[實用新型]包含摻雜緩沖層和溝道層的半導體結構

有效

• 申請號: 201520849819.5
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN205264712U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: P·莫恩斯
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/06;H01L29/207
• 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: 郭思宇

技術領域

本公開涉及電子器件，更特別地，涉及包含具有化合物半導體材料的溝道層的電子器件。

背景技術

電流崩潰是高電子遷移率晶體管(HEMT)、特別是GaN晶體管的問題。解決電流崩潰的嘗試可導致其它問題，諸如增加溝道層的表面粗糙度或相對高的導通狀態電阻。高表面粗糙度和高片電阻是不希望的。

實用新型內容

根據本實用新型的一個方面，提供一種半導體結構，包括襯底、在襯底上面的高電壓阻擋層、在高電壓層上面的摻雜緩沖層和在摻雜緩沖層上面并且具有至少650nm的厚度的溝道層，其中，摻雜緩沖層和溝道層包含相同的化合物半導體材料，以及，摻雜緩沖層具有在第一載流子雜質濃度的載流子雜質類型，溝道緩沖層具有在小于第一載流子雜質濃度的第二載流子雜質濃度的載流子雜質類型。

在一個實施例中，高電壓阻擋層包含1000nm厚的近側區域，與高電壓阻擋層的任何其它區域相比，摻雜緩沖層更接近所述近側區域，以及，所述近側區域具有小于5×10¹⁵原子/cm³的Fe雜質濃度。

在一個實施例中，半導體結構還包括源電極、漏電極和柵電極，其中，晶體管包含溝道層、源電極、漏電極和柵電極。

在一個實施例中，晶體管是高電壓、高電子遷移率晶體管。

在一個實施例中，相同的化合物半導體材料是III-V半導體材料。

在一個實施例中，相同的化合物半導體材料是GaN。

在一個實施例中，半導體結構還包括在溝道層上面的勢壘層，和在勢壘層上面的氮化硅層。

在一個實施例中，載流子雜質是C，并且，第一載流子雜質濃度為至少1×10¹⁹原子/cm³。

在一個實施例中，第二載流子雜質濃度為至多5×10¹⁶原子/cm³。

根據本實用新型的另一個方面，提供一種半導體結構，包括襯底、在襯底上面的高電壓阻擋層、在高電壓層上面的摻雜緩沖層和在摻雜緩沖層上面的溝道層，其中，摻雜緩沖層和溝道層中的每一個為GaN層，摻雜緩沖層具有在至少1×10¹⁹原子/cm³的第一載流子雜質濃度的載流子雜質類型，溝道緩沖層具有在至多5×10¹⁶原子/cm³的第二載流子雜質濃度的載流子雜質類型，以及，高電壓阻擋層、摻雜緩沖層和溝道層中的每一個具有小于5×10¹⁵原子/cm³的Fe雜質濃度。

附圖說明

在附圖中，實施例作為例子被示出并且不被限制。

圖1包括包含襯底、成核層和高電壓阻擋層的工件的一部分的截面圖的示圖。

圖2包括形成摻雜緩沖層和溝道層之后的圖1的工件的截面圖的示圖。

圖3包括形成勢壘層之后的圖2的工件的截面圖的示圖。

圖4包括形成大致完整晶體管之后的圖3的工件的截面圖的示圖。

圖5包括工件的一部分的截面圖的示圖，該示圖除了晶體管結構是增強模式晶體管以外與圖4所示的示圖類似。

本領域技術人員理解，附圖中的要素被簡明示出，并且未必按比例繪制。例如，附圖中的要素中的一些的尺寸可相對于其它要素被夸大，以幫助改善本實用新型的實施例的理解。

具體實施方式

提供與附圖組合的以下描述，以幫助理解在這里公開的教導。以下的討論將著眼于教導的特定實現和實施例。提供這種著眼以幫助描述教導，并且不應被解釋為限制教導的范圍或適用性。但是，可基于在本申請中公開的教導使用其它實施例。

術語“化合物半導體”要表示的意思是包含至少兩種不同元素的半導體材料。例子包括SiC、SiGe、GaN、InP、Al_vGa_(1-v)N和CdTe等。III-V半導體材料要表示的意思是包含至少一種三價金屬元素和至少一種族15元素的半導體材料。III-N半導體材料要表示的意思是包含至少一種三價金屬元素和氮的半導體材料。族13～族15半導體材料要表示的意思是包含至少一種族13元素和至少一種族15元素的半導體材料。