[发明专利]一种具有垂直导电沟道的半导体装置及其制备方法在审

申请号：	201210391026.4	申请日：	2012-10-16
公开（公告）号：	CN103730490A	公开（公告）日：	2014-04-16
发明（设计）人：	谢刚;汤岑;郭清;汪涛;崔京京;盛况	申请（专利权）人：	浙江大学苏州工业技术研究院
主分类号：	H01L29/778	分类号：	H01L29/778;H01L29/10;H01L21/335
代理公司：	暂无信息	代理人：	暂无信息
地址：	215163 江苏省苏州市高新***	国省代码：	江苏;32
权利要求书：	查看更多	说明书：	查看更多
摘要：
搜索关键词：	一种具有垂直导电沟道半导体装置及其制备方法
钻瓜网技术展会专利词库专利权人专利榜在售专利公布日期热门专利

【说明书】：

技术领域

本发明涉及一种具有垂直沟道的半导体装置，本发明还涉及一种具有垂直沟道的半导体装置的制备方法，本发明的半导体装置主要应用于功率集成电路。

背景技术

III-V族氮化物半导体器件是下一代功率半导体器件的优秀代表。III-V族氮化物半导体材料具有相对第一代硅功率半导体材料更优秀的电流导通和电压阻断能力，可以实现非常低的导通电阻和快速切换时间。因此适合在半导体功率集成方向的应用。

传统的III-V族氮化物半导体器件HEMT的源极电极和漏极电极处在同一个平面中，其电流路径为水平方向。由于其承担耐压的漂移区为水平方向，因此需要设计足够长度的栅极电极和漏极电极间的漂移区长度来承受耐压。因此，这将不可避免地导致相对较高的器件比导通电阻，增加器件静态与动态的功率损耗。本发明中提出的一种具有垂直沟道的HEMT器件，可以有效解决平面型HEMT所带来的问题，通过设置垂直沟道和导电衬底，使器件工作的电流路径由平面型HEMT中的水平方向变成垂直方向。该结构不仅可以有效提升器件单位面积的电流导通能力，而且垂直型型结构使其与传统硅材料的垂直型分立型器件的工艺兼容成为可能。

发明内容

本发明提出一种具有垂直沟道的半导体装置，其特征在于，通过RIE(Reactive Ion Etching)对沟道导通层的半导体材料进行深槽刻蚀，并通过在深槽侧壁和底部进行沟道势垒层的沉积，使得器件原本的水平沟道的2DEG导电沟道在器件深槽侧壁处转为垂直方向，经过垂直方向的漂移层，最终到达位于器件底部的漏极电极。

本发明提出一种具有垂直沟道的半导体装置，其特征在于，包括N型掺杂的漂移层，为沿着垂直沟道流出的2DEG提供有效的通往器件底部漏极电极的导电通道，在N型漂移层中，设置有两块P型掺杂的漂移层区域，其作用在于：在正向工作时阻止电子不沿着2DEG沟道，而直接经由源极电极进入漏极电极；反向阻断时，能够有效夹断电流通道，一同与漂移区承担高压。

附图说明

图1为实施本发明的一种半导体装置的第一步工艺截面图

图2为实施本发明的一种半导体装置的第二步工艺截面图

图3为实施本发明的一种半导体装置的第三步工艺截面图

图4为实施本发明的一种半导体装置的第四步工艺截面图

图5为本发明的一种半导体装置的截面图

图6为本发明的一种半导体装置的截面图

11N⁺GaN基板(导电性基板)

12N^-GaN漂移层

13 P^-GaN阻挡层

14 UID GaN层

15 水平UID AlGaN层