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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023168252
(43)【公開日】2023-11-24
(54)【発明の名称】窒化ガリウム系装置及びその試験方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20231116BHJP
H01L 21/338 20060101ALI20231116BHJP
H01L 29/41 20060101ALI20231116BHJP
H01L 21/3205 20060101ALI20231116BHJP
H01L 21/822 20060101ALI20231116BHJP
H01L 21/337 20060101ALI20231116BHJP
【ＦＩ】
H01L21/66 F
H01L29/80 F
H01L29/44 Y
H01L21/88 Z
H01L27/04 T
H01L29/80 H
H01L29/80 C
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023071999
(22)【出願日】2023-04-26
(31)【優先権主張番号】63/340,888
(32)【優先日】2022-05-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/863,069
(32)【優先日】2022-07-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】500262038
【氏名又は名称】台湾積體電路製造股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｔａｉｗａｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．８， Ｌｉ－Ｈｓｉｎ Ｒｄ．６， Ｈｓｉｎｃｈｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ， Ｈｓｉｎｃｈｕ， ＴＡＩＷＡＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100165157
【弁理士】
【氏名又は名称】芝 哲央
(74)【代理人】
【識別番号】100182143
【弁理士】
【氏名又は名称】赤川 誠一
(72)【発明者】
【氏名】ライ イー－アン
(72)【発明者】
【氏名】游 本傑
(72)【発明者】
【氏名】陳 建宏
(72)【発明者】
【氏名】謝 正祥
【テーマコード（参考）】
4M104
4M106
5F033
5F038
5F102
【Ｆターム（参考）】
4M104AA04
4M104BB02
4M104BB04
4M104BB05
4M104BB06
4M104BB07
4M104BB13
4M104BB14
4M104BB16
4M104BB17
4M104BB18
4M104BB28
4M104BB30
4M104BB32
4M104CC01
4M104CC05
4M104DD33
4M104DD34
4M104DD37
4M104DD43
4M104DD78
4M104FF10
4M104GG11
4M104HH20
4M106AA01
4M106AA08
4M106AC02
4M106AC04
4M106CA16
4M106CB19
5F033GG02
5F033HH07
5F033HH08
5F033HH11
5F033HH17
5F033HH18
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5F033HH20
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5F033QQ48
5F033QQ73
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5F102FA01
5F102FA09
5F102GA11
5F102GB01
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5F102GD04
5F102GJ02
5F102GJ03
5F102GJ04
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5F102GJ10
5F102GK04
5F102GL04
5F102GQ01
5F102GV05
5F102GV06
5F102GV07
5F102GV08
5F102HC01
5F102HC11
5F102HC24
(57)【要約】
【課題】窒化ガリウム系装置及びその試験方法を提供する。
【解決手段】複数の層と、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、フィールドプレートと、複数の導線と、を有するトランジスタと、それぞれ第１の金属パターンと第２の金属パターンを有し、且つゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のうちの少なくとも１つ、又は複数の導線のうちの少なくとも１つをシミュレートするために用いられる複数の試験構造と、を含む半導体装置。
【選択図】図１
【解決手段】複数の層と、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、フィールドプレートと、複数の導線と、を有するトランジスタと、それぞれ第１の金属パターンと第２の金属パターンを有し、且つゲート電極、ソース電極、ドレイン電極のうちの少なくとも１つ、又は複数の導線のうちの少なくとも１つをシミュレートするために用いられる複数の試験構造と、を含む半導体装置。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれ少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の層と、前記層のうちの少なくとも一つに動作可能に結合されるゲート電極と、前記ゲート電極の第１の側に設けられるソース電極と、前記ゲート電極の第２の側に設けられるドレイン電極と、前記ゲート電極と前記ドレイン電極との間に設けられるフィールドプレートと、前記ゲート電極、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上に設けられる複数の導線と、を含むトランジスタと、
それぞれ第１の金属パターンと第２の金属パターンを有し、前記ゲート電極、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうちの少なくとも１つ、又は前記導線のうちの少なくとも１つをシミュレートするための複数の試験構造と、
を含む半導体装置。
それぞれ第１の金属パターンと第２の金属パターンを有し、前記ゲート電極、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうちの少なくとも１つ、又は前記導線のうちの少なくとも１つをシミュレートするための複数の試験構造と、
を含む半導体装置。
【請求項2】
前記試験構造は、それぞれ前記トランジスタに隣接するように設けられる請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
各前記試験構造は、対応する前記第１の金属パターンと対応する前記第２の金属パターンが短絡するか否かに基づいて、前記トランジスタに欠陥が発生したか否かを検出するように配置される請求項１に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記試験構造における第１の試験構造に対応する前記第１の金属パターン又は対応する前記第２の金属パターンに接続されるチャージポンプを更に含み、
前記チャージポンプは、少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料から形成され、且つ接続された前記第１の金属パターン又は接続された前記第２の金属パターンに６５０ボルト（Ｖ）以上の電圧を供給するように配置される請求項１に記載の半導体装置。
前記チャージポンプは、少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料から形成され、且つ接続された前記第１の金属パターン又は接続された前記第２の金属パターンに６５０ボルト（Ｖ）以上の電圧を供給するように配置される請求項１に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記第１の試験構造は、前記第１の試験構造に関連する異常電流－電圧曲線が存在するか否かに基づいて、前記トランジスタに欠陥が発生したか否かを検出するように配置される請求項４に記載の半導体装置。
【請求項6】
それぞれ少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の第１のトランジスタを含む第１の半導体結晶粒と、
それぞれ前記少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の第２のトランジスタを含む第２の半導体結晶粒と、
前記第１の半導体結晶粒と前記第２の半導体結晶粒の傍らに設けられる試験構造と、
を含み、
前記試験構造は、第１の金属パターン及び第２の金属パターンを有し、且つ前記第１の半導体結晶粒及び前記第２の半導体結晶粒のうちの１つ又は複数の特徴をシミュレートするように配置されて、少なくとも１つの前記第１の半導体結晶粒又は前記第２の半導体結晶粒に欠陥が発生したか否かを確認する半導体装置。
それぞれ前記少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の第２のトランジスタを含む第２の半導体結晶粒と、
前記第１の半導体結晶粒と前記第２の半導体結晶粒の傍らに設けられる試験構造と、
を含み、
前記試験構造は、第１の金属パターン及び第２の金属パターンを有し、且つ前記第１の半導体結晶粒及び前記第２の半導体結晶粒のうちの１つ又は複数の特徴をシミュレートするように配置されて、少なくとも１つの前記第１の半導体結晶粒又は前記第２の半導体結晶粒に欠陥が発生したか否かを確認する半導体装置。
【請求項7】
前記第１の金属パターンは第１の板を有し、前記第２の金属パターンは第２の板を有し、且つ前記第１の板の第１の部分と前記第２の板の第２の部分は互いに少なくとも一部が垂直に重なる請求項６に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンは、それぞれ前記第１の半導体結晶粒又は前記第２の半導体結晶粒のゲート電極と前記第１の半導体結晶粒又は前記第２の半導体結晶粒のフィールドプレートと、前記第１の半導体結晶粒又は前記第２の半導体結晶粒のソース／ドレイン電極と前記第１の半導体結晶粒又は前記第２の半導体結晶粒のフィールドプレートと、前記第１の半導体結晶粒又は前記第２の半導体結晶粒のゲート電極と前記第１の半導体結晶粒又は前記第２の半導体結晶粒のソース／ドレイン電極、又は、前記第１の半導体結晶粒又は前記第２の半導体結晶粒の導線とフィールドプレートをシミュレートする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項9】
少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の層を含むトランジスタを形成する工程と、
第１の金属パターン及び第２の金属パターンを含み、前記トランジスタの１つ又は複数の特徴をシミュレートするように配置される試験構造を形成する工程と、
前記試験構造に関連する電流－電圧曲線に異常挙動が存在するか否かを検出する工程と、
異常挙動の存在を検出したことに応じて、トランジスタに欠陥があることを確認する工程と、
を含む半導体装置の試験方法。
第１の金属パターン及び第２の金属パターンを含み、前記トランジスタの１つ又は複数の特徴をシミュレートするように配置される試験構造を形成する工程と、
前記試験構造に関連する電流－電圧曲線に異常挙動が存在するか否かを検出する工程と、
異常挙動の存在を検出したことに応じて、トランジスタに欠陥があることを確認する工程と、
を含む半導体装置の試験方法。
【請求項10】
前記第１の金属パターンは第１の基部と複数の第１の突出部を有し、前記第１の突出部は前記第１の基部から外部へ延び、前記第２の金属パターンは第２の基部と複数の第２の突出部を有し、前記第２の突出部は前記第２の基部から外部へ延び、前記第１の突出部は、それぞれ０．２５ミクロン（μｍ）～６μｍの範囲内にあるピッチで隣接する前記第２の突出部の間に横方向に設けられる請求項９に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
過去の数十年に、シリコン系電子装置（例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ－Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ；ＭＯＳＦＥＴｓ））は、非常に成功となり、且つ現在の電力適用（ｐｏｗｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）（例えば、ＡＣ／ＤＣ電源、ＤＣ／ＤＣ電源及びモータ制御）の標準を表し、その範囲が数十ワットから数百更に数キロワットまでである。このようなシリコン系電子装置の、例えばオン抵抗ＲＤＳ（ＯＮ）、電圧定格、スイッチング速度、パッケージング及び他の属性等のキーパラメータは、絶えずに進歩している。しかしながら、現在、これらのシリコン系電子装置は、性能がこれらの材料及びプロセスの基礎となる物理学により決定された理論的限界に近いため、その進歩速度が遅くなる。
【発明の概要】
【0002】
本開示の幾つかの実施例によれば、それぞれ少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の層と、複数の層のうちの少なくとも一つに結合されるゲート電極と、ゲート電極の第１の側に設けられるソース電極と、ゲート電極の第２の側に設けられるドレイン電極と、ゲート電極とドレイン電極との間に設けられるフィールドプレートと、ゲート電極とソース電極とドレイン電極との間に設けられる複数の導線と、を有するトランジスタと、第１の金属パターン及び第２の金属パターンを有し、且つゲート電極、ソース電極及びドレイン電極のうちの少なくとも１つ、又は複数の導線のうちの少なくとも１つをシミュレートするための複数の試験構造と、を有する半導体装置である。
【0003】
本開示の幾つかの実施例によれば、少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の第１のトランジスタを含む第１の半導体結晶粒と、少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の第２のトランジスタを有する第２の半導体結晶粒と、第１の半導体結晶粒と第２の半導体結晶粒の傍らに設けられる試験構造と、を含み、試験構造は、第１の半導体結晶粒及び第２の半導体結晶粒の１つ又は複数の特徴をシミュレートするように配置されて、第１の半導体結晶粒及び第２の半導体結晶粒に欠陥が発生したか否かを確認する半導体装置である。
【0004】
本開示の幾つかの実施例によれば、少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の層を含むトランジスタを形成工程と、第１の金属パターン及び第２の金属パターンを含み、トランジスタの１つ又は複数の特徴をシミュレートするように配置される試験構造を形成する工程と、試験構造に関連する電流－電圧曲線に異常挙動が存在するか否かを検出する工程と、異常挙動を検出した場合、トランジスタに欠陥があることを確認する工程と、を含む半導体装置の試験方法である。
【図面の簡単な説明】
【0005】
以下の実施形態を読むときに、添付図面を組み合わせて、本開示の観点を明確に理解するようにする。注意すべきなのは、業界の標準仕様では、様々な特性が比率で描画されない。実際には、明確に議論できるために、様々な特性のサイズは、任意に増減されることができる。
【図1】各実施例による窒化ガリウム系集積回路を示すブロック図である。
【図3】各実施例による窒化ガリウム系装置を示す横断面図である。
【図4】各実施例による試験構造がそれぞれ窒化ガリウム系装置をシミュレートすることを示す幾つかの配置である。
【図5】各実施例による試験構造がそれぞれ窒化ガリウム系装置をシミュレートすることを示す幾つかの配置である。
【図6】各実施例による試験構造がそれぞれ窒化ガリウム系装置をシミュレートすることを示す幾つかの配置である。
【図7】各実施例による試験構造がそれぞれ窒化ガリウム系装置をシミュレートすることを示す幾つかの配置である。
【図8】各実施例による試験構造がそれぞれ窒化ガリウム系装置をシミュレートすることを示す幾つかの配置である。
【図9】各実施例による試験構造がそれぞれ窒化ガリウム系装置をシミュレートすることを示す幾つかの配置である。
【図10】各実施例による窒化ガリウム系装置の欠陥を識別するための試験装置を示すブロック図である。
【図11】各実施例による高電圧チャージポンプを示す回路図である。
【図14】各実施例による窒化ガリウム系装置の欠陥を識別するための方法を示す例示的なフローチャートである。
【図15】各実施例による窒化ガリウム系装置及びその１つ又は複数の対応する試験装置を製造する方法を示す例示的なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0006】
以下の開示内容は、本開示の異なる特性を実施するための多くの異なる実施例又は実例を提供する。以下、本開示を簡略化するために、部材及び配置の特定の例について説明する。勿論、これらは例に過ぎず、制限的なものではない。例えば、以下の説明では、第１の特性は第２の特性の上方又は上に形成されることは、第１の特性が第２の特性と直接接触するように形成される実施例を含むことができ、また、第１の特性が第２の特性に直接接触しないように追加の特性が第１の特性と第２の特性との間に形成されてもよい実施例を含むこともできる。なお、本開示は、様々な例では、符号及び／又は文字を繰り返して参照することができる。この重複は単純化及び明確化を目的とし、且つそれ自体では議論された様々な実施例及び／又は構成の間の関係を示すものではない。
【0007】
なお、説明の便宜上、本明細書では、「～の下方にある」、「～の下にある」、「下部」、「～の上方にある」、「上部」などの空間相対用語を使用して、図中に示す１つの部材又は特性と１つまたはより多くの他の部材又は特性との関係を説明することができる。空間相対用語は、図に示されている方向以外、装置が使用又は操作する際に異なる方向をカバーすることができる。装置は、別の方向（９０度回転又は他の方向）を取ることができ、且つ本文に使用される空間相対記述子も同様にそれに応じて解釈されることができる。
【0008】
ＩＩＩ族－Ｖ族（又はＩＩＩ－Ｖ族）半導体化合物材料はシリコンに比べて優れた材料特性を有するため、一般的にＩＩＩ－Ｖ族半導体化合物材料がシリコンの代替材料の１つであると考えられる。例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ層）系材料は様々な電子及び／又は光電応用において広く研究されている。窒化ガリウム系材料は、一般的に窒化ガリウム（ＧａＮ）及びその合金を指し、例えば、窒化アルミニウムガリウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ；ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ；ＩｎＧａＮ）及び窒化アルミニウムインジウムガリウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ；ＡｌＩｎＧａＮ）である。特に、窒化ガリウム系材料は、ワイドバンドギャップ半導体であり、他の半導体（例えばシリコン又はガリウム砒素）に比べて、窒化ガリウム系材料はより高い温度で電気的性能を保持することができる。シリコンに比べて、窒化ガリウム系材料は、より高いキャリア飽和速度を更に有する。また、窒化ガリウム系材料は、ウルツ鉱型結晶構造（ｗｕｒｔｚｉｔｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有し、それは硬質材料であり、高い熱伝導性を有し、且つ他の従来の半導体（例えばシリコン、ゲルマニウム及びガリウム砒素）よりはるかに高い融点を有する。したがって、窒化ガリウム系材料は高電圧及び高電力の応用に用いることができる。
【0009】
窒化ガリウム系光電及び電子装置は巨大な商業的重要性を有するが、これらの装置の品質及び信頼性は一般的にその中に形成された１つ又は複数の半導体層における高い欠陥レベル（ｄｅｔｅｃｔ ｌｅｖｅｌ）の影響を受ける。これらの欠陥は、例えば、（１）窒化ガリウム系半導体層と非窒化ガリウム基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ）の格子不整合（ｍｉｓｍａｔｃｈ）、非窒化ガリウム基板例えばシリコン、サファイア又は炭化シリコン、（２）エピタキシャル過成長層（ｅｐｉｔａｘｉａｌｌｙ－ｏｖｅｒｇｒｏｗｎ ｌａｙｅｒｓ）の融合前縁（ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ ｆｒｏｎｔ）、（３）熱膨張不整合、（４）不純物、及び（５）傾斜境界に由来する。エピタキシャル成長層に発生する欠陥はそれに悪影響を与える。これらの影響は、電子・光学装置の性能を犠牲にすることを含む。
【0010】
幾つかの技術を提供して窒化ガリウム系装置（例えば、窒化ガリウム系高電圧装置）における幾つかの欠陥を識別するが、これらの技術は依然として相当数の欠陥を効果的に識別することができない。例えば、窒化ガリウム系高電圧装置は、一般的に横方向装置として形成され、そのドリフト領域（ｄｒｉｆｔ ｒｅｇｉｏｎ）を増大させる（それに応じてその降伏電圧を向上させる）。したがって、シリコン系高電圧装置に比べて、窒化ガリウム系高電圧装置の様々な部材のサイズ（例えば装置特徴の間の間隔／ピッチ）は一般的に大きく形成される。すなわち、欠陥が十分に小さく且つこれらのピッチが相対的に広い装置特徴の間に存在する場合、いかなる従来の技術を使用しても欠陥を検出することができない。したがって、従来の窒化ガリウム系高電圧装置又はこのような装置における欠陥を検出する技術は多くの方面で完全に満足できるものではない。
【0011】
本開示は、窒化ガリウム系集積回路の各実施例を提供し、該窒化ガリウム系集積回路は、窒化ガリウム系装置及び１つ又は複数の試験構造を有する。この試験構造は窒化ガリウム系装置を個別にシミュレートすることができ、それにより窒化ガリウム系装置の欠陥を効果的で正確に検出することができる。本開示の一態様によれば、幾つかの試験構造は、それぞれ千鳥配置された（ａｌｔｅｒｎａｔｅｌｙ ａｒｒａｎｇｅｄ）構造に形成することができる。例えば、試験構造は、第１のパターン及び第２のパターンを有することができ、その各部分は横方向に互いに隣接して設けられる。（例えば、検出対象の窒化ガリウム系の間隔に比べて、明らかに小さい間隔を有する）。本開示の別の態様によれば、幾つかの試験構造は、個別に金属－絶縁体－金属導体（ｍｅｔａｌ－ｉｎｓｕｌａｔｏｒ－ｍｅｔａｌ、ＭＩＭ）構造に形成することができる。例えば、試験構造は、第１のパターン及び第２のパターンを有することができ、その各部分は垂直に互いに重なる。任意の千鳥配置された構造又はＭＩＭ構造において、第１のパターンと第２のパターンはシミュレートされた装置特徴と同時に製造することにより、窒化ガリウム系装置の類似又は異なる装置特徴をシミュレートすることができる。このように、窒化ガリウム系装置の装置特徴が製造過程において欠陥が発生した場合、このような欠陥も同時に形成された試験構造に存在する可能性が高い。従来技術（例えば、窒化ガリウム系装置の様々な電気的特性関係（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）を測定する）は欠陥を効果的に検出することができない可能性があり、欠陥（より小さいサイズで）は、ピッチが相対的に広い装置特徴の間のピッチに存在する可能性があるからである。対照的に、開示された試験構造のパターンは、柔軟に配置されたサイズ及び外形（ｐｒｏｆｉｌｅ）を有し、これらの欠陥を迅速に検出することができる。また、試験構造のパターンは任意の装置特徴と同時に形成することができるため、試験構造により欠陥の位置及び／又はタイプを正確に確認することができる。
【0012】
図１は、種々の各実施例による窒化ガリウム系集積回路１００を示すブロック図である。理解すべきなのは、図１のブロック図は説明の目的のために簡略化される。したがって、窒化ガリウム系集積回路１００は任意の様々な他の素子（例えば、機能）ブロックを有することができ、何れも本開示の範囲内にある。
【0013】
後述するように、窒化ガリウム系集積回路１００は、窒化ガリウム系材料から形成された複数の（例えば電子）部材を有し、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）及びその合金、例えば窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）及び窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）である。これらの構成要素としては、例えば、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、ダイオードなどを含むが、これらに制限されない。このような窒化ガリウム系材料は、窒化ガリウム系集積回路１００の基板として用いられる非窒化ガリウム系材料、例えばシリコン、サファイア及び／又は炭化ケイ素にエピタキシャル成長することができる。窒化ガリウム系集積回路１００はシステムシングルチップ（ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ，ＳｏＣ）アーキテクチャ又は複数のＳｏＣ（ｍｕｌｔｉ－ＳｏＣ）アーキテクチャとして実現することができる。したがって、窒化ガリウム系集積回路１００は単一の基板又は複数の基板に形成することができる。
【0014】
図に示すように、窒化ガリウム系集積回路１００は少なくとも１つの窒化ガリウム系装置（又は回路）１０２及び少なくとも１つの試験構造１０４を有する。窒化ガリウム系装置１０２と試験構造１０４は、環状構造（例えば、隔離構造として実現される）１０６で囲まれてもよい。幾つかの実施例において、窒化ガリウム系装置１０２は窒化ガリウム系高電圧装置を有することができ、それは以上に列挙された窒化ガリウム系材料から形成された複数の能動部材（ａｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）を有する（以下の図３に更に検討する）。例えば、窒化ガリウム系装置１０２は４０ボルトを超える電圧範囲（例えば、約６００ボルトの電圧）で動作を維持することができるが、窒化ガリウム系装置１０２は任意の様々な他の電圧範囲で動作することができ、何れも本開示の範囲内にある。試験構造１０４は第１の導電（例えば金属）パターン及び第２の導電（例えば金属）パターンを有することができ、それぞれ１つ又は複数の窒化ガリウム系装置１０２（例えば金属）部材をシミュレートする（以下の図４～図９において更に検討する）。
【0015】
図１の例示的なブロック図において、窒化ガリウム系装置１０２と試験構造１０４は互いに隣接して設けられ、例えば、窒化ガリウム系装置１０２と試験構造１０４はそれぞれ同じ半導体結晶粒に形成される。しかしながら、理解すべきなのは、窒化ガリウム系装置１０２と試験構造１０４の実際の状況（ｒｅａｌｅｓｔａｔｅ）を異なるように配置することができ、何れも本開示の範囲内にあることである。例えば、試験構造１０４は同じ半導体結晶粒（例えば、個片（ｓｉｎｇｕｌａｔｅｄ）又は切断（ｃｕｔ）結晶粒）に存在しない可能性がある。窒化ガリウム系装置１０２はウェハ（ｗａｆｅｒ）の上方の特定の結晶粒に形成されるが、対応する試験構造１０４はウェハの上方の一本又は複数本の切断線（ｓｃｒｉｂｅ ｌｉｎｅ）に沿って形成することができる。切断線（切り欠き又はフレームと呼ばれることがある）はウェハ中の１つの領域であり、ウェハプロセスが終了する時に単一の結晶粒を分割する又は他の方式で分離するために用いられる。したがって、試験構造１０４は示される窒化ガリウム系装置１０２（第１の結晶粒に形成される）の導電部材をシミュレートすることに加えて、試験構造１０４も別の窒化ガリウム系装置（第２の結晶粒に形成される）の導電部材をシミュレートするように配置することができる。このような実施例において、試験構造１０４は個片の結晶粒に存在しなくてもよい。また、図１において各窒化ガリウム系装置に対応する１つの試験構造１０４のみを示したが、理解すべきなのは、窒化ガリウム系集積回路１００は１つの窒化ガリウム系装置に対応して任意の数の試験構造を有してその欠陥を検出することができ、同時に依然として本開示の範囲内にある。
【0016】
幾つかの実施例において、試験構造１０４の第１及び第２の導電パターンは窒化ガリウム系装置１０２の導電性部材と同時に形成することができる。更に、第１及び第２の導電パターンは窒化ガリウム系材料の上又は内部に形成されてもよく、窒化ガリウム系装置１０２における窒化ガリウム系材料の能動部材と同時に形成されてもよい。試験構造１０４の電気的特性（例えば、第１のパターンと第２のパターンとの間に断線又は短絡があるかどうか）を検査することにより、試験構造１０４は第１のパターンと第２のパターンとの間に欠陥が存在するか否かを確認することができ、これにより、窒化ガリウム系装置１０２の対応する導電性部材又はその間に欠陥も存在する可能性があるか否かを効果的で正確に確認することに役立つ。より更に、試験構造１０４の第１及び第２の導電パターンの間隔は窒化ガリウム系装置１０２における導電部材の間隔より明らかに小さいように形成することができる。したがって、試験構造１０４はその試験構造１０４に形成された欠陥（窒化ガリウム系装置１０２に存在する可能性もある）を検出する感度を向上させることができる。
【0017】
幾つかの実施例において、試験構造１０４の第１の導電パターンと第２の導電パターンは千鳥配置された構造又は金属－絶縁体－金属導体（ＭＩＭ）構造に形成することができる。千鳥配置された構造に形成される場合、第１の導電パターンと第２の導電パターンはそれぞれ基部と基部から外部に延在する複数の突出部を有することができる。第１の導電パターンと第２の導電パターンのそれぞれの突出部は、千鳥配置されている。換言すれば、第１の導電パターンの各突出部は第２の導電パターンの隣接する突出部の間に横方向に設けられ、且つ配置可能（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ）なピッチを有する。このピッチは０．２５ミクロン（μｍ）及び約６μｍの範囲内にあってもよく、他の範囲を使用してもよい。一般的には、誘発可能な欠陥のサイズに応じてピッチを配置することができる。ＭＩＭ構造に形成される場合、第１の導電パターンと第２の導電パターンはそれぞれ第１の部分と第２の部分を有し、互いに少なくとも一部が垂直に重なる。
【0018】
幾つかの実施例において、以下の表に示すように、試験構造１０４の第１の導電パターンと第２の導電パターンは窒化ガリウム系装置１０２の導電部材の少なくとも７種の組み合わせをシミュレートすることができる。簡単に言えば、導電部材はゲート電極（ｇａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ；Ｇ）、フィールドプレート（ｆｉｅｌｄ ｐｌａｔｅ，ＦＰ）、オーミックコンタクト（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ；Ｏｈｍｉｃ）、ｐドープ窒化ガリウム領域（ｐ－ＧａＮ）及びメタライズ層（ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ；Ｍ１）の導線を有することができる。更に、試験構造１０４の第１の導電パターンと第２の導電パターンは千鳥配置された構造又はＭＩＭ構造に形成することができる。千鳥配置された構造に形成される場合、第１の導電パターンと第２の導電パターンの各部分との間のピッチは約０．２５ミクロンから約６ミクロンに配置されてもよく、試験構造１０４の占める面積と窒化ガリウム系装置１０２の面積との比率は約１％～約１０％に配置されてもよく、ＭＩＭ構造に形成される場合、試験構造１０４の占める面積と窒化ガリウム系装置１０２の面積との比率は約１％～約１０％に配置されてもよい。以下、これらのシミュレートされた導電部材の組み合わせの詳細について、図３に示す例示的な窒化ガリウム系装置に基づいて説明する。
【表1】
【0019】
図２には、複数の試験構造１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅ、１０４Ｆ、１０４Ｇ、１０４Ｈ、１０４Ｉ、１０４Ｎ、１０４Ｋ、１０４Ｌ、１０４Ｍ、１０４Ｎ、１０４Ｏ、１０４Ｐが窒化ガリウム系装置１０２の傍らに設けられている例示的なレイアウトである。図に示すように、試験構造１０４Ａ～１０４Ｐは窒化ガリウム系装置１０２を囲むリングとして配置されてもよい。窒化ガリウム系装置１０２の装置周囲に１６個の試験構造が形成されるが、理解すべきなのは、窒化ガリウム系装置１０２の装置周囲に任意の数の試験構造が形成されることができる。また、窒化ガリウム系装置１０２の装置周囲に形成された試験構造は、任意の様々な他の配置に配置することができ、何れも本開示の範囲内にある。様々な実施例によれば、各試験構造１０４Ａ～１０４Ｐは第１の導電パターン及び第２の導電パターンを有することができ、第１の導電パターン及び第２の導電パターンはそれぞれ上記表に列挙された窒化ガリウム系装置１０２の導電部材をシミュレートする。例えば幾つかの試験構造１０４Ａ～１０４Ｐ（例えば、１０４Ａと１０４Ｂ）は窒化ガリウム系装置１０２の類似の導電性部材（例えば、Ｇ／ＦＰ）をシミュレートすることができるが、それぞれ異なるピッチを有する。
【0020】
図３は、各実施例による窒化ガリウム系集積回路１００として実現可能な窒化ガリウム系装置１０２の例である窒化ガリウム系装置３００を示す図である。窒化ガリウム系装置３００は、能動素子（ａｃｔｉｖｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）（例えば、トランジスタの能動チャンネル）として用いることができる少なくとも１つの窒化ガリウム系材料（例えば、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウム、窒化インジウムガリウム、窒化アルミニウムインジウムガリウム等）を有する。また、窒化ガリウム系装置３００は非窒化ガリウム基板（例えば、シリコン）に形成することができる。このように、窒化ガリウム系装置３００は非窒化ガリウム基板にエピタキシャル成長された１つ又は複数種の窒化ガリウム系の材料を有し、それは窒化ガリウム系の材料層又は他の窒化ガリウムの層の界面に幾つかの上記欠陥が存在する可能性がある。
【0021】
幾つかの実施例において、窒化ガリウム系装置３００は高電圧レベル（ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｌｅｖｅｌ）で動作可能なパワートランジスタとして実現することができる。例えば、窒化ガリウム系装置３００は高電子移動度トランジスタ（ｈｉｇｈ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＨＥＭＴ）であってもよく、高電流密度、高降伏電圧（ＨＥＭＴは損傷を与えたり、及び／又は不規則な電流挙動（ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｅｔａｌ ｈａｖｉｏｒｓ）を示したりすることなく、高ゲート及び／又はドレイン電圧に耐えることができる能力）、及び低オン抵抗を有し、窒化ガリウム系装置３００は約４０ボルト～約６５０ボルトの電圧範囲内で操作を維持することができる。したがって、「パワー（ｐｏｗｅｒ）ＨＥＭＴ３００」と呼ばれることがある。以下に議論される二次元電子ガス（ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｇａｓ；２ＤＥＧ）は一般的にこのようなＨＥＭＴにおける電荷キャリアとして使用される。
【0022】
図３の横断面図に示すように、パワーＨＥＭＴ３００は、基板３１０と、基板３１０に形成される第１のＩＩＩ－Ｖ化合物（例えば、１種または複数種の窒化ガリウム系材料を有する）層３１２と、第１のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１２に形成される第２のＩＩＩ－Ｖ化合物（例えば、１種または複数種の窒化ガリウム系材料を有する）層３１４と、を有する。
【0023】
理解すべきなのは、図３のパワーＨＥＭＴ３００は説明的な例であるため、パワーＨＥＭＴ３００は任意の様々な他の層を含むことができ、何れも本開示の範囲内にある。例えば、パワーＨＥＭＴ３００は更に基板３１０と第１のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１２との間のバッファ層及び遷移層を有することができる。バッファ層は高抵抗率層を定義してパワーＨＥＭＴ３００の降伏電圧（例えば、約６５０ボルトに達する）を向上させることができる。幾つかの実施例において、バッファ層は１種又は複数種の窒化ガリウム系材料（例えば、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウム、窒化インジウムガリウム、窒化アルミニウムインジウムガリウムなど）を有する。遷移層は基板３１０と上部被覆層（例えば第１のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１２）との間の格子構造及び熱膨張係数が徐々に変化することを促進することができる。幾つかの実施例において、遷移層は徐変する（ｇｒａｄｅｄ）アルミニウム－窒化ガリウム（ＡｌＸＧａ（１－Ｘ）Ｎを有し、ｘはアルミニウム－ガリウム成分中のアルミニウム含有量比であり、０＜ｘ＜１）層を有する。幾つかの実施例において、徐変する窒化アルミニウムガリウム層は基板３１０に隣接する下層から第１のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１２に隣接する上層までの複数の層を有し、且つそれぞれ減少する比率ｘを有する。
【0024】
基板３１０は、半導体基板である。幾つかの実施例において、半導体基板３１０は、例えば、シリコン、炭化珪素、ヒ素化インジウム、リン化インジウムなどの化合物半導体、又は炭化珪素ゲルマニウム、リン化ガリウム砒素又はリン化ガリウムインジウムなどの合金半導体などの材料で製造される。基板３１０は、半導体基板に様々なドーピング領域、誘電体特性、または多層内接続（ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ）を有してもよい。
【0025】
第１のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１２及び第２のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１４は、周期律表におけるＩＩＩ－Ｖ族からなる化合物である。しかしながら、第１のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１２と第２のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１４は組成が互いに異なる。幾つかの実施例において、第１のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１２は、窒化ガリウム（ＧａＮ）層（ＧａＮ層３１２ともいう）を有する。ＧａＮ層３１２は様々なプロセスによりエピタキシャル成長することができ、有機金属化学気相成長（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ）を含むが、これらに制限されず、金属有機物気相エピタキシャル（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ，ＭＯＶＰＥ）とも呼ばれ、適切な窒素含有及びガリウム含有前駆体を使用する。例えば、ガリウム含有前駆体の例として、トリメチルガリウム（ｔｒｉｍｅｔｈｌｇａｌｌｉｕｍ；ＴＭＧ）、トリエチルガリウム（ｔｒｉｅｔｈｙｌｇａｌｌｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ；ＴＥＧ）又は他の適切な化学前駆体である。窒素前駆体の例としては、フェニルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、ｔ－ブチルアミン、アンモニア等の適当な化学前駆体が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
【0026】
幾つかの実施例において、第２のＩＩＩ－Ｖ化合物層３１４は窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）層（ＡｌＧａＮ層３１４とも呼ばれる）を有する。ＡｌＧａＮ層３１４は適切なアルミニウム、窒素及びガリウムの前駆体を使用することができ、ＭＯＣＶＤによりエピタキシャル成長する。アルミニウム前駆体は、トリメチルアルミニウム（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ；ＴＭＡ）、トリエチルアルミニウム（ｔｒｉｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ；ＴＥＡ）、又は適当な化学前駆体を有する。ガリウム含有前駆体の例としては、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）等の適当な化学前駆体が挙げられる。窒素前駆体の例としては、フェニルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、ｔ－ブチルアミン、アンモニア等の適当な化学前駆体が挙げられる。ＡｌＧａＮ層３１４は、障壁層と称されてもよい。なお、基板３１０とＧａＮ層３１２との間に存在する遷移層については、図示を省略している。
【0027】
半導体基板３１０上に形成される材料によって、異なる層のバンドギャップ（ｂａｎｄｇａｐｓ）が異なる。ＧａＮ層３１２とＡｌＧａＮ層３１４との間のバンドギャップの不連続性及びピエゾ効果により、ＧａＮ層３１２中に非常に薄い高移動度誘電体電子層３１６が形成される。薄層３１６は二層の接合された導電性二次元電子ガス（ｔｗｏ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｇａｓ；２ＤＥＧ）領域に近づくのに役立つ。薄層３１６（２ＤＥＧ領域３１６とも呼ばれる）は、電荷（ｃｈａｒｇｅ）が装置を流れることを可能にする。このバリア層、例えばＡｌＧａＮ層３１４は、ドーピングされても、ドーピングされなくてもよい。２ＤＥＧ領域はゲートバイアスがゼロのゲートの下方に存在するため、大部分の窒化物装置は一般的にオンモード装置又は空乏モード（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）装置である。
【0028】
また、パワーＨＥＭＴ３００は、ＡｌＧａＮ層３１４の上方にドープＧａＮ領域３２０を有する。幾つかの実施例において、フォトレジスト層のようなマスク層（ｍａｓｋ ｌａｙｅｒ）はブランケットドープ（ｂｌａｎＫｅｔ ｄｏｐｅｄ）のＧａＮ領域に形成される。被覆型ドープＧａＮ層はドープＩＩＩ－Ｖ族化合物層であってもよく、例えばｐ型ドープＧａＮ層（ドープＧａＮ層とも呼ばれる）である。適当なアルミニウム、窒素及びガリウム前駆体を用いてＭＯＣＶＤによりドープＧａＮ層をエピタキシャル成長させることができる。アルミニウム前駆体としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、又は適当な化学前駆体を含む。ガリウム含有前駆体としては、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）等の適当な化学前駆体が挙げられる。窒素前駆体の例としては、フェニルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、ｔ－ブチルアミン、アンモニア等の適当な化学前駆体が挙げられる。次に、マイクロイメージプロセスによりマスク層をパターニングしてドープＧａＮ層に複数の特徴及び特徴により定義された複数の開口を形成する。マスク層のパターンは、所定の集積回路パターンに従って形成される。マイクロイメージプロセスは、フォトレジストの塗布、露光（ｅｘｐｏｓｉｎｇ）、露光後のベーク、及び現像を含んでもよい。次に、エッチングプロセスを実行してドープＧａＮ領域３２０を定義する。
【0029】
ドープＧａＮ領域３２０を形成した後、ドープＧａＮ領域３２０及びＡｌＧａＮ層３１４の上方に誘電体層３２２を形成する。誘電体層３２２は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、炭化シリコン、低誘電率誘電体材料またはこれらの組み合わせからなる。堆積プロセスにより誘電体層３２２を形成することができ、例えば原子層堆積（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＡＬＤ）プロセス、化学気相成長（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）プロセス又は物理気相成長（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＶＤ）プロセスである。誘電体層３２２の厚さは、約３００オングストロームから約３０００オングストロームの範囲内である。
【0030】
次に、誘電体層３２２をパターニングすることにより、誘電体層３２２に複数のオーミックコンタクト領域を定義する。例えば、オーミックコンタクト領域はＡｌＧａＮ層３１４の第１の部分と第２の部分を露光してそれぞれソース電極３３０とドレイン電極３３２を形成することができる。幾つかの実施例において、誘電体層を選択的にエッチングして洗浄することによりオーミックコンタクト領域を定義する。エッチングプロセスの例としては、スパッタエッチング、反応性ガスエッチング、化学エッチング、イオンミリング（ｉｏｎ ｍｉｌｌｉｎｇ）等を含む。
【0031】
オーミックコンタクト領域を定義した後に（パターニングされた）誘電体層３２２上にオーミック金属層を形成してオーミックコンタクト領域を充填する。オーミック金属層は、誘電体層３２２上に析出している。堆積プロセスとしては、スパッタ堆積、蒸発、化学気相成長（ＣＶＤ）等が挙げられる。オーミック金属の例としては、Ｔａ、ＴａＮ、Ｐｄ、Ｗ、ＷＳｉ２、Ｔｉ、Ａｌ、ＴｉＮ、ＡｌＣ、ＡｌＳｉＣｕ、Ｃｕ等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。オーミック金属層の厚さは、２０００～５０００オングストロームの範囲である。次にオーミック金属層の堆積後アニール（ｐｏｓｔ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｎｅａｌｉｎｇ）を行うことにより、オーミック金属と隣接するＡｌＧａＮ層３１４との間に任意の所望の反応を引き起こす。幾つかの実施例において、オーミック金属層は約８００℃から約９００℃のアニール温度範囲内で、急速熱アニール（ｒａｐｉｄ ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｎｅａｌｉｎｇ；ＲＴＡ）により形成される。
【0032】
次に、一部のオーミック金属層を除去してソース電極３３０及びドレイン電極３３２を形成する。除去プロセスは、一又は複数のエッチングプロセスを実行することを含む。ソース電極３３０及びドレイン電極３３２は、それぞれＡｌＧａＮ層３１４にオーミックコンタクトにより接続されている。幾つかの実施例において、ソース電極３３０及びドレイン電極３３２はＡｌＧａＮ層３１４に直接接続される。したがって、ソース電極３３０とドレイン電極３３２はそれぞれ「オーミックコンタクト３３０」と「オーミックコンタクト３３２」と呼ばれる場合がある。
【0033】
次に、誘電体層３２２に第１のフィールドプレート３４０を形成する。第１フィールドプレート３４０を形成するプロセスは、誘電体層３２２上にフィールドプレート金属層を形成すること及びフィールドプレート金属層をパターニングすることを含む。堆積プロセスによりフィールドプレート金属層を形成することができ、例えばＡＬＤプロセス、ＣＶＤプロセス又はＰＶＤプロセスである。パターニングプロセスは、一つ又は複数のエッチングプロセスを実行することを含む。フィールドプレート３４０は、ＴｉＮ、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｃｕ等の適当な金属により形成されてよい。フィールドプレート３４０の厚さは、約１００オングストロームから約１２００オングストロームの範囲内である。フィールドプレート３４０はドープＧａＮ領域３２０に隣接して設けられ、且つフィールドプレート３４０はオーミックコンタクト３３２に向かって延伸する。フィールドプレート３４０は、ドープＧａＮ領域３２０を覆っていない。フィールドプレート３４０はオーミックコンタクトのうちの１つ、例えばオーミックコンタクト３３０に電気的に接続することができる。
【0034】
次に、誘電体層３２２の上方に別の誘電体層３５０を形成する。また、誘電体層３５０は、フィールドプレート３４０とオーミックコンタクト３３０～３３２とを覆う。誘電体層３５０は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、炭化シリコン、低誘電率誘電体材料、またはこれらの組み合わせからなる。堆積プロセスにより誘電体層３５０を形成することができ、例えばＡＬＤプロセス、ＣＶＤプロセス又はＰＶＤプロセスである。誘電体層３５０の厚さは、約５００オングストロームから約５０００オングストロームの範囲内である。
【0035】
誘電体層３５０を形成した後、誘電体層３２２及び３５０を貫通する開口を形成することにより、少なくとも一部のドープＧａＮ領域３２０を露光させる。開口を形成するプロセスはマスク層を形成することを含み、例えば誘電体層３５０に形成されたフォトレジスト層、及びマイクロイメージプロセスによりマスク層をパターニングすることにより、誘電体層３５０に複数の特徴及び特徴により定義された少なくとも１つの開口を形成する。マスク層のパターンは所定の集積回路パターンに基づいて形成され、マスク層の開口位置は開口の位置と基本的に同じである。マイクロイメージプロセスは、フォトレジストの塗布、露光、露光後のベーク、及び現像を含むことができる。次に、エッチングプロセスを行ってドープＧａＮ領域３２０を露光する開口を形成する。
【0036】
開口を形成してドープＧａＮ領域３２０を露光させた後、開口内にゲート電極（例えば、ゲート金属積層（ｇａｔｅ ｍｅｔａｌ ｓｔａｃｋ）として形成される）３３４を形成してドープＧａＮ領域３２０に接続する。ゲート電極３３４はドープＧａＮ領域３２０に形成され且つソース電極とドレイン電極（例えば、オーミックコンタクト３３０～３３２）との間に横方向に挿入される。幾つかの実施例において、ゲート電極３３４は導電性材料層を含み、例えばゲート電極として用いられる金属層であり、バイアス電圧（ｖｏｌｔａｇｅ ｂｉａｓ）とチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）との電気的結合に用いられるように配置される。ゲート電極３３４の金属層は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｌ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＣｕ、Ｃｕまたはその他の適当な材料を含む。幾つかの他の実施例において、ゲート電極３３４は異なる組成を有する可能性がある。例えば、ゲート電極３３４は金属層とドープＧａＮ領域３２０との間に挿入された１つ又は複数の接合分離特性（ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅｓ）を含む。接合分離特徴はｎ型ドープ半導体層及び窒化アルミニウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ；ＡｌＮ）層を有し、ダイオードとして配置されることができる。
【0037】
次に、ワークの上方に別の誘電体層３６０を形成し、例えば、誘電体層３５０とゲート電極３３４を覆う。誘電体層３６０は、エッチングストップ層として配置されることができる。誘電体層３６０は、酸化物、ＳｉＮなどの適当な材料で製造することができる。適切な気相成長プロセス（例えば、ＣＶＤ）又は他の方法を用いて誘電体層３６０を堆積することができる。窒化シリコン（ＳｉＮ）の例として、アモルファスＳｉＮ、四窒化三シリコン、モノ窒化二シリコン及びモノ窒化シリコンが挙げられる。幾つかの実施例において、誘電体層３６０は約１００オングストロームから約１０００オングストロームの範囲内の厚さに堆積される。
【0038】
幾つかの実施例において、第２のフィールドプレートは誘電体層３６０に形成される。第２フィールドプレート３７０を形成するプロセスは、誘電体層３６２上にフィールドプレート金属層を形成することとフィールドプレート金属層をパターニングすることを含む。堆積プロセスによりフィールドプレート金属層を形成することができ、例えばＡＬＤプロセス、ＣＶＤプロセス又はＰＶＤプロセスである。パターニングプロセスは、一つ又は複数のエッチングプロセスを実行することを含む。フィールドプレート３７０は、ＴｉＮ、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｃｕ等の適当な金属により形成されてよい。フィールドプレート３７０の厚さは、約１００オングストロームから約１２００オングストロームの範囲内である。フィールドプレート３７０はゲート電極３３４の一部の上方に設けられ、且つフィールドプレート３７０はオーミックコンタクト３３２に向かって延伸する。フィールドプレート３７０はオーミックコンタクトのうちの１つ、例えばオーミックコンタクト３３０に電気的に接続することができる。
【0039】
フィールドプレート３４０／３７０を導入することにより電流崩壊効果を調整することができ、且つゲート電極３３４とドレイン電極３３２との間の電界を再分配することができる。ゲート電極３３４とドレイン電極３３２との間にフィールドプレート３４０／３７０を形成することにより、電界強度の最大領域がドレイン電極３３２に消耗し、ゲート電極３３４とドレイン電極３３２との間の電界ピークを低減し、これにより、窒化ガリウム系装置３００の降伏電圧を大幅に向上（増加）させる。
【0040】
パワーＨＥＭＴ３００は、前記装置部材の上方に設けられた複数のメタライズ層を更に含んでもよい。例えば図３において、パワーＨＥＭＴ３００はワークに堆積された層間誘電体（ｉｎｔｅｒ－ｌａｙｅｒ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ；ＩＬＤ）層３８０を含む。ＩＬＤ層３８０は、ソース電極３３０、ドレイン電極３３２、ゲート電極３３４、フィールドプレート３４０、３７０を覆うことができる。ＩＬＤ層３８０は、誘電体材料からなる。幾つかの実施例において、ＩＬＤ層３８０は低誘電率材料で製造され、例えば酸化物、フッ化石英ガラス（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｇｌａｓｓ；ＦＳＧ）、ＳｉＬＫＴＭ、ＳｉＮ又は他の適切な誘電材料である。幾つかの実施例において、アニールプロセスを実行してＩＬＤ層３８０の電気絶縁特性を改善することができる。また、ＩＬＤ層３８０、例えば炭素ドープ酸化物又はホウ素／リンドープ酸化物をドープすることにより、その工程カバレッジ及びアニール特性を改善することができる。ＩＬＤ層３８０の表面は平坦化されている。ＩＬＤ層３８０を平坦化するプロセスには、化学的機械平坦化（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ／ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ；ＣＭＰ）プロセスを実行することがある。
【0041】
ＩＬＤ層３８０には、パワーＨＥＭＴ３００は更に複数のメタライズ層（例えば、Ｍ１）を含むことができ、各メタライズ層は複数の導線、例えば、導線３８２を含み、金属間誘電体（ｉｎｔｅｒ－ｍｅｔａｌ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ、ＩＭＤ）層３８４に埋め込まれる。導線３８２は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｌ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＣｕ、Ｃｕ等の適当な材料からなる。ＩＭＤ層３８４は、ＩＬＤ層３８０と同様の材料から形成することができる。ＩＭＤ層３８４はコンデンサの特徴を分離して支持するために用いられ、例えば平行誘電金属線である。
【0042】
再び上記表を参照し、開示された試験構造（図１及び図２の１０４）の第１及び第２の導電パターンは対応するＧａＮ系装置（図１及び図２の１０２）の１つ又は複数の導電性部材をシミュレートすることができる。以下、シミュレーションのＧａＮ系装置の代表的な例としてパワーＨＥＭＴ３００を用いて、表中でシミュレートした導電部材の各組み合わせについて説明する。理解すべきなのは、パワーＨＥＭＴ３００は説明的な例として提供されるため、開示された試験構造でシミュレートしたＧａＮ系装置の導電性部材を他の方式で配置することができ、何れも本開示の範囲内にある。
【0043】
例えば、第１の導電パターンと第２の導電パターンはそれぞれゲート電極（Ｇ）３３４と第１のフィールドプレート（ＦＰ）３４０と同時に形成することができ、それによりゲート電極３３４と第１のフィールドプレート３４０との間のある箇所に欠陥が存在する可能性があるか否かを誘発する。例えば、欠陥はゲート電極３３４と第１のフィールドプレート３４０との間に横方向に挿入された誘電体層３２２、ＡｌＧａＮ層３１４又はＧａＮ層３１２の何れかの一部の内部、上に存在できるか、何れかの一部に電気的に結合することができる。このような第１の導電パターンと第２の導電パターンとは、千鳥配置された構造とすることができる。すなわち、第１の導電パターンはゲート電極３３４と同時に形成され、第２の導電パターンは第１のフィールドプレート３４０と同時に形成され、第１の導電パターンは複数の突出部を有することができ、且つ第２の導電パターンの複数の突出部と千鳥配置される。異なる突出部間の横方向のピッチは、約０．２５μｍ～約６μｍの範囲内に配置されてよい。このように、欠陥が第１の導電パターンと第２の導電パターンとの間に存在し、そのサイズが０．２５ミクロン以上であれば、欠陥を検出することができる。また、シミュレートされた窒化ガリウム系装置１０２が占める領域に比べて、第１及び第２の導電パターン（すなわち、試験構造１０４）が占める領域は相対的に小さくてもよく、例えば、幾つかの実施例において、比率は約１％～約１０％である。
【0044】
別の例において、第１の導電パターンと第２の導電パターンはそれぞれ第１のフィールドプレート（ＦＰ）３４０と第２のフィールドプレート（ＦＰ）３７０と同時に形成することができ、それにより第１のフィールドプレート３４０と第２のフィールドプレート３７０との間のある箇所に欠陥が存在する可能性があるか否かを誘発する。例えば、欠陥は第１のフィールドプレート３４０と第２のフィールドプレート３７０との間の誘電体層３５０／３６０の一部の内部、上に存在できるか、一部に結合することができる。このような第１の導電パターンと第２の導電パターンとは、千鳥配置された構造とすることができる。すなわち、第１の導電パターンは第１のフィールドプレート３４０と同時に形成され、第２の導電パターンは第２のフィールドプレート３７０と同時に形成され、第１の導電パターンは複数の突出部を有することができ、且つ第２の導電パターンの複数の突出部と千鳥配置される。異なる突出部間の横方向のピッチは、約０．２５μｍから約６μｍの範囲内に配置されてよい。このように、欠陥が第１の導電パターンと第２の導電パターンとの間に存在し、そのサイズが０．２５ミクロン以上であれば、欠陥を検出することができる。また、シミュレートされた窒化ガリウム系装置１０２が占める領域に比べて、第１及び第２の導電パターン（すなわち、試験構造１０４）が占める領域は相対的に小さくてもよく、例えば、幾つかの実施例において、比率は約１％～約１０％である。
【0045】
別の例において、第１の導電パターン及び第２の導電パターンはそれぞれオーミックコンタクト（Ｏｈｍｉｃ）３３０／３３２及び第１のフィールドプレート（ＦＰ）３４０と同時に形成されてもよく、それによりオーミックコンタクト３３０又は３３２のうちの１つと第１のフィールドプレート３４０との間のある箇所に欠陥が存在する可能性があるか否かを誘発する。例えば、欠陥は第１のフィールドプレート３４０とオーミックコンタクト３３２との間の誘電体層３２２、ＡｌＧａＮ層３１４又はＧａＮ層３１２の何れか１つの一部の内部、上に存在できるか、何れか１つの一部に結合することができる。このような第１の導電パターンと第２の導電パターンとは、千鳥配置された構造とすることができる。すなわち、第１の導電パターンはオーミックコンタクト３３２と同時に形成され、第２の導電パターンは第１のフィールドプレート３４０と同時に形成され、第１の導電パターンは複数の突出部を有することができ、且つ第２の導電パターンの複数の突出部と千鳥配置される。異なる突出部間の横方向のピッチは、約０．２５μｍ～約６μｍの範囲内に配置されてよい。このように、欠陥が第１の導電パターンと第２の導電パターンとの間に存在し、そのサイズが０．２５ミクロン以上であれば、欠陥を検出することができる。また、シミュレートされた窒化ガリウム系装置１０２が占める領域に比べて、第１及び第２の導電パターン（すなわち、試験構造１０４）が占める領域は相対的に小さくてもよく、例えば、幾つかの実施例において、比率は約１％～約１０％である。
【0046】
別の例において、第１の導電パターン及び第２の導電パターンはそれぞれオーミックコンタクト（Ｏｈｍｉｃ）３３０／３３２及びｐドープ窒化ガリウム領域（ｐ－ＧａＮ）３２０と同時に形成することができ、それによりオーミックコンタクト３３０又は３３２のうちの１つとｐドープ窒化ガリウム領域３２０との間のある箇所に欠陥が存在する可能性があるか否かを誘発する。例えば、欠陥はｐドープ窒化ガリウム領域３２０とオーミックコンタクト３３０との間の誘電体層３２２、ＡｌＧａＮ層３１４又はＧａＮ層３１２の何れか１つの一部の内部、上に存在できるか、何れか１つの一部に結合することができる。このような第１の導電パターンと第２の導電パターンとは、千鳥配置された構造とすることができる。すなわち、第１の導電パターンはオーミックコンタクト３３０と同時に形成され、第２の導電パターンはｐドープ窒化ガリウム領域３２０と同時に形成され、第１の導電パターンは複数の突出部を有することができ、且つ第２の導電パターンの複数の突出部と千鳥配置される。異なる突出部間の横方向のピッチは、約０．２５μｍから約６μｍの範囲内に配置されてよい。このように、欠陥が第１の導電パターンと第２の導電パターンとの間に存在し、そのサイズが０．２５ミクロン以上であれば、欠陥を検出することができる。また、シミュレートされた窒化ガリウム系装置１０２が占める領域に比べて、第１及び第２の導電パターン（すなわち、試験構造１０４）が占める領域は相対的に小さくてもよく、例えば、幾つかの実施例において、比率は約１％～約１０％である。
【0047】
別の例において、第１の導電パターン及び第２の導電パターンはそれぞれ導線（Ｍ１）３８２及びフィールドプレート試験（ＦＰ）３４０／３７０と同時に形成されてもよく、それにより導線３８２とフィールドプレート３４０／３７０との間のある箇所に欠陥が存在する可能性があるか否かを誘発する。例えば、欠陥はＩＬＤ層３８０の一部の内部に存在する可能性があり、この部分は導線３８２のうちの１つとフィールドプレート３７０との間に垂直に挿入される。このような第１の導電パターン及び第２の導電パターンはＭＩＭ構造とすることができる。すなわち、第１の導電パターンは導線３８２と同時に形成され、第２の導電パターンはフィールドプレート３７０と同時に形成され、互いに少なくとも一部が垂直に重なる。また、シミュレートされた窒化ガリウム系装置１０２が占める領域に比べて、第１及び第２の導電パターン（すなわち、試験構造１０４）が占める領域は相対的に小さくてもよく、例えば、幾つかの実施例において、比率は約１％～約１０％である。
【0048】
別の例において、第１の導電パターン及び第２の導電パターンはそれぞれ第１のフィールドプレート（ＦＰ）３４０及び第２のフィールドプレート（ＦＰ）３７０と同時に形成されてもよく、フィールドプレート３４０とフィールドプレート３７０との間のある箇所に欠陥が存在する可能性があるか否かを誘発する。例えば、欠陥は誘電体層３５０／３６０の一部に存在する可能性があり、この部分はフィールドプレート３４０とフィールドプレート３７０との間に垂直に挿入される。このような第１の導電パターン及び第２の導電パターンはＭＩＭ構造とすることができる。すなわち、第１の導電パターンは導線３８２と同時に形成され、第２の導電パターンはフィールドプレート３７０と同時に形成され、互いに少なくとも一部が垂直に重なる。また、シミュレートされた窒化ガリウム系装置１０２が占める領域に比べて、第１及び第２の導電パターン（すなわち、試験構造１０４）が占める領域は相対的に小さくてもよく、例えば、幾つかの実施例において、比率は約１％～約１０％である。
【0049】
別の例において、第１の導電パターン及び第２の導電パターンはそれぞれオーミックコンタクト３３０／３３２及びフィールドプレート（ＦＰ）３７０と同時に形成されてもよく、それによりオーミックコンタクト３３０～３３２とフィールドプレート（ＦＰ）３７０との間のある箇所に欠陥が存在する可能性があるか否かを誘発する。例えば、欠陥は誘電体層３５０／３６０の一部の内部に存在する可能性があり、この部分はフィールドプレート３７０とオーミックコンタクト３３２の間に垂直に挿入される。このような第１の導電パターン及び第２の導電パターンはＭＩＭ構造とすることができる。すなわち、第１の導電パターンはオーミックコンタクト３３０／３３２と同時に形成され、第２の導電パターンはフィールドプレート３７０と同時に形成され、互いに少なくとも一部が垂直に重なる。また、シミュレートされた窒化ガリウム系装置１０２が占める領域に比べて、第１及び第２の導電パターン（すなわち、試験構造１０４）が占める領域は相対的に小さくてもよく、例えば、幾つかの実施例において、比率は約１％～約１０％である。
【0050】
開示された試験構造（例えば、図１の１０４）の第１及び第２の導電パターンは対応する窒化ガリウム系装置の導電部材と同時に形成され、理解すべきなのは、第１及び第２の導電パターンのサイズ及び外形はより柔軟に配置することができる。これは第１の導電パターン及び第２の導電パターンが一般的に窒化ガリウム系集積回路（例えば、図１の１００）全体の能動装置の一部として配置されないためである。逆に、第１の導電パターン及び第２の導電パターンを窒化ガリウム系集積回路（例えば、図１の１０２）における能動装置の導電部材をシミュレートするように配置することにより、欠陥が窒化ガリウム系装置の任意の層の内部、その上に存在するか、任意の層に結合するか否かを誘発する。
【0051】
図４、図５、図６、図７、図８及び図９は本開示の各実施例によれば、それぞれ開示された試験構造の第１及び第２の導電パターンの様々な例示的なレイアウト４００、５００、６００、７００、８００及び９００を示す。
【0052】
例えば、図４、図５、図６のレイアウト４００～６００は千鳥配置された構造に形成された第１の導電パターン及び第２の導電パターンを示す。図７～図９のレイアウト７００～９００はＭＩＭ構造に形成された第１の導電パターン及び第２の導電パターンを示す。
【0053】
図４のレイアウト４００において、第１の導電パターンは基部４１０と基部４１０から外部に延伸する複数の突出部４１２を含み、且つ第２の導電パターンは基部４２０と基部４２０から外部に延伸する複数の突出部４２２を含む。突出部４１２の基部４１０からの最遠端と基部４２０はピッチ「Ｓ０」を隔てる。同様に、突出部４２２の基部４２０からの最遠端と基部４１０はピッチ「Ｓ０」を隔てる。具体的には、突出部４１２と突出部４２２は千鳥配置される。例えば、突出部４１２は（例えば、横方向に）ピッチ「Ｓ１」で対応する一対の突出部４２２の間に挿入される。幾つかの実施例において、ピッチＳ０／Ｓ１は約０．２５ミクロン及び６ミクロンの範囲内に配置されてよい。レイアウト４００は更に接続パッド（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｐａｄｓ）（又は試験端）４３０と４４０を含み、それぞれ第１の導電パターンと第２の導電パターンに接続される。接続パッド４３０～４４０は試験システムの各プローブに電気的に接続することができ、それにより第１の導電パターン及び／又は第２の導電パターンに欠陥が存在するか否かを検出し、且つ以下により詳細に説明する。
【0054】
図５のレイアウト５００において、第１の導電パターンは基部５１０と基部５１０から外部に延伸する複数の突出部５１２を含み、且つ第２の導電パターンは基部５２０と基部５２０から外部に延伸する複数の突出部５２２を含む。突出部５１２の基部５１０からの最遠端と基部５２０とはピッチ「Ｓ０」を隔てる。同様に、突出部５２２の基部５２０からの最遠端と基部５１０とはピッチ「Ｓ０」を隔てる。具体的には、突出部５１２と突出部５２２は千鳥配置される。例えば、突出部５１２は（例えば、横方向に）ピッチ「Ｓ１」で対応する一対の突出部５２２の間に挿入されてもよい。幾つかの実施例において、ピッチＳ０／Ｓ１は約０．２５ミクロン及び６ミクロンの範囲内に配置されてよい。レイアウト５００は更に接続パッド（又は試験端）５３０と５４０を含んでもよく、それぞれ第１の導電パターンと第２の導電パターンに接続される。接続パッド５３０～５４０は試験システムの各プローブに電気的に接続されてもよく、それにより第１の導電パターン及び／又は第２の導電パターンに欠陥が存在するか否かを検出し、且つ以下により詳細に説明する。
【0055】
図６のレイアウト６００において、第１の導電パターンは基部と基部６１０に結合された複数の円形部分６１２Ａ、６１２Ｂ及び６１２Ｃを含み、第２の導電パターンは基部６２０と基部６２０に結合された複数の円形部分６２２Ａ、６２２Ｂ及び６２２Ｃを含む。円形部分６１２Ａ～６１２Ｃ、６２２Ａ～６２２Ｃは、複数の同心円を形成していてもよい。具体的には、円形部分６１２Ａ～Ｃと６２２Ａ～Ｃは千鳥配置される。例えば、ここでの１つの円形部分６１２Ａ～Ｃは（横方向に）ピッチ「Ｓ１」で対応する一対の円形部分６２２Ａ～Ｃの間に挿入される。幾つかの実施例において、ピッチＳ１は約０．２５ミクロン及び６ミクロンの範囲内に配置されてよい。レイアウト６００は更に接続パッド（又は試験端子）６３０と６４０を含んでもよく、それぞれ第１の導電パターンと第２の導電パターンに接続される。接続パッド６３０～６４０は試験システムの各プローブに電気的に接続されてもよく、それにより第１の導電パターン及び／又は第２の導電パターンに欠陥が存在するか否かを検出し、且つ以下により詳細に説明する。
【0056】
図７のレイアウト７００において、第１の導電パターンは基部７１０を含み、第２の導電パターンは基部７２０を含み、基部７１０と基部７２０はそれぞれ少なくとも一部が互いに垂直に重なる。基部７１０と基部７２０は類似のサイズ（例えば、面積）を有することができ、且つ両者は何れも矩形又は正方形に形成することができる。基部７１０と基部７２０は互いに横方向にずれてもよく、それにより接続パッド７３０と接続パッド７４０はそれぞれ基部７１０と基部７２０に接続されてもよい。幾つかの実施例において、接続パッド７３０～７４０は個別に貫通孔構造として実現されることができる。接続パッド７３０～７４０は試験システムの各プローブに電気的に接続されてもよく、それにより第１の導電パターン及び／又は第２の導電パターンに欠陥が存在するか否かを検出し、且つ以下により詳細に説明する。
【0057】
図８のレイアウト８００において、第１の導電パターンは基部８１０を含み、第２の導電パターンは基部８２０を含み、基部８１０と基部８２０はそれぞれ少なくとも一部が互いに垂直に重なる。基部８１０と基部８２０はそれぞれ異なるサイズ（例えば、面積）を有することができ、大きいサイズは小さいサイズ（頂部から観察する時）を囲む。基部８１０及び基部８２０は、矩形又は正方形に形成されてもよい。レイアウト８００は更にそれぞれ基部８１０と基部８２０に接続される接続パッド８３０と接続パッド８４０を含む。幾つかの実施例において、接続パッド８３０～８４０は個別に貫通孔構造として実現されることができる。接続パッド８３０～８４０は試験システムの各プローブに電気的に接続されてもよく、それにより第１の導電パターン及び／又は第２の導電パターンに欠陥が存在するか否かを検出し、且つ以下により詳細に説明する。
【0058】
図９の配置９００において、第１の導電パターンは基部９１０を含み、第２の導電パターンは基部９２０を含み、基部９１０と基部９２０はそれぞれ少なくとも一部が互いに垂直に重なる。基部９１０と基部９２０はそれぞれ異なるサイズ（例えば、面積）を有することができ、大きいサイズは小さいサイズ（頂部から観察する場合）を囲む。基部９１０と基部９２０とは、円形に形成されてよい。配置９００は更にそれぞれ基部９１０と基部９２０に接続される接続パッド９３０と接続パッド９４０を含む。幾つかの実施例において、接続パッド９３０～９４０は個別に貫通孔構造として実現されることができる。接続パッド９３０～９４０は試験システムの各プローブに電気的に接続されてもよく、それにより第１の導電パターン及び／又は第２の導電パターンに欠陥が存在するか否かを検出し、且つ以下により詳細に説明する。
【0059】
図１０は、各実施例による窒化ガリウム系装置の種々の欠陥を検出するための試験システム１０００を示す簡略化されたブロック図である。このような試験対象の窒化ガリウム系装置は１つ又は複数の試験構造と同時に製造することができる。したがって、試験システム１０００は試験構造に欠陥が存在するか否かを検出することができ、それによりそのシミュレートされた窒化ガリウム系装置にも欠陥が存在するか否かを推定する。一方では、試験構造及び窒化ガリウム系装置は個片結晶粒（ｓｉｎｇｕｌａｔｅｄ ｄｉｅ）に集積回路を形成することができる。他方で、試験構造及び窒化ガリウム系装置は異なる個片結晶粒に形成することができ、試験構造は後に窒化ガリウム系装置を有する集積回路から除去することができる（例えば、窒化ガリウム系装置が欠陥試験を通過した後）。
【0060】
図に示すように、試験システム１０００は少なくとも１つのコントローラ１０１０及び１つの信号発生器１０２０を含み、互いに動作可能に結合される。単独のブロックとして示されるが、信号発生器１０２０はコントローラ１０１０に組み合わせることができ、何れも本開示の範囲内にある。様々な実施例において、コントローラ１０１０は複数の試験信号を確認することができ、これらの試験信号は支持部材１０６０に置かれた試験対象の窒化ガリウム系装置１０５０に用いられる。例えば、試験信号はそれぞれ窒化ガリウム系装置１０５０をシミュレートする試験構造の第１の導電パターン及び第２の導電パターンに印加された正電圧及び接地電圧を含むことができる。開示されたチャージポンプにより、電圧を１００ボルト（例えば、約６５０ボルト）より高く設定することができ、これに対して、以下に図１１～１２について検討する。試験信号を配置する時、信号発生器１０２０はこれらの試験信号を窒化ガリウム系装置１０５０に印加して欠陥を識別することができる。
【0061】
試験システム１０００は更にプローブカード１０３０を含んでもよく、プローブカード１０３０を複数のプローブ１０４０を支持するように配置する。操作において、プローブカード１０３０を幾つかのプローブ１０４０が窒化ガリウム系装置１０５０の対応する試験構造に接触するまで移動する。この動作は、図１０の縦矢印で示されている。顕微鏡又は拡大率を有する視覚表示装置のようなアライメント装置情報（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｐｐａｒａｔｕｓ）を用いてＸ及びＹ方向にチップを移動してプローブ１０４０を置くことができ、例えば、上記試験構造の１つ又は複数の接続パッド（試験端子）に置く。プローブ１０４０が試験端子と電気的に接触した後、上記試験信号を試験構造（それは最終的な窒化ガリウム系装置１０５０の一部ではないかもしれない）に印加して欠陥を識別することができる。図示しないが、試験システム１０００は複数の（例えば、電圧及び／又は電流）モニタを含むことにより試験信号を印加した後にそれらの試験構造の応答（ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を監視することができる。モニタは、試験信号が印加される試験端子と同じ又は異なる端子を介して、試験構造と電気的に接触してもよい。
【0062】
本開示の各実施例によれば、図１１は１００ボルトより高い高電圧チャージポンプ１１００を出力することができる回路図を示し、図１２は高電圧クロック発生器１２００の回路図を示し、高電圧クロック発生器１２００はチャージポンプ１１００が高電圧を有するクロック信号（及びそれに対応する逆方向クロック信号）を提供することができる。
【0063】
まず図１１を参照し、チャージポンプ１１００は、複数（例えば五つ）の窒化ガリウム系トランジスタ１１０２Ａ、１１０２Ｂ、１１０２Ｃ、１１０２Ｄ及び１１０２Ｅと、複数（例えば四つ）のコンデンサ１１０４Ａ、１１０４Ｂ、１１０４Ｃ及び１１０４Ｄと及び負荷コンデンサ１１０６を有する。チャージポンプ１１００は入力電圧Ｖｉを受信し、且つＶｉの電圧レベルをポンピング（ｐｕｍｐ）する又は他の方式で増加させて出力電圧Ｖｏとすることができる。具体的には、各窒化ガリウム系トランジスタ１１０２Ａ～Ｅはゲートとソース（ｓｏｕｒｃｅ；Ｓ）を互いに接続し（更にダイオードとして使用する）、且つドレインを対応するコンデンサ１１０４Ａ～Ｄのうちの１つに接続することができ、ドレイン（ｄｒａｉｎ；Ｄ）も次段（ｓｔａｇｅ）の窒化ガリウム系トランジスタ１１０２Ａ－Ｅに接続される。各コンデンサ１１０４Ａ～Ｄの他端は、高電圧クロック信号を受けるように構成されている。また、隣接するコンデンサ（例えば１１０４Ａと１１０４Ｂ）はそれぞれ逆の高電圧クロック信号、例えばＨＶ－ＣＬＫとＨＶ－ＣＬＫＢを受信するように配置される。
【0064】
このように、第１のクロック周期にＨＶ－ＣＬＫは低電圧であり且つＨＶ－ＣＬＫＢは高電圧であり、コンデンサ１１０４Ａはダイオードに接続されたトランジスタ１１０２Ａを介して入力電圧Ｖｉ（例えば１００ボルト）にブリッジ接続され、且つコンデンサ１１０４Ａを同じ電圧に充電する。換言すれば、ノードＸ１を約１００ボルトに充電する。第２の（次の）クロック周期にＨＶ－ＣＬＫは高電圧且つＨＶ－ＣＬＫＢは低電圧となるように繰り返して、回路を再構成することにより、コンデンサ１１０４Ａはダイオードに接続されたトランジスタ１１０２Ｂにより、高電圧のＨＶ－ＣＬＫ、次段のコンデンサ１１０４Ｂに直列接続される。これによりノードＸ１とノードＸ２の電圧を倍増させ、すなわち、元の供給（ｓｕｐｐｌｙ）の電圧（１００ボルト）とコンデンサの電圧（１００ボルト）との和にする。この原理に基づいて、チャージポンプ１１００は五段を含み、出力電圧を約５００ボルトまで増加することができる。
【0065】
次に図１２を参照し、クロック発生器１２００は一対の高電圧トランジスタ（例えば高電圧ＨＥＭＴｓ）１２０２及び１２０４を含み、高電圧レベルを有する供給電圧（ＨＶＤＤ、例えば約１００ボルト）と接地（ＶＳＳ）との間に接続される。また、トランジスタ１２０２と１２０４はそれぞれ抵抗１２１２と１２１４によりＨＶＤＤに接続される。トランジスタ１２０２はクロック信号（ＣＬＫ）によってゲート制御（ｇａｔｅｄ）されるように配置され、トランジスタ１２０４は逆方向のクロック信号（ＣＬＫＢ）によってゲート制御されるように配置される。このように、トランジスタ１２０２と１２０４は交互にオン／オフにすることができる。したがって、ＨＶ－ＣＬＫとＨＶ－ＣＬＫＢはそれぞれトランジスタ１２０２と１２０４のドレインの出力とすることができる。
【0066】
図１３は、チャージポンプ１１００（図１１）において実施されるダイオード接続トランジスタ１３００（例えば１１０２Ａ～Ｅ）を示す断面図である。ダイオード接続トランジスタ１３００は、基板１３１０と、基板１３１０上のチャンネル層１３２０と、チャンネル層１３２０上の能動層１３３０とを含む。チャンネル層１３２０と能動層１３３０はそれぞれＧａＮ層３１２とＡｌＧａＮ層３１４（図３）と基本的に類似することができるため、説明を省略する。このような窒化ガリウム系材料を使用すると、その顕著に低い寄生容量（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）のため、ダイオード接続トランジスタ１３００はより高い周波数で動作することができる（シリコン系トランジスタと比較する場合）。ダイオード接続トランジスタ１３００もチャンネル層１３２０の上のソース電極１３４０及びドレイン電極１３５０、及び能動層１３３０の上のゲート電極１３６０を含む。幾つかの他の実施例において、ソース電極１３４０及びドレイン電極１３５０は能動層１３３０の上に形成される。ソース電極１３４０とゲート電極１３６０は短絡接続され、ソース電極１３４０とゲート電極１３６０は共にダイオード接続トランジスタ１３００の第１の端子（例えば陽極）として用いられ、ドレイン電極１３５０は第２の端子（例えば、ダイオード接続トランジスタ１３００の陰極）として用いられる。
【0067】
現在、図１４を参照し、各実施例による窒化ガリウム系装置の欠陥を識別するための例示的な方法１４００のフローチャートを説明する。本明細書に開示されるように、試験構造は、第１の導電パターン及び第２の導電パターンを含むことができ、それぞれ窒化ガリウム系装置の導電部材をシミュレートすることができる。試験システムにより試験構造の１つ又は複数の特性を検査することに基づいて窒化ガリウム系装置における欠陥を識別することができる。したがって、以下の図１４に対する検討は上記幾つかの図（例えば、図３のパワーＨＥＭＴ３００、図４～９に示された第１の導電パターン及び第２の導電パターンのレイアウト４００～９００、図１０の試験システム１０００、図１１のチャージポンプ１１００など）を結合して行う。方法１４００に示す実施例は単なる例示である。したがって、理解すべきなのは、省略、再順序付け及び／又は任意の操作を添加することができ、何れも本開示の範囲内にある。
【0068】
方法１４００は操作１４０２から始まり、操作１４０２では窒化ガリウム系装置をシミュレートする１つ又は複数の試験構造を形成する。図４のレイアウト４００を例として、試験構造の第１の導電パターンと第２の導電パターンは窒化ガリウム系装置の導電部材（例えばそのゲート電極とフィールドプレート、その異なるフィールドプレート、そのオーミックコンタクトとフィールドプレート、又はそのオーミックコンタクトとドープ窒化ガリウム領域）をシミュレートし、且つ第１の導電パターンと第２の導電パターンは互いに横方向に交差する突出部４１２と４２２を有するように形成することができる。図７のレイアウト７００を別の例として、試験構造の第１の導電パターンと第２の導電パターンは窒化ガリウム系装置の導電部材（例えばそのゲート電極とフィールドプレート、その異なるフィールドプレート、そのオーミックコンタクトとフィールドプレート、又はそのオーミックコンタクトとドープ窒化ガリウム領域）をシミュレートし、且つ第１の導電パターンと第２の導電パターンは互いに垂直に重なる対応部分７１０と７２０に形成することができる。
【0069】
方法１４００は操作１４０４に進み、試験信号を試験構造に印加する。レイアウト４００の例を継続し（同時に図１０の試験システム１０００を参照する）、１つのプローブ１０４０は接続パッド４３０を介して正電圧を第１の導電パターン（即ち、基部４１０及び突出部４１２）に印加することができ、もう１つのプローブ１０４０は接続パッド４４０を介して接地電圧を第２の導電パターン（即ち、基部４２０及び突出部４２２）に印加することができる。試験システム１０００は第１の導電パターン及び第２の導電パターンが呈する特性（例えば、ＩＶ曲線）を監視することができる。レイアウト７００の例（同時に図１０の試験システム１０００を参照する）を継続し、１つのプローブ１０４０は接続パッド７３０を介して正高電圧（例えば５００ボルト）を第１の導電パターン（例えば基部７１０）に印加することができ、もう１つのプローブ１０４０は接続パッド７４０を介して接地電圧を第２の導電パターン（即ち、基部７２０）に印加することができる。試験システム１０００は第１の導電パターン及び第２の導電パターンが呈する特性（例えば、ＩＶ曲線）を監視することができる。
【0070】
次に、方法１４００は操作１４０６に進み、任意の異常特徴（又は挙動）を検出したか否かを確認する。異常特徴を検出しなければ、方法１４００は操作１４０８に進んで、窒化ガリウム系装置が欠陥試験を通過したことを確認することができる。他方では、方法１４００は操作１４１０及び１４１２に進んで、欠陥を更に識別することができる。
【0071】
例えば、レイアウト４００に配置された第１の導電パターン及び第２の導電パターンの特性を監視する場合、試験システム１０００は第１の導電パターンと第２の導電パターンとの間の開回路（又は無限抵抗値）を検出することが望ましく、例えばそれらは互いに電気的に分離される。幾つかの状況において、試験システム１０００は、第１の導電パターンと第２の導電パターンとの間の無限抵抗値を確実に検出し、且つ窒化ガリウム系装置が欠陥試験を通過したことを確認することができる（操作１４０８）。幾つかの他の状況において、試験システム１０００は、有限抵抗値を検出する可能性があり、この有限抵抗値に基づいて異常特性を検出することを確認することができる。試験システム１０００は、第１の導電パターンと第２の導電パターンとの間の接続経路が隣り合う突出部４１２、４２２の間に形成された欠陥によるものであることを確認することができる（操作１４１０）。次に、第１の導電パターン及び第２の導電パターンは窒化ガリウム系装置のどの導電性部材をシミュレートし、試験システム１０００はそれらのシミュレートされた導電性部材の間に存在する可能性のある欠陥を識別することができる（操作１４１２）。
【0072】
別の例において、レイアウト７００に配置された第１の導電パターン及び第２の導電パターンの特性（又は挙動）を監視する場合、試験システム１０００は第１の導電パターンと第２の導電パターンとの間に十分に高い降伏電圧があることを検出することを予期することができ、第１の導電パターン及び第２の導電パターンは例えばそれぞれ窒化ガリウム系装置のゲート電極とフィールドプレートをシミュレートする。幾つかの状況において、試験システム１０００は、第１の導電パターンと第２の導電パターンとの間の非常に高い降伏電圧を確実に検出し、且つ窒化ガリウム系装置が欠陥試験を通過したことを確認することができる（操作１４０８）。幾つかの他の状況において、試験システム１０００は、顕著に低い降伏電圧を検出する可能性があり、この降伏電圧に基づいて異常特性の検出を確認することができる。試験システム１０００は、降伏電圧の低下が基部７１０と基部７２０との間に形成された欠陥によるものであることを確認することができる（操作１４１０）。開示されたチャージポンプ１１００の助けによって、第１の導電パターン又は第２の導電パターンのうちの１つに高電圧（例えば、５００ボルトより高い）を印加することができる。このように、欠陥が第１の導電パターン又は第２の導電パターンの何れかと接触しなくても、依然として低下した降伏電圧を検出することができる。次に、第１の導電パターン及び第２の導電パターンは窒化ガリウム系装置のどの導電性部材をシミュレートし、試験システム１０００はそれらのシミュレートされた導電性部材の間に存在する可能性のある欠陥を識別することができる（操作１４１２）。
【0073】
図１５は、各実施例による対応する一つ又は複数の試験構造を窒化ガリウム系装置と同時に製造するための例示的な方法１５００を示すフローチャートである。例えば、方法１５００の少なくとも幾つかの操作（又は工程）を実行することにより、１つ又は複数の試験構造及び窒化ガリウム系装置を製造し、製作する又は形成することができる。説明すべきなのは、方法１５００は単なる例示であり、本開示を限定するものではない。したがって、理解すべきなのは、図１５の方法１５００の前、間及び後に追加の操作を提供することができ、且つ他の幾つかの操作についてここで簡単に説明する。幾つかの実施例において、方法１５００の操作は幾つかの以上の図面を結合して検討することができる（例えば、図１～２の窒化ガリウム系集積回路１００、図３のパワーＨＥＭＴ３００、図４～９に示された第１の導電パターンと第２の導電パターンのレイアウト４００～９００など）。
【0074】
方法１５００は操作１５０２から始まり、操作１５０２は基板上の第１の領域と第２の領域を定義する。例えば、基板（例えば３１０）を提供することができる。基板３１０には、第１の領域と第２の領域を定義してそれぞれ窒化ガリウム系装置とそれに関連する試験構造を形成することができる。図１を例として、窒化ガリウム系装置１０２は基板３１０の第１の領域に設けられてもよく、且つ試験構造１０４は基板３１０の第２の領域に設けられてもよく、第２の領域は第１の領域を囲む。図２の別の例において、窒化ガリウム系装置１０２は基板３１０の第１の領域に設けられてもよく、且つ試験構造１０４Ａ～Ｐは基板３１０の第２の領域に設けられてもよく、第２の領域は第１の領域を囲む。
【0075】
次に、方法１５００は操作１５０４に進み、基板の第１の領域と第２の領域の上に複数の層を形成し、各層は以上に列挙された少なくとも１つの窒化ガリウム系材料を有する。パワーＨＥＭＴ３００（図３）を代表的な例として、ＧａＮ層３１２とＡｌＧａＮ層３１４は順に基板３１０に堆積し、第１の領域と第２の領域を覆う。以上のように、基板３１０の上方に１つ又は複数の他の窒化ガリウム系層を形成することができる。例えばバッファ層は、降伏電圧を増加させるための高抵抗率層及び遷移層を定義し、バッファ層はＧａＮ層３１２と基板３１０との間に基板３１０と上部被覆層との間の格子構造及び熱膨張係数が徐々に変化することに役立つ構造を形成することができる。幾つかの実施例において、バッファ層は１種又は複数種の窒化ガリウム系材料（例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等）を含み、且つ遷移層は徐変するアルミニウム－窒化ガリウム（ＡｌＸＧａ（１－Ｘ）Ｎ）を含む。
【0076】
次に方法１５００は操作１５０６に進み、第１の領域の上に窒化ガリウム系装置のために複数の導電部材を形成し、第２の領域の上に試験構造のために第１の導電パターン及び第２の導電パターンを形成する。幾つかの実施例において、窒化ガリウム系装置の導電部材と試験構造の導電パターンは同時に形成することができるが、それぞれ基板上の第１の領域と第２の領域にある。このように、試験構造の導電パターンは窒化ガリウム系装置の導電部材をシミュレートすることができる。また、導電部材は窒化ガリウム系装置を必要な機能に適用させるサイズ及び外形に形成することができるが、試験構造の導電パターンは異なるサイズ及び外形を意図的に形成することができ、試験構造の欠陥検出の感度を向上させる。
【0077】
例えば、試験構造の第１の導電パターンと第２の導電パターンはそれぞれその対応する窒化ガリウム系ゲート電極（例えば、図３の３３４）とフィールドプレート（例えば、図３の３４０）をシミュレートすることができる。ゲート電極３３４とフィールドプレート３４０は互いに横方向に分離することができるが、第１の導電パターンと第２の導電パターンは千鳥配置された構造に形成することができ、そのそれぞれの突出部は互いに横方向に交差する（例えば、図４のレイアウト４００）。
【0078】
例えば、試験構造の第１の導電パターンと第２の導電パターンはそれぞれその対応する窒化ガリウム系導線（例えば、図３の３８２）とフィールドプレート（例えば、図３の３７０）をシミュレートすることができる。導線３８２とフィールドプレート３７９は互いに垂直に重なっていなくてもよく、又は限られた部分が互いに重なってもよいが、第１の導電パターンと第２の導電パターンはＭＩＭ構造に形成されてもよく、その大部分が互いに重なっている（例えば図７のレイアウト７００）。
【0079】
本開示の一態様は、それぞれ少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する複数の層と、幾つかの層のうちの少なくとも一つに動作可能に結合されるゲート電極と、ゲート電極の第１の側に設けられるソース電極と、ゲート電極の第２の側に設けられるドレイン電極と、ゲート電極とドレイン電極との間に設けられるフィールドプレートと、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の上に設けられる複数の導線と、を含むトランジスタと、それぞれ第１の金属パターンと第２の金属パターンを有し、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極のうちの少なくとも１つ、又は幾つかの導線のうちの少なくとも１つをシミュレートするための複数の試験構造と、を含む半導体装置を開示する。
【0080】
幾つかの実施例において、幾つかの試験構造は、それぞれトランジスタに隣接して設けられる。
【0081】
幾つかの実施例において、第１の金属パターンは第１の基部と複数の第１の突出部を有し、幾つかの第１の突出部は第１の基部から外部へ延び、第２の金属パターンは第２の基部と複数の第２の突出部を有し、幾つかの第２の突出部は第２の基部から外部へ延びる。
【0082】
幾つかの実施例において、幾つかの第１の突出部は、それぞれ隣接する幾つかの第２の突出部の間に一定のピッチで横方向に設けられる。
【0083】
幾つかの実施例において、ピッチは約０．２５ミクロン（μｍ）～約６μｍの範囲内にある。
【0084】
幾つかの実施例において、第１の金属パターンは第１の板を有し、第２の金属パターンは第２の板を有し、且つここで第１の板の第１の部分と第２の板の第２の部分は互いに少なくとも一部が垂直に重なる。
【0085】
幾つかの実施例において、トランジスタは基板上の第１の領域を占め、且つ各試験構造は基板上の第２の領域を占め、且つここで第２の領域と第１の領域との比率は１０％以下である。
【0086】
幾つかの実施例において、各試験構造は対応する第１の金属パターンと対応する第２の金属パターンが短絡するか否かに基づいて、トランジスタに欠陥が発生したか否かを検出するように配置される。
【0087】
幾つかの実施例において、半導体装置は、幾つかの試験構造における第１の試験構造に対応する第１の金属パターン又は対応する第２の金属パターンに接続されるチャージポンプを更に含み、チャージポンプは、少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料から形成され、且つ接続された第１の金属パターン又は接続された第２の金属パターンに６５０ボルト（Ｖ）以上の電圧を供給するように配置される。
【0088】
幾つかの実施例において、第１の試験構造は、第１の試験構造に関連する異常電流－電圧曲線が存在するか否かに基づいて、トランジスタに欠陥が発生したか否かを検出するように配置される。
【0089】
本開示の別の態様は、半導体装置を開示する。半導体装置は第１の半導体結晶粒を含み、第１の半導体結晶粒は複数の第１のトランジスタを含み、各第１のトランジスタは少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する。半導体装置は第２の半導体結晶粒を含み、第２の半導体結晶粒は複数の第２のトランジスタを含み、各第２のトランジスタは少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有する。半導体装置は試験構造を含み、第１の半導体結晶粒と第２の半導体結晶粒の傍らに設けられる。試験構造は、第１の金属パターン及び第２の金属パターンを有し、且つ第１の半導体結晶粒及び第２の半導体結晶粒のうちの１つ又は複数の特徴をシミュレートするように配置されて、少なくとも１つの第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒に欠陥が発生したか否かを確認する。
【0090】
幾つかの実施例において、第１の金属パターンは第１の基部と複数の第１の突出部を有し、幾つかの第１の突出部は第１の基部から外部へ延び、第２の金属パターンは第２の基部と複数の第２の突出部を有し、幾つかの第２の突出部は第２の基部から外部へ延びる。
【0091】
幾つかの実施例において、幾つかの第１の突出部は、それぞれピッチで隣接する幾つかの第２の突出部の間に横方向に設けられる。
【0092】
幾つかの実施例において、ピッチは約０．２５ミクロン（μｍ）～約６μｍの範囲内にある。
【0093】
幾つかの実施例において、第１の金属パターンは第１の板を有し、第２の金属パターンは第２の板を有し、且つ第１の板の第１の部分と第２の板の第２の部分は互いに少なくとも一部が垂直に重なる。
【0094】
幾つかの実施例において、第１の金属パターンと第２の金属パターンは個別に、第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒のゲート電極、又は、第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒のフィールドプレートをシミュレートする。
【0095】
幾つかの実施例において、第１の金属パターンと第２の金属パターンは個別に、第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒のゲート電極と第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒のフィールドプレートと、第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒のソース／ドレイン電極と第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒のフィールドプレートと、第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒のゲート電極と第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒のソース／ドレイン電極、又は、第１の半導体結晶粒又は第２の半導体結晶粒の導線とフィールドプレートをシミュレートする。
【0096】
本開示の別の態様は、半導体装置の試験方法を開示する。該方法は、複数の層を含み、各層は少なくとも１つのＩＩＩ－Ｖ族化合物材料を有するトランジスタを形成することを含む。該方法は、第１の金属パターン及び第２の金属パターンを含み、トランジスタの１つ又は複数の特徴をシミュレートするように配置される試験構造を形成することを含む。該方法は試験構造に関連する電流－電圧曲線に異常挙動が存在するか否かを検出することを含む。該方法は異常挙動の存在を検出したことに応じて、トランジスタに欠陥があることを確認することを含む。
【0097】
幾つかの実施例において、第１の金属パターンは第１の基部と複数の第１の突出部を有し、幾つかの第１の突出部は第１の基部から外部へ延び、第２の金属パターンは第２の基部と複数の第２の突出部を有し、幾つかの第２の突出部は第２の基部から外部へ延び、幾つかの第１の突出部は、それぞれピッチで隣接する幾つかの第２の突出部の間に横方向に設けられ、ピッチは約０．２５ミクロン（μｍ）～約６μｍの範囲内にある。
【0098】
幾つかの実施例において、第１の金属パターンは第１の板を有し、第２の金属パターンは第２の板を有し、且つ第１の板の第１の部分と第２の板の第２の部分は互いに少なくとも一部が垂直に重なる。
【0099】
本明細書で使用される用語「約」及び「およそ」は一般的に前記値のプラスマイナス１０％を指す。例えば、約０．５は０．４５及び０．５５を含み、約１０は９～１１を含み、約１０００は９００～１１００を含む。
【0100】
前述の内容は、いくつかの実施例の特性を概説し、当業者が本開示の内容及び各態様をより良く理解させることができる。当業者にとって、本明細書で開示する内容は、本明細書で紹介される実施例を実行するための同一の目的、及び／又は同一の利点を達成するための他のプロセス及び構造を設計又は修正するための基礎として容易に使用されるできることを理解すべきである。当業者は、このような等価構造は本開示の精神及び範囲から逸脱するものではなく、本明細書で様々な変化、置換、及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【0101】
１００ 窒化ガリウム系集積回路
１０２ 窒化ガリウム系装置
１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅ、１０４Ｆ、１０４Ｇ、１０４Ｈ、１０４Ｉ、１０４Ｊ、１０４Ｋ、１０４Ｌ、１０４Ｍ、１０４Ｎ、１０４Ｏ、１０４Ｐ 試験構造
１０６ 環状構造
３００ 窒化ガリウム系装置／パワーＨＥＭＴ
３１０ 基板
３１２ 第１のＩＩＩ－Ｖ化合物層／ＧａＮ層
３１４ 第２のＩＩＩ－Ｖ化合物層／ＡｌＧａＮ層
３１６ 薄層
３２０ ドープＧａＮ領域
３２２ 誘電体層
３３０ ソース電極／オーミックコンタクト
３３２ ドレイン電極／オーミックコンタクト
３３４ ゲート電極
３４０、３７０ フィールドプレート
３５０、３６０ 誘電体層
３８０ 層間誘電体層
３８２ 導線
３８４ 金属間埋め込み誘電体層
４００、５００、６００、７００、８００、９００ レイアウト
４１０、４２０、５１０、５２０、６１０、６２０、７１０、７２０、８１０、８２０、９１０、９２０ 基部
４１２、４２２、５１２、５２２ 突出部
４３０、４４０、５３０、５４０、６３０、６４０、７３０、７４０、８３０、８４０、９３０、９４０ 接続パッド
６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ、６２２Ａ、６２２Ｂ、６２２Ｃ 円形部分
１０００ 試験システム
１０１０ コントローラ
１０２０ 信号発生器
１０３０ プローブカード
１０４０ プローブ
１０５０ 窒化ガリウム系装置
１０６０ 支持部材
１１００ チャージポンプ
１１０２Ａ、１１０２Ｂ、１１０２Ｃ、１１０２Ｄ、１１０２Ｅ 窒化ガリウム系トランジスタ
１１０４Ａ、１１０４Ｂ、１１０４Ｃ、１１０４Ｄ コンデンサ
１２００ クロック発生器
１２０２、１２０４ 高電圧トランジスタ
１２１２、１２１４ 抵抗
１３００ ダイオード接続トランジスタ
１３１０ 基板
１３２０ チャンネル層
１３３０ 能動層
１３４０ ソース電極
１３５０ ドレイン電極
１３６０ ゲート電極
１４００、１５００ 方法
１４０２、１４０４、１４０６、１４０８、１４１０、１４１２、１５０２、１５０４、１５０６ 操作
Ｄ ドレイン電極
Ｇ ゲート電極
Ｍ１ メタライズ層
Ｓ ソース電極
Ｓ０、Ｓ１ ピッチ
Ｖｉ 入力電圧
Ｖｏ 出力電圧
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４ ノード
１０２ 窒化ガリウム系装置
１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅ、１０４Ｆ、１０４Ｇ、１０４Ｈ、１０４Ｉ、１０４Ｊ、１０４Ｋ、１０４Ｌ、１０４Ｍ、１０４Ｎ、１０４Ｏ、１０４Ｐ 試験構造
１０６ 環状構造
３００ 窒化ガリウム系装置／パワーＨＥＭＴ
３１０ 基板
３１２ 第１のＩＩＩ－Ｖ化合物層／ＧａＮ層
３１４ 第２のＩＩＩ－Ｖ化合物層／ＡｌＧａＮ層
３１６ 薄層
３２０ ドープＧａＮ領域
３２２ 誘電体層
３３０ ソース電極／オーミックコンタクト
３３２ ドレイン電極／オーミックコンタクト
３３４ ゲート電極
３４０、３７０ フィールドプレート
３５０、３６０ 誘電体層
３８０ 層間誘電体層
３８２ 導線
３８４ 金属間埋め込み誘電体層
４００、５００、６００、７００、８００、９００ レイアウト
４１０、４２０、５１０、５２０、６１０、６２０、７１０、７２０、８１０、８２０、９１０、９２０ 基部
４１２、４２２、５１２、５２２ 突出部
４３０、４４０、５３０、５４０、６３０、６４０、７３０、７４０、８３０、８４０、９３０、９４０ 接続パッド
６１２Ａ、６１２Ｂ、６１２Ｃ、６２２Ａ、６２２Ｂ、６２２Ｃ 円形部分
１０００ 試験システム
１０１０ コントローラ
１０２０ 信号発生器
１０３０ プローブカード
１０４０ プローブ
１０５０ 窒化ガリウム系装置
１０６０ 支持部材
１１００ チャージポンプ
１１０２Ａ、１１０２Ｂ、１１０２Ｃ、１１０２Ｄ、１１０２Ｅ 窒化ガリウム系トランジスタ
１１０４Ａ、１１０４Ｂ、１１０４Ｃ、１１０４Ｄ コンデンサ
１２００ クロック発生器
１２０２、１２０４ 高電圧トランジスタ
１２１２、１２１４ 抵抗
１３００ ダイオード接続トランジスタ
１３１０ 基板
１３２０ チャンネル層
１３３０ 能動層
１３４０ ソース電極
１３５０ ドレイン電極
１３６０ ゲート電極
１４００、１５００ 方法
１４０２、１４０４、１４０６、１４０８、１４１０、１４１２、１５０２、１５０４、１５０６ 操作
Ｄ ドレイン電極
Ｇ ゲート電極
Ｍ１ メタライズ層
Ｓ ソース電極
Ｓ０、Ｓ１ ピッチ
Ｖｉ 入力電圧
Ｖｏ 出力電圧
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４ ノード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】