일반기술

이리듐 함유 게이트 전극을 갖춘 ＨＦＥＴ 소자 및 반도체소자와 이들의 제조방법

*원리 및 개요 본 기술은 이리듐(Ir)을 열처리에 의해 산화시켜 형성된 전도성 산화물을 포함하는 게이트 전극을 갖춘 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관하여 개시한다. *구성 및 독창성1) 기판과, 그 기판 위에 형성된 제1 질화물계 반도체층으로 이루어지는 제1층과, 2) 그 제1층 위에 형성되고 그 제1 질화물계 반도체층과는 다른 격자 상수를 갖는 제2 질화물계 반도체층으로 이루어지는 제2층과, 3) 그 제2층 위에 형성된 소오스 및 드레인 전극과, 4) 그 제2층 위에 형성되고, Ir 함유 물질로 이루어지는 게이트 전극을 포함한다. 5) Ir 함유 물질로 이루어지는 게이트 전극을 형성하기 위하여, 먼저 그 패터닝된 질화물계 반도체층 위에 Ir 함유 금속층을 형성한다. 5) 그 후, 그 Ir 함유 금속층을 열처리한다. 그 Ir 함유 금속층의 열처리는 200 ∼ 600℃의 온도로 행해진다. 그 Ir 함유 금속층의 열처리는 RTP 장치를 이용하여 행해지며, 산소, 질소 또는 아르곤 분위기하에서 행해진다.*특징 및 장점1) 기판 위에 질화물계 반도체층을 형성하는 단계와, 2) 그 질화물계 반도체층을 메사 에칭(MESA ETCHING)에 의해 패터닝하여 소자 분리하는 단계와, 그 패터닝된 질화물계 반도체층 위에 소오스 및 드레인 전극을 형성하는 단계와, 3) 그 패터닝된 질화물계 반도체층 위에 IR 함유 금속층을 형성하는 단계와, 그 IR 함유 금속층을 열처리하여 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.*효과1) Ir 게이트 전극 물질을 산화시킴으로써 얻어진 게이트 전극을 갖추고 있다. 이와같이 얻어진 게이트 전극은 높은 쇼트키 장벽 높이를 가지며, 낮은 누설 전류 특성을 가지며, 높은 온도에서도 열적으로 안정된 특성을 가진다. 2) 본 기술에 따른 반도체 소자에서와 같이 Ir을 소자의 게이트 전극으로 사용하면, 쇼트키장벽 높이가 높아져 항복 전압 및 핀치오프(pinch off) 전압이 높아져서, 소자의 증폭 효율 뿐 만 아니라 출력 특성이 큰 폭으로 개선될 수 있다. 3) 본 기술에 따른 반도체 소자를 구성하는 Ir 게이트 전극은 AlGaN/GaN HFET 소자에 특히 적합하게 적용될 수 있으며, 실제로 만족할 만한 수준의 전기적 특성이 얻어지는 것을 확인하였다.4) 본 기술은 위 실시예에 한정되지 않고, 본 기술의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.