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1. (WO2018037530) DISPOSITIF À SEMI-CONDUCTEUR ET SON PROCÉDÉ DE PRODUCTION
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N° de publication : WO/2018/037530 N° de la demande internationale : PCT/JP2016/074818
Date de publication : 01.03.2018 Date de dépôt international : 25.08.2016
CIB :
H01L 21/336 (2006.01) ,H01L 21/28 (2006.01) ,H01L 21/316 (2006.01) ,H01L 21/318 (2006.01) ,H01L 21/338 (2006.01) ,H01L 29/423 (2006.01) ,H01L 29/49 (2006.01) ,H01L 29/778 (2006.01) ,H01L 29/78 (2006.01) ,H01L 29/812 (2006.01)
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
21
Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de dispositifs à semi-conducteurs ou de dispositifs à l'état solide, ou bien de leurs parties constitutives
02
Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
04
les dispositifs présentant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement, ou une région de concentration de porteurs de charges
18
les dispositifs ayant des corps semi-conducteurs comprenant des éléments du quatrième groupe de la Classification Périodique, ou des composés AIIIBV, avec ou sans impuretés, p.ex. des matériaux de dopage
334
Procédés comportant plusieurs étapes pour la fabrication de dispositifs du type unipolaire
335
Transistors à effet de champ
336
à grille isolée
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
21
Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de dispositifs à semi-conducteurs ou de dispositifs à l'état solide, ou bien de leurs parties constitutives
02
Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
04
les dispositifs présentant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement, ou une région de concentration de porteurs de charges
18
les dispositifs ayant des corps semi-conducteurs comprenant des éléments du quatrième groupe de la Classification Périodique, ou des composés AIIIBV, avec ou sans impuretés, p.ex. des matériaux de dopage
28
Fabrication des électrodes sur les corps semi-conducteurs par emploi de procédés ou d'appareils non couverts par les groupes H01L21/20-H01L21/268177
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
21
Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de dispositifs à semi-conducteurs ou de dispositifs à l'état solide, ou bien de leurs parties constitutives
02
Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
04
les dispositifs présentant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement, ou une région de concentration de porteurs de charges
18
les dispositifs ayant des corps semi-conducteurs comprenant des éléments du quatrième groupe de la Classification Périodique, ou des composés AIIIBV, avec ou sans impuretés, p.ex. des matériaux de dopage
30
Traitement des corps semi-conducteurs en utilisant des procédés ou des appareils non couverts par les groupes H01L21/20-H01L21/26162
31
pour former des couches isolantes en surface, p.ex. pour masquer ou en utilisant des techniques photolithographiques; Post-traitement de ces couches; Emploi de matériaux spécifiés pour ces couches
314
Couches inorganiques
316
composées d'oxydes, ou d'oxydes vitreux, ou de verres à base d'oxyde
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
21
Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de dispositifs à semi-conducteurs ou de dispositifs à l'état solide, ou bien de leurs parties constitutives
02
Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
04
les dispositifs présentant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement, ou une région de concentration de porteurs de charges
18
les dispositifs ayant des corps semi-conducteurs comprenant des éléments du quatrième groupe de la Classification Périodique, ou des composés AIIIBV, avec ou sans impuretés, p.ex. des matériaux de dopage
30
Traitement des corps semi-conducteurs en utilisant des procédés ou des appareils non couverts par les groupes H01L21/20-H01L21/26162
31
pour former des couches isolantes en surface, p.ex. pour masquer ou en utilisant des techniques photolithographiques; Post-traitement de ces couches; Emploi de matériaux spécifiés pour ces couches
314
Couches inorganiques
318
composées de nitrures
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
21
Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de dispositifs à semi-conducteurs ou de dispositifs à l'état solide, ou bien de leurs parties constitutives
02
Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
04
les dispositifs présentant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement, ou une région de concentration de porteurs de charges
18
les dispositifs ayant des corps semi-conducteurs comprenant des éléments du quatrième groupe de la Classification Périodique, ou des composés AIIIBV, avec ou sans impuretés, p.ex. des matériaux de dopage
334
Procédés comportant plusieurs étapes pour la fabrication de dispositifs du type unipolaire
335
Transistors à effet de champ
338
à grille Schottky
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
29
Dispositifs à semi-conducteurs spécialement adaptés au redressement, à l'amplification, à la génération d'oscillations ou à la commutation et ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface; Condensateurs ou résistances ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. jonction PN, région d'appauvrissement, ou région de concentration de porteurs de charges; Détails des corps semi-conducteurs ou de leurs électrodes
40
Electrodes
41
caractérisées par leur forme, leurs dimensions relatives ou leur disposition relative
423
ne transportant pas le courant à redresser, à amplifier ou à commuter
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
29
Dispositifs à semi-conducteurs spécialement adaptés au redressement, à l'amplification, à la génération d'oscillations ou à la commutation et ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface; Condensateurs ou résistances ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. jonction PN, région d'appauvrissement, ou région de concentration de porteurs de charges; Détails des corps semi-conducteurs ou de leurs électrodes
40
Electrodes
43
caractérisées par les matériaux dont elles sont constituées
49
Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
29
Dispositifs à semi-conducteurs spécialement adaptés au redressement, à l'amplification, à la génération d'oscillations ou à la commutation et ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface; Condensateurs ou résistances ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. jonction PN, région d'appauvrissement, ou région de concentration de porteurs de charges; Détails des corps semi-conducteurs ou de leurs électrodes
66
Types de dispositifs semi-conducteurs
68
commandables par le seul courant électrique fourni ou par la seule tension appliquée, à une électrode qui ne transporte pas le courant à redresser, amplifier ou commuter
76
Dispositifs unipolaires
772
Transistors à effet de champ
778
avec un canal à gaz de porteurs de charge à deux dimensions, p.ex. transistors à effet de champ à haute mobilité électronique HEMT
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
29
Dispositifs à semi-conducteurs spécialement adaptés au redressement, à l'amplification, à la génération d'oscillations ou à la commutation et ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface; Condensateurs ou résistances ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. jonction PN, région d'appauvrissement, ou région de concentration de porteurs de charges; Détails des corps semi-conducteurs ou de leurs électrodes
66
Types de dispositifs semi-conducteurs
68
commandables par le seul courant électrique fourni ou par la seule tension appliquée, à une électrode qui ne transporte pas le courant à redresser, amplifier ou commuter
76
Dispositifs unipolaires
772
Transistors à effet de champ
78
l'effet de champ étant produit par une porte isolée
H ÉLECTRICITÉ
01
ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
L
DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
29
Dispositifs à semi-conducteurs spécialement adaptés au redressement, à l'amplification, à la génération d'oscillations ou à la commutation et ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface; Condensateurs ou résistances ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. jonction PN, région d'appauvrissement, ou région de concentration de porteurs de charges; Détails des corps semi-conducteurs ou de leurs électrodes
66
Types de dispositifs semi-conducteurs
68
commandables par le seul courant électrique fourni ou par la seule tension appliquée, à une électrode qui ne transporte pas le courant à redresser, amplifier ou commuter
76
Dispositifs unipolaires
772
Transistors à effet de champ
80
l'effet de champ étant produit par une jonction PN ou une autre jonction redresseuse
812
à grille Schottky
Déposants :
三菱電機株式会社 MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION [JP/JP]; 東京都千代田区丸の内二丁目7番3号 7-3, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo 1008310, JP
Inventeurs :
南條 拓真 NANJO Takuma; JP
林田 哲郎 HAYASHIDA Tetsuro; JP
古川 彰彦 FURUKAWA Akihiko; JP
Mandataire :
吉竹 英俊 YOSHITAKE Hidetoshi; JP
有田 貴弘 ARITA Takahiro; JP
Données relatives à la priorité :
Titre (EN) SEMICONDUCTOR DEVICE AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
(FR) DISPOSITIF À SEMI-CONDUCTEUR ET SON PROCÉDÉ DE PRODUCTION
(JA) 半導体装置およびその製造方法
Abrégé :
(EN) The objective of the invention is to provide a technique allowing a sufficiently large drain current to be obtained for a semiconductor device in normally-OFF operation. This semiconductor device comprises: a channel layer 3a containing Alx1Iny1Ga1-x1-y1N (0 ≤ x1 ≤ 1, 0 ≤ y1 ≤ 1); a source electrode 5 and a drain electrode 6 formed in such a manner as to be separated from one another on the surface side of the channel layer 3a; high-concentration n-type impurity regions 7, 8 formed in such a manner as to be separated from one another and oriented from the surface of the channel layer 3a to the interior of the channel layer 3, at least in the portions that are under the source electrode 5 and the drain electrode 6, respectively; a gate insulation film layer 9a formed in such a manner as to cover the surface of the channel layer 3a between the high-concentration n-type impurity regions 7, 8; and a gate electrode 10 formed on the surface of the gate insulation film layer 9a. During the ON state, the current density between the source electrode 5 and the drain electrode 6 is 10 mA/mm or higher.
(FR) L'objectif de l'invention est de fournir une technique permettant d'obtenir un courant de drain suffisamment grand pour un dispositif à semi-conducteur dans un fonctionnement normalement BLOQUÉ. Le dispositif à semi-conducteur selon l'invention comprend : une couche de canal contenant de l'Alx1Iny1Ga1-x1-y1N (0 ≤ x1 ≤ 1, 0 ≤ y1 ≤ 1); une électrode de source 5 et une électrode de drain 6 formées de manière à être séparées l'une de l'autre sur le côté de surface de la couche de canal 3a; des régions d'impuretés de type n à haute concentration 7, 8 formées de manière à être séparées l'une de l'autre et orientées à partir de la surface de la couche de canal 3a vers l'intérieur de la couche de canal 3, au moins dans les portions qui sont sous l'électrode de source 5 et l'électrode de drain 6, respectivement; une couche de film d'isolation de grille 9a formée de manière à recouvrir la surface de la couche de canal 3a entre les régions d'impuretés de type n à haute concentration 7, 8; et une électrode de grille 10 formée sur la surface de la couche de film d'isolation de grille 9a. Pendant l'état de MARCHE, la densité de courant entre l'électrode de source 5 et l'électrode de drain 6 est de 10 mA/mm ou plus.
(JA) 半導体装置において、ノーマリオフ動作にて十分に大きなドレイン電流を得ることが可能な技術を提供することを目的とする。半導体装置は、Alx1Iny1Ga1-x1-y1N(0≦x1≦1、0≦y1≦1)からなるチャネル層3aと、チャネル層3aの表面側に互いに離間して形成されたソース電極5およびドレイン電極6と、チャネル層3aの表面のうちの少なくともソース電極5およびドレイン電極6の下方部分からチャネル層3a内部に向けて互いに離間して形成された高濃度n型不純物領域7,8と、高濃度n型不純物領域7,8間におけるチャネル層3aの表面を覆うように形成されたゲート絶縁膜層9aと、ゲート絶縁膜層9aの表面に形成されたゲート電極10とを備え、オン時のソース電極5およびドレイン電極6間の電流密度が10mA/mm以上である。
front page image
États désignés : AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JP, KE, KG, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
Organisation régionale africaine de la propriété intellectuelle (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Office eurasien des brevets (OEAB) (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
Office européen des brevets (OEB (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
Organisation africaine de la propriété intellectuelle (OAPI) (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
Langue de publication : japonais (JA)
Langue de dépôt : japonais (JA)