[实用新型]包括III族氮化物叠层的半导体部件

说明书

技术领域

本公开一般地涉及电子学，并且更具体地讲，涉及包括III-N氮化物叠层的半导体结构。

背景技术

在过去，半导体产业使用各种不同器件结构和方法形成半导体器件，诸如例如二极管、Schottky二极管、场效应晶体管(FET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)等。通常从硅衬底制造诸如二极管、Schottky二极管和FET的器件。硅基半导体器件的缺点包括低击穿电压、过大反向漏电流、大正向压降、不合适的低切换特性、高功率密度和高制造成本。为了克服这些缺点，半导体制造商已转向从化合物半导体衬底(诸如，例如III-N半导体衬底、III-V族半导体衬底、II-VI族半导体衬底等)制造半导体器件。虽然这些衬底已提高器件性能，但它们很脆弱并且增加制造成本。

通常，化合物半导体衬底包括多层的半导体材料。例如，化合物半导体衬底可包括衬底层、成核层、缓冲层、沟道层和应变层。这些结构的缺点在于：在这些层之间的界面的施主使漏电流增加几个数量级。在衬底层是硅的实施例中，在硅和成核层的界面的反型沟道引起至半导体管芯的侧壁的泄漏。已在Jenn Hwa Huang等人的于2013年4月25日公布的公开号为2013/0099324 A1的美国专利申请中描述包括隔离植入物以减少由接触半导体管芯的周围边缘的金属引起的漏电流的III-N化合物半导体材料。

因此，具有一种包括III族氮化物叠层和用于抑制漏电流的装置的半导体部件以及一种用于制造所述半导体部件的方法将会是有益的，其中用于抑制漏电流的装置提高从化合物半导体衬底制造的半导体部件的性能和可制造性。以成本有效的方式实现所述结构和方法将会具有另外的优点。

实用新型内容

本公开的目的在于具有一种从包括用于减轻漏电流的装置的III族氮化物半导体材料构造的电路。

根据本公开的实施例，提供一种包括III族氮化物叠层的半导体部件，包括：半导体材料的主体，具有表面；成核层，位于半导体材料的主体上；III族氮化物材料层，位于成核层上；多个沟槽，其中所述多个沟槽中的每个沟槽延伸通过III族氮化物材料层、成核层并且延伸到半导体材料的主体中，并且其中所述多个沟槽中的每个沟槽具有底部和相对的侧壁；绝缘材料层，位于所述多个沟槽中的第一沟槽的相对的侧壁上并且位于所述多个沟槽中的第二沟槽的相对的侧壁上；和沟槽填充材料，位于第一和第二沟槽中。

优选地，从包括氮化铝和氮化硅的绝缘材料的组选择位于第一和第二沟槽的相对的侧壁上的绝缘材料层。

优选地，第一和第二沟槽中的沟槽填充材料包括导电材料。

优选地，第一和第二沟槽中的沟槽填充材料包括接触半导体材料的主体的掺杂多晶硅。

优选地，第一和第二沟槽中的沟槽填充材料包括电绝缘材料。

优选地，绝缘材料层位于第一和第二沟槽的底部上。

优选地，位于底部上并且位于第一和第二沟槽的相对的侧壁上的绝缘材料层包括从包括氮化铝和氮化硅的绝缘材料的组选择的绝缘材料。

优选地，第一和第二沟槽中的沟槽填充材料包括导电材料。

优选地，从包括硅、氮化硅、氮化镓和蓝宝石的半导体材料的组选择半导体材料的主体。

优选地，控制电极以及第一和第二电流传送电极被形成在应变层上方。

根据本公开的另一实施例，提供一种半导体部件，包括：半导体材料的主体；多个化合物半导体材料层，位于半导体材料的主体上；第一沟槽，延伸通过所述多个化合物半导体材料层，第一沟槽具有第一和第二侧壁以及底部；第二沟槽，延伸通过所述多个化合物半导体材料层，第二沟槽具有第一和第二侧壁以及底部；绝缘材料，位于第一沟槽的第一和第二侧壁上并且位于第二沟槽的第一和第二侧壁上；沟槽填充材料，位于第一和第二沟槽中；和控制电极以及第一和第二电流传送电极，位于所述多个化合物半导体材料层上方、在第一和第二沟槽之间。

优选地，所述多个化合物半导体材料层包括：氮化铝层，位于半导体材料的主体上；III-N材料层，位于氮化铝层上；氮化镓层，位于III-N材料层上；和氮化铝镓层，位于氮化镓层上。

优选地，III-N材料层包括氮化镓。

优选地，第一和第二沟槽中的沟槽填充材料包括掺杂多晶硅或氧化物之一。

优选地，位于第一沟槽的第一和第二侧壁上并且位于第二沟槽的第一和第二侧壁上的绝缘材料也位于第二沟槽的底部上。

优选地，第一和第二沟槽中的沟槽填充材料包括接触半导体材料的主体的掺杂多晶硅。