KR20070012852A - 필드판이 소스에 접속된 광대역 고전자 이동도 트랜지스터 - Google Patents

필드판이 소스에 접속된 광대역 고전자 이동도 트랜지스터 Download PDF

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Abstract

HEMT는 기판 상에 형성되는 복수 개의 액티브 반도체층을 구비한다. 소스 전극, 드레인 전극 및 게이트는 복수 개의 액티브 반도체층과 전기 접촉하도록 형성된다. 상기 복수 개의 액티브 반도체층의 표면 중 적어도 일부에는 스페이서층이 형성되어 게이트를 덮는다. 스페이서층 상에는 필드판이 형성되어 소스 전극에 전기적으로 접속되며, 필드판은 HEMT에서 피크 동작 전계를 감소시킨다.

Description

필드판이 소스에 접속된 광대역 고전자 이동도 트랜지스터{WIDE BANDGAP HEMTS WITH SOURCE CONNECTED FIELD PLATES}
본 발명은 트랜지스터, 특히 필드판을 이용하는 트랜지스터에 관한 것이다.
AlGaN/GaN 반도체 재료의 제조에 있어서의 개선은 고주파수, 고온 및 고전력 용례에 대해서 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT) 등의 AlGaN/GaN의 개발 증진에 일조하였다. AlGaN/GaN은 광대역, 높은 피크 및 포화 전자 속도값을 갖는다[B. Gelmont, K. Kim 및 M. Shur, Monte Carlo Simulation of Electron Transport in Gallium Mitride, J.Appl.Phys. 74, (1993), pp. 1818-1821]. AlGaN/GaN HEMT는 또한 1013cm-2를 초과하는 2DEG 시트 밀도와 상대적으로 높은 전자 이동도(최대 2019 cm2/Vs)를 가질 수 있다[R. Gaska, 등, Electron Transport in AlGaN/GaN Heterostructures Grown on 6H-SiC substrates, Appl.Phys.Lett. 72, (1998), pp. 707-709]. 이들 특성은 AlGaN/GaN HEMT가 RF, 마이크로파 및 밀리미터파 주파수에서 매우 높은 전압 및 높은 전력 동작을 제공하게 한다.
AlGaN/GaN HEMT는 사파이어 기판 상에서 성장되고 4.6 W/mm의 전력 밀도와 7.6 W의 총전력을 나타내었다[Y.F. Wu 등, GaN계 FETs for Microwave power Amplification, IEICE Trans. Electron. E-82-C, (1999). pp. 1895-1905]. 보다 최근에, SiC 상에서 성장된 AlGaN/GaN HEMT는 8 GHz에서 9.8 W/mm의 전력 밀도[Y.F. Wu, 등, Very-High Power Density AlGaN/GaN HEMTs, IEEE Trans. Electron. Dev. 48, (2001), pp. 586-590]와 9GHz에서 22.9 W의 총 출력 전력[M. Micovic, 등, AlGaN/GaN Heterojunction Field Effect Transistors Grown by Nitrogen Plasma Assisted Molecular Beam Epitaxy, IEEE Trans. Electron. Dev.48, (2001), pp. 591-596]을 나타내었다.
Khan 등에게 허여된 미국 특허 제5,192,987호는 버퍼 및 기판 상에서 성장되는 GaN/AlGaN계 HEMT를 개시하고 있다. 다른 AlGaN/GaN HEMT와 전계 트랜지스터(FET)는 Gaska 등의 High-Temperature Performance of AlGaN/GaN HFET's on SiC Substrates, IEEE Electron Device Letters, 18, (1997), pp. 492-492와; Pin 등의 DC and Microwave Performance of High Current AlGaN heterostructure Field Effect Transistors Grown on P-type Sic Substrates, IEEE Electron Devices Letters 19, (1998), pp. 54-56에 설명되어 있다. 이들 소자 중 일부는 67 GHz 만큼 높은 게인 밴드폭 제품(fT)[K. Chu 등, WOCSEMMAD, Monterey, CA(1998년 2월)]과 10 GHz에서 최대 2.84 W/mm의 높은 전력 밀도[G. Sullivan 등, High Power 10-GHz Operation of AlGaN HFET's in Insulating Sic, IEEE Electron Device Letters 19, (1998), pp. 198-200; 및 Wu 등, High-Content AlGaN/GaN MODFETs for Ultrahigh Performance, IEEE Electron Device Letters 19, (1998), pp. 50-53]을 나타낸다.
전자 트래핑 및 그 결과로서 생기는 DC와 RF 특성간의 차이는 이들 소자의 성능에 있어서 제한 인자가 된다. 10 GHz에서 10 W/mm을 초과하는 전력 밀도를 갖는 고성능 소자에서 생기는 이러한 트래핑 문제를 경감시키기 위하여 질화규소(SiN) 패시베이션을 성공적으로 채택하였다. 예컨대, 본 명세서에 전체가 참조로 통합되는 미국 특허 제6,586,781호는 GaN계 트랜지스터에서 트래핑 효과를 경감시키는 방법 및 구조를 개시하고 있다. 그러나, 이들 구조에 존재하는 높은 전계로 인해 전하 트래핑이 여전히 논쟁이 되고 있다.
필드판은 마이크로파 주파수에서 GaN계 HEMT의 성능을 높이기 위하여 이용되어 왔다[ S Kamalkar 및 U.K. Mishra, Very High Voltage AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistors Using a Field Plate Deposited on a Stepped Insulator, Solid State Electronics 45, (2001), pp. 1645-1662 참조]. 그러나, 이들 방안은 트랜지스터의 게이트에 접속되고 채널의 드레인측 상부에 있는 필드판을 포함하고 있다. 이로 인해, FP와 드레인 간의 정전용량이 커지고, 게이트에 접속된 필드판은 추가적인 Cgd(gate-to-drain capacitance)를 소자에 추가시킨다. 이것은 게인(gain)을 감소시킬 뿐만 아니라 입력-출력의 절연이 열악하여 생기는 불안전성을 유발시킨다.
본 발명은 소스 전극에 접속되는 필드판을 트랜지스터에 제공하는데, 본 발명을 이용하는 통상적인 트랜지스터는 HEMT이다. 본 발명에 따른 일실시예는 기판 상에 형성되는 복수 개의 액티브 반도체층을 포함하는데, 상기 복수 개의 액티브 반도체층 중 2개의 층들 사이의 이종 인터페이스에는 2차원 전자 가스(2DEG)가 있다. 소스 전극 및 드레인 전극은 2DEG와 접촉하도록 형성되고, 소스 전극 및 드레인 전극 사이에서 복수 개의 액티브 반도체층 상에는 게이트가 형성된다. 스페이서층은 상기 게이트와 드레인 전극 사이에서 상기 복수 개의 액티브 반도체층의 표면 중 적어도 일부에 형성된다. 필드판은 상기 스페이서층 상에 형성되며, 하나 이상의 도전성 경로는 상기 필드판을 소스 전극에 전기적으로 접속하고, 상기 하나 이상의 도전성 경로는 상기 게이트와 소스 전극 사이의 최상단 표면을 전체보다 적게 덮는다.
본 발명에 따른 HEMT의 다른 실시예는 기판 상에 연속적으로 형성되는 버퍼층 및 배리어층과, 상기 버퍼층과 상기 배리어층 사이의 이종 인터페이스에 있는 2차원 전자 가스(2DEG)를 포함한다. 상기 2DEG와 옴 접촉(ohmic contact)하게 하는 소스 전극 및 드레인 전극이 포함되고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에서 배리어층 상에 게이트가 포함된다. 스페이서층은 상기 게이트와 드레인 전극 사이에서 상기 배리어층의 적어도 일부를 덮는다. 상기 스페이서층 상에 형성되고 배리어층으로부터 절연되며 상기 게이트로부터 드레인 전극을 향해 거리(Lf) 만큼 연장되는 필드판이 포함된다. 상기 필드판은 상기 게이트와 소스 전극 사이의 최상단 표면을 전체보다 적게 덮는 하나 이상의 도전성 경로에 의해 상기 소스 전극에 전기적으로 접속된다.
본 발명에 따른 HEMT의 또 다른 실시예는 기판 상에 형성되는 복수 개의 액티브 반도체층과, 상기 복수 개의 액티브 반도체층 중 2개의 층들 사이의 이종 인터페이스에 있는 2차원 전자 가스(2DEG)를 포함한다. 상기 2DEG와 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극이 포함된다. 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에서 상기 복수 개의 액티브 반도체층 상에 게이트가 포함된다. 필드판은 상기 게이트의 가장자리로부터 상기 드레인 전극까지 거리(Lf) 만큼 연장되고, 상기 게이트 및 액티브 반도체층으로부터 절연되어 있다. 하나 이상의 도전성 경로는 상기 필드판을 소스 전극에 전기적으로 접속시키고, 하나 이상의 도전성 경로는 게이트와 소스 전극 사이의 최상단 표면을 전체보다 적게 덮는다.
본 발명의 이들 및 다른 특징과 이점은 첨부 도면을 함께 취하는 이하의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 HEMT의 일실시예의 평면도.
도 2는 도 1의 HEMT의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 HEMT의 다른 실시예의 평면도.
도 4는 도 3의 HEMT의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 HEMT의 동작 특성을 필드판이 없는 HEMT 및 게이트에 접속된 필드판을 갖는 HEMT와 비교한 표.
도 6은 게이트에 접소된 필드판을 갖는 HEMT의 동작 특성을 보여주는 챠트.
도 7은 소스에 접속된 필드판을 갖는 HEMT의 동작 특성을 보여주는 챠트.
도 8은 감마 형상 게이트를 갖는 본 발명에 따른 HEMT의 단면도.
도 9는 리세스가 있는 게이트를 갖는 본 발명에 따른 HEMT의 단면도.
본 발명에 따른 필드판 구성은 여러 개의 상이한 트랜지스터 구조에 이용될 수 있다. 광대역 트랜지스터 구조는 일반적으로 금속 소스와 드레인 전극이 전기 접촉 상태로 형성되는 액티브 영역과, 이 액티브 영역 내의 전계를 조절하도록 소스 및 드레인 전극 사이에 형성되는 게이트 전극을 포함한다. 액티브 영역 위에는 스페이서층이 형성된다. 스페이서층은 유전체층, 또는 다중 유전체층의 조합을 포함할 수 있다. 도전성 필드판은 스페이서층 위에 형성되어 게이트 전극의 가장자리로부터 드레인 전극을 향해 거리(Lf) 만큼 연장된다.
필드판은 소스 전극에 전기적으로 접속될 수 있다. 이 필드판 구성은 소자의 피크 전계를 감소시켜, 파괴 전압을 증가시키고 트래핑을 저감시킨다. 전계의 저감은 또한 누설 전류의 저감 및 신뢰도 향상과 같은 다른 이점을 가져올 수 있다. 필드판을 소스 전극에 전기적으로 접속시킴으로써, 게이트에 접속된 필드판으로부터 생기는 게인의 감소 및 불안정성을 저감시킨다. 본 발명에 따라 구성된 경우에, 소스에 접속된 필드판의 차폐 효과는 입력-출력의 절연을 향상시키는 Cgd를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 필드판 구성을 이용하는 트랜지스터의 한가지 종류로는 통상적으로 버퍼층과, 이 버퍼층 상의 배리어층을 포함하는 고전자 이동도 트랜지스 터(HEMT; high electron mobility transistor)가 있다. 버퍼층과 배리어층 사이의 접합점에는 2차원 전자 가스(2DEG) 층/채널이 형성된다.
본 발명에 따르면, 필드판이 배리어층으로부터 전기 절연 상태로 스페이서층 상에 형성되도록 게이트 및 드레인 전극 사이에서 배리어층의 적어도 일부를 덮는 스페이서층이 배리어층 상에 형성된다. 다른 실시예에 있어서, 스페이서층은 또한 필드판이 게이트 및 배리어층으로부터 전기 절연 상태를 유지하면서 게이트와 중첩할 수 있도록 게이트의 일부 또는 전부를 덮을 수도 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 스페이서층은 게이트와 소스 및 드레인 전극 사이에서 게이트 및 배리어층 표면을 덮는다. 스페이서층은 유전체층, 또는 다중 유전체층의 조합을 포함할 수 있다. 다른 유전체 재료로는 SiN, SiO2, Si, Ge, MgOx, MgNx, ZnO, SiNx, SiOx, 그 합금 또는 연속층, 또는 후술하는 에피택셜 재료 등을 이용할 수 있다.
도전성 필드판은 스페이서층 상에 형성되어 게이트의 가장자리로부터 드레인 전극을 향해 거리(Lf) 만큼 연장되는데, 필드판과 게이트 전극은 통상적으로 별개의 증착 단계 동안에 형성된다. 필드판은 또한 소스 전극에 전기적으로 접속된다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상"에 있거나, 다른 요소 또는 층에 "접속되거나", "연결되거나", "접촉되어" 있다고 하는 경우에, 직접적으로 다른 요소 상에 위치하거나, 다른 요소에 접속 또는 연결되거나, 다른 요소와 접촉될 수 있고, 또는 개재 요소 또는 층이 존재할 수도 있다는 것을 알아야 한다. 반대로, 요 소가 다른 요소 또는 층 "상에 직접적으로 위치하거나", 다른 요소 또는 층에 "직접적으로 접속되거나", "직접적으로 연결되거나", 또는 다른 요소 또는 층과 "직접적으로 접촉된다"고 하는 경우에는, 개재 요소 또는 층이 존재하지 않는다. 마찬가지로, 제1 요소 또는 층이 제2 요소 또는 층과 "전기 접촉하거나", 제2 요소 또는 층에 " 전기적으로 접속된다"고 하는 경우에, 제1 요소 또는 층과 제2 요소 또는 층 사이에는 전류의 흐름을 가능하게 하는 전기 경로가 있다. 전기 경로는 정전용량 요소와의 직접적인 접촉없이도 전류의 흐름을 가능하게 하는 캐패시터, 연결된 인덕터 및/또는 다른 요소를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2는 탄화규소, 사파이어, 스피넷, ZnO, 실리콘, 질화갈륨, 질화알루미늄 또는 3족 질화물 재료의 성장을 지지할 수 있는 임의의 다른 재료로 된 기판(12)을 포함하는 본 발명에 따른 질소계 HEMT(10)의 일실시예를 도시하고 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 기판(12)은 미국 노스캐롤라이나주 더럼 소재의 Cree사로부터 시판되는 반절연성 4H-SiC를 포함할 수 있다.
기판(12) 상에는 기판(12)과 HEMT(10)의 다음 층 사이에 격자 오정렬을 줄이기 위하여 핵형성 층(14; nucleation layer)이 형성될 수 있다. 핵형성 층(14)의 두께는 대략 1000 Å이여야 하지만, 다른 두께가 이용될 수 있다. 핵형성 층(14)은 여러 상이한 재료를 포함할 수 있으며, 적절한 재료로는 AlzGa1-zN(0≤z≤1)이다. 핵형성 층(14)은 공지된 반도체 성장 기법, 예컨대 MOCVD(Metal Oxide Chemical Vapor Deposition), HVPE(Hydride Vapor Phase Eptaxy) 또는 MBE(Molecular Beam Epitaxy)를 이용하여 기판(12) 상에 형성될 수 있다.
핵형성 층(14)의 형성은 기판(12)에 사용된 재료에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 다양한 기판 상에 핵형성 층(14)을 형성하는 방법은 본 명세서에 전체가 기재된 것처럼 참조로 각각 통합되는 미국 특허 제5,290,393호 및 제5,686,738호에 교시되어 있다. 탄화규소 기판 상에 핵형성 층을 형성하는 방법은 본 명세서에 전체가 기재된 것처럼 참조로 각각 통합되는 미국 특허 제5,393,993호, 제5,523,589호 및 제5,739,554호에 개시되어 있다.
HEMT(10)는 핵형성 층(14) 상에 형성되는 고저항률의 버퍼층(16)을 더 구비하는데, 적절한 버퍼층(16)은 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, x+y≤1) 등의 3족 질화물 재료로 제조된다. 본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서, 버퍼층(16)은 대략 2㎛ 두께인 GaN층을 포함하는데, 그 GaN층의 일부는 Fe로 도핑되어 있다.
버퍼층(16) 상에는 이 버퍼층(16)이 배리어층(18)과 핵형성 층(14) 사이에 샌드위치되도록 배리어층(18)이 형성된다. 버퍼층(16)과 배리어층(18)은 도핑되거나 도핑되지 않은 3족 질화물 재료층을 각각 포함할 수 있다. 배리어층(18)은 InGaN, AlGaN, AlN 또는 그 조합 등의 상이한 재료로 된 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 일실시예에 있어서, 배리어층(18)은 0.8 nm의 AlN과 22.5 nm의 AlxGa1-xN(광루미네슨스에 의해 측정했을 때에, x≒0.195)을 포함한다. 예시적인 구조는 본 명세서에 전체가 기재된 것처럼 참조로 각각 통합되는 미국 특허 제6,316,793호, 제6,586,781호, 제6,548,333호 및 미국 공개 특허 제2002/0167023호와 제 2003/00020092호에 예시되어 있다. 그 외의 질화물계 HEMT 구조는 본 명세서에 전체가 기재된 것처럼 참조로 각각 통합되는 미국 특허 제5,192,987호와 제5,296,395호에 예시되어 있다. 버퍼층(16) 및 배리어층(18)은 핵형성 층(14)을 성장시키는 데에 사용되는 것과 동일한 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 2차원 전자 가스(2DEG) 층/채널(17)은 버퍼층(16)과 배리어층(18) 사이의 이종 인터페이스에 형성된다. 소자와의 사이의 전기 절연은 HEMT의 액티브 영역 외측에서의 메사 에칭 또는 이온 주입에 의해 달성된다.
금속제의 소스 전극(20) 및 드레인 전극(22)은 배리어층(18)을 통해 옴 접촉하게 하도록 형성되고, 배리어층(18) 상에는 소스 전극(20)과 드레인 전극(22) 사이에 게이트(24)가 형성된다. 전류는 게이트 전극(24)이 적절한 수준으로 바이어스된 경우에 버퍼층(16)과 배리어층(18) 사이의 이종 인터페이스에서 유발되는 2차원 전자 가스(2DEG)(17)를 통해 소스 전극(20)과 드레인 전극(22) 사이에서 흐를 수 있다. 소스 전극(22)과 드레인 전극(22)의 옴 접촉의 형성은 상기 참조한 특허 및 공보에 상세히 설명되어 있다.
소스 전극(20)과 드레인 전극(22)은 티타늄, 알루미늄, 금 또는 니켈의 합금을 비롯하여(이것으로 제한되지 않음) 여러 재료로 제조될 수 있다. 게이트(24)는 또한 니켈, 금, 플라티늄, 티타늄, 크롬, 티타늄과 텅스텐의 합금, 또는 규화플라티늄을 비롯하여(이것으로 제한되지 않음) 여러 재료로 제조될 수 있다. 게이트(24)는 여러 상이한 길이를 가질 수 있는데, 바람직한 게이트의 길이(Lg)는 대략 0.5 미크론이다. 도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 게이트(24)는 게이트 전극(24)에 접속되어 접촉된다. 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따른 다른 트랜지스터 실시예에 있어서, 게이트(24)는 배리어층(18)에서 적어도 부분적으로 오목하게 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이 스페이서층은 보다 적게 덮을 수 있지만, 게이트(24)와 소스 전극(20) 및 드레인 전극(22) 사이에서 게이트(24)와 배리어층(18)의 표면 위에 비도전성 스페이서층(26)이 형성될 수 있다. 스페이서층(26)은 유전체 등의 비도전성 재료층을 포함할 수 있다. 별법으로서, 스페이서층은 다수의 상이한 유전체층 또는 유전체층의 조합을 포함할 수 있다. 스페이서층은 많은 상이한 두께를 가질 수 있는데, 적절한 두께 범위는 대략 0.05 내지 2 미크론이다.
스페이서층(26)이 소자의 금속화 전에 형성되면, 스페이서층(26)은 Al, Ga 또는 In의 합금과 같이 상이한 3족 원소들을 갖는 3족 질화물 재료 등의 에피택셜 재료를 포함할 수 있는데, 스페이서층의 적절한 재료는 AlxGa1-xN(1≤x≤1)이다. 배리어층(18)의 에피택셜 성장 후에, 스페이서층(26)은 동일한 에피택셜 성장법을 이용하여 성장될 수 있다. 이어서, 스페이서층(26)은 게이트(24), 소스 전극(20) 및 드레인 전극(22)이 버퍼층(18) 및 2DEG(17)와의 접촉 상태로 적절하게 형성되도록 에칭된다. 다음에, 게이트(24)와 드레인 전극(22) 사이에서 스페이서층 상에 필드판이 증착될 수 있다. 필드판이 게이트와 중첩되는 이들 실시예에 있어서는, 게이트를 필드판으로부터 절연시키도록 추가적인 유전체 재료의 스페이서층이 게이트 위에서 적어도 부분적으로 포함되어야 한다.
필드판(30)이 게이트(24)와 드레인 전극(22) 사이에서 스페이서층(26) 상에 형성되고, 이 필드판(30)은 게이트(24)에 근접하여 위치하지만 그에 중첩되지는 않는다. 게이트(24)와 필드판 사이에는 간격(Lgf)가 필드판(30)에 의해 제공되는 필드 효과를 최대화하기에 충분히 작으면서 필드판(30)으로부터 절연되기에는 충분히 넓도록 유지되어 있다. Lgf가 너무 넓은 경우, 필드 효과가 감소할 수 있다. 본 발명에 따른 하나의 실시예에서, Lgf는 약 0.4미크론 이하이지만, 보다 크거나 작은 간격이 사용될 수 있다.
필드판(30)은 게이트(24)의 가장자리로부터 상이한 거리(Lf)까지 연장할 수 있으며, Lf에 대한 거리의 적절한 범위는 약 0.1 내지 2 미크론이다. 필드판(30)은 수많은 다양한 도전성 재료를 포함할 수 있으며, 그 적합한 재료로는 금속 또는 표준적인 금속화 방법을 사용하여 증착된 금속의 조합이 있다. 본 발명에 따른 하나의 실시예에 있어서, 필드판(30)은 티타늄/금 또는 니켈/금을 포함한다.
필드판(30)은 소스 전극(20)에 전기적으로 접속되어 있으며, 도 1에는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 2개의 접속 구조가 도시되어 있지만 다른 접속 구조 또한 사용될 수 있다. 도전성 버스(32)가 필드판(30)과 소스 전극(20) 사이에서 연장하도록 스페이서층(26) 상에 형성될 수 있다. 버스의 개수가 많을수록 버스에 의해 도입되는 원하지 않는 커패시턴스가 커져, 버스(32)는 게이트(24)와 소스 전 극(20) 사이의 최상단 표면 전체보다 적게 덮도록 해야하지만, 다양한 개수의 버스(32)가 사용될 수 있다. 버스는 HEMT의 액티브 영역을 너무 많이 덮지 않도록 하면서 전류를 소스 전극(20)에서부터 필드판(30)으로 효과적으로 분산시키기에 충분한 개수를 가져야 하며, 버스(32)의 적합한 개수는 2개이다.
필드판(30)은 대안적으로는 HEMT(10)의 액티브 영역, 필드판 및 소스 전극(20)의 외측에서 연장하는 도전성 경로(34)를 통해 소스 전극(20)에 전기적으로 접속될 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 경로(34)는 게이트 전극(28)의 반대측에서 HEMT의 액티브 영역 외측에서 연장한다. 본 발명의 변경예에 따르면, 도전성 경로가 게이트 전극(28) 측에서 HEMT(10)의 액티브 영역 외측에서 연장하거나, HEMT(10)가 그 HEMT(10)의 동일한 측 또는 상이한 측에서 연장하는 2개 이상의 도전성 경로를 포함할 수 있다.
필드판(30)을 증착하고 이를 소스 전극(20)에 접속한 후에, 액티브 구조는 질화규소와 같은 유전체 패시베이션층(도시 생략)에 의해 덮일 수 있다. 유전체 패시베이션층의 형성 방법은 앞서 참조한 특허 및 공보에 상세하게 기재되어 있다.
도 3 및 도 4에는 도 1 및 도 2의 HEMT(10)과 특징이 많이 유사한 본 발명에 따른 다른 실시예의 HEMT(40)가 도시되어 있다. 유사한 특징의 경우, 동일한 도면 부호를 사용하고, 전술한 특징들에 대한 설명이 HEMT(40)에 동일하게 적용된다는 점을 감안하여 상세한 설명을 생략할 것이다.
HEMT(40)는 기판(12), 핵형성 층(14), 버퍼층(16), 2DEG(17), 배리어층(18), 소스 전극(20), 드레인 전극(22), 게이트(24), 스페이서층(26) 및 게이트 전극(28) 을 포함한다. HEMT(40)는, 주로 게이트(24)와 드레인 전극(22) 사이에서 스페이서층(26) 상에 형성되어 있지만 게이트(24)의 일부와 중첩되는 필드판(42)을 또한 포함한다. 도 1 및 도 2의 HEMT(10)에 있어서, Lgf는 작은데, 이는 조립 중에 약간의 문제를 나타낼 수 있다. 필드판(42)과 게이트(24)를 중첩시킴으로써, Lgf의 공차를 만족시킬 필요 없이 HEMT(40)를 조립할 수 있다. 그러나 필드판(42)의 중첩 섹션은 추가의 원치 않는 캐패시턴스를 초래할 수 있다. 필드판(30, 42) 중 어느 것을 사용할 것인가를 결정할 때에, 필드판(42)을 사용하는 경우의 제조의 용이성은 필드판(30)에 의해 제공되는 캐패시턴스의 감소와 균형을 이루어야 한다.
HEMT(40)는 필드판(42)을 소스 전극(20)에 전기적으로 접속하기 위하여 버스(44; bus) 또는 도전성 경로(46)를 또한 포함한다. 필드판(42)의 증착 및 소스 전극(20)과의 접속 후에, 액티브 구조체를 질화규소와 같은 유전체 패시베이션층(도시 생략)으로 덮을 수 있다.
도 5는 필드판이 없는 GaN계 HEMT과, 게이트에 접속된 필드판을 구비하는 HEMT와, 소스에 접속된 필드판을 구비하는 HEMTs의 작동 특성을 비교하는 표(50)를 나타내고 있다. 게이트 길이(Lg) = 0.5 미크론, 필드판 길이(Lf) = 1.1 미크론, 소자 폭(W) = 500 미크론인 HEMT에 대하여 테스트를 실행하였다. 소스 접속 필드판을 구비한 HEMT는 개선된 최대 안정 게인(MSG)과, 감소된 리버스 파워 트랜스미션(S12)을 나타내었다. 필드판이 없는 소자의 경우와 비교하면, 게이트 접속 필드 판을 구비하는 HEMT의 S12는 4GHz에서 71%까지 증가하는 반면에, 소스 접속 필드판을 구비한 소자의 S12는 실제로 28%까지 감소한다. 소스 접속 필드판을 구비한 소자의 S12가 필드판이 없는 소자에 비교하여 감소하여, 접지된 필드판에 의한 패러데이 차폐 효과(Faraday shielding effect)에 기여한다. 그 결과, 4GHz에서, 소스 접속 필드판 소자는 필드판이 없는 소자보다 MSG 1.3dB 만큼 크고, 게이트 접속 필드판 소자보다 5.2 dB 만큼 높다. 소스 접속 필드판 소자에 대한 이러한 이점은 더 높은 바이어스에서 유지되었다. 4 GHz에서의 로드-풀 파워 측정(load-pull power measurement)에 의해 대 신호 성능(large signal performance)을 특징으로 하였다. 게이트 접속 필드판과 소스 접속 필드판 소자는 모두 48V 및 그 이상에서 출력 파워 및 파워 부가 효율(PAE; power added efficiency) 양자에서 필드판이 없는 소자를 능가하였고, 소스 접속 필드판 소자는 게이트 접속 필드판 소자의 신호 게인보다 5-7 dB 만큼 큰 대-신호 게인을 지속적으로 기록하였다.
도 6은 게이트 접속 필드판 소자의 성능을 나타내는 그래프(60)이고, 도 7은 소스 접속 필드판 소자의 성능을 나타내는 그래프(70)이다. 양 필드판 소자는 118V dc 바이어스에서 동작할 수 있었고, 3 dB 압축(P3dB)에서 게인, PAE, 및 출력 파워의 최선의 조합을 위하여 튜닝이 최적화된다. 양 소자는 약 20 W/mm의 파워 밀도를 발생시키지만, 소스 접속 필드판 소자는 7 dB 높은 관련 게인을 제공한다. 4GHz에서 얻어진 21dB의 대-신호 게인과 224V의 추정 전압 스윙(swing)에 의하여, 전압-주파수-게인 제품이 10 kV-GHz에 근접한다.
본 발명에 따른 소스 접속 필드판 구조는 전술한 바와 같은 HEMT 이외에 많은 다양한 HEMT에 사용될 수 있다. 예컨대, 도 8은 본 발명에 따른 HEMT(80)의 다른 실시예를 도시하고, 이 HEMT는, 기판(12), 핵형성층(14), 버퍼층(16), 2DEG(17), 배리어층(18), 소스 전극(20) 및 드레인 전극(22)을 포함한 HEMT(10, 40)의 특징과 많은 특징이 유사하다. 그러나 HEMT(80)는 고주파수 동작에 특히 적합하게 된 감마(Γ) 형상 게이트(82)를 포함한다. 게이트 길이(Lg)는 소자의 속도를 결정할 때에 중요한 소자 치수 중 하나이고, 보다 고주파수의 소자일수록 게이트 길이는 더 짧다. 게이트 길이가 짧을수록, 고주파수 동작에 부정적 영향을 끼칠 수 있는 고저항을 초래할 수 있다. 고주파수 동작에 T-게이트가 통상적으로 사용되고 있지만, 필드판과 T-게이트가 우수하게 결합된 구조를 얻기가 어려울 수 있다.
감마 게이트(82)는 낮은 게이트 저항을 제공하며, 게이트 점유 공간을 제어식으로 구획할 수 있게 한다. 감마 게이트(82)와, 감마 게이트(82)와 소스 및 드레인 전극(20, 22) 사이에 있는 배리어층(18)의 표면과 감마 게이트(82)를 덮는 스페이서층(84)이 구비된다. 감마 게이트(82)의 수평 부분과 스페이서층(84)의 상부 사이에 공간이 유지될 수 있다. HEMT(80)는 스페이서층(84) 상에 감마 게이트(82)에 중첩되는 필드판(86)을 또한 구비하고, 필드판(86)은 바람직하게는 수평 오버행 섹션을 구비하지 않는 감마 게이트(82)의 측부에 적층된다. 이러한 배치로 인하여, 필드판(86)과 그 아래의 액티브 층 사이의 긴밀한 배치 및 유효한 결합을 얻을 수 있다. 다른 실시예의 감마 게이트에 있어서, 필드판은 필드판(86)과 유사하게 배치될 수 있지만, 게이트에 중첩하는 대신에, 도 2에 도시된 공간(Lgf)과 유사하게 필드판 및 게이트의 에지 사이에 공간이 있을 수 있다.
필드판(86)은 많은 다양한 방법으로 소스 전극(20)에 전기적으로 접속될 수 있다. 게이트(82)의 수평 섹션의 하면과 스페이서층(84) 사이의 간격 때문에, 필드판(86)과 소스 전극(20) 사이에 도전성 경로를 제공하는 것이 곤란할 수 있다. 대신에, 필드판(86)과 소스 전극(20) 사이에 HEMT(80)의 액티브 영역 외측으로 연장되는 도전성 경로를 구비할 수 있다. 대안으로, 감마 게이트(82)는 게이트의 수평 섹션 아래의 공간이 채워진 상태로 스페이서층(84)에 의해 완전히 덮일 수 있다. 그 후에 도전성 경로는 필드판(86)으로부터 스페이서층(84)을 거쳐서 소스 전극으로 직접 연장될 수 있다. 그 후, 액티브 구조체를 유전체 패시베이션층(도시 생략)으로 덮을 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 다른 HEMT(90)를 제공하며, 이 HEMT는 또한 소스 접속 필드판과 함께 배치될 수 있다. HEMT(90)는 또한, 기판(12), 핵형성 층(14), 버퍼층(16), 2DEG(17), 배리어층(18), 소스 전극(20) 및 드레인 전극(22)을 포함한 도 1 내지 도 4의 HEMT(10, 40)의 특징과 많은 특징이 유사하다. 그러나, 게이트(92)는 배리어층(18)에서 오목하게 형성되고, 스페이서층(94)에 의해 덮여 있다. 다른 실시예에서, 게이트의 저면은 단지 부분적으로만 오목하게 될 수도 있고, 게이트의 여러 부분이 배리어층(18)에서 상이한 깊이로 오목하게 형성될 수 있다. 필드판(96)이 스페이서층(94) 상에 배치되고 소스 전극(20)에 전기적으로 접속되며, 액티브 구조는 유전체 패시베이션층(도시 생략)에 의해 덮일 수 있다.
전술한 실시예는 광대역 트랜지스터, 특히 HEMT에 마이크로파 및 밀리미터파 주파수에서 개선된 파워를 제공한다. HEMT는, 보다 높은 입력-출력 절연에 기인하여 높은 게인, 높은 파워, 보다 안정적 동작을 동시에 나타낸다. 구조는 저주파수에서의 고전압 용례를 위하여 보다 큰 치수로 연장될 수 있다.
특정의 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명을 상당히 자세하게 설명하였지만, 다른 변형예도 가능하다. 필드판 구조를 많은 다양한 소자에 사용할 수 있다. 필드판은 또한 많은 다양한 형상을 가질 수 있고, 많은 다양한 방식으로 소스 전극에 접속될 수 있다. 본 발명의 사상 및 범위는 전술한 발명의 바람직한 실시예로 한정되어서는 안 된다.

Claims (29)

  1. 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)로서,
    기판 상에 형성되는 복수 개의 액티브 반도체층과,
    상기 복수 개의 액티브 반도체층 중 2개의 층들 사이의 이종 인터페이스에 있는 2차원 전자 가스(2DEG)와,
    상기 2DEG와 접촉하도록 형성되는 소스 전극 및 드레인 전극과,
    상기 소스 전극과 드레인 전극 사이에서 상기 복수 개의 액티브 반도체층 상에 형성되는 게이트와,
    상기 게이트와 드레인 전극 사이에서 상기 복수 개의 액티브 반도체층의 표면 중 적어도 일부에 형성되는 스페이서층과,
    상기 스페이서층 상에 형성되는 필드판과,
    상기 필드판을 소스 전극에 전기적으로 접속하는 하나 이상의 도전성 경로
    를 구비하고, 상기 하나 이상의 도전성 경로는 상기 게이트와 소스 전극 사이의 최상단 표면을 전체보다 적게 덮는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필드판은 상기 스페이서층 상에서 게이트의 가장자리로부터 드레인 전극을 향해 거리(Lf) 만큼 연장되는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스페이서층은 상기 게이트를 적어도 부분적으로 덮고, 상기 필드판은 상기 게이트와 적어도 부분적으로 중첩되어 상기 스페이서층 상에서 게이트의 가장자리로부터 드레인 전극을 향해 거리(Lf) 만큼 연장되는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 경로는 상기 필드판과 소스 전극 사이에서 연장되며, 상기 하나 이상의 도전성 경로는 상기 스페이서층의 외측에서 연장되어 상기 소스 전극과 필드판을 전기 접속하는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스페이서층은 상기 게이트와 소스 전극 사이에서 복수 개의 액티브 반도체층의 최상단 표면 상에 또한 형성되는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 경로는 상기 스페이서층 위에서 필드판과 소스 전극 사이에 연장되어, 상기 소스 전극과 필드판을 전기 접속하는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 액티브 반도체층은 질화갈륨계 반도체 재료로 구성되는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 스페이서층은 유전체 재료, 또는 유전체 재료의 다층을 포함하는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 게이트는 감마 형상인 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 게이트는 상기 배리어층에서 적어도 부분적으로 오목하게 형성되어 있는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 필드판은 고전자 이동도 트랜지스터에서 피크 동작 전계를 감소시키는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 피크 동작 전계의 감소는 고전자 이동도 트랜지스터의 파괴 전압을 증가시키는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  13. 제11항에 있어서, 상기 피크 동작 전계의 감소는 고전자 이동도 트랜지스터에서의 트래핑을 저감시키는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  14. 제11항에 있어서, 상기 피크 동작 전계의 감소는 고전자 이동 트랜지스터에서의 누설 전류를 감소시키는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  15. 기판 상에 연속적으로 형성되는 버퍼층 및 배리어층과,
    상기 버퍼층과 상기 배리어층 사이의 이종 인터페이스에 있는 2차원 전자 가스(2DEG)와,
    상기 2DEG와 옴 접촉(ohmic contact)하게 하는 소스 전극 및 드레인 전극과,
    상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에서 배리어층 상에 있는 게이트와,
    상기 게이트와 드레인 전극 사이에서 상기 배리어층의 적어도 일부를 덮는 스페이서층과,
    상기 스페이서층 상에 형성되고 배리어층으로부터 절연되며 상기 게이트로부터 드레인 전극을 향해 거리(Lf) 만큼 연장되는 필드판
    을 구비하고, 상기 필드판은 상기 게이트와 소스 전극 사이의 최상단 표면을 전체보다 적게 덮는 하나 이상의 도전성 경로에 의해 상기 소스 전극에 전기적으로 접속되는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  16. 제15항에 있어서, 상기 스페이서층은 또한 상기 게이트의 적어도 일부를 덮고, 상기 필드판은 상기 게이트와 적어도 부분적으로 중첩되는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  17. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 경로는 상기 필드판과 소스 전극 사이에서 각각 연장되고, 상기 하나 이상의 도전성 경로는 상기 배리어층의 외측에서 각각 연장되어 상기 필드판과 소스 전극을 전기 접속하는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  18. 제15항에 있어서, 상기 스페이서층은 상기 게이트와 소스 전극 사이에서 상기 배리어층의 표면 상에 또한 형성되고, 상기 하나 이상의 도전성 경로는 상기 스페이서층 위에서 상기 필드판과 소스 전극 사이에서 각각 연장되어, 상기 필드판을 소스 전극과 전기 접속하는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  19. 제15항에 있어서, 상기 스페이서층은 유전체 재료, 또는 유전체 재료의 다층을 포함하는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  20. 제15항에 있어서, 상기 기판과 버퍼층 사이에 핵형성 층을 더 포함하는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  21. 제15항에 있어서, 패시베이션층에 의해 덮이는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  22. 제15항에 있어서, 상기 필드판은 고전자 이동도 트랜지스터에서 피크 동작 전계를 감소시키는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  23. 기판 상에 형성되는 복수 개의 액티브 반도체층과,
    상기 복수 개의 액티브 반도체층 중 2개의 층들 사이의 이종 인터페이스에 있는 2차원 전자 가스(2DEG)와,
    상기 2DEG와 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극과,
    상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에서 상기 복수 개의 액티브 반도체층 상에 있는 게이트와,
    상기 게이트의 가장자리로부터 상기 드레인 전극까지 거리(Lf) 만큼 연장되고, 상기 게이트 및 액티브 반도체층으로부터 절연되는 필드판과,
    상기 필드판을 소스 전극에 전기적으로 접속시키는 하나 이상의 도전성 경로
    를 구비하는 고전자 이동도 트랜지스터.
  24. 제23항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 경로는 게이트와 소스 전극 사이의 최상단 표면을 전체보다 적게 덮는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  25. 제23항에 있어서, 상기 필드판을 절연시키기 위하여 상기 필드판과 게이트 및 채널층 사이에 스페이서층을 더 구비하는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  26. 제23항에 있어서, 상기 필드판은 고전자 이동도 트랜지스터에서 피크 동작 전계를 감소시키는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  27. 제26항에 있어서, 상기 피크 동작 전계의 감소는 고전자 이동도 트랜지스터의 파괴 전압을 증가시키는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  28. 제26항에 있어서, 상기 피크 동작 전계의 감소는 고전자 이동도 트랜지스터에서의 트래핑을 저감시키는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
  29. 제26항에 있어서, 상기 피크 동작 전계의 감소는 고전자 이동도 트랜지스터에서 누설 전류를 저감시키는 것인 고전자 이동도 트랜지스터.
KR1020067026090A 2004-05-11 2005-03-24 필드판이 소스에 접속된 광대역 고전자 이동도 트랜지스터 KR101101671B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57051904P 2004-05-11 2004-05-11
US60/570,519 2004-05-11
US10/958,970 2004-10-04
US10/958,970 US7550783B2 (en) 2004-05-11 2004-10-04 Wide bandgap HEMTs with source connected field plates
PCT/US2005/009884 WO2005114744A2 (en) 2004-05-11 2005-03-24 Wide bandgap hemts with source connected field plates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070012852A true KR20070012852A (ko) 2007-01-29
KR101101671B1 KR101101671B1 (ko) 2011-12-30

Family

ID=34964651

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Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067026090A KR101101671B1 (ko) 2004-05-11 2005-03-24 필드판이 소스에 접속된 광대역 고전자 이동도 트랜지스터

Country Status (8)

Country Link
US (3) US7550783B2 (ko)
EP (4) EP2270871B1 (ko)
JP (3) JP5390768B2 (ko)
KR (1) KR101101671B1 (ko)
CN (1) CN100580954C (ko)
CA (1) CA2566756C (ko)
TW (2) TWI485785B (ko)
WO (1) WO2005114744A2 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8772834B2 (en) 2012-10-11 2014-07-08 Samsung Electronics Co., Ltd. High electron mobility transistor and method of driving the same
US9252255B2 (en) 2013-05-01 2016-02-02 Samsung Electronics Co., Ltd. High electron mobility transistor and method of manufacturing the same
KR20180064339A (ko) * 2015-11-06 2018-06-14 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 고 전자이동도 트랜지스터 및 그 제조 방법

Families Citing this family (137)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100920434B1 (ko) 2001-07-24 2009-10-08 크리, 인코포레이티드 절연 게이트 갈륨 비소 질화물/갈륨 질화물계 고전자이동도 트랜지스터
KR100514379B1 (ko) * 2002-07-23 2005-09-13 김용철 사과를 이용한 주류제조방법
US7501669B2 (en) 2003-09-09 2009-03-10 Cree, Inc. Wide bandgap transistor devices with field plates
US7573078B2 (en) * 2004-05-11 2009-08-11 Cree, Inc. Wide bandgap transistors with multiple field plates
US7550783B2 (en) * 2004-05-11 2009-06-23 Cree, Inc. Wide bandgap HEMTs with source connected field plates
US9773877B2 (en) * 2004-05-13 2017-09-26 Cree, Inc. Wide bandgap field effect transistors with source connected field plates
JP4744109B2 (ja) 2004-07-20 2011-08-10 トヨタ自動車株式会社 半導体装置とその製造方法
US20060073621A1 (en) * 2004-10-01 2006-04-06 Palo Alto Research Center Incorporated Group III-nitride based HEMT device with insulating GaN/AlGaN buffer layer
US11791385B2 (en) * 2005-03-11 2023-10-17 Wolfspeed, Inc. Wide bandgap transistors with gate-source field plates
US20060226442A1 (en) 2005-04-07 2006-10-12 An-Ping Zhang GaN-based high electron mobility transistor and method for making the same
US7598576B2 (en) * 2005-06-29 2009-10-06 Cree, Inc. Environmentally robust passivation structures for high-voltage silicon carbide semiconductor devices
US7855401B2 (en) 2005-06-29 2010-12-21 Cree, Inc. Passivation of wide band-gap based semiconductor devices with hydrogen-free sputtered nitrides
US7525122B2 (en) * 2005-06-29 2009-04-28 Cree, Inc. Passivation of wide band-gap based semiconductor devices with hydrogen-free sputtered nitrides
US7638818B2 (en) * 2005-09-07 2009-12-29 Cree, Inc. Robust transistors with fluorine treatment
JP5162823B2 (ja) * 2005-12-08 2013-03-13 三菱電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
US7388236B2 (en) 2006-03-29 2008-06-17 Cree, Inc. High efficiency and/or high power density wide bandgap transistors
JP5105160B2 (ja) * 2006-11-13 2012-12-19 クリー インコーポレイテッド トランジスタ
US7692263B2 (en) 2006-11-21 2010-04-06 Cree, Inc. High voltage GaN transistors
US8212290B2 (en) 2007-03-23 2012-07-03 Cree, Inc. High temperature performance capable gallium nitride transistor
CN101320750A (zh) * 2007-06-06 2008-12-10 西安能讯微电子有限公司 Hemt器件及其制造方法
US20090072269A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-19 Chang Soo Suh Gallium nitride diodes and integrated components
CN101252088B (zh) * 2008-03-28 2010-04-14 西安电子科技大学 一种增强型A1GaN/GaN HEMT器件的实现方法
US8519438B2 (en) 2008-04-23 2013-08-27 Transphorm Inc. Enhancement mode III-N HEMTs
US8289065B2 (en) 2008-09-23 2012-10-16 Transphorm Inc. Inductive load power switching circuits
CN101419985B (zh) * 2008-12-01 2011-06-01 西安电子科技大学 绝缘栅型源场板异质结场效应晶体管
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
SE533700C2 (sv) * 2009-03-24 2010-12-07 Transic Ab Bipolär transistor i kiselkarbid
US8008977B2 (en) * 2009-04-14 2011-08-30 Triquint Semiconductor, Inc. Field-plated transistor including feedback resistor
US8754496B2 (en) * 2009-04-14 2014-06-17 Triquint Semiconductor, Inc. Field effect transistor having a plurality of field plates
US8742459B2 (en) 2009-05-14 2014-06-03 Transphorm Inc. High voltage III-nitride semiconductor devices
US8168486B2 (en) * 2009-06-24 2012-05-01 Intersil Americas Inc. Methods for manufacturing enhancement-mode HEMTs with self-aligned field plate
CN102484070B (zh) 2009-06-26 2014-12-10 康奈尔大学 用于铝-硅氮化物的化学气相沉积处理
US9306050B2 (en) 2009-06-26 2016-04-05 Cornell University III-V semiconductor structures including aluminum-silicon nitride passivation
US8390000B2 (en) 2009-08-28 2013-03-05 Transphorm Inc. Semiconductor devices with field plates
CN102013437B (zh) 2009-09-07 2014-11-05 苏州捷芯威半导体有限公司 半导体器件及其制造方法
US7999287B2 (en) 2009-10-26 2011-08-16 Infineon Technologies Austria Ag Lateral HEMT and method for the production of a lateral HEMT
US8389977B2 (en) 2009-12-10 2013-03-05 Transphorm Inc. Reverse side engineered III-nitride devices
WO2011100304A1 (en) 2010-02-09 2011-08-18 Massachusetts Institute Of Technology Dual-gate normally-off nitride transistors
EP2383786B1 (en) 2010-04-29 2018-08-15 Ampleon Netherlands B.V. Semiconductor transistor comprising two electrically conductive shield elements
US8829999B2 (en) 2010-05-20 2014-09-09 Cree, Inc. Low noise amplifiers including group III nitride based high electron mobility transistors
JP5688556B2 (ja) 2010-05-25 2015-03-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電界効果トランジスタ
JP2011249728A (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 Toshiba Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP5712516B2 (ja) * 2010-07-14 2015-05-07 住友電気工業株式会社 半導体装置
JP5649347B2 (ja) 2010-07-20 2015-01-07 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体装置
US8513703B2 (en) * 2010-10-20 2013-08-20 National Semiconductor Corporation Group III-nitride HEMT with multi-layered substrate having a second layer of one conductivity type touching a top surface of a first layers of different conductivity type and a method for forming the same
JP2012109492A (ja) * 2010-11-19 2012-06-07 Sanken Electric Co Ltd 化合物半導体装置
US8742460B2 (en) 2010-12-15 2014-06-03 Transphorm Inc. Transistors with isolation regions
US8643062B2 (en) 2011-02-02 2014-02-04 Transphorm Inc. III-N device structures and methods
JP5866773B2 (ja) * 2011-02-25 2016-02-17 富士通株式会社 化合物半導体装置及びその製造方法
US8772842B2 (en) 2011-03-04 2014-07-08 Transphorm, Inc. Semiconductor diodes with low reverse bias currents
US8716141B2 (en) 2011-03-04 2014-05-06 Transphorm Inc. Electrode configurations for semiconductor devices
JP5597581B2 (ja) * 2011-03-23 2014-10-01 株式会社東芝 窒化物半導体装置及びその製造方法
SE1150386A1 (sv) 2011-05-03 2012-11-04 Fairchild Semiconductor Bipolär transistor av kiselkarbid med förbättrad genombrottsspänning
US8901604B2 (en) 2011-09-06 2014-12-02 Transphorm Inc. Semiconductor devices with guard rings
JP5979836B2 (ja) * 2011-09-09 2016-08-31 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
US9257547B2 (en) 2011-09-13 2016-02-09 Transphorm Inc. III-N device structures having a non-insulating substrate
KR101616157B1 (ko) * 2011-09-21 2016-04-27 한국전자통신연구원 전력 반도체 소자 및 그 제조 방법
US8772833B2 (en) * 2011-09-21 2014-07-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Power semiconductor device and fabrication method thereof
US8598937B2 (en) 2011-10-07 2013-12-03 Transphorm Inc. High power semiconductor electronic components with increased reliability
US8664718B2 (en) * 2011-11-30 2014-03-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Power MOSFETs and methods for forming the same
US10002957B2 (en) 2011-12-21 2018-06-19 Power Integrations, Inc. Shield wrap for a heterostructure field effect transistor
US9165766B2 (en) 2012-02-03 2015-10-20 Transphorm Inc. Buffer layer structures suited for III-nitride devices with foreign substrates
JP2013182992A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Toshiba Corp 半導体装置
JP2013183062A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Toshiba Corp 半導体装置
JP2013183061A (ja) * 2012-03-02 2013-09-12 Toshiba Corp 半導体装置
JP2013183060A (ja) 2012-03-02 2013-09-12 Toshiba Corp 半導体装置
JP5895666B2 (ja) * 2012-03-30 2016-03-30 富士通株式会社 化合物半導体装置及びその製造方法
US9093366B2 (en) 2012-04-09 2015-07-28 Transphorm Inc. N-polar III-nitride transistors
US9443941B2 (en) 2012-06-04 2016-09-13 Infineon Technologies Austria Ag Compound semiconductor transistor with self aligned gate
US9184275B2 (en) 2012-06-27 2015-11-10 Transphorm Inc. Semiconductor devices with integrated hole collectors
US9024324B2 (en) * 2012-09-05 2015-05-05 Freescale Semiconductor, Inc. GaN dual field plate device with single field plate metal
JP6268366B2 (ja) * 2012-09-28 2018-01-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体装置
US9991399B2 (en) 2012-10-04 2018-06-05 Cree, Inc. Passivation structure for semiconductor devices
US9812338B2 (en) 2013-03-14 2017-11-07 Cree, Inc. Encapsulation of advanced devices using novel PECVD and ALD schemes
US8994073B2 (en) 2012-10-04 2015-03-31 Cree, Inc. Hydrogen mitigation schemes in the passivation of advanced devices
CN105164811B (zh) 2013-02-15 2018-08-31 创世舫电子有限公司 半导体器件的电极及其形成方法
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
US9245993B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Transphorm Inc. Carbon doping semiconductor devices
US9306012B2 (en) * 2013-03-15 2016-04-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Strip-ground field plate
US9048184B2 (en) * 2013-03-15 2015-06-02 Northrop Grumman Systems Corporation Method of forming a gate contact
US9082722B2 (en) * 2013-03-25 2015-07-14 Raytheon Company Monolithic integrated circuit (MMIC) structure and method for forming such structure
US9755059B2 (en) 2013-06-09 2017-09-05 Cree, Inc. Cascode structures with GaN cap layers
US9679981B2 (en) 2013-06-09 2017-06-13 Cree, Inc. Cascode structures for GaN HEMTs
US9847411B2 (en) 2013-06-09 2017-12-19 Cree, Inc. Recessed field plate transistor structures
US9407214B2 (en) 2013-06-28 2016-08-02 Cree, Inc. MMIC power amplifier
WO2015009514A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 Transphorm Inc. Iii-nitride transistor including a p-type depleting layer
TWI615977B (zh) * 2013-07-30 2018-02-21 高效電源轉換公司 具有匹配臨界電壓之積體電路及其製造方法
CN103367403B (zh) * 2013-08-01 2019-10-08 苏州能讯高能半导体有限公司 半导体器件及其制造方法
JP2015046445A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 富士通株式会社 化合物半導体装置及びその製造方法
KR102100928B1 (ko) * 2013-10-17 2020-05-15 삼성전자주식회사 고전자 이동도 트랜지스터
US9905658B2 (en) 2013-11-26 2018-02-27 Nxp Usa, Inc. Transistors with field plates resistant to field plate material migration and methods of their fabrication
US9123791B2 (en) 2014-01-09 2015-09-01 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor device and method
JP2015195288A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
WO2015163916A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Hrl Laboratories, Llc Fet transistor on a iii-v material structure with substrate transfer
US9318593B2 (en) 2014-07-21 2016-04-19 Transphorm Inc. Forming enhancement mode III-nitride devices
CN104332498B (zh) * 2014-09-01 2018-01-05 苏州捷芯威半导体有限公司 一种斜场板功率器件及斜场板功率器件的制备方法
US9640623B2 (en) 2014-10-17 2017-05-02 Cree, Inc. Semiconductor device with improved field plate
US9608078B2 (en) * 2014-10-17 2017-03-28 Cree, Inc. Semiconductor device with improved field plate
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
JP6496149B2 (ja) * 2015-01-22 2019-04-03 ローム株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
CN106206309A (zh) * 2015-05-07 2016-12-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 二次外延p型氮化物实现增强型hemt的方法及增强型hemt
CN106328523B (zh) * 2015-06-15 2019-10-15 北大方正集团有限公司 射频横向双扩散mos器件的制作方法
US9647075B2 (en) 2015-09-16 2017-05-09 Nxp Usa, Inc. Segmented field plate structure
US20170128658A1 (en) * 2015-11-11 2017-05-11 CreatiVasc Medical Inc. Arteriovenous access valve system with separate valve tubes
JP6888013B2 (ja) 2016-01-15 2021-06-16 トランスフォーム テクノロジー，インコーポレーテッド ＡＬ（１−ｘ）Ｓｉ（ｘ）Ｏゲート絶縁体を有するエンハンスメントモードＩＩＩ族窒化物デバイス
JP6544264B2 (ja) * 2016-02-23 2019-07-17 サンケン電気株式会社 半導体装置
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
DE102016123931A1 (de) 2016-12-09 2018-06-14 United Monolithic Semiconductors Gmbh Transistor
DE102016123934A1 (de) 2016-12-09 2018-06-14 United Monolithic Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Transistors
CN107170804B (zh) * 2017-03-29 2020-06-16 西安电子科技大学 复合源场板电流孔径异质结场效应晶体管
US11508821B2 (en) 2017-05-12 2022-11-22 Analog Devices, Inc. Gallium nitride device for high frequency and high power applications
US20190097001A1 (en) 2017-09-25 2019-03-28 Raytheon Company Electrode structure for field effect transistor
US10720497B2 (en) 2017-10-24 2020-07-21 Raytheon Company Transistor having low capacitance field plate structure
US10700188B2 (en) 2017-11-02 2020-06-30 Rohm Co., Ltd. Group III nitride semiconductor device with first and second conductive layers
US11355598B2 (en) 2018-07-06 2022-06-07 Analog Devices, Inc. Field managed group III-V field effect device with epitaxial back-side field plate
WO2020070831A1 (ja) * 2018-10-03 2020-04-09 三菱電機株式会社 電界効果トランジスタ
TWI732155B (zh) * 2018-11-19 2021-07-01 世界先進積體電路股份有限公司 半導體裝置及其形成方法
US10903350B2 (en) 2019-02-21 2021-01-26 Vanguard International Semiconductor Corporation Semiconductor devices and methods for forming the same
JP7227048B2 (ja) * 2019-03-25 2023-02-21 株式会社アドバンテスト 半導体装置
TWI719484B (zh) * 2019-05-20 2021-02-21 世界先進積體電路股份有限公司 半導體結構
US11607226B2 (en) 2019-05-21 2023-03-21 DePuy Synthes Products, Inc. Layered braided aneurysm treatment device with corrugations
US11862691B2 (en) 2019-11-01 2024-01-02 Raytheon Company Field effect transistor having field plate
CN113035943A (zh) * 2019-12-25 2021-06-25 华润微电子（重庆）有限公司 具有场板结构的hemt器件及其制备方法
US20210359118A1 (en) * 2020-05-18 2021-11-18 Cree, Inc. Group III-Nitride High-Electron Mobility Transistors Configured with Recessed Source and/or Drain Contacts for Reduced On State Resistance and Process for Implementing the Same
JP2021190501A (ja) * 2020-05-27 2021-12-13 ローム株式会社 窒化物半導体装置
CN111937157B (zh) * 2020-06-30 2023-12-01 英诺赛科（珠海）科技有限公司 半导体装置和其制作方法
US20220102344A1 (en) * 2020-09-25 2022-03-31 Intel Corporation Gallium nitride (gan) three-dimensional integrated circuit technology
US11502178B2 (en) 2020-10-27 2022-11-15 Wolfspeed, Inc. Field effect transistor with at least partially recessed field plate
US11749726B2 (en) 2020-10-27 2023-09-05 Wolfspeed, Inc. Field effect transistor with source-connected field plate
US11658234B2 (en) 2020-10-27 2023-05-23 Wolfspeed, Inc. Field effect transistor with enhanced reliability
EP4342001A1 (en) * 2021-05-20 2024-03-27 Wolfspeed, Inc. Field effect transistor with source-connected field plate
US11869964B2 (en) 2021-05-20 2024-01-09 Wolfspeed, Inc. Field effect transistors with modified access regions
US11621672B2 (en) 2021-08-05 2023-04-04 Wolfspeed, Inc. Compensation of trapping in field effect transistors

Family Cites Families (120)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US316793A (en) * 1885-04-28 William klose
US5187552A (en) * 1979-03-28 1993-02-16 Hendrickson Thomas E Shielded field-effect transistor devices
US4290077A (en) * 1979-05-30 1981-09-15 Xerox Corporation High voltage MOSFET with inter-device isolation structure
US4947232A (en) 1980-03-22 1990-08-07 Sharp Kabushiki Kaisha High voltage MOS transistor
JPS56169368A (en) * 1980-05-30 1981-12-26 Sharp Corp High withstand voltage mos field effect semiconductor device
NL8103218A (nl) 1981-07-06 1983-02-01 Philips Nv Veldeffekttransistor met geisoleerde stuurelektrode.
US4551905A (en) 1982-12-09 1985-11-12 Cornell Research Foundation, Inc. Fabrication of metal lines for semiconductor devices
US5196359A (en) 1988-06-30 1993-03-23 Texas Instruments Incorporated Method of forming heterostructure field effect transistor
JPH0335536A (ja) * 1989-06-30 1991-02-15 Fujitsu Ltd 電界効果型半導体装置
US5053348A (en) * 1989-12-01 1991-10-01 Hughes Aircraft Company Fabrication of self-aligned, t-gate hemt
US5290393A (en) * 1991-01-31 1994-03-01 Nichia Kagaku Kogyo K.K. Crystal growth method for gallium nitride-based compound semiconductor
EP0576566B1 (en) 1991-03-18 1999-05-26 Trustees Of Boston University A method for the preparation and doping of highly insulating monocrystalline gallium nitride thin films
US5192987A (en) 1991-05-17 1993-03-09 Apa Optics, Inc. High electron mobility transistor with GaN/Alx Ga1-x N heterojunctions
US5192957A (en) * 1991-07-01 1993-03-09 Motorola, Inc. Sequencer for a shared channel global positioning system receiver
JPH0521793A (ja) 1991-07-09 1993-01-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
JPH0661266A (ja) * 1992-08-06 1994-03-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置とその製造方法
JPH06224225A (ja) 1993-01-27 1994-08-12 Fujitsu Ltd 電界効果半導体装置
JPH06267991A (ja) * 1993-03-12 1994-09-22 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP3188346B2 (ja) * 1993-06-10 2001-07-16 ローム株式会社 電界効果トランジスタ
US5393993A (en) 1993-12-13 1995-02-28 Cree Research, Inc. Buffer structure between silicon carbide and gallium nitride and resulting semiconductor devices
JP2658860B2 (ja) 1993-12-20 1997-09-30 日本電気株式会社 半導体装置およびその製造方法
US5523589A (en) * 1994-09-20 1996-06-04 Cree Research, Inc. Vertical geometry light emitting diode with group III nitride active layer and extended lifetime
US5739554A (en) 1995-05-08 1998-04-14 Cree Research, Inc. Double heterojunction light emitting diode with gallium nitride active layer
US6002148A (en) 1995-06-30 1999-12-14 Motorola, Inc. Silicon carbide transistor and method
US5569937A (en) 1995-08-28 1996-10-29 Motorola High breakdown voltage silicon carbide transistor
EP0772249B1 (en) * 1995-11-06 2006-05-03 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
KR0167273B1 (ko) 1995-12-02 1998-12-15 문정환 고전압 모스전계효과트렌지스터의 구조 및 그 제조방법
US6700157B2 (en) * 1996-01-22 2004-03-02 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
TW360982B (en) * 1996-01-26 1999-06-11 Matsushita Electric Works Ltd Thin film transistor of silicon-on-insulator type
JPH09232827A (ja) 1996-02-21 1997-09-05 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置及び送受信切り替え型アンテナスイッチ回路
US5652179A (en) 1996-04-24 1997-07-29 Watkins-Johnson Company Method of fabricating sub-micron gate electrode by angle and direct evaporation
US5710455A (en) * 1996-07-29 1998-01-20 Motorola Lateral MOSFET with modified field plates and damage areas
KR100571071B1 (ko) 1996-12-04 2006-06-21 소니 가부시끼 가이샤 전계효과트랜지스터및그제조방법
JP3958404B2 (ja) 1997-06-06 2007-08-15 三菱電機株式会社 横型高耐圧素子を有する半導体装置
JPH118256A (ja) * 1997-06-13 1999-01-12 Oki Electric Ind Co Ltd 電界効果トランジスタの製造方法
JP3457511B2 (ja) 1997-07-30 2003-10-20 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
US5898198A (en) 1997-08-04 1999-04-27 Spectrian RF power device having voltage controlled linearity
JP4219433B2 (ja) * 1997-12-04 2009-02-04 ユーディナデバイス株式会社 半導体装置
US6346451B1 (en) 1997-12-24 2002-02-12 Philips Electronics North America Corporation Laterial thin-film silicon-on-insulator (SOI) device having a gate electrode and a field plate electrode
DE19800647C1 (de) 1998-01-09 1999-05-27 Siemens Ag SOI-Hochspannungsschalter
JP3233207B2 (ja) * 1998-03-20 2001-11-26 日本電気株式会社 電界効果トランジスタの製造方法
US6316793B1 (en) 1998-06-12 2001-11-13 Cree, Inc. Nitride based transistors on semi-insulating silicon carbide substrates
JP3111985B2 (ja) * 1998-06-16 2000-11-27 日本電気株式会社 電界効果型トランジスタ
DE19835454A1 (de) 1998-08-05 2000-02-10 Aventis Res & Tech Gmbh & Co Geschütztes supraleitendes Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
JP3180776B2 (ja) 1998-09-22 2001-06-25 日本電気株式会社 電界効果型トランジスタ
US6621121B2 (en) * 1998-10-26 2003-09-16 Silicon Semiconductor Corporation Vertical MOSFETs having trench-based gate electrodes within deeper trench-based source electrodes
JP2000164926A (ja) 1998-11-24 2000-06-16 Sony Corp 化合物半導体の選択エッチング方法、窒化物系化合物半導体の選択エッチング方法、半導体装置および半導体装置の製造方法
JP4182376B2 (ja) * 1998-12-02 2008-11-19 富士通株式会社 半導体装置
US5973341A (en) * 1998-12-14 1999-10-26 Philips Electronics North America Corporation Lateral thin-film silicon-on-insulator (SOI) JFET device
US6495409B1 (en) 1999-01-26 2002-12-17 Agere Systems Inc. MOS transistor having aluminum nitride gate structure and method of manufacturing same
JP3429700B2 (ja) * 1999-03-19 2003-07-22 富士通カンタムデバイス株式会社 高電子移動度トランジスタ
KR100302611B1 (ko) * 1999-06-07 2001-10-29 김영환 고전압 반도체 소자 및 그 제조방법
US6127703A (en) 1999-08-31 2000-10-03 Philips Electronics North America Corporation Lateral thin-film silicon-on-insulator (SOI) PMOS device having a drain extension region
JP3438133B2 (ja) * 1999-09-27 2003-08-18 富士通株式会社 電界効果半導体装置及びその製造方法
JP3371871B2 (ja) * 1999-11-16 2003-01-27 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JP2001160656A (ja) * 1999-12-01 2001-06-12 Sharp Corp 窒化物系化合物半導体装置
US6639255B2 (en) 1999-12-08 2003-10-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. GaN-based HFET having a surface-leakage reducing cap layer
JP4592938B2 (ja) 1999-12-08 2010-12-08 パナソニック株式会社 半導体装置
US6586781B2 (en) 2000-02-04 2003-07-01 Cree Lighting Company Group III nitride based FETs and HEMTs with reduced trapping and method for producing the same
US6686616B1 (en) * 2000-05-10 2004-02-03 Cree, Inc. Silicon carbide metal-semiconductor field effect transistors
JP4186032B2 (ja) 2000-06-29 2008-11-26 日本電気株式会社 半導体装置
TWI257179B (en) 2000-07-17 2006-06-21 Fujitsu Quantum Devices Ltd High-speed compound semiconductor device operable at large output power with minimum leakage current
US6624488B1 (en) 2000-08-07 2003-09-23 Advanced Micro Devices, Inc. Epitaxial silicon growth and usage of epitaxial gate insulator for low power, high performance devices
US6690042B2 (en) 2000-09-27 2004-02-10 Sensor Electronic Technology, Inc. Metal oxide semiconductor heterostructure field effect transistor
US6891235B1 (en) * 2000-11-15 2005-05-10 International Business Machines Corporation FET with T-shaped gate
US6548333B2 (en) 2000-12-01 2003-04-15 Cree, Inc. Aluminum gallium nitride/gallium nitride high electron mobility transistors having a gate contact on a gallium nitride based cap segment
JP2001230263A (ja) 2001-01-29 2001-08-24 Nec Corp 電界効果型トランジスタ
US6791119B2 (en) 2001-02-01 2004-09-14 Cree, Inc. Light emitting diodes including modifications for light extraction
US6468878B1 (en) 2001-02-27 2002-10-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. SOI LDMOS structure with improved switching characteristics
JP2002270830A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
US6617652B2 (en) * 2001-03-22 2003-09-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High breakdown voltage semiconductor device
GB0107408D0 (en) 2001-03-23 2001-05-16 Koninkl Philips Electronics Nv Field effect transistor structure and method of manufacture
JP4220683B2 (ja) * 2001-03-27 2009-02-04 パナソニック株式会社 半導体装置
JP4972842B2 (ja) * 2001-05-11 2012-07-11 富士電機株式会社 半導体装置
US6849882B2 (en) 2001-05-11 2005-02-01 Cree Inc. Group-III nitride based high electron mobility transistor (HEMT) with barrier/spacer layer
US6475857B1 (en) 2001-06-21 2002-11-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of making a scalable two transistor memory device
KR100920434B1 (ko) 2001-07-24 2009-10-08 크리, 인코포레이티드 절연 게이트 갈륨 비소 질화물/갈륨 질화물계 고전자이동도 트랜지스터
GB0122122D0 (en) 2001-09-13 2001-10-31 Koninkl Philips Electronics Nv Trench-gate semiconductor devices and their manufacture
JP2003174039A (ja) * 2001-09-27 2003-06-20 Murata Mfg Co Ltd ヘテロ接合電界効果トランジスタ
US6906350B2 (en) 2001-10-24 2005-06-14 Cree, Inc. Delta doped silicon carbide metal-semiconductor field effect transistors having a gate disposed in a double recess structure
AU2002339582A1 (en) 2001-11-01 2003-05-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lateral soi field-effect transistor
KR100445904B1 (ko) 2001-12-12 2004-08-25 한국전자통신연구원 소스 필드 플레이트를 갖는 드레인 확장형 모스 전계 효과트랜지스터 및그 제조방법
KR100438895B1 (ko) 2001-12-28 2004-07-02 한국전자통신연구원 고전자 이동도 트랜지스터 전력 소자 및 그 제조 방법
JP2003203930A (ja) 2002-01-08 2003-07-18 Nec Compound Semiconductor Devices Ltd ショットキーゲート電界効果型トランジスタ
JP2003203923A (ja) 2002-01-10 2003-07-18 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
GB0202437D0 (en) 2002-02-02 2002-03-20 Koninkl Philips Electronics Nv Cellular mosfet devices and their manufacture
DE10206739C1 (de) 2002-02-18 2003-08-21 Infineon Technologies Ag Transistorbauelement
JP3908572B2 (ja) 2002-03-18 2007-04-25 株式会社東芝 半導体素子
JP3705431B2 (ja) 2002-03-28 2005-10-12 ユーディナデバイス株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP3723780B2 (ja) * 2002-03-29 2005-12-07 ユーディナデバイス株式会社 半導体装置及びその製造方法
US6559513B1 (en) 2002-04-22 2003-05-06 M/A-Com, Inc. Field-plate MESFET
US7232726B2 (en) * 2002-05-31 2007-06-19 Nxp, B.V. Trench-gate semiconductor device and method of manufacturing
US6740535B2 (en) * 2002-07-29 2004-05-25 International Business Machines Corporation Enhanced T-gate structure for modulation doped field effect transistors
US6884704B2 (en) * 2002-08-05 2005-04-26 Hrl Laboratories, Llc Ohmic metal contact and channel protection in GaN devices using an encapsulation layer
US20040021152A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-05 Chanh Nguyen Ga/A1GaN Heterostructure Field Effect Transistor with dielectric recessed gate
US6838325B2 (en) * 2002-10-24 2005-01-04 Raytheon Company Method of forming a self-aligned, selectively etched, double recess high electron mobility transistor
US8089097B2 (en) * 2002-12-27 2012-01-03 Momentive Performance Materials Inc. Homoepitaxial gallium-nitride-based electronic devices and method for producing same
CN100388509C (zh) 2003-01-29 2008-05-14 株式会社东芝 功率半导体器件
US6933544B2 (en) 2003-01-29 2005-08-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Power semiconductor device
JP3940699B2 (ja) 2003-05-16 2007-07-04 株式会社東芝 電力用半導体素子
US7501669B2 (en) 2003-09-09 2009-03-10 Cree, Inc. Wide bandgap transistor devices with field plates
CA2538077C (en) * 2003-09-09 2015-09-01 The Regents Of The University Of California Fabrication of single or multiple gate field plates
US7126426B2 (en) * 2003-09-09 2006-10-24 Cree, Inc. Cascode amplifier structures including wide bandgap field effect transistor with field plates
JP4417677B2 (ja) 2003-09-19 2010-02-17 株式会社東芝 電力用半導体装置
US7488992B2 (en) * 2003-12-04 2009-02-10 Lockheed Martin Corporation Electronic device comprising enhancement mode pHEMT devices, depletion mode pHEMT devices, and power pHEMT devices on a single substrate and method of creation
US7071498B2 (en) * 2003-12-17 2006-07-04 Nitronex Corporation Gallium nitride material devices including an electrode-defining layer and methods of forming the same
JP4041075B2 (ja) * 2004-02-27 2008-01-30 株式会社東芝 半導体装置
US7573078B2 (en) * 2004-05-11 2009-08-11 Cree, Inc. Wide bandgap transistors with multiple field plates
US7550783B2 (en) * 2004-05-11 2009-06-23 Cree, Inc. Wide bandgap HEMTs with source connected field plates
US9773877B2 (en) * 2004-05-13 2017-09-26 Cree, Inc. Wide bandgap field effect transistors with source connected field plates
JP2006032552A (ja) 2004-07-14 2006-02-02 Toshiba Corp 窒化物含有半導体装置
US7229903B2 (en) * 2004-08-25 2007-06-12 Freescale Semiconductor, Inc. Recessed semiconductor device
US7312481B2 (en) 2004-10-01 2007-12-25 Texas Instruments Incorporated Reliable high-voltage junction field effect transistor and method of manufacture therefor
JP2006114652A (ja) * 2004-10-14 2006-04-27 Hitachi Cable Ltd 半導体エピタキシャルウェハ及び電界効果トランジスタ
US7506015B1 (en) 2004-11-05 2009-03-17 Xilinx, Inc. Generation of a remainder from division of a first polynomial by a second polynomial
US11791385B2 (en) * 2005-03-11 2023-10-17 Wolfspeed, Inc. Wide bandgap transistors with gate-source field plates
US7465967B2 (en) * 2005-03-15 2008-12-16 Cree, Inc. Group III nitride field effect transistors (FETS) capable of withstanding high temperature reverse bias test conditions
WO2006132419A1 (ja) * 2005-06-10 2006-12-14 Nec Corporation 電界効果トランジスタ
CN101976686A (zh) * 2005-06-10 2011-02-16 日本电气株式会社 场效应晶体管
US8120066B2 (en) * 2006-10-04 2012-02-21 Selex Sistemi Integrati S.P.A. Single voltage supply pseudomorphic high electron mobility transistor (PHEMT) power device and process for manufacturing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8772834B2 (en) 2012-10-11 2014-07-08 Samsung Electronics Co., Ltd. High electron mobility transistor and method of driving the same
US9252255B2 (en) 2013-05-01 2016-02-02 Samsung Electronics Co., Ltd. High electron mobility transistor and method of manufacturing the same
KR20180064339A (ko) * 2015-11-06 2018-06-14 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 고 전자이동도 트랜지스터 및 그 제조 방법
US10056478B2 (en) 2015-11-06 2018-08-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. High-electron-mobility transistor and manufacturing method thereof

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Publication number Publication date
JP5390768B2 (ja) 2014-01-15
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US20110169054A1 (en) 2011-07-14
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JP2007537593A (ja) 2007-12-20
US7915644B2 (en) 2011-03-29
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US20060006415A1 (en) 2006-01-12
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