[發明專利]MISHFET及肖特基器件集成

有效

• 申請號: 201410049524.X
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN104009035B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: B·M·格林;J·A·特普力克
• 申請（專利權）人: 恩智浦美國有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 申發振

本發明涉及MISHFET及肖特基器件集成。半導體器件（100）包括：襯底（102），襯底（102）包括被配置以在操作期間支持溝道的形成的異質結構；由襯底（102）支持的第一介電層（128）和第二介電層（130），第二介電層（130）被放置在第一介電層（128）和襯底（102）之間；由襯底（102）支持的柵極（124），柵極（124）被放置在第一介電層（128）中的第一開口內，并且在操作期間被施加偏置電壓以控制流經該溝道的電流，第二介電層（130）被放置在柵極（124）和襯底（102）之間；以及由襯底（102）支持的電極（120），電極（120）被放置在第一介電層（128）和第二介電層（130）中的第二開口內，并且被配置以建立與襯底（102）的肖特基結。

技術領域

本發明的實施例涉及半導體器件。

背景技術

氮化鎵（GaN）高電子遷移率晶體管（HEMT）器件具有高擊穿電壓和高截止頻率。因此，這種器件在高功率和高效率放大器以及用于高頻通信的其它裝置和其它高頻應用中是很有用的。參考來自異質結構的晶體管的衍生物，HEMT器件也被稱為異質結場效應晶體管（HFET）器件。

由于GaN的高擊穿場強以及AlGaN/GaN異質結的高電子面密度，AlGaN/GaN異質結構能夠高速切換并且呈現高擊穿電壓。高擊穿場強和高電子面密度產生于GaN的3.4eV寬的帶隙。此帶隙比其它半導體材料、例如Si（1eV的帶隙）和GaAs（1.6eV的帶隙）的帶隙要寬得多。因此，這些GaN異質結構經常用于要求高效率工作的器件。

GaN HEMT器件都受到泄漏電流和陷阱相關的現象的影響，例如電流崩潰和靜態電流漂移。當在器件的AlGaN勢壘層中形成缺陷時，GaN HEMT器件可能降級。該缺陷給電子提供了泄漏路徑，并且有效地降低了柵極的肖特基勢壘高度。電流崩潰是一種頻散現象，并可能是由表面和緩沖陷阱造成的。

場板已被用于降低柵極邊緣的電場。降低該區域內的電場可以解決器件降級和電流崩潰的問題。GaN蓋也被用于降低柵極邊緣處的電場以及改善表面形態。為了解決電流衰退，氮化硅膜也被用于降低表面陷阱的影響。雖然有這些努力，柵漏對于具有肖特基柵極的AlGaN/GaN HFET器件仍然是個問題。

附圖說明

組件和附圖不必按比例繪制，而是將重點放在說明本發明的原理。此外，在附圖中，相同的參考符號表示不同視圖中相對應的部分。

圖1是根據一個實施例的具有集成的金屬-絕緣體-半導體HFET（MISHFET）結構和HFET結構的示例半導體器件的示意剖面圖。

圖2是具有放大器電路布置的示例電子裝置，其中該放大器電路布置中根據一個實施例并入了圖1的半導體器件的MISHFET和HFET結構。

圖3是根據一個實施例的具有集成的MISHFET結構和HFET結構的另一個示例半導體器件的示意剖面圖。

圖4是具有共源共柵電路布置的示例電子裝置的電路圖，其中該共源共柵電路布置中根據一個實施例并入了圖2的半導體器件的MISHFET和HFET結構。

圖5是根據一個實施例的具有集成的MISHFET結構和肖特基二極管結構的示例半導體器件的示意剖面圖。

圖6是圖5的半導體器件的電路圖。

圖7是根據一個實施例的、說明制作具有集成的MISHFET和HFET（或其它基于肖特基結的）結構的半導體器件的示例方法的工藝流程圖和相應的示意剖面圖。

具體實施方式