[發(fā)明專利]具有AlSiN鈍化層的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410059960.5
• 申請(qǐng)日: 2014-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN104022148B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·拉姆德尼;M·墨菲;J·P·愛(ài)德華茲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電力集成公司
• 主分類號(hào): H01L29/737
• 分類號(hào): H01L29/737
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

1.一種異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，包括：

第一活性層；

第二活性層，被布置在該第一活性層上，二維電子氣層形成在該第一活性層與該第二活性層之間；

包括氮化鋁硅、即AlSiN的鈍化和柵極電介質(zhì)層，被布置在該第二活性層上；在所述鈍化和柵極電介質(zhì)層上的AlN籽晶層；

包括氧化鋁、即Al₂O₃的第二柵極電介質(zhì)層，所述第二柵極電介質(zhì)層被布置在所述AlN籽晶層上；

柵極，被豎向布置在所述第二柵極電介質(zhì)層上并且所述鈍化和柵極電介質(zhì)層將所述柵極與所述第二活性層豎向分隔；

第一歐姆接觸點(diǎn)和第二歐姆接觸點(diǎn)，該第一歐姆接觸點(diǎn)和第二歐姆接觸點(diǎn)電學(xué)連接到該第二活性層，該第一歐姆接觸點(diǎn)和該第二歐姆接觸點(diǎn)橫向間隔開，該柵極被布置在該第一歐姆接觸點(diǎn)與該第二歐姆接觸點(diǎn)之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，進(jìn)一步包括被布置在該第二柵極電介質(zhì)層之上的上鈍化層，該柵極豎向延伸穿過(guò)該上鈍化層，以接觸該第二柵極電介質(zhì)層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該鈍化和柵極電介質(zhì)層具有第一厚度，且該第二柵極電介質(zhì)層具有第二厚度，該第二厚度大于該第一厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該第一歐姆接觸點(diǎn)和該第二歐姆接觸點(diǎn)豎向延伸穿過(guò)該第二柵極電介質(zhì)層和該鈍化和柵極電介質(zhì)層。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該第一歐姆接觸點(diǎn)和該第二歐姆接觸點(diǎn)豎向延伸穿過(guò)該上鈍化層、該第二柵極電介質(zhì)層和該鈍化和柵極電介質(zhì)層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該鈍化和柵極電介質(zhì)層具有在1-5納米厚的范圍內(nèi)的第一厚度，并且該第二柵極電介質(zhì)具有在10-20納米厚的范圍內(nèi)的第二厚度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該第一歐姆接觸點(diǎn)和該第二歐姆接觸點(diǎn)分別包括源極歐姆接觸點(diǎn)和漏極歐姆接觸點(diǎn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該上鈍化層包括SiN。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該第一活性層包括氮化鎵、即GaN。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該第二活性層包括氮化鋁鎵、即AlGaN。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該第一活性層和該第二活性層被限定為隔離臺(tái)面。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異質(zhì)結(jié)構(gòu)功率晶體管，其中該鈍化和柵極電介質(zhì)層是5-10％的鋁對(duì)氮化硅。

13.一種用于制造異質(zhì)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體器件的方法，包括：

在襯底上形成第一活性層；

在該第一活性層上形成第二活性層，該第一活性層和該第二活性層具有不同的帶隙，以使得在它們之間形成二維電子氣層；

在該第二活性層上形成包括氮化鋁硅、即AlSiN的鈍化和柵極電介質(zhì)層，該鈍化和柵極電介質(zhì)層具有第一厚度；

在該鈍化和柵極電介質(zhì)層之上與該鈍化和柵極電介質(zhì)層原位生長(zhǎng)AlN籽晶層；將AlN層用作籽晶層以形成第二柵極電介質(zhì)層，將包括氧化鋁的第二柵極電介質(zhì)層沉積在該鈍化和柵極電介質(zhì)層之上；

形成第一歐姆接觸點(diǎn)和第二歐姆接觸點(diǎn)，該第一歐姆接觸點(diǎn)和第二歐姆接觸點(diǎn)各自豎向延伸穿過(guò)該鈍化和柵極電介質(zhì)層，該第一歐姆接觸點(diǎn)和該第二歐姆接觸點(diǎn)橫向間隔開，且電學(xué)連接到該第二活性層；以及

在該第一歐姆接觸點(diǎn)與該第二歐姆接觸點(diǎn)之間的橫向位置處形成柵極，其中所述鈍化和柵極電介質(zhì)層將所述柵極與所述第二活性層豎向分隔。