[发明专利]利用注入制造氮化镓P-I-N二极管的方法

权利要求书

1.一种用于制造第III族氮化物半导体器件的方法，所述方法包括：

提供第一导电类型的并且特征在于第一掺杂剂浓度的第III族氮化物衬底；

形成耦接到所述第III族氮化物衬底的所述第一导电类型的第一第III族氮化物外延层，其中所述第一第III族氮化物外延层的特征在于比所述第一掺杂剂浓度小的第二掺杂剂浓度；

形成耦接到所述第一第III族氮化物外延层的第二导电类型的第二第III族氮化物外延层；

去除所述第二第III族氮化物外延层的一部分以露出所述第一第III族氮化物外延层的一部分；

向所述第一第III族氮化物外延层的露出部分的注入区中注入离子，所述第一第III族氮化物外延层的所述露出部分相邻于所述第二第III族氮化物外延层的剩余部分；

形成耦接到所述第二第III族氮化物外延层的所述剩余部分的第一金属结构；以及

形成耦接到所述第III族氮化物衬底的第二金属结构，

其中所述注入区中的电荷密度显著低于所述第一第III族氮化物外延层中的电荷密度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一第III族氮化物外延层包含n型GaN外延材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述注入区的深度在0.1_μm至1μm之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述注入区的宽度为0.5μm或更大。

5.根据权利要求1所述的方法，其中向所述注入区中注入离子包括在注入期间使用所述第一金属结构作为掩模。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

使用掩模以去除所述第二第III族氮化物外延层的所述一部分；以及

在向所述注入区中注入离子期间也使用所述掩模。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第III族氮化物半导体器件的特征在于600V或更大的击穿电压。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一第III族氮化物外延层的厚度在1μm至100μm之间。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括形成耦接到所述注入区的电介质层，其中所述第一金属结构还耦接到所述电介质层的至少一部分。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一金属结构还耦接到所述注入区的一部分。

11.一种用于制造第III族氮化物半导体器件的方法，所述方法包括：

提供第一导电类型的并且特征在于第一掺杂剂浓度的第III族氮化物衬底；

形成耦接到所述第III族氮化物衬底的所述第一导电类型的第一第III族氮化物外延层，其中所述第一第III族氮化物外延层的特征在于比所述第一掺杂剂浓度小的第二掺杂剂浓度；

形成耦接到所述第一第III族氮化物外延层的第二导电类型的第二第III族氮化物外延层；

向包括所述第一第III族氮化物外延层的第一部分和所述第二第III族氮化物外延层的第一部分的注入区中注入离子；

形成耦接到所述第二第III族氮化物外延层的第二部分的第一金属结构；以及

形成耦接到所述第III族氮化物衬底的第二金属结构。

12.根据权利要求11所述的方法，其中向所述注入区中注入离子降低所述注入区的电导率或者减少所述注入区的有效电荷。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括：

形成耦接到所述注入区的绝缘层，

其中所述第一金属结构还耦接到所述绝缘层的至少一部分。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一金属结构还耦接到所述注入区的一部分。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述绝缘层的厚度在0.1μm至2μm之间。

16.根据权利要求15所述的方法，其中形成绝缘层包括对GaN层、氮化铝层或氮化铝镓层进行外延生长。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述GaN层具有在约1×10¹⁴cm^-3至约1×10¹⁵cm^-3范围内的净掺杂水平。