[發明專利]用于垂直型功率器件的方法和系統

有效

• 申請號: 201780086400.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN110291645B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 弗拉基米爾·奧德諾博柳多夫;迪利普·瑞思布德;奧茲古·阿克塔斯
• 申請（專利權）人: 克羅米斯有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/45;H01L29/47;H01L29/861
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 景懷宇

一種形成半導體器件的方法，該方法包括：提供工程化襯底。所述工程化襯底包括多晶陶瓷芯、封裝所述多晶陶瓷芯的阻擋層、耦合至所述阻擋層的鍵合層，以及耦合至所述鍵合層的實質單晶硅層。所述方法還包括：形成耦合至所述工程化襯底的肖特基二極管。所述肖特基二極管具有頂表面和底表面，該底表面耦合至所述實質單晶硅層。所述方法還包括：形成耦合至所述肖特基二極管的所述頂表面的肖特基接觸；形成耦合至所述肖特基接觸的金屬鍍層；移除所述工程化襯底，以暴露所述肖特基二極管的底表面；以及在所述肖特基二極管的所述底表面上形成歐姆接觸。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年12月28日提交的申請號為62/439,860的美國臨時專利申請以及2017年12月19日提交的申請號為15/847,716的美國非臨時專利申請的權益，其內容通過引用的方式整體并入本文。

背景技術

通常，基于氮化鎵的功率器件在藍寶石襯底上外延生長。由于襯底和外延層由不同的材料組成，因此這種基于氮化鎵的功率器件在藍寶石襯底上的生長是一種異質外延生長的過程。由于這種異質外延的生長過程，外延生長材料會呈現出各種負面影響，包括均勻性的降低以及與外延層的電子/光學特性相關聯的度量標準(metrics)的降低。因此，本領域需要與外延生長工藝和襯底結構有關的改進的方法和系統。

發明內容

根據本發明的一個實施例，一種形成半導體器件的方法包括：提供工程化襯底。所述工程化襯底包括多晶陶瓷芯、封裝所述多晶陶瓷芯的阻擋層、耦合(couple)至所述阻擋層的鍵合層，以及耦合至所述鍵合層的實質單晶硅層。所述方法還包括：形成耦合至所述工程化襯底的肖特基二極管。所述肖特基二極管具有頂表面和底表面，該底表面耦合至所述實質單晶硅層。所述方法還包括：形成耦合至所述肖特基二極管的所述頂表面的肖特基接觸；形成耦合至所述肖特基接觸的金屬鍍層；移除所述工程化襯底，以暴露所述肖特基二極管的底表面；以及在所述肖特基二極管的所述底表面上形成歐姆接觸。在一些實施例中，形成所述肖特基二極管包括：形成耦合至所述實質單晶硅層的第一外延N型氮化鎵層，并且形成耦合至所述第一外延N型氮化鎵層的第二外延N型氮化鎵層。所述肖特基接觸耦合至所述第二外延N型氮化鎵層，并且所述歐姆接觸耦合至所述第一外延N型氮化鎵層。

根據本發明的另一個實施例，一種形成半導體器件的方法包括：提供工程化襯底。所述工程化襯底包括多晶陶瓷芯、封裝所述多晶陶瓷芯的阻擋層、耦合至所述阻擋層的鍵合層，以及耦合至所述鍵合層的實質單晶硅層。所述方法還包括：形成耦合至所述實質單晶硅層的緩沖層；以及形成耦合至所述緩沖層的功率晶體管。該功率晶體管具有頂表面和底表面。所述底表面耦合至所述緩沖層。所述方法還包括：形成耦合至所述功率晶體管的頂表面的柵極接觸；形成耦合至所述功率晶體管的所述頂表面的第一源極接觸和第二源極接觸；移除所述工程化襯底；移除所述緩沖層，以暴露所述功率晶體管的底表面；以及形成耦合至所述功率晶體管的所述底表面的漏極接觸。在一些實施例中，形成所述功率晶體管包括：形成耦合至所述緩沖層的第一外延N型氮化鎵層；形成耦合至所述第一外延N型氮化鎵層的第二外延N型氮化鎵層；并且在所述第二外延N型氮化鎵層中形成第一P型氮化鎵區和第二P型氮化鎵區。所述第一P型氮化鎵區和第二P型氮化鎵區通過溝槽彼此分離。所述第二外延N型氮化鎵層的一部分在所述溝槽上方形成溝道區。形成所述功率晶體管還包括：形成耦合至所述溝道區的外延氮化鋁鎵層，并且形成耦合至所述外延氮化鋁鎵層的柵極電介質層。所述柵極接觸耦合至所述柵極電介質層，所述第一源極接觸耦合至所述第一P型氮化鎵區，所述第二源極接觸耦合至所述第二P型氮化鎵區，并且所述漏極接觸耦合至所述第一外延N型氮化鎵層的后表面。

附圖說明

圖1為示出了根據本發明的一些實施例的工程化襯底結構的簡化的截面示意圖。

圖2示出了根據本發明的一些實施例的示出了形成肖特基勢壘二極管(Schottkybarrier?diode，SBD)的方法的簡化的流程圖。

圖3A至圖3H示出了根據本發明的一些實施例的示出了在圖2中所示的方法的中間步驟的示意性的截面示意圖。