[發明專利]縱向氮化物半導體晶體管裝置

在審

• 申請號: 202011230488.9
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN113140629A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 高谷信一郎;白田理一郎
• 申請（專利權）人: 高谷信一郎;白田理一郎
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 宋興;臧建明

1.一種縱向氮化物半導體晶體管裝置，其特征在于，包括：

由氮化物半導體構成的漂移層；

由氮化物半導體構成的信道區域，與所述漂移層電連接；

源極電極，電接觸所述信道區域的與所述漂移層相反的一側；

漏極電極，與所述漂移層電接觸；

柵極絕緣膜，接近所述信道區域；以及

柵極電極，設置于所述柵極絕緣膜的與所述信道區域相反的一側，

所述柵極絕緣膜至少包括位于所述信道區域側的第一絕緣膜、比第一絕緣膜更靠所述柵極電極側的第二絕緣膜、以及比第二絕緣膜更靠所述柵極電極側的第三絕緣膜，

所述第二絕緣膜具有能階位于所述第一絕緣膜與所述第三絕緣膜兩者的帶隙的內側的電荷陷阱，

通過蓄積于所述電荷陷阱的電荷來調整閾值電壓，所述閾值電壓用于利用施加至所述柵極電極的電壓而使所述信道區域的傳導載流子實質上消失，來阻斷在所述源極電極與所述漏極電極之間流動的電流。

2.根據權利要求1所述的縱向氮化物半導體晶體管裝置，其特征在于，通過蓄積于所述電荷陷阱的所述電荷而將所述閾值電壓調整為正值。

3.根據權利要求1所述的縱向氮化物半導體晶體管裝置，其特征在于，還包括：

阻擋層，出于阻止所述電流的目的而設置于所述漂移層上；

第一氮化物半導體層，設置于所述阻擋層上；以及

第二氮化物半導體層，設置于所述第一氮化物半導體層上，

所述第二氮化物半導體層至少包含帶隙比所述第一氮化物半導體層的至少一部分氮化物半導體大的氮化物半導體，

在所述第二氮化物半導體層與所述第一氮化物半導體層的界面的所述第一氮化物半導體層側形成有導電層，

所述信道區域包括所述導電層的至少一部分，

所述阻擋層具有開口部，

所述第一氮化物半導體層經由所述開口部而與所述漂移層電連接，

在所述源極電極與所述漏極電極之間流動的所述電流實質上經由所述開口部流動。

4.根據權利要求3所述的縱向氮化物半導體晶體管裝置，其特征在于，所述第一氮化物半導體層至少包括GaN層，所述第二氮化物半導體層至少包含Al_xGa_1-xN，0＜x≤1。

5.根據權利要求1所述的縱向氮化物半導體晶體管裝置，其特征在于，還包括：

第三氮化物半導體層，設置于所述漂移層上，且具有與所述漂移層相反的導電型；以及

第四氮化物半導體層，設置于所述第三氮化物半導體層上，且通過摻質摻雜或極化電荷而具有實質上與所述漂移層相同的導電型，

所述源極電極與所述第四氮化物半導體層電連接，

形成有貫通所述第四氮化物半導體層與所述第三氮化物半導體層而到達所述漂移層的溝槽，

所述柵極絕緣膜的至少一部分直接或隔著薄的氮化物半導體層而形成于所述溝槽的內表面中的所述第三氮化物半導體層的側面，

在所述第三氮化物半導體層的所述側面與所述柵極絕緣膜之間直接或隔著所述薄的氮化物半導體層而形成的界面的、所述第三氮化物半導體層的所述側面的一側形成有倒置型的導電層，

所述柵極電極的至少一部分形成于所述柵極絕緣膜的與所述倒置型的導電層相反的一側，

所述信道區域包括所述倒置型的導電層的至少一部分。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的縱向氮化物半導體晶體管裝置，其特征在于，所述第二絕緣膜包括氮化硅、氧化鉿與氧化鋯中的至少一個膜。

7.根據權利要求1至5中任一項所述的縱向氮化物半導體晶體管裝置，其特征在于，所述第一絕緣膜及所述第三絕緣膜均包括氧化硅與氧化鋁中的至少一個膜。