[发明专利]用于具有自对准源极和栅极的氮化镓垂直JFET的方法和系统

权利要求书

1.一种制造垂直JFET的方法，所述方法包括：

提供第一导电类型的第III族氮化物衬底；

形成耦接到所述第III族氮化物衬底的所述第一导电类型的第一第III族氮化物外延层；

形成耦接到所述第一第III族氮化物外延层的所述第一导电类型的第二第III族氮化物外延层；

形成耦接到所述第二第III族氮化物外延层的第一掩模层；

去除所述第一掩模层和所述第二第III族氮化物外延层的至少一部分以露出所述第二第III族氮化物外延层的垂直侧壁和所述第一第III族氮化物外延层的水平表面；

形成耦接到所述第二第III族氮化物外延层的所述垂直侧壁和所述第一第III族氮化物外延层的所述水平表面的隔离物；以及

去除所述第一第III族氮化物外延层的至少一部分以形成所述垂直JFET的沟道区，其中将所述隔离物用作蚀刻掩模。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括形成耦接到所述第一掩模层的第二掩模层，其中去除所述第一掩模层的所述至少一部分包括去除所述第二掩模层的至少一部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二掩模层包括多晶硅或相对所述第一掩模层具有高蚀刻选择性的另一材料中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的方法，其中

去除所述第二掩模层、所述第一掩模层和所述第二第III族氮化物外延层的所述至少一部分包括使用多个蚀刻步骤执行蚀刻；以及

将所述多个蚀刻步骤中的每一个配置成优先蚀刻所述第二掩模层、所述第一掩模层或所述第二第III族氮化物外延层中的一个或更多个。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述沟道区的垂直侧壁通过所述隔离物分隔于所述第二第III族氮化物外延层的所述垂直侧壁并且侧向自对准所述第二第III族氮化物外延层的所述垂直侧壁。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括形成耦接到所述垂直JFET的所述沟道区的第二导电类型的第III族氮化物栅极结构。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

形成耦接到所述第III族氮化物栅极结构的第一金属结构；

形成耦接到所述第一金属结构的电介质层；

去除所述电介质层的第一部分以露出所述第二第III族氮化物外延层的表面；以及

形成耦接到所述第二第III族氮化物外延层的露出表面的第二金属结构。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

去除所述电介质层的第二部分以露出所述第一金属结构的表面；以及

形成耦接到所述第一金属结构的露出表面的第三金属结构。

9.根据权利要求6所述的方法，还包括：

形成耦接到所述第III族氮化物栅极结构的第一金属结构；

形成耦接到所述第二第III族氮化物外延层的表面的第二金属结构；

形成耦接到所述第一金属结构和所述第二金属结构的电介质层；

去除所述电介质层的至少一部分以露出所述第一金属结构和所述第二金属结构的至少一部分；

形成接触所述第一金属结构的栅电极；以及

形成接触所述第二金属结构的源电极。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一掩模层包括氧化物或氮化物中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一导电类型为以包括硅和氧中的至少一种的掺杂剂为特征的n型。

12.一种半导体器件，包括：

第III族氮化物衬底；

耦接到所述第III族氮化物衬底并且具有台面的第一第III族氮化物外延层；

耦接到所述台面的顶表面的第二第III族氮化物外延层；

耦接到所述台面的侧表面的第III族氮化物栅极结构；以及

配置成提供所述第二第III族氮化物外延层与所述第III族氮化物栅极结构之间的电绝缘的隔离物。

13.根据权利要求12所述的半导体器件，其中

所述第III族氮化物衬底、所述第一第III族氮化物外延层和所述第二第III族氮化物外延层为第一导电类型；并且

所述第III族氮化物栅极结构为第二导电类型。