[發(fā)明專利]利用再生長柵極的GaN垂直JFET的方法和系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280044977.2
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN103858236A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 伊舍克·C·克孜勒亞爾勒;聶輝;安德魯·P·愛德華茲;林達·羅馬諾;大衛(wèi)·P·布爾;理查德·J·布朗;托馬斯·R·普朗蒂
• 申請（專利權）人: 阿沃吉有限公司
• 主分類號: H01L29/66
• 分類號: H01L29/66
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;吳鵬章

相關申請的交叉引用

以下常規(guī)美國專利申請（包括本申請）為同時提交的，并且將其他申請的全部公開內容出于所有目的通過引用并入本申請中：

·申請?zhí)?3/198655，2011年8月4日提交，題為“METHOD?AND?SYSTEM?FOR?GAN?VERTICAL?JFET?UTILIZING?A?REGROWN?GATE”；

·申請?zhí)?3/198659，2011年8月4日提交，題為“METHOD?AND?SYSTEM?FOR?A?GAN?VERTICAL?JFET?UTILIZING?A?REGROWN?CHANNEL”；和

·申請?zhí)?3/198,666，2011年8月4日提交，題為“METHOD?AND?SYSTEM?FOR?FORMATION?OF?P-N?JUNCTIONS?IN?GALLIUM?NITRIDE?BASED?ELECTRONICS”。

背景技術

功率電子器件廣泛用在各種應用中。功率電子器件通常用在電路中以調節(jié)電能的形式（例如，從交流到直流，從一個電壓電平到另一電壓電平或者以一些其他方式）。這樣的器件可以在寬范圍的功率電平（從可移動器件中的幾毫瓦到高壓輸電系統(tǒng)中的幾百兆瓦）內操作。盡管在功率電子器件中取得了進展，但是在本領域中還對改善的電子系統(tǒng)和操作該改善的電子系統(tǒng)的方法存在需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明一般性涉及電子器件。更具體地，本發(fā)明涉及形成垂直的結型場效應晶體管（JFET）。僅通過示例的方式，本發(fā)明已經(jīng)應用于制造使用氮化鎵（GaN）基外延層的常斷型垂直JFET的方法和系統(tǒng)。該方法和技術可以應用于可以提供常斷型或者常通型功能性的包括n溝道垂直JFET和p溝道垂直JFET的各種化合物半導體系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供了一種用于制造受控開關器件的方法。該方法包括：提供第III族氮化物襯底；形成耦合到第III族氮化物襯底的第一第III族氮化物外延層；以及形成耦合到第一第III族氮化物外延層的第二第III族氮化物外延層。第一第III族氮化物外延層的特征在于第一摻雜劑濃度，并且第二第III族氮化物外延層具有相同類型并且小于或等于第一摻雜劑濃度的第二摻雜劑濃度。該方法還包括形成耦合到第二第III族氮化物外延層的第三第III族氮化物外延層。第三第III族氮化物外延層具有相同類型并且大于第一摻雜劑濃度的第三摻雜劑濃度。該方法還包括：移除第三第III族氮化物外延層的至少一部分和第二第III族氮化物外延層的至少一部分以形成第二第III族氮化物外延層的溝道區(qū)；形成耦合到溝道區(qū)的具有與第一第III族氮化物外延層相反類型的外延層；以及形成電耦合到第III族氮化物襯底的第一金屬結構。另外，該方法包括：形成電耦合到相反類型的外延層的第二金屬結構；以及形成電耦合到第三第III族氮化物外延層的第三金屬結構。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，提供了一種用于制造外延結構的方法。該方法包括：提供第III族氮化物襯底；以及形成耦合到第III族氮化物襯底的第一導電類型的第一第III族氮化物外延層。第一第III族氮化物外延層具有第一摻雜劑濃度。該方法還包括：形成耦合到第一第III族氮化物外延層的第一導電類型的第二第III族氮化物外延層；以及形成耦合到第二第III族氮化物外延層的第一導電類型的第三第III族氮化物外延層。第二第III族氮化物外延層具有第二摻雜劑濃度，并且第三第III族氮化物外延層具有大于第一摻雜劑濃度的第三摻雜劑濃度。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方案，提供了一種半導體結構。該半導體結構包括：第III族氮化物襯底；耦合到第III族氮化物襯底的第一導電類型的第一第III族氮化物外延層；和耦合到第一第III族氮化物外延層的第一導電類型的第一第III族氮化物外延結構。該半導體結構還包括：耦合到第一第III族氮化物外延結構的第一導電類型的第二第III族氮化物外延結構；和耦合到第一第III族氮化物外延結構的第二第III族氮化物外延層。第二第III族氮化物外延層為第二導電類型。