[发明专利]横向高电子迁移率晶体管

说明书

背景技术

对于半导体器件，例如功率半导体器件而言，近年来化合物半导体，例如III-V族化合物半导体已变得越来越重要，因为与基于硅的半导体器件相比它们实现了掺杂更高且漂移区更短的半导体器件，同时保持了高的阻断能力。

迄今为止，基于III-V族化合物半导体的功率半导体器件被实现为横向器件（lateral device）。这些器件被称为高电子迁移率晶体管（HEMT）。HEMT包括几层具有不同带隙的掺杂不同的半导体材料。由于各层的带隙不同，在这些层的界面处形成二维电子气（2DEG），所述二维电子气用作导电通道。电子的迁移率以及2D电子载荷子密度在二维电子气中非常高。

二维电子气提供于源电极和漏电极之间的区域中。在将HEMT用作开关时，例如作为电感负载的开关时，会有各种操作模式，例如电感负载的关闭。希望有一种HEMT满足对以各种模式工作的开关的需求。

发明内容

根据横向HEMT的实施例，该横向HEMT包括衬底、衬底上方的第一半导体层和第一半导体层上的第二半导体层。横向HEMT还包括栅电极、源电极、漏电极和整流肖特基结。整流肖特基结的第一端子电耦合至所述源电极，并且整流肖特基结的第二端子电耦合至所述第二半导体层。

根据横向HEMT的另一实施例，该横向HEMT包括衬底、衬底上方的第一半导体层和第一半导体层上的第二半导体层。横向HEMT还包括栅电极、源电极、漏电极和肖特基结。肖特基结包括第二半导体层上的肖特基接触金属。肖特基接触金属电耦合至源电极。栅电极和漏电极之间的最短横向距离大于肖特基结和漏电极之间的最短横向距离。

根据横向HEMT的另一实施例，该横向HEMT包括衬底、衬底上方的第一半导体层和第一半导体层上的第二半导体层。横向HEMT还包括栅电极、源电极、漏电极和整流肖特基结。整流肖特基结的第一端子电耦合至所述源电极，并且整流肖特基结的第二端子电耦合至所述第二半导体层。该横向HEMT还包括第二半导体层上方的钝化层，横向宽度为w_d的漂移区以及至少一个场板。所述至少一个场板至少部分布置在所述漂移区中一区域中的钝化层上且横向宽度为w_f，其中w_f<w_d。

本领域的技术人员在阅读以下详细描述并观看附图后将认识到额外特征和优点。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步理解且并入本说明书中并构成其一部分。附图示出了本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。参考以下详细描述更好地理解，将容易地认识本发明的其他实施例和本发明的很多预期优点。附图的元件未必相互之间成比例。类似的附图标记指示对应的类似部分。除非彼此排斥，可以组合图示各实施例的特征。

在附图中示出了实施例并在随后的描述中详述实施例。

图1示出了根据实施例包括整流结的横向HEMT的一部分的示意截面图。

图2示出了图1所示横向HEMT的一部分的示意平面图。

图3A示出了根据实施例包括整流结和场板的横向HEMT的一部分的示意截面图。

图3B示出了图3A所示横向HEMT的另一部分的示意截面图。

图4示出了图3A和3B中所示的横向HEMT的一部分的示意平面图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考了附图，附图形成其一部分且其中通过例示方式示出了可以实践本发明的具体实施例。就此而言，参考所述附图（一个或多个）的取向使用了方向术语，例如“顶”、“底”、“前”、“后”、“首”、“尾”等。因为可以按若干不同取向定位实施例的部件，所以使用方向术语是出于例示的目的，绝非进行限制。要理解的是可以利用其他实施例，并且可以做出结构或逻辑的变化而不脱离本发明的范围。不应以限制性意义理解其以下详细描述，并且本发明的范围由所附权利要求限定。

下面将解释多个实施例。在这种情况下，在附图中用相同或相似的附图标记表示相同的结构特征。在本说明书的上下文中，应当将“横向”或“横向方向”理解为表示大致平行于半导体材料或载体的横向范围延伸的方向或范围。因此横向方向大致平行于这些表面或侧面延伸。与此相反，术语“垂直”或“垂直方向”被理解为表示大致垂直于这些表面或侧面，从而垂直于横向方向延伸的方向。因此垂直方向在半导体材料或载体的厚度方向上延伸。

如本说明书中使用的，术语“耦合”和/或“电耦合”并非意在表示元件必须直接耦合在一起-可以在“耦合”或“电耦合”元件之间提供居间元件。