[發(fā)明專(zhuān)利]氮化物功率晶體管及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310482335.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103531615A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程凱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州晶湛半導(dǎo)體有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/06;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

1.一種氮化物功率晶體管，其特征在于，所述氮化物功率晶體管包括：

硅襯底，所述硅襯底中包括用以形成空間電荷耗盡區(qū)的不同摻雜的半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)；

位于所述硅襯底上的氮化物成核層；

位于所述氮化物成核層上的氮化物緩沖層；

位于所述氮化物緩沖層上的氮化物溝道層；

與所述氮化物溝道層相接觸的源極和漏極以及位于所述源極和漏極之間的柵極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)的縱剖面上包括縱向豎排結(jié)構(gòu)、三角形結(jié)構(gòu)、正方形結(jié)構(gòu)或所述結(jié)構(gòu)的任意組合，所述半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)的橫截面上包括縱向交替方格結(jié)構(gòu)、縱向交替三角形結(jié)構(gòu)、縱向交替多邊形結(jié)構(gòu)，縱向交替圓形結(jié)構(gòu)等或所述結(jié)構(gòu)的任意組合，所述半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)橫向排列占據(jù)整個(gè)硅襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)為n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體橫向交替組成的多級(jí)結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)中的n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體高度大于5nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述硅襯底及襯底中的半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)中每一層n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體的摻雜濃度和摻雜分布根據(jù)器件和工藝設(shè)計(jì)要求進(jìn)行優(yōu)化，包括輕摻雜、漸變摻雜、重?fù)诫s或其任意組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)位于硅襯底的頂層、內(nèi)部、背面的任意一處或任意組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體為硅、鍺、鍺硅、碳化硅、III-V族化合物中的任意一種或多種的組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述氮化物溝道層上設(shè)有氮化物勢(shì)壘層，所述氮化物溝道層和氮化物勢(shì)壘層的界面處形成二維電子氣。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述氮化物勢(shì)壘層上設(shè)有介質(zhì)層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述介質(zhì)層中的介質(zhì)為SiN、SiO₂、SiON、Al₂O₃、HfO₂、HfAlO_x中的一種或多種的組合。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述氮化物勢(shì)壘層上設(shè)有氮化鎵冒層。

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述氮化物勢(shì)壘層和氮化物溝道層之間設(shè)有AlN插入層。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述氮化物緩沖層和氮化物溝道層之間設(shè)有AlGaN背勢(shì)壘層。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物功率晶體管，其特征在于，所述源極和漏極下方的氮化物溝道層為n型重?fù)诫s，柵極下方的氮化物溝道層為非故意摻雜、p型輕摻雜或n型輕摻雜。

15.一種如權(quán)利要求1所述的氮化物功率晶體管制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

在硅襯底中引入用以形成空間電荷耗盡區(qū)的不同摻雜的半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)；

在所述含有半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅襯底上生長(zhǎng)氮化物成核層；

在所述氮化物成核層上生長(zhǎng)氮化物緩沖層；

在所述氮化物緩沖層上生長(zhǎng)氮化物溝道層；

在所述氮化物溝道層上形成源極、漏極以及源極和漏極之間的柵極。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的氮化物功率晶體管制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法包括刻蝕、外延生長(zhǎng)、離子注入。