KR101302847B1 - 화합물 반도체 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents
화합물 반도체 장치 및 그의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101302847B1 KR101302847B1 KR1020120083190A KR20120083190A KR101302847B1 KR 101302847 B1 KR101302847 B1 KR 101302847B1 KR 1020120083190 A KR1020120083190 A KR 1020120083190A KR 20120083190 A KR20120083190 A KR 20120083190A KR 101302847 B1 KR101302847 B1 KR 101302847B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- compound semiconductor
- gate electrode
- semiconductor device
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/01—Manufacture or treatment
- H10D30/015—Manufacture or treatment of FETs having heterojunction interface channels or heterojunction gate electrodes, e.g. HEMT
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/40—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels
- H10D30/47—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels having 2D charge carrier gas channels, e.g. nanoribbon FETs or high electron mobility transistors [HEMT]
- H10D30/471—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT]
- H10D30/475—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT] having wider bandgap layer formed on top of lower bandgap active layer, e.g. undoped barrier HEMTs such as i-AlGaN/GaN HEMTs
- H10D30/4755—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT] having wider bandgap layer formed on top of lower bandgap active layer, e.g. undoped barrier HEMTs such as i-AlGaN/GaN HEMTs having wide bandgap charge-carrier supplying layers, e.g. modulation doped HEMTs such as n-AlGaAs/GaAs HEMTs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/85—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs
- H10D62/8503—Nitride Group III-V materials, e.g. AlN or GaN
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
화합물 반도체 장치의 일 형태에는 기판(1)과, 기판(1) 상방에 형성된 화합물 반도체 적층 구조(7)와, 화합물 반도체 적층 구조 상방에 형성된 게이트 전극(11g), 소스 전극(11s) 및 드레인 전극(11d)이 설치되어 있다. 화합물 반도체 적층 구조(7)에는 전자 주행층(3)과, 전자 주행층(3) 상방에 형성된 전자 공급층(5)을 포함하는 질화물 반도체층이 설치되어 있다. 질화물 반도체층의 표면의 In 조성은 평면에서 보아 게이트 전극(11g)과 소스 전극(11s) 사이에 위치하는 영역 및 게이트 전극(11g)과 드레인 전극(11d) 사이에 위치하는 영역에서, 게이트 전극(11g)의 하방보다도 낮아져 있다.
Description
도 1b는 In 함유층에 있어서의 In 함유율의 분포를 도시하는 도면이다.
도 2는 In 함유층의 작용의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3a는 제1 실시 형태에 따른 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 이어서, 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 3c는 도 3b에 이어서, 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 3d는 도 3c에 이어서, 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 화합물 반도체 장치를 도시하는 단면도이다.
도 5는 제3 실시 형태에 따른 화합물 반도체 장치를 도시하는 단면도이다.
도 6a는 제4 실시 형태에 따른 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 6b는 도 6a에 이어서, 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 제5 실시 형태에 따른 화합물 반도체 장치를 도시하는 단면도이다.
도 8a는 제5 실시 형태에 따른 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 8b는 도 8a에 이어서, 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 8c는 도 8b에 이어서, 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 8d는 도 8c에 이어서, 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 9는 제6 실시 형태에 따른 화합물 반도체 장치를 도시하는 단면도이다.
도 10은 제7 실시 형태에 따른 화합물 반도체 장치를 도시하는 단면도이다.
도 11a는 제8 실시 형태에 따른 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 11b는 도 11a에 이어서, 화합물 반도체 장치의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 단면도이다.
도 12는 제9 실시 형태에 따른 디스크리트 패키지를 도시하는 도면이다.
도 13은 제10 실시 형태에 따른 PFC 회로를 도시하는 결선도이다.
도 14는 제11 실시 형태에 따른 전원 장치를 도시하는 결선도이다.
도 15는 제12 실시 형태에 따른 고주파 증폭기를 도시하는 결선도이다.
도 16은 제1 실험의 결과를 도시하는 도면이다.
도 17은 제2 실험의 결과를 도시하는 도면이다.
도 18은 참고예에 관한 화합물 반도체 장치를 도시하는 단면도이다.
도 19는 제3 실험 및 제4 실험의 결과를 도시하는 도면이다.
2a, 32a: 초기층
2b, 32b: 버퍼층
3, 33: 전자 주행층
4: 스페이서층
5: 전자 공급층
6, 36: In 함유층
6a, 36a: In 탈리 영역
7, 37: 화합물 반도체 적층 구조
11g: 게이트 전극
11s: 소스 전극
11d: 드레인 전극
Claims (10)
- 기판과,
상기 기판 상방에 형성된 화합물 반도체 적층 구조와,
상기 화합물 반도체 적층 구조 상방에 형성된 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극
을 갖고,
상기 화합물 반도체 적층 구조는,
전자 주행층과,
상기 전자 주행층 상방에 형성된 전자 공급층을 포함하는 질화물 반도체층
을 갖고,
상기 질화물 반도체층의 표면의 In 조성은, 평면에서 보아 상기 게이트 전극과 상기 소스 전극 사이에 위치하는 영역 및 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극 사이에 위치하는 영역에서, 상기 게이트 전극의 하방보다도 낮아져 있는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 장치. - 제1항에 있어서, 상기 질화물 반도체층은, 상기 전자 공급층 상방에 형성된 In 함유층을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 질화물 반도체층은, 상기 전자 공급층으로서 기능하는 In 함유층을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 In 함유층은, 평면에서 보아 상기 게이트 전극과 상기 소스 전극 사이 및 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극 사이에, 표면에 접근할수록 In 조성이 작아지는 In 탈리 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질화물 반도체층의 조성이 InxAlyGa1-x-yN(0<X≤1, 0≤y<1, x+y≤1)로 표현되는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 화합물 반도체 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 화합물 반도체 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 고출력 증폭기.
- 기판 상방에 화합물 반도체 적층 구조를 형성하는 공정과,
상기 화합물 반도체 적층 구조 상방에 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 공정
을 갖고,
상기 화합물 반도체 적층 구조를 형성하는 공정은,
전자 주행층을 형성하는 공정과,
상기 전자 주행층 상방에 전자 공급층을 포함하는 질화물 반도체층을 형성하는 공정
을 갖고,
상기 질화물 반도체층의 표면의 In 조성은, 평면에서 보아 상기 게이트 전극과 상기 소스 전극 사이에 위치하는 영역 및 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극 사이에 위치하는 영역에서, 상기 게이트 전극의 하방보다도 낮아져 있는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 장치의 제조 방법. - 제8항에 있어서, 상기 질화물 반도체층을 형성하는 공정은,
상기 전자 공급층 상방에 In 함유층을 형성하는 공정과,
상기 In 함유층의, 평면에서 보아 상기 게이트 전극과 상기 소스 전극 사이에 위치하는 영역 및 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극 사이에 위치하는 영역으로부터, In을 탈리시키는 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 장치의 제조 방법. - 제8항에 있어서, 상기 질화물 반도체층을 형성하는 공정은, 상기 전자 공급층으로서 기능하는 In 함유층을 형성하는 공정과,
상기 In 함유층의, 평면에서 보아 상기 게이트 전극과 상기 소스 전극 사이에 위치하는 영역 및 상기 게이트 전극과 상기 드레인 전극 사이에 위치하는 영역으로부터, In을 탈리시키는 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 화합물 반도체 장치의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011213115A JP6231730B2 (ja) | 2011-09-28 | 2011-09-28 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
JPJP-P-2011-213115 | 2011-09-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130034581A KR20130034581A (ko) | 2013-04-05 |
KR101302847B1 true KR101302847B1 (ko) | 2013-09-02 |
Family
ID=47910296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120083190A Expired - Fee Related KR101302847B1 (ko) | 2011-09-28 | 2012-07-30 | 화합물 반도체 장치 및 그의 제조 방법 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8587030B2 (ko) |
JP (1) | JP6231730B2 (ko) |
KR (1) | KR101302847B1 (ko) |
CN (1) | CN103035699B (ko) |
TW (1) | TWI481034B (ko) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6221345B2 (ja) * | 2013-05-17 | 2017-11-01 | 富士通株式会社 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
JP6179266B2 (ja) * | 2013-08-12 | 2017-08-16 | 富士通株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
WO2015037288A1 (ja) * | 2013-09-12 | 2015-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | 高電子移動度トランジスタ及びその製造方法 |
JP2018056319A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 富士通株式会社 | 半導体装置、半導体装置の製造方法、電源装置及び増幅器 |
JP6974049B2 (ja) * | 2017-06-28 | 2021-12-01 | 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 |
JP7021034B2 (ja) * | 2018-09-18 | 2022-02-16 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR920006875B1 (ko) * | 1987-03-18 | 1992-08-21 | 후지쓰 가부시끼가이샤 | 비합금 오옴 콘택트들을 가지고 있는 화합물 반도체 장치 |
US5373168A (en) | 1991-12-05 | 1994-12-13 | Nec Corporation | Two-dimensional electron gas field effect transistor including an improved InGaAs channel layer |
US20080237640A1 (en) | 2007-03-29 | 2008-10-02 | The Regents Of The University Of California | N-face high electron mobility transistors with low buffer leakage and low parasitic resistance |
JP2011171595A (ja) | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置の製造方法及び化合物半導体装置 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6992319B2 (en) * | 2000-07-18 | 2006-01-31 | Epitaxial Technologies | Ultra-linear multi-channel field effect transistor |
US7612390B2 (en) * | 2004-02-05 | 2009-11-03 | Cree, Inc. | Heterojunction transistors including energy barriers |
JP4712459B2 (ja) | 2005-07-08 | 2011-06-29 | パナソニック株式会社 | トランジスタ及びその動作方法 |
CN1909241A (zh) * | 2005-08-04 | 2007-02-07 | 中国科学院微电子研究所 | 砷化镓基增强/耗尽型应变高电子迁移率晶体管材料结构 |
JP5041701B2 (ja) * | 2005-12-07 | 2012-10-03 | 日本電信電話株式会社 | ヘテロ接合型電界効果トランジスタ |
JP2009054623A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JP5487550B2 (ja) | 2007-08-29 | 2014-05-07 | サンケン電気株式会社 | 電界効果半導体装置及びその製造方法 |
US7859021B2 (en) | 2007-08-29 | 2010-12-28 | Sanken Electric Co., Ltd. | Field-effect semiconductor device |
WO2009076076A2 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Transphorm Inc. | Insulated gate e-mode transistors |
US8519438B2 (en) * | 2008-04-23 | 2013-08-27 | Transphorm Inc. | Enhancement mode III-N HEMTs |
US8159004B2 (en) * | 2008-08-26 | 2012-04-17 | Sanken Electric Co., Ltd. | Compound semiconductor device having dopant concentration gradient |
JP5290682B2 (ja) * | 2008-09-22 | 2013-09-18 | 日本電信電話株式会社 | 窒化物半導体装置 |
JP5304134B2 (ja) * | 2008-09-24 | 2013-10-02 | 三菱電機株式会社 | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
JP2010287594A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Panasonic Corp | 電界効果トランジスタ |
US8802516B2 (en) * | 2010-01-27 | 2014-08-12 | National Semiconductor Corporation | Normally-off gallium nitride-based semiconductor devices |
-
2011
- 2011-09-28 JP JP2011213115A patent/JP6231730B2/ja active Active
-
2012
- 2012-07-17 US US13/550,805 patent/US8587030B2/en active Active
- 2012-07-20 TW TW101126309A patent/TWI481034B/zh not_active IP Right Cessation
- 2012-07-30 CN CN201210266766.5A patent/CN103035699B/zh active Active
- 2012-07-30 KR KR1020120083190A patent/KR101302847B1/ko not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR920006875B1 (ko) * | 1987-03-18 | 1992-08-21 | 후지쓰 가부시끼가이샤 | 비합금 오옴 콘택트들을 가지고 있는 화합물 반도체 장치 |
US5373168A (en) | 1991-12-05 | 1994-12-13 | Nec Corporation | Two-dimensional electron gas field effect transistor including an improved InGaAs channel layer |
US20080237640A1 (en) | 2007-03-29 | 2008-10-02 | The Regents Of The University Of California | N-face high electron mobility transistors with low buffer leakage and low parasitic resistance |
JP2011171595A (ja) | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置の製造方法及び化合物半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013074188A (ja) | 2013-04-22 |
TWI481034B (zh) | 2015-04-11 |
KR20130034581A (ko) | 2013-04-05 |
JP6231730B2 (ja) | 2017-11-15 |
US20130075787A1 (en) | 2013-03-28 |
CN103035699B (zh) | 2015-08-19 |
CN103035699A (zh) | 2013-04-10 |
US8587030B2 (en) | 2013-11-19 |
TW201314903A (zh) | 2013-04-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9054170B2 (en) | Semiconductor device, method for manufacturing the same, power supply, and high-frequency amplifier | |
KR101358586B1 (ko) | 화합물 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
KR101465306B1 (ko) | 화합물 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
CN103367420B (zh) | 化合物半导体器件及其制造方法 | |
US20130082336A1 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
JP5896667B2 (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP2013197313A (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP2013207107A (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
KR101302847B1 (ko) | 화합물 반도체 장치 및 그의 제조 방법 | |
JP2013074158A (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
KR101437274B1 (ko) | 화합물 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
KR101304828B1 (ko) | 화합물 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
JP2014207379A (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP6304304B2 (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP6187167B2 (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 | |
JP6183145B2 (ja) | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20120730 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20130819 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20130827 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20130827 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160727 Year of fee payment: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20160727 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170804 Year of fee payment: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20170804 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20190607 |