[发明专利]具有垂直结构的氮化镓功率半导体器件

权利要求书

1.一种半导体器件，所述半导体器件包括：

衬底，所述衬底具有第一面和第二面；

第一有源层，所述第一有源层设置在所述衬底的所述第一面上方；

第二有源层，所述第二有源层设置在所述第一有源层上，所述第二有源层具有比所述第一有源层高的带隙，使得在所述第一有源层与所述第二有源层之间出现二维电子气层；

至少一个沟槽，所述至少一个沟槽延伸穿过所述第一有源层和所述第二有源层以及所述二维电子气层并且进入所述衬底中；

导电材料，所述导电材料内衬于所述沟槽；

第一电极，所述第一电极设置在所述第二有源层上；

第二电极，所述第二电极设置在所述衬底的所述第二面上，以及

设置在所述第二有源层上的第三电极，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极分别为源极电极、漏极电极和栅极电极，

其中，在横向方向上穿过所述二维电子气层并且在垂直方向上穿过所述导电材料来提供连续导电通路。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述至少一个沟槽包括一对沟槽，所述一对沟槽延伸穿过所述第一有源层和所述第二有源层以及所述二维电子气层并且进入所述衬底中，所述沟槽中的每一个内衬有导电材料。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一有源层包括外延层。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一电极是肖特基接触。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中所述第二电极是欧姆接触。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一有源层包括III族氮化物半导体材料。

7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中所述第一有源层包括GaN。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第二有源层包括III族氮化物半导体材料。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述第二有源层包括Al_XGa_1-XN，其中0<X<1。

10.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括介电层，所述介电层设置在所述第三电极中的每一个与所述第二有源层之间。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述第三电极是肖特基电极。

12.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括填充所述沟槽的钝化材料。

13.一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：

在衬底上形成第一有源层；

在所述第一有源层上方形成第二有源层，所述第二有源层具有比所述第一有源层高的带隙，使得在所述第一有源层与所述第二有源层之间出现二维电子气层；

形成至少一个沟槽，所述至少一个沟槽延伸穿过所述第一有源层和所述第二有源层以及所述二维电子气层并且进入所述衬底中；

用导电材料内衬所述沟槽；

用钝化材料填充所述沟槽；

在所述第二有源层上形成第一电极；

在所述衬底的底面上形成第二电极；以及

形成设置在所述第二有源层上的第三电极，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极分别为源极电极、漏极电极和栅极电极，

其中，在横向方向上穿过所述二维电子气层并且在垂直方向上穿过所述导电材料来提供连续导电通路。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述至少一个沟槽包括一对沟槽，并且还包括形成所述一对沟槽，使得所述沟槽中的每一个延伸穿过所述第一有源层和所述第二有源层以及所述二维电子气层并且进入所述衬底中，所述沟槽中的每一个内衬有导电材料并且填充有钝化材料。