JP5671028B2 - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
・AlGaN3/GaN2ヘテロ構造のメサ構造をエッチングする。
・中間層9及び/又はバリア層12を堆積し、構造化する。
・ダイヤモンド電極層4を成長させる。
・ダイヤモンド層のエッチング及び中間層9との積層のエッチングによりダイヤモンド電極4をパターン化する。
・AlGaN3/GaN2FETのオーミック接触6を堆積する。
・ダイヤモンド電極4に電気的に接続するゲート接触部5を堆積する。
・構造全体の上に不動態化層7を堆積する。
・不動態化層7をパターン化して、ダイヤモンド電極4に対する開口部を設ける。
メタンを含む水素に富んだ雰囲気中で、マイクロ波プラズマCVDにより400℃の基板温度にて、GaN層を高濃度ドープダイヤモンドでコーティングした。ダイヤモンド成長の前に、非常に低い熱伝導性を有する250nmのSiO2バリア層でGaN層を保護した。SiO2バリア層上にアモルファスシリコンを堆積し、マイクロ波プラズマCVDによりバイアス促進核生成を行った。
2 GaN層
3 AlGaN層
4 ダイヤモンド電極層
5 ゲート接触部
7 不動態化層
8 基板
9 中間層
Claims (19)
- 半導体装置であって、
基板と、
前記基板上のGaNを含む第1層と、
AlGaNを含む第2層と、
を含む構造を含み、
前記第1層上に前記第2層を堆積し、前記第1層及び前記第2層が少なくとも部分的に前記基板を被覆し、前記構造がダイヤモンドを含む第3層を含み、
前記第1層が前記基板上に堆積されており、前記第2層が少なくとも部分的に前記第1層を被覆するように前記第1層上に堆積されており、前記第3層が前記第2層の隣の領域において前記第1層上に堆積されている、
半導体装置。 - 垂直方向に熱伝導性の低い層を前記第1層及び前記第2層上に堆積し、水平方向に熱伝導性の高い層を前記熱伝導性の低い層の上に堆積し、これらに加え前記第3層を堆積すること、を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記垂直方向に熱伝導性の低い層と前記水平方向に熱伝導性の高い層が、バリア層を形成すること、を特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記基板を部分的に被覆するよう前記基板上に前記第1層を堆積し、前記第1層上に前記第2層を堆積し、前記第1層及び前記第2層に加え前記基板上に前記第3層を堆積すること、を特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記基板がサファイヤ、シリコン、炭化ケイ素、又はダイヤモンドを含む又はから成ること、を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記半導体装置が、前記第1層及び/又は前記第2層及び/又は前記第3層上に堆積したゲートを含むこと、を特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第3層がナノ結晶又は単結晶又は多結晶であり、及び/又は前記第3層が10nmから5μmの結晶粒度を有すること、を特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第3層が、部分的にドープしていない及び/又は部分的に準金属的にドープした、又はn型ドープした、又は窒素でドープした、又はp型ドープした、又はホウ素でドープした、ダイヤモンドを含むこと、を特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 炭化物形成金属、炭化物/金属化合物、白金又は金のような特定のナノ粒子で一部改質したダイヤモンドを前記第3層に含ませて、特定の電気化学的反応/効果を促進する特定のドーピングプロファイルとすること、を特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第3層が、液体と部分的に接触するダイヤモンドを含むこと、を特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第3層と前記基板との間又は前記第3層と前記第1層との間に中間層を堆積すること、を特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第2層が5nmから25nmの厚さを有し、及び/又は、前記第2層のアルミニウム含有量が0%から40%であること、を特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第1層が500nmから2μmの厚さを有すること、を特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記第1層と前記第2層の間に、AlNを含有するスペーサ層を配置すること、を特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記半導体装置が少なくとも1つの不動態化領域を含むこと、を特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記不動態化領域が、多結晶ダイヤモンド、ナノ結晶ダイヤモンド、エポキシ薄膜、ポリイミド薄膜、ポリテトラフルオルエチレン(PTFE)を含む又はからなること、を特徴とする請求項15に記載の半導体装置。
- 前記バリア層の厚さが10nmから20μmであること、を特徴とする請求項3から16のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記半導体装置が電界効果トランジスタ、又は高電子移動性トランジスタ、又はイオン感応性電界効果トランジスタであること、を特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載の半導体装置。
- GaNを含む第1層と、AlGaNを含む第2層と、ダイヤモンドを含む第3層を相互に及び/又は基板上に堆積して配置することによって構造を製造する、請求項1から18のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
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