JP7433225B2 - エンハンスメント型トランジスタ構造を有する半導体素子 - Google Patents
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Description
ゲート電極指間の相対距離をもう一度増加でき、孔の密度をさらに低下させることができる。
合計されたフィン断面積とは、ゲート電極領域の残ったフィンの全面積である。
図2に模式的に示されているように、第1の半導体層16および第2の半導体層18を有する層構造が、ベース基板14上に配置されている。
Claims (11)
- エンハンスメント型トランジスタ構造(12)を有する半導体素子であって、
前記トランジスタ構造(12)は、第1の方向(20)に沿って層状に配置されたベース基板(14)、第1の半導体層(16)および第2の半導体層(18)を含む層構造を有し、
前記トランジスタ構造(12)は、第2の方向(28)に沿って互いから離れて間隔を置かれて配置されたソース電極(22)、ゲート電極(24)およびドレイン電極(26)を有し、
前記第1の半導体層(16)は、ベース基板(14)上に配置されたIII族第1グループ窒化物材料によって形成され、
前記第2の半導体層(18)は、前記第1の半導体層(16)上に配置されたIII族第2グループ窒化物材料によって形成され、前記III族第1グループおよび第2グループの窒化物は材料が互いに異なり、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)の境界領域において2D電子ガス(19)が形成され、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)は、前記ゲート電極(24)の領域において、前記第1の方向(20)に沿って前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)を含む層構造の深さまで延びている複数の穴(32)を有し、前記複数の穴(32)の間に第1および第2のIII族窒化物材料を含む複数のフィン(44)が残留し、
前記ゲート電極(24)は、前記複数の穴(32)の中に延びる複数のゲート電極指(42)を有し、
前記ゲート電極指(42)を含む前記複数の穴(32)が、第1列(34)および第2列(36)を形成し、
前記第1列および前記第2列(34、36)は、前記第2の方向(28)を横断する方向に走る第3の方向(40)を定め、
前記第2列(36)の各穴(32)は、前記第1列(34)の各穴(32)に対して、前記第2の方向(28)および前記第3の方向(40)にずれており、
前記第1列(34)の各穴(32)の間の前記フィン(44)と、前記第2列(36)の各穴(32)の間の前記フィン(44)とは、前記第3の方向(40)にずれており、そのずれている距離は、前記第3の方向(40)の穴径(DL)および穴間距離(DA1)の合計の半分に対応する、半導体素子。 - 前記第1列および第2列(34、36)は、互いに平行に走っている、請求項1に記載の半導体素子。
- 前記複数の穴(32)が第3列(38)を形成し、前記第3列(38)の各穴(32)は、前記第2列(36)の各穴(32)に対して、前記第2の方向(28)および前記第3の方向(40)にずれている、請求項1または請求項2に記載の半導体素子。
- エンハンスメント型トランジスタ構造(12)を有する半導体素子であって、
前記トランジスタ構造(12)は、第1の方向(20)に沿って層状に配置されたベース基板(14)、第1の半導体層(16)および第2の半導体層(18)を含む層構造を有し、
前記トランジスタ構造(12)は、第2の方向(28)に沿って互いから離れて間隔を置かれて配置されたソース電極(22)、ゲート電極(24)およびドレイン電極(26)を有し、
前記第1の半導体層(16)は、ベース基板(14)上に配置されたIII族第1グループ窒化物材料によって形成され、
前記第2の半導体層(18)は、前記第1の半導体層(16)上に配置されたIII族第2グループ窒化物材料によって形成され、前記III族第1グループおよび第2グループの窒化物は材料が互いに異なり、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)の境界領域において2D電子ガス(19)が形成され、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)は、前記ゲート電極(24)の領域において、前記第1の方向(20)に沿って前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)を含む層構造の深さまで延びている複数の穴(32)を有し、前記複数の穴(32)の間に第1および第2のIII族窒化物材料を含む複数のフィン(44)が残留し、
前記ゲート電極(24)は、前記複数の穴(32)の中に延びる複数のゲート電極指(42)を有し、
前記ゲート電極指(42)を含む前記複数の穴(32)が、第1列(34)および第2列(36)を形成し、
前記第1列および前記第2列(34、36)は、前記第2の方向(28)を横断する方向に走る第3の方向(40)を定め、
前記第2列(36)の各穴(32)は、前記第1列(34)の各穴(32)に対して、前記第2の方向(28)および前記第3の方向(40)にずれており、
前記第1列(34)の2つの隣接する穴(32)の第1の穴間距離(DA1)が、前記第2列(36)の2つの隣接する穴(32)の第2の穴間距離に等しい、半導体素子。 - エンハンスメント型トランジスタ構造(12)を有する半導体素子であって、
前記トランジスタ構造(12)は、第1の方向(20)に沿って層状に配置されたベース基板(14)、第1の半導体層(16)および第2の半導体層(18)を含む層構造を有し、
前記トランジスタ構造(12)は、第2の方向(28)に沿って互いから離れて間隔を置かれて配置されたソース電極(22)、ゲート電極(24)およびドレイン電極(26)を有し、
前記第1の半導体層(16)は、ベース基板(14)上に配置されたIII族第1グループ窒化物材料によって形成され、
前記第2の半導体層(18)は、前記第1の半導体層(16)上に配置されたIII族第2グループ窒化物材料によって形成され、前記III族第1グループおよび第2グループの窒化物は材料が互いに異なり、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)の境界領域において2D電子ガス(19)が形成され、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)は、前記ゲート電極(24)の領域において、前記第1の方向(20)に沿って前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)を含む層構造の深さまで延びている複数の穴(32)を有し、前記複数の穴(32)の間に第1および第2のIII族窒化物材料を含む複数のフィン(44)が残留し、
前記ゲート電極(24)は、前記複数の穴(32)の中に延びる複数のゲート電極指(42)を有し、
前記ゲート電極指(42)を含む前記複数の穴(32)が、第1列(34)および第2列(36)を形成し、
前記第1列および前記第2列(34、36)は、前記第2の方向(28)を横断する方向に走る第3の方向(40)を定め、
前記第2列(36)の各穴(32)は、前記第1列(34)の各穴(32)に対して、前記第2の方向(28)および前記第3の方向(40)にずれており、
前記第1列(34)の穴(32)と、前記第2列(36)のそれに隣接する穴(32)との間のさらなる穴間距離(DA2)が、前記第1列(34)の2つの隣接する穴(32)の前記第1の穴間距離(DA1)に等しい、半導体素子。 - エンハンスメント型トランジスタ構造(12)を有する半導体素子であって、
前記トランジスタ構造(12)は、第1の方向(20)に沿って層状に配置されたベース基板(14)、第1の半導体層(16)および第2の半導体層(18)を含む層構造を有し、
前記トランジスタ構造(12)は、第2の方向(28)に沿って互いから離れて間隔を置かれて配置されたソース電極(22)、ゲート電極(24)およびドレイン電極(26)を有し、
前記第1の半導体層(16)は、ベース基板(14)上に配置されたIII族第1グループ窒化物材料によって形成され、
前記第2の半導体層(18)は、前記第1の半導体層(16)上に配置されたIII族第2グループ窒化物材料によって形成され、前記III族第1グループおよび第2グループの窒化物は材料が互いに異なり、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)の境界領域において2D電子ガス(19)が形成され、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)は、前記ゲート電極(24)の領域において、前記第1の方向(20)に沿って前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)を含む層構造の深さまで延びている複数の穴(32)を有し、前記複数の穴(32)の間に第1および第2のIII族窒化物材料を含む複数のフィン(44)が残留し、
前記ゲート電極(24)は、前記複数の穴(32)の中に延びる複数のゲート電極指(42)を有し、
前記ゲート電極指(42)を含む前記複数の穴(32)が、第1列(34)および第2列(36)を形成し、
前記第1列および前記第2列(34、36)は、前記第2の方向(28)を横断する方向に走る第3の方向(40)を定め、
前記第2列(36)の各穴(32)は、前記第1列(34)の各穴(32)に対して、前記第2の方向(28)および前記第3の方向(40)にずれており、
隣接する穴の穴間距離(DA1、DA2、DA3)は、50nmから150nmの範囲にあり、好ましくは50nmから100nmの範囲にある、半導体素子。 - 前記穴(32)が前記第3の方向(40)に穴径(DL)を有し、当該穴径(DL)は、50nmから150nmの範囲にあり、好ましくは50nmから100nmまでの範囲にある、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の半導体素子。
- エンハンスメント型トランジスタ構造(12)を有する半導体素子であって、
前記トランジスタ構造(12)は、第1の方向(20)に沿って層状に配置されたベース基板(14)、第1の半導体層(16)および第2の半導体層(18)を含む層構造を有し、
前記トランジスタ構造(12)は、第2の方向(28)に沿って互いから離れて間隔を置かれて配置されたソース電極(22)、ゲート電極(24)およびドレイン電極(26)を有し、
前記第1の半導体層(16)は、ベース基板(14)上に配置されたIII族第1グループ窒化物材料によって形成され、
前記第2の半導体層(18)は、前記第1の半導体層(16)上に配置されたIII族第2グループ窒化物材料によって形成され、前記III族第1グループおよび第2グループの窒化物は材料が互いに異なり、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)の境界領域において2D電子ガス(19)が形成され、
前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)は、前記ゲート電極(24)の領域において、前記第1の方向(20)に沿って前記第1の半導体層(16)および前記第2の半導体層(18)を含む層構造の深さまで延びている複数の穴(32)を有し、前記複数の穴(32)の間に第1および第2のIII族窒化物材料を含む複数のフィン(44)が残留し、
前記ゲート電極(24)は、前記複数の穴(32)の中に延びる複数のゲート電極指(42)を有し、
前記ゲート電極指(42)を含む前記複数の穴(32)が、第1列(34)および第2列(36)を形成し、
前記第1列および前記第2列(34、36)は、前記第2の方向(28)を横断する方向に走る第3の方向(40)を定め、
前記第2列(36)の各穴(32)は、前記第1列(34)の各穴(32)に対して、前記第2の方向(28)および前記第3の方向(40)にずれており、
前記ゲート電極(24)の領域の各穴(32)は、合計された穴断面積(46)を形成し、前記ゲート電極(24)の領域のフィン(44)は、合計されたフィン断面積(48)を形成し、
前記合計された穴断面積(46)および前記合計されたフィン断面積(48)は、大きさにおいてほぼ等しい、半導体素子。 - 前記穴(32)の内壁が電気絶縁誘電体(30)によって埋められている、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の半導体素子。
- 前記フィン(44)は、第3の方向(40)の2本の絶縁ゲート電極指(42)の間を横につながっている、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の半導体素子。
- 前記穴(32)の断面は円形である、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の半導体素子。
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