JP6372172B2 - 化合物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1は、第1の実施形態に係る化合物半導体装置の構成を示す断面図である。
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、GaN系HEMTの一例である。図3(a)は、第2の実施形態に係る化合物半導体装置の構造を示す断面図である。
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、GaN系HEMTの一例である。図5は、第3の実施形態に係る化合物半導体装置の構造を示す断面図である。
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、GaN系HEMTの一例である。図7は、第4の実施形態に係る化合物半導体装置の構造を示す断面図である。
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、GaN系HEMTの一例である。図9は、第5の実施形態に係る化合物半導体装置の構造を示す断面図である。
次に、第6の実施形態について説明する。第6の実施形態は、GaN系HEMTの一例である。図11は、第6の実施形態に係る化合物半導体装置の構造を示す断面図である。
次に、第7の実施形態について説明する。第7の実施形態は、GaN系HEMTの一例である。図13は、第7の実施形態に係る化合物半導体装置の構造を示す断面図である。
第8の実施形態は、GaN系HEMTのディスクリートパッケージに関する。図15は、第8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9の実施形態について説明する。第9の実施形態は、GaN系HEMTを備えたPFC(Power Factor Correction)回路に関する。図16は、第9の実施形態に係るPFC回路を示す結線図である。
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、GaN系HEMTを備えた電源装置に関する。図17は、第10の実施形態に係る電源装置を示す結線図である。
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、GaN系HEMTを備えた増幅器に関する。図18は、第11の実施形態に係る増幅器を示す結線図である。
チャネル層と、
前記チャネル層の上方のキャリア供給層と、
前記キャリア供給層の上方のゲート電極と、
前記キャリア供給層との間で前記チャネル層を挟む第1の部分を含むソース電極及び前記キャリア供給層との間で前記チャネル層を挟む第2の部分を含むドレイン電極と、
を有し、
前記キャリア供給層のバンドギャップは前記チャネル層のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする化合物半導体装置。
前記チャネル層の前記ソース電極が接する領域及び前記ドレイン電極が接する領域に不純物が導入されていることを特徴とする付記1に記載の化合物半導体装置。
前記不純物はSiであることを特徴とする付記2に記載の化合物半導体装置。
前記ソース電極は、前記キャリア供給層の上方の第3の部分を含み、
前記ドレイン電極は、前記キャリア供給層の上方の第4の部分を含むことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の化合物半導体装置。
前記第1の部分と前記第3の部分とが、前記チャネル層及び前記キャリア供給層を貫通する第1の孔を通じて電気的に接続されており、
前記第2の部分と前記第4の部分とが、前記チャネル層及び前記キャリア供給層を貫通する第2の孔を通じて電気的に接続されていることを特徴とする付記4に記載の化合物半導体装置。
付記1乃至5のいずれか1項に記載の化合物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5のいずれか1項に記載の化合物半導体装置を有することを特徴とする増幅器。
基板の上方にチャネル層を形成する工程と、
前記チャネル層の上方にキャリア供給層を形成する工程と、
前記キャリア供給層の上方にゲート電極を形成する工程と、
前記キャリア供給層との間で前記チャネル層を挟む第1の部分を含むソース電極及び前記キャリア供給層との間で前記チャネル層を挟む第2の部分を含むドレイン電極を形成する工程と、
を有し、
前記キャリア供給層のバンドギャップは前記チャネル層のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
前記チャネル層の前記ソース電極が接する領域及び前記ドレイン電極が接する領域に不純物を導入する工程を有することを特徴とする付記8に記載の化合物半導体装置の製造方法。
前記不純物はSiであることを特徴とする付記9に記載の化合物半導体装置の製造方法。
前記チャネル層を形成する工程の前に、
前記基板上にバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上にバリア層を形成する工程と、
を有し、
前記チャネル層を前記バリア層上に形成し、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成する工程は、
前記基板、前記バッファ層及び前記バリア層に開口部を形成して前記チャネル層の一部を露出する工程と、
前記開口部内に金属膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする付記8乃至10のいずれか1項に記載の化合物半導体装置の製造方法。
前記ソース電極は、前記キャリア供給層の上方の第3の部分を含み、
前記ドレイン電極は、前記キャリア供給層の上方の第4の部分を含むことを特徴とする付記8乃至11のいずれか1項に記載の化合物半導体装置の製造方法。
前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成する工程は、
前記チャネル層及び前記キャリア供給層を貫通し、前記第3の部分まで達する第1の孔及び前記チャネル層及び前記キャリア供給層を貫通し、前記第4の部分まで達する第2の孔を形成する工程と、
前記第1の孔を通じて前記第3の部分に電気的に接続されるように前記第1の部分を形成し、前記第2の孔を通じて前記第4の部分に電気的に接続されるように前記第2の部分を形成する工程と、
を有することを特徴とする付記12に記載の化合物半導体装置の製造方法。
102、202、502:チャネル層
104、204:キャリア供給層
105s、205s、305s、405s、505s:ソース電極
105d、205d、305d、405d、505d:ドレイン電極
105g、205g:ゲート電極
507:バッファ層
508:バリア層
631s、631d、731s、731d:不純物導入領域
Claims (9)
- チャネル層と、
前記チャネル層の上方のキャリア供給層と、
前記キャリア供給層の上方のゲート電極と、
前記キャリア供給層との間で前記チャネル層を挟む第1の部分及び前記キャリア供給層の上方に前記第1の部分と電気的に接続された第2の部分を含むソース電極と、
前記キャリア供給層との間で前記チャネル層を挟む第3の部分及び前記キャリア供給層の上方に前記第3の部分と電気的に接続された第4の部分を含むドレイン電極と、
を有し、
前記第1の部分と前記第2の部分とが、前記チャネル層及び前記キャリア供給層を貫通する第1の孔を通じて電気的に接続されており、
前記第3の部分と前記第4の部分とが、前記チャネル層及び前記キャリア供給層を貫通する第2の孔を通じて電気的に接続されており、
前記第1の孔は、平面視で、前記ソース電極下において前記ソース電極の両縁のうち前記ゲート電極から遠い方の縁に偏倚して形成されており、
前記第2の孔は、平面視で、前記ドレイン電極下において前記ドレイン電極の両縁のうち前記ゲート電極から遠い方の縁に偏倚して形成されており、
前記キャリア供給層のバンドギャップは前記チャネル層のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする化合物半導体装置。 - 前記チャネル層の前記ソース電極が接する領域及び前記ドレイン電極が接する領域に不純物が導入されていることを特徴とする請求項1に記載の化合物半導体装置。
- 前記不純物はSiであることを特徴とする請求項2に記載の化合物半導体装置。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の化合物半導体装置を有することを特徴とする電源装置。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の化合物半導体装置を有することを特徴とする増幅器。
- 基板の上方にチャネル層を形成する工程と、
前記チャネル層の上方にキャリア供給層を形成する工程と、
前記キャリア供給層の上方にゲート電極を形成する工程と、
前記キャリア供給層との間で前記チャネル層を挟む第1の部分及び前記キャリア供給層の上方に前記第1の部分と電気的に接続された第2の部分を含むソース電極及び前記キャリア供給層との間で前記チャネル層を挟む第3の部分及び前記キャリア供給層の上方に前記第3の部分と電気的に接続された第4の部分を含むドレイン電極を形成する工程と、
を有し、
前記第1の部分と前記第2の部分とが、前記チャネル層及び前記キャリア供給層を貫通する第1の孔を通じて電気的に接続され、
前記第3の部分と前記第4の部分とが、前記チャネル層及び前記キャリア供給層を貫通する第2の孔を通じて電気的に接続され、
前記第1の孔は、平面視で、前記ソース電極下において前記ソース電極の両縁のうち前記ゲート電極から遠い方の縁に偏倚して形成され、
前記第2の孔は、平面視で、前記ドレイン電極下において前記ドレイン電極の両縁のうち前記ゲート電極から遠い方の縁に偏倚して形成され、
前記キャリア供給層のバンドギャップは前記チャネル層のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。 - 前記チャネル層の前記ソース電極が接する領域及び前記ドレイン電極が接する領域に不純物を導入する工程を有することを特徴とする請求項6に記載の化合物半導体装置の製造方法。
- 前記不純物はSiであることを特徴とする請求項7に記載の化合物半導体装置の製造方法。
- 前記チャネル層を形成する工程の前に、
前記基板上にバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上にバリア層を形成する工程と、
を有し、
前記チャネル層を前記バリア層上に形成し、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成する工程は、
前記基板、前記バッファ層及び前記バリア層に開口部を形成して前記チャネル層の一部を露出する工程と、
前記開口部内に金属膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の化合物半導体装置の製造方法。
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