[发明专利]肖特基二极管结构以及与III-V晶体管的集成

说明书

本文的实施例描述了用于半导体器件的技术、系统和方法。本文的实施例可呈现一种半导体器件，具有包括沟道III‑V材料的沟道区域，以及包括源极区域的第一部分和第二部分的源极区域。源极区域的第一部分包括第一III‑V材料，并且源极区域的第二部分包括第二III‑V材料。沟道III‑V材料、第一III‑V材料和第二III‑V材料可具有相同的晶格常数。此外，第一III‑V材料具有第一带隙，并且第二III‑V材料具有第二带隙，沟道III‑V材料具有沟道III‑V材料带隙，其中沟道材料带隙、第二带隙和第一带隙形成带隙的单调序列。可以描述和/或要求保护其他实施例。

技术领域

本公开的实施例一般涉及集成电路领域，并且更具体地，涉及肖特基二极管结构以及与III-V晶体管的集成。

背景技术

本文提供的背景描述是出于一般呈现本公开上下文内容的目的。除非本文另有指明，否则在该部分描述的材料对于本申请中的权利要求并非是现有技术，并且并不因包含在本部分中而被承认是现有技术。

例如金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）之类的传统集成电路可基于硅。另一方面，III-V族元素的化合物可具有比硅更优良的半导体特性，这包括更高的电子迁移率和饱和速度，从而得到III-V MOSFET或III-V晶体管更好的性能。例如，III-V晶体管可在射频（RF）集成电路（IC）中用于执行RF系统的功能。肖特基二极管可在RF前端用于对RF IC的静电放电（ESD）保护。然而，常规肖特基二极管可为RF IC提供有限的保护。

附图说明

结合附图通过以下详细的描述将容易理解实施例。为了便于此描述，相似参考编号指定相似结构元件。在附图的图中，通过举例的方式而并非限制的方式来示出实施例。

图1示意性地示出根据一些实施例的示例肖特基二极管，该肖特基二极管具有在垂直方向从肖特基阳极通过肖特基势垒流动的电流。

图2示意性地示出根据一些实施例的另一示例肖特基二极管，该肖特基二极管具有在垂直方向从肖特基阳极通过肖特基势垒流动的电流。

图3示意性地示出根据一些实施例的集成III-V晶体管和肖特基二极管的半导体器件，该肖特基二极管具有在垂直方向从肖特基阳极通过肖特基势垒流动的电流。

图4示意性地示出根据一些实施例，用于形成集成III-V晶体管和肖特基二极管的半导体器件的示例工艺，该肖特基二极管具有在垂直方向从肖特基阳极通过肖特基势垒流动的电流。

图5（a）-5（f）示意性地示出根据一些实施例，用于形成集成III-V晶体管和肖特基二极管的半导体器件的示例工艺，该肖特基二极管具有在垂直方向从肖特基阳极通过肖特基势垒流动的电流。

图6示意性地示出根据一些实施例，实现本公开的一个或多个实施例的插入层。

图7示意性地示出根据一些实施例，根据本公开的实施例构建的计算装置。

具体实施方式

高电子迁移率晶体管（HEMT）可用于诸如射频（RF）应用和电力电子器件的先进通信应用。HEMT可使用诸如GaAs、AlGaAs或者GaN之类的III-V族元素的化合物来形成。GaNHEMT或简称为GaN晶体管，可被认为是用于高效功率切换应用或用于高速RF通信的主要候选者之一。肖特基二极管可在RF前端用于对RF集成电路（IC）的静电放电（ESD）保护。通常，在GaN IC或包括其他III-V晶体管的IC中，肖特基二极管可具有在横向方向通过二维电子气（2DEG）层从2DEG层的一个端到另一个端流动的电流。然而，处于高电场的2DEG层的饱和可能限制由肖特基二极管保护的最大电流。