[發(fā)明專利]增強(qiáng)型和耗盡型的集成功率器件及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010157060.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN111341773A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉成;向蘭蘭;林育賜;徐寧;葉念慈;蔡文必
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/088
• 分類號(hào): H01L27/088;H01L21/8236
• 代理公司: 北京超成律師事務(wù)所 11646
• 代理人: 鄧超

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的增強(qiáng)型和耗盡型的集成功率器件及其制作方法，包括襯底、形成于襯底上的增強(qiáng)型功率器件和耗盡型功率器件。增強(qiáng)型功率器件包括第一外延結(jié)構(gòu)、通過第一次外延生長(zhǎng)形成于第一外延結(jié)構(gòu)上的P型氮化物層、第二次外延生長(zhǎng)形成于第一外延結(jié)構(gòu)的第一N型半導(dǎo)體層和第一P型半導(dǎo)體層。耗盡型功率器件包括第二外延結(jié)構(gòu)、通過第二次外延生長(zhǎng)形成于第二外延結(jié)構(gòu)上的第二N型半導(dǎo)體層和第二P型半導(dǎo)體層。如此，基于二次外延生長(zhǎng)形成的N型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層的電荷平衡結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了P型氮化物層在刻蝕后的界面態(tài)，獲得優(yōu)良的飽和電流特性，該電荷平衡結(jié)構(gòu)可作為耗盡型功率器件的柵介質(zhì)層，提升了耗盡型功率器件的柵穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，具體而言，涉及一種增強(qiáng)型和耗盡型的集成功率器件及其制作方法。

背景技術(shù)

氮化鎵材料具有禁帶寬度寬、臨界擊穿電場(chǎng)高、電子飽和速度高、熱導(dǎo)率高、異質(zhì)結(jié)界面二維電子氣濃度高等優(yōu)點(diǎn)，是被廣泛應(yīng)用的第三代半導(dǎo)體材料。傳統(tǒng)的氮化鎵器件的工作模式多為耗盡型器件，存在功耗高和設(shè)計(jì)復(fù)雜的問題，隨著增強(qiáng)型器件的引入，可以起到簡(jiǎn)化電路和降低成本的效果。在增強(qiáng)型和耗盡型的集成器件中，氮化鎵增強(qiáng)型HEML器件主要采用刻蝕工藝形成柵極圖形，這種方法容易損傷界面，產(chǎn)生較多的界面態(tài)，飽和電流等參數(shù)特性差。并且，目前的E-D mode(增強(qiáng)型-耗盡型)集成的氮化鎵器件需基于E-mode的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，形成的D-mode器件的柵金屬接觸為肖特基接觸或采用鈍化介質(zhì)形成的MIS(Metal-Insulator-Semiconductor，金屬-絕緣層-半導(dǎo)體)D-mode器件，其柵穩(wěn)定性及柵壓擺幅低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的包括，例如，提供了一種增強(qiáng)型和耗盡型的集成功率器件及其制作方法，其能夠改善界面損傷問題，且提升器件的柵穩(wěn)定性及柵壓擺幅。

本申請(qǐng)的實(shí)施例可以這樣實(shí)現(xiàn)：

第一方面，實(shí)施例提供一種增強(qiáng)型和耗盡型的集成功率器件，包括：

襯底；

形成于所述襯底上的增強(qiáng)型功率器件和耗盡型功率器件；

其中，所述增強(qiáng)型功率器件包括：

形成于所述襯底上的第一外延結(jié)構(gòu)；

通過第一次外延生長(zhǎng)形成于所述第一外延結(jié)構(gòu)上的P型氮化物層；

通過第二次外延生長(zhǎng)形成于所述第一外延結(jié)構(gòu)的除所述P型氮化物層之外的其他區(qū)域的第一N型半導(dǎo)體層和第一P型半導(dǎo)體層；

所述耗盡型功率器件包括：

形成于所述襯底上的第二外延結(jié)構(gòu)；

通過所述第二次外延生長(zhǎng)形成于所述第二外延結(jié)構(gòu)上的第二N型半導(dǎo)體層和第二P型半導(dǎo)體層。

在可選的實(shí)施方式中，所述第一P型半導(dǎo)體層和第二P型半導(dǎo)體層為P型氮化鎵層或P型氮化鋁鎵層，所述第一N型半導(dǎo)體層和第二N型半導(dǎo)體層為N型氮化鎵層或N型氮化鋁鎵層。

在可選的實(shí)施方式中，所述P型氮化物層為P型氮化鎵層或P型氮化鋁鎵層。

在可選的實(shí)施方式中，所述集成功率器件還包括：

形成于所述第一N型半導(dǎo)體層和所述第二N型半導(dǎo)體層之間、所述第一P型半導(dǎo)體層和所述第二P型半導(dǎo)體層之間的隔離層。

在可選的實(shí)施方式中，所述增強(qiáng)型功率器件還包括：

形成于所述第一P型半導(dǎo)體層上的第一鈍化層；

貫穿所述第一鈍化層且與所述P型氮化物層接觸的第一柵極電極；