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特許7571935ハイブリッドゲート電界効果トランジスタ、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタを製造する方法、及びスイッチ回路
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-15
(45)【発行日】2024-10-23
(54)【発明の名称】ハイブリッドゲート電界効果トランジスタ、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタを製造する方法、及びスイッチ回路
(51)【国際特許分類】
H01L 21/337 20060101AFI20241016BHJP
H01L 29/808 20060101ALI20241016BHJP
H01L 21/338 20060101ALI20241016BHJP
H01L 29/778 20060101ALI20241016BHJP
H01L 29/812 20060101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
H01L29/80 C
H01L29/80 H
H01L29/80 F
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2023509537
(86)(22)【出願日】2021-08-03
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-30
(86)【国際出願番号】 CN2021110379
(87)【国際公開番号】W WO2022033360
(87)【国際公開日】2022-02-17
【審査請求日】2023-03-16
(31)【優先権主張番号】202010795268.4
(32)【優先日】2020-08-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】503433420
【氏名又は名称】華為技術有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｕａｗｅｉ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｂａｎｔｉａｎ， Ｌｏｎｇｇａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１２９， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ルオ，ゥルイホーン
(72)【発明者】
【氏名】ホワーン，ボーニーン
(72)【発明者】
【氏名】スゥン，ホゥイ
(72)【発明者】
【氏名】ジアーン，チイムオン
(72)【発明者】
【氏名】バオ，チイローン
(72)【発明者】
【氏名】チェン，ジービン
【審査官】恩田 和彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０１７０７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１４３８４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０１７５５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／２３０１３６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－０５３５８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－００４９６７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２９／７７８
Ｈ０１Ｌ ２９／８１２
Ｈ０１Ｌ ２１／３３７
Ｈ０１Ｌ ２１／３３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャネル層と、該チャネル層と積層されたソース、ドレイン、及びゲート構造と、を有するハイブリッドゲート電界効果トランジスタであって、前記ソース、前記ドレイン、及び前記ゲート構造が同じ層内に配置されており、前記ゲート構造は、同じ層内に配置された第１構造層及び第２構造層を有し、該第２構造層は該第１構造層に巻き付いており、該第１構造層は、円柱状、角柱状、又は楕円柱状であり、該第１構造層はＮ型窒化ガリウム層又は真性窒化ガリウム層であり、該第２構造層はＰ型窒化ガリウム層であり、
当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは更にゲートメタル層を有し、該ゲートメタル層は、少なくとも前記第１構造層とオーミック接触している、
ハイブリッドゲート電界効果トランジスタ。
【請求項2】
前記チャネル層は、積層された窒化ガリウム層と窒化アルミニウムガリウムバリア層とを有し、前記ソース、前記ドレイン、及び前記ゲート構造は、前記窒化アルミニウムガリウムバリア層上に配置されている、請求項１に記載のハイブリッドゲート電界効果トランジスタ。
【請求項3】
当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは更に、基板と、該基板上に配置されたバッファ層とを有し、前記窒化ガリウム層は前記バッファ層上に形成されている、
請求項２に記載のハイブリッドゲート電界効果トランジスタ。
【請求項4】
前記基板の材料は、シリコン、サファイア、炭化ケイ素、又は窒化ガリウム材料とすることができる、請求項３に記載のハイブリッドゲート電界効果トランジスタ。
【請求項5】
当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは更にパッシベーション層を有し、該パッシベーション層と前記窒化アルミニウムガリウムバリア層とが積層されており、前記ソース、前記ドレイン、及び前記ゲート構造は、前記パッシベーション層を貫通して前記パッシベーション層の外に露出している、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載のハイブリッドゲート電界効果トランジスタ。
【請求項6】
前記ゲートメタル層は前記第２構造層とショットキー接触している、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のハイブリッドゲート電界効果トランジスタ。
【請求項7】
ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの製造方法であって、チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程であって、該第１構造層及び該第２構造層が同じ層内に配置され、該第２構造層が該第１構造層に巻き付き、該第１構造層は、円柱状、角柱状、又は楕円柱状であり、該第１構造層はＮ型窒化ガリウム層又は真性窒化ガリウム層であり、該第２構造層はＰ型窒化ガリウム層であり、該第１構造層と該第２構造層とでゲート構造を形成する、工程と、
前記チャネル層上にソース及びドレインを形成する工程と、
を有する製造方法。
【請求項8】
チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程は具体的に、前記チャネル層上にエッチング層を形成し、
前記エッチング層内に環状の孔をエッチングし、
前記環状の孔内に前記第２構造層を形成し、
前記エッチング層内に貫通孔をエッチングし、前記第２構造層の内壁が該貫通孔の側壁であり、
前記貫通孔内に前記第１構造層を形成し、前記第２構造層が前記第１構造層に巻き付き、
前記エッチング層の残存部分をエッチング除去する、
ことである、請求項７に記載の製造方法。
【請求項9】
チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程は具体的に、前記チャネル層上にエッチング層を形成し、
前記エッチング層内に貫通孔をエッチングし、
前記貫通孔内に前記第１構造層を形成し、
前記エッチング層内に環状の孔をエッチングし、該環状の孔の外に前記第１構造層の外側壁が露出され、
前記環状の孔内に前記第２構造層を形成し、前記第２構造層が前記第１構造層に巻き付き、
前記エッチング層の残存部分をエッチング除去する、
ことである、請求項７に記載の製造方法。
【請求項10】
チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程は具体的に、前記チャネル層上に、前記第１構造層の材料と同じ材料を持つ材料層を形成し、
前記材料層をエッチングして前記第１構造層を形成し、
イオン注入により前記第２構造層を形成し、前記第２構造層が前記第１構造層に巻き付く、
ことである、請求項７に記載の製造方法。
【請求項11】
チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程は具体的に、前記チャネル層上に、前記第２構造層の材料と同じ材料を持つ材料層を形成し、
前記材料層をエッチングして前記第２構造層を形成し、
イオン注入により前記第１構造層を形成し、前記第２構造層が前記第１構造層に巻き付く、
ことである、請求項７に記載の製造方法。
【請求項12】
基板上にバッファ層を形成する工程と、前記バッファ層上に前記チャネル層を形成する工程と、
を更に有する請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項13】
メインボードと、該メインボード上に配置された請求項１乃至６のいずれか一項に記載のハイブリッドゲート電界効果トランジスタと、を有するスイッチ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この出願は、通信技術の分野に関し、特に、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタ、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタを製造する方法、及びスイッチ回路に関する。
【背景技術】
【0002】
回路スイッチの素子として様々な状況で電界効果トランジスタが広く使用されている。ＧａＮ（窒化ガリウム）系材料を用いた電界効果トランジスタは、材料の特性により、高い移動度及び高い化学的安定性を持ち、より高周波のスイッチとして使用されることができる。
【0003】
ＧａＮ電界効果トランジスタは、チャネルの２次元電子ガスのオン／オフを制御することによってオン／オフ切り換えされる。ＧａＮ電界効果トランジスタは通常２つのタイプに分けられる。１つは、デプレッションモード電界効果トランジスタとも呼ばれるノーマリーオン電界効果トランジスタであり、もう１つは、エンハンスメントモード電界効果トランジスタとも呼ばれるノーマリーオフ電界効果トランジスタである。しかし、電力消費システムの安全性のために、スイッチデバイスは通常、ノーマリーオフであることを要求される。現在、ノーマリーオフデバイスを実現するための幾つかの手法がある。
【0004】
従来技術で提供されるＧａＮ電界効果トランジスタは、ソース、ドレイン、ゲート構造と、ゲートメタル層とを含む。使用時に、ゲートメタル層を用いてゲート構造に電力が供給され、ゲート構造を用いてソースとドレインとの導通が制御される。しかしながら、ゲートメタル層は通常、ゲート構造とショットキー接触しており、ショットキージャンクションは長期の熱電子衝撃によって機能しなくなることがある。これは、低い信頼性のＧａＮ電界効果トランジスタをもたらす。
【発明の概要】
【0005】
この出願は、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性を向上させるような、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタ、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタを製造する方法、及びスイッチ回路を提供する。
【0006】
第１の態様によれば、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタが提供される。当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは、スイッチ回路に適用され、該スイッチ回路のメインデバイスとして使用され、該スイッチ回路のスイッチオン及びスイッチオフを制御するように構成される。当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは、チャネル層と該チャネル層と積層されたソース、ドレイン、及びゲート構造とを含む。ソース、ドレイン、及びゲート構造は同じ層内に配置され、ゲート構造がソースとドレインとの間に位置する。この出願において、ゲート構造は、２つの材料から製造されたハイブリッドゲート構造である。具体的には、ゲート構造は第１構造層及び第２構造層を含む。第１構造層及び第２構造層は同じ層内に配置され、第１構造層及び第２構造層が別々にチャネル層に接続される。さらに、第２構造層は配置時に第１構造層に巻き付く。第１構造層はゲート構造の中央に位置し、第２構造層はゲート構造の外縁に位置する。この出願において、第１構造層はＮ型窒化ガリウム層又は真性窒化ガリウム層であり、第２構造層はＰ型窒化ガリウム層である。当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは更にゲートメタル層を含む。ゲートメタル層は、チャネル層に面しない側であるゲート構造の一方側に配置され、ゲートメタル層は第１構造層とオーミック接触し得る。以上の説明から分かることには、このハイブリッドゲート構造をゲート構造として用いる方式では、ゲート構造が２つの異なる材料を用いて製造され、ハイブリッドゲートの中央に位置する材料がゲートメタル層とオーミック接触して、ゲートメタル層とゲート構造との間の接続の信頼性を向上させ、それにより当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性を向上させ得る。
【0007】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、チャネル層は、積層された窒化ガリウム層と窒化アルミニウムガリウムバリア層とを含み、ソース、ドレイン、及びゲート構造は、窒化アルミニウムガリウムバリア層上に配置される。窒化ガリウム層と窒化アルミニウムガリウムバリア層とを用いることにより、窒化ガリウム層と窒化アルミニウムガリウムバリア層との間にチャネルが形成される。
【0008】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、基板と該基板上に配置されたバッファ層とが更に含められる。窒化ガリウム層は該バッファ層上に形成される。バッファ層を配設することにより、窒化ガリウム層を基板上に担持することができる。
【0009】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、基板の材料は、シリコン、サファイア、炭化ケイ素、又は窒化ガリウム材料とすることができる。基板は異なる材料を用いて製造され得る。
【0010】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、パッシベーション層が更に含められ、該パッシベーション層と窒化アルミニウムガリウムバリア層とが積層され、ソース、ドレイン、及びゲート構造は、パッシベーション層を貫通してパッシベーション層の外に露出する。パッシベーション層を用いることにより、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの構造層が保護される。
【0011】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、第１構造層は、円柱状、角柱状、又は楕円柱状である。第１構造層の形状は様々に選択され得る。
【0012】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、少なくとも１つの第１構造層が存在し得る。例えば、１つ、２つ、３つ、又はそれより多くの第１構造層が存在し得る。
【0013】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、複数の第１構造層が存在する場合、該複数の第１構造層は、一列に、アレイ状に、又は他の配置方式で配置され得る。
【0014】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、ゲートメタル層は第２構造層とショットキー接触する、ゲートメタル層は、ゲート構造の第１構造層及び第２構造層に２つの異なる接続方式でそれぞれ接続される。
【0015】
第２の態様によれば、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタを製造する方法が提供される。当該方法は、
チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程であって、該第１構造層及び該第２構造層が同じ層内に配置され、該第２構造層が該第１構造層に巻き付き、該第１構造層と該第２構造層とでゲート構造を形成する、工程と、
チャネル層上にソース及びドレインを形成する工程と、
を含む。
チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程であって、該第１構造層及び該第２構造層が同じ層内に配置され、該第２構造層が該第１構造層に巻き付き、該第１構造層と該第２構造層とでゲート構造を形成する、工程と、
チャネル層上にソース及びドレインを形成する工程と、
を含む。
【0016】
以上の説明から分かることには、このハイブリッドゲート構造をゲート構造として用いる方式では、ゲート構造が２つの異なる材料を用いて製造され、ハイブリッドゲートの中央に位置する材料がゲートメタル層とオーミック接触して、ゲートメタル層とゲート構造との間の接続の信頼性を向上させ、それにより当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性を向上させ得る。
【0017】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程は具体的に、チャネル層上にエッチング層を形成し、エッチング層内に環状の孔をエッチングし、環状の孔内に第２構造層を形成し、エッチング層内に貫通孔をエッチングし、第２構造層の内壁が該貫通孔の側壁であり、貫通孔内に第１構造層を形成し、第２構造層が第１構造層に巻き付き、エッチング層の残存部分をエッチング除去する、ことである。ゲート構造がエッチング方式で形成される。
【0018】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程は具体的に、チャネル層上にエッチング層を形成し、エッチング層内に貫通孔をエッチングし、貫通孔内に第１構造層を形成し、エッチング層内に環状の孔をエッチングし、該環状の孔の外に第１構造層の外側壁が露出され、環状の孔内に第２構造層を形成し、第２構造層が第１構造層に巻き付き、エッチング層の残存部分をエッチング除去する、ことである。ゲート構造がエッチング方式で形成される。
【0019】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程は具体的に、チャネル層上に、第１構造層の材料と同じ材料を持つ材料層を形成し、材料層をエッチングして第１構造層を形成し、イオン注入により第２構造層を形成し、第２構造層が第１構造層に巻き付く、ことである。ゲート構造がイオン注入の方式で形成される。
【0020】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、チャネル層上に第１構造層及び第２構造層を形成する工程は具体的に、チャネル層上に、第２構造層の材料と同じ材料を持つ材料層を形成し、材料層をエッチングして第２構造層を形成し、イオン注入により第１構造層を形成し、第２構造層が第１構造層に巻き付く、ことである。ゲート構造がイオン注入の方式で形成される。
【0021】
特定の実装可能な一ソリューションにおいて、当該方法は更に、基板上にバッファ層を形成する工程と、バッファ層上にチャネル層を形成する工程と、を含む。
【0022】
第３の態様によれば、スイッチ回路が提供される。当該スイッチ回路は、メインボードと、該メインボード上に配置された、上述の実装のうちのいずれかの実装に従ったハイブリッドゲート電界効果トランジスタと、を含む。以上の説明から分かることには、このハイブリッドゲート構造をゲート構造として用いる方式では、ゲート構造が２つの異なる材料を用いて製造され、ハイブリッドゲートの中央に位置する材料がゲートメタル層とオーミック接触して、ゲートメタル層とゲート構造との間の接続の信頼性を向上させ、それにより当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性を向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】この出願の一実施形態に従ったハイブリッドゲート電界効果トランジスタの構造の概略図である。
【図2】この出願の一実施形態に従ったハイブリッドゲート電界効果トランジスタのゲート構造の上面図である。
【図3】この出願の一実施形態に従ったハイブリッドゲート電界効果トランジスタのゲート構造の他の上面図である。
【図4】この出願の一実施形態に従ったハイブリッドゲート電界効果トランジスタのゲート構造の他の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、添付の図面を参照して、この出願の実施形態を更に説明する。
【0025】
先ず、この出願の実施形態で提供されるハイブリッドゲート電界効果トランジスタを説明する。電界効果トランジスタは、回路スイッチの素子として様々な状況で広く使用されている。ＧａＮ（窒化ガリウム）系材料を用いた電界効果トランジスタは、材料の特性により、高い移動度及び高い化学的安定性を持ち、より高周波のスイッチとして使用されることができ、それ故に、高周波回路スイッチにおいて広く使用されている。
【0026】
ＧａＮ電界効果トランジスタは、チャネルの２次元電子ガスのオン／オフを制御することによってオン／オフ切り換えされる。ＧａＮ電界効果トランジスタは通常２つのタイプに分けられる。１つは、デプレッションモード電界効果トランジスタとも呼ばれるノーマリーオン電界効果トランジスタであり、もう１つは、エンハンスメントモード電界効果トランジスタとも呼ばれるノーマリーオフ電界効果トランジスタである。しかし、電力消費システムの安全性のために、スイッチデバイスは通常、ノーマリーオフであることを要求される。現在、ノーマリーオフデバイスを実現するための幾つかの手法がある。しかしながら、現在のＧａＮ電界効果トランジスタでは通常、ゲートメタルとゲート構造とがショットキージャンクションの方式で接続されているが、ショットキージャンクションは長期の熱電子衝撃によって機能しなくなることがある。これは、低い信頼性をもたらす。これに鑑み、この出願の一実施形態は、電界効果トランジスタの信頼性を向上させるために使用されるハイブリッドゲート電界効果トランジスタを提供する。以下、具体的な添付図面及び実施形態を参照して、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタを詳細に説明する。
【0027】
図１は、この出願の一実施形態に従ったハイブリッドゲート電界効果トランジスタの構造層の概略図である。この出願のこの実施形態で提供されるハイブリッドゲート電界効果トランジスタは、積層された複数の構造層を含む。説明を容易にするため、図１に示すハイブリッドゲート電界効果トランジスタの配置の向きを基準の向きとする。当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは、ａの向きに順に配置された、基板１０、バッファ層２０、チャネル層３０、ソース４０、ドレイン５０、及び構造層６０を含む。以下、上記構造層を、具体的な添付図面を参照して詳細に説明する。
【0028】
基板１０は、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの基礎となるコンポーネントであり、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの様々な機能層を担持するように構成される。具体的に配置されるとき、基板１０が特定の支持強度を持つことを条件として、基板１０は様々な材料を用いて製造され得る。例えば、基板１０は、例えばシリコン、サファイア、炭化ケイ素、又は窒化ガリウムなどの様々な材料を用いて製造された構造層とし得る。基板１０は、様々な材料を用いて製造され得る。
【0029】
オプションのソリューションとして、基板１０には矩形の構造層が選択され得る。しかし、理解されるべきことには、この出願のこの実施形態で提供される基板１０の形状は、矩形構造に限定されず、基板１０が当該ハイブリッドゲートフィールド効果トランジスタの他の機能層を担持するのに十分な面積を持つことを条件として、代わりに例えば楕円形又は多角形などの他の異なる形状であってもよい。
【0030】
基板１０上に更にバッファ層２０が配設され、バッファ層２０は具体的に、例えば化学気相成長及びエピタキシャル成長などのプロセスを用いることによって、基板１０の表面に形成され得る。バッファ層２０は、オプションの構造層として使用される。バッファ層２０は配置中に要求されるように配設され得る。例えば、基板１０がチャネル層３０を直接担持することができる場合、バッファ層２０は配設されなくてもよく、基板１０上に直にチャネル層３０が形成され得る。チャネル層３０の材料が基板１０の材料と相容れないものであり、基板１０上に直にチャネル層３０を形成することはできない場合、基板１０をチャネル層３０から隔離するためにバッファ層２０が配設される。この場合、バッファ層２０はチャネル層３０のキャリア層として使用される。バッファ層２０がチャネル層３０を担持する場合、一方では、バッファ層２０はチャネルを担持するための構造層として用いられることができ、他方では、バッファ層２０は特有の弾性変形性能を更に持つ。バッファ層２０の表面に配置されたチャネル層３０は、バッファ層２０を用いて保護されることができ、その結果、この出願のこの実施形態で提供されるハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性及び安全性が向上される。
【0031】
オプションのソリューションとして、バッファ層２０は、例えば傾斜窒化アルミニウムガリウム、超格子、及び低温窒化アルミニウムなどの様々な材料を用いて製造された構造層とし得る。当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタが具体的に製造されるとき、バッファ層２０を製造するために、要求に基づいて異なる材料が選択され得る。
【0032】
チャネル層３０は、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの機能層であり、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの２次元電子ガスを形成するように構成される。オプションのソリューションとして、チャネル層３０は、ａの向きに積み重ねられた窒化ガリウム層３２と窒化アルミニウムガリウムバリア層３１とを含む。窒化ガリウム層３２と窒化アルミニウムガリウムバリア層３１の間の接触面にチャネルが形成され、窒化ガリウム層３２と窒化アルミニウムガリウムバリア層３１との間の接触面に２次元電子ガスが位置する。
【0033】
チャネル層３０が具体的に配設されるとき、窒化ガリウム層３２は、バッファ層２０上に配置され、例えば、エッチング又はイオン注入などのプロセスを用いてバッファ層２０上に直接形成され得る。基板１０がチャネル層３０を直接担持する場合、窒化ガリウム層３２は、例えばエッチング又はイオン注入などのプロセスを用いて基板１０上に直接製造され得る。窒化アルミニウムガリウムバリア層３１は、基板１０に面しない側の窒化ガリウム層３２の表面上に配置される。製造において、窒化アルミニウムガリウムバリア層３１も、例えばエッチング又はイオン注入などの上述のプロセスを用いて製造され得る。
【0034】
上述の構造に加えて、チャネル層３０は別の構造を用いてもよい。例えば、チャネル層３０は、窒化ガリウム層、窒化アルミニウムガリウムバリア層、及び該窒化ガリウム層と該窒化アルミニウムガリウムバリア層との間に位置する窒化アルミニウム層を含む三層構造を含む。チャネルも３層構造を用いて形成され得る。
【0035】
ソース・ドレイン層は、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの機能層であり、ソース４０、ドレイン５０、及びゲート構造層６０を含む。図１に示すように、ソース４０、ゲート構造層６０、及びドレイン５０は、チャネル層３０上の同じ層内に配置され、チャネル層３０に電気的に接続される。ソース４０及びドレイン５０は別々に外部回路に接続するように構成され、ゲート構造層６０はチャネルの開閉を制御するように構成される。ゲート構造層６０がチャネルを導通に制御するとき、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは閉状態となり、ソース４０及びドレイン５０に接続された回路が導通することができる。ゲート構造層６０がチャネルを切断に制御するとき、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは切断状態となり、ソース４０及びドレイン５０に接続された回路が切断される。
【0036】
ゲート構造層６０、ソース４０、及びドレイン５０は別々に窒化アルミニウムガリウムバリア層３１に接続され、窒化アルミニウムガリウムバリア層３１を用いてソース４０及びドレイン５０がチャネルと連通し得る。ゲート構造層６０は窒化アルミニウムガリウムバリア層３１を用いてチャネルに接続され、チャネル内にある電子を空乏化させ得る。ゲート構造層６０がチャネルを導通に制御するとき、チャネル内に電子が位置し、チャネルのそれら電子を用いてソース４０とドレイン５０が導通し得る。ゲート構造層６０がチャネルを切断に制御するとき、ゲート構造層６０によって電子が空乏化され、チャネル内に自由電子が存在せず、ソース４０とドレイン５０が切断される。
【0037】
ソース４０、ドレイン５０、及びゲート構造層６０が具体的に配設されるとき、ゲート構造層６０は、ソース４０とドレイン５０との間に置かれてソース４０をドレイン５０から離隔させる。理解されるべきことには、ゲート構造層６０、ドレイン５０、及びソース４０が具体的に配設されるとき、ゲート構造層６０とソース４０及びドレイン５０との間の電気絶縁を確実にするために、ゲート構造層６０とソース４０及びドレイン５０との間に隙間が空けられる。
【0038】
この出願のこの実施形態で提供されるゲート構造層６０はハイブリッドゲート構造を用いており、該ハイブリッドゲート構造は２つの材料で形成される。例えば、ゲート構造層６０は第１構造層６２と第２構造層６１とを含む。第１構造層６２及び第２構造層６１は同じ層内に配置され、第１構造層６２及び第２構造層６１は別々にチャネル層３０に接続される。この出願のこの実施形態において、第１構造層６２及び第２構造層６１は相異なる材料を用いて製造される。第１構造層６２はＮ型窒化ガリウム層又は真性窒化ガリウム層であり、第２構造層６１はＰ型窒化ガリウム層である。該ハイブリッドゲート構造は、以下の材料で構成されることができ、すなわち、Ｐ型窒化ガリウム＋Ｎ型窒化ガリウム、又はＰ型窒化ガリウム＋真性窒化ガリウムで構成されることができる。具体的な製造において、該ハイブリッドゲート構造を製造するために、要求に基づいていずれかの組み合わせが選択され得る。
【0039】
当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは更にゲートメタル層７０を含む。ゲートメタル層７０は、ゲート構造層６０に接続するように構成されるとともに、チャネルの開閉を制御するためにゲート構造層６０に制御電圧を印加するように構成される。
【0040】
なおも図１を参照するに、ゲートメタル層７０は、ゲート構造層６０と積層され、チャネル層３０に面しない側のゲート構造層６０の表面上に位置する。説明を容易にするため、チャネル層３０に面しない側のゲート構造層６０の表面をゲート構造層６０の頂面と称する。ゲート構造層６０の頂面で、第１構造層６２が第２構造層６１の外に露出され、すなわち、ゲート構造層６０の上面は、第１構造層６２の表面と第２構造層６１の表面とで構成される。ゲート構造層６０がゲートメタルに接続されるとき、ゲート構造層６０の頂面は、ゲート構造層６０がゲートメタル層７０に接続される表面である。ゲート構造層６０に接続されるとき、ゲートメタル層７０は、少なくとも第１構造層６２とオーミック接触する。ゲートメタル層７０は、例えば銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、クロム、又は金などの一般的な導電性金属材料を用いて製造され得る。第１構造層６２がＮ型窒化ガリウム層又は真性窒化ガリウム層を用いる場合、ゲートメタル層７０は、例えばＮ型窒化ガリウム層又は真性窒化ガリウム層などの半導体材料と直接オーミック接触し得る。金属と半導体との間にオーミック接触を形成することは、接触点に純粋な抵抗が形成されることを意味し、該抵抗が小さいほど良く、コンポーネントが動作するとき、電圧の大部分が、接触面にではなく活性領域に印加されるようになる。さらに、オーミック接触は長期の熱電子衝撃を持たず、信頼性が高い。ゲートメタル層７０とゲート構造層６０との間にオーミック接触を用いることにより、ゲートメタル層７０とゲート構造層６０との間の接続の信頼性が向上し、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性が更に向上する。
【0041】
ゲートメタル層７０は、少なくとも第１構造層６２とオーミック接触しており、これらに限定されないが、以下の２つの特定の接続方式を含む。
【0042】
（１）ゲートメタル層７０が第１構造層６２のみとオーミック接触する。ゲートメタル層７０と第１構造層６２との間のオーミック接触は、ゲートメタル層７０の電流がより良好に第１構造層６２に与えられることを可能にする。
【0043】
（２）ゲートメタル層７０が第１構造層６２とオーミック接触するとともに、ゲートメタル層７０が第２構造層６１とショットキー接触する。ゲートメタル層７０がゲート構造層６０の第１構造層６２及び第２構造層６１にそれぞれ異なる２つの接続方式で接続される。ゲートメタル層７０が相異なる方式で第１構造層６２及び第２構造層６１と別々に接触して電気接続を実現するものの、ショットキー接触の抵抗は高いため、電圧は依然としてオーミック接触を通じてゲート構造層６０に印加される。
【0044】
当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは更にパッシベーション層８０を含み、パッシベーション層８０は、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの各機能層を保護するように構成される。配置において、パッシベーション層８０と窒化アルミニウムガリウムバリア層３１とが積層される。理解されるべきことには、ソース４０、ドレイン５０、及びゲート構造層６０を外部回路及び制御回路に接続できることを確保するために、上述の構造を配設するときに、ソース４０、ドレイン５０、及びゲート構造層６０はパッシベーション層８０を貫通してパッシベーション層８０の外に露出される。ソース４０、ドレイン５０、及びゲート構造層６０の露出した部分が、外部回路及び制御回路への接続に使用され得る。
【0045】
オプションのソリューションにおいて、パッシベーション層８０は、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸窒化シリコン、又は他の一般的な材料を用いて製造され得る。
【0046】
理解されるべきことには、パッシベーション層８０は当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタのオプションの構造層である。当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの適用環境が比較的安全である場合、パッシベーション層８０は配設されなくてもよい。
【0047】
第１構造層６２及び第２構造層６１が具体的に製造されるとき、第１構造層６２はゲート構造層６０の中央に位置し、第２構造層６１はゲート構造層６０の外縁に位置し、第２構造層６１が第１構造層６２に巻き付く。しかしながら、第１構造層６２は異なる形状及び構造を用いてもよい。以下、第１構造層６２及び第２構造層６１の具体的な構造形態を、添付の図面を参照して説明する。
【0048】
図２は、ゲート構造層の上面図を示している。第２構造層６１が第１構造層６２に巻き付いており、第１構造層６２はゲート構造層６０の中央に位置し、第２構造層６１はゲート構造層６０の外縁に位置する。２つの第１構造層６２が存在しており、各第１構造層６２は長方形構造である。２つの第１構造層６２が具体的に配設されるとき、２つの第１構造層６２は間隔を空けられ、各第１構造層６２が第２構造層６１によって取り囲まれる。
【0049】
図３は、他のゲート構造層の上面図を示している。第２構造層６１が第１構造層６２に巻き付いており、第１構造層６２はゲート構造層６０の中央に位置し、第２構造層６１はゲート構造層６０の外縁に位置する。２つの第１構造層６２が存在しており、各第１構造層６２は円形構造である。２つの第１構造層６２が具体的に配設されるとき、２つの第１構造層６２は間隔を空けられ、各第１構造層６２が第２構造層６１によって取り囲まれる。
【0050】
図４は、他のゲート構造層６０の上面図を示している。第２構造層６１が第１構造層６２に巻き付いており、第１構造層６２はゲート構造層６０の中央に位置し、第２構造層６１はゲート構造層６０の外縁に位置する。２つの第１構造層６２が存在しており、それら第１構造層６２のうち一方は円形状であり、それら第１構造層６２のうち他方は長方形状である。２つの第１構造層６２が具体的に配設されるとき、２つの第１構造層６２は間隔を空けられ、各第１構造層６２が第２構造層６１によって取り囲まれる。
【0051】
図２、図３、及び図４から分かることには、この出願のこの実施形態で提供される第１構造層６２は、異なる断面形状の柱状構造を用い得る。図２、図３、及び図４は、第１構造層６２の幾つかの特定の断面形状を具体的に例示しているにすぎない。この出願のこの実施形態で提供される第１構造層６２の断面には代わりに他の形状が選択されてもよい。これはここで特に限定されることではない。
【0052】
理解されるべきことには、この出願のこの実施形態において、第１構造層６２の数は限定されるものではない。図２、図３、又は図４に示した２つの第１構造層６２に加えて、例えば１つ、３つ、又は４つなど、異なる数の第１構造層６２が用いられてもよい。具体的に、第１構造層６２の数は要求に基づいて設定され得る。
【0053】
また、複数の第１構造層６２が用いられる場合、それら第１構造層６２の配置は、この出願のこの実施形態において特に限定されるものではない。第１構造層６２は、例えば一列配置、アレイ配置、三角形配置、Ｘ字形配置、又は円形配置など、様々な配置方式で配置され得る。ゲートメタル層７０とのオーミック接触が達成されることを確保しさえすればよい。
【0054】
オプションのソリューションにおいて、ゲート構造６０の断面積に対する第１構造層６２の断面積の割合は５％と５０％との間である。例えば、ゲート構造６０の断面積に対する第１構造層６２の断面積の割合は、５％、１０％、１５％、２５％、３０％、３５％、５０％、又はこれらに類するもののうちのいずれかの割合とし得る。理解されるべきことには、複数の第１構造層６２が存在する場合、第１構造層６２の断面積は、それら全ての第１構造層６２の断面積の和を指す。
【0055】
以上の説明から分かることには、この出願のこの実施形態で提供されるハイブリッドゲート電界効果トランジスタでは、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタのゲート構造層６０が、第１構造層６２と第２構造層６１とを用いて形成される。斯くして、ゲートメタル層７０をゲート構造層６０に比較的小さい抵抗のオーミック接触方式で接続することができ、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性を向上させる。
【0056】
この出願のこの実施形態で提供されるハイブリッドゲート電界効果トランジスタの理解を容易にするため、以下、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタを製造する方法を、添付の図面を参照して詳細に説明する。この出願の実施形態において、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタは、複数の異なる製造方法を用いて製造されることができ、それらを以下にて１つずつ説明する。
【0057】
【0058】
工程００１： チャネル層上にエッチング層を形成する。
【0059】
図５ａを参照するに、基板１０、バッファ層２０、窒化ガリウム層３２、及び窒化アルミニウムガリウムバリア層３１が、例えばエピタキシャル成長及び堆積などのプロセスを用いた積層を通じて形成される。窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上にエッチング層１００が形成されるとき、エッチング層１００は例えばコーティング又は堆積などの手法で窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に直接形成され得る。理解されるべきことには、エッチング層１００の厚さはゲート構造層６０の厚さ以上にされるべきである。
【0060】
工程００２： エッチング層内に環状の孔をエッチングする。
【0061】
図５ｂを参照するに、エッチングプロセスを用いてエッチング層１００内に環状の孔１０１が形成され、環状の孔１０１がエッチング層１００を貫通することで、環状の孔１０１内で窒化アルミニウムガリウムバリア層３１が露出される。環状の孔１０１の形状は第２構造層６１の形状と一致し、環状の孔１０１内に第２構造層６１を形成するのに使用される。また、環状の孔１０１の中の物理構造（残存エッチング層１００）の形状は第１構造層６２の形状と一致し、第１構造層６２のために空間を残して第２構造層６１を形成する。
【0062】
工程００３： 環状の孔内に第２構造層を形成する。
【0063】
図５ｃを参照するに、例えばエピタキシャル成長及び堆積などの手法で環状の孔１０１内に第２構造層６１が形成される。形成された第２構造層６１は窒化アルミニウムガリウムバリア層３１と接触する。
【0064】
工程００４： エッチング層内に貫通孔をエッチングする。
【0065】
図５ｄを参照するに、第２構造層６１の周辺のエッチング層１００がエッチング除去され、第２構造層６１の中に位置するエッチング層のみが保持される。図５ｅを参照するに、新たなエッチング層２００が形成される。新たに形成されたエッチング層２００は、第２構造層６１と元のエッチング層１００の残存構造とを覆う。新たに形成されたエッチング層２００にエッチングを行って貫通孔２０１を形成する。貫通孔２０１は第２構造層６１の中に位置する。また、第２構造層６１の内側壁が貫通孔２０１の側壁として使用され、窒化アルミニウムガリウムバリア層３１の頂面が貫通孔２０１の底壁として使用される。
【0066】
工程００５： 貫通孔内に第１構造層を形成する。
【0067】
図５ｆを参照するに、例えばエピタキシャル成長又は堆積などの手法で貫通孔内に第１構造層６２が形成される。第１構造層６２は第２構造層６１及び窒化アルミニウムガリウムバリア層３１と別々に接触する。
【0068】
また、第１構造層６２が形成されるとき、新たに形成されたエッチング層が第２構造層６１を覆っているため、形成される第１構造層６２は第２構造層６１を覆わない。製造後、第１構造層６２と第２構造層６１が同じ層内に配置されており、第２構造層６１が第１構造層６２に巻き付いている。
【0069】
第１構造層６２が形成された後、エッチング層の残りの部分がエッチング除去されて、第１構造層６２と第２構造層６１とを含むゲート構造層６０が露出される。
【0070】
工程００６： チャネル層上に別の層構造を形成する。
【0071】
図５ｇを参照するに、チャネル層３０上にソース４０及びドレイン５０が形成される。具体的には、ソース４０及びドレイン５０は、例えば堆積又はエピタキシャル成長などのプロセスを用いて窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に形成され得る。
【0072】
先ず、パッシベーション層８０が用意され、ソース４０、ドレイン５０、及びゲートメタル層７０に対応する貫通孔を形成するようにパッシベーション層８０がエッチングされ、そして、それら貫通孔内にそれぞれソース４０、ドレイン５０、及びゲートメタル層７０が形成される。形成されたゲートメタル層７０は第１構造層６２とオーミック接触するとともに、第２構造層６１とショットキー接触する。
【0073】
上述の製造プロセスから分かることには、エッチングと堆積のプロセスを用いてゲート構造層６０が形成され得る。また、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタのゲート構造層６０は、ゲートメタル層７０をゲート構造層６０に小さい抵抗のオーミック接触方式で接続することができるように第１構造層６２及び第２構造層６１を用いて形成され、それにより当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性が向上される。
【0074】
【0075】
工程００１： チャネル層上にエッチング層を形成する。
【0076】
図６ａを参照するに、基板１０、バッファ層２０、窒化ガリウム層３２、及び窒化アルミニウムガリウムバリア層３１が、例えばエピタキシャル成長及び堆積などのプロセスを用いた積層を通じて形成される。窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上にエッチング層１００が形成されるとき、エッチング層１００は例えばコーティング又は堆積などの手法で窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に直接形成され得る。理解されるべきことには、エッチング層１００の厚さはゲート構造層６０の厚さ以上にされるべきである。
【0077】
工程００２： エッチング層内に貫通孔をエッチングする。
【0078】
図６ｂを参照するに、エッチングプロセスを用いてエッチング層１００内に貫通孔１０３が形成され、貫通孔１０３がエッチング層１００を貫通することで、貫通孔１０３内で窒化アルミニウムガリウムバリア層３１が露出される。貫通孔１０３の形状は第１構造層６２の形状と一致し、残ったエッチング層１００が、貫通孔１０３内に第１構造層６２を形成するのに使用される。
【0079】
工程００３： 貫通孔内に第１構造層を形成する。
【0080】
図６ｃを参照するに、例えばエピタキシャル成長及び堆積などの手法で貫通孔１０３内に第１構造層６２が形成される。形成された第１構造層６２は窒化アルミニウムガリウムバリア層３１と接触する。
【0081】
工程００４： エッチング層内に環状の孔をエッチングする。
【0082】
図６ｄを参照するに、環状の孔１０４を形成するように第１構造層６２の周辺のエッチング層１００がエッチング除去される。環状の孔１０４の中で第１構造層６２の外側壁が露出され、それ故に、後に製造される第２構造層６１が第１構造層６２と接触することができる。
【0083】
工程００５： 環状の孔内に第２構造層を形成する。
【0084】
図６ｅを参照するに、第２構造層６１は例えばエピタキシャル成長又は堆積などの手法で環状の孔１０４内に形成される。第２構造層６１は、第１構造層６２及び窒化アルミニウムガリウムバリア層３１と別々に接触する。
【0085】
図６ｆを参照するに、第２構造層６１が形成された後、エッチング層１００の残りの部分がエッチング除去されて、第１構造層６２と第２構造層６１とを含むゲート構造層６０が露出される。
【0086】
工程００６： チャネル層上に別の層構造を形成する。
【0087】
図６ｇを参照するに、チャネル層３０上にソース４０及びドレイン５０が形成される。具体的には、ソース４０及びドレイン５０は、例えば堆積又はエピタキシャル成長などのプロセスを用いて窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に形成され得る。
【0088】
先ず、パッシベーション層８０が用意され、ソース４０、ドレイン５０、及びゲートメタル層７０に対応する貫通孔１０３を形成するようにパッシベーション層８０がエッチングされ、そして、それら貫通孔１０３内にそれぞれソース４０、ドレイン５０、及びゲートメタル層７０が形成される。形成されたゲートメタル層７０は第１構造層６２とオーミック接触するとともに、第２構造層６１とショットキー接触する。
【0089】
上述の製造プロセスから分かることには、エッチングと堆積のプロセスを用いてゲート構造層６０が形成され得る。また、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタのゲート構造層６０は、ゲートメタル層７０をゲート構造層６０に小さい抵抗のオーミック接触方式で接続することができるように第１構造層６２及び第２構造層６１を用いて形成され、それにより当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性が向上される。
【0090】
【0091】
工程００１： チャネル層上に、第２構造層と同じ材料を有する材料層を形成する。
【0092】
図７ａを参照するに、基板１０、バッファ層２０、窒化ガリウム層３２、及び窒化アルミニウムガリウムバリア層３１が、例えばエピタキシャル成長及び堆積などのプロセスを用いた積層を通じて形成される。窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に材料層３００が形成されるとき、材料層３００は例えばエピタキシャル成長又は堆積などの手法で窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に直接形成され得る。理解されるべきことには、材料層３００の厚さはゲート構造層６０の厚さ以上にされるべきである。
【0093】
工程００２： 材料層をエッチングして第２構造層を形成する。
【0094】
図７ｂを参照するに、材料層３００をエッチングすることにより、ゲート構造層６０と同じサイズを持つ第２構造層６１が形成される。
【0095】
工程００３： イオン注入を通じて第１構造層を形成する。
【0096】
図７ｃを参照するに、第２構造層６１にカウンターイオンを注入する手法で第１構造層６２が形成され、カウンターイオンが注入された第２構造層６１の部分が第１構造層６２として使用され、カウンターイオンが注入されていない部分がゲート構造層６０の第２構造層６１として使用される。第２構造層６１は第１構造層６２に巻き付いており、形成される第１構造層６２の形状については、図２－図４における関連する説明を参照されたい。
【0097】
工程００４： チャネル層上に別の層構造を形成する。
【0098】
図７ｄを参照するに、チャネル層３０上にソース４０及びドレイン５０が形成される。具体的には、ソース４０及びドレイン５０は、例えば堆積又はエピタキシャル成長などのプロセスを用いて窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に形成され得る。
【0099】
先ず、パッシベーション層８０が用意され、ソース４０、ドレイン５０、及びゲートメタル層７０に対応する貫通孔を形成するようにパッシベーション層８０がエッチングされ、そして、それら貫通孔内にそれぞれソース４０、ドレイン５０、及びゲートメタル層７０が形成される。形成されたゲートメタル層７０は第１構造層６２とオーミック接触するとともに、第２構造層６１とショットキー接触する。
【0100】
上述の製造プロセスから分かることには、イオン注入プロセスを用いてゲート構造層６０が形成され得る。また、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタのゲート構造層６０は、ゲートメタル層７０をゲート構造層６０に小さい抵抗のオーミック接触方式で接続することができるように第１構造層６２及び第２構造層６１を用いて形成され、それにより当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性が向上される。
【0101】
【0102】
工程００１： チャネル層上に、第２構造層と同じ材料を有する材料層を形成する。
【0103】
図８ａを参照するに、基板１０、バッファ層２０、窒化ガリウム層３２、及び窒化アルミニウムガリウムバリア層３１が、例えばエピタキシャル成長及び堆積などのプロセスを用いた積層を通じて形成される。窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に材料層４００が形成されるとき、材料層４００は例えばエピタキシャル成長又は堆積などの手法で窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に直接形成され得る。理解されるべきことには、材料層４００の厚さはゲート構造層６０の厚さ以上にされるべきである。
【0104】
工程００２： 材料層をエッチングして第１構造層を形成する。
【0105】
図８ｂを参照するに、材料層４００をエッチングすることにより、ゲート構造層６０と同じサイズを持つ第１構造層６２が形成される。
【0106】
工程００３： イオン注入を通じて第２構造層を形成する。
【0107】
図８ｃを参照するに、第１構造層６２にカウンターイオンを注入する手法で第２構造層６１が形成され、カウンターイオンが注入された第１構造層６２の部分が第２構造層６１として使用され、カウンターイオンが注入されていない部分がゲート構造層６０の第１構造層６２として使用される。第２構造層６１は第１構造層６２に巻き付いており、形成される第１構造層６２の形状については、図２－図４における関連する説明を参照されたい。
【0108】
工程００４： チャネル層上に別の層構造を形成する。
【0109】
図８ｄを参照するに、チャネル層３０上にソース４０及びドレイン５０が形成される。具体的には、ソース４０及びドレイン５０は、例えば堆積又はエピタキシャル成長などのプロセスを用いて窒化アルミニウムガリウムバリア層３１上に形成され得る。
【0110】
先ず、パッシベーション層８０が用意され、ソース４０、ドレイン５０、及びゲートメタル層７０に対応する貫通孔を形成するようにパッシベーション層８０がエッチングされ、そして、それら貫通孔内にそれぞれソース４０、ドレイン５０、及びゲートメタル層７０が形成される。形成されたゲートメタル層７０は第１構造層６２とオーミック接触するとともに、第２構造層６１とショットキー接触する。
【0111】
上述の製造プロセスから分かることには、イオン注入プロセスを用いてゲート構造層６０が形成され得る。また、当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタのゲート構造層６０は、ゲートメタル層７０をゲート構造層６０に小さい抵抗のオーミック接触方式で接続することができるように第１構造層６２及び第２構造層６１を用いて形成され、それにより当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性が向上される。
【0112】
以上の説明から分かることには、この出願の実施形態で提供されるハイブリッドゲート電界効果トランジスタは複数の異なる手法で製造され得る。また、形成されるハイブリッドゲート電界効果トランジスタにおいて、ハイブリッドゲート電界効果トランジスタのゲート構造層６０は、ゲートメタル層７０をゲート構造層６０に小さい抵抗のオーミック接触方式で接続することができるように第１構造層６２及び第２構造層６１を用いて形成され、それにより当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性が向上される。
【0113】
この出願の一実施形態は更にスイッチ回路を提供する。当該スイッチ回路は、ＡＣ－ＤＣ変換回路、高電圧変換回路、又はハーフブリッジ整流回路内のスイッチ回路とし得る。当該スイッチ回路は、メインボードと、該メインボード上に配置された、上述の実装のうちのいずれかの実装に従ったハイブリッドゲート電界効果トランジスタと、を含む。以上の説明から分かることには、このハイブリッドゲート構造をゲート構造層６０として用いる方式では、ゲート構造層６０が２つの異なる材料を用いて製造され、ハイブリッドゲートの中央に位置する材料がゲートメタル層７０とオーミック接触して、ゲートメタル層７０とゲート構造層６０との間の接続の信頼性を向上させ、それにより当該ハイブリッドゲート電界効果トランジスタの信頼性を向上させ得る。
【0114】
明らかなことには、当業者は、この出願の精神及び範囲から逸脱することなく、この出願に対して様々な変更及び変形を為すことができる。この出願は、以下の請求項及びそれらと均等な技術によって定められる保護範囲に入る限り、この出願に対するそれらの変更及び変形に及ぶことを意図している。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図5d】
【図5e】
【図5f】
【図5g】
【図6a】
【図6b】
【図6c】
【図6d】
【図6e】
【図6f】
【図6g】
【図7a】
【図7b】
【図7c】
【図7d】
【図8a】
【図8b】
【図8c】
【図8d】