一種提高器件縱向耐壓能力的半導(dǎo)體裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提高器件縱向耐壓能力的半導(dǎo)體裝置，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置為采用III-V半導(dǎo)體材料的高電子遷移率的晶體管，其襯底下增加埋層承受一定縱向電壓，其摻雜類(lèi)型與襯底摻雜類(lèi)型相反。當(dāng)器件承受高壓時(shí)，其襯底相當(dāng)于一個(gè)反偏二極管，承受大部分電壓?？梢允沟迷摪雽?dǎo)體裝置的縱向耐壓能力獲得增強(qiáng)，因此可以通過(guò)優(yōu)化器件橫向尺寸及結(jié)構(gòu)提高器件綜合耐壓。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種提高器件縱向耐壓能力的半導(dǎo)體裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種提高器件耐壓能力的半導(dǎo)體裝置，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置主要應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]III；族氮化物型器件的氮化鎵半導(dǎo)體器件是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的新型半導(dǎo)體材料器件器件能夠載送大的電流并支持高壓，同時(shí)此類(lèi)器件還能夠提供非常低的比導(dǎo)通電阻和非常短的切換時(shí)間。
[0003]6^冊(cè)118是由八異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的器件，通過(guò)八異質(zhì)層結(jié)構(gòu)表面由于內(nèi)部極化而產(chǎn)生的二維電子氣(202?來(lái)導(dǎo)電，由于異質(zhì)結(jié)的勢(shì)阱將電子限制在二維平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而降低了雜質(zhì)散射的影響，具有高密度高電子遷移率的導(dǎo)通電流，提供較低的比導(dǎo)通電阻，減小功率器件的損耗。同時(shí)&IX冊(cè)118為寬能帶隙半導(dǎo)體材料器件，具有高耐壓的特性。
[0004]對(duì)于冊(cè)1?的襯底，考慮到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，襯底材料的制備要求簡(jiǎn)潔，成本不宜很高。襯底尺寸一般不小于2英寸。目前冊(cè)11'通常選擇3131(:或藍(lán)寶石作為襯底。其中310、藍(lán)寶石襯底的成本較高，而且31(:襯底的尺寸不易做大；同時(shí)藍(lán)寶石的導(dǎo)熱性能不是很好(在1001約為251/(111 4))。器件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若散熱性能不好則器件可能會(huì)由于自發(fā)熱而燒壞，且藍(lán)寶石的硬度非常高，但是在[￡0器件的制作過(guò)程中卻需要對(duì)它進(jìn)行減薄和切割(從40011111減到10011111左右)，添置完成減薄和切割工藝的設(shè)備又要增加一筆較大的投資，這樣成本會(huì)進(jìn)一步提高。單晶31，是應(yīng)用很廣的半導(dǎo)體材料，作為襯底面積易做大，導(dǎo)熱性好，最重要的是價(jià)格低廉，適用于商業(yè)化生產(chǎn)。所以當(dāng)前在致力研究在31襯底上生長(zhǎng)器件。
[0005]基于硅襯底的半導(dǎo)體器件，當(dāng)器件漏端施加高壓時(shí)會(huì)存在縱向擊穿的問(wèn)題，從而使器件的耐壓能力受到縱向擊穿的限制。為了解決這一問(wèn)題，本專(zhuān)利提出了一種通過(guò)在襯底下增加埋層來(lái)承受一定縱向電壓，進(jìn)而提高器件的縱向耐壓能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出一種提高器件縱向耐壓能力的半導(dǎo)體裝置。
[0007]本發(fā)明提出了一種III；族半導(dǎo)體材料的高電子遷移率器件，其描述的特點(diǎn)包括:低的導(dǎo)通阻抗和高的正向耐壓。本發(fā)明提出的半導(dǎo)體裝置，包含了 20%的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)通電阻和導(dǎo)通損耗的降低。一種提高器件耐壓能力的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:該半導(dǎo)體裝置包括了第一 III；半導(dǎo)體材料層，第二 III；半導(dǎo)體材料層和三個(gè)端口，其中，第二III；半導(dǎo)體材料層堆疊在第一 III；半導(dǎo)體材料層上，且20%溝道形成于第一 III；半導(dǎo)體材料層。第一端口為源極電極，同第一 1114半導(dǎo)體材料層進(jìn)行歐姆接觸，第二端口為漏極電極，同第一 1114半導(dǎo)體材料層進(jìn)行歐姆接觸。第三端口為柵極電極，同第二 1114半導(dǎo)體材料層進(jìn)行肖特基接觸。
[0008]在另一個(gè)方面，一種提高器件耐壓能力的半導(dǎo)體裝置，包括一個(gè)襯底，其襯底為？型或~型摻雜的31半導(dǎo)體材料。
[0009]一種提高器件耐壓能力的半導(dǎo)體裝置，包括一個(gè)埋層，埋層摻雜類(lèi)型與所述襯底摻雜類(lèi)型相反。
[0010]本發(fā)明提出的半導(dǎo)體器件裝置，可能會(huì)包含以下一個(gè)或多個(gè)特征，當(dāng)器件承受高壓時(shí)，其襯底和埋層會(huì)形成一個(gè)反偏結(jié)，此剛結(jié)將承受一部分的縱向電壓。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為一種提高器件耐壓能力的高遷移率晶體管剖面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]圖1為本發(fā)明的一種提高器件耐壓能力的高遷移率晶體管剖面示意圖，下面結(jié)合圖1詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]一種提高器件耐壓能力的半導(dǎo)體裝置，包括，81半導(dǎo)體材料的埋層100，其摻雜類(lèi)型與襯底摻雜類(lèi)型相反，摻雜濃度在1212-1219/(^13，半導(dǎo)體襯底101，生長(zhǎng)在所述的埋層上，為任意摻雜襯底，摻雜濃度在1212-1219/01113。晶核層102，為非導(dǎo)電性半導(dǎo)體襯底，可以為氮化鋁。103-104層為III；半導(dǎo)體材料層，20%導(dǎo)電溝道取決于III；半導(dǎo)體材料層的生長(zhǎng)方向⑶極性或(?極性)出現(xiàn)在不同的層中，其中105為肖特基接觸，106，107為歐姆接觸，金屬可以通過(guò)對(duì)III；半導(dǎo)體材料層的部分區(qū)域刻蝕深入器件內(nèi)部，同20%溝道接觸。
[0014]通過(guò)上述實(shí)例闡述了本發(fā)明，同時(shí)也可以采用其它實(shí)例實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)例，因此本發(fā)明由所附權(quán)利要求范圍限定。
【權(quán)利要求】
1.一種提高器件縱向耐壓能力的半導(dǎo)體裝置，其特征在于: 一系列III族氮化物層，其形成具有與所述源極漏極電極形成歐姆接觸； 一系列III族氮化物層，其形成具有與所述柵極電極形成肖特基接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體裝置襯底為硅半導(dǎo)體材料。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，在N型襯底下增加P型埋層，或在P型襯底下增加N型埋層。適用于任何摻雜的襯底。
4.如權(quán)利要求3所述，該方法適用于一切氮化鎵基器件，包括三端器件、兩端器件SBD坐寸ο
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK104347695SQ201310326456
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】謝剛, 盛況, 陳琛, 崔京京 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)蘇州工業(yè)技術(shù)研究院