[發(fā)明專利]增強(qiáng)模式III族氮化物基晶體管器件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010815432.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN112397585A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·普雷希特;G·庫拉托拉;O·赫伯倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L29/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;申屠偉進(jìn)

提供增強(qiáng)模式III族氮化物基晶體管器件，包括包括第一表面的本體，本體包括布置在III族氮化物溝道層上的III族氮化物勢(shì)壘層并在其間形成能支持二維載氣的異質(zhì)結(jié)，包括多個(gè)晶體管單元的第一單元場(chǎng)和邊緣區(qū)。每個(gè)晶體管單元包括在第一表面上且在縱向方向上基本上彼此平行延伸的源極指狀物、柵極指狀物和漏極指狀物。柵極指狀物橫向地布置在源極指狀物與漏極指狀物之間并且包括布置在金屬柵極指狀物與第一表面之間的p摻雜III族氮化物指狀物。邊緣區(qū)圍繞多個(gè)晶體管單元且包括邊緣終止結(jié)構(gòu)。邊緣終止結(jié)構(gòu)包括隔離環(huán)和p摻雜III族氮化物流道。隔離環(huán)局部地中斷異質(zhì)結(jié)。p摻雜III族氮化物流道與縱向方向橫斷地延伸且橫向地位于隔離環(huán)和漏極指狀物的第一端之間。

背景技術(shù)

迄今為止，通常已經(jīng)用硅（Si）半導(dǎo)體材料制造用在功率電子應(yīng)用中的晶體管。用于功率應(yīng)用的常見晶體管器件包括Si CoolMOS?、Si功率MOSFET和Si絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。新近，已經(jīng)考慮了碳化硅（SiC）功率器件。諸如氮化鎵（GaN）基器件之類的III族（Group III）氮化物半導(dǎo)體器件現(xiàn)在正在作為攜帶大電流、支持高電壓以及提供非常低的導(dǎo)通電阻和快速切換時(shí)間的有吸引力的候選者出現(xiàn)。

晶體管器件通常包括在器件的有源器件區(qū)和邊緣區(qū)之間提供電隔離的邊緣終止結(jié)構(gòu)。US 2013/126885 A1公開了用于豎直GaN器件的邊緣終止結(jié)構(gòu)的示例，其包括通過注入形成的保護(hù)環(huán)（guard ring）。

對(duì)III族氮化物基（Group III nitride-based）晶體管器件的進(jìn)一步改進(jìn)是所希望的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種增強(qiáng)模式III族氮化物基晶體管器件，其包括：包括第一表面的本體，該本體包括布置在III族氮化物溝道層上的III族氮化物勢(shì)壘層，在其間形成能夠支持二維載（電荷）氣（carrier (charge) gas）的異質(zhì)結(jié)，包括多個(gè)晶體管單元的第一單元場(chǎng)以及邊緣區(qū)。每個(gè)晶體管單元包括在第一表面上且在縱向方向上基本上彼此平行延伸的源極指狀物（finger）、柵極指狀物和漏極指狀物。柵極指狀物橫向地布置在源極指狀物與漏極指狀物之間，并且包括布置在金屬柵極指狀物與第一表面之間的p摻雜III族氮化物指狀物。邊緣區(qū)圍繞多個(gè)晶體管單元并且包括邊緣終止結(jié)構(gòu)。邊緣終止結(jié)構(gòu)包括隔離環(huán)和p摻雜III族氮化物流道（runner）。隔離環(huán)局部地中斷二維載氣，并且可選地還局部地中斷異質(zhì)結(jié)。p摻雜III族氮化物流道相對(duì)于縱向方向橫斷地（transversely）延伸并且橫向地位于隔離環(huán)和漏極指狀物的第一端之間。

柵極指狀物的p摻雜III族氮化物指狀物和p摻雜III族氮化物流道位于本體的第一表面上。

在一些實(shí)施例中，本體的第一表面與p摻雜III族氮化物流道之間的界面是平面的并且本體的第一表面與柵極指狀物的p摻雜III族氮化物指狀部之間的界面是平面的。

在一些實(shí)施例中，柵極指狀物的p摻雜III族氮化物指狀物和p摻雜III族氮化物流道具有凹陷的結(jié)構(gòu)并且包括具有中央部分的T形狀，該中央部分突出到形成在本體的第一表面中的凹部中，特別是突出到形成在III族氮化物基勢(shì)壘層中的凹部中。

在一些實(shí)施例中，p摻雜III族氮化物流道電耦合到柵極電位或耦合到源極電位。

在一些實(shí)施例中，漏極電極的第一端與p摻雜III族氮化物流道間隔開距離L_DEdge，并且漏極指狀物與柵極指狀物之間的距離是L_DG，其中L_DEedge ≥L_DG。

在一些實(shí)施例中，源極指狀物和柵極指狀物之間的距離是L_SG并且小于漏極指狀物和柵極指狀物之間的距離L_DG，使得L_SG L_DG以形成不對(duì)稱布置。