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질화물 반도체 소자 및 이의 제조 방법

  • 기술번호 : KST2015068578
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요약 질화물 반도체 소자 및 이의 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예들은, 질화물 박막을 철 원자와 탄소 원자를 이용하여 순차적으로 도핑한 다음, 그 상부에는 도핑되지 아니한 층을 형성시킴으로써 누설 전류를 최소화하고, 항복 전압의 저감을 최소화할 수 있다. 본 발명의 실시 예들은, 질화물 박막의 성장 시에 결정성에 영향을 미치지 않는 철을 하부에 먼저 도핑하고, 철 도핑에 의한 메모리 효과가 발생하는 구간엔 탄소을 도핑함으로써 전위(dislocation)의 양을 줄이고, 이와 함께 박막에 존재하는 자유 전자를 줄일 수 있다. 본 발명의 실시 예들은, 질화물 박막이 고 저항성을 갖도록 함으로써 2차원 전자 가스 채널의 특성을 저해하지 아니하고, 이와 함께 고 내압의 효과를 가진다. 또한, 고전압에서 소자를 작동할 시에 누설 전류를 최소화함과 동시에 2DEG 채널의 캐리어 농도(수)나 전자 이동도의 감소를 방지함으로써 소자의 안정성 및 신뢰성을 제고한다.
Int. CL H01L 29/778 (2006.01) H01L 21/335 (2006.01)
CPC H01L 29/2003(2013.01) H01L 29/2003(2013.01) H01L 29/2003(2013.01) H01L 29/2003(2013.01)
출원번호/일자 1020120087452 (2012.08.09)
출원인 엘지전자 주식회사
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2014-0020575 (2014.02.19) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2017.07.27)
심사청구항수 10

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 엘지전자 주식회사 대한민국 서울특별시 영등포구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 신종훈 대한민국 서울특별시 서초구
2 조성무 대한민국 서울특별시 서초구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 박장원 대한민국 서울특별시 강남구 강남대로 ***, *층~*층 (논현동, 비너스빌딩)(박장원특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 엘지전자 주식회사 서울특별시 영등포구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2012.08.09 수리 (Accepted) 1-1-2012-0638931-29
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.05.22 수리 (Accepted) 4-1-2015-5068349-97
3 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2017.07.27 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2017-0727419-13
4 [심사청구]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)
2017.07.27 수리 (Accepted) 1-1-2017-0727423-96
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2018.08.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0568286-77
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2018.10.22 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-1042034-74
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2018.10.22 수리 (Accepted) 1-1-2018-1042023-72
8 등록결정서
Decision to grant
2018.11.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0818024-75
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2020.05.28 수리 (Accepted) 4-1-2020-5118228-40
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
기판 위에 형성되고, 제1 도핑 물질로 도핑된 질화물로 이루어지는 제1 고저항층;상기 제1 고저항층 위에 형성되고, 상기 제1 도핑 물질과 제2 도핑 물질로 함께 도핑된 질화물로 이루어지는 제2 고저항층;상기 제2 고저항층 위에 형성되고, 도핑되지 아니한 질화물로 이루어지는 활성층;상기 활성층 위에 형성되고, 상기 활성층에 2차원 전자 가스 채널이 형성되도록 하는 장벽층; 및상기 장벽층 위에 각각 접촉되는 소스 전극 및 드레인 전극;을 포함하고,상기 제2 도핑 물질은, 상기 제2 고저항층보다 상기 제1 고저항층에 적게 포함되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자
2 2
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3 3
삭제
4 4
제1 항에 있어서,상기 제1 고저항층에서의 상기 제1 도핑 물질의 농도는, 상기 제2 고저항층에서의 상기 제1도핑 물질의 농도보다 높은 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자
5 5
제1 항에 있어서,상기 제1 도핑 물질은 철(Fe)인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자
6 6
제5 항에 있어서,상기 제2 도핑 물질은 탄소(C)인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자
7 7
제1 항에 있어서,상기 제2 고저항층은,그 높이가 높아질수록, 상기 제1 도핑 물질의 농도가 감소하고, 상기 제2 도핑 물질의 농도가 증가하여 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자
8 8
제1 항에 있어서,상기 제1 고저항층, 제2 고저항층, 및 활성층은,각각 갈륨 나이트라이드로 이루어지고, 그 전체 두께는 1 내지 10 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자
9 9
제1 항에 있어서,상기 장벽층은,알루미늄 갈륨 나이트라이드로 이루어지고, 두께는 2 내지 100 나노미터인 것을 특징으로 하는 질화물 반도체 소자
10 10
제1 항에 있어서,상기 장벽층 위에 형성되고, 갈륨 나이트라이드 또는 알루미늄 갈륨 나이트라이드로 이루어지는 캡층;을 더 포함하는 질화물 반도체 소자
11 11
제1 항, 제4항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 장벽층 위에 형성된 게이트 절연막층; 및상기 게이트 절연막층 위에 접촉되는 게이트 전극;을 더 포함하는 질화물 반도체 소자
12 12
제1 항, 제4항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 장벽층을 식각하거나, 또는 상기 장벽층과 함께 상기 활성층의 일부 또는 전부를 식각하여 형성된 리세스 영역;상기 리세스 영역에 형성된 게이트 절연막층; 및상기 게이트 절연막층 위에 접촉되는 게이트 전극;을 더 포함하는 질화물 반도체 소자
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