[發明專利]制造功率器件的方法

無效

• 申請號: 201210271354.0
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102915928A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 李哉勛;金基世;李正熙;任基植;金東碩
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張帆

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年8月1日向韓國知識產權局提交的第10-2011-0076559號韓國專利申請的權益，其公開通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及一種功率器件制造方法，更具體地，涉及一種制造能夠進行常閉操作的垂直結構的功率器件的功率器件制造方法。

背景技術

半導體發光器件（LED）是一種當施加電流時基于P-N結處電子和空穴的重新結合產生各種色光的半導體器件。由于半導體LED與燈絲類LED相比具有諸如長使用壽命、低功耗、快速啟動、高抗振性等的眾多優勢，因此對半導體LED的需求持續增長。特別是，在短波長范圍內發出藍光的氮化物半導體已引起關注。

由于信息通信技術已在全球范圍內取得了長足的發展，用于高速大容量信號通信的通信技術也同樣得以快速發展。特別是，隨著對無線通信技術中的個人移動電話、衛星通信、軍用雷達、廣播通信、通信中繼等的需求增加，對于微波波段和毫米波波段的高速信息通信系統所需的高速高功率電子器件的需求增加。同樣，對用于高功率的功率器件的研究已經積極開展以減少能源消耗。

特別是，因氮化物半導體具有諸如高能隙、高熱穩定性、高化學穩定性、約每秒3×10⁷厘米（cm/sec）的高電子飽和速率的有利特性，氮化物半導體可被容易地用作光學元件，以及高頻和高功率電子器件。因此，全世界對于氮化物半導體的研究正積極地進行著。基于氮化物半導體的電子器件可具有多種優點，諸如約每厘米3×10⁶伏特（V/cm）的高擊穿場強、最大電流密度、穩定的高溫操作、高導熱性等。

基于化合物半導體的異質結而生成的異質結構場效應晶體管（HFET）在結的界面處具有高的帶階躍性，在該界面處可以獲得高的電子密度，如此電子遷移率會增加。然而，在具有高電子遷移率的氮化鋁鎵（AlGaN）或氮化鎵（GaN）HFET結構中，即使在沒有施加信號的狀態下電流也流動，如此，電能被消耗。

由于功率器件可能需要高的電流密度，因此常開器件中的電能消耗會是一個很大的缺點。因此，已開發了常閉器件，該常閉器件體現為通過從柵部分移除AlGaN層而獲得的金屬氧化物半導體（MOS）HFET。

然而，控制AlGaN層具有30納米（nm）以下的厚度是困難的。同樣，功率器件可垂直工作，如此增加了電流密度，可能需要增加AlGaN層的面積。近來，已開發了一種使用SiC基底的垂直結構的場效應晶體管器件。然而，垂直結構的FET器件需要注入裝置以注入載流子，以及例如熱處理等的處理以激活載流子。

發明內容

本發明的一個方面提供了一種制造能夠進行常閉操作的垂直結構功率器件的功率器件制造方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種功率器件制造方法，該方法包括：在基底上形成第一漂移區，通過圖案化第一漂移區以形成溝槽，通過在溝槽中生長n型氮化鎵（GaN）以形成第二漂移區，并交替布置第一漂移區和第二漂移區，在第二漂移區上形成源電極接觸層，在源電極接觸層上形成源電極和柵電極，以及，在基底的作為第一漂移區的相對側的一側上形成漏電極。

第二漂移區的形成可在從約1000℃到約1200℃的溫度范圍中進行。

該功率器件制造方法可進一步包括：在第二漂移區上形成n-GaN層，并且在n-GaN層上摻雜的n型摻雜劑的摻雜濃度可以比第二漂移區高。

n-GaN層上摻雜的n型摻雜劑的摻雜濃度可在從約1.0×10¹⁷/cm³至約1.0×10²⁰/cm³的范圍中。

第一漂移區可包括p-GaN和氮化鋁鎵（AlGaN）中的至少一個。

源電極接觸層可包括n⁺-GaN層和AlGaN與GaN的異質結中的至少一個。

基底可選自n⁺-GaN、n⁺-碳化硅（SiC）、藍寶石和硅（Si）。

源電極可包括選自由鉻（Cr）、鋁（Al）、鉭（Ta）、鉬（Mo）、鎢（W）、鈦（Ti）和金（Au）組成的組的材料。

本發明的其他方面、特征和/或優點部分將在隨后的描述中闡明，并且部分將根據描述顯而易見，或可通過本發明的實踐而獲知。

附圖說明

通過結合附圖對實施方式進行以下描述，本發明的這些和/或其他的方面、特征和優點將變得顯而易見并且更容易被理解，在附圖中：