[发明专利]导通状态阻抗降低的常闭型晶体管及其制造方法

说明书

本公开涉及导通状态阻抗降低的常闭型晶体管及其制造方法。其中，一种常闭型电子器件，包括：半导体本体(15)，包括在缓冲层(11)之上延伸的异质结构(7)；凹陷栅电极(14)，在与平面(XY)正交的方向(Z)上延伸；第一工作电极(16)和第二工作电极(18)，位于栅电极(14)的对应侧处；以及有源区(15a)，在导通状态下容纳用于使电流在第一和第二工作电极之间流动的导电路径。电阻区域(6)至少部分地在缓冲层中的有源区中延伸，并且被设计为在器件处于截止状态下阻碍电流在第一和第二工作电极之间流动。栅电极(14)在半导体本体(15)中延伸到至少等于由电阻区域达到的最大深度的深度。

分案申请说明

本申请是申请日为2016年5月24日、申请号为201610350411.2、名称为“导通状态阻抗降低的常闭型晶体管及其制造方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及导通状态阻抗下降的常闭型晶体管以及用于制造该晶体管的方法。

背景技术

本领域已知具有异质结构的HEMT，具体由氮化镓(GaN)和氮化铝(AlGaN)制成。例如，HEMT器件由于它们的高击穿阈值而用作电源开关。此外，HEMT的导电沟道中的大电流密度能够获得导电沟道的低导通状态阻抗(R_ON)。

为了在大功率应用中支持HEMT，引入了具有常闭型沟道的HEMT。具有凹陷栅极端子的HEMT器件已经证明尤其被有利地用作具有常闭型沟道的晶体管。例如，这种类型的器件从Wantae Lim等人的“Normally-Off Operation of Recessed-Gate AlGaN/GaN HFETsfor High Power Applications”(Electrochem.Solid-State Lett.2011,volume14,issue5,H205-H207)中得知。

该HEMT具有在异质结构的深度上延伸的栅极沟槽直到其到达GaN层。在所述沟槽中延伸的是栅极金属化物，其通过栅极介电层与形成异质结构的AlGaN/GaN层分离。通过化学蚀刻的已知步骤来实现栅极沟槽的形成，并生成各种性质的形态缺陷(诸如，大范围的表面褶皱或者通过蚀刻工艺生成的一般损伤，诸如凹陷或凸起)。

文献第US 8,330,187号公开了具有AlGaN/GaN异质结构的MOSFET，其具有在半导体本体的深度上延伸的凹陷栅极端子。半导体本体在异质结构下方具有P型掺杂的GaN层，其具有沟道层的功能。由于沟道层具有P型掺杂，所以在使用中可以得到具有高导通阈值电压的常闭型的晶体管。栅极端子延伸远至沟道层，并且在沟道层本身内终止。在使用中，当施加于栅极端子的电压在沟道层中生成电荷载体反转时，在沟道层中建立了导电沟道，这能够使电流在源极和漏极端子之间流动。然而，申请人发现根据US 8,330,187的器件由于形成导电沟道(大部分在沟道层内)的事实而具有大导通状态阻抗。

因而，需要提供一种常闭型的晶体管，其能够在大阈值电压和降低的导通状态阻抗之间提供良好的折中来克服现有技术的缺陷。

发明内容

根据本发明，如权利要求中限定的，提供了常闭型的晶体管以及用于制造该晶体管的方法。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在仅通过非限制性示例并参考附图来描述优选实施例，其中：

图1以横截面示出了根据本公开的一个实施例的HEMT；

图2以横截面示出了根据本公开的又一实施例的HEMT；

图3以横截面示出了根据本公开的又一实施例的HEMT；

图4以横截面示出了根据本公开的又一实施例的HEMT；

图5以横截面示出了根据本公开的又一实施例的HEMT；以及