TWI445093B - 具有下凹閘極之iii族氮化物元件 - Google Patents

具有下凹閘極之iii族氮化物元件 Download PDF

Info

Publication number
TWI445093B
TWI445093B TW097135172A TW97135172A TWI445093B TW I445093 B TWI445093 B TW I445093B TW 097135172 A TW097135172 A TW 097135172A TW 97135172 A TW97135172 A TW 97135172A TW I445093 B TWI445093 B TW I445093B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gan layer
gate
layer
gan
region
Prior art date
Application number
TW097135172A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200924068A (en
Inventor
Chang Soo Suh
Ilan Ben-Yaacov
Original Assignee
Transphorm Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Transphorm Inc filed Critical Transphorm Inc
Publication of TW200924068A publication Critical patent/TW200924068A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI445093B publication Critical patent/TWI445093B/zh

Links

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
    • H01L29/02—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
    • 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
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41766—Source or drain electrodes for field effect devices with at least part of the source or drain electrode having contact below the semiconductor surface, e.g. the source or drain electrode formed at least partially in a groove or with inclusions of conductor inside the semiconductor
    • 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
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • 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
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42356—Disposition, e.g. buried gate electrode
    • H01L29/4236—Disposition, e.g. buried gate electrode within a trench, e.g. trench gate electrode, groove gate electrode

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)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

具有下凹閘極之III族氮化物元件
本發明係關於增強模式(enhacenment mode)III族氮化物元件。
迄今，典型地已以矽半導體材料來製造含有例如Si功率型金屬氧化物半導體場效電晶體(Si Power MOSFETs)與矽絕緣閘極雙極性電晶體(Si Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)等元件的近代功率型半導體元件。近來，由於碳化矽(SiC)具有優越的性能，故已對其進行研究。氮化鎵(GaN)半導體元件現今新興成為一引人注目的選擇，以攜帶大量電流並提供具有極低電阻與快速切換時間的高電壓。標準GaN高電子遷移率電晶體(High Electron Mobility Transistor,HEMT)與相關元件典型常態為開，此代表其在0閘極電壓下傳導電流。第1圖顯示一標準Ga面(Ga－face)GaN高電子遷移率電晶體結構。基板10可為氮化鎵、碳化矽、藍寶石、矽或GaN元件技術的任何其他合適基板。氮化鎵層14與Alx Ga1－x N層18係以[0 0 0 1](C－平面)的方向定位。導電通道則由二維電子氣體(two－dimensional electron gas,2DEG)在靠近Alx Ga1－x N/GaN介面處於氮化鎵層14中形成。在源極與閘極間的區域乃為源極進入區，而汲極與閘極間的區域乃為汲極進入區。此元件通常為開啟或為空乏型元件(depletion mode device)。在0閘極電壓下，2DEG通道從源極延伸至汲極接觸(drain contact)，而元件係在導通(ON)狀態中。必須施加一負閘極電壓以空乏在閘極下的2DEG，且因而將元件轉換成關閉(OFF)。
所形成的Alx Ga1－x N層18具有一最小厚度，以誘導2DEG通道。此最小厚度視AlGaN中的Al組成而定。Al組成越低則最小厚度越高。第2圖顯示在具有或無AlN層的結構中數種不同Al組成的情況下，以2DEG片電荷密度ns 對AlGaN厚度作圖。就厚度高於最小厚度者，ns 初始隨厚度增加，但最後趨於平緩。而就AlGaM厚度低於最小厚度者，施以大量足夠的正閘極電壓，將誘導在閘極下方的2DEG，但無法誘導進入區中的2DEG。在此2DEG中的片電荷密度ns 會隨著閘極電壓進一步地增加而增大。
希望在功率電子裝置中，具有通常為關(off)的元件(其在0閘極電壓下不進行導電)，以藉由防止任何意外的元件開啟來避免損害元件或其他電路構件。一種所需的增強模式(enhancement－mode,e－mode)GaN高電子遷移率電晶體具有兩特徵。源極與汲極進入區含有一2DEG，其在元件於導通狀態下時，具有與通道區之導電率至少等大的導電率。較佳地，使進入區之導電率儘可能的大，由於此可降低進入電阻，故可降低導通電阻(ON－resistance,Ron )。另外，閘極下的通道區在0閘極電壓下應不具有2DEG。因此，需正閘極電壓來誘導於此區域中的2DEG，進而使元件導通。
仍需開發出當將閘極區維持在0閘極電壓下無2DEG時，改善增強模式(e-mode)GaN高電子遷移率電晶體進入區導電率的方法與元件。
於一態樣中，係描述一種增強模式之III族氮化物元件。該元件具有一第一GaN層於一基板上；一Alx GaN層於該第一GaN層上；一第二GaN層於該Alx GaN層之一進入區中，其中該第二GaN層不在該Alx GaN層之一閘極區中，且該第二GaN層不含鋁；一Aly GaN層於該第二GaN層上；以及一閘極，以及一源極與一汲極，該閘極位於該閘極區上，其中該源極與該閘極區間的一區域，以及該汲極與該閘極區間的一區域為該進入區。
元件的實施例可包含一或多個下述特徵。該Alx GaN層可為一p型層，該元件更可包含一介於該第一GaN層與該Alx GaN層間的AlN層。該元件可包含一連接至該閘極亦或該源極的場板。
於部份態樣中，係描述一種形成增強模式之III族氮化物元件的方法。該方法包含形成第一GaN層、Alx GaN層、第二GaN層以及Aly GaN層於基板上。形成源極與汲極。於Aly GaN層中蝕刻一凹槽，並部份穿過第二GaN層。於第二GaN層的一剩餘部份中蝕刻一凹槽，其中該凹槽露出該Alx GaN層。形成閘極於該凹槽中。可選地，於一剩餘部份中蝕刻一凹槽的步驟可包含改變一蝕刻化學作用。
於另一態樣中，係描述一種形成一增強模式之III族氮化物元件的方法。該方法包含形成第一GaN層、Alx GaN層、第二GaN層於基板上。於第二GaN層中蝕刻一凹槽，該凹槽露出Alx GaN層。形成一再生成遮罩於該露出的Alx GaN層上。形成Aly GaN層於該第二GaN層的頂部。形成源極與汲極。形成閘極於該凹槽中。可選地，在形成閘極之前，移除該再生成遮罩。
於又一態樣中，係描述一種形成一增強模式之III族氮化物元件的方法。該方法包含形成一GaN層於一基板上。形成一AlGaN層的一第一部份於該GaN層上。形成一再生成遮罩於該AlGaN層之該第一部份的該閘極區上。形成該AlGaN層的一第二部份於該元件的一進入區中。形成一閘極於該元件的一閘極區中。形成一源極與一汲極於該閘極區的外側，並部份定義該進入區。
該方法之實施例可包含一或多個下述特徵或步驟。可將該再生成遮罩移除。該再生成遮罩可為氮化鋁、氮化矽或氧化矽中的一者。該方法可包含摻雜該AlGaN層的第二部份。該AlGaN層的第一部份可為Alx Ga1－x N，該AlGaN層的第二部份可為Aly Ga1－y N，其中x≠y。x亦可大於y。該閘極區之一頂部表面可具有一在2 nm內的平坦度。該AlGaN層可具有一均勻組成遍及該層的厚度。形成該AlGaN層之步驟係將該AlGaN層的厚度控制在2nm內。AlGaN層係經摻雜。AlGaN層可以鐵進行摻雜。可形成一絕緣區於該閘極與該AlGaN層之間。形成該AlGaN層之 第一部份的步驟可包含磊晶生成AlGaN。
於一增強模式(E－mode)元件中，臨界電壓Vth 必須大於0伏特，就功率型半導體元件之應用而言較佳為2－3伏特，並希望在源極與汲極進入區中具有高導電率。就閘極下一特定的AlGaN厚度而言，增加元件之臨界電壓的一方式係利用p型AlGaN。為了增加進入區中的ns ，可採用數種表面處理。描述了數種增強模式(E－mode)GaN高電子遷移率電晶體結構，其可利用現今技術而容易地進行製造，部份結構則牽涉到使用p型AlGaN。提供了各結構的製造方法。部份元件包含一GaN層間層在AlGaN蓋層內。此允許使用蝕刻－終止技術(etch－stop technology)來製造出閘極底下的材料可被蝕刻的元件，進而可準確地控制蝕刻深度，並使蝕刻深度均勻至數個奈米內。就具有GaN層間層且其中進入區係再生成於GaN層間層中的元件而言，再生成可直接於GaN層上進行。由於已證明直接於AlGaN上再生成高品質材料具有些許難度，此方式較優於直接在AlGaN上進行再生成。
本發明之一或多個實施例的細節，將參照附圖與下文實施方式進行描述。本發明其他特徵、目的與優點將顯見於實施方式、圖式與申請專利範圍。
此述元件具有形成於元件之上層中的閘極凹槽，以助於形成通常為關(off)之元件，即，具有大於0伏特之臨界 電壓的元件。之後位於凹槽中的閘極則在至少一GaN層與一AlGaN層上，並由AlGaN材料或由AlGaN與GaN材料兩者環繞。此種結構可提供所需的臨界電壓與進入區中的導電率兩者。
元件可選擇地包含AlN層間層。就第2圖所示之結構而言，閘極下方AlxGaN厚度相對於Al組成以形成Vth ＝0之元件乃繪示於第3圖中。線205對應於不具AlN層間層之元件，例如第2A圖中的元件，而線210對應於具有0.6 nm AlN層間層之元件，例如第2B圖中的元件。如第3圖中所示，若使用Al2 GaN建構增強模式元件，在未包含AlN層的情況下，於閘極區中的Alx GaN厚度約為5nm或少於5nm；而在含有AlN層的情況下，Alx GaN厚度約為1nm或低於1nm。
參照第4E圖，基板70係由GaN、SiC、藍寶石、矽或GaN元件技術的其他合適基板形成。在基板70上，形成GaN層71、Alx GaN層72與Aly GaN層73。於AlGaN層(Alx GaN層72與Aly GaN層)中的鋁組成可為相同，但並非一定如此。在Alx GaN層72中較高的鋁組成會造成進入區中較大的2DEG片電荷密度。然而，就層72中較大的鋁組成而言，亦需將該層製作得較薄，以確保Vth >0。即，Vth 會隨著鋁組成的降低與層厚度的減少而增加。舉例而言，在部份元件中，若鋁組成為0.2，Alx GaN層72需為5nm厚或更低。Vth 的實際值係由鋁組成與Alx GaN層72厚度兩者決定。當對第4E圖中的元件施以0閘極電壓時， 其為關閉。當施加夠大的閘極電壓以誘導閘極下的2DEG時，元件為導通。
參照第4A－4E圖，其顯示形成第4E圖中之元件的製程步驟。首先，在基板70上生成GaN層71與Alx GaN層72(第4A圖)。接著，如第4B圖所示，在閘極區之上沉積再生成遮罩(regrowth mask)74。再生成遮罩材料可為AlN,SiN,SiO2 或其他用以進行GaN與AlGaN再生成的合適遮罩材料。接著，如第4C圖所示，Aly GaN層73係選擇地再生成於進入區中。於GaN或AlGaN的再生成中，再生成材料一般非特意地為摻雜n型材料，其為於此製程中不欲見的。在不希望有n型摻雜的情形下，n型摻雜物可以例如鐵來摻雜再生成材料而補償。最後，移除再生成遮罩74(第4D圖)，形成源極、汲極歐姆接觸76、77，在此之後沉積閘極金屬78，進而獲致第4E圖中的元件。與於閘極區中使用凹槽蝕刻的製程相較，此製程(藉由此製程，閘極下AlGaN層的厚度係由層72磊晶成長所至之厚度來決定)乃為更可控制的且可再現的。於部份實施例中，並未移除再生成遮罩，反倒是在形成閘極前，將再生成遮罩留在其處，以例如形成閘極絕緣體。在如第4A－4E圖中所示之製造過程，由於AlGaN層72為磊晶成長至其最後所需厚度，故可達到高度磊晶厚度控制(例如在約2nm的所需厚度內，例如在1nm的所需厚度內)，以及表面平坦度(例如低於約2nm或低於1nm的平坦度)。若與經由其他方式(例如藉由在整個元件上形成層72、73，並接著在沉積閘極的 區域中，將層73蝕刻至其最後厚度的方式)來製造元件相較，此方式更為均勻且提供更高度的厚度控制。於部份實施例中，閘極區中的厚度均勻性可在2nm內，例如在1nm內或低於1nm，而閘極區中頂部半導體層的厚度控制可在2nm內，例如在1nm內或低於1nm。
參照第5A圖，基板40係由GaN、SiC、藍寶石、矽或GaN元件技術的其他合適基板形成。在基板40上，形成GaN層41、Alx GaN層43、GaN層44與Aly GaN層45。於AlGaN層(Alx GaN層43與Aly GaN層45)中的鋁組成可為相同，但並非一定如此。在Alx GaN層43中較高的鋁組成會造成進入區中較大的2DEG片電荷密度。然而，就層43中較大的鋁組成而言，亦需將該層製作得較薄，以確保Vth >0。即，Vth 會隨著鋁組成的降低與層厚度的減少而增加。舉例而言，若鋁組成為0.2，Alx GaN層43需為5nm厚或更低。Vth 的實際值係由鋁組成與Alx GaN層43厚度兩者決定。於一實施例中，GaN層44則不含鋁。
於第5B圖中，為在0閘極電壓下第5A圖中元件之閘極下方區的能帶圖(其中Al組成與層43之厚度分別為0.2與5nm)，其顯示在Alx GaN層43與GaN層41之界面處，傳導帶Ec 仍高於費米能階(Fermi level,EF )。由於傳導帶並未與費米能階交錯，故在閘極區中無2DEG呈現，且當無電壓施於閘極時元件為關閉。
第6A圖元件與第5A圖的元件相似。在進入區中的2DEG片電荷密度，如上述端視Alx GaN層43中的Al組成 而定，且亦取決於Aly GaN層45的厚度與Al組成。第6B與6C圖顯示在兩種不同的Aly GaN層45之鋁組成與厚度下，進入區中的能帶圖與2DEG電荷分佈。於第6B圖中，GaN層44具有3nm厚度，且Aly GaN層45的y為0.2，而Alx GaN層43的x為0.2。Alx GaN層43的厚度為5nm，而Aly GaN層45的厚度為10nm。於第6C圖中，GaN層44具有3nm厚度，且Alx GaN層43的x與Aly GaN層45的y分別為0.2與0.3。Alx GaN層43的厚度為5nm，而Aly GaN層45的厚度為5nm。就較高的Al組成而言，可降低Aly GaN層45的厚度。在第6A－6C圖中的結構，第6B圖的結構使得2DEG片電荷濃度較第6C圖低。
於第7A－7D圖中，顯示了製造第5A圖元件的製程流程步驟。於此所示之製程牽涉到一閘極凹槽蝕刻。首先，如第7A圖所示，GaN層41、Alx GaN層43、GaN層44與Aly GaN層45全都於基板40上生成。接著，如第7B圖所示，沉積源極與汲極歐姆接觸48、49。參照第7C圖，然後蝕刻閘極區下至Alx GaN層43。此係利用可蝕刻AlGaN與GaN兩者的蝕刻化學作用(例如Cl2 反應性離子蝕刻法(reactive ion etching,RIE)進行蝕刻)，先蝕刻Aly GaN層45與部份GaN層44而實現。接著，利用選擇性蝕刻GaN但不蝕刻AlGaN的化學作用(例如BCl3 /SF6 反應性離子蝕刻法)來蝕刻剩餘的GaN層44。
因此，Alx GaN層43作為蝕刻終止層，且進而可精準地控制整個蝕刻過程。GaN層44則夠厚，以致可將Aly GaN 層45完全貫穿蝕刻，但並不會完全貫穿GaN層44。例如，當使用Cl2 反應性離子蝕刻，此過程可重複的最小厚度約為2－3nm。最後，沉積閘極金屬47，以形成第7D圖中的元件，其與第5A、6A圖相同。用於凹槽蝕刻的同一光阻層，亦可用於閘極金屬沉積，因而確保閘極金屬乃自身對準於凹陷區域。於部份實施例中，源極與汲極歐姆接觸48、49則在進行閘極凹槽蝕刻後沉積。
參照第8A－8F圖，顯示形成第5A圖中的元件之替代製程步驟。首先，GaN層41、Alx GaN層43與GaN層44全都於基板40上生成(如第8A圖所示)。接著，利用選擇性蝕刻GaN但不蝕刻AlGaN的化學作用(例如BCl3 /SF6 反應性離子蝕刻法)，來蝕刻閘極區中的GaN層44(如第8B圖所示)。Alx GaN層43係作為蝕刻終止層，使得蝕刻可精準地停止於Alx GaN層43與GaN層44的界面。在蝕刻之後，如第8C圖所示，沉積再生成遮罩46於閘極區上，即，於Alx GaN顯露之處。再生成遮罩材料可為AlN、SiN、SiO2 或其他用於GaN與AlGaN再生成的任何適合遮罩材料。用於凹槽蝕刻的同一光阻層，亦可用於再生成遮罩沉積，因而確保再生成遮罩乃自身對準於凹陷區域。接著，如第8D圖所示，於進入區中選擇性再生成Aly GaN層45。於GaN或AlGaN的再生成中，再生成材料一般非特意地為摻雜n型材料，其於此製程中為不欲見的。在不希望有n型摻雜的情形下，n型摻雜物可以例如鐵來摻雜再生成材料而補償。於此製程中，Aly GaN層45乃直接再生成於GaN 上。由於已證明直接於AlGaN上再生成高品質材料具有些許難度，故在GaN層頂部上的再生成可優於直接於AlGaN上進行再生成。最後，移除再生成遮罩46(第8E圖)，形成源極、汲極歐姆接觸48、49，在此之後沉積閘極金屬47，進而獲致第8F圖中的元件。於部份實施例中，並未移除再生成遮罩，反倒是在形成閘極前，將再生成遮罩留在其處，以例如形成閘極絕緣體。
參照第9A圖，顯示具有p型AlGaN層63於閘極下方的結構。AlGaN層63為p型摻雜，其能使AlN層62在AlGaN層63與GaN層61之間。若AlGaN層63非為p型摻雜，並包含AlN層62，則AlGaN層63可形成如一極薄層(例如低於2nm)，以確保通常為關(off)的操作。在使用p－AlGaN的情形下，可容易地設計含有AlN層62的元件，其中在AlGaN層63中p－AlGaN的厚度，能與第5A圖中AlGaN層43的厚度匹比。GaN層64與AlGaN層65乃形成於AlGaN層63之上。AlGaN層65可包含Aly GaN，而AlGaN層63可包含p型Alx GaN，其中x＝y、y>x或y<x。
參照第9B圖，顯示在0閘極電壓下第9A圖中元件之閘極下方區的能帶圖，其中Al組成與層63之厚度分別為0.2與5nm，且AlN層62為0.6nm厚。在AlN層62與GaN層61之界面處，傳導帶Ec 仍高於費米能階(EF )，這指出無2DEG呈現，且因而當無電壓施於閘極時元件為關閉。
參照第10A圖，其與第9A圖中的元件類似，所形成的元件具有p型Alx GaN層與AlN層在閘極下。在進入區 中的2DEG片電荷密度，乃視AlGaN層63與AlGaN層65的Al組成與厚度而定。第10B與10C圖顯示在兩種不同的層65之鋁組成與厚度下，進入區中的能帶圖與2DEG電荷分佈。於第10B圖中，AlN層62具有0.6nm的厚度，為p摻雜AlGaN的AlGaN層63具有5nm的厚度，GaN層64具有3nm厚度，且AlGaN層65具有7nm的厚度。若AlGaN層63以Alx GaN形成，而AlGaN層65為Aly GaN，則Alx GaN層63與Aly GaN層65分別為x＝0.2與y＝0.2。在第10C圖中，AlN層62具有0.6nm的厚度，p型AlGaN的AlGaN層63具有5nm的厚度，GaN層64具有3nm厚度，以及AlGaN層65具有5nm厚度。若AlGaN層63以Alx GaN形成，而AlGaN層65為Aly GaN，則Alx GaN層63與Aly GaN層65分別為x＝0.2與y＝0.3。就較高的Al組成而言，可降低層65的厚度。在第10B與10C圖中所示的特定結構，第10B圖的結構使得2DEG片電荷濃度較第10C圖高。
除了在初期生成期間亦生成AlN層62外，第9A或10A圖所示元件的製造步驟可與第7A－7D圖所述過程或第8A－8F圖所述過程相同。
第11A－11C圖繪示了第4E、5A與9A圖所示元件的部份替代施行方式。該些元件皆包含一覆蓋進入區中之半導體表面的保護層81、閘極絕緣體83與斜場板(slant field plate)。保護層可為任意介電質，其使陷落電荷(trapped charge)的影響最小化，並確保良好的元件運作。在部份實 施例中，層81為SiN。閘極絕緣體83至少在閘極下，但可朝源極與汲極接觸部份或一路延伸。
GaN元件的典型材料生成方法可包含但不限於MOCVD與MBE。此外，亦敘述了益於所有實施例的部份元件結構之改良。這些改良可亦或同時，亦或一次一個地應用於各實施例。於部份實施例中，元件係以合適的介電質(例如SiN)保護。以SiN或其他合適的介電質進行保護可使陷落電荷的影響最小化，並確保良好的元件運作。在部份實施例中，可包含利用單一或多場板的電場板技術(field plating)，其增加元件的擊穿電壓(breakdown voltage)，並進一步藉由降低靠近閘極的波峰電場使陷落的衝擊最小化。場板(亦或分開，亦或與閘極層的形成結合)可用以獲得高擊穿電壓。尤其是，斜場板可最大化場板的效益。於部份實施例中，閘極絕緣體乃於閘極下。絕緣體降低或消除了閘極漏電流的產生。於實施例中，數個表面處理可增加在Ga面GaN高電子遷移率電晶體結構中的ns 。合適的表面處理包含但不限於鄰近表面之材料的n型摻雜(一般在上方1－5nm處)，以及某些表面蓋層的沉積，例如以CATCVD沉積SiN。於此述結構中，該些表面處理可用於進入區中，以僅增加這些區域的ns 。當然，可於單一元件中結合一或多個前述特徵。例如，於進入區中增加ns 的表面蓋層可用作保護。於部份圖式中，各層係以彼此直接接觸的方式呈現。雖然於此說明書中並未指出，但元件之實施例可要求所顯示與另一層緊鄰之層，實際上非與 另一層直接接觸。
上文已描述本發明數個實施例。然而，當理解在不背離本發明之精神與範圍下，其可進行各種修飾。據此，其他實施例係落於下述申請專利範圍所界定者中。
10‧‧‧基板
14‧‧‧氮化鎵層
18‧‧‧Alx Ga1－x N層
40‧‧‧基板
41‧‧‧GaN層
43‧‧‧Alx GaN層
44‧‧‧GaN層
45‧‧‧Aly GaN層
46‧‧‧再生成遮罩
47‧‧‧閘極金屬
48‧‧‧源極歐姆接觸
49‧‧‧汲極歐姆接觸
61‧‧‧GaN層
62‧‧‧AlN層
63‧‧‧Alx GaN層
64‧‧‧GaN層
65‧‧‧Aly GaN層
70‧‧‧基板
71‧‧‧GaN層
72‧‧‧Alx GaN層
73‧‧‧Aly GaN層
74‧‧‧再生成遮罩
76‧‧‧源極歐姆接觸
77‧‧‧汲極歐姆接觸
81‧‧‧保護層
83‧‧‧閘極絕緣體
205‧‧‧線
210‧‧‧線
第1圖是III族氮化物型電晶體之示意圖。
第2A－2B圖顯示在兩不同結構中，不同鋁組成的2DEG片電荷密度ns 對AlGaN厚度之圖。
第3圖係繪示在閘極下的臨界電壓為0伏特下，AlGaN層中的鋁含量對所需奈米尺寸AlGaN厚度之圖示。
第4A－4D圖顯示第4E圖元件的製造步驟。
第4E圖為III族氮化物型電晶體的示意圖。
第5A圖為III族氮化物型電晶體的示意圖。
第5B圖為第5A圖元件之閘極下的能帶圖。
第6A圖為III族氮化物型電晶體的示意圖。
第6B圖為第6A圖元件之進入區中，沿垂直點虛線的能帶圖。
第6C圖為第6A圖元件之進入區中，沿垂直點虛線的能帶圖。
第7A－7D圖顯示第5A圖元件的製造步驟。
第8A－8F圖顯示第5A圖元件的製造步驟。
第9A圖為III族氮化物型電晶體的示意圖。
第9B圖為第9A圖元件之閘極下的能帶圖。
第10A圖為III族氮化物型電晶體的示意圖。
第10B圖為第10A圖元件之進入區中，沿垂直點虛線的能帶圖。
第10C圖為第10A圖元件之進入區中，沿垂直點虛線的能帶圖。
第11A－11C圖為III族氮化物型電晶體的示意圖。
描述了實現增強模式(E－mode)GaN高電子遷移率電晶體之實施例。就各結構而言，敘述亦包含了各種製造方法。在描述結構期間，沿著元件的概略圖示，進行製作半導體能帶圖一般性地採用。在所有的元件概略圖中，於高電子遷移率電晶體元件中為電子通道或導電通道的2DEG，則以長虛線表示。於不同的圖示中，相同的元件符號代表圖中相同的部件。
70‧‧‧基板
71‧‧‧GaN層
72‧‧‧Alx GaN層
73‧‧‧Aly GaN層
76‧‧‧源極歐姆接觸
77‧‧‧汲極歐姆接觸

Claims (18)

  1. 一種增強模式之III族氮化物元件，其包含：一第一GaN層，於一基板上；一Alx GaN層，於該第一GaN層上，該Alx GaN層包含一閘極區(gate region)；一第二GaN層，於該Alx GaN層之一進入區(access region)中，其中該第二GaN層不在該Alx GaN層之該閘極區中，且該第二GaN層不含鋁；一Aly GaN層，於該第二GaN層上；以及一閘極(gate electrode)，以及一源極與一汲極，該閘極位於該閘極區的該表面上，其中該源極與該閘極區間的一區域，以及該汲極與該閘極區間的一區域為該進入區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之元件，更包含一場板，該場板連接至該閘極或該源極。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之元件，其中該Alx GaN層為5nm厚或更薄。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之元件，其中該Alx GaN層係以鐵(Fe)摻雜。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之元件，更包含一閘極絕緣 體，該閘極絕緣體位於該閘極與該Alx GaN層之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之元件，更包含一AlN間層。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之元件，更包含一保護層(passivation layer)，該保護層覆蓋一元件進入區中的一半導體表面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之元件，其中該保護層為SiN。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之元件，其中該閘極區之該表面具有少於約2nm的一表面平坦度。
  10. 一種增強模式之III族氮化物元件，其包含：一第一GaN層，於一基板上；一Alx GaN層，於該第一GaN層上；一第二GaN層，於該Alx GaN層之一進入區中，其中該第二GaN層不在該Alx GaN層之一閘極區中，且該第二GaN層不含鋁；一Aly GaN層，於該第二GaN層上；以及一閘極以及一源極與一汲極，該閘極位於該閘極區上，其中該源極與該閘極區間的一區域以及該汲極與該閘 極區間的一區域為該進入區，其中該Alx GaN層為一p型層，且該元件更包含一AlN層，該AlN層介於該第一GaN層與該Alx GaN層之間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之元件，更包含一場板，該場板連接至該閘極或該源極。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之元件，更包含一閘極絕緣體，該閘極絕緣體位於該閘極與該Alx GaN層之間。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之元件，更包含一保護層，該保護層覆蓋一元件進入區中的一半導體表面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之元件，其中該保護層為SiN。
  15. 一種形成如申請專利範圍第1項所述之元件的方法，其包含：形成該第一GaN層、該Alx GaN層、該第二GaN層以及該Aly GaN層於該基板上；形成該源極與該汲極；於該Aly GaN層中蝕刻一凹槽，並部份穿過該第二GaN層； 於該第二GaN層的一剩餘部份中蝕刻一凹槽，其中該凹槽露出該Alx GaN層；以及形成該閘極於該凹槽中。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中於一剩餘部份中蝕刻一凹槽的步驟包含改變一蝕刻化學作用。
  17. 一種形成如申請專利範圍第1項所述之元件的方法，其包含：形成該第一GaN層、該Alx GaN層、以及該第二GaN層於該基板上；於該第二GaN層中蝕刻一凹槽，其中該凹槽露出該Alx GaN層；形成一再生成遮罩於該露出的Alx GaN層上；形成該Aly GaN層於該第二GaN層的頂部上；形成該源極與該汲極；以及形成該閘極於該凹槽中。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，更包含在形成該閘極之前，移除該再生成遮罩。
TW097135172A 2007-09-14 2008-09-12 具有下凹閘極之iii族氮化物元件 TWI445093B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US97248107P 2007-09-14 2007-09-14
US12/102,340 US7795642B2 (en) 2007-09-14 2008-04-14 III-nitride devices with recessed gates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200924068A TW200924068A (en) 2009-06-01
TWI445093B true TWI445093B (zh) 2014-07-11

Family

ID=40452821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097135172A TWI445093B (zh) 2007-09-14 2008-09-12 具有下凹閘極之iii族氮化物元件

Country Status (3)

Country Link
US (2) US7795642B2 (zh)
TW (1) TWI445093B (zh)
WO (1) WO2009036181A2 (zh)

Families Citing this family (111)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7915643B2 (en) 2007-09-17 2011-03-29 Transphorm Inc. Enhancement mode gallium nitride power devices
US20090072269A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-19 Chang Soo Suh Gallium nitride diodes and integrated components
US7965126B2 (en) 2008-02-12 2011-06-21 Transphorm Inc. Bridge circuits and their components
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
JP5564815B2 (ja) * 2009-03-31 2014-08-06 サンケン電気株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
US8742459B2 (en) * 2009-05-14 2014-06-03 Transphorm Inc. High voltage III-nitride semiconductor devices
JP2010272728A (ja) * 2009-05-22 2010-12-02 Furukawa Electric Co Ltd:The ＧａＮ系半導体素子およびその製造方法
US9991360B2 (en) * 2009-06-26 2018-06-05 Cornell University Method for forming III-V semiconductor structures including aluminum-silicon nitride passivation
US8390000B2 (en) 2009-08-28 2013-03-05 Transphorm Inc. Semiconductor devices with field plates
US8138529B2 (en) 2009-11-02 2012-03-20 Transphorm Inc. Package configurations for low EMI circuits
US8541817B2 (en) * 2009-11-06 2013-09-24 Nitek, Inc. Multilayer barrier III-nitride transistor for high voltage electronics
JP5625336B2 (ja) * 2009-11-30 2014-11-19 サンケン電気株式会社 半導体装置
US8389977B2 (en) * 2009-12-10 2013-03-05 Transphorm Inc. Reverse side engineered III-nitride devices
KR101092467B1 (ko) * 2009-12-14 2011-12-13 경북대학교 산학협력단 인헨스먼트 노말리 오프 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법
KR101200274B1 (ko) 2009-12-24 2012-11-14 경북대학교 산학협력단 인헨스먼트 노멀리 오프 버티컬 질화물 반도체 소자 및 그 제조방법
US8816497B2 (en) 2010-01-08 2014-08-26 Transphorm Inc. Electronic devices and components for high efficiency power circuits
US8242510B2 (en) * 2010-01-28 2012-08-14 Intersil Americas Inc. Monolithic integration of gallium nitride and silicon devices and circuits, structure and method
WO2011100304A1 (en) 2010-02-09 2011-08-18 Massachusetts Institute Of Technology Dual-gate normally-off nitride transistors
JP2011171640A (ja) * 2010-02-22 2011-09-01 Sanken Electric Co Ltd 窒化物半導体装置及びその製造方法
US20110241020A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Triquint Semiconductor, Inc. High electron mobility transistor with recessed barrier layer
US8344421B2 (en) 2010-05-11 2013-01-01 Iqe Rf, Llc Group III-nitride enhancement mode field effect devices and fabrication methods
KR20120027987A (ko) * 2010-09-14 2012-03-22 삼성엘이디 주식회사 질화갈륨계 반도체소자 및 그 제조방법
KR101680767B1 (ko) * 2010-10-06 2016-11-30 삼성전자주식회사 불순물 주입을 이용한 고출력 고 전자 이동도 트랜지스터 제조방법
JP5728922B2 (ja) * 2010-12-10 2015-06-03 富士通株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
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
US8786327B2 (en) 2011-02-28 2014-07-22 Transphorm Inc. Electronic components with reactive filters
US8772842B2 (en) 2011-03-04 2014-07-08 Transphorm, Inc. Semiconductor diodes with low reverse bias currents
JP5179611B2 (ja) * 2011-03-04 2013-04-10 シャープ株式会社 ノーマリオフ型ヘテロ接合電界効果トランジスタ
US8716141B2 (en) 2011-03-04 2014-05-06 Transphorm Inc. Electrode configurations for semiconductor devices
JP5597581B2 (ja) * 2011-03-23 2014-10-01 株式会社東芝 窒化物半導体装置及びその製造方法
US8778747B2 (en) * 2011-05-25 2014-07-15 Triquint Semiconductor, Inc. Regrown Schottky structures for GAN HEMT devices
US8832511B2 (en) 2011-08-15 2014-09-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Built-in self-test for interposer
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
US8598937B2 (en) 2011-10-07 2013-12-03 Transphorm Inc. High power semiconductor electronic components with increased reliability
US9543391B2 (en) * 2011-10-19 2017-01-10 Samsung Electronics Co., Ltd. High electron mobility transistor having reduced threshold voltage variation and method of manufacturing the same
US8841703B2 (en) * 2011-10-31 2014-09-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. High electron mobility transistor and method of forming the same
US9209176B2 (en) 2011-12-07 2015-12-08 Transphorm Inc. Semiconductor modules and methods of forming the same
CN104011867B (zh) 2011-12-23 2016-12-07 英特尔公司 用于栅极凹进晶体管的iii-n材料结构
CN104025271B (zh) * 2011-12-27 2017-03-01 夏普株式会社 常断型异质结场效应晶体管
US9165766B2 (en) 2012-02-03 2015-10-20 Transphorm Inc. Buffer layer structures suited for III-nitride devices with foreign substrates
US8648643B2 (en) 2012-02-24 2014-02-11 Transphorm Inc. Semiconductor power modules and devices
JP6054620B2 (ja) 2012-03-29 2016-12-27 トランスフォーム・ジャパン株式会社 化合物半導体装置及びその製造方法
WO2013155108A1 (en) 2012-04-09 2013-10-17 Transphorm Inc. N-polar iii-nitride transistors
US9666705B2 (en) * 2012-05-14 2017-05-30 Infineon Technologies Austria Ag Contact structures for compound semiconductor devices
US20130320349A1 (en) * 2012-05-30 2013-12-05 Triquint Semiconductor, Inc. In-situ barrier oxidation techniques and configurations
US9184275B2 (en) 2012-06-27 2015-11-10 Transphorm Inc. Semiconductor devices with integrated hole collectors
US8975664B2 (en) 2012-06-27 2015-03-10 Triquint Semiconductor, Inc. Group III-nitride transistor using a regrown structure
US8803246B2 (en) 2012-07-16 2014-08-12 Transphorm Inc. Semiconductor electronic components with integrated current limiters
KR101946008B1 (ko) 2012-07-17 2019-02-08 삼성전자주식회사 고전자 이동도 트랜지스터 및 그 제조방법
WO2014050740A1 (ja) * 2012-09-28 2014-04-03 シャープ株式会社 スイッチング素子
KR101388721B1 (ko) * 2012-10-26 2014-04-25 삼성전기주식회사 반도체 소자
US8884334B2 (en) * 2012-11-09 2014-11-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Composite layer stacking for enhancement mode transistor
EP2741324B1 (en) * 2012-12-10 2018-10-31 IMEC vzw III nitride transistor with source connected heat-spreading plate and method of making the same
CN105164811B (zh) 2013-02-15 2018-08-31 创世舫电子有限公司 半导体器件的电极及其形成方法
US9087718B2 (en) 2013-03-13 2015-07-21 Transphorm Inc. Enhancement-mode III-nitride devices
US9245993B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Transphorm Inc. Carbon doping semiconductor devices
US9059076B2 (en) 2013-04-01 2015-06-16 Transphorm Inc. Gate drivers for circuits based on semiconductor devices
KR20140146849A (ko) * 2013-06-18 2014-12-29 서울반도체 주식회사 수직형 채널을 구비하는 질화물계 트랜지스터 및 이의 제조 방법
US9537425B2 (en) 2013-07-09 2017-01-03 Transphorm Inc. Multilevel inverters and their components
WO2015009514A1 (en) 2013-07-19 2015-01-22 Transphorm Inc. Iii-nitride transistor including a p-type depleting layer
JP2015046444A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US9660064B2 (en) * 2013-12-26 2017-05-23 Intel Corporation Low sheet resistance GaN channel on Si substrates using InAlN and AlGaN bi-layer capping stack
CN103745990B (zh) * 2014-01-22 2016-03-02 西安电子科技大学 耗尽型AlGaN/GaN MISHEMT高压器件及其制作方法
CN103745993B (zh) * 2014-01-22 2016-04-13 西安电子科技大学 基于超结的AlGaN/GaN MISHEMT高压器件及其制作方法
CN103762235B (zh) * 2014-01-22 2016-06-29 西安电子科技大学 基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件及其制作方法
CN103839996B (zh) * 2014-01-22 2016-08-17 西安电子科技大学 基于复合漏极的槽栅高压器件及其制作方法
CN103745992B (zh) * 2014-01-22 2016-05-25 西安电子科技大学 基于复合漏极的AlGaN/GaN MISHEMT高压器件及其制作方法
CN103779411B (zh) * 2014-01-22 2017-01-25 西安电子科技大学 基于超结槽栅的高压器件及其制作方法
CN103779412B (zh) * 2014-01-22 2016-08-17 西安电子科技大学 一种基于耗尽型高压器件及其制作方法
CN103745991B (zh) * 2014-01-22 2016-05-04 西安电子科技大学 基于超结的AlGaN/GaN高压器件及其制作方法
JP6341679B2 (ja) 2014-02-06 2018-06-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
CN110854185A (zh) 2014-05-30 2020-02-28 台达电子工业股份有限公司 半导体装置
US9543940B2 (en) 2014-07-03 2017-01-10 Transphorm Inc. Switching circuits having ferrite beads
US9590494B1 (en) 2014-07-17 2017-03-07 Transphorm Inc. Bridgeless power factor correction circuits
US9318593B2 (en) 2014-07-21 2016-04-19 Transphorm Inc. Forming enhancement mode III-nitride devices
GB201414885D0 (en) * 2014-08-21 2014-10-08 Univ Sheffield Optically controlled devices
JP6404697B2 (ja) * 2014-12-10 2018-10-10 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
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
US10200030B2 (en) 2015-03-13 2019-02-05 Transphorm Inc. Paralleling of switching devices for high power circuits
CN105355555A (zh) 2015-10-28 2016-02-24 中国科学院微电子研究所 一种GaN基增强型功率电子器件及其制备方法
JP6888013B2 (ja) 2016-01-15 2021-06-16 トランスフォーム テクノロジー，インコーポレーテッド ＡＬ（１−ｘ）Ｓｉ（ｘ）Ｏゲート絶縁体を有するエンハンスメントモードＩＩＩ族窒化物デバイス
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
US9741840B1 (en) * 2016-06-14 2017-08-22 Semiconductor Components Industries, Llc Electronic device including a multiple channel HEMT and an insulated gate electrode
WO2018004660A1 (en) * 2016-07-01 2018-01-04 Intel Corporation Gate stack design for gan e-mode transistor performance
US10741682B2 (en) * 2016-11-17 2020-08-11 Semiconductor Components Industries, Llc High-electron-mobility transistor (HEMT) semiconductor devices with reduced dynamic resistance
JP6685890B2 (ja) 2016-12-19 2020-04-22 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
US9960265B1 (en) * 2017-02-02 2018-05-01 Semiconductor Components Industries, Llc III-V semiconductor device and method therefor
US10319648B2 (en) 2017-04-17 2019-06-11 Transphorm Inc. Conditions for burn-in of high power semiconductors
US11538921B2 (en) * 2017-05-15 2022-12-27 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor device
GB2565805B (en) 2017-08-23 2020-05-13 X Fab Semiconductor Foundries Gmbh Noff III-nitride high electron mobility transistor
CN107887433B (zh) * 2017-09-21 2021-01-26 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管及其制备方法
DE112017007894T5 (de) * 2017-09-29 2020-05-14 Intel Corporation Gruppe-iii-nitrid-siliziumgesteuerter gleichrichter
US10630285B1 (en) 2017-11-21 2020-04-21 Transphorm Technology, Inc. Switching circuits having drain connected ferrite beads
TWI661554B (zh) * 2017-12-28 2019-06-01 新唐科技股份有限公司 增強型高電子遷移率電晶體元件及其形成方法
US10797152B2 (en) 2018-06-04 2020-10-06 Semiconductor Components Industries, Llc Process of forming an electronic device including an access region
US10756207B2 (en) 2018-10-12 2020-08-25 Transphorm Technology, Inc. Lateral III-nitride devices including a vertical gate module
WO2020191357A1 (en) 2019-03-21 2020-09-24 Transphorm Technology, Inc. Integrated design for iii-nitride devices
US11101378B2 (en) 2019-04-09 2021-08-24 Raytheon Company Semiconductor structure having both enhancement mode group III-N high electron mobility transistors and depletion mode group III-N high electron mobility transistors
CN112928161B (zh) * 2019-12-06 2024-01-02 联华电子股份有限公司 高电子迁移率晶体管及其制作方法
US11545566B2 (en) 2019-12-26 2023-01-03 Raytheon Company Gallium nitride high electron mobility transistors (HEMTs) having reduced current collapse and power added efficiency enhancement
US11362190B2 (en) 2020-05-22 2022-06-14 Raytheon Company Depletion mode high electron mobility field effect transistor (HEMT) semiconductor device having beryllium doped Schottky contact layers
US11749656B2 (en) 2020-06-16 2023-09-05 Transphorm Technology, Inc. Module configurations for integrated III-Nitride devices
CN116325158A (zh) 2020-08-05 2023-06-23 创世舫科技有限公司 包含耗尽层的iii族氮化物器件
JP2022037706A (ja) * 2020-08-25 2022-03-09 富士通株式会社 半導体装置及びその製造方法
KR102574502B1 (ko) * 2021-01-13 2023-09-06 한국전자통신연구원 전력 반도체 소자의 제조 방법
US11581448B2 (en) 2021-04-01 2023-02-14 Raytheon Company Photoconductive semiconductor switch laterally fabricated alongside GaN on Si field effect transistors

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW466768B (en) * 2000-12-30 2001-12-01 Nat Science Council An In0.34Al0.66As0.85Sb0.15/InP HFET utilizing InP channels
US6830976B2 (en) * 2001-03-02 2004-12-14 Amberwave Systems Corproation Relaxed silicon germanium platform for high speed CMOS electronics and high speed analog circuits
US7112860B2 (en) * 2003-03-03 2006-09-26 Cree, Inc. Integrated nitride-based acoustic wave devices and methods of fabricating integrated nitride-based acoustic wave devices
US7465997B2 (en) * 2004-02-12 2008-12-16 International Rectifier Corporation III-nitride bidirectional switch
US7709859B2 (en) * 2004-11-23 2010-05-04 Cree, Inc. Cap layers including aluminum nitride for nitride-based transistors
US7834380B2 (en) * 2004-12-09 2010-11-16 Panasonic Corporation Field effect transistor and method for fabricating the same
US7429534B2 (en) * 2005-02-22 2008-09-30 Sensor Electronic Technology, Inc. Etching a nitride-based heterostructure
US20070018199A1 (en) * 2005-07-20 2007-01-25 Cree, Inc. Nitride-based transistors and fabrication methods with an etch stop layer
TW200723624A (en) * 2005-12-05 2007-06-16 Univ Nat Chiao Tung Process of producing group III nitride based reflectors
US7566918B2 (en) * 2006-02-23 2009-07-28 Cree, Inc. Nitride based transistors for millimeter wave operation
US8502323B2 (en) * 2007-08-03 2013-08-06 The Hong Kong University Of Science And Technology Reliable normally-off III-nitride active device structures, and related methods and systems
US7875907B2 (en) * 2007-09-12 2011-01-25 Transphorm Inc. III-nitride bidirectional switches

Also Published As

Publication number Publication date
US7795642B2 (en) 2010-09-14
US7939391B2 (en) 2011-05-10
WO2009036181A2 (en) 2009-03-19
WO2009036181A3 (en) 2009-05-07
US20090072240A1 (en) 2009-03-19
US20100255646A1 (en) 2010-10-07
TW200924068A (en) 2009-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI445093B (zh) 具有下凹閘極之iii族氮化物元件
US20200343375A1 (en) Lateral iii-nitride devices including a vertical gate module
US9984884B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device with a multi-layered gate dielectric
CN105390539B (zh) 半导体器件
EP2763179B1 (en) High Electron Mobility Transistor (HEMT)
TWI509794B (zh) 加強模態iii-n高電子遷移率電晶體
US9343560B2 (en) Gallium nitride power devices
JP5051980B2 (ja) 半導体装置
JP4077731B2 (ja) 化合物半導体装置およびその製造方法
CN107452791B (zh) 双沟道hemt器件及其制造方法
US7465968B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2023537713A (ja) 空乏層を有するｉｉｉ族窒化物デバイス
EP2713402A2 (en) Normally-off high electron mobility transistor
WO2013096062A1 (en) Method and system for a gallium nitride vertical jfet with self-aligned source and gate
TW201931599A (zh) 增強型高電子遷移率電晶體元件
KR102067596B1 (ko) 질화물 반도체 소자 및 그 제조 방법
CN116666436B (zh) 一种鳍式场效应晶体管及其制备方法
US12002879B2 (en) High electron mobility transistor and method of manufacturing the same