[發明專利]具有垂直結構的氮化鎵功率半導體器件有效
| 申請號： | 201480045765.5 | 申請日： | 2014-06-18 |
| 公開（公告）號： | CN105474405B | 公開（公告）日： | 2018-12-14 |
| 發明（設計）人： | 陳世冠;林意茵 | 申請（專利權）人： | 威世通用半導體公司 |
| 主分類號： | H01L29/861 | 分類號： | H01L29/861;H01L29/78 |
| 代理公司： | 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219 | 代理人： | 李蘭;孫志湧 |
| 地址： | 美國*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 具有 垂直 結構 氮化 功率 半導體器件 | ||
1.一種半導體器件，所述半導體器件包括：
襯底，所述襯底具有第一面和第二面；
第一有源層，所述第一有源層設置在所述襯底的所述第一面上方；
第二有源層，所述第二有源層設置在所述第一有源層上，所述第二有源層具有比所述第一有源層高的帶隙，使得在所述第一有源層與所述第二有源層之間出現二維電子氣層；
至少一個溝槽，所述至少一個溝槽延伸穿過所述第一有源層和所述第二有源層以及所述二維電子氣層并且進入所述襯底中；
導電材料，所述導電材料內襯于所述溝槽；
第一電極，所述第一電極設置在所述第二有源層上；
第二電極，所述第二電極設置在所述襯底的所述第二面上，以及
設置在所述第二有源層上的第三電極，所述第一電極、所述第二電極和所述第三電極分別為源極電極、漏極電極和柵極電極，
其中，在橫向方向上穿過所述二維電子氣層并且在垂直方向上穿過所述導電材料來提供連續導電通路。
2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述至少一個溝槽包括一對溝槽，所述一對溝槽延伸穿過所述第一有源層和所述第二有源層以及所述二維電子氣層并且進入所述襯底中，所述溝槽中的每一個內襯有導電材料。
3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第一有源層包括外延層。
4.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第一電極是肖特基接觸。
5.根據權利要求4所述的半導體器件，其中所述第二電極是歐姆接觸。
6.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第一有源層包括III族氮化物半導體材料。
7.根據權利要求6所述的半導體器件，其中所述第一有源層包括GaN。
8.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第二有源層包括III族氮化物半導體材料。
9.根據權利要求8所述的半導體器件，其中所述第二有源層包括AlXGa1-XN，其中0<X<1。
10.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括介電層，所述介電層設置在所述第三電極中的每一個與所述第二有源層之間。
11.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第三電極是肖特基電極。
12.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括填充所述溝槽的鈍化材料。
13.一種形成半導體器件的方法，所述方法包括：
在襯底上形成第一有源層；
在所述第一有源層上方形成第二有源層，所述第二有源層具有比所述第一有源層高的帶隙，使得在所述第一有源層與所述第二有源層之間出現二維電子氣層；
形成至少一個溝槽，所述至少一個溝槽延伸穿過所述第一有源層和所述第二有源層以及所述二維電子氣層并且進入所述襯底中；
用導電材料內襯所述溝槽；
用鈍化材料填充所述溝槽；
在所述第二有源層上形成第一電極；
在所述襯底的底面上形成第二電極；以及
形成設置在所述第二有源層上的第三電極，所述第一電極、所述第二電極和所述第三電極分別為源極電極、漏極電極和柵極電極，
其中，在橫向方向上穿過所述二維電子氣層并且在垂直方向上穿過所述導電材料來提供連續導電通路。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述至少一個溝槽包括一對溝槽，并且還包括形成所述一對溝槽，使得所述溝槽中的每一個延伸穿過所述第一有源層和所述第二有源層以及所述二維電子氣層并且進入所述襯底中，所述溝槽中的每一個內襯有導電材料并且填充有鈍化材料。
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