[发明专利]高电子迁移率晶体管和其制造方法

说明书

一种HEMT，其包括多个第一单个单元和至少一个第二单个单元，第二单个单元具有第一绝缘层，第一绝缘层垂直于衬底前侧地布置并且从衬底前侧延伸至二维电子气中，从而产生具有第一栅极连接端的第一单个晶体管和具有第二栅极连接端的第二单个晶体管，第一单个晶体管和第二单个晶体管并联电连接并且具有源极连接端和漏极连接端，在漏极连接端和源极连接端之间在第二单个晶体管的区域中布置有电位接触部，电位接触部垂直于衬底前侧地布置并且从衬底前侧伸展至第二单个晶体管的二维电子气中，从而在漏极连接端和第二栅极连接端之间产生第一电阻并且在第二栅极连接端和源极连接端之间产生第二电阻，设有将电位接触部和第二栅极连接端电连接的装置。

技术领域

本发明涉及一种高电子迁移率晶体管HEMT以及一种用于制造高电子迁移率晶体管的方法。

背景技术

基于氮化镓的横向功率晶体管HEMT不是过压稳定的，因为该HEMT的介电层，例如缓冲层和屏蔽电容，在相比HEMT所基于的半导体衬底更小的场强时便会击穿。这些晶体管不雪崩。可以用于安全地运行HEMT的最大的雪崩能量相应于以下能量的量，该能量的量可以与最大的反向电压一起存储在输出电容上。

在此，缺点是：在超过该最大的反向电压的情况下发生不可逆的介电击穿并且该HEMT被毁坏。

构件的毁坏同样在基于IGBT的构件中已知。在此，为了进行保护以防过压，使用齐纳二极管和雪崩二极管的错接(Verschaltung)。然而，对于HEMT不遵循该方案，因为齐纳二极管和雪崩二极管不能够集成到HEMT技术中。此外，在此不利的是，这些二极管不够快速，因为GaN(氮化镓)HEMT具有高的切换速度。

文献DE 10 2013 102 457 A1描述了一种用于化合物半导体场效应晶体管的过压保护的构件。该构件包含布置在化合物半导体材料中的注入区。该注入区具有空间上分布的陷阱状态该陷阱状态引起注入区在阈值电压时变得导电。因此，注入区具有根据弗兰凯尔-普尔(Frenkel-Pool)原理的导电机理。通过注入外来原子来引入有能量的状态，即所谓的杂质其能够实现一种类型的跳跃导电。杂质构成在通常为无状态的带隙的区域中的电子的在能量上可能的状态。通过跳跃导电，电子能够由一种杂质转入到下一种杂质。这相应于电流流动。通过外来原子的选择确定该状态的有能量的深度。借助于这些状态能够调节场强，从该场强起在场效应晶体管中产生电流流动。

在此，缺点是：能够流过所注入的复合半导体材料能够实现电流流动，从而不存在过压保护构件的长时间稳定性。

发明内容

本发明的任务是，提供一种长时间稳定的、过压安全的HEMT。

所述高电子迁移率晶体管HEMT包括多个第一单个单元和至少一个第二单个单元，其中，所述第二单个单元具有第一绝缘层。单个单元在此理解为HEMT的基本单元，该基本单元具有源极连接端、栅极连接端和漏极连接端。所述第二绝缘层垂直于衬底前侧地布置并且从所述衬底前侧延伸至二维电子气中，从而产生具有第一栅极连接端的第一单个晶体管和具有第二栅极连接端的第二单个晶体管。术语衬底前侧在此理解为衬底的一个侧，在该侧上布置有HEMT的接触部，即栅极、漏极和源极。第一单个晶体管和第二单个晶体管并联电连接并且具有源极连接端和漏极连接端。换言之，第一单个晶体管和第二单个晶体管具有共同的源极连接端或源极接触部以及共同的漏极连接端或漏极接触部。根据本发明，在所述漏极连接端和所述源极连接端之间在所述第二单个晶体管的区域中布置有电位接触部。所述电位接触部垂直于所述衬底前侧地定向并且从所述衬底前侧伸展至所述第二单个晶体管的所述二维电子气中。这意味着，所述电位接触部垂直于所述衬底前侧地布置。基于电位接触部，在所述漏极连接端和所述第二栅极连接端之间构成或产生第一电阻并且在所述第二栅极连接端和所述源极连接端之间构成或产生第二电阻。换言之，所述电位接触部构成在所述源极连接端和漏极连接端之间的分压器，其中，所述分压器通过所述电位接触部与所述第二栅极连接端电连接。这意味着，设有将所述电位接触部和所述第二栅极连接端电连接的装置。