KR101285598B1 - 질화물계 이종접합 반도체 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
질화물계 이종접합 반도체 소자 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자는 기판 상에 형성된 GaN층, GaN층 상에 형성된 Al 도핑된 GaN층, Al 도핑된 GaN층 상에 형성된 AlGaN층, AlGaN층 상에 형성된 소스 전극, 게이트 전극 및 드레인 전극, AlGaN층 상에 형성되고 게이트 전극과 접촉하여 형성된 제1 필드 플레이트 및 AlGaN층 상에 형성되고 제1 필드 플레이트와 제1 공간만큼 이격된 제2 필드 플레이트를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 게이트 전극에 인가되는 전계를 분산시킬 수 있는 구조를 갖는 질화물계 이종접합 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보통신산업이 급격히 발달함에 따라 개인 이동통신, 광대역 통신, 군사용 레이저 등 무선통신 기술의 수요가 점차 확대되고 있다. 그에 따라 고도의 정보 처리 기술이 가능한 고출력/고주파 소자의 필요성이 증가하고 있다. 이러한 전력증폭기에 사용하는 갈륨나이트라이드(GaN) 물질은 기존의 Si 및 GaAs 물질보다 큰 에너지 밴드갭과 높은 열전도도 등의 특징을 갖는 것으로, 고출력/고주파 소자에 적합하다.
AlGaN/GaN 이종접합 전계효과 트랜지스터(Heterostructure Field Effect Transistor)와 같은 반도체 소자는 접합 계면에서 밴드 불연속(band discountinuity)이 크기 때문에 계면에 높은 농도의 전자가 유기될 수 있어 전자 이동도를 높일 수 있다. 그러나, AlGaN/GaN 이종접합 트랜지스터는 AlGaN층의 표면 상태가 불안정하기 때문에 게이트 전극에 강한 전계가 인가될 경우, AlGaN층에서 약한 부분이 파괴되어 높은 역방향 항복 전압을 얻기 어렵다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, AlGaN층 상에 제1 필드 플레이트 및 제2 필드 플레이트를 형성함으로써, 게이트 전극에 인가된 전계를 분산시켜 항복 전압을 높일 수 있는 질화물계 이종접합 반도체 소자 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자는 기판 상에 형성된 GaN층, 상기 GaN층 상에 형성된 Al 도핑된 GaN층, 상기 Al 도핑된 GaN층 상에 형성된 AlGaN층, 상기 AlGaN층 상에 형성된 소스 전극, 게이트 전극 및 드레인 전극, 상기 AlGaN층 상에 형성되고, 상기 게이트 전극과 접촉하여 형성된 제1 필드 플레이트 및 상기 AlGaN층 상에 형성되고, 상기 제1 필드 플레이트와 제1 공간만큼 이격된 제2 필드 플레이트를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자는 기판 상에 형성된 GaN층, 상기 GaN층 상에 형성된 Al 도핑된 GaN층, 상기 Al 도핑된 GaN층 상에 형성된 AlGaN층, 상기 AlGaN층 상에 형성된 쇼트키 전극 및 오믹 전극, 상기 AlGaN층 상에 형성되고, 상기 쇼트키 전극과 접촉하여 형성된 제1 필드 플레이트 및 상기 AlGaN층 상에 형성되고, 상기 제1 필드 플레이트와 제1 공간만큼 이격된 제2 필드 플레이트를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자 및 그 제조 방법은 제1 필드 플레이트 및 제2 필드 플레이트를 형성함으로써, 게이트 전극 또는 쇼트키 전극에 인가된 전계를 분산시켜 항복 전압을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화물계의 이종접합 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화물계의 이종접합 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서, 층이 다른 층 또는 기판 "상에" 또는 "위에" 위치하는 것으로 기재된 경우, 이 기재는 상기 다른 층 또는 기판의 바로 위에 위치할 수 있거나, 중간에 삽입되는 층들이 존재할 수도 있음을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시된 반도체 소자(100)는 노멀리 오프(normally off) 타입의 질화물계 이종접합 전계효과 트랜지스터로, 기판(110), 버퍼층(120), GaN층(130), Al 도핑된 GaN층(140), AlGaN층(150), 소스 전극(171), 게이트 전극(172), 드레인 전극(173), 제1 필드 플레이트(181) 및 제2 필드 플레이트(182)를 포함한다.
버퍼층(120)은 기판(110) 상에 형성된다. 기판(110)은 대표적으로 사파이어 기판일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, SiC 또는 질화물 기판 등의 질화물 성장용 기판일 수 있다. 버퍼층(120)은 통상의 버퍼층으로 사용되는 저온성장 AlN 또는 GaN계 질화물층일 수 있다.
GaN층(130)은 버퍼층(120) 상에 형성된다. GaN층(130)은 반절연 GaN층 또는 고저항 GaN층이 될 수 있다. GaN층(130)은 저온 성장된 후, 고온 성장된 GaN층일 수 있다. 이 경우, 저온 성장과 고온 성장은 연속적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, GaN층(130)은 높은 저항성을 확보하기 위하여 800~950℃의 온도에서 1차 성장한 후, 단결정 성장 온도인 1000~1100℃로 상승시켜 2차 성장시킨 것일 수 있다.
Al 도핑된 GaN층(140)은 GaN층(130) 상에 형성된다. Al 도핑된 GaN층(140)은 결정성을 향상시키고, 트랜지스터의 전기적 특성을 개선시키는 층이 될 수 있다. Al 도핑된 GaN층(140)은 도핑된 Al에 의해 결합으로 존재하는 갈륨 공공(Ga vacancy)을 패시베이션시킴으로써, 2차원 또는 3차원 전위로서의 성장이 억제되어 우수한 결정성을 가질 수 있다. 따라서, 반절연 또는 고저항 GaN층(130)으로부터의 낮은 결정성을 차단시키고 우수한 결정이 성장될 수 있도록 한다. 여기서 Al의 도핑량은 1% 함량을 초과하지 않으며, 충분한 결정성 향상 효과를 위하여 바람직하게는 Al 함량이 0.1~1%, 보다 바람직하게는, 0.3~0.6%, 가장 바람직하게는 약 0.45%가 되는 범위에서 도핑될 수 있다.
Al 도핑된 GaN층(140)은 0.1~1㎛의 두께를 가질 수 있다. 이는 Al 도핑된 GaN층(140)이 0.1㎛ 미만의 두께를 가질 경우, 충분한 성장이 이루어지지 않아 결정성 향상의 효과를 기대하기 어려우며, 1㎛를 초과하는 두께를 가질 경우, 그 결정성 향상 효과가 거의 포화된 상태에서 소자 크기의 증가를 가져올 수 있기 때문이다.
AlGaN층(150)은 Al 도핑된 GaN층(140) 상에 형성된다. AlGaN층(150)과 Al 도핑된 GaN층(140)의 계면에는 전도대의 불연속성으로 인해 2차원 DEG(2-Dimension Electron Gas)층이 형성된다.
AlGaN층(150) 상에는 소스 전극(171), 게이트 전극(172) 및 드레인 전극(173)이 형성된다. 또한, AlGaN층(150) 상에는 제1 필드 플레이트(181) 및 제2 필드 플레이트(182)가 형성된다.
AlGaN층(150)은 게이트 전극(172)이 형성된 위치에 식각 영역(161)을 포함한다. 이 식각 영역(161)과 게이트 전극(172) 사이에는 게이트 절연층(160)이 형성될 수 있다.
제1 필드 플레이트(181)는 게이트 전극(172)와 드레인 전극(173) 사이에 형성되며, 게이트 전극(172)과 접촉하여 형성된다.
제2 필드 플레이트(182)는 제1 필드 플레이트(181)와 드레인 전극(173) 사이에 형성되며, 제1 필드 플레이트(181)와 제1 공간(S)만큼 이격될 수 있다.
제1 필드 플레이트(181)를 일부 확대한 도면을 참조하면, p타입 AlGaN층(181a) 및 p타입 GaN층(181b)이 교대로 적층된 초격자 구조를 가질 수 있다. 제2 필드 플레이트(183) 역시 제1 필드 플레이트(181)와 마찬가지로 p타입 AlGaN층 및 p타입 GaN층이 교대로 적층된 초격자 구조를 가질 수 있다.
제1 필드 플레이트(181), 제1 공간(S) 및 제2 필드 플레이트(182)는 게이트 전극(172)에 인가된 전계를 분산시켜, 게이트 전극(172)에 전계가 집중되는 것을 방지한다. 다시 말해, 제1 필드 플레이트(181), 제1 공간(S) 및 제2 필드 플레이트(182)의 세 영역을 통해 게이트 전극(172)의 모서리에 집중되는 전계가 분산될 수 있다. 따라서, 트랜지스터 동작시 누설 전류를 감소시키고, 항복 전압을 증가시킬 수 있다.
패시베이션층(190)은 AlGaN층(150) 상에 형성되고, 소스 전극(171), 게이트 전극(172) 및 드레인 전극(173)을 노출시킨다.
도 1에서는 노멀리 오프 타입의 질화물계 이종접합 전계효과 트랜지스터의 구조를 설명하였으나, 노멀리 온 타입의 질화물계 이종접합 전계 효과 트랜지스터에도 제1 필드 플레이트 및 제2 필드 플레이트를 포함시켜 게이트 전극에 인가되는 전계를 분산시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2에 도시된 반도체 소자(200)는 질화물계 이종접합 쇼트키 다이오드로, 기판(210), 버퍼층(220), GaN층(230), Al 도핑된 GaN층(240), AlGaN층(250), 제1 필드 플레이트(261), 제2 필드 플레이트(262), 쇼트키 전극(271), 오믹 전극(272) 및 패시베이션층(280)을 포함한다.
도 2에서 기판(210), 버퍼층(220), GaN층(230), Al 도핑된 GaN층(240)의 구성들은 도 1에 도시된 동일한 구성들과 구조적으로 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
버퍼층(220)은 기판(210) 상에 저온 성장된 AlN 또는 GaN계 질화물층일 수 있다.
GaN층(230)은 버퍼층(220) 상에 형성되고, 반절연성을 갖는 고저항 GaN층이 될 수 있다.
Al 도핑된 GaN층(240)은 GaN층(230) 상에 형성된다.
AlGaN층(250)은 Al 도핑된 GaN층(240) 상에 형성된다. AlGaN층(250)과 Al 도핑된 GaN층(240)의 계면에는 전도대의 불연속성으로 인해 2차원 전자가스 채널(2 Dimensional Electron Gas, 2 DEG)이 형성된다.
제1 필드 플레이트(261)은 AlGaN층(250) 상에 형성된다. 제2 필드 플레이트(261)는 AlGaN층(250) 상에 형성되고, 제1 필드 플레이트(261)와 제1 공간(S)만큼 이격된다.
쇼트키 전극(271) 및 오믹 전극(272)은 AlGaN층(250) 상에 형성된다. 특히, 쇼트키 전극(271)은 AlGaN층(250) 상에서도 제1 필드 플레이트(261)와 접촉하여 형성될 수 있다.
패시베이션층(280)은 AlGaN층(250), 제1 필드 플레이트(261) 및 제2 필드 플레이트(262), 쇼트키 전극(271) 및 오믹 전극(272)에 걸쳐 형성되며, 쇼트키 전극(271) 및 오믹 전극(272)을 일부 노출시킨다. 패시베이션층(280)은 알루미늄 산화물(Al2O3), 실리콘 질화물(SiNX), 실리콘 산화물(SiOX) 등과 같은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
도 2에서 제1 필드 플레이트(261), 제1 공간(S) 및 제2 필드 플레이트(262)는 쇼트키 전극(671)에 인가된 전계를 분산시켜 누설 전류를 감소시키고, 항복 전압을 증가시킨다. 트랜지스터가 단순히 게이트 전극에 접촉된 하나의 필드 플레이트만을 포함하는 기존의 기술들에 비해서, 도 2에 도시된 트랜지스터(200)는 제1 필드 플레이트(261) 외에 제2 필드 플레이트(262)를 통해 전계 분산 효과를 향상시킬 수 있으며, 또한, 제1 필드 플레이트(261)과 제2 필드 플레이트(262) 사이의 제1 공간(S)을 통해서도 전계가 분산될 수 있다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 질화물계 이종접합 반도체 소자의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 기판(310) 상에 버퍼층(320), GaN층(330), Al 도핑된 GaN층(340) 및 AlGaN층(350)을 차례로 형성하는 과정을 나타낸다.
버퍼층(320)은 사파이어 기판, SiC 기판 또는 질화물 기판 등과 같은 질화물 성장용 기판(310) 상에 AlN 또는 GaN계 질화물층을 500~550℃에서 저온 성장시킴으로써 형성될 수 있다.
버퍼층(320) 상에 그레인 사이즈를 조절하여 깊은 트랩(deep trap) 준위로 작용하는 갈륨 공공을 형성하여 반절연성을 갖는 고저항 GaN층(330)을 형성한다. 특히, 고저항 GaN층(330)을 형성하는 경우에는, Fe, C, Mg, Zn을 도핑할 수 있다. GaN층(330)을 형성하는 과정에서, 그레인 사이즈를 작게 형성할 경우, GaN층(330)은 109Ω/m2 이상의 저항값을 가질 수 있다. 이는 GaN층(330) 내에 에지 결함(edge dislocation)이 많기 때문이다.
GaN층(330) 상에 Al 도핑된 GaN층(340)을 형성한다. Al 도핑된 GaN층(340)은 결정성을 향상시키고, 쇼트키 다이오드의 전기적 특성을 개선시키는 층이 될 수 있다. Al 도핑된 GaN층(340) 형성시, Al의 도핑량은 0.1~1% 범위의 함량을 가질 수 있다.
Al 도핑된 GaN층(340) 상에 AlGaN층(350)을 형성한다.
도 4는 AlGaN층(350) 상에 절연층(360)을 증착하고, 절연층(360) 상에 제1 관통홀(361) 및, 제1 관통홀(361)과 제1 공간만큼 이격된 제2 관통홀(362)을 형성하는 과정을 나타낸다.
도 4를 참조하면, AlGaN층(350) 상부 전면에 SiO2 물질을 이용하여 절연층(360)을 증착하고, 제1 필드 플레이트를 형성하기 위한 영역을 식각하여 제1 관통홀(361)을 형성하고, 이 제1 관통홀(361)과 제1 공간만큼 이격된 영역을 식각하여 제2 필드 플레이트를 형성하기 위한 제2 관통홀(362)을 형성한다. 이 제1 관통홀(361) 및 제2 관통홀(362)을 통해 AlGaN층(350)이 노출될 수 있다.
도 5는 제1 필드 플레이트(371) 및 제2 필드 플레이트(372)를 형성하는 과정을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 제1 관통홀(361) 및 제2 관통홀(362)을 통해 노출된 AlGaN층(350) 상에 p타입 AlGaN층 및 p타입 GaN층을 교대로 재성장시켜 초격자 구조를 갖는 제1 필드 플레이트(371) 및 제2 필드 플레이트(372)를 형성할 수 있다.
제1 필드 플레이트(371) 및 제2 필드 플레이트(372)가 재성장에 의해 형성됨에 따라, 그 결정성이 향상될 수 있다. 또한, 제1 필드 플레이트(371) 및 제2 필드 플레이트(372)를 형성하는 과정에서 식각 공정을 이용하지 않으므로, 식각 과정에서 발생할 수 있는 표면 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 표면 손상에 의해 야기될 수 있는 누설 전류를 감소시킬 수 있다. 즉, 제1 필드 플레이트(371) 및 제2 필드 플레이트(372)의 재성장으로 인해, AlGaN층(350) 상에서 해당 영역의 표면은 안정한 상태를 유지할 수 있다.
도 6은 AlGaN층(350) 상에서 절연층(360)을 제거하는 과정을 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이, 절연층(360)을 식각하여 AlGaN층(350)을 노출시킨다. 이에 따라, AlGaN층(350) 상에는 제1 필드 플레이트(371) 및 제2 필드 플레이트(372)만 남게 된다. 이때, 제1 필드 플레이트(371) 및 제2 필드 플레이트(372)는 제1 공간(S)만큼 이격될 수 있다.
도 7은 AlGaN층(350)에 식각 영역(351)을 형성하고, 식각 영역(351) 내에 게이트 절연층(481)을 형성하는 과정을 나타낸다. 식각 영역(351)은 AlGaN층(350)에서 게이트 전극이 형성될 영역에 형성될 수 있다. 게이트 전극과 제1 필드 플레이트(371)가 접촉하는 구조를 가질 수 있도록 식각 영역(351)의 일 측벽이 제1 필드 플레이트(371)의 일 측면과 수직선 상에 위치하도록 식각 영역(351)을 형성할 수 있다.
식각 영역(351)을 형성한 후에, 식각 영역(351)에 SiO2 물질을 증착하여 게이트 절연층(381)을 형성할 수 있다.
도 8은 AlGaN층(350) 상에 소스 전극(382), 게이트 전극(383) 및 드레인 전극(384)을 형성하는 과정을 나타낸다. 금속 물질을 증착하여 소스 전극(382), 게이트 전극(383) 및 드레인 전극(384)을 형성하는데, 이 과정에서 제1 필드 플레이트(371) 및 제2 필드 플레이트(372)와 이격되도록 소스 전극(382) 및 드레인 전극(383)을 형성하고, 제1 필드 플레이트(371)와 접촉하도록 게이트 전극(383)을 형성할 수 있다. 제2 필드 플레이트(372)는 제1 필드 플레이트(371)와 드레인 전극(384) 사이에 위치될 수 있다.
제1 필드 플레이트(371), 제1 공간(S) 및 제2 필드 플레이트(372)를 통해 게이트 전극(383)의 모서리 부분에 집중되는 전계가 분산됨에 따라 에벌런치 효과가 감소되어 항복 전압이 증가될 수 있다.
이 과정에서, AlGaN층(350) 상부 전체에 걸쳐 패시베이션층(390)을 형성하고, 소스 전극(382), 게이트 전극(383) 및 드레인 전극(384)를 일부 노출시킨다.
도 3 내지 도 8에서는 질화물계 이종접합 전계효과 트랜지스터의 제조 방법을 설명하였으나, 질화물계 이종접합 쇼트키 다이오드도 유사한 방법으로 제조할 수 있다. 특히, AlGaN층 상에 재성장을 이용하여 제1 필드 플레이트 및 제2 필드 플레이트를 형성하는 공정을 포함할 수 있으며, 제1 필드 플레이트와 쇼트키 전극이 접촉되도록 구현할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200: 질화물계 이종접합 반도체 소자
110, 210, 310: 기판
120, 220, 320: 버퍼층
130, 230, 330: GaN층
140, 240, 340: Al 도핑된 GaN층
150, 250, 350: AlGaN층
181, 261, 371: 제1 필드 플레이트
182, 262, 372: 제2 필드 플레이트
110, 210, 310: 기판
120, 220, 320: 버퍼층
130, 230, 330: GaN층
140, 240, 340: Al 도핑된 GaN층
150, 250, 350: AlGaN층
181, 261, 371: 제1 필드 플레이트
182, 262, 372: 제2 필드 플레이트
Claims (14)
- 기판 상에 형성된 GaN층;
상기 GaN층 상에 형성된 Al 도핑된 GaN층;
상기 Al 도핑된 GaN층 상에 형성된 AlGaN층;
상기 AlGaN층 상에 형성된 소스 전극, 게이트 전극 및 드레인 전극;
상기 AlGaN층 상에 형성되고, 상기 게이트 전극과 접촉하여 형성된 제1 필드 플레이트; 및
상기 AlGaN층 상에 형성되고, 상기 제1 필드 플레이트와 제1 공간만큼 이격된 제2 필드 플레이트
를 포함하고,
상기 GaN층은, 반절연성을 갖는 고저항 GaN층인 질화물계 이종접합 반도체 소자.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 필드 플레이트 및 상기 제2 필드 플레이트는,
p타입 AlGaN층 및 p타입 GaN층이 교대로 적층된 초격자 구조를 갖는 질화물계 이종접합 반도체 소자.
- 제1항에 있어서,
상기 AlGaN층은,
상기 게이트 전극이 형성된 위치에 식각 영역을 포함하는 질화물계 이종접합 반도체 소자.
- 제3항에 있어서,
상기 식각 영역과 상기 게이트 전극 사이에 형성된 게이트 절연층
을 더 포함하는 질화물계 이종접합 반도체 소자.
- 제1항에 있어서,
상기 AlGaN층 상에 형성되고, 상기 소스 전극, 상기 게이트 전극 및 상기 드레인 전극을 노출시키는 패시베이션층
을 더 포함하는 질화물계 이종접합 반도체 소자.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 필드 플레이트는,
상기 AlGaN층과 상기 게이트 전극 사이에 형성되고,
상기 제2 필드 플레이트는,
상기 제1 필드 플레이트와 상기 드레인 전극 사이에 형성된 질화물계 이종접합 반도체 소자.
- 기판 상에 형성된 GaN층;
상기 GaN층 상에 형성된 Al 도핑된 GaN층;
상기 Al 도핑된 GaN층 상에 형성된 AlGaN층;
상기 AlGaN층 상에 형성된 쇼트키 전극 및 오믹 전극;
상기 AlGaN층 상에 형성되고, 상기 쇼트키 전극과 접촉하여 형성된 제1 필드 플레이트; 및
상기 AlGaN층 상에 형성되고, 상기 제1 필드 플레이트와 제1 공간만큼 이격된 제2 필드 플레이트
를 포함하고,
상기 GaN층은, 반절연성을 갖는 고저항 GaN층인 질화물계 이종접합 반도체 소자.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 필드 플레이트 및 상기 제2 필드 플레이트는,
p타입 AlGaN층 및 p타입 GaN층이 교대로 적층된 초격자 구조를 갖는 질화물계 이종접합 반도체 소자.
- 기판 상에 GaN층, Al 도핑된 GaN층, AlGaN층을 차례로 형성하는 단계;
상기 AlGaN층 상에 절연층을 증착하는 단계;
상기 AlGaN층이 노출되도록 상기 절연층 상에 제1 관통홀 및, 상기 제1 관통홀과 제1 공간만큼 이격된 제2 관통홀을 형성하는 단계;
상기 제1 관통홀 및 제2 관통홀을 통해 노출된 상기 AlGaN층 상에 제1 필드 플레이트 및 제2 필드 플레이트를 형성하는 단계;
상기 AlGaN층 상에서 상기 절연층을 제거하는 단계; 및
상기 AlGaN층 상에 상기 제1 필드 플레이트 및 상기 제2 필드 플레이트와 이격되도록 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 제1 필드 플레이트와 접촉하도록 게이트 전극을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 GaN층은, 반절연성을 갖는 고저항 GaN층인 질화물계 이종접합 반도체 소자의 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 필드 플레이트 및 상기 제2 필드 플레이트를 형성하는 단계는,
상기 AlGaN층 상에 재성장을 통해 p타입 AlGaN층 및 p타입 GaN층이 교대로 적층된 초격자 구조를 형성하는 질화물계 이종접합 반도체 소자의 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 소스 전극, 상기 드레인 전극 및 상기 게이트 전극을 형성하기 전에, 상기 AlGaN층 상에 식각 영역을 형성하는 단계; 및
상기 식각 영역 내에 게이트 절연층을 형성하는 단계
를 더 포함하는 질화물계 이종접합 반도체 소자의 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 AlGaN층 상에 상기 소스 전극, 상기 게이트 전극 및 상기 드레인 전극을 노출시키는 패시베이션층을 형성하는 단계
를 더 포함하는 질화물계 이종접합 반도체 소자의 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 제1 관통홀 및, 상기 제1 관통홀과 제1 공간만큼 이격된 제2 관통홀을 형성하는 단계는,
상기 AlGaN층에서 상기 게이트 전극이 형성될 영역 상에 상기 제1 관통홀을 형성하고, 상기 제1 관통홀 및 상기 드레인 전극이 형성될 영역 사이에 제2 관통홀을 형성하는 질화물계 이종접합 반도체 소자의 제조 방법.
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