[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

场效应晶体管(FET)，所述场效应晶体管(FET)包括第一导电类型的漂移层，并且在具有与支撑衬底形成欧姆接触的GaN层的衬底的第一区域中构成切换元件；以及，

肖特基势垒二极管(SBD)，所述肖特基势垒二极管(SBD)具有与位于所述衬底的第二区域中的第一导电类型层形成肖特基接触的电极，

其中，平行布置所述FET和所述SBD，以及

在所述衬底的背部形成所述FET的背面电极和所述SBD的背面电极。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

第二导电类型层以及第一导电类型盖帽层，所述第二导电类型层以及所述第一导电类型盖帽层被形成在所述第一区域中的所述第一导电类型漂移层上并且各自在其内形成有开口，

其中，所述FET的圆柱形的沟道形成部分被设置成接触所述开口的内表面，栅电极被设置成使得该栅电极和在所述开口中的所述第二导电类型层的内表面将所述沟道形成部分夹在中间，并且，所述第二导电类型层从所述第一区域延伸到所述第二区域并且接触所述SBD的肖特基电极。

3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，

所述沟道部分是再生长层，所述再生长层包括第一GaN基半导体层和第二GaN基半导体层，其中载流子通过该第一GaN基半导体层进行传输，该第二GaN基半导体层的带隙大于该第一GaN基半导体层的带隙。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的半导体器件，还包括：

层间绝缘膜，所述层间绝缘膜覆盖所述FET中的栅电极，

其中，所述FET的未覆盖有所述层间绝缘膜的上电极和与所述FET相对应的所述SBD的肖特基电极经由公共布线层彼此电连接。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

第二导电类型层和第一导电类型盖帽层，所述第二导电类型层和所述第一导电类型盖帽层各自具有以脊形状延伸并且形成在所述FET中的所述第一导电类型漂移层上的开口，

其中，所述FET的沟道形成部分在与以脊形状延伸的所述开口的内表面相接触的情况下延伸，栅电极延伸成使得该栅电极和在脊形状的所述开口中的所述第二导电类型层的内表面将所述沟道形成部分夹在中间，两个源电极延伸成当在平面图中观看时将延伸的所述栅电极夹在中间，所述SBD的肖特基电极在所述两个源电极延伸的方向上延伸，并且所述第二导电类型层接触所述SBD的所述肖特基电极。

6.一种半导体器件，所述半导体器件是逆变器，其包括第一芯片以及与所述第一芯片不同的第二芯片，并且其被构造成使直流电功率和三相电功率相互转换，

其中，所述第一芯片和所述第二芯片均包括：

对应于第一相的至少一个FET和至少一个SBD，该至少一个FET和所述至少一个SBD是根据权利要求1至5中的任一项所述的半导体器件中的所述FET和所述SBD；

对应于第二相的至少一个FET和至少一个SBD，该至少一个FET和所述至少一个SBD是根据权利要求1至5中的任一项所述的半导体器件中的所述FET和所述SBD；以及，

对应于第三相的至少一个FET和至少一个SBD，该至少一个FET和所述至少一个SBD是根据权利要求1至5中的任一项所述的半导体器件中的所述FET和所述SBD，并且，

在所述第一相至所述第三相中的每个相中，所述第一芯片的背面电极和所述第二芯片的上电极经由布线线路彼此连接。

7.一种制造半导体器件的方法，包括：

准备具有与支撑衬底形成欧姆接触的GaN层的GaN衬底的步骤；

在所述GaN衬底上形成第一导电类型GaN基漂移层/第二导电类型GaN基层/第一导电类型GaN基盖帽层的外延叠层体的步骤；

对在第一区域中的所述GaN衬底上的所述外延叠层体进行蚀刻以形成到达所述第一导电类型GaN基漂移层的FET开口的步骤；

在所述开口的内表面上形成沟道形成层的步骤；以及

通过用抗蚀剂膜掩蔽所述第一区域来对第二区域中的所述沟道形成层和所述外延叠层体进行蚀刻以形成到达所述第一导电类型GaN基漂移层的SBD开口的步骤，

其中，形成与所述SBD开口中的所述第一导电类型GaN基漂移层形成肖特基接触的电极。

8.一种制造半导体器件的方法，包括：

准备具有与支撑衬底形成欧姆接触的GaN层的GaN衬底的步骤；

在所述GaN衬底上形成第一导电类型GaN基漂移层/第二导电类型GaN基层/第一导电类型GaN基盖帽层的外延叠层体的步骤；

对所述GaN衬底的第一区域和第二区域中的所述外延叠层体进行蚀刻以在所述第一区域中形成FET开口的步骤，所述FET开口到达所述第一导电类型GaN基漂移层；

形成覆盖所述FET开口和所述外延叠层体的未蚀刻部分的高电子迁移率晶体管(HEMT)结构的步骤；

在所述FET开口中形成栅电极以使得所述栅电极和所述开口中的所述第二导电类型GaN基层的内表面将所述HEMT结构夹在中间的步骤；以及

对所述GaN衬底的第一区域和第二区域中的所述外延叠层体和所述HEMT结构进行蚀刻以在所述第二区域中形成SBD开口的步骤，所述SBD开口到达所述第一导电类型GaN基漂移层，

其中，通过形成穿透所述绝缘膜的通孔，在所述SBD开口中形成与所述第一导电类型GaN基漂移层形成肖特基接触的电极。