[發明專利]III族氮化物半導體器件及其制造方法以及功率轉換器

有效

• 申請號: 201010291598.6
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102034860A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 岡徹
• 申請（專利權）人: 豐田合成株式會社
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335;H02M1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

1.一種半導體器件，包括：

第一載流子輸運層，其由III族氮化物半導體形成；

第二載流子輸運層，其通過III族氮化物半導體的選擇性再生長而形成，并且被提供在所述第一載流子輸運層的一區域上；以及

載流子供給層，其通過具有比所述第二載流子輸運層的所述III族氮化物半導體的帶隙大的帶隙的III族氮化物半導體的選擇性生長而形成，所述載流子供給層被提供在所述第二載流子輸運層上。

2.如權利要求1所述的半導體器件，其中包括第二載流子輸運層和載流子供給層的層疊結構形成在所述第一載流子輸運層的表面的兩個分離的區域上，并且其中所述半導體器件進一步包括：第一電極，所述第一電極被提供在所述兩個分離的區域之一的所述載流子供給層上并且與同一區域的所述第二載流子輸運層電氣連接；第二電極，所述第二電極被提供在另一區域的所述載流子供給層上并且與同一區域的所述第二載流子輸運層電氣連接；絕緣膜，所述絕緣膜被提供在所述第一載流子輸運層的夾在所述兩個分離的區域之間的區域上，并且還被提供在所述兩個分離的層疊結構的相互面對的側端面上；以及控制電極，所述控制電極形成在所述絕緣膜上。

3.如權利要求2所述的半導體器件，其中所述絕緣膜還被提供在所述載流子供給層的上表面上，并且所述控制電極經由所述絕緣膜延伸到所述載流子供給層上。

4.如權利要求3所述的半導體器件，其中所述絕緣膜的一部分或全部由多個層形成。

5.如權利要求3所述的半導體器件，其中提供在所述第一載流子輸運層上的所述絕緣膜的一部分表現出與提供在所述載流子供給層上的所述絕緣膜的一部分的特性不同的特性。

6.如權利要求2所述的半導體器件，其中所述絕緣膜具有比所述第二載流子輸運層的厚度小的厚度。

7.如權利要求2所述的半導體器件，其中所述第一電極和所述第二電極中的每一個與對應的第二載流子輸運層歐姆接觸。

8.如權利要求2所述的半導體器件，其中所述第一電極和所述第二電極中的一個與所述控制電極電氣連接。

9.根據權利要求1至8中的任一項的半導體器件，其中所述半導體器件進一步包括用于防止載流子在遠離所述第二載流子輸運層的區域中的輸運的層，并且所述第一載流子輸運層被提供在所述載流子輸運防止層上。

10.如權利要求9所述的半導體器件，其中所述載流子輸運防止層由具有與所述第一載流子輸運層的所述III族氮化物半導體的導電類型不同的導電類型的III族氮化物半導體形成。

11.如權利要求9所述的半導體器件，其中所述載流子輸運防止層由具有比所述第一載流子輸運層的所述III族氮化物半導體的帶隙大的帶隙的III族氮化物半導體形成。

12.如權利要求9所述的半導體器件，其中所述載流子輸運防止層被提供在由具有比所述載流子輸運防止層的所述III族氮化物半導體的帶隙大的帶隙的III族氮化物半導體形成的層上。

13.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述載流子供給層由多個層形成。

14.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述半導體器件在所述載流子供給層上進一步包括一個或多個層對，每個層對包括通過III族氮化物半導體的選擇性生長而形成的下層以及通過具有比所述下層的所述III族氮化物半導體的帶隙大的帶隙的III族氮化物半導體的選擇性生長而形成的上層，并且其中與所述載流子供給層接觸的下層具有比所述載流子供給層的所述III族氮化物半導體的帶隙大的帶隙。

15.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述第二載流子輸運層和所述載流子供給層的側端面傾斜成使得所述第二載流子輸運層和所述載流子供給層的平行于所述器件的主表面的水平截面的面積隨著所述截面與所述第一載流子輸運層之間的距離的增大而減小。

16.一種功率轉換器，包括如權利要求1所述的半導體器件。