【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在III族氮化物半导体上制造的半导体器件。
技术介绍
对于高功率电子应用来说，III族氮化物基器件具有很多超过硅基器件的潜在材料优势。其中，这些优势可以包括较大的带隙和击穿场，在二维电子气(2DEG)中的高电子迁移率和低热产生电流。然而，对III族氮化物半导体来说，大的同质衬底仍未广泛使用。目前，仍然在合适的非III族氮化物衬底上通过异质外延来生长III族氮化物膜。通常用于支撑III族氮化物膜的衬底是碳化硅、蓝宝石或硅。可以采用分子束外延(MBE)或金属氧化物化学气相沉积(MOCVD)来执行异质外延，并且近来利用氢化物气相外延(HVPE)。通过异质外延会难以生长高质量的厚氮化镓层；因此，典型地，氮化镓中的高电压器件是仅有几微米厚的氮化镓层的横向器件。在电极不隔开相对大的距离的情况下，会难以在横向器件中容纳大的电压。对于在FET中横跨源/栅以及漏或者在二极管中横跨阳极和阴极的大阻挡电压来说，需要承受电压的电极之间的间隔可以是大的。例如，1kV器件可以具有间隔10μm或更大的栅-漏电极。这能够使高电压横向器件具有比等效的垂直器件更大的面积。因而，商业上，衬底成本变成重要的问题。为了降低成本，硅是用于III族氮化物最期望的衬底。但是由于硅和氮化镓之间大的晶格和热失配，在器件结构中能够必需包括成核和应力管理层。这些通常称作缓冲层并且由能够包括超晶格的AlxGa1-xN层组成的层，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.14 US 12/465,9681.一种III-N器件，包括：
缓冲层；
第一III-N材料层，所述第一III-N材料层在所述缓冲层上；
第二III-N材料层，在相对于所述缓冲层的相反侧上，所述第二III-N
材料层在所述第一III-N材料层上，其中，所述第一III-N材料层是沟道
层，并且在所述第一III-N材料层和所述第二III-N材料层之间的组分差
异在所述第一III-N材料层中感生出2DEG沟道；以及
分散阻挡层，所述分散阻挡层在所述缓冲层和所述沟道层之间，
其中，在所述沟道层和所述分散阻挡层界面处的负电荷的薄片或分布
将电子限制为远离所述缓冲层。
2.如权利要求1所述的器件，其中，在所述分散阻挡层最下面的
导带最小值高于在所述沟道层中的最高占据导带最小值。
3.如权利要求1或2所述的器件，其中，所述分散阻挡层配置为
在器件工作期间将电子限制到所述沟道层。
4.如前述权利要求中的任一项所述的器件，进一步包括在所述分
散阻挡层和所述缓冲层之间的隔离层。
5.如权利要求4的器件，其中，所述分散阻挡层具有大于所述隔
离层的铝浓度。
6.如权利要求4或5所述的器件，其中，所述沟道层由第一III族
氮化物合金组成，并且所述隔离层由第二III族氮化物合金组成，其中，
所述第一III族氮化物合金和所述第二III族氮化物合金彼此具有10％以
内的铝摩尔分数。
7.如权利要求4-6中的任一项所述的器件，所述沟道层的材料是
非故意掺杂的，并且所述隔离层是被补偿的或过补偿的。
8.如权利要求4-7中的任一项所述的器件，其中，所述隔离层由
III族氮化物三元合金组成。
9.如权利要求4-8中的任一项所述的器件，其中，所述隔离层由
0≤x＜0.3的AlxGa1-xN组成。
10.如前述权利要求中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻
挡层是具有与所述沟道层相邻的负极化电荷的薄片或层的三元III族氮
化物合金层。
11.如权利要求1-9中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻挡
层包括AlxInyGa1-x-yN，其中y＜x且0＜(x+y)＜1。
12.如前述权利要求中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻
挡层的、比所述缓冲层更靠近所述沟道层的部分比所述分散阻挡层的、
靠近所述缓冲层的部分具有更高的铝组分。
13.如前述权利要求中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻
挡层具有缓变的铝浓度。
14.如权利要求1-12中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻
挡层具有阶梯状的铝浓度。
15.如权利要求10所述的器件，其中，所述三元III族氮化物合金
层的组分是缓变的，并且所述三元III族氮化物合金层是故意补偿的。
16.如权利要求15所述的器件，其中，Fe、C、Mg、Zn或Be或
受主的任意组合或两性掺杂剂补偿III族氮化物层。
17.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：乌梅什·米什拉，李·麦卡蒂，尼古拉斯·菲希坦鲍姆，
申请(专利权)人：特兰斯夫公司，
类型：发明
国别省市：
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