[發明專利]橫向溝槽MESFET

有效

• 申請號: 201210177984.1
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102810563A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: F.希爾勒;A.梅澤
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;李浩

1.一種晶體管，包括：

在半導體主體中形成的溝槽，所述溝槽具有側壁和底部；

設置在所述溝槽中與所述側壁相鄰的第一半導體材料；

設置在所述溝槽中并且通過所述第一半導體材料與所述側壁隔開的第二半導體材料，所述第二半導體材料具有不同于所述第一半導體材料的帶隙；

設置在所述溝槽中并且通過所述第二半導體材料與所述第一半導體材料隔開的柵極材料，所述柵極材料提供所述晶體管的柵極；以及

布置在所述溝槽中的源極和漏極區域，其中插入在所述源極和漏極區域之間的溝道在第一或第二半導體材料中，以使得所述溝道具有沿所述溝槽的側壁的橫向電流流動方向。

2.如權利要求1所述的晶體管，其中所述半導體主體包括硅并且所述溝槽的側壁具有（111）表面。

3.如權利要求1所述的晶體管，進一步包括設置在所述半導體主體的底表面上并且與所述溝槽的底部相鄰的電絕緣材料。

4.如權利要求3所述的晶體管，其中所述柵極材料與在所述溝槽的底部處的電絕緣材料直接接觸。

5.如權利要求1所述的晶體管，其中所述柵極材料通過第一和第二半導體材料中的至少一個與所述溝槽的底部隔開。

6.如權利要求1所述的晶體管，進一步包括源極、漏極和柵極電極，其中源極和漏極電極設置在所述半導體主體的相同側。

7.如權利要求1所述的晶體管，其中所述半導體主體的與所述溝槽橫向相鄰的區域被電絕緣材料所替代。

8.如權利要求7所述的晶體管，其中所述半導體主體的與所述漏極區域相鄰的第一臺面區域比所述半導體主體的與所述源極區域相鄰的第二臺面區域更窄，所述臺面區域被所述電絕緣材料分離。

9.如權利要求7所述的晶體管，其中所述半導體主體的被所述電絕緣材料所替代的區域與在源極和漏極區域之間設置在所述溝槽中的漂移區相鄰。

10.如權利要求1所述的晶體管，其中所述溝槽的一個或多個拐角區域被去激活。

11.如權利要求10所述的晶體管，其中所述溝槽的一個或多個拐角區域利用所注入的氦、氫和鐵中的至少一個進行去激活。

12.如權利要求1所述的晶體管，其中所述半導體主體是具有通過絕緣體層與體區域分離的器件區域的絕緣體上硅襯底，所述溝槽形成在所述絕緣體上硅襯底的所述器件區域中并且所述溝槽的底部與所述絕緣體上硅襯底的絕緣體層接觸。

13.如權利要求1所述的晶體管，其中所述半導體主體包括硅襯底，所述第一半導體材料包括GaN，所述第二半導體材料包括AlGaN，并且所述柵極材料包括AlGaN。

14.如權利要求1所述的晶體管，進一步包括設置在所述溝槽的底部處的絕緣材料，所述絕緣材料足夠厚以承受所述晶體管的最大額定電壓，其中第一和第二半導體材料在所述溝槽的底部通過所述絕緣材料與所述半導體主體隔開。

15.一種制造晶體管的方法，包括：

在半導體主體中形成溝槽，所述溝槽具有側壁和底部；

形成與所述溝槽側壁相鄰的第一半導體材料；

在所述溝槽中形成通過所述第一半導體材料與所述側壁隔開的第二半導體材料，所述第二半導體材料具有不同于所述第一半導體材料的帶隙；

在所述溝槽中形成通過所述第二半導體材料與所述第一半導體材料隔開的柵極材料，所述柵極材料提供所述晶體管的柵極；并且

在所述溝槽中形成源極和漏極區域，其中插入在源極和漏極區域之間的溝道在第一或第二半導體材料中，以使得所述溝道具有沿所述溝槽的側壁的橫向電流流動方向。

16.如權利要求15所述的方法，進一步包括：

使所述半導體主體的背面變薄；并且

在所述半導體主體的變薄的背面上并且與所述溝槽的底部相鄰形成電絕緣材料。

17.如權利要求16所述的方法，包括使所述半導體主體的足夠多的背面變薄以使得第一和第二半導體材料中的至少一個從所述半導體主體的背面被去除。

18.如權利要求15所述的方法，進一步包括：

從所述半導體主體的頂面去除第一和第二半導體材料中的至少一個。