Nova Patents
JP2010141351A

Micro-electronics element structure

Abstract

Problem to be solved.To provide a microelectronic device structure capable of forming a GaN-based switching device having a high yield voltage. The microelectronic device structure of the present invention is (a) about 1 × 10.16/cm3A first GaN layer having the following dopant concentration, (b) a second conductive GaN layer overlaid on the first GaN layer, and (c) overlaid on the second conductive GaN layer and Approximately 1 x 1016/cm3A third GaN layer with a thickness of at least about 2.5 μm at the following dopant concentrations and (d) at least one metal contact that forms a metal-to-semiconductor bond with the GaN layer above the third GaN layer. And. [Selection diagram] Fig. 1

JP2010141351A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 20

Term

Projected expiry 19 February 2030.

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31 claims: 26 independent, 5 dependent

  1. 1
    ( a ) 約 1×10 16 /cm 3 以下のドーパント濃度を持つ第1のGaN層と、 ( b ) 上記第1のGaN層上に重なる第2の伝導性GaN層と、 ( c ) 上記第2の伝導性GaN層上に重なり、かつ約1×10 16 /cm 3 以下のドーパント濃度で少なくとも約2.5μmの厚さを持つ第3のGaN層と、 ( d ) 上記第3のGaN層の上方の、そのGaN層と金属対半導体接合を形成する少なくとも一つの金属コンタクトとを備えたマイクロエレクトロニクス素子構造。
  2. 2
    請求項1のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 さらに、基板を備え、 上記第1のGaN層は上記基板に重なっているマイクロエレクトロニクス素子構造。
  3. 3
    請求項2のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記基板は異種基板を含み、 さらに、上記第1のGaN層と上記異種基板との間に配置された核形成バッファ層を備えるマイクロエレクトロニクス素子構造。
  4. 4
    請求項 3 のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記異種基板は、サファイア、SiおよびSiCからなる群から選択された材料を備えるマイクロエレクトロニクス素子構造。
  5. 5
    請求項 3 のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記異種基板はサファイアを備えるマイクロエレクトロニクス素子構造。
  6. 6
    請求項 1から5までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第3のGaN層は厚さで10μmを下回るマイクロエレクトロニクス素子構造。
  7. 7
    請求項 1から5までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第3のGaN層は厚さで20μmを下回るマイクロエレクトロニクス素子構造。
  8. 8
    請求項 1から5までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第3のGaN層は厚さで50μmを下回るマイクロエレクトロニクス素子構造。
  9. 9
    請求項 1から8までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第2の伝導性GaN層は緊張減少用ドーパントでドープされているマイクロエレクトロニクス素子構造。
  10. 10
    請求項 1から8までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第2の伝導性GaN層はゲルマニウムでドープされているマイクロエレクトロニクス素子構造。
  11. 11
    請求項 1から10までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第1のGaN層は約0.6μmの厚さを持ち、 上記第2の伝導性GaN層は約2.0μmの厚さで約1.5×10 19 /cm 3 のドーパント濃度を持つマイクロエレクトロニクス素子構造。
  12. 12
    請求項 1から10までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第1のGaN層は約0.6μmの厚さを持ち、また、 上記第2の伝導性GaN層は約0.5μmの厚さで約1.5×10 19 /cm 3 のドーパント濃度を持つマイクロエレクトロニクス素子構造。
  13. 13
    請求項 1から8までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第2の伝導性GaN層は、第1のドーパント濃度の第1の伝導性GaNサブ層と、第2のドーパント濃度の第2の伝導性GaNサブ層とを備え、 上記第1の伝導性GaNサブ層は上記第1のGaN層に隣接し、 上記第2の伝導性GaNサブ層は上記第3のGaN層に隣接し、また、 上記第1のドーパント濃度は上記第2のドーパント濃度よりも下回るマイクロエレクトロニクス素子構造。
  14. 14
    請求項13のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第1のGaN層は約0.6μmの厚さを持ち、 上記第1の伝導性GaNサブ層は約1.9μmの厚さで約2.0×10 18 /cm 3 のドーパント濃度を持ち、また、 上記第2の伝導性GaNサブ層は約0.1μmの厚さで約1.5×10 19 /cm 3 のドーパント濃度を持つマイクロエレクトロニクス素子構造。
  15. 15
    (a) 5 ×10 6 /cm 2 以下の転位欠陥密度によって特徴付けられた上面を持つn型伝導性の第1のGaN層と、 (b) 上記伝導性GaN層の上方に形成され 、1 ×10 15 /cm 3 以下のドーパント濃度 で10 μmを超える厚さを持つ第2のGaN層と、 (c) 上記第2のGaN層の上方に形成されたp型伝導性の第3のGaN層と、 (d) 上記第3のGaN層上に重なる少なくとも一つの金属コンタクトとを備えたマイクロエレクトロニクス素子構造。
  16. 16
    請求項 15 のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第1のGaN層が自立のGaN構造を備えているマイクロエレクトロニクス素子構造。
  17. 17
    ( a ) 約 1×10 16 /cm 3 以下のドーパント濃度を持つ第1のGaN層と、 ( b ) 上記第1のGaN層上に重なるn型伝導性の第2のGaN層と、 ( c ) 上記n型伝導性の第2のGaN層上に重なり、かつ約1×10 16 /cm 3 以下のドーパント濃度で少なくとも約2.5μmの厚さを持つ第3のGaN層と、 ( d ) 上記第3のGaN層上に形成されたp型伝導性の第4のGaN層と、 ( e ) 上記第4のGaN層上に重なる少なくとも一つの金属コンタクトとを備えたマイクロエレクトロニクス素子構造。
  18. 18
    請求項17のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 さらに、基板を備え、 上記第1のGaN層は上記基板に重なっているマイクロエレクトロニクス素子構造。
  19. 19
    請求項18のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記基板は異種基板を含み、 さらに、上記第1のGaN層と上記異種基板との間に配置された核形成バッファ層を備えるマイクロエレクトロニクス素子構造。
  20. 20
    請求項 19 のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記異種基板は、サファイア、SiおよびSiCからなる群から選択された材料を備えるマイクロエレクトロニクス素子構造。
  21. 21
    請求項 19 のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記異種基板はサファイアを備えるマイクロエレクトロニクス素子構造。
  22. 22
    請求項 17から21までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第3のGaN層は厚さで10μmを下回るマイクロエレクトロニクス素子構造。
  23. 23
    請求項 17から21までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第3のGaN層は厚さで20μmを下回るマイクロエレクトロニクス素子構造。
  24. 24
    請求項 17から21までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第3のGaN層は厚さで50μmを下回るマイクロエレクトロニクス素子構造。
  25. 25
    請求項 17から24までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記n型伝導性の第2のGaN層は緊張減少用ドーパントでドープされているマイクロエレクトロニクス素子構造。
  26. 26
    請求項 17から24までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記n型伝導性の第2のGaN層はゲルマニウムでドープされているマイクロエレクトロニクス素子構造。
  27. 27
    請求項 17から21までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第1のGaN層は約0.6μmの厚さを持ち、また、 上記n型伝導性の第2のGaN層は約2.0μmの厚さで約1.5×10 19 /cm 3 のドーパント濃度を持つマイクロエレクトロニクス素子構造。
  28. 28
    請求項 17から21までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第1のGaN層は約0.6μmの厚さを持ち、また、 上記n型伝導性の第2のGaN層は約0.5μmの厚さで約1.5×10 19 /cm 3 のドーパント濃度を持つマイクロエレクトロニクス素子構造。
  29. 29
    請求項 17から21までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記n型伝導性の第2のGaN層は、第1のドーパント濃度の第1の伝導性GaNサブ層と、第2のドーパント濃度の第2の伝導性GaNサブ層とを備え、 上記第1の伝導性GaNサブ層は上記第1のGaN層に隣接し、 上記第2の伝導性GaNサブ層は上記第3のGaN層に隣接し、また、 上記第1のドーパント濃度は上記第2のドーパント濃度よりも下回るマイクロエレクトロニクス素子構造。
  30. 30
    請求項 29 のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 上記第1のGaN層は約0.6μmの厚さを持ち、 上記第1の伝導性GaNサブ層は約1.9μmの厚さで約2.0×10 18 /cm 3 のドーパント濃度を持ち、また、 上記第2の伝導性GaNサブ層は約0.1μmの厚さで約1.5×10 19 /cm 3 のドーパント濃度を持つマイクロエレクトロニクス素子構造。
  31. 31
    請求項 1から30までのいずれか一つ のマイクロエレクトロニクス素子構造において、 メサ型ショットキーダイオードとプレーナ型ショットキーダイオードとからなる群から選択されたショットキーダイオードを備えるマイクロエレクトロニクス素子構造。
Independent claims31