[發明專利]III-N器件中的凹陷歐姆接觸

有效

• 申請號: 201580068626.9
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN107112218B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 吉川俊英;木內謙二;細田勉;金村雅仁;望月昭壽
• 申請（專利權）人: 創世舫電子有限公司
• 主分類號: H01L21/285
• 分類號: H01L21/285;H01L29/417;H01L29/778;H01L21/335;H01L29/20
• 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

一種器件，包括具有上側和下側的III?N層，下側與上側相對，以及III?N層的上側上的至少一個導電接觸，導電接觸延伸進入III?N層。導電接觸包括遠離III?N層的下側面對的頂側，以及朝向III?N層的下側面對的底側。底側包括第一端以及與第一端相對的第二端，從第一端升高至比第一端更接近頂側的中間點的第一側，以及從中間點下降至第二端的第二側，第二端比中間點更遠離頂側。

技術領域

本說明書涉及半導體器件，特別是諸如晶體管和二極管的氮化物基器件，其包括一個或多個歐姆接觸。

背景技術

功率電子應用中的采用的晶體管已經代表性地由硅(Si)半導體材料制造。用于功率應用的普通晶體管器件包括Si CoolMOS，Si功率 MOSFET以及Si絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。雖然Si功率器件廉價，但是它們有許多缺點，包括相對低的開關速度以及高電噪聲水平。新近，已經考慮采用碳化硅(SiC)功率器件，因為他們具有優越的特性。 III族氮化物或III-N半導體器件，例如氮化鎵(GaN)器件是現今新興的有吸引力的選擇，因為它們能承載大電流，支持高電壓，且提供非常低的導通電阻以及快速的開關時間。

形成為III-N材料結構的歐姆接觸，其在多種器件中采用，通常通過在III-N材料上沉積一個或多個金屬層且隨后對該結構進行退火從而致使該金屬以及下層III-N材料混合且形成合金而實現。雖然用于形成歐姆接觸的這種合金化工藝已經顯示出在低電阻率歐姆接觸方面成功的結果，但是這種工藝的可靠性和良率典型地低于工業規模生產的需要。

發明內容

在第一方面中，一種器件，包括具有上側和下側的III-N層，下側與上側相對，以及III-N層的上側上的至少一個導電接觸，導電接觸延伸進入III-N層。導電接觸包括遠離III-N層的下側面對的頂側，以及朝向III-N層的下側面對的底側。底側包括第一端以及與第一端相對的第二端，從第一端升高至比第一端更接近頂側的中間點的第一側，以及從中間點下降至第二端的第二側，第二端比中間點更遠離頂側。

在第二方面中，制造器件的方法包括形成具有上側和下側的III-N 層，下側與上側相對。該方法還包括在III-N層的上側上的表面中形成凹陷，凹陷的形成包括利用抗蝕劑圖案蝕刻III-N層的表面，以及在 III-N層的表面中的凹陷上形成導電接觸。導電接觸包括遠離III-N層的下側面對的頂側，以及朝向III-N層的下側面對的底側。底側包括第一端和與第一端相對的第二端，從第一端升高至比第一端更接近頂側的中間點的第一側，以及從中間點下降至第二端的第二側，第二端比中間點更遠離頂側。

在第三方面中，用于制造器件的方法包括在其中具有導電溝道的 III-N層的表面中形成凹陷，其中形成凹陷包括利用抗蝕劑圖案蝕刻 III-N層的表面，以及在III-N層的表面中的凹陷上形成導電接觸，導電接觸與導電溝道電接觸，導電接觸具有與凹陷的底表面接觸的底側以及與底側相對的頂側。表面的蝕刻致使凹陷的底表面具有第一端以及與第一端相對的第二端，從第一端單調升高至比第一端更接近導電接觸的頂側的中間點的第一側，以及從中間點單調下降至第二端的第二側，第二端比中間點更遠離導電接觸的頂側。

在第四方面中，一種器件，包括具有上側和下側的III-N層，下側與上側相對，以及III-N層的上側上的導電接觸。導電接觸包括遠離 III-N層的下側面對的頂側以及朝向III-N層的下側面對的底側，底側包括第一端，與第一端相對的第二端以及第一端和第二端之間的中間點。該器件還包括III-N層中的2DEG溝道，其中2DEG溝道包括中間點下的第一部分以及第一和第二端下的第二部分，第二部分具有比第一部分高的電子濃度。