电子器件制造技术

电子器件。在实施例中，电子器件包括具有表面的半导体层、在表面上的栅极和第一电流电极、以及在栅极和第一电流电极之间延伸并包括具有预先确定的电荷分布的带电离子的介电层。

【技术实现步骤摘要】
电子器件
技术介绍
迄今为止，一般已经用硅（Si）半导体材料来制造用在功率电子应用中的晶体管。用于功率应用的公共晶体管器件包括SiCoolMOSTM、Si功率MOSFET和Si绝缘栅双极晶体管（IGBT）。例如III-V化合物半导体（诸如GaAs）的化合物半导体在一些应用中也是有用的。最近，碳化硅（SiC）功率器件已经被考虑。例如氮化镓（GaN）器件的III-N族半导体器件现在作为有吸引力的候选物出现以携带大电流，支持高电压并提供非常低的接通电阻和快开关时间。
技术实现思路
在实施例中，电子器件包括具有表面的半导体层、在表面上的栅极和第一电流电极、以及在栅极和第一电流电极之间延伸并包括具有预先确定的电荷分布的带电离子的介电层。在实施例中，电子器件包括具有表面的半导体材料层、在表面上的阳极和阴极、以及在阳极和阴极之间延伸并包括具有预先确定的电荷分布的带电离子的介电层。附图说明附图的元件不一定相对于彼此按比例。相同的参考数字指示对应的相同部分。各种所示实施例的特征可组合，除非它们排斥彼此。实施例在附图中被描绘并在接下来的描述中被详述。图1图示根据实施例的电子器件的示意性横截面视图。图2图示根据实施例的电子器件的示意性横截面视图。图3图示根据实施例的电子器件的示意性横截面视图。图4图示预先确定的电荷分布的示意性横截面视图。图5图示预先确定的电荷分布的示意性横截面视图。图6图示预先确定的电荷分布的示意性横截面视图。图7图示预先确定的电荷分布的示意性横截面视图。图8图示预先确定的电荷分布的示意性横截面视图。图9图示预先确定的电荷分布的示意性横截面视图。图10图示预先确定的电荷分布的示意性横截面视图。图11图示根据实施例的电子器件的示意性横截面视图。图12图示根据实施例的电子器件的示意性横截面视图。具体实施方式在下面的详细描述中，参考形成其一部分的附图，且其中通过例证示出本专利技术可被实践的特定实施例。在这个方面中，参考正被描述的一个或多个图的方位来使用方向术语（例如“顶部”、“底部”、“前面”、“后面”、“最前部”、“尾部”等）。因为实施例的部件可被定位于多个不同的方位中，所以方向术语用于说明的目的且决不是限制性的。将理解的是，在不脱离本专利技术的范围的情况下，其它实施例可被利用，且结构或逻辑改变可被做出。其中下面的详细描述不应在限制的意义上被理解，且本专利技术的范围由所附权利要求限定。下面将解释很多实施例。在这种情况下，相同的结构特征由图中的相同或相似的参考符号标识。在本描述的上下文中，“横向”或“横向方向”应被理解为意指通常平行于半导体材料或半导体载体的横向长度延伸的方向或长度。横向方向因此通常平行于这些表面或侧面延伸。与其相反，术语“垂直”或“垂直方向”被理解为意指通常垂直于这些表面或侧面且因而垂直于横向方向延伸的方向。垂直方向因此在半导体材料或半导体载体的厚度方向上延伸。如在这个说明书中采用的，术语“耦合的”和/或“电耦合的”并不打算意指元件必须直接耦合在一起，插入元件可被提供在“耦合的”或“电耦合的”元件之间。如在这个说明书中采用的，在例如“被定位于……上”或“被布置在……上”的短语中的术语“在……上”并不意味着意指元件必须彼此直接接触，插入元件可被提供在元件之间。耗尽模式器件（例如高电压耗尽模式晶体管）具有负阈值电压，这意味着它可在零栅极电压下传导电流。这些器件在正常情况下是接通的。而且增强模式器件（例如低电压增强模式晶体管）具有正阈值电压，这意味着它在零栅极电压下不能传导电流且在正常情况下是断开的。如在本文使用的，“高电压器件”（例如高电压耗尽模式晶体管）是为高电压开关应用优化的电子器件。也就是说，当晶体管断开时，它能够阻塞高电压（例如大约300V或更高、大约600V或更高或者大约1200V或更高），且当晶体管接通时，它对于其中它被使用的应用具有足够低的接通电阻（RON），即，它在相当大的电流穿过器件时经历足够低的传导损耗。高电压器件可至少能够阻塞等于高电压供电的电压或在它所用于的电路中的最大电压。高电压器件可能能够阻塞300V、600V、1200V或应用所需的其它适当的阻塞电压。如在本文使用的，“低电压器件”（例如低电压增强模式晶体管）是能够阻塞例如在0V和Vlow之间的低电压但不能够阻塞高于Vlow的电压的电子器件。Vlow可以是大约10V、大约20V、大约30V、大约40V或在大约5V和50V之间，例如在大约10V和30V之间。如在本文使用的，短语“III族氮化物”指的是包括氮（N）和至少一种III族元素（其包括铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）和硼（B）且包括但不限于任何其合金）的化合物半导体，例如诸如氮化铝镓（AlxGa(1-x)N）、氮化铟镓（InyGa(1-y)N）、氮化铝铟镓（AlxInyGa(1-x-y)N）。氮化铝镓指的是由化学式AlxGa(1-x)N描述的合金，其中x>1。图1图示电子器件20，其包括具有表面22的半导体层21、在表面22上的栅极23和第一电流电极24、以及在栅极23和第一电流电极24之间延伸并包括具有预先确定的电荷分布27的带电离子26的介电层25。第一电流电极可以是例如漏极电极或源极电极。带电离子26可在气相沉积期间通过注入或通过并入被有意引入到介电层25中，并可具有在介电层25内的密度和三维分配，以便产生预先确定的电荷分布27，其形成在栅极23和第一电流电极24之间的电场分配。例如，在栅极23和第一电流电极24之间的电场分配可以是更均匀的。在实施例中，带电离子26通过损伤注入在介电层25中形成。在实施例中，带电离子26包括带负电的离子，例如氟、氯、溴和碘中的一个或多个。带电离子26可包括带正电的离子，例如锂、钠、钾、铍、镁和钙中的一个或多个。带负电的离子在介电层25包括适当的材料（例如SiOx）的实施例中也可包括铝。带电离子可包括带负电的离子和带正电的离子，每一种类型的带电离子具有不同的预先确定的电荷分布。介电层25可包括氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少一个。在一些实施例中，介电层25包括绝缘层和在绝缘层上的钝化层。带电离子可被布置在绝缘层和钝化层中的一个或两者中。预先确定的电荷分布27可具有不同的形式。预先确定的电荷分布27可包括布置在介电层35内的不同垂直位置处的离子，并具有三维形式。预先确定的电荷分布27还可包括在从栅极23到第一电流电极24的方向上变化的电荷密度。在实施例中，预先确定的电荷分布是倾斜的分布，并可从栅极23到第一电流电极24增加。带电离子离半导体层21的表面22的距离在从栅极23到第一电流电极24的方向上增加。预先确定的电荷分布也可具有预先确定的电荷密度梯度，其可在从栅极23到第一电流电极24的方向上降低。预先确定的电荷密度梯度可从栅极到第一电流电极逐渐降低或可在从栅极到第一电流电极的方向上逐步降低。在一些实施例中，第一电流电极是漏极电极，且电子器件包括可以是源极电极的第二电流电极。根据上面描述的实施例之一的具有预先确定的电荷分布27的带电离子26可只被定位于在栅极23和漏极24之间延伸的介电层25中。在一些实施例中，电子器件包括第二电流电极和在栅极和第二电流电极之间延伸的另外的介电层。另外的介电层包括具有预先确定的电荷分布的带电离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子器件，包括：具有表面的半导体层；在所述表面上的栅极和第一电流电极；以及在所述栅极和所述第一电流电极之间延伸并包括具有预先确定的电荷分布的带电离子的介电层。

【技术特征摘要】
2013.10.31 US 14/0686401.一种高电子迁移率晶体管（HEMT）的电子器件，包括：具有表面的半导体层，其中所述半导体层包括氮化镓层，在所述氮化镓层上方的氮化铝镓层，以及在所述氮化铝镓层上的氮化镓盖层；在所述表面上的栅极和第一电流电极，其中所述栅极被横向布置在HEMT的源极和漏极之间；以及介电层，位于半导体层的所述表面上并且在所述栅极和所述第一电流电极之间横向延伸并包括具有预先确定的电荷分布的带电离子，所述预先确定的电荷分布对所述栅极和所述第一电流电极之间的电场分配进行整形以便使得所述栅极和所述第一电流电极之间的电场分配更均匀，其中所述介电层包括：在源极和栅极之间位于所述氮化铝镓层上的第一区；在栅极和漏极之间位于所述氮化铝镓层上的第二区；在氮化镓盖层上的绝缘层，在源极和栅极之间并且在栅极和漏极之间延伸；以及，布置在所述绝缘层上的钝化层，在源极和栅极之间并且在栅极和漏极之间延伸，其中所述带电离子设置在所述介电层的在栅极和漏极之间延伸的至少第二区中。2.如权利要求1所述的电子器件，其中所述带电离子包括带负电的离子。3.如权利要求2所述的电子器件，其中所述带负电的离子包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、铝（Al）中的至少一个。4.如权利要求1所述的电子器件，其中所述带电离子包...

【专利技术属性】
技术研发人员：O赫伯伦，C奥斯特迈尔，G普雷希特尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT