TWI555214B - 用於氮化鎵hemt裝置的再生蕭特基結構 - Google Patents
用於氮化鎵hemt裝置的再生蕭特基結構 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI555214B TWI555214B TW101116823A TW101116823A TWI555214B TW I555214 B TWI555214 B TW I555214B TW 101116823 A TW101116823 A TW 101116823A TW 101116823 A TW101116823 A TW 101116823A TW I555214 B TWI555214 B TW I555214B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- iii
- schottky
- family
- gallium nitride
- Prior art date
Links
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 52
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 42
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 17
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- AUCDRFABNLOFRE-UHFFFAOYSA-N alumane;indium Chemical compound [AlH3].[In] AUCDRFABNLOFRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims 1
- SRCJDTOFMBRRBY-UHFFFAOYSA-N boron indium Chemical compound [B].[In] SRCJDTOFMBRRBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 12
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 12
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 4
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 4
- 238000000348 solid-phase epitaxy Methods 0.000 description 4
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 description 1
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
-
- 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
- H01L29/02—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)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
本發明的具體態樣大致關於包括高電子移動性電晶體裝置的設備和系統,該裝置包括再生蕭特基層。
高電子移動性電晶體(high-electron mobility transistor,HEMT)至少部分由於其同時具有高功率、高頻率、低連通電阻操作而用於許多用途。氮化鎵的寬能帶間隙特徵可以提供格外優異的效能而具有高溫作業能力。
本發明的一種態樣是一種方法,其包括:形成III-V族層於緩衝層上;形成包括開口的遮罩於III-V族層上;再生蕭特基層於開口中以形成再生蕭特基層;以及再生蕭特基層之後,從III-V族層移除遮罩。
本發明的另一種態樣是一種設備,其包括:緩衝層;III-V族層,其在緩衝層上;源極接觸和汲極接觸,其在III-V族層上;以及再生蕭特基層,其在III-V族層上以及在源極接觸和汲極接觸之間。
本發明的另一種態樣是一種系統,其包括:天線切換模組,其建構成接收射頻(RF)輸出訊號;收發器,其耦合以天線切換模組並且建構成產生RF輸入訊號;以及功率放大器模組,其耦合以天線切換模組和收發器,並且建構成從
收發器接收RF輸入訊號以及提供RF輸出訊號到天線切換模組,其中功率放大器模組包括高電子移動性電晶體,其具有:緩衝層;III-V族層,其在緩衝層上;源極接觸和汲極接觸,其在III-V族層上;以及再生蕭特基層,其在III-V族層上以及在源極接觸和汲極接觸之間。
於以下的詳細敘述,係參考形成說明書一部分的附圖,其中全篇相同的代號是指相同的部件,以及其中以示範的方式來顯示本發明可以實施的具體態樣。要了解可以利用其他具體態樣並且可以做出結構上或邏輯上的改變,而不偏離本發明的範圍。因此,以下的詳細敘述不是帶有限制的意味,並且依據本發明之具體態樣的範圍是由所附申請專利範圍及其等效者所界定。
各式各樣的作業可以討論和/或示範成多個輪流的個別作業,其方式可以幫助了解本發明的具體態樣;然而,描述的次序不應解讀成這些作業是次序相關的。
說明書可能使用「於一具體態樣」、「於諸多具體態樣」、「於某些具體態樣」或「於多變的具體態樣」等片語,其都可以指一或更多個相同的或不同的具體態樣。再者,關於本發明之具體態樣所用的「包括」、「包含」、「具有」和類似的辭彙是同義的。
如在此所用,「耦合的」(coupled)以及其衍生用語可以指以下一或更多者。「耦合的」可以意謂直接的實體或電耦合
或連接,其中說成彼此耦合的元件之間沒有耦合或連接其他元件。「耦合的」也可以意謂間接的實體或電耦合或連接,其中一或更多個其他元件耦合或連接在說成彼此耦合的元件之間。
說明書可能使用基於立體的描述,例如上/下、前/後、頂/底。此種描述僅用來便於討論,並且不打算限制本發明之具體態樣的應用。
為了本揭示的目的,片語「A/B」意謂A或B。片語「A和/或B」意謂(A)、(B)或(A和B)。片語「A、B、C當中至少一者」意謂(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。片語「(A)B」意謂(B)或(A和B),也就是說A是可選用的元件。此外,雖然本揭示的具體態樣可能顯示和描述為包括特定數目的構件或元件,但是具體態樣並不限於任何特定數目的構件或元件。
本揭示大致針對(尤其是)包括HEMT裝置的設備和系統,該裝置包括再生蕭特基層。於多變的具體態樣,HEMT裝置可以包括緩衝層和於緩衝層上的III-V族層。再生蕭特基層可以在緩衝層上,致使蕭特基層是在源極接觸和汲極接觸之間。
圖1是依據多變的具體態樣之HEMT 100的截面圖,其包括再生蕭特基層10。HEMT 100可以包括基板12、於基板12上的成核層14、於成核層14上的緩衝層16。並非直接形成再生蕭特基層10於緩衝層16上,III-V族層18可以在緩衝層16上。示範的HEMT 100進一步包括歐姆源極接
觸20、歐姆汲極接觸22、閘極24。
HEMT 100可以提供低電阻接觸結構,原因至少在於具有對III-V族層18的直接接觸而有對二維電子氣體的低電阻接觸(在緩衝層16和III-V族層18的介面)。為此,III-V族層18可以包括高度摻雜的III-V族材料。並非具有跨越結構的蕭特基層以致使蕭特基層是在歐姆接觸20、22和緩衝層16之間,蕭特基層10反而是再生於閘極24和底下層(層18、16、14、12)之間的區域以及在歐姆接觸20、22之間。藉由使用高度摻雜的n+III-V族層18來提供低電阻路徑,則也可能在比接觸20、22和n+III-V族層18之間提供良好接觸所需溫度還低的溫度下來退火接觸20、22。
形成HEMT裝置(例如HEMT裝置100)的範例性方法乃藉由HEMT裝置在該方法之不同階段的截面側視圖而示範於圖2~9。
如圖2所示範,成核層14可以形成於基板12上。基板12可以包括任何適合此用途的材料。於多變的具體態樣,舉例而言,基板12包括碳化矽。碳化矽可以特別適合具有高射頻(RF)功率和高頻作業的裝置,至少部分係由於碳化矽的熱性質和隔離性質。然而,於其他具體態樣,基板12可以包括矽、藍寶石、氮化鋁、氮化鎵、其組合或其與另一適合材料的組合。於處理期間,基板12可以是上面可能形成了多重裝置(類似於HEMT裝置100)和/或其他裝置之晶圓的一部分。
成核層14可以包括氮化鋁或另一適合改善緩衝層16
品質的材料。成核層14舉例而言可以包括氮化鋁。於某些具體態樣,成核層14可以包括氮化鎵或氮化鋁鎵。於多變的具體態樣,HEMT 100結構可以完全省略成核層14。
緩衝層16然後可以形成於成核層14上(當存在時),如圖3所示範。對於省略成核層14的具體態樣而言,緩衝層16可以直接形成於基板12上,如圖4所示範。
緩衝層16可以包括基於氮化鎵的適合材料。基於氮化鎵的材料可以包括氮化鎵、氮化鋁鎵或其組合。於多變的具體態樣,緩衝層16可以是摻雜鐵或碳之基於氮化鎵的材料或基於氮化鎵的超晶格材料。
III-V族層18可以形成於緩衝層16上,如圖5所示範。III-V族層18可以包括n+氮化鎵。於其他多變的具體態樣,III-V族層18可以包括n+氮化銦鎵、n+氮化銦、n+氮化銦鋁或n+氮化鋁鎵。對於III-V族層18包括n+氮化鋁鎵的具體態樣而言,n+氮化鋁鎵的厚度範圍可以在10~50Å。於多變的具體態樣,並非形成III-V族層18,則未摻雜的氮化鎵層可以形成於緩衝層16上。於多變的具體態樣,底下討論的歐姆金屬可以與此層形成合金。未摻雜之氮化鎵的厚度範圍可以在10~500Å。
遮罩層26可以形成於III-V族層18上,如圖6所示範。如圖7所示範,遮罩層26然後可以做出圖案以形成開口28,其暴露出III-V族層18當中要形成蕭特基層10和HEMT裝置之任何存取區域的地方。遮罩層26可以包括任何適合光微影圖案化和蝕刻作業的材料。據此,用於遮罩層26的
材料一般會是相對於基板12上任何其他層具有適當蝕刻選擇性者。硬遮罩可以適合於多變的具體態樣。適合的硬遮罩材料可以包括氮化矽或氧化矽。其他已知的硬遮罩材料可以類似地適合。
做出圖案的結構然後可加以清潔(如果想要的話),然後蕭特基層10可以再生,如圖8所示範。再生蕭特基層10可以使用任何適合的方法所形成,舉例而言包括分子束磊晶、氣相磊晶、固相磊晶或液相磊晶都可以類似地適合。視用途而定,蕭特基層10也可以再生於晶圓的其他區域上,並且在此所述的再生蕭特基層10可以允許多重再生,視需要再次遮罩,而在同一晶圓上有不同的蕭特基結構以用於增強模式和耗盡模式HEMT。
於多變的具體態樣,再生蕭特基層10包括磊晶材料。再生蕭特基層10可以包括氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鋁、氮化鋁、氮化銦鎵、氮化鎵硼、氮化鋁硼或其二者或更多者的組合。
視再生以形成再生蕭特基層10的磊晶材料而定,多晶層30可以於再生作業期間形成於遮罩層26上,亦如圖8所示範。
遮罩層26和多晶層30(如果存在的話)然後可以使用適合的蝕刻作業所移除,而留下再生蕭特基層10,如圖9所示範。
裝置處理可以繼續於閘極24的界定和再生蕭特基層10上的金屬化,以及歐姆金屬化以於剩餘的III-V族層18區
域上形成源極接觸20和汲極接觸22而形成HEMT裝置100,如圖1所示範。閘極24、源極接觸20、汲極接觸22可以包括任何適合的材料,舉例而言包括適合的金屬。
雖然在此未示範,但是HEMT 100可以視應用而定以包括額外層。
於多變的具體態樣,III-V族層18在形成蕭特基層10之前可加以蝕刻,如圖10~13的方法所示範。如所示範,將遮罩層26形成於III-V族層18上(舉例而言,藉由參考圖2~7所述的作業)之後,經由開口28來蝕刻III-V族層18以移除或減少III-V族層18的厚度。緩衝層16也可以於此作業或額外作業期間加以蝕刻。
蝕刻III-V族層18之後,做出圖案的結構可加以清潔(如果想要的話),然後蕭特基層10可以直接再生於緩衝層16上,如圖11所示範。再生蕭特基層10可以使用任何適合的方法所形成,舉例而言包括分子束磊晶、氣相磊晶、固相磊晶或液相磊晶都可以類似地適合。視用途而定,蕭特基層10也可以再生於晶圓的其他區域上,並且在此所述的再生蕭特基層10可以允許多重再生,視需要再次遮罩,而在同一晶圓上有不同的蕭特基結構以用於增強模式和耗盡模式HEMT。
於多變的具體態樣,再生蕭特基層10包括磊晶材料。再生蕭特基層10可以包括氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鋁、氮化鋁、氮化銦鎵、氮化鎵硼、氮化鋁硼或其二者或更多者的組合。
視再生以形成再生蕭特基層10的磊晶材料而定,多晶層30可以於再生作業期間形成於遮罩層26上,亦如圖11所示範。
遮罩層26和多晶層30(如果存在的話)然後可以使用適合的蝕刻作業所移除,而留下再生蕭特基層10,如圖12所示範。
裝置處理可以繼續於閘極24的界定和再生蕭特基層10上的金屬化,以及歐姆金屬化以於剩餘的III-V族層18區域上形成源極接觸20和汲極接觸22而形成HEMT裝置200,如圖13所示範。閘極24、源極接觸20、汲極接觸22可以包括任何適合的材料,舉例而言包括適合的金屬。
雖然在此未示範,但是HEMT 200可以視應用而定以包括額外層。
於多變的具體態樣,一或更多個蝕刻停止層可以用以便於蝕刻作業,如圖14~21之形成HEMT裝置的範例性方法所示範。對於所述的具體態樣,當蝕刻III-V族層18時,蝕刻停止層32可以幫助避免蝕刻緩衝層16。換言之,當經由開口28來蝕刻III-V族層18時,蝕刻可以由蝕刻停止層32所停止或減緩。
如圖14所示範,在形成III-V族層18之前,蝕刻停止層32可以形成於緩衝層16上,致使蝕刻停止層32是在緩衝層16和III-V族層18之間。
蝕刻停止層32可以包括任何適合此目的之材料。於多變的具體態樣,蝕刻停止層32可以包括氮化銦鎵、氮化鋁
或任何其他適合的材料。
遮罩層26然後可以形成於III-V族層18上,如圖15所示範。如圖16所示範,遮罩層26然後可以做出圖案以形成開口28,其暴露出III-V族層18當中要形成蕭特基層10和HEMT裝置之任何存取區域的地方。遮罩層26可以包括任何適合光微影圖案化和蝕刻作業的材料。據此,用於遮罩層26的材料一般會是相對於基板12上任何其他層具有適當蝕刻選擇性者。於某些具體態樣,硬遮罩可以是適合的。適合的硬遮罩材料可以包括氮化矽或氧化矽。其他已知的硬遮罩材料可以類似地適合。
如圖17所示範,形成遮罩層26於III-V族層18上之後,經由開口28蝕刻III-V族層18以蝕掉III-V族層18。然後可以移除蝕刻停止層32以暴露III-V族層18,如圖18所示範。III-V族層18的蝕刻和蝕刻停止層32的蝕刻可以進行於單一蝕刻作業或多重蝕刻作業。
做出圖案的結構然後可加以清潔(如果想要的話),然後蕭特基層10可以直接再生於緩衝層16上,如圖19所示範,或者於蝕刻停止層32上(如果蝕刻停止層32並未移除)。再生蕭特基層10可以使用任何適合的方法所形成,舉例而言包括分子束磊晶、氣相磊晶、固相磊晶或液相磊晶都可以類似地適合。視用途而定,蕭特基層10也可以再生於晶圓的其他區域上,並且在此所述的再生蕭特基層10可以允許多重再生,視需要再次遮罩,而在同一晶圓上有不同的蕭特基結構以用於增強模式和耗盡模式HEMT。
於多變的具體態樣,再生蕭特基層10包括磊晶材料。再生蕭特基層10可以包括氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鋁、氮化鋁、氮化銦鎵、氮化鎵硼、氮化鋁硼或其二者或更多者的組合。
視再生以形成再生蕭特基層10的磊晶材料而定,多晶層30可以於再生作業期間形成於遮罩層26上,亦如圖19所示範。
遮罩層26和多晶層30(如果存在的話)然後可以使用適合的蝕刻作業所移除,而留下再生蕭特基層10,如圖20所示範。
裝置處理可以繼續於閘極24的界定和再生蕭特基層10上的金屬化,以及歐姆金屬化以於剩餘的III-V族層18區域上形成源極接觸20和汲極接觸22而形成HEMT裝置300,如圖21所示範。閘極24、源極接觸20、汲極接觸22可以包括任何適合的材料,舉例而言包括適合的金屬或於再生n+接觸層上的適合金屬。
雖然在此未示範,但是HEMT 300可以視應用而定以包括額外層。
圖22是依據多變的具體態樣而關聯於製作包括再生蕭特基結構之HEMT(例如HEMT裝置100、200或300)的方法2200之某些作業流程圖。
現在轉去圖22,方法2200可以包括一或更多個功能、作業或行動,如方塊2202、方塊2204、方塊2206和/或方塊2208所示範。用於方法2200的處理可以開始於方塊
2202,其係形成III-V族層於緩衝層上。緩衝層可以形成於基板上,並且基板上可以包括成核層。緩衝層可以包括基於氮化鎵的適合材料,舉例而言包括氮化鎵、氮化鋁鎵或其組合、摻雜鐵或碳之基於氮化鎵的材料、或基於氮化鎵的超晶格材料。III-V族層可以包括n+氮化鎵,例如n+氮化銦鎵、n+氮化銦、n+氮化銦鋁或n+氮化鋁鎵。
從方塊2202,方法2200可以進行到方塊2204,其係形成包括開口的遮罩於III-V族層上。遮罩層可以包括任何適合光微影圖案化和蝕刻作業的材料,舉例而言包括氮化矽。開口可以藉由適合的蝕刻作業所形成。開口可以延伸到III-V族層。
從方塊2204,方法2200可以進行到方塊2206,其係於開口裡再生蕭特基層。可以使用任何適合的方法來再生蕭特基層,舉例而言包括分子束磊晶、氣相磊晶、固相磊晶或液相磊晶。於多變的具體態樣,再生蕭特基層包括磊晶材料,例如氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鋁、氮化鋁、氮化銦鎵、氮化鎵硼、氮化鋁硼或其二者或更多者的組合。
從方塊2206,方法2200可以進行到方塊2208,其係從III-V族層移除遮罩而於開口中具有蕭特基層。
雖然未示範於流程圖,但是方法2200可以進一步包括形成源極接觸於III-V族層上而鄰接蕭特基層,以及形成汲極接觸於III-V族層上而鄰接蕭特基層,致使蕭特基層是在源極接觸和汲極接觸之間。
在此所述之HEMT的具體態樣和包括此種HEMT的設
備可以併入其他多樣的設備和系統。範例性系統2300的方塊圖乃示範於圖23。舉例而言,功率放大器模組2302可以包括一或更多個HEMT 100、200、300,其包括在此所述的蕭特基層。如所示範,系統2300包括RF功率放大器模組2302。系統2300可以包括收發器2304,其如所示範地耦合以RF功率放大器模組2302。
RF功率放大器模組2302可以從收發器2304接收RF輸入訊號RFin。RF功率放大器模組2302可以放大RF輸入訊號RFin以提供RF輸出訊號RFout。RF輸入訊號RFin和RF輸出訊號RFout可以都是傳送鏈(圖23分別以Tx-RFin和Tx-RFout標注)的一部分。
放大的RF輸出訊號RFout可以提供到天線切換模組(antenna switch module,ASM)2306,其經由天線結構2308來進行RF輸出訊號RFout的傳輸接收標準(over-the-air,OTA)發送。ASM 2306也可以經由天線結構2308來接收RF訊號,並且沿著接收鏈把接收的RF訊號Rx耦合到收發器2304。
於多變的具體態樣,天線結構2308可以包括一或更多個方向性和/或全向性天線,譬如包括雙極天線、單極天線、補綴天線、迴圈天線、微帶天線或任何其他適合RF訊號之OTA發送/接收的天線。
系統2300可以是任何包括功率放大的系統。於多變的具體態樣,系統2300對於在高射頻功率和頻率下的功率放大來說可以是特別有用的。舉例而言,系統2300可以適合
陸地和衛星通訊、雷達系統以及可能的工業和醫療用途當中任一或更多者。更特定而言,於多變的具體態樣,系統2300可以是雷達裝置、衛星通訊裝置、行動手持裝置、蜂巢式電話基地台、廣播無線電或電視放大器系統當中所選的一者。
雖然已經就上面示範的具體態樣來描述本揭示,但是此技藝中具一般技術者將體會有計算達到相同目的之廣泛多樣的替代性和/或等效性實施可以取代所顯示和敘述的具體態樣,而不偏離本揭示的範圍。熟於此技藝者將輕易體會依據本揭示的具體態樣可以採極為廣泛多樣的具體態樣來實施。此說明書是要視為示範性的而非限制性的。
10‧‧‧再生蕭特基層/蕭特基層
12‧‧‧基板
14‧‧‧成核層
16‧‧‧緩衝層
18‧‧‧III-V族層
20‧‧‧歐姆源極接觸/源極接觸/接觸/歐姆接觸
22‧‧‧歐姆汲極接觸/汲極接觸/接觸/歐姆接觸
24‧‧‧閘極
26‧‧‧遮罩層
28‧‧‧開口
30‧‧‧多晶層
32‧‧‧蝕刻停止層
100‧‧‧高電子移動性電晶體(HEMT)/HEMT裝置
200‧‧‧高電子移動性電晶體(HEMT)/HEMT裝置
300‧‧‧高電子移動性電晶體(HEMT)/HEMT裝置
2200‧‧‧方法
2202~2208‧‧‧方法的功能、作業或行動
2300‧‧‧系統
2302‧‧‧功率放大器模組/RF功率放大器模組
2304‧‧‧收發器
2306‧‧‧天線切換模組
2308‧‧‧天線結構
藉由上面配合附圖的詳細敘述,已輕易理解本發明的具體態樣。為了便於描述,相同的參考數字是指相同的結構元件。本發明的具體態樣係舉例來示範,並且不受限於附圖。
圖1是依據多變的具體態樣之包括再生蕭特基結構的HEMT截面圖。
圖2~9示範依據多變的具體態樣以製作包括再生蕭特基結構的HEMT之方法的不同階段。
圖10~13示範依據多變的具體態樣以製作包括再生蕭特基結構的HEMT之另一方法的不同階段。
圖14~21示範依據多變的具體態樣以製作包括再生蕭
特基結構的HEMT之另一方法的不同階段。
圖22是依據多變的具體態樣而關聯於製作包括再生蕭特基結構的HEMT之方法的某些作業流程圖。
圖23是依據多變的具體態樣而併入包括再生蕭特基結構的HEMT之封裝的系統方塊圖。
10‧‧‧再生蕭特基層/蕭特基層
12‧‧‧基板
14‧‧‧成核層
16‧‧‧緩衝層
18‧‧‧III-V族層
20‧‧‧歐姆源極接觸/源極接觸/接觸/歐姆接觸
22‧‧‧歐姆汲極接觸/汲極接觸/接觸/歐姆接觸
24‧‧‧閘極
100‧‧‧高電子移動性電晶體(HEMT)/HEMT裝置
Claims (17)
- 一種用於製造高電子移動性電晶體裝置之方法,其包括:形成III-V族層於緩衝層上;形成遮罩於所述III-V族層上,所述遮罩包括開口以暴露所述III-V族層;經由所述開口蝕刻被暴露的所述III-V族層,以暴露所述緩衝層;再生蕭特基層於所述開口中以形成再生蕭特基層;以及再生所述蕭特基層之後,從所述III-V族層移除所述遮罩。
- 如申請專利範圍第1項的方法,其中所述III-V族層包括n+III-V族材料。
- 如申請專利範圍第2項的方法,其中所述III-V族層包括n+氮化鎵、n+氮化銦鎵、n+氮化銦、n+氮化銦鋁或n+氮化鋁鎵。
- 如申請專利範圍第1項的方法,其中所述III-V族層包括未摻雜的III-V族材料。
- 如申請專利範圍第1項的方法,其中所述開口延伸到所述III-V族層,以及其中再生包括再生所述蕭特基層於所述開口中以及於所述III-V族層上以形成所述再生蕭特基層。
- 如申請專利範圍第1項的方法,其中再生所述蕭特基 層包括再生所述蕭特基層於暴露的所述緩衝層上。
- 如申請專利範圍第1項的方法,其中形成所述III-V族層包括形成所述III-V族層於配置在所述緩衝層上的蝕刻停止層上,以及其中蝕刻包括經由所述開口來蝕刻所述III-V族層和所述蝕刻停止層以暴露所述緩衝層。
- 如申請專利範圍第7項的方法,其進一步包括經由所述開口來蝕刻所述緩衝層。
- 如申請專利範圍第1項的方法,其進一步包括形成源極接觸於所述III-V族層上而鄰接所述再生蕭特基層,以及形成汲極接觸於所述III-V族層上而鄰接所述再生蕭特基層,致使所述再生蕭特基層是在所述源極接觸和所述汲極接觸之間。
- 如申請專利範圍第1項的方法,其中所述再生的蕭特基層係穿過所述III-V族層而形成,致使所述再生的蕭特基層的第一側和第二側鄰接所述III-V族層。
- 一種包括高電子移動性電晶體裝置之設備,其包括:緩衝層;III-V族層,其在所述緩衝層上,所述III-V族層包括被蝕刻的開口以暴露所述緩衝層;源極接觸和汲極接觸,其在所述III-V族層上;以及再生蕭特基層,其在所述III-V族層的被蝕刻的所述開口中以及在所述源極接觸和所述汲極接觸之 間。
- 如申請專利範圍第11項的設備,進一步其中所述源極接觸鄰接所述再生蕭特基層,並且所述汲極接觸鄰接所述再生蕭特基層。
- 如申請專利範圍第11項的設備,其中所述III-V族層包括n+氮化鎵、n+氮化銦鎵、n+氮化銦、n+氮化銦鋁或n+氮化鋁鎵。
- 如申請專利範圍第11項的設備,其中所述再生蕭特基層包括氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鋁、氮化鋁、氮化銦鎵、氮化鎵硼、氮化銦硼或氮化鋁硼當中至少一者。
- 如申請專利範圍第11項的設備,其中所述III-V族層包括未摻雜的III-V族材料。
- 一種包括高電子移動性電晶體裝置之系統,其包括:天線切換模組,其建構成接收射頻(RF)輸出訊號;收發器,其耦合所述天線切換模組並且建構成產生RF輸入訊號;以及功率放大器模組,其耦合所述天線切換模組和所述收發器,並且建構成從所述收發器接收所述RF輸入訊號以及提供RF輸出訊號到所述天線切換模組,其中所述功率放大器模組包括高電子移動性電晶體,其具有:緩衝層;III-V族層,其在所述緩衝層上,所述III-V族層包括被蝕刻的開口以暴露所述緩衝層; 源極接觸和汲極接觸,其在所述III-V族層上;以及再生蕭特基層,其在所述III-V族層的被蝕刻的所述開口內以及在所述源極接觸和所述汲極接觸之間。
- 如申請專利範圍第16項的系統,其中所述系統是雷達裝置、衛星通訊裝置、行動手持裝置、基地台、廣播無線電或電視放大器系統。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/115,913 US8778747B2 (en) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Regrown Schottky structures for GAN HEMT devices |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201306271A TW201306271A (zh) | 2013-02-01 |
TWI555214B true TWI555214B (zh) | 2016-10-21 |
Family
ID=47145858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW101116823A TWI555214B (zh) | 2011-05-25 | 2012-05-11 | 用於氮化鎵hemt裝置的再生蕭特基結構 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8778747B2 (zh) |
JP (1) | JP6180082B2 (zh) |
FR (1) | FR2975824B1 (zh) |
TW (1) | TWI555214B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130076314A (ko) * | 2011-12-28 | 2013-07-08 | 삼성전자주식회사 | 파워소자 및 이의 제조방법 |
US9123533B2 (en) * | 2012-08-10 | 2015-09-01 | Avogy, Inc. | Method and system for in-situ etch and regrowth in gallium nitride based devices |
WO2019077420A1 (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-25 | King Abdullah University Of Science And Technology | HIGH-ELECTRON MOBILITY TRANSISTOR HAVING AN INTERMEDIATE BORON NITRIDE ALLOY LAYER AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
KR102682621B1 (ko) * | 2021-08-23 | 2024-07-05 | (재)한국나노기술원 | 반도체 소자 및 이의 제조 방법 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090072269A1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-19 | Chang Soo Suh | Gallium nitride diodes and integrated components |
US20090140262A1 (en) * | 2006-09-20 | 2009-06-04 | Fujitsu Limited | Field-effect transistor |
US20100259329A1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-14 | Triquint Semiconductor, Inc. | Field-plated transistor including feedback resistor |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11177079A (ja) * | 1997-12-15 | 1999-07-02 | Nec Corp | 電界効果トランジスタ |
JP4667556B2 (ja) * | 2000-02-18 | 2011-04-13 | 古河電気工業株式会社 | 縦型GaN系電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタと縦型GaN系電界効果トランジスタの製造方法 |
US6982204B2 (en) * | 2002-07-16 | 2006-01-03 | Cree, Inc. | Nitride-based transistors and methods of fabrication thereof using non-etched contact recesses |
US8502272B2 (en) * | 2007-05-16 | 2013-08-06 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Metal-oxide-semiconductor high electron mobility transistors and methods of fabrication |
US7795642B2 (en) * | 2007-09-14 | 2010-09-14 | Transphorm, Inc. | III-nitride devices with recessed gates |
JP2009081177A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Nec Electronics Corp | 電界効果トランジスタ、半導体チップ及び半導体装置 |
JP5032965B2 (ja) * | 2007-12-10 | 2012-09-26 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体トランジスタ及びその製造方法 |
JP2010016089A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Nec Electronics Corp | 電界効果トランジスタ、その製造方法、及び半導体装置 |
JP2010103478A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-05-06 | Panasonic Corp | 窒化物半導体装置及びその製造方法 |
JP2011187623A (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体素子、および半導体素子の製造方法 |
-
2011
- 2011-05-25 US US13/115,913 patent/US8778747B2/en active Active
-
2012
- 2012-05-11 TW TW101116823A patent/TWI555214B/zh not_active IP Right Cessation
- 2012-05-22 FR FR1254652A patent/FR2975824B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 2012-05-23 JP JP2012117226A patent/JP6180082B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090140262A1 (en) * | 2006-09-20 | 2009-06-04 | Fujitsu Limited | Field-effect transistor |
US20090072269A1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-19 | Chang Soo Suh | Gallium nitride diodes and integrated components |
US20100259329A1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-14 | Triquint Semiconductor, Inc. | Field-plated transistor including feedback resistor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2975824B1 (fr) | 2018-06-15 |
US20120302178A1 (en) | 2012-11-29 |
FR2975824A1 (fr) | 2012-11-30 |
US8778747B2 (en) | 2014-07-15 |
JP2012248836A (ja) | 2012-12-13 |
TW201306271A (zh) | 2013-02-01 |
JP6180082B2 (ja) | 2017-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6554530B2 (ja) | 再成長構造を用いたiii族窒化物トランジスタ | |
US9337278B1 (en) | Gallium nitride on high thermal conductivity material device and method | |
US9508807B2 (en) | Method of forming high electron mobility transistor | |
KR102055839B1 (ko) | 질화계 반도체 소자 | |
JP2013251544A (ja) | その場バリア酸化法と構成 | |
JP2013247363A (ja) | 電荷誘導層を有するiii族窒化物トランジスタ | |
JP2013089970A (ja) | 第iii族金属窒化物−絶縁半導体ヘテロ構造電界効果トランジスタ | |
TWI651854B (zh) | 高電子遷移率電晶體、製造高電子遷移率電晶體的方法和電子系統 | |
JP2010272689A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
JP6279294B2 (ja) | フッ化物系または塩化物系化合物を含むゲート誘電体を備えたiii族窒化物系トランジスタ | |
TWI555214B (zh) | 用於氮化鎵hemt裝置的再生蕭特基結構 | |
JP2014090190A (ja) | GaN系HEMTアクティブデバイスのためのリークバリヤ | |
WO2019176434A1 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに電子機器 | |
JP2024133529A (ja) | 改善されたサーマルバジェットを有する半導体および改善されたサーマルバジェットを有する半導体を作製するプロセス | |
US20240030332A1 (en) | Semiconductor device, semiconductor module, and wireless communication apparatus | |
US20200251582A1 (en) | High electron mobility transistor (hemt) fin field-effect transistor (finfet) | |
KR20190027700A (ko) | 전계효과 트랜지스터 | |
JP2021120966A (ja) | スイッチングトランジスタ及び半導体モジュール | |
TWI721273B (zh) | 具有低摻雜汲極之高功率化合物半導體場效電晶體裝置 | |
JP2012503881A (ja) | オフカット基板に形成されたヘテロエピタキシャル・ガリウムナイトライド系デバイス | |
CN116888739A (zh) | 半导体装置、半导体模块和电子机器 | |
Cho et al. | Comparative analysis of electrical characteristic AlGaN/GaN HEMT on Si (111) and 4H-SiC for X-band high power application | |
JP2010278111A (ja) | 電界効果トランジスタ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |