本發(fā)明的實施例涉及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

近年來，關(guān)于氮化鎵(gan)高電子遷移率晶體管(hemt)器件的代替硅(si)或碳化硅(sic)用作高壓(hv)器件的高潛力已經(jīng)引起了大量關(guān)注。ganhemt通常通過在外延生長的結(jié)構(gòu)(包括位于gan溝道層上的氮化鋁鎵(algan)阻擋層)的頂面上施加歐姆源極和漏極接觸件和肖特基柵極接觸件制造。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：晶體管，包括：半導(dǎo)體層；有源區(qū)域，位于所述半導(dǎo)體層中；和導(dǎo)電層，當(dāng)觸發(fā)所述晶體管運行時，所述導(dǎo)電層配置為保留所述有源區(qū)域中的溝道。

本發(fā)明的另一實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；以及晶體管，設(shè)置在所述襯底上，包括：半導(dǎo)體層；有源區(qū)域，限定在所述半導(dǎo)體層中；和導(dǎo)電層，配置為接收電壓，所述導(dǎo)電層的電壓電平?jīng)Q定了溝道是否保持在所述有源區(qū)域中，并且所述導(dǎo)電層配置為與所述襯底電隔離。

本發(fā)明的又一實施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：第一晶體管，配置為接收電源電壓，包括：第一半導(dǎo)體層；第一有源區(qū)域，限定在所述第一半導(dǎo)體層中；和第一導(dǎo)電層，配置為接收電壓，所述第一導(dǎo)電層的電壓電平?jīng)Q定了第一溝道是否保持在所述第一有源區(qū)域中；以及第二晶體管，與所述第一晶體管集成，并且配置為接收基準(zhǔn)電壓，所述第二晶體管包括：第二半導(dǎo)體層；第二有源區(qū)域，限定在所述第二半導(dǎo)體層中；和第二導(dǎo)電層，與所述第一導(dǎo)電層電隔離，并且配置為接收電壓，所述第二導(dǎo)電層的電壓電平?jīng)Q定了第二溝道是否保持在所述第二有源區(qū)域中。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各個方面。應(yīng)該指出，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1a是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

圖1b是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的圖1a中所示的半導(dǎo)體器件的截面圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件的圖。

具體實施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)本發(fā)明的不同特征的不同實施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實例。此外，本發(fā)明可在各個實施例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字符。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。

圖1a是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件1的圖。參照圖1a，半導(dǎo)體器件1包括第一控制器101、第二控制器102、第一晶體管m1(也稱為高側(cè)晶體管)、第二晶體管m2(也稱為低側(cè)晶體管)和負載105。

此外，半導(dǎo)體器件1配置為在不同的電源域(包括由電源電壓vdd0和接地電壓gnd0限定的第一電源域和由電源電壓vdd和接地電壓gnd限定的第二電源域)操作。例如，電源電壓vdd0為約1.8伏(v)并且電源電壓vdd為約600v。此外，接地電壓gnd0為約0v，并且接地電壓gnd為約0v?？蛇x地，接地電壓gnd0的電壓電平與接地電壓gnd的電壓電平不同。

半導(dǎo)體器件1可以用作電源轉(zhuǎn)換器。例如，半導(dǎo)體器件1被分類為開關(guān)電源、整流器、電源轉(zhuǎn)換器、電動發(fā)電機組、直流變換器和變壓器的一種。典型的電源轉(zhuǎn)換器包括開關(guān)電路、驅(qū)動器和低電壓電路。對于轉(zhuǎn)換電源電壓，電源轉(zhuǎn)換器用開關(guān)實現(xiàn)。

第一晶體管m1和第二晶體管m2接收電源電壓vdd和接地電壓gnd的第二電源域并且連接在電源電壓vdd和接地電壓gnd之間的級聯(lián)配置中。

在一個或多個實施例中，第一晶體管m1和第二晶體管m2的每個均包括功率場效應(yīng)晶體管(fet)(諸如雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(dmos)晶體管)。在進一步實施例中，第一晶體管m1和第二晶體管m2的每個均包括另一合適的器件(諸如絕緣柵雙極晶體管(igbt)、場效應(yīng)晶體管(fet)等)。在本實施例中，第一晶體管m1和第二晶體管m2的每個均包括n-型金屬氧化物半導(dǎo)體(nmos)場效應(yīng)晶體管。在另一實施例中，第一晶體管m1和第二晶體管m2的每個均包括p-型金屬氧化物半導(dǎo)體(pmos)場效應(yīng)晶體管。

此外，負載105包括電阻器、電容器、電路或其它電子器件。

第一控制器101配置為接收第二電源域，并且提供相對較高的電壓電平的信號vs1以驅(qū)動第一晶體管m1。此外，第二控制器102配置為接收第一電源域，并且提供相對較低的電壓電平的信號vs2以驅(qū)動第二晶體管m2。

第一晶體管m1的漏極端子dh接收電源電壓vdd。第一晶體管m1的柵極端子gh耦合至第一控制器101的輸出端并且接收信號vs1。第一晶體管m1的源極端子sh耦合至負載105。此外，第二晶體管m2的源極端子sl接收接地電壓gnd。第二晶體管m2的柵極端子gl耦合至第二控制器102的輸出端并且接收信號vs2。第二晶體管m2的漏極端子dl耦合至第一晶體管m1的源極端子sh并且也耦合至負載105。

在操作中，第一晶體管m1和第二晶體管m2設(shè)計為不同時運行。在這種方式中，第一晶體管m1和第二晶體管m2能夠向負載105提供合適的電壓，從而使得負載105能夠正常工作。如果第一晶體管m1和第二晶體管m2在運行狀態(tài)下操作，則第一晶體管m1和第二晶體管m2向負載105提供不合適的電壓。因此，負載105不能正常工作。

在一些現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件中，高側(cè)晶體管和低側(cè)晶體管沒有集成在集成電路(ic)中。高側(cè)晶體管和低側(cè)晶體管均制造為獨立的組件，并且之后安裝在主板上。在這種現(xiàn)有的方法中，如果高側(cè)晶體管和低側(cè)晶體管集成在單個ic中，則高側(cè)晶體管可能在高側(cè)晶體管應(yīng)該運行并且低側(cè)晶體管應(yīng)該不運行的情況下可能不運行，這將參照圖1b詳細地描述。

相反，在本發(fā)明中，第一晶體管m1和第二晶體管m2可以集成在單個集成芯片中而沒有影響第一晶體管m1的功能，這也將參照圖1b詳細地描述。

圖1b是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的圖1a中所示的半導(dǎo)體器件1的截面圖。參照圖1b，除了第一晶體管m1和第二晶體管m2之外，半導(dǎo)體器件1包括襯底12、第一導(dǎo)電層16、第二導(dǎo)電層14和導(dǎo)電部件22。

在一些實施例中，襯底12包括硅鍺、鎵砷、硅碳或其它合適的半導(dǎo)體材料。在一些實施例中，襯底12還包括諸如p-阱和n-阱(未示出)的摻雜區(qū)域。在一些其它實施例中，襯底12還包括諸如掩埋層或外延層的其它部件。此外，在一些實施例中，襯底12是諸如絕緣體上硅(soi)的絕緣體上半導(dǎo)體。在其它實施例中，半導(dǎo)體襯底12包括摻雜的epi層、梯度半導(dǎo)體層或還包括位于不同類型的另一半導(dǎo)體層上面的半導(dǎo)體層(諸如硅鍺層上硅層)。在一些其它的實例中，化合物半導(dǎo)體襯底包括多層硅結(jié)構(gòu)，或硅襯底可以包括多層化合物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，襯底12可以包括其它元素半導(dǎo)體(諸如鍺和金剛石)。在一些實施例中，襯底12包括化合物半導(dǎo)體(諸如碳化硅、砷化鎵、砷化銦或磷化銦)。

例如，第一晶體管m1包括位于襯底12上的第一導(dǎo)電層16和位于第一導(dǎo)電層16上的iii-v族的第一半導(dǎo)體層18h(在下文中為“第一iii-v層18h”)。此外，第一晶體管m1的第一有源區(qū)域19h(顯示在實線框中)限定在第一iii-v層中。此外，第一溝道17h(顯示在虛線框中)限定在第一有源區(qū)域19h中。

在實施例中，第一iii-v層18h包括氮化鎵(gan)層(未具體示出)和位于gan層上的氮化鋁鎵(algan)層(未具體示出)。由于gan層的帶隙與algan層的帶隙不同，因此標(biāo)記為第一溝道17h的二維電子氣(2-deg)區(qū)域產(chǎn)生在靠近gan層和algan層之間的界面的algan層中。然而，本發(fā)明不限于此。在另一實施例中，第一iii-v層18h可以包括砷化鎵、砷化銦、砷化銦鎵、磷化銦、氮化鎵、銻化銦、銻化鎵、磷化鎵、氮化鋁、氮化銦、氮化銦鋁和/或它們的任何三元或四元的化合物或它們的混合物或合金。

第一導(dǎo)電層16設(shè)置在襯底12上，并且用作第一晶體管m1的主要部分。施加至第一導(dǎo)電層16的電壓電平?jīng)Q定了第一溝道17h是否能夠保持或保留在第一有源區(qū)域19h中。

具體地，如果第一導(dǎo)電層16處的電壓電平不大于第一晶體管m1的柵極端子gh處的電壓電平并且它們之間的電壓差大于第一閾值電壓電平(諸如200v)，則不會保持第一溝道17h。另一方面，如果第一導(dǎo)電層16處的電壓電平不大于第一晶體管m1的柵極端子gh處的電壓電平并且它們之間的電壓差不大于第一閾值電壓電平，則會保持第一溝道17h。例如，如果第一導(dǎo)電層16處的電壓電平基本等于第一晶體管m1的柵極端子gh處的電壓電平，這意味著第一導(dǎo)電層16處的電壓電平不大于第一晶體管m1的柵極端子gh處的電壓電平，同時電壓差不大于第一閾值電壓電平，則會保持第一溝道17h。

可選地，如果第一導(dǎo)電層16處的電壓電平大于第一晶體管m1的柵極端子gh處的電壓電平并且它們之間的電壓差大于第二閾值電壓電平(諸如200v)，則不會保持第一溝道17h。第二閾值電壓電平可以與第一閾值電壓電平相同或不同。另一方面，如果第一導(dǎo)電層16處的電壓電平大于第一晶體管m1的柵極端子gh處的電壓電平并且它們之間的電壓差不大于第二閾值電壓電平，則會保持第一溝道17h。

鑒于上述情況，如果第一導(dǎo)電層16和第一晶體管m1的柵極端子gh之間的電壓差落在閾值電壓電平內(nèi)，則會保持第一溝道17h。

例如，第二晶體管m2包括位于襯底12上的第二導(dǎo)電層14和位于第二導(dǎo)電層14上的iii-v族的第二半導(dǎo)體層18l(在下文中為“第二iii-v層18l”)。

第二iii-v層18l與第一iii-v層18h分隔開距離w1。在實施例中，距離w1為約100μm。具體地，第一iii-v層18h和第二iii-v層18l制造為位于相同襯底12上的彼此物理分隔開的獨立組件。同樣，第一iii-v層18h與第二iii-v層18l電分隔開。此外，第二晶體管m2的第二有源區(qū)域19l限定在第二iii-v層18l中。此外，第二溝道17l限定在第二有源區(qū)域19l中。

在實施例中，第二iii-v層18l包括gan層和位于gan層上的algan層，但是本發(fā)明不限于此。如先前討論的，由于gan層的帶隙與algan層的帶隙不同，因此標(biāo)記為第二溝道17l的二維電子氣(2-deg)區(qū)域產(chǎn)生在靠近gan層和algan層之間的界面的algan層中。在另一實施例中，第二iii-v層18l可以包括砷化鎵、砷化銦、砷化銦鎵、磷化銦、氮化鎵、銻化銦、銻化鎵、磷化鎵和/或它們的任何三元或四元的化合物或它們的混合物或合金。

第二導(dǎo)電層14設(shè)置在襯底12上，并且用作第二晶體管m2的主要部分。施加至第二導(dǎo)電層14的電壓電平?jīng)Q定了第二溝道17l是否保持或保留在第二有源區(qū)域19l中。

具體地，如果第二導(dǎo)電層14處的電壓電平不大于第二晶體管m2的柵極端子gl處的電壓電平并且它們之間的電壓差大于第三閾值電壓電平(諸如200v)，則不會保持第二溝道17l。另一方面，如果第二導(dǎo)電層14處的電壓電平不大于第二晶體管m2的柵極端子gl處的電壓電平并且它們之間的電壓差不大于第三閾值電壓電平，則會保持第二溝道17l。例如，如果第二導(dǎo)電層14處的電壓電平基本等于第二晶體管m2的柵極端子gl處的電壓電平，這意味著第二導(dǎo)電層14處的電壓電平不大于第二晶體管m2的柵極端子gl處的電壓電平并且它們之間的電壓差不大于第三閾值電壓電平，則會保持第二溝道17l。

可選地，如果第二導(dǎo)電層14處的電壓電平大于第二晶體管m2的柵極端子gl處的電壓電平并且它們之間的電壓差大于第四閾值電壓電平(諸如200v)，則不會保持第二溝道17l。第四閾值電壓電平可以與第三閾值電壓電平相同或不同。另一方面，如果第二導(dǎo)電層14處的電壓電平大于第二晶體管m2的柵極端子gl處的電壓電平并且它們之間的電壓差不大于第四閾值電壓電平，則會保持第二溝道17l。

鑒于上述情況，因為襯底12和第二導(dǎo)電層14連接至接地電壓gnd，所以第二導(dǎo)電層14和第二晶體管m2的柵極端子gl之間的電壓差落在閾值電壓電平內(nèi)，則會保持第二溝道17l。

在一些實施例中，襯底12摻雜有p-型摻雜劑，第一導(dǎo)電層16摻雜有n-型摻雜劑并且第二導(dǎo)電層14摻雜有p-型摻雜劑。由于襯底12的摻雜類型與第一導(dǎo)電層16相反，因此在襯底12和第一導(dǎo)電層16之間的界面處產(chǎn)生了部分耗盡區(qū)19。類似地，由于第二導(dǎo)電層14的摻雜類型與第一導(dǎo)電層16相反，因此在第二導(dǎo)電層14和第一導(dǎo)電層16之間的界面處產(chǎn)生了另一部分的耗盡區(qū)19。因此，第一導(dǎo)電層16與襯底12電隔離，并且也與第一導(dǎo)電層14電隔離。由于電隔離，因此第一導(dǎo)電層16處的電壓電平可以保持不變。相反，如果沒有電隔離，則從第一導(dǎo)電層16至襯底12或至第二導(dǎo)電層14的放電路徑可以以其它方式存在并且不利地影響第一導(dǎo)電層16處的電壓電平。

在另一實施例中，襯底12摻雜有n-型摻雜劑，第一導(dǎo)電層16摻雜有p-型摻雜劑并且第二導(dǎo)電層14摻雜有n-型摻雜劑。如先前討論的，第一導(dǎo)電層16與襯底12和第二導(dǎo)電層14電隔離。有效地，第一導(dǎo)電層16處的電壓電平可以保持不變。

導(dǎo)電部件22配置為將第一晶體管m1的源極端子sh耦合至第一導(dǎo)電層16。因此，第一導(dǎo)電層16與第一晶體管m1的源極端子sh在相同的電壓電平處偏置。在實施例中，當(dāng)柵極端子gh在約600v偏置時，第一晶體管m1配置為運行，并且當(dāng)柵極端子gl在約6v偏置時，第二晶體管m2配置為運行。

假定電源電壓vdd為600v，將具有600v(或606v)的電壓電平的信號vs1施加至柵極端子gh，并且將具有ov的電壓電平的信號vs2施加至柵極端子gl。在操作中，第一晶體管m1響應(yīng)于信號vs1運行，并且第二晶體管m2響應(yīng)于信號vs2不運行。第一晶體管m1的運行導(dǎo)致了第一晶體管m1的源極端子sh處的約600v的電壓電平，這基本與電源電壓vdd相同。此外，由于導(dǎo)電部件22，第一導(dǎo)電層16與第一晶體管m1的源極端子sh在600v的相同的電壓電平處偏置。也就是說，第一導(dǎo)電層16處的電壓電平為600v。由于第一導(dǎo)電層16處的電壓電平基本等于第一晶體管m1的柵極端子gh處的電壓電平，因此保持了第一溝道17h并且第一晶體管m1可以保持在運行狀態(tài)。相應(yīng)地，當(dāng)觸發(fā)第一晶體管m1運行時，第一導(dǎo)電層16配置為保留第一有源區(qū)域19h中的第一溝道17h。

例如，假定除了不存在第一導(dǎo)電層16、第二導(dǎo)電層14和導(dǎo)電部件22之外，現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體器件1在結(jié)構(gòu)上類似。因此，在現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件中，第一晶體管m1和第二晶體管m2設(shè)置在襯底12上，襯底12用作第一晶體管m1和第二晶體管m2的主要部分。給出600v的相同的電源電壓、600v(或606v)的信號vs1和0v的信號vs2，在操作中，第一晶體管m1響應(yīng)于信號vs1運行，并且第二晶體管m2響應(yīng)于信號vs2不運行。由于襯底12的電壓電平(基本等于0v的接地電壓gdn)不大于600v的第一晶體管m1的柵極端子gh處的電壓電平，并且它們之間的電壓差超過第一閾值電壓電平，因此不會保持第一溝道17h。因此，第一晶體管m1變成不運行。在這種情況下，第一晶體管m1可以不起作用并且因此第一晶體管m1和第二晶體管m2不能夠向負載105提供期望的電壓。

相反，在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件1中，第一晶體管m1和第二晶體管m2具有它們相應(yīng)的主要部分(第一導(dǎo)電層16和第二導(dǎo)電層14)。此外，第一導(dǎo)電層16與第二導(dǎo)電層14和襯底12電隔離。此外，第一導(dǎo)電層16與第一晶體管m1的源極端子sh通過導(dǎo)電部件22在相同的電壓電平處偏置。有效地，當(dāng)運行時，可以保持第一溝道17h并且第一晶體管m1保持在運行狀態(tài)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件2的圖。參照圖2，例如，除了半導(dǎo)體器件2還包括夾在第一iii-v層18h和第二iii-v層18l之間的阻擋結(jié)構(gòu)24之外，半導(dǎo)體器件2類似于參照圖1b描述和示出的半導(dǎo)體器件1。阻擋結(jié)構(gòu)24配置為物理隔離第一iii-v層18h和第二iii-v層18l。在一些實施例中，阻擋結(jié)構(gòu)24的材料包括介電材料(諸如砷化鎵、砷化銦、砷化銦鎵、磷化銦、氮化鎵、銻化銦、銻化鎵、磷化鎵、氮化鋁、氮化銦、氮化銦鋁和/或它們的任何三元或四元的化合物或它們的混合物或合金)。第一iii-v層18h與第二iii-v層18l物理隔離距離w2(例如，約100μm)。對于阻擋結(jié)構(gòu)24，距離w2短于圖1a的實施例中討論的距離w1，導(dǎo)致減小了面積成本。

在半導(dǎo)體器件2中，如參照圖1b的先前討論的，第一晶體管m1和第二晶體管m2具有它們相應(yīng)的主要部分(即，相應(yīng)的第一導(dǎo)電層16和第二導(dǎo)電層14)。此外，第一導(dǎo)電層16與第二導(dǎo)電層14和襯底12電隔離。此外，第一導(dǎo)電層16與第一晶體管m1的源極端子sh通過導(dǎo)電部件22在相同的電壓電平處偏置。有效地，當(dāng)運行時，第一晶體管m1保持在運行狀態(tài)并且因此能夠正常工作。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件3的圖。參照圖3，例如，除了半導(dǎo)體器件3還包括位于第一導(dǎo)電層16中的導(dǎo)電層17之外，半導(dǎo)體器件3類似于參照圖2描述和示出的半導(dǎo)體器件2。導(dǎo)電層17(可以設(shè)置在第一iii-v層18h下方)具有與第一導(dǎo)電層16相反的摻雜類型。導(dǎo)電層17和第一導(dǎo)電層16均耦合至第一晶體管m1的源極端子sh。因此，導(dǎo)電層17與第一導(dǎo)電層16具有相同的電壓電平。

在半導(dǎo)體器件3中，如參照圖1b的先前描述的，第一晶體管m1和第二晶體管m2具有它們相應(yīng)的主要部分(第一導(dǎo)電層16和第二導(dǎo)電層14)。此外，第一導(dǎo)電層16與第二導(dǎo)電層14和襯底12電隔離。此外，第一導(dǎo)電層16與第一晶體管m1的源極端子sh通過導(dǎo)電部件22在相同的電壓電平處偏置。有效地，當(dāng)運行時，第一晶體管m1保持在運行狀態(tài)并且因此正常工作。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件4的圖。參照圖4，例如，除了第一導(dǎo)電層16與第二導(dǎo)電層14通過阻擋結(jié)構(gòu)24’物理隔離之外，半導(dǎo)體器件4類似于參照圖2描述和示出的半導(dǎo)體器件2。由于第一導(dǎo)電層16和第二導(dǎo)電層14彼此不再連續(xù)，因此耗盡區(qū)19’僅存在于第一導(dǎo)電層16和襯底12之間。此外，可以在襯底12上共形地形成阻擋結(jié)構(gòu)24’。

在半導(dǎo)體器件4中，如參照圖1b的先前描述的，第一晶體管m1和第二晶體管m2具有它們相應(yīng)的主要部分(第一導(dǎo)電層16和第二導(dǎo)電層14)。此外，第一導(dǎo)電層16與第二導(dǎo)電層14和襯底12電隔離。此外，第一導(dǎo)電層16與第一晶體管m1的源極端子sh通過導(dǎo)電部件22在相同的電壓電平處偏置。有效地，當(dāng)運行時，第一晶體管m1保持在運行狀態(tài)并且因此正常工作。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件5的圖。參照圖5，例如，除了第一iii-v層18h和第二iii-v層18l屬于相同的iii-v族之外，半導(dǎo)體器件5類似于參照圖2描述和示出的半導(dǎo)體器件2。在制造中，在第一導(dǎo)電層16和第二導(dǎo)電層14上形成iii-v族的半導(dǎo)體層42。隨后，例如，通過注入負型摻雜劑在半導(dǎo)體層42中的第一iii-v層18h和第二iii-v層18l之間形成隔離區(qū)域44。

由于隔離區(qū)域44，因為隔離區(qū)域44中的負電荷離子排斥第一iii-v層18h中的電子，所以第一iii-v層18h中產(chǎn)生的二維電子氣(2-deg)沒有流至第二iii-v層18l。同樣，因為隔離區(qū)域44中的負電荷離子排斥第二iii-v層18l中的電子，所以第二iii-v層18l中產(chǎn)生的二維電子氣(2-deg)沒有流至第一iii-v層18h。在實施例中，隔離區(qū)域44的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、碳化硅、氮化鎵。相應(yīng)地，隔離區(qū)域44配置為將第一iii-v層18h與第二iii-v層18l電隔離。

與第一iii-v層18h與第二iii-v層18l物理隔離的圖2的實施例相比，本實施例中，為了獲得更好的隔離，隔離區(qū)域44需要更寬的面積。因此，第一iii-v層18h與第二iii-v層18l分隔開的距離w3大于距離w2。在實施例中，距離w3為約100μm。

在半導(dǎo)體器件5中，如參照圖1b的先前描述的，第一晶體管m1和第二晶體管m2具有它們相應(yīng)的主要部分(第一導(dǎo)電層16和第二導(dǎo)電層14)。此外，第一導(dǎo)電層16與第二導(dǎo)電層14和襯底12電隔離。此外，第一導(dǎo)電層16與第一晶體管m1的源極端子sh通過導(dǎo)電部件22在相同的電壓電平處偏置。有效地，當(dāng)運行時，第一晶體管m1保持在運行狀態(tài)并且因此正常工作。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件6的圖。參照圖6，例如，除了半導(dǎo)體器件6用電壓源62代替導(dǎo)電部件22之外，半導(dǎo)體器件6類似于參照圖1b描述和示出的半導(dǎo)體器件1。

電壓源62配置為向第一導(dǎo)電層16提供電壓vs。電壓vs基本等于信號vs1的電壓電平。因此，當(dāng)?shù)谝痪w管m1的柵極端子gh接收信號vs1時，第一導(dǎo)電層16具有與第一晶體管m1的源極端子sh基本相同的電壓電平。有效地，如參照圖1b的先前討論的，當(dāng)運行時，可以保持第一溝道17h并且第一晶體管m1保持在運行狀態(tài)。

在半導(dǎo)體器件6中，如參照圖1b的先前描述的，第一晶體管m1和第二晶體管m2具有它們相應(yīng)的主要部分(第一導(dǎo)電層16和第二導(dǎo)電層14)。此外，第一導(dǎo)電層16與第二導(dǎo)電層14和襯底12電隔離。此外，第一導(dǎo)電層16與第一晶體管m1的源極端子sh通過電壓vs在相同的電壓電平處偏置。有效地，第一晶體管m1保持運行并且因此正常工作。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件7的圖。參照圖7，例如，除了半導(dǎo)體器件7用電壓源62代替導(dǎo)電部件22之外，半導(dǎo)體器件7類似于參照圖2描述和示出的半導(dǎo)體器件2。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件8的圖。參照圖8，例如，除了半導(dǎo)體器件8用電壓源62代替導(dǎo)電部件22之外，半導(dǎo)體器件8類似于參照圖3描述和示出的半導(dǎo)體器件3。導(dǎo)電層17和第一導(dǎo)電層16均耦合至電壓源62，并且因此導(dǎo)電層17具有與第一導(dǎo)電層16相同的電壓電平。因此，當(dāng)?shù)谝痪w管m1的柵極端子gh接收信號vs1時，第一導(dǎo)電層16和導(dǎo)電層17具有與第一晶體管m1的源極端子sh基本相同的電壓電平。有效地，當(dāng)運行時，可以保持第一溝道17h并且第一晶體管m1保持在運行狀態(tài)。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件9的圖。參照圖9，例如，除了半導(dǎo)體器件9用電壓源62代替導(dǎo)電部件22之外，半導(dǎo)體器件9類似于參照圖4描述和示出的半導(dǎo)體器件4。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體器件10的圖。參照圖10，例如，除了半導(dǎo)體器件10用電壓源62代替導(dǎo)電部件22之外，半導(dǎo)體器件10類似于參照圖5描述和示出的半導(dǎo)體器件5。

一些實施例具有以下特征和/或優(yōu)勢的一個或組合。在一些實施例中，半導(dǎo)體器件包括晶體管、半導(dǎo)體層、有源區(qū)域和導(dǎo)電層。有源區(qū)域位于半導(dǎo)體層中。當(dāng)觸發(fā)晶體管運行時，導(dǎo)電層配置為保留有源區(qū)域中的溝道。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述導(dǎo)電層設(shè)置在所述半導(dǎo)體層下方。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：電壓源，配置為向所述導(dǎo)電層提供電壓。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：電壓源，配置為向所述導(dǎo)電層提供電壓，其中，所述晶體管的柵極端子由信號觸發(fā)，所述信號的電壓電平等于所述導(dǎo)電層的電壓電平。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述導(dǎo)電層與所述晶體管的源極端子在相同的電壓電平處偏置。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述導(dǎo)電層與所述晶體管的源極端子在相同的電壓電平處偏置，還包括：導(dǎo)電部件，配置為將所述晶體管的所述源極端子耦合至所述導(dǎo)電層。

在一些實施例中，半導(dǎo)體器件包括襯底和晶體管。該晶體管設(shè)置在襯底上。該晶體管包括半導(dǎo)體層、有源區(qū)域和導(dǎo)電層。有源區(qū)域限定在半導(dǎo)體層中。導(dǎo)電層配置為接收電壓，導(dǎo)電層的電壓電平?jīng)Q定了溝道是否保持在有源區(qū)域中。導(dǎo)電層配置為與襯底電隔離。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述導(dǎo)電層配置為在所述導(dǎo)電層和所述襯底之間產(chǎn)生耗盡區(qū)。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述導(dǎo)電層與所述晶體管的源極端子具有相同的電壓電平。

在上述半導(dǎo)體器件中，還包括：電壓源，配置為向所述導(dǎo)電層提供電壓。

在一些實施例中，半導(dǎo)體器件包括第一晶體管和第二晶體管。第二晶體管與第一晶體管集成。第一晶體管配置為接收電源電壓。第二晶體管配置為接收基準(zhǔn)電壓。第一晶體管包括第一半導(dǎo)體層、第一有源區(qū)域和第一導(dǎo)電層。第一有源區(qū)域限定在第一半導(dǎo)體層中。第一導(dǎo)電層配置為接收電壓，第一導(dǎo)電層的電壓電平?jīng)Q定了第一溝道是否保持在第一有源區(qū)域中。第二晶體管包括第二半導(dǎo)體層、第二有源區(qū)域和第二導(dǎo)電層。第二有源區(qū)域限定在第二半導(dǎo)體層中。第二導(dǎo)電層與第一導(dǎo)電層電隔離，并且配置為接收電壓。第二導(dǎo)電層的電壓電平?jīng)Q定了第二溝道是否保持在第二有源區(qū)域中。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，當(dāng)觸發(fā)所述第一晶體管運行時，所述第一導(dǎo)電層配置為保留所述第一溝道。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，當(dāng)觸發(fā)所述第一晶體管運行時，所述第一導(dǎo)電層配置為保留所述第一溝道，還包括：電壓源，配置為向所述第一導(dǎo)電層提供電壓。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，當(dāng)觸發(fā)所述第一晶體管運行時，所述第一導(dǎo)電層配置為保留所述第一溝道，還包括：電壓源，配置為向所述第一導(dǎo)電層提供電壓，其中，所述第一晶體管的柵極端子由信號觸發(fā)，所述信號的電壓電平等于所述第一導(dǎo)電層的電壓電平。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，當(dāng)觸發(fā)所述第一晶體管運行時，所述第一導(dǎo)電層配置為保留所述第一溝道，其中，當(dāng)觸發(fā)所述第一晶體管運行時，所述第一導(dǎo)電層與所述第一晶體管的源極端子在相同的電壓電平處偏置。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，當(dāng)觸發(fā)所述第一晶體管運行時，所述第一導(dǎo)電層配置為保留所述第一溝道，其中，當(dāng)觸發(fā)所述第一晶體管運行時，所述第一導(dǎo)電層與所述第一晶體管的源極端子在相同的電壓電平處偏置，還包括：導(dǎo)電部件，配置為將所述第一晶體管的所述源極端子耦合至所述第一導(dǎo)電層。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層分隔開。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層分隔開，所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層屬于相同的iii-v族，還包括位于所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間的隔離區(qū)域以將所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層電隔離。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層分隔開，還包括：阻擋結(jié)構(gòu)，夾在所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間，配置為物理隔離所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層。

在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層分隔開，還包括：阻擋結(jié)構(gòu)，夾在所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間，配置為物理隔離所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層，其中，所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層通過所述阻擋結(jié)構(gòu)物理隔離。

上面概述了若干實施例的特征，使得本領(lǐng)域人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改用于實施與本人所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。