JP2011238805A - 電界効果トランジスタ、電界効果トランジスタの製造方法および電子装置 - Google Patents
電界効果トランジスタ、電界効果トランジスタの製造方法および電子装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011238805A JP2011238805A JP2010109696A JP2010109696A JP2011238805A JP 2011238805 A JP2011238805 A JP 2011238805A JP 2010109696 A JP2010109696 A JP 2010109696A JP 2010109696 A JP2010109696 A JP 2010109696A JP 2011238805 A JP2011238805 A JP 2011238805A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal layer
- layer
- electrode
- effect transistor
- insulating film
- 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.)
- Pending
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims abstract description 66
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 182
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 182
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 293
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 description 43
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 40
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 18
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- -1 SiOC Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
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
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28575—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising AIIIBV compounds
- H01L21/28581—Deposition of Schottky electrodes
-
- 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
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/47—Schottky barrier electrodes
- H01L29/475—Schottky barrier electrodes on AIII-BV compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
【解決手段】 ゲート電極は、第1金属層16および第2金属層17を含み、
第2金属層17は、第1金属層16よりも導電率が高く、
第1金属層16の上方に、第2金属層17が積層され、
ソース電極18およびドレイン電極19は、半導体層12〜14上にオーム性接触し、
ゲート電極は、ソース電極18およびドレイン電極19の間に配置され、かつ、第1金属層16により半導体層上にショットキー性接触し、
半導体層上におけるソース電極18およびゲート電極の間、ならびに、ゲート電極およびドレイン電極19の間は、絶縁膜15Aにより覆われ、
かつ、
第2金属層17下面の全体が第1金属層16上面の上方に重なっているか、または、第1金属層16の厚みが絶縁膜15Aの厚み以上であることを特徴とする電界効果トランジスタ。
【選択図】図1A
Description
(1)図9に示すようにゲート電極を構成するNi層16の厚さが比較的薄いことから、Ni層16側面と絶縁膜15Aとの界面で、Ni層16のカバレッジ(前記界面の接合状態)が悪く、Ni層16の厚みが非常に薄くなっていること。
(2)Ni層16のうち、図9のNi層AからNi層Dに示す部分では、絶縁膜15Aと接触しているNiがAu中に拡散してほぼ消失していること(組成分析により確認)。
半導体層、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、および絶縁膜を有し、
前記ゲート電極は、第1金属層および第2金属層を含み、
前記第2金属層は、前記第1金属層よりも導電率が高く、
前記第1金属層の上方に、前記第2金属層が積層され、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、前記半導体層上にオーム性接触し、
前記ゲート電極は、前記ソース電極および前記ドレイン電極の間に配置され、かつ、前記第1金属層により前記半導体層上にショットキー性接触し、
前記半導体層上における前記ソース電極および前記ゲート電極の間、ならびに、前記ゲート電極および前記ドレイン電極の間は、前記絶縁膜により覆われ、
かつ、
前記第2金属層下面の全体が前記第1金属層上面の上方に重なっているか、または、前記第1金属層の厚みが前記絶縁膜の厚み以上であることを特徴とする。
前記半導体層上に前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成する、オーミック電極形成工程と、
前記半導体層上における前記ソース電極および前記ドレイン電極の間に前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜に、その上面から下面まで達する深さの開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部を塞ぐように前記第1金属層を形成する第1金属層形成工程と、
前記第1金属層上方に前記第2金属層を積層させる第2金属層形成工程とを含むことを特徴とする、前記本発明の電界効果トランジスタの製造方法である。
図1Aの断面図に、本発明の第1の実施形態に係る電界効果トランジスタ(MESFET)の構造の一例を模式的に示す。図示のとおり、このMESFETは、半導体層12〜14、ソース電極18、ドレイン電極19、ゲート電極、および絶縁膜15Aを有する。ゲート電極は、第1金属層16および第2金属層17を含む。第2金属層17は、第1金属層16よりも導電率が高く、第1金属層16の上方に、第2金属層17が積層されている。このMESFETは、基板10、および、基板10とエピタキシャル成長層の間の格子定数の差を緩和するためのバッファ層11をさらに含む。本発明のMESFETにおいて、バッファ層11は、なくても良いが、あれば好ましい。また、本発明のMESFETにおいて、半導体層の構造は特に限定されないが、同図のMESFETにおいては、GaN電子走行層12、AlGaN電子供給層13、およびGaNキャップ層14からなる。バッファ層11、GaN電子走行層12、AlGaN電子供給層13、およびGaNキャップ層14は、基板10上に前記順序で積層されている。すなわち、このMESFETは、AlGaN/GaNヘテロ接合を有するHFETである。
つぎに、本発明の第2の実施形態について説明する。
図1Aに示す構造のMESFETを、図5の工程図およびその説明(第1の実施形態)に基づいて製造した。基板10としては、SiC(0001)基板を用いた。その上に、AlNからなるバッファ層11を20nm、アンドープGaNチャネル層12を2.0μm、アンドープAl0.2Ga0.8N電子供給層13を250nm、およびGaNキャップ層14を20nm、MOVPEにより、前記順序でエピタキシャル成長層させた。FP膜15AおよびFS膜15Bには、プラズマCVDによるSiN膜を用い、厚さをそれぞれ60nm、200nmとした。ゲート電極には、Ni/Au電極、オーミック電極にはTi/Al/Ni/Au電極を用いた。ゲート電極のNi層16の厚さを、FP膜(絶縁膜)15Aの厚さよりも大きい80nmとし、Au層17の厚さを320nmとした。オーミック電極18、19の厚さは、それぞれ400nmとした。本実施例のMESFETは、ゲート電極下部(ゲート電極部)両端付近でのAuおよびGaの拡散が抑制され、ゲートリーク電流が小さく高信頼なAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)であることを、透過電子顕微鏡(TEM)観察、組成分析および通電試験により確認した。
図1Aに示す構造のMESFETを、図5の工程図およびその説明(第1の実施形態)に基づいて製造した。本実施例では、FP膜15AとしてプラズマCVDによるSiON膜を用い、厚さを100nmとした。また、ゲート電極のNi層16の厚さを、FP膜(絶縁膜)15Aの厚さよりも大きい120nmとし、Au層17の厚さを280nmとした。これら以外は、実施例1のMESFETと同様とした。本実施例のMESFETは、ゲート電極下部(ゲート電極部)両端付近でのAuおよびGaの拡散が抑制され、ゲートリーク電流が小さく高信頼なAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)であることを、透過電子顕微鏡(TEM)観察、組成分析および通電試験により確認した。
図2Aに示す構造のMESFETを、図6の工程図およびその説明(第1の実施形態)に基づいて製造した。本実施例では、ゲート電極のNi層16の厚さを35nmとし、Au層17の厚さを365nmとした。また、本実施例では、Ni層(第1金属層)16上面の幅(ソース電極からドレイン電極への方向の幅)は1.0μmとし、Au層(第2金属層)17上面(Ni層下面との界面)の幅(ソース電極からドレイン電極への方向の幅)は0.6μmとした。Au層(第2金属層)17の幅はNi層(第1金属層)16の幅よりも小さく、Au層(第2金属層)17下面の全体がNi層(第1金属層)16上面の上方に重なっていた。これら以外の各構成要素の材質、厚さおよび構成は、実施例1と同様とした。本実施例のMESFETは、ゲート電極下部(ゲート電極部)両端付近でのAuおよびGaの拡散が抑制され、ゲートリーク電流が小さく高信頼なAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)であることを、透過電子顕微鏡(TEM)観察、組成分析および通電試験により確認した。
FP膜(絶縁膜)15Aを、SiNに代えてSiONとする以外は実施例3と同様のMESFETを製造した。本実施例のMESFETは、ゲート電極下部(ゲート電極部)両端付近でのAuおよびGaの拡散が抑制され、ゲートリーク電流が小さく高信頼なAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)であることを、透過電子顕微鏡(TEM)観察、組成分析および通電試験により確認した。
図7Aに示す構造のMESFETを製造した。本実施例では、ゲート電極を、Ni/Pt/Au電極とした。すなわち、前記ゲート電極は、Ni層(第1金属層)16およびAu層(第2金属層)17の間に、Pt層(第3金属層)22を含む。Ni層16の厚さは80nm、Au層17の厚さは320nm、Pt層22の厚さは20nmとした。これら以外の各構成要素の材質、厚さおよび構成は、実施例1と同様とし、実施例1のMESFETと同様の製造方法により製造した。本実施例のMESFETは、ゲート電極下部(ゲート電極部)両端付近でのAuおよびGaの拡散が抑制され、ゲートリーク電流が小さく高信頼なAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)であることを、透過電子顕微鏡(TEM)観察、組成分析および通電試験により確認した。
FP膜(絶縁膜)15Aとして、SiN膜に代えてプラズマCVDによるSiOC膜を用い、厚さを200nmとした。ゲート電極のNi層16の厚さを120nmとし、Au層17の厚さを280nm、Pt層22の厚さは20nmとした。これら以外の各構成要素の材質、厚さおよび構成は、実施例5と同様として、MESFETを製造した。本実施例のMESFETは、ゲート電極下部(ゲート電極部)両端付近でのAuおよびGaの拡散が抑制され、ゲートリーク電流が小さく高信頼なAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)であることを、透過電子顕微鏡(TEM)観察、組成分析および通電試験により確認した。
図8Aに示す構造のMESFETを製造した。本実施例では、ゲート電極を、Ni/Pt/Au電極とした。すなわち、前記ゲート電極は、Ni層(第1金属層)16およびAu層(第2金属層)17の間に、Pt層(第3金属層)22を含む。Ni層16の厚さは80nm、Au層17の厚さは320nm、Pt層22の厚さは20nmとした。これら以外の各構成要素の材質、厚さおよび構成は、実施例3と同様とし、実施例3のMESFETと同様の製造方法により製造した。本実施例のMESFETは、ゲート電極下部(ゲート電極部)両端付近でのAuおよびGaの拡散が抑制され、ゲートリーク電流が小さく高信頼なAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)であることを、透過電子顕微鏡(TEM)観察、組成分析および通電試験により確認した。
FP膜(絶縁膜)15Aとして、SiN膜に代えてプラズマCVDによるSiOC膜を用い、厚さを200nmとした。ゲート電極のNi層16の厚さを120nmとし、Au層17の厚さを280nm、Pt層22の厚さは20nmとした。これら以外の各構成要素の材質、厚さおよび構成は、実施例7と同様として、MESFETを製造した。本実施例のMESFETは、ゲート電極下部(ゲート電極部)両端付近でのAuおよびGaの拡散が抑制され、ゲートリーク電流が小さく高信頼なAlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)であることを、透過電子顕微鏡(TEM)観察、組成分析および通電試験により確認した。
半導体層、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、および絶縁膜を有し、
前記ゲート電極は、第1金属層および第2金属層を含み、
前記第2金属層は、前記第1金属層よりも導電率が高く、
前記第1金属層の上方に、前記第2金属層が積層され、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、前記半導体層上にオーム性接触し、
前記ゲート電極は、前記ソース電極および前記ドレイン電極の間に配置され、かつ、前記第1金属層により前記半導体層上にショットキー性接触し、
前記半導体層上における前記ソース電極および前記ゲート電極の間、ならびに、前記ゲート電極および前記ドレイン電極の間は、前記絶縁膜により覆われ、
かつ、
前記第2金属層下面の全体が前記第1金属層上面の上方に重なっているか、または、前記第1金属層の厚みが前記絶縁膜の厚み以上であることを特徴とする電界効果トランジスタ。
前記ゲート電極上部が、前記ソース電極側および前記ドレイン電極側に突出した突出部を有することを特徴とする付記1記載の電界効果トランジスタ。
前記半導体層が、III−V族半導体から形成されていることを特徴とする付記1または2に記載の電界効果トランジスタ。
前記半導体層が、III族窒化物半導体から形成されていることを特徴とする付記1から3のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
前記半導体層が、電子走行層および電子供給層を含み、前記電子供給層が、前記電子走行層の上方にヘテロ接合されていることを特徴とする付記1から4のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
前記第1金属層がNiから形成され、前記第2金属層がAuから形成されていることを特徴とする付記1から5のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
前記ゲート電極が、さらに、第3金属層を含み、前記第3金属層が、前記第1金属層および前記第2金属層の間に配置されていることを特徴とする付記1から6のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
前記第3金属層が、Mo、Pt、W、Ti、Ta、ならびにこれらの窒化物およびシリサイドからなる群から選択される少なくとも一つから形成されていることを特徴とする付記7記載の電界効果トランジスタ。
前記絶縁膜が、少なくともシリコンおよび窒素を構成元素として含むことを特徴とする付記1から8のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
前記絶縁膜が、少なくともシリコンおよび酸素を構成元素として含むことを特徴とする付記1から9のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
前記半導体層上に前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成する、オーミック電極形成工程と、
前記半導体層上における前記ソース電極および前記ドレイン電極の間に前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜に、その上面から下面まで達する深さの開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部を塞ぐように前記第1金属層を形成する第1金属層形成工程と、
前記第1金属層上方に前記第2金属層を積層させる第2金属層形成工程とを含むことを特徴とする、付記1から10のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタの製造方法。
付記1から10のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタを含むことを特徴とする電子装置。
11 バッファ層
12 GaNチャネル層
13 AlGaN電子供給層
14 GaNキャップ層
15A 絶縁膜(フィールドプレート膜)
15B 絶縁膜(ファラデーシールド膜)
16 ゲート電極の第1金属層(Ni層)
17 ゲート電極の第2金属層(Au層)
18 ソース電極
19 ドレイン電極
20 ファラデーシールド電極
21 絶縁イオン注入層
22 ゲート電極の第3金属層(バリアメタル)
Claims (10)
- 半導体層、ソース電極、ドレイン電極、ゲート電極、および絶縁膜を有し、
前記ゲート電極は、第1金属層および第2金属層を含み、
前記第2金属層は、前記第1金属層よりも導電率が高く、
前記第1金属層の上方に、前記第2金属層が積層され、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、前記半導体層上にオーム性接触し、
前記ゲート電極は、前記ソース電極および前記ドレイン電極の間に配置され、かつ、前記第1金属層により前記半導体層上にショットキー性接触し、
前記半導体層上における前記ソース電極および前記ゲート電極の間、ならびに、前記ゲート電極および前記ドレイン電極の間は、前記絶縁膜により覆われ、
かつ、
前記第2金属層下面の全体が前記第1金属層上面の上方に重なっているか、または、前記第1金属層の厚みが前記絶縁膜の厚み以上であることを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 前記半導体層が、III族窒化物半導体から形成されていることを特徴とする請求項1記載の電界効果トランジスタ。
- 前記半導体層が、電子走行層および電子供給層を含み、前記電子供給層が、前記電子走行層の上方にヘテロ接合されていることを特徴とする請求項1または2記載の電界効果トランジスタ。
- 前記第1金属層がNiから形成され、前記第2金属層がAuから形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記ゲート電極が、さらに、第3金属層を含み、前記第3金属層が、前記第1金属層および前記第2金属層の間に配置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記第3金属層が、Mo、Pt、W、Ti、Ta、ならびにこれらの窒化物およびシリサイドからなる群から選択される少なくとも一つから形成されていることを特徴とする請求項5記載の電界効果トランジスタ。
- 前記絶縁膜が、少なくともシリコンおよび窒素を構成元素として含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記絶縁膜が、少なくともシリコンおよび酸素を構成元素として含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタ。
- 前記半導体層上に前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成する、オーミック電極形成工程と、
前記半導体層上における前記ソース電極および前記ドレイン電極の間に前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜に、その上面から下面まで達する深さの開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部を塞ぐように前記第1金属層を形成する第1金属層形成工程と、
前記第1金属層上方に前記第2金属層を積層させる第2金属層形成工程とを含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタの製造方法。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の電界効果トランジスタを含むことを特徴とする電子装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010109696A JP2011238805A (ja) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | 電界効果トランジスタ、電界効果トランジスタの製造方法および電子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010109696A JP2011238805A (ja) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | 電界効果トランジスタ、電界効果トランジスタの製造方法および電子装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011238805A true JP2011238805A (ja) | 2011-11-24 |
Family
ID=45326446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010109696A Pending JP2011238805A (ja) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | 電界効果トランジスタ、電界効果トランジスタの製造方法および電子装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011238805A (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013201370A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Toshiba Corp | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
JP2013207086A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2013247196A (ja) * | 2012-05-24 | 2013-12-09 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
JP2014003231A (ja) * | 2012-06-20 | 2014-01-09 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2014011350A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置の製造方法 |
WO2014070705A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | Cree, Inc. | Ni-rich schottky contact |
JP2015099865A (ja) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 三菱電機株式会社 | ヘテロ接合電界効果型トランジスタおよびその製造方法 |
US9640627B2 (en) | 2012-03-07 | 2017-05-02 | Cree, Inc. | Schottky contact |
US9640647B2 (en) | 2015-09-15 | 2017-05-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JP2020513688A (ja) * | 2016-11-21 | 2020-05-14 | フォルシュングスフェアブント ベルリン エー ファウForschungsverbund Berlin e.V. | ゲート構造とその製造方法 |
IT201800011065A1 (it) * | 2018-12-13 | 2020-06-13 | St Microelectronics Srl | Transistore hemt includente una regione di porta perfezionata e relativo procedimento di fabbricazione |
EP2942815B1 (en) * | 2014-05-08 | 2020-11-18 | Nexperia B.V. | Semiconductor device and manufacturing method |
JP7156586B1 (ja) * | 2022-03-17 | 2022-10-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01158779A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
JPH08162476A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2006507683A (ja) * | 2002-11-26 | 2006-03-02 | クリー インコーポレイテッド | ソース領域の下にp型埋込み層を備えたトランジスタ及びその作製方法。 |
JP2006135241A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JP2006196764A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置 |
JP2007129134A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Nec Corp | 電界効果トランジスタ |
WO2008035403A1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-03-27 | Fujitsu Limited | Field-effect transistor |
JP2008306026A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Eudyna Devices Inc | 半導体装置の製造方法 |
-
2010
- 2010-05-11 JP JP2010109696A patent/JP2011238805A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01158779A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
JPH08162476A (ja) * | 1994-11-30 | 1996-06-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2006507683A (ja) * | 2002-11-26 | 2006-03-02 | クリー インコーポレイテッド | ソース領域の下にp型埋込み層を備えたトランジスタ及びその作製方法。 |
JP2006135241A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JP2006196764A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置 |
JP2007129134A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Nec Corp | 電界効果トランジスタ |
WO2008035403A1 (en) * | 2006-09-20 | 2008-03-27 | Fujitsu Limited | Field-effect transistor |
JP2008306026A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Eudyna Devices Inc | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9640627B2 (en) | 2012-03-07 | 2017-05-02 | Cree, Inc. | Schottky contact |
JP2013201370A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Toshiba Corp | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
US8963203B2 (en) | 2012-03-26 | 2015-02-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nitride semiconductor device and method for manufacturing same |
US9287368B2 (en) | 2012-03-26 | 2016-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nitride semiconductor device and method for manufacturing same |
JP2013207086A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2013247196A (ja) * | 2012-05-24 | 2013-12-09 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
JP2014003231A (ja) * | 2012-06-20 | 2014-01-09 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
US9412829B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-08-09 | Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. | Method for fabricating semiconductor device and semiconductor device |
JP2014011350A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置の製造方法 |
US9653592B2 (en) | 2012-06-29 | 2017-05-16 | Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. | Method for fabricating semiconductor device and semiconductor device |
WO2014070705A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | Cree, Inc. | Ni-rich schottky contact |
US9202703B2 (en) | 2012-11-05 | 2015-12-01 | Cree, Inc. | Ni-rich Schottky contact |
JP2015099865A (ja) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 三菱電機株式会社 | ヘテロ接合電界効果型トランジスタおよびその製造方法 |
EP2942815B1 (en) * | 2014-05-08 | 2020-11-18 | Nexperia B.V. | Semiconductor device and manufacturing method |
US9640647B2 (en) | 2015-09-15 | 2017-05-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JP2020513688A (ja) * | 2016-11-21 | 2020-05-14 | フォルシュングスフェアブント ベルリン エー ファウForschungsverbund Berlin e.V. | ゲート構造とその製造方法 |
JP7050063B2 (ja) | 2016-11-21 | 2022-04-07 | フォルシュングスフェアブント ベルリン エー ファウ | ゲート構造とその製造方法 |
IT201800011065A1 (it) * | 2018-12-13 | 2020-06-13 | St Microelectronics Srl | Transistore hemt includente una regione di porta perfezionata e relativo procedimento di fabbricazione |
EP3667735A1 (en) | 2018-12-13 | 2020-06-17 | STMicroelectronics S.r.l. | Hemt including a gate region and related manufacturing process |
US11799025B2 (en) | 2018-12-13 | 2023-10-24 | Stmicroelectronics S.R.L. | HEMT transistor including an improved gate region and related manufacturing process |
JP7156586B1 (ja) * | 2022-03-17 | 2022-10-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9899493B2 (en) | High electron mobility transistor and method of forming the same | |
JP2011238805A (ja) | 電界効果トランジスタ、電界効果トランジスタの製造方法および電子装置 | |
US10833159B1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US7705371B2 (en) | Field effect transistor having reduced contact resistance and method for fabricating the same | |
US8716756B2 (en) | Semiconductor device | |
WO2010064362A1 (ja) | 電界効果トランジスタ | |
KR101365302B1 (ko) | 화합물 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
JP2002359256A (ja) | 電界効果型化合物半導体装置 | |
US11367706B2 (en) | Semiconductor apparatus and fabrication method thereof | |
JP4474292B2 (ja) | 半導体装置 | |
US20220376074A1 (en) | Nitride-based semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP2013229449A (ja) | 窒化物系半導体素子 | |
US20220384423A1 (en) | Nitride-based semiconductor bidirectional switching device and method for manufacturing the same | |
US20240162298A1 (en) | Nitride-based semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US20240014305A1 (en) | Nitride-based semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US20220293779A1 (en) | High electron mobility transistor and fabrication method thereof | |
KR101935928B1 (ko) | 게이트 누설 전류가 감소된 고 전자 이동도 트랜지스터 | |
US12021122B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2019192796A (ja) | 高電子移動度トランジスタ | |
CN115812253B (zh) | 氮化物基半导体器件及其制造方法 | |
WO2024040465A1 (en) | Nitride-based semiconductor device and method for manufacturing the same | |
WO2024092419A1 (en) | Nitride-based semiconductor device and method for manufacturing the same | |
WO2024011609A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing thereof | |
US20220376064A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2011211239A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130403 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20131226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140530 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140530 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140725 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150303 |