[發(fā)明專利]氮化物半導(dǎo)體裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880084650.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111527592A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊藤范和;田中岳利;中原健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/338
• 分類號(hào): H01L21/338;H01L21/336;H01L29/778;H01L29/78;H01L29/786;H01L29/812
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 陳彥;張默

一種氮化物半導(dǎo)體裝置，包含：含有Al_1?xGa_xN(0X≦1)系材料、且含有距離價(jià)帶的受主能級(jí)的深度(E_T?E_V)為0.3eV以上且低于0.6eV的第一雜質(zhì)的第一雜質(zhì)層，在前述第一雜質(zhì)層上形成的電子行進(jìn)層，在前述電子行進(jìn)層上形成的電子供給層，配置在前述電子行進(jìn)層上的柵極電極，以及以?shī)A著前述柵極電極的方式配置的、與前述電子供給層電連接的源極電極和漏極電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

例如，專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種HEMT，包含：支撐基板，支撐基板上的緩沖層，緩沖層上的電子行進(jìn)層，電子行進(jìn)層上的電子供給層，在電子供給層上形成的、達(dá)到電子行進(jìn)層的柵極凹陷，在柵極凹陷的壁面和電子供給層上形成的絕緣膜，嵌在絕緣膜上的柵極電極，以及以與電子供給層歐姆接觸的方式形成的、經(jīng)由電子供給層而與二維電子氣層電連接的源極電極和漏極電極。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2014-207287號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

例如，在常關(guān)(Normal Off)型的HEMT器件中，為了實(shí)現(xiàn)切實(shí)的常關(guān)動(dòng)作，優(yōu)選柵極閾值電壓不會(huì)過(guò)低。在這一點(diǎn)上，為了提高柵極閾值電壓，研究了將作為受主發(fā)揮功能的雜質(zhì)摻雜在半導(dǎo)體層中。例如，作為GaN系器件中能夠使用的受主，可列舉C(碳)、Fe(鐵)。

然而，C、Fe在GaN層中形成深能級(jí)，因此對(duì)于柵極電壓的響應(yīng)性不高，有時(shí)會(huì)成為閾值漂移(Vth漂移)、電流崩塌的重要原因。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種氮化物半導(dǎo)體裝置，能夠使柵極閾值電壓比較高且能夠?qū)崿F(xiàn)良好的常關(guān)動(dòng)作，同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)柵極電壓的良好響應(yīng)性。

用于解決課題的方法

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種氮化物半導(dǎo)體裝置，包含：含有Al_1-xGa_xN(0X≦1)系材料、且含有距離價(jià)帶的受主能級(jí)的深度(E_T-E_V)為0.3eV以上且低于0.6eV的第一雜質(zhì)的第一雜質(zhì)層，在前述第一雜質(zhì)層上形成的電子行進(jìn)層，在前述電子行進(jìn)層上形成的電子供給層，配置在前述電子行進(jìn)層上的柵極電極，以及以?shī)A著前述柵極電極的方式配置的、與前述電子供給層電連接的源極電極和漏極電極。

附圖說(shuō)明

[圖1]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的氮化物半導(dǎo)體裝置的示意性平面圖。

[圖2]圖2為顯示圖1的氮化物半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。

[圖3]圖3為顯示圖2的III-III截面的圖。

[圖4]圖4為示意性顯示圖3的半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的層構(gòu)成的圖。

[圖5]圖5為顯示距離半導(dǎo)體的價(jià)帶的費(fèi)米能級(jí)的深度(E_F-E_V)與空穴濃度的關(guān)系的曲線圖。

[圖6]圖6為顯示距離價(jià)帶的受主能級(jí)的深度(E_T-E_V)與空穴放出時(shí)間的關(guān)系的曲線圖。

[圖7]圖7為顯示施加有電壓時(shí)空穴從C形成的受主能級(jí)放出為止的時(shí)間常數(shù)的圖。

[圖8]圖8為顯示施加有電壓時(shí)空穴從Zn形成的受主能級(jí)放出為止的時(shí)間常數(shù)的圖。

[圖9]圖9為用于說(shuō)明Zn的摻雜量的控制性的圖。