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360_088-121CP-TW

發佈日期 : 2009-04-29
公告號 396541
專利名稱 一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬“絕緣體”半導體式場效電晶體 (全文下載)
公告/公開日 2000/07/01
證書號 116848
申請日 1998/08/24
申請號 087113928
國際分類 H01L-021/8232
公報卷期 27-19
發明人 劉文超
羅文雄
常文龍
申請人 行政院國家科學委員會 台北巿和平東路二段一○六號十八樓
代理人名 江舟峰
摘要 本發明為一種具有高崩潰電壓及極低漏電流之新型雙重單原子層摻雜通道之金屬-”絕緣體”-半導體式場效電晶體,由於以磷化銦銖材料作為閘極蕭特基接觸層,具有較高的閘極位障,而在界面間因有明顯的導帶不連續度△Ec5 的存在,可有效地侷限電子於通道層內,以得到一高轉導值、低漏電流且良好夾止現象的元件特性。而在價帶亦有明顯的不連續度△EV的存在,可有效阻擋電洞因撞擊游離而奔向閘極的作用,故可增加其閘-汲極崩潰電壓。另外,其通道為具有雙重單原子層摻雜,類10似量子井結構的砷化銦鎵磊晶層,使侷限電子的能力更為良好,以提供較高的載子濃度及較大的電子移動率。因雙重單原子層摻雜結構可使通道層內載子濃度呈現均勻分佈,而使元件擁有甚大的閘極電壓操作範圍,以及線性化的轉導值。根據以上所述優點,本發明之元件在高功率,15大信號電路的應用上深俱潛力。
專利範圍 1.一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,包括:
一基板,係由砷化鎵(GaAs)材料形成;
一緩衝層,係由砷化鎵(GaAs)材料形成;
一大能隙阻擋層,係由磷化銦鎵(Ga0.51In0.49P)材料形成;
一類似量子井結構的雙重單原子摻雜通道層,係由小能隙之砷化銦鎵(In0.15Ca0.85As)或砷化鎵(GaAs)材料形成;
一蕭特基(Schottky)接觸層,係由磷化銦鎵(Ga0.51In0.49P)材料形成;
一歐姆接觸層,係由砷化鎵(GaAs)材料形成;及,
金屬層,係包含汲-源極之金-鍺-鎳(Au/Ge/Ni)金屬層,且蒸鍍於上述歐姆接觸層上;以及,
閘極之金(Au)金屬層,係蒸鍍於上述蕭特基(Schottky)接觸層上。
2.如申請專利範圍第1項所述之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,其中該基板係由半絕緣型之砷化鎵(GaAs)所組成。
3.如申請專利範圍第1項所述之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,其中該緩衝層係由無摻雜之砷化鎵(GaAs)材料所組成。
4.如申請專利範圍第1項所述之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,其中該大能隙阻擋層係由無摻雜之磷化銦鎵(Ga
0.51In0.49P)材料所組成。
5.如申請專利範圍第1項所述之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,其中該類似量子井結構的雙重單原子摻雜通道層,係由無摻雜之小能隙砷化銦鎵(In
0.15Ga0.85As)或砷化鎵(GaAs)材料,及n型之雙重單原子摻雜層所組成。
6.如申請專利範圍第1項所述之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,其中該蕭特基(Schottky)接觸層,係由無摻雜之磷化銦鎵(Ga0.51In0.49P)材料所組成。
7.如申請專利範圍第1項所述之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,其中該歐姆接觸層,係由n型摻雜之砷化鎵(GaAs)材料所組成。
8.如申請專利範圍第1項所述之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,其中該汲-源極之金-鍺-鎳金屬層,係蒸鍍於上述n型摻雜之砷化鎵(GaAs)歐姆接觸層上,且皆為歐姆性接觸;而閘極之金金屬層,係蒸鍍於上述無摻雜之磷化銦鎵(Ga0.51In0.49P)蕭特基(Schottky)接觸層上,為蕭特基(Schottky)接觸。
9.如申請專利範圍第5項所述之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體-〞半導體式場效電晶體,其中該類似量子井結構的雙重單原子摻雜通道層之特徵為:該無摻雜之小能隙砷化銦鎵(In0.15Ga0.85As)或砷化鎵(GaAs)層之厚度為200-1000埃;而n型之雙重單原子摻雜層濃度範圍為2ױ011-5ױ012cm-2。
圖式簡單說明:
第一圖為本發明之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體之結構圖;
第二圖為本發明之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體之能帶結構圖;
第三圖為本發明之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體之閘極電流-電壓特性圖;
第四圖為本發明之一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體之輸出電流-電壓三端特性;
第五圖為該一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,當其汲極-源極電壓為7V時,汲極飽和電流和轉導値對閘極電壓之關係圖;
第六圖為該一種高崩潰電壓,低漏電流之金屬-〝絕緣體〞-半導體式場效電晶體,當其汲極-源極電壓為7V時,截止頻率(fT)及最大頻率(fmax)對汲極飽和電流密度(IDS)之關係圖;
雜項資料  
專利權異動
專利申
請案號
授權
註記
質權
註記
讓與
註記
繼承
註記
信託
註記
異議
註記
舉發
註記
消滅
日期
撤銷
日期
專利權
始日
專利權
止日
年費有
效日期
年費有
效年次
087113928 無 無 無 無 無 無 無     20000701 20180823 20120630 12
申請案件狀態
專利申
請案號
狀態異
動日期
案件申
請日期
實體審查
申請日
相關申
請案號
公開號 公告號 證書號 證書型別 狀態異
動資料
087113928 20000701 19980824       396541 116848 發明 初審核准
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