KR20080030050A - Ⅲ족 질화물 인헨스먼트 모드 소자 - Google Patents
Ⅲ족 질화물 인헨스먼트 모드 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080030050A KR20080030050A KR1020087001978A KR20087001978A KR20080030050A KR 20080030050 A KR20080030050 A KR 20080030050A KR 1020087001978 A KR1020087001978 A KR 1020087001978A KR 20087001978 A KR20087001978 A KR 20087001978A KR 20080030050 A KR20080030050 A KR 20080030050A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- group iii
- iii nitride
- nitride semiconductor
- gate
- semiconductor body
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 32
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 78
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 5
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66446—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET]
- H01L29/66462—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET] with a heterojunction interface channel or gate, e.g. HFET, HIGFET, SISFET, HJFET, HEMT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- H01L29/7781—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 inverted single heterostructure, i.e. with active layer formed on top of wide bandgap layer, e.g. IHEMT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- H01L29/7782—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 confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
- H01L29/7783—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 confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- H01L29/7782—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 confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
- H01L29/7783—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 confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material
- H01L29/7785—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 confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material with more than one donor layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
게이트 아래에 게이트 장벽(gate barrier)를 포함하는 Ⅲ족 질화물 전력 반도체 소자와 그 소자의 제작 방법.
Ⅲ족 질화물, 인헨스먼트 모드 소자, 전력 반도체 소자, 게이트 장벽, 전력 반도체 소자 제작 방법
Description
본 발명은 전력 반도체 소자와 관련되어 있으며, 특히 Ⅲ족 질화물 전력 반도체 소자(Ⅲ-nitride power semiconductor devices)와 관련된다.
고 전자 이동도 트랜지스터(HEMT)는 전통적인 전력 반도체 소자의 한 예이다. HEMT는 Ⅲ족 질화물 반도체를 사용하여 제작되는데, 이 반도체는 본 명세서에 언급된 대로, GaN, AlGaN, InGaN 또는 그와 같은 AlInGaN 계(system)로부터의 반도체 합금을 의미한다.
전통적으로 알려진 기술에 의하면, HEMT는 예를 들어 도핑되지 않은 GaN으로 구성되는 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디와, 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디 위에 배치되며 예를 들어 AlGaN으로 구성되는 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디를 포함한다. 잘 알려진 대로, 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디와 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디의 이종접합부(heterojunction)는 일반적으로 이차원 전자가스(2DEG)로 언급되는 전도성 영역을 형성하게 된다.
전형적인 HEMT는 또한 적어도 2 개의 전력 전극들(power electrodes)을 포함한다. 전류는 이 2개의 전력 전극들 사이에서 2DEG를 통하여 전도된다.
HEMT는 또한 게이트 장치(gate arrangement)를 포함하는데, 이 게이트 장치 는 원하는 바에 따라 2DEG를 작동 가능하게 하거나 억제하도록 작동되며, 이에 의해 소자를 온(ON) 시키거나 오프(OFF) 시킬 수 있다. 결과적으로, HEMT는 전계효과 트랜지스터(FET)처럼 작동될 수 있다. 사실, 이러한 소자는 때로는 이종접합 전계효과 트랜지스터(HFET)로서 언급된다.
높은 전류 운반 능력 및 높은 절연 파괴 전압(breakdown voltage) 성능을 갖는 Ⅲ족 질화물계의 이종접합 전력 반도체 소자는 그것의 낮은 손실로 인하여 전력 어플리케이션에 적합하다. 그러나, 많은 Ⅲ족 질화물 반도체 소자들은 노멀리 온(normally ON) 소자인 바, 이는 소자를 오프시키려면 게이트에 바이어스를 걸어주는 것이 요구됨을 의미한다. 노멀리 온 소자들은 전력 어플리케이션에 있어서는 덜 바람직한데, 그 이유는 a) 이러한 소자들은 노멀리 오프 소자보다 덜 효율적으로 작동되고, b) 노멀리 온 소자를 위한 구동 회로가 더욱 복잡하고 그로 인해 더욱 비싸기 때문이다.
그래서, 노멀리 오프의 Ⅲ족 질화물 전력 반도체 소자를 제공하는 것이 요망된다.
본 발명의 목적은 노멀리 오프의 Ⅲ족 질화물 전력 반도체 소자 및 그것의 제작방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 반도체 소자를 제작하기 위해 질소 극성(nitrogen polar) Ⅲ족 질화물 반도체(예를 들어 질소 극성 GaN)가 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 전력 반도체 소자는 바람직하게는,
기판과,
하나의 밴드 갭(band gap)을 갖는 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디와 상기 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디 위의 또 다른 밴드 갭을 갖는 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디를 포함하며, 2차원 전자가스를 갖는 질소 극성 활성 이종접합부와,
적어도 상기 제 2 Ⅲ족 질화물 바디에 결합되어 있는 게이트 장치,
게이트에 바이어스가 걸리지 않았을 때 상기 2차원 전자가스를 중단시키기 위해, 상기 게이트 장치와 상기 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디 사이에 놓여 있는 게이트 장벽과, 그리고
적어도 상기 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디에 결합되어 있는 제 1 전력 전극과 제 2 전력 전극을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 게이트 장벽(gate barrier)은 AlInGaN 계(system)로부터의 합금으로 구성된다. 예를 들어, AlGaN으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 게이트 장벽은 절연 스페이서(insulation spacer)에 의해 각 전력 전극으로부터 이격(spaced)되어 위치한다. 이 절연 스페이서는 산화물이다. 예를 들어, 절연 스페이서는 (AlGa)₂O₃로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 이 반도체 소자는 다수의 활성 Ⅲ족 질화물 이종접합부(active Ⅲ-nitride heterojunctions)들을 포함하는데, 각각의 이종접합부는 2DEG를 포함한다. 활성 이종접합부들 중 적어도 하나는 리세스(recess)를 포함할 수 있는데, 이 리세스에 상기 게이트 장치가 수납된다.
본 발명에 따른 소자는 바람직하게는,
바람직하게는 GaN인 Ⅲ족 질화물 반도체 바디를 성장시키는 단계와,
상기 Ⅲ족 질화물 반도체 바디 안의 영역에 수소 이온들을 주입시키는 단계와,
질소 극성 Ⅲ족 질화물 반도체 바디를 얻어내기 위하여 상기 반도체 바디를 상기 영역들을 따라 분리하는 단계와, 그리고
상기 질소 극성 Ⅲ족 질화물 반도체 바디 위에서 Ⅲ족 질화물 반도체 소자를 형성하는 단계에 의해 바람직하게 제작된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 방법은 예를 들어 질소 극성 GaN인 질소 극성 Ⅲ족 질화물 바디를 얻어낼 수 있게 함은 물론, 노멀리 오프의 인헨스먼트형 소자를 제조할 수 있게 한다.
상기 방법은 또한 상기 Ⅲ족 질화물 반도체 바디에 기판을 본딩(bonding)시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징들과 이점들은 첨부된 도면을 참조로 한, 다음의 상세한 실시예로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소자의 전체적 단면을 개략적으로 보여준다.
도 2A-2F는 본 발명에 따른 소자를 제작하는 방법을 개략적으로 보여준다.
도 3A는 본 발명에 따른 게이트 장벽의 부가로 인한 밴드 다이어그램을 보여준다.
도 3B는 게이트 장치 아래의 게이트 장벽의 부가로서 얻어지는 결과를 나타내는 밴드 다이어그램을 보여준다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소자의 전체적 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 5A는 제 2 실시예의 전력 전극들 하에서의 밴드 다이어그램을 보여준다.
도 5B는 제 2 실시예의 게이트 배열 하에서의 밴드 다이어그램을 보여준다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 소자의 전체적 단면을 나타낸다.
도 7A는 제 3 실시예의 전력 전극들 하에서의 밴드 다이어그램을 보여준다.
도 7B는 제 3 실시예의 게이트 배열 하에서의 밴드 다이어그램을 보여준다.
도 8은 제 3 실시예에서의 제작 과정을 개략적으로 나타낸다.
도 9는 제 3 실시예의 변형을 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참고해 보면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자는 기판(10)(substrate), 본딩 층(12)(bonding layer), 제 1 Ⅲ족 질화물 완충 바디(14)(Ⅲ-nitride buffer body), 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(16), 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(18), 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(18)에 전기적으로 결합되어 있는 제 1 전력 전극(20)과 제 2 전력 전극(22), 그리고 게이트 장치(24)를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 게이트 장벽(26)은 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(18)의 위이자 게이트 장치(24)의 아래에 배치되어 있다. 게이트 장벽(26) 은 AlInGaN, 바람직하게는 AlGaN으로부터의 합금이다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 완충 층(14)은 질소 극성 Ⅲ족 질화물 반도체 물질로서, 예를 들어 질소 극성 GaN이다. 그 결과 완충 층 위에 형성된 전체 스택(stack)은 질소 극성이다. 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체(16)와 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체(18)는 AlInGaN 시스템으로부터의 각기 다른 합금으로서 각각은 서로 다른 밴드 갭(band gap)을 갖는다. 바람직하게는, 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(16)는 AlGaN인데, 제 2 Ⅲ족 질화물 바디(18)는 GaN이다. 잘 알려진 바와 같이, 2DEG는 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(16)와 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(18)의 이종접합부에서 형성됨을 밝혀둔다. 전력전극들(20, 22)은 그래서 전류 전도를 위하여 2DEG에 결합되어 있다. 도 1에 나타난 소자는 노멀리 오프 소자이다. 즉, 게이트 장벽(26)의 존재로 인하여 2DEG가 중단된다. 게이트 장치(24)는 바이어스를 걸어주었을 때 전류 전도를 허용하기 위하여 2DEG를 복구시키는 게이트 전극(상세히 예시되지는 않은)을 포함함을 밝혀둔다. 그래서, 게이트 전극에 바이어스가 걸리지 않은 때에는 소자는 꺼져있는 상태로 남게 된다. 게이트 전극은 게이트 장벽(26)과의 쇼트키 접합(schottky contact)을 통하거나, Si₃N₄, SiO₂또는 본 발명의 참뜻과 범위를 벗어나지 않는 범위에서의 기타 물질로 이루어진 게이트 절연체를 통하여, 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체(16)와 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체(18)의 이종접합부에 결합 되어 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 본 발명에 의한 소자를 제작할 때 스마트 컷 공정(smart cut technology)이 사용된다.
본 발명에 따른 전력 반도체 소자는 도 2A에 나타난 것과 같이, 적합한 기판(10)(예를 들어 Si) 위에서 전이 층(11)(transition layer)(예를 들어 AlN)을 성장시고, 그 다음 전이 층 11위에서 완충 물질(30)(buffer material)을 성장시킴으로써 제작된다.
기판(10)은 바람직하게는 Si이지만, 본 발명의 참뜻과 범위를 벗어나지 않는 한에서 SiC, 사파이어(sapphire), GaN 기판도 가능하다.
전이 층(11)은 잘 알려진 바와 같이, 알루미늄 농도에 따라 분류된 하나의 AlN으로 바람직하게 구성될 수 있고, 알루미늄 함유도가 다양한 AlN 층들의 스택에 의해 바람직하게 구성될 수도 있다. 완충 물질(30)은 바람직하게는 GaN이다.
도 2B에 나타난 바와 같이, 완충 물질(30)이 성장된 후에는, 수소 원자들(32)이 주입 영역(34)(implant region)을 형성하기 위하여 바람직한 깊이로 그 지역 안에 주입된다. 이 수소 원자는 갈륨과 질소 사이의 본드들을 깨뜨리기 위하여 움직여서 원자는 쉽게 분리된다.
도 2C와 2D를 다음으로 참고해 보면, 실리콘 물질이 예를 들어 이산화규소 본딩 층(38)(silicon dioxide bonding layer)을 통하여 GaN 층(30)의 위 표면에 본딩되어 있다. GaN 층(30)은 주입 지역(34)을 따라 분리되어 있고, 실리콘 웨이퍼(36)(silicon wafer)를 제거함으로써 GaN 층(30)의 위층이 제거된다. 상세히 말하자면, GaN 층(30)이 분리되도록 유발시키는 소둔 스트립(annealing strip)이 적용되고, 실리콘 웨이퍼(36)가 제거됨에 따라 GaN 층(30)의 윗부분(37)(top portion)이 제거된다. 윗부분(37)은 질소 극성 GaN 바디(39)를 포함함을 밝혀둔다.
다음으로, 윗부분(37)이 튀겨져 나간(flipped) 후에, 또 다른 GaN 층(40)이 예를 들어 분자선 에피택시(MBE-molecular beam epitaxy)를 사용하면서 질소 극성 GaN(39) 위에서 성장되는데, 이것에 의하여 완충 층(14)이 형성된다. 그리고나서, 도 2E에 나타난 바와 같이, 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(16)(예를 들어 AlGaN인)가 완충 층(14) 위에서 성장되고, 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(18)가 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(16) 위에서 성장되며, 게이트 장벽 물질(42)이 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(18) 위에서 형성된다. 그 후 도 2F에 나타난 바와 같이, 게이트 장치를 위한 물질들이 게이트 장벽 물질(42) 위에 쌓이고, 게이트 장벽(26) 위에 게이트 장치(24)를 얻기 위해 스택(stack)이 패턴화되고 에칭(etching)된다. 그 다음, 도 1에 나타난 제 1 실시예에 따른 소자를 얻기 위하여 전력 전극들(20과 22)이 형성된다. 상기 방법은 기술된 대로 자기 정렬된 게이트 장치를 형성하기 위한 것임을 밝혀둔다.
또한 스마트 컷 방식이 바람직한 방법이기는 하지만, 다른 방법도 질소 극성 GaN을 얻어내기 위하여 사용될 수 있음을 밝혀둔다. 예를 들어, 질소 극성 완충 GaN이 그 위에 성장되는 기판이 소자의 제작에 앞서서 선택될 수 있다.
도 3A를 참고해 보면, 게이트 아래에서, 게이트 장벽(26)(예를 들어 AlGaN)은 구조체로부터 대역들(bands)을 솟아오르도록 유발한다. 이 부가된 포텐셜은 전도대(conduction band)를 페르미 준위(fermi level) 위로 잡아당기고, 소자를 꺼지게 한다. 그러나, 게이트 장벽 층의 제거 후에, 전도대는 2DEG 축적과 높은 이동성을 위하여, 도 3B에 예시된 바와 같이 페르미 준위 아래에 놓이게 된다. 그래서, 기술된 대로 게이트 장치 아래의 게이트 장벽 물질의 일부분을 남겨두는 것은 2DEG를 중단시키게 하고, 이 2DEG는 그 후 적절한 바이어스를 걸어주면 복구된다. 그 결과로, 인헨스먼트 모드 Ⅲ족 질화물 소자가 여기에 기술된 구상에 따라 얻어질 수 있다.
제 1 실시예에 따른 소자는 다음과 같은 이유로 이점이 있다:
인헨스먼트 모드 소자인 점;
자기 정렬된 게이트들을 가진다는 점;
소자의 절연 백 플레인(back plane)이 수직의 절연파괴전압의 문제점들을 제거한다는 점;
규소 기판 위에 두꺼운 GaN의 에피택셜 층을 필요로 하지 않는다는 점; 그리고
소자의 얇은 GaN 완충부분(buffer)이 게이트 아래의 완충부분을 통하여 기생 누설(parasitic leakage)을 감소시킨다는 점에서 이점이 있다.
도 4를 참고해 보면, 제 2 실시예에 따른 전력 반도체 소자는 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(16)(예를 들어 AlGaN)와 같은 물질로 이루어진 제 3 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(44), 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(18)(예를 들어 GaN)와 같은 물질로 이루어진 제 4 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(46)를 포함한다. 제 4 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(46)는 제 3, 제 4 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(44와 46)의 이종접합부에서 2DEG를 중단시키도록 리세스(48)(recess)를 포함한다. 게이트 장치(24)는 리세스(48)의 내부에 수납된다. 도 4에서 각각 2DEG를 포함하는 2 개의 활성 Ⅲ족 질화 물 이종접합부(19, 21)들을 보여주고 있지만, 제 2 실시예에 따른 소자는 향상된 전도를 위해 다수의 활성 Ⅲ족 질화물 이종접합부들을 포함한다. 나아가 이 실시예에서 층(44)은 활성 이종접합부의 일부분으로서 뿐만 아니라 게이트 장벽으로서의 역할도 한다는 것을 밝혀 둔다.
도 5A는 전력 전극들(20과 22) 아래에서의 밴드들의 상태와 관련된 밴드 다이어그램을 그림으로서 나타내고 있고, 도 5B는 제 2 실시예에 따른 소자의 게이트 장치 아래에서의 상태를 보여주는 밴드 다이어그램을 그림으로서 나타내고 있다.
제 2 실시예에 따른 소자는 제 3 Ⅲ족 질화물 반도체 바디(44)와 제 4 바디 (46)가 형성되는 것과, 제 4 바디(46)가 게이트 배열과 전력 전극들(20, 22)을 형성하기에 앞서서 리세스를 형성하게 되는 것을 제외하면, 도 2A-2F에 예시된 과정에 따라 제작된다.
제 2 실시예에 따른 소자는 다음과 같은 이유로 이점이 있다:
인헨스먼트 모드 소자인 점;
자기 정렬된 게이트를 포함하는 점;
소자의 절연 백 플레인이 수직의 절연파괴전압의 문제점들을 제거시킨다는 점;
규소 기판 위에 두꺼운 GaN의 에피택셜 층을 필요로 하지 않는다는 점;
소자의 얇은 GaN 완충부분이 게이트 아래의 완충부분을 통하여 기생 누설을 감소시킨다는 점;
AlGaN위의 GaN에 대한 선별적인 에칭기술이 잘 알려져 있기 때문에 잘 알려 진 기술들을 사용하여 제작될 수 있다는 점; 그리고
그 제작은 AlGaN의 가능한 산화(oxidation)와 연관될 수 있다는 점에서 이점이 있다.
도 6을 다음으로 참고하면, 제 3 실시예에 따른 소자는 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체(18) 위에 있으면서 게이트 배열(24)의 아래에 있는 게이트 장벽(26)을 포함하는데, 이 장벽은 예를 들어 (AlGa)₂O₃인 산화물 바디(48)에 의해, 개별적인 전력 전극들의 양쪽으로부터 떨어진 곳에 위치한다.
도 7A는 제 3 실시예에서의 전력 전극들 아래에서의 상태들과 관련된 밴드 다이어그램을 나타내고, 도 7B는 게이트 배열 24 아래에서의 상태들과 관련된 밴드 다이어그램을 나타낸다.
제 3 실시예에 따른 소자는 장벽 물질(42)이 게이트 배열이 제조되기 전에 적절하게 산화되는 것을 제외하면 도 2A-2B에 예시된 것과 동일한 과정에 따라 제작되는 것임을 밝혀 둔다.
산화물 바디(48)는 산화되지 않아야 하는 부분들을 적절한 마스크로 마스킹(masking)하고, 그 후 마스킹되지 않은 부분들을 산화시키는 과정에 의해 형성될 수 있다. 그래서, 도 8에 나타난 대로, 마스크(50)가 적용되고 마스킹되지 않은 부분들은 산화된다. 적절한 마스크 물질로는 Si₃N₄이 있다. 또 다른 적절한 마스크는 산화된 후에 SiO₂(52)로 바뀌는 실리콘으로 형성될 수 있다. 그 후 SiO₂(52)는 게이트 절연체로서 사용될 수 있다.
아래의 이점들은 개시된 사항으로부터 명확해진다.
질소 극성 물질은 인헨스먼트 모드 소자를 달성하기 위한 추가적인 길을 제시해 준다;
다수의 이종접합부들은 층들의 개수에 따라 2DEG를 생산하거나 억제할 수 있다;
스마트 컷 공정의 이용은 Si 기판들 위의 GaN물질의 생산과 연관되는데, 이 생산은 실리콘 위의 두꺼운 에피택셜 GaN 층을 필요로 하지 않는다;
웨이퍼 본딩은 수직의 절연파괴전압을 제거한다;
웨이퍼 본딩은 완충부분의 두께를 감소시키고 그에 대응하는 누설 경로(leakage path)를 감축시키며, 완충부(buffer)의 저항력의 제약 조건들을 감소시키고, 그래서 트래핑(trapping) 문제에 대응하고 대처하기 위한 탄소 또는 철의 필요성을 제거시킨다; 그리고
질소 극성 물질은 본딩 과정 중 두 번째 튀겨 올림(flip)을 제거함으로써 스마트 컷 공정의 복잡성을 감소시킨다.
본 발명은 특정한 실시예와의 관계에서 기술되어왔으나, 많은 다른 변형, 수정 및 다른 용도가 당업자에게는 명확하게 보일 것이다. 그러므로, 본 발명은 본 명세서의 특정 개시 내용에 국한되어서는 안 되고, 오로지 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한해석되어야 한다.
Claims (23)
- 전력 반도체 소자로서:기판과;하나의 밴드 갭(band gap)을 갖는 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디와, 상기 제 1 Ⅲ족 질화물 반도체 바디 위의 또 다른 밴드 갭을 갖는 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디를 포함하며, 2차원 전자가스(2DEG)를 갖는 질소 극성 활성 이종접합부와;적어도 상기 제 2 Ⅲ족 질화물 바디에 결합되어 있는 게이트 장치(gate arrangement)와;게이트에 바이어스가 걸리지 않았을 때 상기 2차원 전자가스를 중단시키기 위해, 상기 게이트 장치와 상기 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디 사이에 놓여 있는 게이트 장벽(gate barrier)과; 그리고적어도 상기 제 2 Ⅲ족 질화물 반도체 바디에 결합되어 있는 제 1 전력 전극과 제 2 전력 전극을 포함하는 전력 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,Ⅲ족 질화물 완충(buffer) 층을 더 포함하고, 상기 Ⅲ족 질화물 완충 층과 상기 기판 사이에 본딩(bonding) 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 기판은 실리콘으로 구성되고 상기 본딩 층은 이산화규소로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 제 3 항에 있어서,상기 완충 층은 GaN으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 게이트 장벽은 InAlGaN의 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 게이트 장벽은 AlGaN으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 게이트 장벽은 개별적인 산화물 바디에 의해 각 전력 전극으로부터 이격되어 위치해 있는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 제 7 항에 있어서,상기 게이트 장벽은 AlInGaN의 합금으로 구성되고 상기 산화물 바디는 (AlGa)₂O₃로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 제 7 항에 있어서,상기 게이트 장벽은 AlGaN으로 구성되고 상기 산화물 바디는 (AlGa)₂O₃로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 활성 Ⅲ족 질화물 이종접합부 위에서 형성되는 제 2 활성 Ⅲ족 질화물 이종접합부와,제 3 Ⅲ족 질화물 반도체 바디를 포함하는 제 2 활성 Ⅲ족 질화물 이종접합부,제 4 Ⅲ족 질화물 반도체 바디, 그리고서로 다른 밴드 갭을 가지며 2차원 전자 가스를 형성하는 제 3 Ⅲ족 질화물 반도체 바디와 제 4 Ⅲ족 질화물 반도체 바디를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 제 10 항에 있어서,상기 제 4 Ⅲ족 질화물 반도체 바디는 상기 게이트 장치를 수납하는 리세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 반도체 소자.
- 반도체 소자를 제작하는 방법으로서:Ⅲ족 질화물 반도체 바디를 성장시키는 단계;수소 이온을 상기 Ⅲ족 질화물 반도체 바디 내부의 영역에 주입시키는 단계;질소 극성 Ⅲ족 질화물 반도체 바디를 얻어내기 위해 상기 영역을 따라 상기 반도체 바디를 분리시키는 단계; 및상기 질소 극성 반도체 바디 위에 Ⅲ족 질화물 반도체 소자를 형성하는 단계로 이루어지는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 Ⅲ족 질화물 반도체 바디에 기판을 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 Ⅲ족 질화물 반도체 바디는 GaN으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 Ⅲ족 질화물 반도체 소자는 게이트 장치와 게이트 장치 아래의 게이트 장벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 게이트 장벽은 AlInGaN 계(system)로부터의 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 게이트 장벽은 AlGaN으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 Ⅲ족 질화물 반도체 소자는 게이트 장치와, 제 1 전력 전극, 제 2 전력 전극, 상기 게이트 장치 아래의 게이트 장벽, 상기 각 전력 전극과 상기 게이트 장벽 사이에 배치된 절연 스페이서(insulation spacer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 게이트 장벽은 AlInGaN 계(system)로부터의 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 게이트 장벽은 AlGaN으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 절연 스페이서들은 (AlGa)₂O₃로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 Ⅲ족 질화물 반도체 소자는 적어도 하나의 Ⅲ족 질화물 활성 이종접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 Ⅲ족 질화물 반도체 소자는 상기 게이트 장치를 수납하는 리세스를 갖는 적어도 하나의 Ⅲ족 질화물 활성 이종접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제작 방법.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US69698505P | 2005-07-06 | 2005-07-06 | |
US60/696,985 | 2005-07-06 | ||
PCT/US2006/026323 WO2007006001A2 (en) | 2005-07-06 | 2006-07-06 | Iii-nitride enhancement mode devices |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080030050A true KR20080030050A (ko) | 2008-04-03 |
KR101045573B1 KR101045573B1 (ko) | 2011-07-01 |
Family
ID=37605219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020087001978A KR101045573B1 (ko) | 2005-07-06 | 2006-07-06 | Ⅲ족 질화물 인헨스먼트 모드 소자 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7759699B2 (ko) |
JP (1) | JP5202312B2 (ko) |
KR (1) | KR101045573B1 (ko) |
DE (1) | DE112006001751B4 (ko) |
WO (1) | WO2007006001A2 (ko) |
Families Citing this family (58)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8455920B2 (en) * | 2007-05-23 | 2013-06-04 | International Rectifier Corporation | III-nitride heterojunction device |
JP2008306130A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Sanken Electric Co Ltd | 電界効果型半導体装置及びその製造方法 |
US20090050939A1 (en) * | 2007-07-17 | 2009-02-26 | Briere Michael A | Iii-nitride device |
WO2009018479A1 (en) | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Viasat, Inc. | Trusted labeler |
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 |
US7999288B2 (en) * | 2007-11-26 | 2011-08-16 | International Rectifier Corporation | High voltage durability III-nitride semiconductor device |
US8159003B2 (en) * | 2007-11-26 | 2012-04-17 | International Rectifier Corporation | III-nitride wafer and devices formed in a III-nitride wafer |
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 |
US7898004B2 (en) | 2008-12-10 | 2011-03-01 | Transphorm Inc. | Semiconductor heterostructure diodes |
DE102009018054B4 (de) * | 2009-04-21 | 2018-11-29 | Infineon Technologies Austria Ag | Lateraler HEMT und Verfahren zur Herstellung eines lateralen HEMT |
US8742459B2 (en) | 2009-05-14 | 2014-06-03 | Transphorm Inc. | High voltage III-nitride semiconductor devices |
JP5587564B2 (ja) * | 2009-06-19 | 2014-09-10 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電界効果トランジスタおよび電界効果トランジスタの製造方法 |
US8390000B2 (en) | 2009-08-28 | 2013-03-05 | Transphorm Inc. | Semiconductor devices with field plates |
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 |
US8816497B2 (en) | 2010-01-08 | 2014-08-26 | Transphorm Inc. | Electronic devices and components for high efficiency power circuits |
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 |
US8957454B2 (en) | 2011-03-03 | 2015-02-17 | International Rectifier Corporation | III-Nitride semiconductor structures with strain absorbing interlayer transition modules |
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 |
US20120274366A1 (en) | 2011-04-28 | 2012-11-01 | International Rectifier Corporation | Integrated Power Stage |
US8546849B2 (en) | 2011-05-04 | 2013-10-01 | International Rectifier Corporation | High voltage cascoded III-nitride rectifier package utilizing clips on package surface |
US8853707B2 (en) | 2011-05-04 | 2014-10-07 | International Rectifier Corporation | High voltage cascoded III-nitride rectifier package with etched leadframe |
US8853706B2 (en) | 2011-05-04 | 2014-10-07 | International Rectifier Corporation | High voltage cascoded III-nitride rectifier package with stamped leadframe |
US9281388B2 (en) | 2011-07-15 | 2016-03-08 | Infineon Technologies Americas Corp. | Composite semiconductor device with a SOI substrate having an integrated diode |
US9087812B2 (en) | 2011-07-15 | 2015-07-21 | International Rectifier Corporation | Composite semiconductor device with integrated diode |
US8901604B2 (en) | 2011-09-06 | 2014-12-02 | Transphorm Inc. | Semiconductor devices with guard rings |
US9257547B2 (en) | 2011-09-13 | 2016-02-09 | Transphorm Inc. | III-N device structures having a non-insulating substrate |
US8796738B2 (en) | 2011-09-21 | 2014-08-05 | International Rectifier Corporation | Group III-V device structure having a selectively reduced impurity concentration |
US8598937B2 (en) | 2011-10-07 | 2013-12-03 | Transphorm Inc. | High power semiconductor electronic components with increased reliability |
US9165766B2 (en) | 2012-02-03 | 2015-10-20 | Transphorm Inc. | Buffer layer structures suited for III-nitride devices with foreign substrates |
WO2013147710A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | Agency For Science, Technology And Research | Iii-nitride high electron mobility transistor structures and methods for fabrication of same |
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 |
TWI588955B (zh) | 2012-09-24 | 2017-06-21 | 索泰克公司 | 使用多重底材形成iii-v族半導體結構之方法及應用此等方法所製作之半導體元件 |
CN104756245B (zh) * | 2012-10-26 | 2017-09-22 | Rfhic公司 | 具有提高的可靠性和工作寿命的半导体器件及其制造方法 |
US9171730B2 (en) | 2013-02-15 | 2015-10-27 | Transphorm Inc. | Electrodes for semiconductor devices and methods of forming the same |
US9087718B2 (en) | 2013-03-13 | 2015-07-21 | Transphorm Inc. | Enhancement-mode III-nitride devices |
US9245992B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-01-26 | Transphorm Inc. | Carbon doping semiconductor devices |
WO2015009514A1 (en) | 2013-07-19 | 2015-01-22 | Transphorm Inc. | Iii-nitride transistor including a p-type depleting layer |
WO2015172348A1 (en) | 2014-05-15 | 2015-11-19 | The Procter & Gamble Company | Dentifrice compositions having dental plaque mitigation or improved fluoride uptake |
US9318593B2 (en) | 2014-07-21 | 2016-04-19 | Transphorm Inc. | Forming enhancement mode III-nitride devices |
US9536967B2 (en) | 2014-12-16 | 2017-01-03 | Transphorm Inc. | Recessed ohmic contacts in a III-N device |
US9536966B2 (en) | 2014-12-16 | 2017-01-03 | Transphorm Inc. | Gate structures for III-N devices |
JP6023825B2 (ja) * | 2015-01-14 | 2016-11-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 半導体装置 |
KR101627197B1 (ko) * | 2015-01-30 | 2016-06-03 | 충남대학교산학협력단 | 열근 무 품종을 구분하기 위한 특이 마커 및 이의 용도 |
US20170069721A1 (en) | 2015-09-08 | 2017-03-09 | M/A-Com Technology Solutions Holdings, Inc. | Parasitic channel mitigation using silicon carbide diffusion barrier regions |
US9627473B2 (en) * | 2015-09-08 | 2017-04-18 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | Parasitic channel mitigation in III-nitride material semiconductor structures |
US11322599B2 (en) | 2016-01-15 | 2022-05-03 | Transphorm Technology, Inc. | Enhancement mode III-nitride devices having an Al1-xSixO gate insulator |
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 |
US11024717B2 (en) | 2018-03-22 | 2021-06-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
US11038023B2 (en) | 2018-07-19 | 2021-06-15 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | III-nitride material semiconductor structures on conductive silicon substrates |
CN109346407A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-02-15 | 张海涛 | 氮化镓hemt的制造方法 |
JP7158272B2 (ja) * | 2018-12-25 | 2022-10-21 | エア・ウォーター株式会社 | 化合物半導体基板 |
CN111584628B (zh) * | 2020-05-28 | 2021-03-26 | 浙江大学 | 增强型GaN HEMT器件及其制备方法 |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69315177D1 (de) | 1992-09-14 | 1997-12-18 | Toshiba Kawasaki Kk | Elektronisches Bauelement mit künstlichem Übergitter |
KR0137545B1 (ko) * | 1994-12-22 | 1998-06-01 | 양승택 | GaAs 화합물 반도체 소자의 게이트 형성방법 |
JPH10223901A (ja) * | 1996-12-04 | 1998-08-21 | Sony Corp | 電界効果型トランジスタおよびその製造方法 |
KR100571071B1 (ko) * | 1996-12-04 | 2006-06-21 | 소니 가부시끼 가이샤 | 전계효과트랜지스터및그제조방법 |
US6040225A (en) | 1997-08-29 | 2000-03-21 | The Whitaker Corporation | Method of fabricating polysilicon based resistors in Si-Ge heterojunction devices |
GB2338592A (en) | 1998-06-19 | 1999-12-22 | Secr Defence | Single electron transistor |
JP3209270B2 (ja) * | 1999-01-29 | 2001-09-17 | 日本電気株式会社 | ヘテロ接合電界効果トランジスタ |
JP2000277724A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Nagoya Kogyo Univ | 電界効果トランジスタとそれを備えた半導体装置及びその製造方法 |
JP3393602B2 (ja) * | 2000-01-13 | 2003-04-07 | 松下電器産業株式会社 | 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 |
JP4022708B2 (ja) * | 2000-06-29 | 2007-12-19 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
US6524935B1 (en) * | 2000-09-29 | 2003-02-25 | International Business Machines Corporation | Preparation of strained Si/SiGe on insulator by hydrogen induced layer transfer technique |
EP1482549B1 (en) * | 2003-05-27 | 2011-03-30 | S.O.I. Tec Silicon on Insulator Technologies S.A. | Method of fabrication of a heteroepitaxial microstructure |
JP3729065B2 (ja) * | 2000-12-05 | 2005-12-21 | 日立電線株式会社 | 窒化物半導体エピタキシャルウェハの製造方法及び窒化物半導体エピタキシャルウェハ |
US6593193B2 (en) * | 2001-02-27 | 2003-07-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method for fabricating the same |
EP2267784B1 (en) * | 2001-07-24 | 2020-04-29 | Cree, Inc. | INSULATING GATE AlGaN/GaN HEMT |
JP3690594B2 (ja) * | 2001-07-25 | 2005-08-31 | 日本電信電話株式会社 | ナイトライド系化合物半導体の電界効果トランジスタ |
JP4920836B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2012-04-18 | シャープ株式会社 | 半導体素子 |
JP2003142501A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | GaN系電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
JP3856750B2 (ja) * | 2001-11-13 | 2006-12-13 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
FR2835095B1 (fr) * | 2002-01-22 | 2005-03-18 | Procede de preparation d'ensembles a semi-conducteurs separables, notamment pour former des substrats pour l'electronique, l'optoelectrique et l'optique | |
US7001867B2 (en) * | 2002-05-21 | 2006-02-21 | Conocophillips Company | Rare earth aluminates and gallates supported rhodium catalysts for catalytic partial oxidation of hydrocarbons |
JP2004140339A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-05-13 | Univ Chiba | 窒化物系ヘテロ構造を有するデバイス及びその製造方法 |
EP1581675B1 (en) | 2002-12-11 | 2009-10-14 | AMMONO Sp. z o.o. | A template type substrate and a method of preparing the same |
JP4469139B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2010-05-26 | シャープ株式会社 | 化合物半導体fet |
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 |
US8120139B2 (en) | 2003-12-05 | 2012-02-21 | International Rectifier Corporation | Void isolated III-nitride device |
JP4041075B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2008-01-30 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP4705412B2 (ja) * | 2005-06-06 | 2011-06-22 | パナソニック株式会社 | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
-
2006
- 2006-07-06 JP JP2008519736A patent/JP5202312B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-07-06 WO PCT/US2006/026323 patent/WO2007006001A2/en active Application Filing
- 2006-07-06 US US11/481,771 patent/US7759699B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-07-06 KR KR1020087001978A patent/KR101045573B1/ko active IP Right Grant
- 2006-07-06 DE DE112006001751T patent/DE112006001751B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112006001751B4 (de) | 2010-04-08 |
WO2007006001A9 (en) | 2007-03-29 |
JP2009503810A (ja) | 2009-01-29 |
US20070007547A1 (en) | 2007-01-11 |
KR101045573B1 (ko) | 2011-07-01 |
WO2007006001A3 (en) | 2009-04-16 |
DE112006001751T5 (de) | 2008-05-08 |
US7759699B2 (en) | 2010-07-20 |
WO2007006001A2 (en) | 2007-01-11 |
JP5202312B2 (ja) | 2013-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101045573B1 (ko) | Ⅲ족 질화물 인헨스먼트 모드 소자 | |
US7728355B2 (en) | Nitrogen polar III-nitride heterojunction JFET | |
US10249715B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the semiconductor device | |
US8648390B2 (en) | Transistor with enhanced channel charge inducing material layer and threshold voltage control | |
US9214517B2 (en) | Semiconductor device using 2-dimensional electron gas and 2-dimensional hole gas and method of manufacturing the semiconductor device | |
US8716756B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5203725B2 (ja) | Iii族窒化物パワー半導体デバイス | |
KR101092467B1 (ko) | 인헨스먼트 노말리 오프 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법 | |
US7465968B2 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
WO2007108055A1 (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP2009224801A (ja) | 増強/空乏モード擬似形態高電子移動度トランジスタデバイス | |
JP2010153493A (ja) | 電界効果半導体装置及びその製造方法 | |
JP2001230407A (ja) | 半導体装置 | |
JP2013004967A (ja) | エンハンスメント型iii−v族高電子移動度トランジスタ(hemt)および製造方法 | |
WO2007108404A1 (ja) | 半導体電界効果トランジスタ及びその製造方法 | |
JP2011029506A (ja) | 半導体装置 | |
JP2015065241A (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体装置 | |
JP2012169369A (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP2016054215A (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP2010153748A (ja) | 電界効果半導体装置の製造方法 | |
US20130146888A1 (en) | Monolithic semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US11721751B2 (en) | HEMT and method of fabricating the same | |
KR20190112523A (ko) | 이종접합 전계효과 트랜지스터 및 그 제조 방법 | |
TW201929221A (zh) | 半導體元件及其製作方法 | |
JP6360239B2 (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140611 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150608 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160621 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170616 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180619 Year of fee payment: 8 |