちの隣接するプレートが、前記第1の化合物半導体材料の一領域によって互いに離されている、半導体デバイス。 - 前記埋込形フィールド・プレートと前記2DEGの間の距離が、前記ゲート領域と前記2DEGの間の距離よりも長い、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記埋込形フィールド・プレートが、前記ソース領域から、前記ゲート領域よりもさらに前記ドレイン領域へと横方向に延在する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記埋込形フィールド・プレートおよび前記ソース領域が、同じドーピング・タイプのドープ領域を含む、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記ソース領域が、前記ドレイン領域よりも、前記第1の化合物半導体材料内に深く延在する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記埋込形フィールド・プレートのうちの第2のプレートが、前記埋込形フィールド・プレートのうちの第1のプレートよりも、前記第2の化合物半導体材料からさらに離され、前記ソース領域から前記ドレイン領域へと、前記埋込形フィールド・プレートのうちの前記第1のプレートよりもさらに横方向へ延在する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記埋込形フィールド・プレートと前記2DEGの間の距離が、前記ソース領域から前記ドレイン領域へと横方向に増大する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記埋込形フィールド・プレートが、前記第2の化合物半導体材料と同じ材料を含む、請求項1−7のいずれか1項に記載の半導体デバイス。
- 前記埋込形フィールド・プレートおよび前記第2の化合物半導体材料がそれぞれ、AlGaNを含む、請求項8に記載の半導体デバイス。
- 前記埋込形フィールド・プレートがInGaNを含む、請求項1−7のいずれか1項に記載の半導体デバイス。
- 前記埋込形フィールド・プレートが、前記第1の化合物半導体材料のより低濃度のドープ領域によって囲まれた、前記第1の化合物半導体材料のより高濃度のドープ領域を含む、請求項1−7のいずれか1項に記載の半導体デバイス。
- 前記第1の化合物半導体材料内に、前記第1の2DEGよりも前記第2の化合物半導体材料からさらに離されている第2の2DEGをさらに含み、前記埋込形フィールド・プレートが前記第1の2DEGと第2の2DEGの間に挿入される、請求項1−7のいずれか1項に記載の半導体デバイス。
- 前記第1の2DEGが、前記半導体デバイスのソース領域から前記半導体デバイスのドレイン領域に横方向へ延在し、前記半導体デバイスのチャネルを形成し、前記第2の2DEGが、前記ソース領域から前記ドレイン領域に向けて横方向へ延在し、前記ドレイン領域に達する前に終端する、請求項12に記載の半導体デバイス。
- 前記第1の化合物半導体材料内に、前記2DEGよりも前記第2の化合物半導体材料からさらに離されている2次元正孔ガス(2DHG)をさらに含み、前記埋込形フィールド・プレートが前記2DEGと前記2DHGの間に挿入される、請求項1−7のいずれか1項に記載の半導体デバイス。
- 第1のIII−V族半導体材料と、
前記第1のIII−V族半導体材料上の第2のIII−V族半導体材料であって、前記第1のIII−V族半導体材料が2次元電子ガス(2DEG)を有するように、前記第1のIII−V族半導体材料と異なる材料を含む第2のIII−V族半導体材料と、
前記第2のIII−V族半導体材料が前記2DEGと前記ゲート領域の間に挿入された状態の、前記第2のIII−V族半導体材料上のゲート領域と、
前記第2のIII−V族半導体材料を通って前記第1のIII−V族半導体材料まで延在するソース領域と、
前記第2のIII−V族半導体材料を通って前記第1のIII−V族半導体材料まで延在し、前記ソース領域から離されているドレイン領域と、
前記第2のIII−V族半導体材料から向きがそれている前記第1のIII−V族半導体材料の片側にあるメタライゼーションであって、前記第1のIII−V族半導体材料の厚さが、前記ソース領域から前記ドレイン領域へと横方向に増大するメタライゼーションと
を含む、半導体デバイス。 - 前記第1のIII−V族半導体材料の厚さが、前記ソース領域から前記ドレイン領域へと横方向に階段状に増大する、請求項15に記載の半導体デバイス。
- 第1の化合物半導体材料を半導体基板上に形成するステップと、
前記第1の化合物半導体材料上に、前記第1の化合物半導体材料が2次元電子ガス(2DEG)を有するように、前記第1の化合物半導体材料と異なる材料を含む第2の化合物半導体材料を形成するステップと、
前記2DEGが、埋込形フィールド・プレートと前記第2の化合物半導体材料との間に挿入されるように、前記第1の化合物半導体材料内に前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップと、
前記埋込形フィールド・プレートを前記半導体デバイスの端子に電気的に接続するステップと、を含み、
前記第1の化合物半導体材料内に前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップが、
前記第1の化合物半導体材料の一部分が露出するように、前記第2の化合物半導体材料を形成する前に前記第1の化合物半導体材料上にマスクを形成するステップと、
前記第1の化合物半導体材料にドーパント種を埋め込んで、前記第1の化合物半導体材料内のある深さで前記ドーパント種の集中部分を形成するステップと、
前記ドーパント種を埋め込んだ後、前記第2の化合物半導体材料を前記第1の化合物半導体材料上に形成するステップであって、前記2DEGが、ドーパント種の前記集中部分と前記第2の化合物半導体材料との間に挿入されるステップと、
前記半導体デバイスをアニール処理して、ドーパント種を活性化させ、前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップと
を含む、半導体デバイスを製造する方法。 - 第1の化合物半導体材料を半導体基板上に形成するステップと、
前記第1の化合物半導体材料上に、前記第1の化合物半導体材料が2次元電子ガス(2DEG)を有するように、前記第1の化合物半導体材料と異なる材料を含む第2の化合物半導体材料を形成するステップと、
前記2DEGが、埋込形フィールド・プレートと前記第2の化合物半導体材料との間に挿入されるように、前記第1の化合物半導体材料内に前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップと、
前記埋込形フィールド・プレートを前記半導体デバイスの端子に電気的に接続するステップと、を含み、
前記第1の化合物半導体材料内に前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップが、
前記第2の化合物半導体材料の一部分がマスクによって覆われずに露出するように、前記第2の化合物半導体材料上にマスクを形成するステップと、
前記第2の化合物半導体材料の露出部分を通して前記第1の化合物半導体材料内にドーパント種を埋め込んで、前記第1の化合物半導体材料内のある深さで前記ドーパント種の集中部分を形成するステップであって、前記2DEGが、ドーパント種の前記集中部分と前記第2の化合物半導体材料との間に挿入されるステップと、
前記半導体デバイスをアニール処理して、前記ドーパント種を活性化させ、前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップと
を含む、半導体デバイスを製造する方法。 - 第1の化合物半導体材料を半導体基板上に形成するステップと、
前記第1の化合物半導体材料上に、前記第1の化合物半導体材料が2次元電子ガス(2DEG)を有するように、前記第1の化合物半導体材料と異なる材料を含む第2の化合物半導体材料を形成するステップと、
前記2DEGが、埋込形フィールド・プレートと前記第2の化合物半導体材料との間に挿入されるように、前記第1の化合物半導体材料内に前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップと、
前記埋込形フィールド・プレートを前記半導体デバイスの端子に電気的に接続するステップと、
前記第2の化合物半導体材料と同じ材料の前記埋込形フィールド・プレートを形成し、その結果、前記第1の化合物半導体材料内に、前記第1の2DEGよりも前記第2の化合物半導体材料からさらに離されている第2の2DEGが生じるステップと、を含み、前記埋込形フィールド・プレートが前記第1の2DEGと第2の2DEGの間に挿入される、半導体デバイスを製造する方法。 - 第1の化合物半導体材料を半導体基板上に形成するステップと、
前記第1の化合物半導体材料上に、前記第1の化合物半導体材料が2次元電子ガス(2DEG)を有するように、前記第1の化合物半導体材料と異なる材料を含む第2の化合物半導体材料を形成するステップと、
前記2DEGが、埋込形フィールド・プレートと前記第2の化合物半導体材料との間に挿入されるように、前記第1の化合物半導体材料内に前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップと、
前記埋込形フィールド・プレートを前記半導体デバイスの端子に電気的に接続するステップと、を含み、
前記第1の化合物半導体材料内に前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップが、
前記第2の化合物半導体材料から向きがそれている前記第1の化合物半導体材料の側部を通してドーパント種を埋め込んで、前記第1の化合物半導体材料内のある深さで前記ドーパント種の集中部分を形成するステップと、
前記半導体デバイスをアニール処理して、ドーパント種を活性化させ、前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップと
を含む、半導体デバイスを製造する方法。 - 第1の化合物半導体材料を半導体基板上に形成するステップと、
前記第1の化合物半導体材料上に、前記第1の化合物半導体材料が2次元電子ガス(2DEG)を有するように、前記第1の化合物半導体材料と異なる材料を含む第2の化合物半導体材料を形成するステップと、
前記2DEGが、埋込形フィールド・プレートと前記第2の化合物半導体材料との間に挿入されるように、前記第1の化合物半導体材料内に前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップと、
前記埋込形フィールド・プレートを前記半導体デバイスの端子に電気的に接続するステップと、
前記2DEGの下の前記第1の化合物半導体材料内にあり、前記半導体デバイスの前記端子に接触している、少なくとも1つの追加の埋込形フィールド・プレートを形成するステップと、を含み、前記埋込形フィールド・プレートのうちの隣接するプレートが、前記第1の化合物半導体材料の一領域によって互いに離されている、半導体デバイスを製造する方法。 - 第1の化合物半導体材料を半導体基板上に形成するステップと、
前記第1の化合物半導体材料上に、前記第1の化合物半導体材料が2次元電子ガス(2DEG)を有するように、前記第1の化合物半導体材料と異なる材料を含む第2の化合物半導体材料を形成するステップと、
前記2DEGが、埋込形フィールド・プレートと前記第2の化合物半導体材料との間に挿入されるように、前記第1の化合物半導体材料内に前記埋込形フィールド・プレートを形成するステップと、
前記埋込形フィールド・プレートを前記半導体デバイスの端子に電気的に接続するステップと、を含み、
前記埋込形フィールド・プレートに電気的に接続された前記端子が、
前記半導体デバイスの一領域内の前記第2の化合物半導体の少なくとも一部分を取り除くステップと、
前記第2の化合物半導体の少なくとも一部分が取り除かれた領域において、前記第1の化合物半導体材料内にドーパント種を埋め込むステップと、
前記半導体デバイスをアニール処理して、前記ドーパント種を活性化させ、前記端子を形成するステップと
によって形成される、半導体デバイスを製造する方法。 - 前記第1および第2の化合物半導体材料と異なる化合物半導体材料の前記埋込形フィールド・プレートを形成し、その結果、前記第1の化合物半導体材料内に、前記2DEGよりも前記第2の化合物半導体材料からさらに離されている2次元正孔ガス(2DHG)が生じるステップを含み、前記埋込形フィールド・プレートが前記2DEGと前記2DHGの間に挿入される、請求項17−22のいずれか1項に記載の方法。
- 前記埋込形フィールド・プレートに電気的に接続された前記端子が、
前記第2の化合物半導体材料を通して前記第1の化合物半導体材料に至るくぼみをエッチングするステップと、
前記埋込形フィールド・プレートの側部が導電性材料に接触するように、前記導電性材料で前記くぼみを満たすステップと
によって形成される、請求項17−22のいずれか1項に記載の方法。
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