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기판; 상기 기판 상에 형성된 제 1 HEMT 구조체; 및상기 기판 상에 형성된 제 2 HEMT 구조체;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 HEMT 구조체는 각기 4원계 질화물 반도체층을 포함하고, 상기 제1 HEMT 구조체는 E-모드(Enhancement mode) 동작을 수행하고, 상기 제 2 HEMT 구조체는 D-모드(Depletion mode) 동작을 수행하되,상기 제 1 HEMT 구조체와 상기 제 2 HEMT 구조체는 동일한 기판 위에서 수평 방향으로 상이한 위치에, 수직 방향으로 서로 다른 층에 형성되며, 배리어층에 의해 서로 전기적으로 분리되도록 형성되며,상기 제 1 HEMT 구조체는 상기 배리어층 상에 순차적으로 갈륨면 에피택셜 성장한 제1 GaN버퍼층, 제1 InAlGaN층 및 제1 GaN캡층을 포함하고, 상기 제1 InAlGaN층은 In, Al, Ga 및 N의 4종류의 원소로 구성되는 4원계 질화물반도체로 이루어지고, In과 Al은 소정의 조성비를 가짐으로써 상기 제1 InAlGaN층에 압축응력이 작용하여 분극이 상부 방향을 향하도록 역전되는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자
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청구항 1에 있어서, 상기 제 1 HEMT 구조체는 상기 제1 GaN캡층 상에 형성된 제1 소스 전극, 제1 드레인 전극 및 제1 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 게이트 전극과 상기 제1 GaN캡층 사이에는 압축 응력(Compressive strained)을 받는 InAlGaN캡층이 형성되고, 상기 제1 HEMT 구조체는 normally off로 동작하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자
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청구항 1에 있어서,상기 제 2 HEMT 구조체는 상기 기판 상에 순차적으로 갈륨면 에피택셜 성장한 제2 GaN버퍼층과 제2 InAlGaN층을 포함하고, 상기 제2 InAlGaN층은 In, Al, Ga 및 N의 4종류의 원소로 구성되는 4원계 질화물반도체로 이루어지고, In과 Al은 소정의 조성비를 가짐으로써 상기 제2 InAlGaN층에 인장응력이 작용하여 상기 제2 GaN버퍼층과 상기 제2 InAlGaN층 사이의 계면에 2DEG이 형성되는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자
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청구항 5에 있어서,상기 제2 HEMT 구조체는 상기 제2 InAlGaN층 상에 형성된 제2 소스 전극, 제2 드레인 전극 및 제2 게이트 전극을 포함하고,상기 제1 HEMT 구조체와 상기 제 2 HEMT 구조체를 전기적으로 분리하는 아이솔레이션을 더 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자
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기판; 상기 기판 상에 형성된 제 1 HEMT 구조체; 및상기 기판 상에 형성된 제 2 HEMT 구조체;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 HEMT 구조체는 각기 4원계 질화물 반도체층을 포함하고, 상기 제1 HEMT 구조체는 E-모드(Enhancement mode) 동작을 수행하고, 상기 제 2 HEMT 구조체는 D-모드(Depletion mode) 동작을 수행하되,상기 제 1 HEMT 구조체와 상기 제 2 HEMT 구조체는 동일한 기판 위에서 수평 방향으로 상이한 위치에, 수직 방향으로 동일한 층에 형성되며,아이솔레이션에 의해 전기적으로 분리되며,상기 제 1 HEMT 구조체와 상기 제2 HEMT 구조체는 상기 기판 상에 순차적으로 갈륨면 에피택셜 성장한 GaN버퍼층, InAlGaN층 및 GaN캡층을 각기 포함하고, 상기 InAlGaN층은 In, Al, Ga 및 N의 4종류의 원소로 구성되는 4원계 질화물반도체로 이루어지고, 상기 InAlGaN층에는 압축응력이 작용하여 분극이 역전되는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자
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청구항 7에 있어서, 상기 제 1 HEMT 구조체는 제1 소스 전극, 제1 드레인 전극 및 제1 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 게이트 전극이 형성되는 부분을 제외하고 상기 GaN캡층 상에는 인장 응력(Compressive strained)을 받는 InAlGaN캡층이 형성되어 상기 InAlGaN층과 상기 GaN캡층의 계면에 2DEG을 증진 형성하고, 상기 제1 소스 전극과 상기 제1 드레인 전극은 상기 InAlGaN캡층 상에 형성되고, 상기 제1 게이트 전극은 상기 GaN캡층 상에 형성되며, 상기 제1 HEMT 구조체는 normally off로 동작하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자
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청구항 7에 있어서, 상기 제 1 HEMT 구조체는 제1 소스 전극, 제1 드레인 전극 및 제1 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 게이트 전극이 형성되는 부분을 제외하고, 상기 GaN캡층과 격자 정합이 되는 InAlGaN캡층이 상기 GaN캡층 상에 형성되어 상기 InAlGaN층과 상기 GaN캡층의 계면에 2DEG을 증진 형성하고, 상기 제1 소스 전극과 상기 제1 드레인 전극은 상기 InAlGaN캡층 상에 형성되고, 상기 제1 게이트 전극은 상기 GaN캡층 상에 형성되며, 상기 제1 HEMT 구조체는 normally off로 동작하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자
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청구항 7, 9 및 10 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 HEMT 구조체는 제2 소스 전극, 제2 드레인 전극 및 제2 게이트 전극과, 상기 GaN캡층 상에 형성되고 인장 응력(Compressive strained)을 받는 InAlGaN캡층을 포함하고, 상기 제2 소스 전극, 제2 드레인 전극 및 제2 게이트 전극은 상기 InAlGaN캡층 상에 형성되는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자
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청구항 7, 9 및 10 중의 어느 한 항에 있어서,상기 제2 HEMT 구조체는 제2 소스 전극, 제2 드레인 전극 및 제2 게이트 전극과, 상기 GaN캡층 상에 형성되고 상기 GaN캡층과 격자 정합이 되는 InAlGaN캡층을 포함하고, 상기 제2 소스 전극, 제2 드레인 전극 및 제2 게이트 전극은 상기 InAlGaN캡층 상에 형성되는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자
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E-모드(Enhancement mode) 동작을 수행하는 제1 HEMT 구조체와, D-모드(Depletion mode) 동작을 수행하는 제2 HEMT 구조체를 동일 기판 상에 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자를 제조하는 방법에 있어서,기판 상면에 제2 질화물 반도체층을 형성하는 단계;상기 제2 질화물 반도체층 상에 배리어층을 형성하는 단계;상기 배리어층 상에 제1 질화물 반도체층을 형성하는 단계;상기 제1 질화물 반도체층 위에 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 형성하여 제1 HEMT 구조체(H1)를 형성하는 단계;상기 제1 HEMT 구조체(H1)가 형성된 영역을 제외하고, 식각공정에 의해 적층 형성된 상기 제1 질화물 반도체층과 상기 배리어층을 제거하는 단계; 및식각에 의해 제1 질화물 반도체층과 상기 배리어층이 제거된 영역에서 상기 제2 질화물 반도체층 상에 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 형성하여 제2 HEMT 구조체(H2)를 형성하는 단계;를 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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청구항 13에 있어서,상기 제2 질화물 반도체층을 형성하는 단계는 상기 기판 상면에 제2 GaN버퍼층을 갈륨면 에피택셜 성장시켜 형성하는 단계와, 상기 제2 GaN버퍼층 위에 제2 InAlGaN층을 갈륨면 에피택셜 성장시켜 형성하는 단계를 포함하고,상기 제2 InAlGaN층에는 인장 응력(tensile)이 작용하며, 상기 제2 InAlGaN층과 제2 GaN버퍼층 사이의 계면에 2DEG이 형성되는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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청구항 14에 있어서,상기 배리어층을 형성하는 단계는 상기 제2 InAlGaN층 상에 산화물이나 질화물로 이루어진 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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청구항 15에 있어서, 상기 제1 질화물 반도체층을 형성하는 단계는 상기 배리어층 위에 순차로 제1 GaN버퍼층, 제1 InAlGaN층 및 제1 GaN캡층을 갈륨면 에피택셜 성장시켜 형성시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 InAlGaN층은 In과 Al의 조성비를 소정의 비로 하여 상기 제1 InAlGaN층에는 압축응력이 작용하여 제1 InAlGaN층의 상부계면에 2DEG이 형성되는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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청구항 16에 있어서, 상기 제1 HEMT 구조체(H1)를 형성하는 단계는상기 제1 GaN캡층 상에 InAlGaN캡층을 갈륨면 에피택셜 성장시키는 단계;상기 InAlGaN캡층을 게이트 전극이 형성될 부분만 남기고 식각하여 제거하는 단계; 및 상기 InAlGaN캡층이 제거된 제1 GaN캡층 상에 소스 전극과 드레인 전극을 각기 형성하고 상기 남겨진 InAlGaN캡층 상에 게이트 전극을 형성시키는 단계;를 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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청구항 17에 있어서,상기 제1 질화물 반도체층과 상기 배리어층을 제거하는 단계는상기 제1 HEMT 구조체(H1)가 형성된 영역이 아닌 별도의 영역을 선택하여, 식각공정에 의해 적층 형성된 상기 제1 질화물 반도체층과 상기 배리어층을 제거하는 단계를 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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청구항 18에 있어서,상기 제1 질화물 반도체층과 상기 배리어층을 제거하는 단계와 상기 제2 HEMT 구조체(H2)를 형성하는 단계의 사이에 제1 HEMT 구조체(H1)와 제2 HEMT 구조체(H2)를 전기적으로 분리하는 단계를 더 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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E-모드(Enhancement mode) 동작을 수행하는 제1 HEMT 구조체와, D-모드(Depletion mode) 동작을 수행하는 제2 HEMT 구조체를 동일 기판 상에 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자를 제조하는 방법에 있어서,기판 상에 갈륨면 질화물 반도체층을 형성하는 단계; 상기 질화물 반도체층 상에 InAlGaN캡층을 에피택셜 성장시켜 상기 질화물 반도체층에 2DEG 형성을 증진하는 단계; 소정의 위치에서 InAlGaN캡층을 식각하여 제거하는 단계;상기 소정의 위치에서 GaN캡층 위에 제1 게이트 전극을 형성하고, 상기 제1 게이트 전극을 사이에 두고 상기 InAlGaN캡층 상에 제1 드레인 전극 및 제1 소스 전극을 형성하는 제1 전극 형성 단계; 및 상기 InAlGaN캡층에 제2 게이트 전극, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 형성하는 제2 전극 형성 단계;를 포함하고,제1 HEMT 구조체는 상기 제1 게이트 전극, 제1 드레인 전극, 제1 소스 전극을 포함하고, 제2 HEMT 구조체는 제2 게이트 전극, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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청구항 20에 있어서,상기 갈륨면 질화물 반도체층을 형성하는 단계는 상기 기판 상에 GaN 버퍼층, InAlGaN층 및 GaN캡층을 순차로 갈륨면 에피택셜 성장시키는 단계를 포함하고, 상기 InAlGaN캡층은 상기 GaN캡층과 격자 정합이 되거나 인장 응력을 받도록 형성되며,상기 2DEG 형성을 증진하는 단계는 상기 InAlGaN캡층에 의해 상기 InAlGaN층과 상기 GaN캡층의 계면에 2DEG 형성이 증진되는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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청구항 21에 있어서, 상기 InAlGaN층은 압축 응력이 작용하여 분극이 역전되도록 형성되는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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청구항 20에 있어서, 상기 제1 HEMT 구조체와 제2 HEMT 구조체를 전기적으로 분리하기 위한 아이솔레이션을 형성하는 단계를 더 포함하는 모놀리식 멀티채널 전력반도체소자 제조 방법
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