[發明專利]硅襯底上氮化物高壓器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201210432220.2
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN102916046A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 程凱
• 申請（專利權）人: 程凱
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/10;H01L21/335
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

1.一種硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于包括：硅襯底；形成于所述硅襯底上的氮化物多層外延結構；所述外延多層結構從襯底方向依次包括氮化物緩沖層、氮化物溝道層、氮化物勢壘層，以及在所述勢壘層上有選擇地在部分區域形成的高電壓耐受層；所述氮化物溝道層和勢壘層組成了半導體異質結，并在結面處形成二維電子氣；

與上述高電壓耐受層相接觸的漏極；

在上述勢壘層上形成的與上述半導體異質結中的二維電子氣形成接觸的源極；

在上述勢壘層上形成的，位于該漏極和源極間的柵極。

2.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：所述高電壓耐受層為半導體，其材質為氮化物、氧化物、金剛石、多晶硅、化合物半導體、鍺硅或其任意組合。

3.根據權利要求2所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：所述高電壓耐受層的半導體可以是n型、p型摻雜或者非故意摻雜。

4.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：氮化物勢壘層上還設有介質層。

5.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：所述高電壓耐受層形成在勢壘層上或者與溝道層直接接觸。

6.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：所述介質層包括SiN、SiO₂、SiON、Al₂O₃、HfO₂、HfAlOx中的一種，或者是其任意組合。

7.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：還包括在所述勢壘層上的氮化鎵冒層。

8.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：還包括在所述勢壘層和溝道層之間的AlN插入層。

9.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：還包括在上述緩沖層和溝道層之間的AlGaN背勢壘層。

10.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：所述柵極下方還設有絕緣介質層。

11.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：在所述源極和/或柵極上還設有場板。

12.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：所述柵極進一步設有傾斜場板。

13.根據權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件，其特征在于：所述柵極下方的勢壘層具有凹槽，柵極至少部分的嵌入至勢壘層中。

14.一種用于制造如權利要求1所述的硅襯底上氮化物高壓器件的方法，其特征在于包括以下步驟：

依次在硅襯底上生長緩沖層、溝道層、勢壘層；

在所述勢壘層上有選擇地在部分區域形成高電壓耐受層；

形成與上述高電壓耐受層相接觸的漏極；

形成與上述勢壘層相接觸的源極；

在上述源極和漏極之間形成柵極。

15.根據權利要求14所述的一種用于制造硅襯底上氮化物高壓器件的方法，其特征在于：在勢壘層上可以添加介質層。

16.根據權利要求14所述的一種用于制造硅襯底上氮化物高壓器件的方法，其特征在于：上述高電壓耐受層的制備方法為外延生長，包括MOCVD、MBE、HVPE、CVD中的一種。