KR101343770B1 - 필드 플레이트 확장부를 가지는 ｆｅｔ를 사용하는 스위치모드 전력 증폭기 - Google Patents

필드 플레이트 확장부를 가지는 ｆｅｔ를 사용하는 스위치모드 전력 증폭기 Download PDF

Info

Publication number
KR101343770B1
KR101343770B1 KR1020077028563A KR20077028563A KR101343770B1 KR 101343770 B1 KR101343770 B1 KR 101343770B1 KR 1020077028563 A KR1020077028563 A KR 1020077028563A KR 20077028563 A KR20077028563 A KR 20077028563A KR 101343770 B1 KR101343770 B1 KR 101343770B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
dielectric
barrier layer
transistor
terminal
Prior art date
Application number
KR1020077028563A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080036002A (ko
Inventor
스콧 셰퍼드
Original Assignee
크리 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 크리 인코포레이티드 filed Critical 크리 인코포레이티드
Publication of KR20080036002A publication Critical patent/KR20080036002A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101343770B1 publication Critical patent/KR101343770B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
    • H01L29/7786—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT
    • H01L29/7787—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT with wide bandgap charge-carrier supplying layer, e.g. direct single heterostructure MODFET
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2176—Class E amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28264—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being a III-V compound
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003—Nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/26—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys
    • H01L29/267—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys in different semiconductor regions, e.g. heterojunctions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402—Field plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42364—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the insulating layer, e.g. thickness or uniformity
    • H01L29/42368—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the insulating layer, e.g. thickness or uniformity the thickness being non-uniform
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42372—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out
    • H01L29/42376—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out characterised by the length or the sectional shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51—Insulating materials associated therewith
    • H01L29/511—Insulating materials associated therewith with a compositional variation, e.g. multilayer structures
    • H01L29/513—Insulating materials associated therewith with a compositional variation, e.g. multilayer structures the variation being perpendicular to the channel plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51—Insulating materials associated therewith
    • H01L29/518—Insulating materials associated therewith the insulating material containing nitrogen, e.g. nitride, oxynitride, nitrogen-doped material

Abstract

스위치 모드 전력 증폭기와 스위치 모드 전력 증폭기용으로 특히 적합한 전계 효과 트랜지스터가 개시된다. 트랜지스터는 소오스 터미널, 드레인 터미널 및 그들 사이에 위치하고 유전체 물질 상에 위치하는 게이트 터미널을 가지는 화합물 고전자 이동성 트랜지스터(high electron mobility transistor; HEMT)가 바람직하다. 필드 플레이트는 유전체 물질로 이루어진 적어도 2 층들 상에서 게이트 터미널로부터 드레인으로 연장된다. 바람직하게는, 유전층들은 실리콘 산화물과 실리콘 질화물을 포함한다. 실리콘 산화층들 사이에 실리콘 질화층이 배치되도록 제 3 실리콘 산화물층이 제공될 수 있다. 식각 선택비는 게이트 터미널을 위한 리세스의 식각에 이용된다.
스위치 모드 전력 증폭기, 필드 플레이트, 고전자 이동성 트랜지스터(HEMT), 전계 효과 트랜지스터(FET)

Description

필드 플레이트 확장부를 가지는 ＦＥＴ를 사용하는 스위치 모드 전력 증폭기{Switch mode power amplifier using FET with field plate extension}
본 발명은 일반적으로 전력 증폭기들에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스위치-모드 전력 증폭기들 및 그 내부에서 유용한 트랜지스터들에 관한 것이다.
고주파 신호들의 고효율 전력 증폭을 요구하는 애플리케이션들에 사용되기 위하여 스위치 모드 전력 증폭기들에 많은 관심이 집중되어 왔다. 이러한 소자들의 어플리케이션들의 예들은 무선 통신 시스템들, 위성 통신 시스템들, 및 진보된 레이더 시스템들을 위한 전력 증폭기들을 포함한다. 특히, 고전력, 고주파 전력 증폭기들은 3G 및 4G PCS 시스템들, WiFi, WiMax 및 디지털 비디오 방송 시스템들과 같은 디지털 통신 시스템들에 필요하다. 고출력 전력을 요구하는 애플리케이션들에 있어서, 전력 증폭기는 시스템에 의하여 소비되는 전체 전력의 상당한 부분을 담당한다. 따라서, 통신 시스템에서 전력 증폭기 회로의 효율성을 최대화하는 것이 바람직하다.
동시 출원 계속중(co-pending)인 제11/132,619호(supra)는, 입력 신호의 신호 수준에 따라 온-상태(on state) 또는 오프-상태(off state) 중 어느 하나로 작동하도록 구성된 능동 소자 스위치 트랜지스터를 포함하는 단일 스테이지 스위치 모드 증폭기 회로를 개시한다. 상기 스위치 트랜지스터는, 부하 임피던스(impedance)에 좁은 대역폭의 출력 신호를 제공하기 위하여 상기 스위치 트랜지스터로부터의 신호 출력을 필터링하는 부하 네트워크와 연결된 출력을 가진다. 상기 부하 네트워크에 의하여 거부된 에너지는, 스위치 트랜지스터가 오프-상태에 있는 동안에 출력 신호의 구동을 계속하는 스위치 캐패시터에 저장된다. 소오스 전류 내의 순간적인 변화를 방지하는 드레인 인덕터를 통하여, 스위치 트랜지스터에 대한 드레인 전압이 제공된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 증폭기는 Class E 모드로 작동된다.
일부 실시예들에 있어서, 스위치 모드 증폭기 회로는 입력 정합 스테이지(input matching stage), 활성 스테이지 및 출력 정합 스테이지(output matching stage)를 포함한다. 상기 활성 스테이지는 스위치 캐패시터와 병렬인 능동 소자 스위치 트랜지스터를 포함한다. 상기 스위치 트랜지스터는 부하 네트워크 및 부하 임피던스와 연결된 출력을 포함한다. 부하 임피던스에 걸리는 전압을 포함하는 상기 소자의 출력은 출력 정합 스테이지에 제공되어, 활성 스테이지의 출력 임피던스가 상기 회로의 소정의 출력 임피던스로 변환된다. 다른 실시예들에 있어서, 다중 활성 트랜지스터 스테이지들 및 정합 네트워크들은 추가적인 증폭기 이득(예를 들어, 2-스테이지 증폭기들 등.)을 제공하기 위하여 사용될 수 있다.
스위치 트랜지스터는, 1.0 GHz를 초과하는 주파수들에서 작동되는 동안 높은 드레인 전압들 및/또는 높은 전류 수준들을 견딜 수 있는, 넓은 밴드갭 MESFET 트랜지스터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 스위치 트랜지스터는 갈륨 질화물(GaN)계 고전자 이동성 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT)를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 스위치 트랜지스터는 약 3.6 mm의 총 게이트 주변 영역(periphery)을 가지는 GaN계 HEMT를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 스위치 트랜지스터는 GaN MESFET를 포함한다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 스위치 트랜지스터는 SiC MESFET, SiC LDMOS, SiC 바이폴라 트랜지스터, 또는 GaN MOSFET 소자와 같은 다른 넓은 밴드갭 고주파 트랜지스터를 포함한다.
증폭기에서 전계 효과 트랜지스터들의 스위치 모드 작동은 고압축하에서 마이크로웨이브 주파수들에서 강한 동작을 요구한다. 실질적으로, 이는, 스위치 모드 동작에 필요한 고 입력 구동하에서 게이트로부터 소오스로 흐르는 매우 큰 순방향 전류 때문에 구현되기가 어렵다.
본 발명은 고압축하에서 더 강한 동작을 하는 스위치 모드 전력 증폭기에 사용될 수 있는 전계 효과 트랜지스터와 관련된다.
더욱 상세하게는, 상기 트랜지스터는, 고 입력 구동 하에서 게이트로부터 소오스로의 순방향 전도를 제한하고 고전압, 고온 동작 중에 게이트 누설을 억제하기 위한 게이트 유전체를 포함하는 고전자 이동성 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT)이다.
또한, 게이트 필드 플레이트 확장부(gate field plate extension)는, 추가적인 게이트 캐패시턴스 상에 충격을 최소로 하는 피크 전기장을 형상하도록 제공될 수 있다. 상기 필드 플레이트 하부에는 2 또는 그 이상의 유전층들이 배치될 수 있고, 게이트 캐패시턴스에의 충격을 최소화하기 위하여 더 두꺼운 유전체를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 태양에 있어서, 2 개의 다른 절연체들 사이의 식각 선택비는 게이트 전극을 제조하기 위하여 사용될 수 있다.
본 발명 및 그의 목적과 태양은 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명과 첨부된 청구항들에 의하여 더욱 명백하게 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스위치 모드 전력 증폭기의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스위치 모드 전력 증폭기의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 스위치 모드 전력 증폭기에 유용한 고전자 이동성 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT)의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 스위치 모드 전력 증폭기에 유용한 고전자 이동성 트랜지스터(HEMT)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 단일 스테이지 스위치 모드 전력 증폭기 회로 모델(10)이 도시되어 있다. 증폭기(10)는 온/오프 스위치로서 기능하는 넓은 밴드갭 트랜지스터를 포함하는 금속-절연체-반도체 트랜지스터(12)를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 반도체 본체로부터 게이트를 분리하는 절연체의 사용은 높은 스트레스 구동 하에서 게이트로부터 소오스로의 순방향 전도를 제 한한다. 트랜지스터(12)는 GaN HEMT를 포함한다. 또는, 트랜지스터(12)는 SiC MESFET, GaN MESFET, SiC LDMOS, SiC 바이폴라 트랜지스터 또는 GaN MOSHFET 소자와 같은 다른 넓은 밴드갭 고주파 트랜지스터를 포함할 수 있다.
입력 전압 신호(vi)는 트랜지스터(12)의 게이트에 인가되어 트랜지스터(12)의 상태를 제어한다. 입력 전압 신호(vi)는 트랜지스터(12)의 핀치 오프(pinch-off) 전압과 근사하게 바이어스된다. 트랜지스터(12)의 드레인은 출력 노드(S)에 커플링되고, 트랜지스터(12)의 소오스는 접지에 커플링된다. 공급 전압(VDD)은 인덕터(LDS)를 통하여 출력 노드(S)에 커플링된다. 출력 노드(S)에서의 전압은 인덕터(L0)와 캐패시터(C0)를 포함하는 직렬 공진 회로(14)에 인가된다. 일부 애플리케이션들에 있어서, 직렬 공진 회로(14)는 증폭기 회로(10)의 소정의 출력 주파수(f0)를 중심으로 좁은 범위의 주파수들을 통과하도록 동조되는 대역통과(bandpass) 회로일 수 있다. 레이더 애플리케이션들과 같은 다른 애플리케이션들에 있어서, 상기 직렬 공진 회로(14)는 더 넓은 범위의 주파수들을 통과시키도록 동조될 수 있다. 출력 주파수에서, 트랜지스터 출력은 R + jX에 등가인 부하로 나타나며, 여기에서 X는 출력측에서 나타나는 공진 회로의 리액턴스이다.
트랜지스터(12)가 온 상태(on state)가 되면(즉, 상기 트랜지스터가 포화됨), 소자는 접지에 대해 단락 회로(short circuit)로 기능하며, 노드(S)의 전압을 0으로 만든다. 이어서, 인덕터(LDS)를 통하는 전류는 선형적으로 증가한다. 상기 트랜지스터가 오프 상태(off state)가 되면, 인덕터(LDS)를 통하는 전류는 드레인-소오스간 캐패시턴스(CDS)로 흐르게 되고, 노드(S)에서의 전압이 최대값에 도달할 때까지 증가하며, 상기 최대값에서는 드레인-소오스간 캐패시턴스(CDS)가 부하로 역류하는 전류원이 되면서 노드(S)에서의 전압이 감소되기 시작한다. 상기 트랜지스터가 다시 온 상태가 되기 전에 정상상태(steady state)에서 노드(S)에서의 전압이 대략 0이 되도록, 공진 회로(14)가 동조된다.
공진 회로(14)는 이상적으로는 노드(S)에서의 전압의 기본 주파수(fundamental frequency)만을 통과시킨다. 입력 전압(vi)은 증폭된 출력 신호에 나타나는 변조된 주파수 또는 위상 정보를 반송할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 증폭기 회로(20)는 입력(10A)과 출력(10B)을 가지는 클래스 E 증폭기(10)를 포함할 수 있다. 입력 정합 네트워크(22)는 증폭기(10)의 입력(10A)에 커플링되고, 출력 정합 네트워크(24)는 증폭기(10)의 출력(10B)에 커플링된다. 입력 정합 네트워크(22)는 입력 신호(Vi)에 의한 임피던스를 증폭기(10)의 입력 임피던스에 정합시키고, 반면 출력 정합 네트워크(24)는 증폭기(10)의 출력 임피던스를 소정의 출력 임피던스, 예를 들어, 50 ohms으로 변환한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 2 개의 실시예인 전계 효과 트랜지스터들의 단면도가 도시되어 있다.
도 3에 있어서, 상기 트랜지스터는 특허출원 제11/132,619호(supra)에 개시 된 구조와 유사할 수 있는 구조를 포함한다. 예를 들어, 기판(30)은 실리콘 카바이드(silicon carbide)일 수 있고, 버퍼층 또는 핵생성층(32)은 AlGaN 또는 GaN일 수 있고, 채널층(34)은 InAlGaN, GaN 또는 AlGaN일 수 있고, 배리어층(36)은 III족의 질화물일 수 있다. 특허출원 제11/132,619호에 개시된 바와 같이, 기판(30) 상의 버퍼층(32)은 기판(30)과 소자의 나머지 부분 사이에 적절한 결정 변이를 제공한다. 버퍼층(32)은 하나 또는 그 이상의 InAlGaN 층들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 버퍼층(32)은 GaN, AlN 또는 AlGaN를 포함할 수 있다. 실리콘 카바이드는, III족의 질화물 소자들을 위한 매우 통상적인 기판 물질인 사파이어(Al2O3)에 비하여 III족의 질화물에 대한 더 근접한 결정격자 정합성을 가진다. 이러한 근접한 격자 정합은 사파이어 상에서 일반적으로 얻을 수 있는 것보다 더 높은 품질을 갖는 III족의 질화물 박막을 얻을 수 있다. 또한, 실리콘 카바이드는 매우 높은 열전도도를 가지므로, 실리콘 카바이드 상의 III족의 질화물 소자들의 총 출력 전력은, 일반적으로, 사파이어 상에 형성된 동일한 소자와 같이 기판의 열발산(thermal dissipation)에 의하여 제한되지 않는다. 또한, 준절연성(semi-insulating) 실리콘 카바이드 기판들의 유용성은 소자 분리와 감소된 기생 캐패시턴스를 제공할 수 있다. 예시적인 HEMT 구조들은 미국등록특허 제6,316,793호, 제6,586,781호, 제6,548,333호, 제5,192,987호, 및 제5,296,395호와 미국 특허공개공보 제2002/0167023호 및 제2003/0020092호에 개시되어 있으며, 이들 각각은 본 명세서에 그 전체가 개시된 바와 같이 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
준절연성 실리콘 카바이드가 바람직한 기판 물질이라고 하여도, 본 발명의 실시예들은 사파이어(sapphire), 알루미늄 질화물(aluminum nitride), 알루미늄 갈륨 질화물(aluminum gallium nitride), 갈륨 질화물, 실리콘, GaAs, LGO, ZnO, LAO, 및 InP 등과 같은 다른 적절한 기판을 사용할 수 있다. 또한, 상기 기판은 도전성, 준절연성 또는 높은 저항성일 수 있다. MMIC를 포함하는 실시예들에 있어서, 준절연성 또는 높은 저항성 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 일부 실시예들에 있어서, 적절한 버퍼층이 또한 형성될 수 있다.
배리어층(36) 상에 제1 유전층(38)이 제공되고, 제1 유전층(38) 상에 제2 유전층(40)이 제공된다. 콘택홀들이 제1 및 제2 유전층들(38, 40)을 통하여 식각되어 소오스 콘택(42) 및 드레인 콘택(44)이 형성된다. 게이트 유전층(38) 상에 형성된 게이트 콘택(46)을 형성하도록 유전체(40)만을 식각하는 식각액이 사용될 수 있다. 예를 들어, 유전층(38)은 실리콘 산화물일 수 있고, 유전층(40)은 실리콘 질화물일 수 있다. 또는, 상기 두 개의 유전층들은, 상기 두 층을 형성하기 위한 프로세스 내에서 다른 시간에 증착되거나 형성된 동일한 물질일 수 있다. 다른 공지된 배리어층 물질들이 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 일 태양에 있어서, 게이트 콘택(46)은 유전층(40) 상에서 상기 드레인을 향하여 연장될 수 있으며, 부재번호 46'으로 도시된 바와 같은 필드 플레이트 확장부(field plate extension)를 형성한다. 더 두꺼운 유전층 상에서 드레인을 향하는 게이트 전극의 상기 필드 플레이트 확장부는 증가된 게이트 캐패시턴스에 대한 충격을 최소로 하는 피크 전기장을 형상하도록 설계될 수 있다. 다른 애 플리케이션들에 대한 필드 플래이트의 사용은 공지되어 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계 효과 트랜지스터의 단면도를 도시한다. 여기에서 기판(30)과 층들(32, 34, 36)은 도 3에 도시된 바와 동일할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 있어서, 제3 유전층(48)과 함께 도 3에 도시된 층들(38, 40)을 포함하는 3 개의 유전층들이 적용된다. 여기에서, 게이트 콘택 개구부가 유전층들(38, 40)을 통하여 식각되고, 이어서 상기 제3 유전체가 게이트 개구부에 증착된다. 이어서, 적층된 유전체 상에 게이트 금속배선이 증착되어, 다른 구조들에 비하여 더 짧은 게이트 길이(LG)와 더 낮은 캐패시턴스를 가지는 게이트 전극(46)을 형성한다.
도 3과 도 4에 있어서, 유전체(38)는 d1 두께를 가지며, 유전체(40)는 d2 두께를 가지고, 유전체(48)는 d3 두께를 가진다. 상기 두께들(d1, d2, d3)은, VGD를 신뢰성있게 지지하고, 주파수 응답을 유지하고, Cgd and Cgs를 최소화하도록 최적화된다. 게이트 길이(LG)는 원하는 동작 주파수로 동조된다. 도 4에 있어서, 유전체들(38, 40)은 SiO2 및 SiN 또는 도 3과 동일한 물질일 수 있고, 유전체(48)는 SiO2일 수 있다. 가장 바람직하게는, 상부 및 저부의 유전체들은 중간 유전체에 비하여 높은 밴드갭을 가져야 한다.
스위치-모드 증폭기에서 이와 같은 소자의 신규한 사용은, 트랜지스터가 온 상태가 되는 일부 사이클 동안, 해로운 큰 순방향 게이트 전류를 피할 수 있기 때문에, 동작의 신뢰성을 제공할 수 있다.
미국공개특허 제2003/0020092A1호는 본 발명의 실시에 적용될 수 있는 금속 콘택들과 절연 게이트 구조들을 개시한다. 따라서, 본 발명이 특정한 실시예를 참조하여 개시되었다고 하여도, 개시 사항은 본 발명을 예시적으로 설명하기 위함이며, 본 발명을 제한하는 것으로서 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 기술 분야의 당업자에게는 첨부된 청구항들에 의하여 한정되는 본 발명의 실질적인 범위와 기술적 사상으로부터 벗어나지 않고 다양한 변형 및 응용들이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 트랜지스터는 게이트 유전체를 포함하는 고전자 이동성 트랜지스터(HEMT)를 사용하여, 고 입력 구동 하에서 게이트로부터 소오스로의 순방향 전도를 제한하고 고 전압, 고온 동작 중에 게이트 누설을 억제할 수 있다.
스위치-모드 증폭기에서 이와 같은 소자의 신규한 사용은, 트랜지스터가 온 상태가 되는 일부 사이클 동안, 해로운 큰 순방향 게이트 전류를 피할 수 있기 때문에, 동작의 신뢰성을 제공할 수 있다.

Claims (24)

  1. a) 고전자 이동성(high electron mobility) 전계 효과 트랜지스터 - 상기 고전자 이동성 전계 효과 트랜지스터는 화합물 반도체 채널층 및 상기 화합물 반도체 채널층 상의 배리어층을 포함하고 소오스 터미널, 드레인 터미널 및 게이트 콘택을 포함하며, 유전체가 상기 게이트 콘택과 상기 배리어층을 분리하고, 상기 유전체는 상기 배리어층 상의 실리콘 산화물의 제1 유전층, 상기 제1 유전층 상의 실리콘 질화물의 제2 유전층 및 상기 제2 유전층 상의 실리콘 산화물의 제3 유전층을 포함하고, 상기 게이트 콘택은 상기 제3 유전층 상에 있고, 상기 게이트 콘택은 상기 제1 및 제2 유전층을 통해 상기 배리어층을 향해 연장되고, 상기 게이트 콘택은 상기 제3 유전층에 의해 상기 제1 및 제2 유전층과 상기 배리어층으로부터 분리됨 - ;
    b) 제어 터미널에 커플링된 신호 입력 터미널;
    c) 상기 드레인 터미널에 도전성으로 커플링된 전력 터미널;
    d) 상기 소오스 터미널에 커플링된 접지 터미널;
    e) 상기 드레인 터미널을 출력 터미널에 커플링시키는 공진 회로; 및
    f) 상기 출력 터미널을 상기 접지 터미널에 커플링시키는 저항을 포함하며,
    입력 신호는 상기 트랜지스터의 통전을 제어하고,
    전원으로부터 상기 드레인 터미널로 흐르는 전류가 증가되어 상기 트랜지스터가 통전되는 경우에는 상기 드레인 터미널은 접지에 커플링되며,
    상기 트랜지스터가 오프되는 경우, 상기 전원으로부터의 전류는 상기 트랜지스터의 내부 캐패시턴스 내로 흘러 상기 드레인 터미널의 전압을 최대값까지 상승시킨 후 감소하게 하며,
    상기 드레인 터미널의 전압은 상기 공진 회로를 통하여 상기 출력 터미널에 커플링되는 고주파 애플리케이션을 위한 스위치 모드 전력 증폭기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 콘택으로부터 상기 드레인 터미널로 향하는 필드 플레이트 확장부(field plate extension)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전력 증폭기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 고전자 이동성 트랜지스터(high electron mobility transistor, HEMT)를 포함하고, 상기 반도체 물질은 화합물 반도체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전력 증폭기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반도체 물질은 실리콘 카바이드(silicon carbide) 및 주기율표의 III족의 질화물들로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전력 증폭기.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 트랜지스터는,
    화합물 반도체 기판;
    상기 기판 상에 형성된 버퍼층;
    상기 버퍼층 상에 형성된 채널층; 및
    상기 채널층 상에 형성된 배리어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전력 증폭기.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘 카바이드를 포함하고, 상기 버퍼층, 채널층 및 배리어층은 III족의 질화물 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전력 증폭기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 카바이드를 포함하고,
    상기 버퍼층은 InAlGaN, GaN, AlGaN 또는 AlN을 포함하고,
    상기 채널층은 InGaN, InAlGaN, GaN 또는 AlGaN을 포함하며,
    상기 배리어층은 제1 III족의 질화물(first group III nitride)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 모드 전력 증폭기.
  14. 스위치 모드 전력 증폭기에 사용되기 위한 전계 효과 트랜지스터로서,
    a) 화합물 반도체 기판;
    b) 상기 기판 상에 형성된 버퍼층;
    c) 상기 버퍼층 상에 형성된 채널층;
    d) 상기 채널층 상에 형성된 배리어층;
    e) 상기 배리어층 상의 적어도 2 개의 유전층들;
    f) 상기 2 개의 유전층들을 통하여 연장되고, 상기 배리어층을 연결하는 소오스 및 드레인 전극들; 및
    g) 상기 소오스와 드레인 전극들 사이의 유전체 물질 상에 위치하는 게이트 전극을 포함하고,
    상기 게이트 전극은 상기 적어도 2 개의 유전층들 중 적어도 하나에 의해 상기 배리어층으로부터 분리되고,
    상기 적어도 2 개의 유전층들은 상기 배리어층 상의 실리콘 산화물의 제1 유전층, 상기 제1 유전층 상의 실리콘 질화물의 제2 유전층 및 상기 제2 유전층 상의 실리콘 산화물의 제3 유전층을 포함하고,
    상기 게이트 전극은 상기 제3 유전층 상에 있고, 상기 게이트 전극은 상기 제1 및 제2 유전층을 통해 상기 배리어층을 향해 연장되고, 상기 게이트 전극은 상기 제3 유전층에 의해 상기 제1 및 제2 유전층과 상기 배리어층으로부터 분리되는,
    전계 효과 트랜지스터.
  15. 제 14 항에 있어서,
    h) 상기 적어도 2 개의 유전층들 상에서 상기 게이트 전극으로부터 상기 드레인 터미널로 향하는 필드 플레이트 확장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 트랜지스터.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 스위치 모드 전력 증폭기는 제 1 항에 기재된 상기 스위치 모드 전력 증폭기이고,
    상기 반도체 물질은 실리콘 카바이드 및 주기율표의 III족의 질화물들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전계 효과 트랜지스터.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 스위치 모드 전력 증폭기는 제 1 항에 기재된 상기 스위치 모드 전력 증폭기이고,
    상기 기판은 실리콘 카바이드를 포함하고,
    상기 버퍼층, 채널층 및 배리어층은 III족의 질화물 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 트랜지스터.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 카바이드를 포함하고,
    상기 버퍼층은 InAlGaN, GaN, AlGaN 또는 AlN을 포함하고,
    상기 채널층은 InGaN, InAlGaN, GaN 또는 AlGaN을 포함하고,
    상기 배리어층은 제1 III족의 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 트랜지스터.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 반도체 물질은 실리콘 카바이드 및 주기율표의 III족의 질화물들로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 전계 효과 트랜지스터.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 카바이드를 포함하고,
    상기 버퍼층, 채널층 및 배리어층은 III족의 질화물 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 트랜지스터.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 카바이드를 포함하고,
    상기 버퍼층은 InAlGaN, GaN, AlGaN 또는 AlN을 포함하고,
    상기 채널층은 InGaN, InAlGaN, GaN 또는 AlGaN을 포함하고,
    상기 배리어층은 제1 III족의 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 효과 트랜지스터.
  24. 삭제
KR1020077028563A 2005-07-21 2007-12-06 필드 플레이트 확장부를 가지는 ｆｅｔ를 사용하는 스위치모드 전력 증폭기 KR101343770B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/187,171 US7548112B2 (en) 2005-07-21 2005-07-21 Switch mode power amplifier using MIS-HEMT with field plate extension
US11/187,171 2005-07-21
PCT/US2006/028370 WO2007014036A2 (en) 2005-07-21 2006-07-19 Switch mode power amplifier using fet with field plate extension

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080036002A KR20080036002A (ko) 2008-04-24
KR101343770B1 true KR101343770B1 (ko) 2013-12-19

Family

ID=37678265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077028563A KR101343770B1 (ko) 2005-07-21 2007-12-06 필드 플레이트 확장부를 가지는 ｆｅｔ를 사용하는 스위치모드 전력 증폭기

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7548112B2 (ko)
EP (1) EP1905096B1 (ko)
JP (1) JP2009514267A (ko)
KR (1) KR101343770B1 (ko)
CA (1) CA2611066C (ko)
TW (1) TWI416865B (ko)
WO (1) WO2007014036A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10134854B2 (en) 2016-02-12 2018-11-20 Electronics And Telecommunications Research Institute High electron mobility transistor and fabrication method thereof
US10608102B2 (en) 2017-09-29 2020-03-31 Electronics And Telecommunications Research Institute Semiconductor device having a drain electrode contacting an epi material inside a through-hole and method of manufacturing the same

Families Citing this family (130)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7898047B2 (en) * 2003-03-03 2011-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated nitride and silicon carbide-based devices and methods of fabricating integrated nitride-based devices
US7112860B2 (en) * 2003-03-03 2006-09-26 Cree, Inc. Integrated nitride-based acoustic wave devices and methods of fabricating integrated nitride-based acoustic wave devices
EP1969635B1 (en) * 2005-12-02 2017-07-19 Infineon Technologies Americas Corp. Gallium nitride material devices and associated methods
US7728402B2 (en) 2006-08-01 2010-06-01 Cree, Inc. Semiconductor devices including schottky diodes with controlled breakdown
US8432012B2 (en) 2006-08-01 2013-04-30 Cree, Inc. Semiconductor devices including schottky diodes having overlapping doped regions and methods of fabricating same
CN101501859B (zh) 2006-08-17 2011-05-25 克里公司 高功率绝缘栅双极晶体管
US7973304B2 (en) * 2007-02-06 2011-07-05 International Rectifier Corporation III-nitride semiconductor device
US8835987B2 (en) 2007-02-27 2014-09-16 Cree, Inc. Insulated gate bipolar transistors including current suppressing layers
US7875537B2 (en) * 2007-08-29 2011-01-25 Cree, Inc. High temperature ion implantation of nitride based HEMTs
EP2887402B1 (en) * 2007-09-12 2019-06-12 Transphorm Inc. III-nitride bidirectional switches
US20090072269A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-19 Chang Soo Suh Gallium nitride diodes and integrated components
US7915643B2 (en) * 2007-09-17 2011-03-29 Transphorm Inc. Enhancement mode gallium nitride power devices
US7800132B2 (en) * 2007-10-25 2010-09-21 Northrop Grumman Systems Corporation High electron mobility transistor semiconductor device having field mitigating plate and fabrication method thereof
EP2058993B1 (en) * 2007-11-12 2010-04-07 Lucent Technologies Inc. Radio frequency transmitter
US8431962B2 (en) * 2007-12-07 2013-04-30 Northrop Grumman Systems Corporation Composite passivation process for nitride FET
US7632726B2 (en) * 2007-12-07 2009-12-15 Northrop Grumman Space & Mission Systems Corp. Method for fabricating a nitride FET including passivation layers
US7750370B2 (en) * 2007-12-20 2010-07-06 Northrop Grumman Space & Mission Systems Corp. High electron mobility transistor having self-aligned miniature field mitigating plate on a protective dielectric layer
US7965126B2 (en) 2008-02-12 2011-06-21 Transphorm Inc. Bridge circuits and their components
US8519438B2 (en) 2008-04-23 2013-08-27 Transphorm Inc. Enhancement mode III-N HEMTs
US8232558B2 (en) 2008-05-21 2012-07-31 Cree, Inc. Junction barrier Schottky diodes with current surge capability
US8289065B2 (en) 2008-09-23 2012-10-16 Transphorm Inc. Inductive load power switching circuits
US7898004B2 (en) * 2008-12-10 2011-03-01 Transphorm Inc. Semiconductor heterostructure diodes
US7884394B2 (en) * 2009-02-09 2011-02-08 Transphorm Inc. III-nitride devices and circuits
US8754496B2 (en) * 2009-04-14 2014-06-17 Triquint Semiconductor, Inc. Field effect transistor having a plurality of field plates
US8008977B2 (en) * 2009-04-14 2011-08-30 Triquint Semiconductor, Inc. Field-plated transistor including feedback resistor
US8294507B2 (en) 2009-05-08 2012-10-23 Cree, Inc. Wide bandgap bipolar turn-off thyristor having non-negative temperature coefficient and related control circuits
US8742459B2 (en) 2009-05-14 2014-06-03 Transphorm Inc. High voltage III-nitride semiconductor devices
US8629509B2 (en) 2009-06-02 2014-01-14 Cree, Inc. High voltage insulated gate bipolar transistors with minority carrier diverter
US8193848B2 (en) 2009-06-02 2012-06-05 Cree, Inc. Power switching devices having controllable surge current capabilities
US8541787B2 (en) 2009-07-15 2013-09-24 Cree, Inc. High breakdown voltage wide band-gap MOS-gated bipolar junction transistors with avalanche capability
US8390000B2 (en) 2009-08-28 2013-03-05 Transphorm Inc. Semiconductor devices with field plates
US8354690B2 (en) 2009-08-31 2013-01-15 Cree, Inc. Solid-state pinch off thyristor circuits
US9312343B2 (en) * 2009-10-13 2016-04-12 Cree, Inc. Transistors with semiconductor interconnection layers and semiconductor channel layers of different semiconductor materials
US8138529B2 (en) 2009-11-02 2012-03-20 Transphorm Inc. Package configurations for low EMI circuits
JP5625336B2 (ja) * 2009-11-30 2014-11-19 サンケン電気株式会社 半導体装置
US8389977B2 (en) * 2009-12-10 2013-03-05 Transphorm Inc. Reverse side engineered III-nitride devices
KR101226955B1 (ko) 2009-12-11 2013-01-28 한국전자통신연구원 전계 효과 트랜지스터의 제조방법
JP2011135357A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Toyohashi Univ Of Technology スイッチング回路、分布定数型のスイッチング回路、及び包絡線信号増幅器
US8816497B2 (en) 2010-01-08 2014-08-26 Transphorm Inc. Electronic devices and components for high efficiency power circuits
US8624662B2 (en) 2010-02-05 2014-01-07 Transphorm Inc. Semiconductor electronic components and circuits
US8563372B2 (en) * 2010-02-11 2013-10-22 Cree, Inc. Methods of forming contact structures including alternating metal and silicon layers and related devices
US9548206B2 (en) 2010-02-11 2017-01-17 Cree, Inc. Ohmic contact structure for group III nitride semiconductor device having improved surface morphology and well-defined edge features
US9214352B2 (en) 2010-02-11 2015-12-15 Cree, Inc. Ohmic contact to semiconductor device
US9117739B2 (en) 2010-03-08 2015-08-25 Cree, Inc. Semiconductor devices with heterojunction barrier regions and methods of fabricating same
US8415671B2 (en) 2010-04-16 2013-04-09 Cree, Inc. Wide band-gap MOSFETs having a heterojunction under gate trenches thereof and related methods of forming such devices
US8829999B2 (en) 2010-05-20 2014-09-09 Cree, Inc. Low noise amplifiers including group III nitride based high electron mobility transistors
US8357571B2 (en) * 2010-09-10 2013-01-22 Cree, Inc. Methods of forming semiconductor contacts
US8742460B2 (en) 2010-12-15 2014-06-03 Transphorm Inc. Transistors with isolation regions
KR101775560B1 (ko) 2010-12-17 2017-09-07 한국전자통신연구원 전계효과 트랜지스터 및 그 제조 방법
US8643062B2 (en) 2011-02-02 2014-02-04 Transphorm Inc. III-N device structures and methods
US8786327B2 (en) 2011-02-28 2014-07-22 Transphorm Inc. Electronic components with reactive filters
US8716141B2 (en) 2011-03-04 2014-05-06 Transphorm Inc. Electrode configurations for semiconductor devices
US8772842B2 (en) 2011-03-04 2014-07-08 Transphorm, Inc. Semiconductor diodes with low reverse bias currents
JP5638426B2 (ja) * 2011-03-07 2014-12-10 三菱電機株式会社 多段増幅器
US9029945B2 (en) 2011-05-06 2015-05-12 Cree, Inc. Field effect transistor devices with low source resistance
US9142662B2 (en) 2011-05-06 2015-09-22 Cree, Inc. Field effect transistor devices with low source resistance
US9673283B2 (en) 2011-05-06 2017-06-06 Cree, Inc. Power module for supporting high current densities
US8470652B1 (en) 2011-05-11 2013-06-25 Hrl Laboratories, Llc Monolithic integration of group III nitride enhancement layers
US8476979B1 (en) 2011-07-07 2013-07-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration High-efficiency power module
US8901604B2 (en) 2011-09-06 2014-12-02 Transphorm Inc. Semiconductor devices with guard rings
US8618582B2 (en) 2011-09-11 2013-12-31 Cree, Inc. Edge termination structure employing recesses for edge termination elements
US9373617B2 (en) 2011-09-11 2016-06-21 Cree, Inc. High current, low switching loss SiC power module
US9640617B2 (en) 2011-09-11 2017-05-02 Cree, Inc. High performance power module
US8664665B2 (en) 2011-09-11 2014-03-04 Cree, Inc. Schottky diode employing recesses for elements of junction barrier array
US8680587B2 (en) 2011-09-11 2014-03-25 Cree, Inc. Schottky diode
US9257547B2 (en) 2011-09-13 2016-02-09 Transphorm Inc. III-N device structures having a non-insulating substrate
JP2013074069A (ja) 2011-09-27 2013-04-22 Fujitsu Ltd 半導体装置及び半導体装置の製造方法
US8598937B2 (en) 2011-10-07 2013-12-03 Transphorm Inc. High power semiconductor electronic components with increased reliability
US9209176B2 (en) 2011-12-07 2015-12-08 Transphorm Inc. Semiconductor modules and methods of forming the same
US9165766B2 (en) 2012-02-03 2015-10-20 Transphorm Inc. Buffer layer structures suited for III-nitride devices with foreign substrates
US8648643B2 (en) 2012-02-24 2014-02-11 Transphorm Inc. Semiconductor power modules and devices
US9093366B2 (en) 2012-04-09 2015-07-28 Transphorm Inc. N-polar III-nitride transistors
US9184275B2 (en) 2012-06-27 2015-11-10 Transphorm Inc. Semiconductor devices with integrated hole collectors
US8803246B2 (en) 2012-07-16 2014-08-12 Transphorm Inc. Semiconductor electronic components with integrated current limiters
US20140035588A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Schlumberger Technology Corporation Borehole particle accelerator
US9392681B2 (en) 2012-08-03 2016-07-12 Schlumberger Technology Corporation Borehole power amplifier
JP6085442B2 (ja) 2012-09-28 2017-02-22 トランスフォーム・ジャパン株式会社 化合物半導体装置及びその製造方法
KR101923972B1 (ko) 2012-12-18 2018-11-30 한국전자통신연구원 트랜지스터 및 그 제조 방법
JP6522521B2 (ja) 2013-02-15 2019-05-29 トランスフォーム インコーポレーテッド 半導体デバイスの電極及びその製造方法
US8969927B2 (en) 2013-03-13 2015-03-03 Cree, Inc. Gate contact for a semiconductor device and methods of fabrication thereof
US9343561B2 (en) 2013-03-13 2016-05-17 Cree, Inc. Semiconductor device with self-aligned ohmic contacts
US9087718B2 (en) 2013-03-13 2015-07-21 Transphorm Inc. Enhancement-mode III-nitride devices
US9006791B2 (en) * 2013-03-15 2015-04-14 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy III-nitride P-channel field effect transistor with hole carriers in the channel
US9245993B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Transphorm Inc. Carbon doping semiconductor devices
US9059076B2 (en) 2013-04-01 2015-06-16 Transphorm Inc. Gate drivers for circuits based on semiconductor devices
CN105103423B (zh) * 2013-04-09 2019-03-08 奥的斯电梯公司 采用氮化镓开关的驱动单元的架构
US9755059B2 (en) 2013-06-09 2017-09-05 Cree, Inc. Cascode structures with GaN cap layers
US9537425B2 (en) 2013-07-09 2017-01-03 Transphorm Inc. Multilevel inverters and their components
WO2015009514A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 Transphorm Inc. Iii-nitride transistor including a p-type depleting layer
US9130026B2 (en) * 2013-09-03 2015-09-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Crystalline layer for passivation of III-N surface
JP2015056457A (ja) * 2013-09-10 2015-03-23 株式会社東芝 半導体装置
CN104810264B (zh) * 2014-01-26 2017-12-01 国家电网公司 一种基于ONO结构的SiC终端结构制备方法
US9565642B2 (en) * 2014-04-11 2017-02-07 Cree, Inc. GaN amplifier for WiFi applications
US9425301B2 (en) 2014-04-30 2016-08-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Sidewall passivation for HEMT devices
KR102135163B1 (ko) 2014-06-26 2020-07-20 한국전자통신연구원 반도체 소자 및 그 제작 방법
US9543940B2 (en) 2014-07-03 2017-01-10 Transphorm Inc. Switching circuits having ferrite beads
US9590494B1 (en) 2014-07-17 2017-03-07 Transphorm Inc. Bridgeless power factor correction circuits
US9318593B2 (en) 2014-07-21 2016-04-19 Transphorm Inc. Forming enhancement mode III-nitride devices
US9536966B2 (en) 2014-12-16 2017-01-03 Transphorm Inc. Gate structures for III-N devices
US9536967B2 (en) 2014-12-16 2017-01-03 Transphorm Inc. Recessed ohmic contacts in a III-N device
WO2016149146A1 (en) 2015-03-13 2016-09-22 Transphorm, Inc. Paralleling of switching devices for high power circuits
US9871067B2 (en) * 2015-11-17 2018-01-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Infrared image sensor component
WO2017123999A1 (en) 2016-01-15 2017-07-20 Transphorm Inc. Enhancement mode iii-nitride devices having an al(1-x)sixo gate insulator
CN105895705B (zh) * 2016-05-27 2018-11-27 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种射频ldmos的“γ”型栅结构及其制备方法
TWI813243B (zh) 2016-05-31 2023-08-21 美商創世舫科技有限公司 包含漸變空乏層的三族氮化物裝置
US10319648B2 (en) 2017-04-17 2019-06-11 Transphorm Inc. Conditions for burn-in of high power semiconductors
JP2017208556A (ja) * 2017-06-27 2017-11-24 株式会社東芝 半導体装置
US10777638B1 (en) * 2018-01-04 2020-09-15 Synopsys, Inc. Constricted junctionless FinFET/nanowire/nanosheet device having cascode portion
CN109534278B (zh) * 2018-11-01 2020-12-15 中国科学院半导体研究所 声学滤波器与hemt异构集成的结构及其制备方法
US10923585B2 (en) 2019-06-13 2021-02-16 Cree, Inc. High electron mobility transistors having improved contact spacing and/or improved contact vias
US10971612B2 (en) 2019-06-13 2021-04-06 Cree, Inc. High electron mobility transistors and power amplifiers including said transistors having improved performance and reliability
US11356070B2 (en) 2020-06-01 2022-06-07 Wolfspeed, Inc. RF amplifiers having shielded transmission line structures
US11837457B2 (en) 2020-09-11 2023-12-05 Wolfspeed, Inc. Packaging for RF transistor amplifiers
US11670605B2 (en) 2020-04-03 2023-06-06 Wolfspeed, Inc. RF amplifier devices including interconnect structures and methods of manufacturing
US20210313293A1 (en) 2020-04-03 2021-10-07 Cree, Inc. Rf amplifier devices and methods of manufacturing
US11769768B2 (en) 2020-06-01 2023-09-26 Wolfspeed, Inc. Methods for pillar connection on frontside and passive device integration on backside of die
US11228287B2 (en) 2020-06-17 2022-01-18 Cree, Inc. Multi-stage decoupling networks integrated with on-package impedance matching networks for RF power amplifiers
US11533025B2 (en) 2020-06-18 2022-12-20 Wolfspeed, Inc. Integrated doherty amplifier with added isolation between the carrier and the peaking transistors
US11581859B2 (en) 2020-06-26 2023-02-14 Wolfspeed, Inc. Radio frequency (RF) transistor amplifier packages with improved isolation and lead configurations
US11887945B2 (en) 2020-09-30 2024-01-30 Wolfspeed, Inc. Semiconductor device with isolation and/or protection structures
US20220139852A1 (en) 2020-10-30 2022-05-05 Cree, Inc. Transistor packages with improved die attach
US20220157671A1 (en) 2020-11-13 2022-05-19 Cree, Inc. Packaged rf power device with pcb routing
US20220376085A1 (en) 2021-05-20 2022-11-24 Cree, Inc. Methods of manufacturing high electron mobility transistors having improved performance
US11842937B2 (en) 2021-07-30 2023-12-12 Wolfspeed, Inc. Encapsulation stack for improved humidity performance and related fabrication methods
US20230075505A1 (en) 2021-09-03 2023-03-09 Wolfspeed, Inc. Metal pillar connection topologies for heterogeneous packaging
US20230078017A1 (en) 2021-09-16 2023-03-16 Wolfspeed, Inc. Semiconductor device incorporating a substrate recess
TWI799127B (zh) * 2022-02-09 2023-04-11 新唐科技股份有限公司 高電子遷移率半導體結構和高電子遷移率半導體裝置
US20240105824A1 (en) 2022-09-23 2024-03-28 Wolfspeed, Inc. Barrier Structure for Sub-100 Nanometer Gate Length Devices
US20240106397A1 (en) 2022-09-23 2024-03-28 Wolfspeed, Inc. Transistor amplifier with pcb routing and surface mounted transistor die
US20240105823A1 (en) 2022-09-23 2024-03-28 Wolfspeed, Inc. Barrier Structure for Dispersion Reduction in Transistor Devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003504906A (ja) 1999-07-01 2003-02-04 イノベイティブ・テクノロジー・ライセンシング・エルエルシー 集積型の同調可能で高能率な電力増幅器
US20040137673A1 (en) 2003-01-09 2004-07-15 Matthias Passlack Enhancement mode metal-oxide-semiconductor field effect transistor and method for forming the same
US20050051796A1 (en) * 2003-09-09 2005-03-10 Cree, Inc. Wide bandgap transistor devices with field plates

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04207803A (ja) * 1990-11-30 1992-07-29 Toshiba Corp 増幅器
US5187580A (en) * 1991-02-04 1993-02-16 Advanced Energy Industries, Inc. High power switch-mode radio frequency amplifier method and apparatus
US5939941A (en) * 1997-09-25 1999-08-17 Motorola, Inc. High efficiency power amplifier using HITFET driver circuit
US6549071B1 (en) * 2000-09-12 2003-04-15 Silicon Laboratories, Inc. Power amplifier circuitry and method using an inductance coupled to power amplifier switching devices
EP1344315B1 (en) * 2000-10-10 2008-03-26 California Institute Of Technology Class e/f switching power amplifiers
AU2002357640A1 (en) * 2001-07-24 2003-04-22 Cree, Inc. Insulting gate algan/gan hemt
TW563293B (en) * 2002-04-29 2003-11-21 Ok-Sang Jin Signal amplifying method, signal amplifier and devices related therewith
JP3499235B1 (ja) * 2002-08-28 2004-02-23 株式会社フライングモール スイッチング回路及びディジタル電力増幅器
JP4385205B2 (ja) * 2002-12-16 2009-12-16 日本電気株式会社 電界効果トランジスタ
US7126426B2 (en) * 2003-09-09 2006-10-24 Cree, Inc. Cascode amplifier structures including wide bandgap field effect transistor with field plates
TWI258798B (en) * 2003-12-05 2006-07-21 Int Rectifier Corp III-nitride device passivation and method
KR100546692B1 (ko) * 2004-05-03 2006-01-26 동부아남반도체 주식회사 플래시 메모리 소자의 제조 방법
US7236053B2 (en) * 2004-12-31 2007-06-26 Cree, Inc. High efficiency switch-mode power amplifier
EP1843390B1 (en) * 2005-01-25 2011-11-09 Fujitsu Limited Semiconductor device provided with mis structure and method for manufacturing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003504906A (ja) 1999-07-01 2003-02-04 イノベイティブ・テクノロジー・ライセンシング・エルエルシー 集積型の同調可能で高能率な電力増幅器
US20040137673A1 (en) 2003-01-09 2004-07-15 Matthias Passlack Enhancement mode metal-oxide-semiconductor field effect transistor and method for forming the same
US20050051796A1 (en) * 2003-09-09 2005-03-10 Cree, Inc. Wide bandgap transistor devices with field plates

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10134854B2 (en) 2016-02-12 2018-11-20 Electronics And Telecommunications Research Institute High electron mobility transistor and fabrication method thereof
US10608102B2 (en) 2017-09-29 2020-03-31 Electronics And Telecommunications Research Institute Semiconductor device having a drain electrode contacting an epi material inside a through-hole and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
TWI416865B (zh) 2013-11-21
WO2007014036A2 (en) 2007-02-01
US7548112B2 (en) 2009-06-16
CA2611066A1 (en) 2007-02-01
EP1905096A2 (en) 2008-04-02
CA2611066C (en) 2016-08-30
US20090237160A1 (en) 2009-09-24
US7875914B2 (en) 2011-01-25
WO2007014036A3 (en) 2009-04-02
EP1905096A4 (en) 2009-10-21
EP1905096B1 (en) 2018-02-28
US20070018210A1 (en) 2007-01-25
TW200713800A (en) 2007-04-01
KR20080036002A (ko) 2008-04-24
JP2009514267A (ja) 2009-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101343770B1 (ko) 필드 플레이트 확장부를 가지는 ｆｅｔ를 사용하는 스위치모드 전력 증폭기
KR101269301B1 (ko) 고효율의 스위치 모드 전력 증폭기
US7388236B2 (en) High efficiency and/or high power density wide bandgap transistors
US8829999B2 (en) Low noise amplifiers including group III nitride based high electron mobility transistors
US7126426B2 (en) Cascode amplifier structures including wide bandgap field effect transistor with field plates
KR101011591B1 (ko) 다수의 전압 제어 커패시터를 갖는 반도체 장치 및 회로
US11749726B2 (en) Field effect transistor with source-connected field plate
US20220376105A1 (en) Field effect transistor with selective channel layer doping
Chen et al. Dual-gate AlGaN/GaN modulation-doped field-effect transistors with cut-off frequencies f T> 60 GHz
US9083291B2 (en) Low voltage high efficiency gallium arsenide power amplifier
Koudymov et al. Monolithically integrated high-power broad-band RF switch based on III-N insulated gate transistors
Yang et al. High-power operation of III-N MOSHFET RF switches
US7795672B2 (en) Profiled gate field effect transistor with enhanced high harmonic gain
KR20240005063A (ko) 소스 접속된 필드 플레이트를 갖는 전계 효과 트랜지스터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161123

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171117

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181115

Year of fee payment: 6