[发明专利]高电子迁移率晶体管

说明书

一种高电子迁移率晶体管包括：沟道层；势垒层，在沟道层上并具有比沟道层的能带隙大的能带隙；在势垒层上的栅极结构；源电极和漏电极，在势垒层上彼此间隔开且栅极结构在其之间；场板，电连接到源电极并在栅极结构之上延伸；以及与势垒层和漏电极接触的场分散层。场分散层可以朝栅极结构延伸。

技术领域

本公开涉及高电子迁移率晶体管。

背景技术

在功率转换系统中，功率开关器件的效率会极大地影响整个功率转换系统的效率。使用硅的功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)已主要用作开关器件，但由于其材料的限制，在使用硅的开关器件的效率提高方面可能存在限制。作为克服硅的材料限制的一种尝试，对高电子迁移率晶体管(HEMT)的研究在积极地进行。

HEMT可以包括具有不同电极化特性的半导体层。HEMT中具有相对大的极化率的半导体层可以在与其异质键合的另一半导体层中诱导出二维电子气(2DEG)。2DEG可以用作漏电极和源电极之间的沟道，流过沟道的电流可以通过施加到栅电极的偏置电压来控制。典型结构的HEMT，例如使用借助III族氮化物半导体的异质结的HEMT，可以具有常导通(normally-on)特性。为了实现具有常关断(normally-off)特性的HEMT，可以采用在沟道中形成耗尽区的栅极半导体层。

发明内容

提供了在常关断状态下分布漏电极和源电极之间产生的电场的高电子迁移率晶体管(HEMT)。

提供了改善由电子陷阱导致的电流崩塌的HEMT。

另外的方面将在以下描述中被部分地阐述，并将部分地自该描述明显，或者可以通过实践本公开的所提出的实施方式而获知。

根据一实施方式，一种高电子迁移率晶体管可以包括：沟道层；势垒层，在沟道层上并具有比沟道层的能带隙大的能带隙；在势垒层上的栅极结构；源电极和漏电极，在势垒层上彼此间隔开且栅极结构在其之间；场板，电连接到源电极并在栅极结构之上延伸；以及场分散层，与势垒层和漏电极接触。场分散层可以朝栅极结构延伸。

在一些实施方式中，势垒层的部分区域可以不与场分散层重叠。

在一些实施方式中，势垒层的所述部分区域可以在栅极结构和漏电极之间。

在一些实施方式中，场板和场分散层之间在沟道层的宽度方向上的间隔可以小于栅极结构和漏电极之间在宽度方向上的间隔。

在一些实施方式中，场分散层的一部分可以在沟道层的厚度方向上与场板重叠。

在一些实施方式中，场分散层的主体材料可以包括与势垒层相同的材料。

在一些实施方式中，场分散层可以包括p型掺杂半导体材料。

在一些实施方式中，场分散层可以包括在与沟道层的宽度方向交叉的方向上彼此分开布置的多个第一场分散层。

在一些实施方式中，所述多个第一场分散层可以在与沟道层的宽度方向垂直的方向上彼此分开布置。

在一些实施方式中，所述多个第一场分散层中的至少一个可以与漏电极接触。

在一些实施方式中，所述多个第一场分散层中的至少一个可以与栅极结构接触。

在一些实施方式中，场分散层还可以包括第二场分散层。第二场分散层的一端可以与所述多个第一场分散层接触，第二场分散层的另一端可以与漏电极接触。

在一些实施方式中，场分散层可以包括网状结构。

在一些实施方式中，场分散层的厚度可以小于势垒层的厚度。

在一些实施方式中，栅极结构可以包括可在势垒层上依次布置的栅电极、第一半导体层和第二半导体层。