[發明專利]增強型開關器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201310225016.8
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103337516A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 程凱
• 申請（專利權）人: 蘇州晶湛半導體有限公司
• 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

1.一種增強型開關器件，包括襯底以及形成于所述襯底上的外延多層結構，所述增強型開關器件上定義有柵極區以及分別位于所述柵極區兩側的源極區和漏極區，所述柵極區、源極區和漏極區分別設有柵極、源極和漏極，其特征在于：所述外延多層結構包括依次形成于所述襯底上的氮化物成核層、氮化物緩沖層、氮化物溝道層和氮化物勢壘層，所述氮化物溝道層包括第一氮化物溝道層及位于所述第一氮化物溝道層上方的第二氮化物溝道層，所述第一氮化物溝道層和第二氮化物溝道層之間設有p型氮化物層，所述p型氮化物層位于柵極區且形成于所述柵極的正下方，柵極區的寬度超過p型氮化物層的寬度，所述柵極位于所述氮化物勢壘層的上方，所述柵極下方的所述氮化物溝道層中的溝道被夾斷。?

2.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述第二氮化物溝道層包括第一外夾層、第二外夾層以及位于所述第一外夾層和第二外夾層之間的中間層，所述第二外夾層位于所述第一外夾層的上方，所述第一外夾層為氮化鋁、鋁鎵氮或鋁銦鎵氮，所述中間層為氮化鎵，所述第二外夾層為鋁鎵氮或鋁銦鎵氮。?

3.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述第二氮化物溝道層包括第一外夾層、第二外夾層以及位于所述第一外夾層和第二外夾層之間的中間層，所述第一外夾層和第二外夾層為氮化鎵，所述中間層為含有鋁元素的半導體。?

4.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述氮化物勢壘層上還設有介質層。?

5.根據權利要求4所述的增強型開關器件，其特征在于：所述介質層選自SiN、SiO₂、SiAlN、SiON、Al₂O₃、HfO₂、HfAlO中的一種或多種的組合。?

6.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述氮化物溝道層和氮化物勢壘層之間還設有氮化鋁層。?

7.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述氮化物勢壘層上還設有氮化物過渡層。?

8.根據權利要求7所述的增強型開關器件，其特征在于：所述氮化物過渡層為氮化鎵、鋁鎵氮、鋁銦氮或鋁銦鎵氮。?

9.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述p型氮化物層為氮化鎵、鋁鎵氮、銦鎵氮或鋁銦鎵氮。?

10.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述p型氮化物層的厚度大于等于5納米。?

11.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述p型氮化物層的截面的形狀可以是矩形、三角形、梯形或多邊形，也可以為其他非規則形狀。?

12.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述氮化物溝道層為非摻雜或n型摻雜。?

13.根據權利要求1所述的增強型開關器件，其特征在于：所述柵極為金屬-半導體、或金屬-絕緣體-半導體或金屬-氧化物-半導體。?

14.一種如權利要求1所述的增強型開關器件的制造方法，其特征在于，包括：?

（1）提供一襯底；?

（2）在所述襯底上依次形成氮化物成核層、氮化物緩沖層、第一氮化物溝道層和p型氮化物層；?

（3）保留柵極區的p型氮化物層，去掉柵極區外的p型氮化物層；?

（4）生長第二氮化物溝道層；?

（5）在所述第二氮化物溝道層上生長氮化物勢壘層；?

（6）在無氫的氛圍內退火，以激活p型氮化物層中的摻雜元素；?

（7）在柵極區、源極區以及漏極區分別形成柵極、源極和漏極。?