[发明专利]半导体器件和用于制备晶片的方法

说明书

公开了半导体器件和用于制备晶片的方法。在实施例中，半导体器件包括具有能够支承至少一种III族氮化物的外延生长的第一表面的支承层、位于支承层的第一表面上的外延的基于III族氮化物的多层结构、以及位于支承层的第一表面处的寄生沟道抑制区。

背景技术

迄今，在功率电子应用中使用的晶体管已经典型地是利用硅(Si)半导体材料来制备的。用于功率应用的常见的晶体管器件包括Si CoolMOS®、Si功率MOSFET和Si绝缘栅双极晶体管(IGBT)。最近以来，已经考虑了碳化硅(SiC)功率器件。诸如氮化镓(GaN)器件的III族氮化合物(Group III-N)半导体器件现在正显现为用以承载大电流、支持高电压并且提供非常低的导通电阻和快速的切换时间的有吸引力的候选。然而，进一步的改进是合期望的。

发明内容

在一些实施例中，半导体器件包括：支承层，其具有能够支承至少一种III族氮化物的外延生长的第一表面；外延的基于III族氮化物的多层结构，其位于支承层的第一表面上；以及寄生沟道抑制区，其位于支承层的第一表面上。

在一些实施例中，寄生沟道抑制区包括非晶层或多晶层或高缺陷密度区。

在一些实施例中，寄生沟道抑制区形成支承层的第一表面。在一些实施例中，寄生抑制区被形成在支承层内并且被通过支承层的材料的一部分在距支承层的第一表面一定距离处与支承层的第一表面分隔开。

在一些实施例中，寄生沟道抑制区进一步包括注入物质，其中该物质包括由Ar、Kr、Xe、Ne、He、N、O、H、Fe、C、Si和Al组成的组中的至少一种。

在一些实施例中，半导体器件进一步包括非晶SiN层，其被布置在外延的基于III族氮化物的多层结构与支承衬底的第一表面之间。

在一些实施例中，寄生沟道抑制层具有与支承层的横向延伸对应的横向延伸。

在一些实施例中，寄生沟道抑制层具有与支承层的横向延伸对应的横向延伸，并且寄生沟道抑制层和支承层在半导体器件的整个区域和横向延伸上延伸。

在一些实施例中，半导体器件包括被布置在第一表面上的至少一个台面，每个台面包括外延的基于III族氮化物的多层结构。

在一些实施例中，寄生沟道抑制区进一步位于至少一个台面的侧面处或侧面上或侧面中。

在一些实施例中，支承层的第一表面和外延的基于III族氮化物的多层结构之间的边界位于台面内并且跨台面的宽度延伸。

寄生沟道抑制层可以具有与台面的横向延伸对应的横向延伸，并且可以与台面的侧面相交。

在一些实施例中，半导体器件进一步包括绝缘材料，其中台面的侧面嵌入在绝缘材料中。

在一些实施例中，半导体器件包括与外延的基于III族氮化物的多层结构相对的第二表面。

在一些实施例中，第二表面包括支承层的第二表面和绝缘材料。在一些实施例中，支承层的第二表面在横向上由绝缘材料界定。支承层的第二表面可以实质上与绝缘材料的第二表面共面，并且台面的第一表面实质上与绝缘材料的第一表面共面，支承层的第二表面与台面的第一表面相对，并且绝缘材料的第二表面与绝缘材料的第一表面相对。

在一些实施例中，半导体器件的第二表面包括支承层的第二表面，并且支承层的第二表面在台面下方和绝缘材料下方延伸。

在实施例中，支承层具有厚度t，并且多层III族氮化物结构具有厚度t_n，并且t≤t_n。

在一些实施例中，支承层具有厚度t，并且处在0.1μm≤t≤20μm或0.1μm≤t≤1μm或1μm≤t≤2μm的范围内。