LT6909B

Manufacturing method for recessed electrical components

Abstract

The invention relates to the technical field of microelectronic components and is related to the forming of recessed and regrown electrical contacts for wide-bandgap Group III nitride semiconductor components. In the regions of the heterostructure, intended for the forming of the recessed elements, recess are formed using laser micro-processing. The top surface of the III-N semiconductor layer heterostructure, grown on the substrate is coated with at least one protective layer in order to form a blank. The blank is placed in a chamber, vacuumed or filled with an inert or shielding gas and the recess are formed separately for each contact and (or) junction and (or) electrical component. For this the focused ultrashort pulsed laser radiation is directed through the transparent window in the chamber and it is used to remove the protective layer and required thickness of the material of the heterostructure layers, forming the recess with required depth in the said heterostructure. Said blank and focused laser beam are translated in respect to each other in the controlled manner to form the next recess in the same way. The formed recess are filled with either the doped III-N semiconductor layer or (and) metal compounds, forming the recessed electrically conductive contact and (or) electrically partially conductive contact and (or) junction and (or) electrical component.

LT6909B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 9

Term

14 yearsleft in the term

Expires 29 September 2040.

  1. Priority and filed
  2. Granted
  3. Today
  4. Expires

9 claims: 1 independent, 8 dependent

  1. 1
    IŠRADIMO APIBRĖŽTIS 1 . Įgilintų elektronikos elementų formavimo būdas, kur įgilinti elektronikos elementai pasirinktinai gali būti įgilinti elektriniai kontaktai, ir (arba) jungtys ir (arba) elektronikos komponentai, formuojami lll-N grupės puslaidininkinių sluoksnių heterostruktūroje, kur sluoksnių sudėtys parinktos taip, kad heterosandūros buferiniame sluoksnyje (4) prie ribos su lll-N barjeriniu sluoksniu sudaromas didelio laidumo dvimačių elektronų dujų (2DEG) kanalas (5), ir minėtos heterostruktūros srityse, kuriose numatoma formuoti minėtus įgilintus elementus, yra atitinkamai suformuojamos įdubos, panaudojant lazerinę spinduliuotę, kurias užpildo medžiagomis, skirtomis pasirinktiems elementams formuoti, besiskirianti s tuo, kad būdas apima šiuos etapus:a) ant padėklo (1) užaugintos minėtos lll-N puslaidininkinių sluoksnių eterostrųktūros paviršių padengia bent vienu apsauginiu sluoksniu (9), suformuojant ruošinį (10), b) paruoštą etape a) ruošinį (10) patalpina į kamerą (11), kurioje sukuria vakuumą arba užpildo inertinėmis arba apsauginėmis dujomis, kur kamera turi skaidrų langelį (14), skirtą lazerinei spinduliuotei (13) praeiti, c) formuoja įdubą atskirai kiekvienam kontaktui ir (arba) jungčiai, ir (arba) elektronikos komponentui, tam per kameros (11) skaidrų langelį (14) į ruošinį (10), nukreipia pasirinktų parametrų sufokusuotą ultratrumpųjų impulsų lazerio spinduliuotę (13), kuri formuojamos įdubos srityje pašalina apsauginį sluoksnį (9) ir heterostruktūros sluoksnių numatytą medžiagos storį, suformuojant pasirinkto gylio įdubą (23, 24, 25) minėtoje heterostruktūroje, d) ruošinį (10) ir sufokusuotą lazerinės spinduliuotės pluoštą (13) valdomai perkelia vienas kito atžvilgiu, ir po perkėlimo į numatytą kitai įdubai formuoti vietą, nukreipia analogiškai etapui c) sufokusuotą lazerio spinduliuotę (13), taip suformuojant norimos formos ir gylio kitą įdubą (23, 24, 25) ir (arba) norimą skaičių skirtingų arba vienodų matmenų kitų įdubų, atitinkamai pasirenkant lazerinės spinduliuotės parametrus, e) suformuotas etapuose c) arba d) įdubas, užpildo pasirinktinai legiruotu lll-N puslaidininkių sluoksniu (26) ir (arba) metalų junginiais, suformuojant atitinkamai įgilintą elektriškai laidų (28, 29) ir (arba) elektriškai pusiau laidų kontaktą (30) ir (arba) jungtį (28, 29, 30), ir (arba) elektronikos komponentą (32, 33, 34, 35, 36, 37, 38), kurį sudaro sritis, kur yra didelio laidumo 2DEG kanalas (5), ir (arba) laidūs elektriniai kontaktai (28, 29) ir (arba) elektriškai pusiau laidus kontaktai (30) ir (arba) jungtys (28, 29, 30). f) suformavus visus numatytus įgilintus kontaktus ir (arba) jungtis ir (arba) komponentus pašalina likusį apsauginį sluoksnį (9), g) įgilintus elektriškai laidžius kontaktus ir jungtis ir elektronikos komponentus atkaitina greito atkaitinimo būdu iki optimalios temperatūros inertinių dujų aplinkoje iki sumažėja metalas - didelio laidumo 2DEG kanalas (5) kontaktinė varža, h) suformavus įgilintus elektrinius kontaktus ir (arba) jungtis ir (arba) elektronikos komponentus, formuoja įgilintus izoliacinius elementus, reikalingus suformuotiems etape g) elementams atskirti ir (arba) izoliuoti.
  2. 2
    Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad izoliacinių elementų formavimas etape h) apima šiuos žingsnius:- formuoja įdubą atskirai kiekvienam izoliaciniam elementui, tam per kameros skaidrų langelį (14) į ruošinį (10), nukreipia pasirinktų parametrų sufokusuotą ultratrumpųjų impulsų lazerio spinduliuotę (13), kuri formuojamos įdubos srityje pašalina heterosandūros sluoksnius, dėl kurių susidaro didelio laidumo 2DEG kanalas (5), - ruošinį (10) ir sufokusuotą lazerinės spinduliuotės pluoštą (13) valdomai perkelia vienas kito atžvilgiu, ir po perkėlimo į numatytą kitai įdubai formuoti vietą, nukreipia sufokusuotą lazerio spinduliuotę (13), taip suformuojant norimos formos ir gylio įdubą (31) ir (arba) norimą skaičių skirtingų arba vienodų matmenų kitas įdubas, atitinkamai pasirenkant lazerinės spinduliuotės parametrus, - suformuotas įdubas (31), užpildo dielektriko medžiagos sluoksniais, suformuojant nelaidžius elementus ir (arba) sritis.
  3. 3
    Būdas pagal bet kurį iš 1-2 punktų, besiskiriantis tuo, kad minėtoms įduboms ruošinyje (10) formuoti, naudoja ultratrumpųjų impulsų lazerį (12), kurio impulso trukmė yra tarp 15 pikosekundžių ir 200 femtosekundžių.
  4. 4
    Būdas pagal bet kurį iš 1-3 punktų, besiskiriantis tuo, kad lazerinės spinduliuotės bangos ilgis yra tarp 1020 nanometrų ir 330 nanometrų, o ruošinys (10) paveikiamas mažos vidutinės galios didelio (0.1-1.0 MHz) impulsų pasikartojimo dažnio impulsinio lazerio spinduliuote (13).
  5. 5
    Būdas pagal bet kurį iš 1-4 punktų, besiskiriantis tuo, kad inertinės arba apsauginės dujos, kuriomis užpildo kamerą (11), skirtą minėtoms įduboms formuoti, yra argonas arba azotas.
  6. 6
    Būdas pagal bet kurį iš 1-5 punktų, besiskiriantis tuo, kad elektronikos komponentas pasirinktinai gali būti tranzistorius (33) arba diodas (32), arba rezistorius (35), arba induktyvumas (34) arba puslaidininkinis įtaisas, susidedantis pasirinktinai iš tranzistorių, diodų, rezistorių ar induktyvumų, sujungtų pagal pasirinktą schemą.
  7. 7
    Būdas pagal bet kurį iš 1-6 punktų, besiskiriantis tuo, kad formuojami įgilinti kontaktai ir izoliuojantys elementai pasirinktinai gali būti ominiai kontaktai (28, 29), Šotki-tipo kontaktai (30) bei izoliuojančios sritys (31), kiekvienam kurių gamybos metu užduodama funkcinė charakteristika parinkus lazerinės spinduliuotės (13) parametrus ir atitinkamus metalinius ir dielektrinius užpildus.
  8. 8
    Būdas pagal bet kurį iš 1-7 punktų, besiskiriantis tuo, kad gamybos metu kiekvienas minėtas komponentas izoliuojamas ir (arba) sujungiamas su kitais komponentais pagal užduotą schemą.
  9. 9
    Būdas pagal bet kurį iš 1-8 punktų, besiskiriantis tuo, kad likusį apsauginį sluoksnį (9) pašalina selektyvaus cheminio ėsdinimo būdu.