[發(fā)明專利]半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510303315.8
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN105322006B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷德弗里德勒·阿德里安斯·瑪利亞·胡爾克斯;杰倫·安東·克龍;約翰內(nèi)斯·J·T·M·唐克爾;斯蒂凡·巴斯蒂安·西蒙·海爾;簡·雄斯基
• 申請（專利權(quán)）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/872;H01L29/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周泉

異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體器件，包括：襯底；布置在襯底上的多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括：第一層，包括布置在襯底上方的第一半導(dǎo)體；第二層，包括布置在第一層上方以限定第一層與第二層之間的界面的第二半導(dǎo)體，其中第二半導(dǎo)體與第一半導(dǎo)體不同，使得在界面附近形成二維電子氣；第一端子，電耦合到第一層與第二層之間界面的第一區(qū)域；第二端子，電耦合到第一層與第二層之間界面的第二區(qū)域；以及導(dǎo)電溝道，包括金屬或所述第一層的區(qū)域，所述區(qū)域比所述第一層的其它區(qū)域具有更高的缺陷密度，其中導(dǎo)電溝道將第二端子與第一層的區(qū)域連接，使得電荷能夠在第二端子和第一層之間流動。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)器件，例如高電子遷移率晶體管(HEMT)和肖特基二極管。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一方面提供了異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體器件，包括：襯底；布置在襯底上的多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括：第一層，包括布置在襯底上方的第一半導(dǎo)體；第二層，包括布置在第一層上方以限定第一層與第二層之間的界面的第二半導(dǎo)體，其中第二半導(dǎo)體與第一半導(dǎo)體不同，使得在界面附近形成二維電子氣(2DEG)；第一端子，電耦合到第一層與第二層之間界面的第一區(qū)域；第二端子，電耦合到第一層與第二層之間界面的第二區(qū)域；以及導(dǎo)電溝道，其中導(dǎo)電溝道將第二端子與第一層的區(qū)域連接，使得電荷能夠在第二端子和第一層之間流動(例如使得電荷能夠從第一層流入第二端子)。

導(dǎo)電溝道可以包括金屬。金屬可以是第二端子的延伸，所述延伸向上直到第一層并且可選地進(jìn)入第一層。

導(dǎo)電溝道可以包括第一層的區(qū)域，所述區(qū)域比所述第一層的其它區(qū)域具有更高的缺陷密度。例如，第一層的較高缺陷密度區(qū)域可以包括第二端子下面的區(qū)域，并且可以具有比第一層的其余區(qū)域更高的缺陷密度。第一層的較高缺陷密度區(qū)域可以包括第二端子下面的區(qū)域，并且具有比第一端子下面的第一層的區(qū)域更高的缺陷密度。第一層的較高缺陷密度區(qū)域可以包括第二端子下面的區(qū)域，并且具有比第一與第二端子之間的區(qū)域更高的缺陷密度。缺陷引入陷阱(即材料的帶隙中的狀態(tài))，通過陷阱，電荷載流子可以在強(qiáng)電場的影響下傳播(所謂的跳躍)。

導(dǎo)電溝道可以具有比第一層更高的電導(dǎo)率。

導(dǎo)電溝道可以具有與第二端子相同的或不同的電導(dǎo)率。

導(dǎo)電溝道可以位于第二端子下方，位于第二端子的所述區(qū)域內(nèi)。即，當(dāng)從導(dǎo)電溝道上方觀看時，導(dǎo)電溝道會位于第二端子的覆蓋區(qū)域(footprint)中。

貫穿本說明書，關(guān)于相對方向和位置的描述詞(如“后面”、“前面”、“頂部”、“底部”和“側(cè)部”以及它們的任何形容詞的和副詞的衍生詞)用于附圖中出現(xiàn)的半導(dǎo)體器件的定向。然而，這樣的描述詞并不旨在對描述或聲明的發(fā)明的用途進(jìn)行任何限定。

導(dǎo)電溝道可以位于第二端子下方，并且部分地向第一端子延伸。

導(dǎo)電溝道可以包括第一層的包括缺陷的區(qū)域。缺陷可能已經(jīng)由一個或多個非摻雜元素的注入導(dǎo)致。在上下文中，非摻雜元素是指當(dāng)引入半導(dǎo)體晶格時不會導(dǎo)致p型或n型區(qū)域的元素。非摻雜元素可以包括氬和氮中的一個或多個。注入劑量可以在每立方厘米1¹¹到1¹²的范圍內(nèi)?？梢允褂么蠹s為每立方厘米1¹³的氬劑量。

注入劑量可以取決與元素。例如，重元素可能需要較低的劑量來破壞晶體結(jié)構(gòu)。注入?yún)^(qū)域可以例如從第二端子向第一端子延伸，或者以圖案的形式延伸(例如以條紋或點的形式)。

當(dāng)在第二端子的覆蓋區(qū)域內(nèi)使用注入時(例如使得注入?yún)^(qū)域不在第二端子和第一端子之間)，注入劑量可以更高，高到可以有效去除二維電子氣(2DEG)。

異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體器件可以包括鈍化層，所述鈍化層包括布置在第二層上方的半導(dǎo)體鈍化層。鈍化層可以包括氮化硅。鈍化層還可以包括布置在半導(dǎo)體鈍化層和第二層之間的電介質(zhì)層。鈍化層可以包括與第二層直接接觸的半導(dǎo)體鈍化層。

第一半導(dǎo)體可以是第一III-V半導(dǎo)體，并且第二半導(dǎo)體可以是第二III-V半導(dǎo)體。