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JP2011082332A - Structure of high electron mobility transistor, device including structure of the same, and method of manufacturing the same - Google Patents

Structure of high electron mobility transistor, device including structure of the same, and method of manufacturing the same Download PDF

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JP2011082332A
JP2011082332A JP2009233242A JP2009233242A JP2011082332A JP 2011082332 A JP2011082332 A JP 2011082332A JP 2009233242 A JP2009233242 A JP 2009233242A JP 2009233242 A JP2009233242 A JP 2009233242A JP 2011082332 A JP2011082332 A JP 2011082332A
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phemt
gate dielectric
same
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Yi Chang
翼 張
雲驥 ▲呉▼
Yunchi Wu
Yueh-Chin Lin
岳欽 林
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Abstract

【課題】MMICのSPDTスイッチなど、半導体デバイスとして用いるのに適したMOS−PHEMTの構造及びその製造方法を開示する。
【解決手段】MOS−PHEMT構造は、Al、HfO、La及びZrOからなる群から選ばれる材料からなるゲート誘電体層107を有することを特徴とし、これにより、このMOS−PHEMTの構造を含む、高周波スイッチデバイスなどの半導体構造が、直流電流の損失及び挿入損失の低下を防ぎ、隔絶性を向上させることができる。
【選択図】図1E
Disclosed is a MOS-PHEMT structure suitable for use as a semiconductor device, such as an MMIC SPDT switch, and a method for manufacturing the same.
The MOS-PHEMT structure is characterized by having a gate dielectric layer 107 made of a material selected from the group consisting of Al 2 O 3 , HfO 2 , La 2 O 3 and ZrO 2. A semiconductor structure such as a high-frequency switch device including a MOS-PHEMT structure can prevent loss of direct current and insertion loss, and can improve isolation.
[Selection] Figure 1E

Description

本発明は、スイッチ、MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)の増幅器など、半導体デバイスとして用いるのに適したIII−V族化合物半導体ウエハ上に製造する構造に関する。   The present invention relates to a structure manufactured on a group III-V compound semiconductor wafer suitable for use as a semiconductor device, such as a switch or an amplifier of a MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit).

従来の化合物半導体デバイス(例えば、高電子移動度トランジスタ(High Electron Mobility Transistor:HEMT))は、一般にショットキーゲートを用いて電流変調を行うが、大きいゲートリーク電流が欠点であった。そのため、従来技術の問題を解決する改良されたHEMT構造及びその製造方法が求められていた。   Conventional compound semiconductor devices (for example, a high electron mobility transistor (HEMT)) generally perform current modulation using a Schottky gate, but have a drawback of large gate leakage current. Therefore, there is a need for an improved HEMT structure and method for manufacturing the same that solves the problems of the prior art.

そのため、上述の欠点に鑑み、本発明の目的は、ゲートリーク電流、直流電流の損失及び挿入損失が少ない上、隔絶性(isolation)が良好な、マイクロ波及びレーダの分野に応用できる半導体デバイスを製造する改良された構造を開示することにある。   Therefore, in view of the above-mentioned drawbacks, the object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be applied to the field of microwaves and radars with low gate leakage current, direct current loss and insertion loss, and good isolation. It is to disclose an improved structure to manufacture.

本発明は、III−V族化合物半導体ウエハ(半導体デバイスに用いる)上に製造する構造と、その構造を含んだ半導体デバイス及びその製造方法を開示する。   The present invention discloses a structure manufactured on a group III-V compound semiconductor wafer (used for a semiconductor device), a semiconductor device including the structure, and a manufacturing method thereof.

本発明の第1の態様では、GaAs MOS−PHEMT構造を提供する。この構造は、基板と、III−V族化合物半導体と、ALD法によりIII−V族化合物半導体を覆ったゲート誘電体と、III−V族化合物半導体と結合されたオーミックコンタクトと、ゲート誘電体上に設けられたゲート電極と、を含む。一実施例において、ゲート誘電体は厚さ約8nm〜20nmの薄膜Alである。 In a first aspect of the invention, a GaAs MOS-PHEMT structure is provided. The structure includes a substrate, a III-V compound semiconductor, a gate dielectric covering the III-V compound semiconductor by ALD, an ohmic contact bonded to the III-V compound semiconductor, and a gate dielectric. And a gate electrode. In one embodiment, the gate dielectric is a thin film Al 2 O 3 with a thickness of about 8 nm to 20 nm.

本発明の第2の態様では、上述の構造の製造方法を提供する。この方法は、基板上にIII−V族化合物半導体を形成するステップと、ALD法によりIII−V族化合物半導体上にゲート誘電体を形成するステップと、電子銃を利用し、III−V族化合物半導体に結合されたオーミックコンタクトを形成するステップと、ゲート誘電体上に1層の金属を形成してゲート電極を形成するステップと、を含む。   In a second aspect of the present invention, a method for manufacturing the above structure is provided. The method uses a step of forming a group III-V compound semiconductor on a substrate, a step of forming a gate dielectric on the group III-V compound semiconductor by an ALD method, and a group III-V compound using an electron gun. Forming an ohmic contact coupled to the semiconductor, and forming a gate electrode by forming a layer of metal on the gate dielectric.

本発明の第3の態様では、GaAs MOS−PHEMTを含むGaAs MOS−PHEMT SPDTは、上述の方法により製造されたGaAs MOS−PHEMT構造を含む。このMOS−PHEMT SPDTスイッチは、従来のPHEMTスイッチと比べ、ゲートリーク電流、直流電流の損失及び挿入損失が少ない上、隔絶性が良好であることを特徴とする。   In a third aspect of the present invention, a GaAs MOS-PHEMT SPDT including a GaAs MOS-PHEMT includes a GaAs MOS-PHEMT structure fabricated by the method described above. This MOS-PHEMPT SPDT switch is characterized in that it has less gate leakage current, direct current loss and insertion loss, and better isolation than the conventional PHEMT switch.

本発明のこれら及びその他の特徴、態様、そして利点は、以下の記載と添付の特許請求の範囲を参照してより理解される。   These and other features, aspects and advantages of the present invention will be better understood with reference to the following description and appended claims.

添付の図面は発明の更なる理解をもたらすためにあり、そして明細書の一部に組み込まれ、構成する。図面は本発明の実施態様を例証するものであり、本明細書と共に、本発明の原理を説明するのに資する。
図面において、
本発明の一実施例によるGaAs MOS−PHEMT構造を製造するときの状態を示す断面図である。 本発明の一実施例によるGaAs MOS−PHEMT構造を製造するときの状態を示す断面図である。 本発明の一実施例によるGaAs MOS−PHEMT構造を製造するときの状態を示す断面図である。 本発明の一実施例によるGaAs MOS−PHEMT構造を製造するときの状態を示す断面図である。 本発明の一実施例によるGaAs MOS−PHEMT構造を製造するときの状態を示す断面図である。 (a)従来のPHEMTデバイス及び(b)本発明の一実施例で製造したMOS−PHEMTデバイスのゲートリーク電流と電圧との関係を示すグラフである。 (a)従来のPHEMTデバイス及び(b)本発明の一実施例で製造したMOS−PHEMTデバイスの制御電流と制御電圧との関係を示すグラフである。 (a)従来のPHEMTデバイス及び(b)本発明の一実施例で製造したMOS−PHEMTデバイスの挿入損失と周波数との関係を示すグラフである。
The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention, and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
In the drawing
It is sectional drawing which shows a state when manufacturing the GaAs MOS-PHEMT structure by one Example of this invention. It is sectional drawing which shows a state when manufacturing the GaAs MOS-PHEMT structure by one Example of this invention. It is sectional drawing which shows a state when manufacturing the GaAs MOS-PHEMT structure by one Example of this invention. It is sectional drawing which shows a state when manufacturing the GaAs MOS-PHEMT structure by one Example of this invention. It is sectional drawing which shows a state when manufacturing the GaAs MOS-PHEMT structure by one Example of this invention. It is a graph which shows the relationship between the gate leakage current of a (a) conventional PHEMT device, and (b) the MOS-PHEMT device manufactured by one Example of this invention, and a voltage. It is a graph which shows the relationship between the control current of a conventional PHEMT device and (b) the MOS-PHEMT device manufactured by one Example of this invention, and a control voltage. It is a graph which shows the relationship between the insertion loss and frequency of the (a) conventional PHEMT device and the (b) MOS-PHEMT device manufactured by one Example of this invention.

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて具体的に説明する。図面及び説明で用いられる共通要素には、可能な限り同じ参照符号が用いられている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Wherever possible, the same reference numbers will be used throughout the drawings and the description to describe the common elements.

本発明は、半導体デバイス(例えば、MOS−PHEMT SPDTスイッチ)に適用するIII−V族化合物半導体ウエハ上に製造するMOS−PHEMT構造及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a MOS-PHEMT structure manufactured on a III-V compound semiconductor wafer applied to a semiconductor device (for example, a MOS-PHEMT SPDT switch) and a manufacturing method thereof.

本発明の好適な実施例において、III−V族化合物半導体ウエハ上に製造するGaAs MOS−PHEMT(Metal Oxide Semiconductor Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)構造は、ALD(Atomic Layer Deposition)法により堆積されたAlゲート誘電体層を有することを特徴とする。この高誘電率(high−k)Alは、低いゲートリーク電流及び熱安定性を提供することができるため、製造した半導体デバイス(例えば、MOS−PHEMT SPDTスイッチ)の直流電流の損失を減らすことができる上、挿入損失を減らして高周波スイッチデバイスの隔絶効果を高めることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, a GaAs MOS-PHEMT (Metal Oxide Semiconductor High Electron Mobility Transistor) structure fabricated on a III-V compound semiconductor wafer is formed by an ALD (Atomic Layer 2 ) method. It has an O 3 gate dielectric layer. This high dielectric constant (high-k) Al 2 O 3 can provide low gate leakage current and thermal stability, thus reducing the direct current loss of the manufactured semiconductor device (eg, MOS-PHEMT SPDT switch). In addition to reducing the insertion loss, the isolation effect of the high-frequency switch device can be increased.

本実施例のMOS−PHEMTデバイス10は、III−V族化合物半導体ウエハ上に製造する。このデバイスは、従来のリソグラフィ及びリフトオフ法(メサエッチング、リセスエッチング、誘電体堆積、オーミック形成及びゲート形成を含む。)を用いて製造される。表1は、III−V族化合物半導体ウエハ上のGaAs MOS−PHEMT構造の特定実施例の詳細である。表1の各欄は、特定実施例の各層の機能、公称厚さ(Å)及びモル分率を示す。   The MOS-PHEMT device 10 of this example is manufactured on a III-V group compound semiconductor wafer. The device is manufactured using conventional lithography and lift-off methods (including mesa etching, recess etching, dielectric deposition, ohmic formation and gate formation). Table 1 details the specific examples of GaAs MOS-PHEMT structures on III-V compound semiconductor wafers. Each column in Table 1 shows the function, nominal thickness (Å), and mole fraction of each layer in the specific example.

図1Aは、一部しか完成していないGaAs MOS−PHEMT構造を示す断面図である。本実施例では、基板100上に様々なエピタキシャル層が順次成長される。基板100は、III−V族材料(例えば、GaAs、InPなど)からなってもよく、好ましくは、GaAs又はGaAs系材料からなる。エピタキシャル層は、よく知られた技術(例えば、有機金属化学気相成長法(MOCVD)又は分子線エピタキシ(MBE))を利用して基板100上に成長させてもよい。本発明の一態様において、まず、基板100上にバッファ層101を形成する。図1Aの実施例において、特定のバッファ層101とは、アンドープのGaAs層である。続いて、バッファ層101上に、厚さ13nmのアンドープのInGaAs層102と、デルタドーピングを含む厚さ40nmのアンドープのAlGaAs層103とを含むエピタキシャル層を順次形成する。デルタドーピング106は、点線で示す。図1Aの特定実施例において、アンドープのInGaAs層102は、アンドープのIn0.2Ga0.8As層であり、アンドープのAlGaAs層103は、デルタドーピングを含むアンドープのAl0.25Ga0.75As層である。続いて、図1Aの特定実施例において、約1.5nmのAlAs層104を含む他の層を成長させてから、約60nmのn型GaAs層105を成長させてもよい。 FIG. 1A is a cross-sectional view showing a partially completed GaAs MOS-PHEMT structure. In this embodiment, various epitaxial layers are sequentially grown on the substrate 100. The substrate 100 may be made of a III-V group material (for example, GaAs, InP, etc.), and is preferably made of GaAs or a GaAs-based material. The epitaxial layer may be grown on the substrate 100 using well-known techniques (eg, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE)). In one embodiment of the present invention, first, the buffer layer 101 is formed over the substrate 100. In the embodiment of FIG. 1A, the specific buffer layer 101 is an undoped GaAs layer. Subsequently, an epitaxial layer including an undoped InGaAs layer 102 having a thickness of 13 nm and an undoped AlGaAs layer 103 having a thickness of 40 nm including delta doping is sequentially formed on the buffer layer 101. The delta doping 106 is indicated by a dotted line. In the particular embodiment of FIG. 1A, the undoped InGaAs layer 102 is an undoped In 0.2 Ga 0.8 As layer, and the undoped AlGaAs layer 103 is an undoped Al 0.25 Ga 0. 75 As layer. Subsequently, in the particular embodiment of FIG. 1A, other layers, including the AlAs layer 104 of about 1.5 nm may be grown before the n-type GaAs layer 105 of about 60 nm is grown.

続いて、図1Aの構造をエッチングし、図1Bの凹部又は溝部を形成する。エッチングステップは、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチングなど、よく知られた標準的な技術で行ってもよい。続いて、ALD法を利用し、図1Bの構造上にゲート誘電体層107を堆積する。ゲート誘電体は、Al、HfO、La、ZrO、Ga、Y、TiO、Ta、HfAlO、TiAlO及びLaAlOからなる群から選ばれる材料からなる。ゲート誘電体は、好適には、Al、HfO、La及びZrOからなる群から選ばれる材料からなる。図1Cに示す構造において、ALD法を利用し、約300℃で約8nm〜20nmのAlを堆積させる。好適には、トリメチルアルミニウム(TMA)及び水蒸気を含む原料ガスにより、厚さ16nmのAlが堆積される。例えば、TMA、N、HO及びNのガスサイクルの時間は、それぞれ1秒間、10秒間、1秒間及び10秒間であり、酸化アルミニウムの付着率は、1サイクルあたり約1.3Åである。本実施例において行うALD法は、台湾のインスツルメント・テクノロジー・リサーチ・センター(Instrument Technology Research Center:ITRC)社が提供しているが、他の製造メーカが提供するツールを利用してもよい。ALD法によりAl層を堆積する方法は、例えば、スパッタリング、化学気相成長法、純アルミニウム膜の酸化などの従来の方法よりも品質が優れている。ALD法とは、気相反応物を順次使用する極薄の薄膜堆積技術である。成長面を反応ガスに繰り返して曝すと、サイクル毎に成長する膜材料の量を一定に維持することができるため、膜厚を原子スケールで調整することができる。本実施例において、Alゲート誘電膜は、厚さ約16nmの膜層では、リーク電流密度が約10−8A/cmと非常に低い。 Subsequently, the structure of FIG. 1A is etched to form the recesses or grooves of FIG. 1B. The etching step may be performed by a well-known standard technique such as wet etching or dry etching. Subsequently, a gate dielectric layer 107 is deposited on the structure of FIG. 1B using ALD. The gate dielectric is selected from the group consisting of Al 2 O 3 , HfO 2 , La 2 O 3 , ZrO 2 , Ga 2 O 3 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , HfAlO, TiAlO and LaAlO. Made of material. The gate dielectric is preferably made of a material selected from the group consisting of Al 2 O 3 , HfO 2 , La 2 O 3 and ZrO 2 . In the structure shown in FIG. 1C, Al 2 O 3 of about 8 nm to 20 nm is deposited at about 300 ° C. using the ALD method. Preferably, Al 2 O 3 having a thickness of 16 nm is deposited by a source gas containing trimethylaluminum (TMA) and water vapor. For example, the gas cycle times of TMA, N 2 , H 2 O and N 2 are 1 second, 10 seconds, 1 second and 10 seconds, respectively, and the deposition rate of aluminum oxide is about 1.3 mm per cycle. is there. The ALD method performed in the present embodiment is provided by Instrument Technology Research Center (ITRC) in Taiwan, but tools provided by other manufacturers may be used. . The method of depositing the Al 2 O 3 layer by the ALD method is superior in quality to conventional methods such as sputtering, chemical vapor deposition, and oxidation of a pure aluminum film. The ALD method is an ultra-thin thin film deposition technique that sequentially uses gas phase reactants. When the growth surface is repeatedly exposed to the reaction gas, the amount of the film material grown for each cycle can be maintained constant, and thus the film thickness can be adjusted on an atomic scale. In this example, the Al 2 O 3 gate dielectric film has a very low leakage current density of about 10 −8 A / cm 2 in a film layer having a thickness of about 16 nm.

続いて、本実施例において、III−V族化合物半導体構造中に画定した活性領域109の互いに対向して近接した化合物基板(例えば、基板100及びその上のエピタキシャル層)に結合するようにオーミックコンタクト108を形成する(図1Dに示す)。オーミックコンタクトは、電子銃(electron gun)により、Ni、Ge、Cu、Pd、Au及びこれらの組み合わせからなる群から選択される金属を堆積して形成される。本実施例では、Ge−Auを用いてオーミックコンタクトを形成する。さらに、電子銃(electron gun)を利用し、ゲート誘電体層107上に、ゲート金属電極110を形成し、上述のゲートメタルコンタクトの形成で使用された材料と同じように、Ti、Pt、Cu、Al、TaN、Au及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を堆積して形成される。本実施例において、ゲート電極110は、Ti−Auからなる。   Subsequently, in this embodiment, the active region 109 defined in the III-V group compound semiconductor structure is bonded to a compound substrate (for example, the substrate 100 and an epitaxial layer thereon) adjacent to each other in close proximity to each other. 108 is formed (shown in FIG. 1D). The ohmic contact is formed by depositing a metal selected from the group consisting of Ni, Ge, Cu, Pd, Au, and combinations thereof by an electron gun. In this embodiment, an ohmic contact is formed using Ge—Au. Further, using an electron gun, a gate metal electrode 110 is formed on the gate dielectric layer 107, and Ti, Pt, Cu are formed in the same manner as the materials used in forming the gate metal contact described above. , Al, TaN, Au and a material selected from the group consisting of combinations thereof are deposited. In this embodiment, the gate electrode 110 is made of Ti—Au.

ここで開示する本実施例は、全てのIII−V族半導体ウエハに応用することができる。本発明の実施例の方法により形成した化合物半導体構造を用い、SPDTスイッチを含む様々なMMICを製作してもよい。上述の方法により製造したHEMTは、PHEMT(Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)、MOS−PHEMT(Metal−Oxide−Semiconductor Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)、MESFET(Metal−Semiconductor Field Effect Transistor)及びMHEMT(Metamorphic High Electron Mobility Transistor)を含むがこれらだけに限定されるわけではない。   This embodiment disclosed here can be applied to all III-V semiconductor wafers. Various MMICs including SPDT switches may be fabricated using compound semiconductor structures formed by the methods of the embodiments of the present invention. HEMT produced by the method described above, PHEMT (Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor), MOS-PHEMT (Metal-Oxide-Semiconductor Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor), MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor) and MHEMT (Metamorphic High Electron Mobility Transistor), but is not limited to these.

好適な実施例において、上述の方法により、ゲート長さが約0.5μmであるMOS−PHEMT構造を製造する。本実施例において、MOS−PHEMT構造の特徴は、厚さが約16nmのAlゲート誘電体にある。リーク電流、制御電流及び周波数(Radio−Frequency)特性を測定し(測定結果は図2に示す)、製造したスイッチの評価を行う。 In a preferred embodiment, a MOS-PHEMT structure with a gate length of about 0.5 μm is fabricated by the method described above. In this embodiment, the MOS-PHEMT structure is characterized by an Al 2 O 3 gate dielectric having a thickness of about 16 nm. Leak current, control current, and frequency (Radio-Frequency) characteristics are measured (measurement results are shown in FIG. 2), and the manufactured switch is evaluated.

図2に示すように、本発明のMOS−PHEMTを含むスイッチは、従来のPHEMT構造からなるスイッチと比べ、様々な電圧下で(図2に示す)ゲートバイアスの許容度が大きく、VGD=−25Vのときにリーク電流はほとんどないが、従来のPHEMT構造を有するスイッチのリーク電流は、約−0.5mA/mmと高い。 As shown in FIG. 2, the switch including the MOS-PHEMT of the present invention has a large gate bias tolerance (shown in FIG. 2) under various voltages as compared to a switch having a conventional PHEMT structure, and V GD = Although there is almost no leakage current at −25 V, the leakage current of the switch having the conventional PHEMT structure is as high as about −0.5 mA / mm.

図3は、SPDTスイッチの制御電流と制御電圧との関係を示すグラフである。本発明のMOS−PHEMT構造を含むSPDTスイッチは、従来のPHEMT構造からなるスイッチと比べ、1.5V〜5.0Vの測定範囲全体で制御電流が小さい。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the control current and control voltage of the SPDT switch. The SPDT switch including the MOS-PHEMT structure of the present invention has a small control current over the entire measurement range of 1.5V to 5.0V, compared to a switch having a conventional PHEMT structure.

図4は、SPDTスイッチの挿入損失及び隔絶効果を示すグラフである。本発明のMOS−PHEMT構造を含むスイッチは、2.5GHz(制御電圧=+3/0V)下での挿入損失は0.3dBであり、隔絶効果は33.4dBである。また、本発明のMOS−PHEMT構造を用いた場合、周波数特性の結果から、スイッチの隔絶効果を向上させ、挿入損失を低減させることができることが分かる。つまり、本発明のMOS−PHEMT構造を使用し、他のMMICを製造してもよい。   FIG. 4 is a graph showing insertion loss and isolation effect of the SPDT switch. The switch including the MOS-PHEMT structure of the present invention has an insertion loss of 0.3 dB and a isolation effect of 33.4 dB under 2.5 GHz (control voltage = + 3/0 V). In addition, when the MOS-PHEMT structure of the present invention is used, it can be seen from the result of frequency characteristics that the switch isolation effect can be improved and the insertion loss can be reduced. That is, another MMIC may be manufactured by using the MOS-PHEMT structure of the present invention.

Figure 2011082332
Figure 2011082332

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。   While the preferred embodiments of the present invention have been disclosed above, as may be appreciated by those skilled in the art, they are not intended to limit the invention in any way. Various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the scope of the claims of the present invention should be construed broadly including such changes and modifications.

10 MOS−PHEMTデバイス
100 基板
101 バッファ層
102 アンドープのInGaAs層
103 アンドープのAlGaAs層
104 AlAs層
105 n型GaAs層
106 デルタドーピング
107 ゲート誘電体層
108 オーミックコンタクト
109 活性領域
110 ゲート金属電極
10 MOS-PHEMT device 100 substrate 101 buffer layer 102 undoped InGaAs layer 103 undoped AlGaAs layer 104 AlAs layer 105 n-type GaAs layer 106 delta doping 107 gate dielectric layer 108 ohmic contact 109 active region 110 gate metal electrode

Claims (10)

基板と、
III−V族化合物半導体と、
ALD法により前記III−V族化合物半導体を覆い、Al、HfO、La及びZrOからなる群から選択される材料からなるゲート誘電体と、
前記III−V族化合物半導体と結合されたオーミックコンタクトと、
前記ゲート誘電体上に設けられたゲート電極と、を備えることを特徴とする、MOS−PHEMTの構造。
A substrate,
A group III-V compound semiconductor;
A gate dielectric covering the III-V compound semiconductor by ALD and made of a material selected from the group consisting of Al 2 O 3 , HfO 2 , La 2 O 3 and ZrO 2 ;
An ohmic contact bonded to the group III-V compound semiconductor;
A MOS-PHEMT structure comprising: a gate electrode provided on the gate dielectric.
前記ゲート誘電体はAlであることを特徴とする、請求項1に記載のMOS−PHEMTの構造。 Wherein the gate dielectric and Al 2 O 3, the structure of the MOS-PHEMT of claim 1. 前記ゲート誘電体の厚さは約8nm〜20nmであることを特徴とする、請求項1に記載のMOS−PHEMTの構造。   The MOS-PHEMT structure of claim 1, wherein the gate dielectric has a thickness of about 8 nm to 20 nm. 前記ゲート誘電体の厚さは約16nmであることを特徴とする、請求項3に記載のMOS−PHEMTの構造。   4. The MOS-PHEMT structure of claim 3, wherein the gate dielectric is about 16 nm thick. 前記オーミックコンタクトは、Ni、Ge、Cu、Pd、Au及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料からなり、前記ゲート電極は、Ti、Pt、Cu、Al、TaN、Au及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料からなることを特徴とする、請求項1に記載のMOS−PHEMTの構造。   The ohmic contact is made of a material selected from the group consisting of Ni, Ge, Cu, Pd, Au and combinations thereof, and the gate electrode is made of Ti, Pt, Cu, Al, TaN, Au and combinations thereof. The MOS-PHEMT structure according to claim 1, wherein the structure is made of a material selected from the group consisting of: 前記基板はGaAsであることを特徴とする、請求項1に記載のMOS−PHEMTの構造。   2. The MOS-PHEMT structure according to claim 1, wherein the substrate is GaAs. 前記III−V族化合物半導体は、InGaAs及びAlGaAsを含むことを特徴とする、請求項1に記載のMOS−PHEMTの構造。   2. The MOS-PHEMT structure according to claim 1, wherein the III-V compound semiconductor includes InGaAs and AlGaAs. 前記InGaAsはアンドープのIn0.2Ga0.8Asであり、前記AlGaAsはデルタドーピングを含むAl0.25Ga0.75Asであることを特徴とする、請求項7に記載のMOS−PHEMTの構造。 The MOS-PHEMT according to claim 7, wherein the InGaAs is undoped In 0.2 Ga 0.8 As, and the AlGaAs is Al 0.25 Ga 0.75 As including delta doping. Structure. MMICのSPDTスイッチのトランジスタとして用いることを特徴とする、請求項1に記載のMOS−PHEMTの構造。   The MOS-PHEMT structure according to claim 1, wherein the MOS-PHEMT structure is used as a transistor of an MMIC SPDT switch. 厚さが約16nmのゲート誘電体Alの構造と、ゲート長さが約0.5μmであるスイッチと、を備えることを特徴とする、請求項1に記載の構造を含むGaAs MOS−PHEMTスイッチ。 A GaAs MOS-comprising structure according to claim 1, characterized in that it comprises a structure of a gate dielectric Al 2 O 3 with a thickness of about 16 nm and a switch with a gate length of about 0.5 μm. PHEMT switch.
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