[发明专利]半导体装置和制作半导体装置的方法

说明书

技术领域

本说明书涉及一种半导体装置和一种制作半导体装置的方法。

背景技术

近年来，GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管和GaN/AlGaN肖特基二极管关于它们替代Si或SiC用作高压(HV)装置的潜能引起广泛的关注。

此类装置通常包括钝化层，所述钝化层可用以抑制基板的主表面处的界面状态的形成。在装置的操作期间，可对这些表面状态充电，导致电荷平衡的改变。对于涉及切换的应用，此情形可转变为静态条件与切换条件之间的差异。在切换期间，电荷捕获可减小电流，或增加装置的导通状态电阻。电性能的此降级可被称为高压装置中的电流崩塌或高频装置中的分散。

发明内容

在随附的独立权利要求和从属权利要求中阐述了本发明的各方面。从属权利要求的特征的组合可以按需要与独立权利要求的特征进行组合，并且不仅仅是按照权利要求书中所明确陈述的那样组合。

根据本发明的一方面，提供一种半导体装置，其包括：

基板，所述基板包括位于GaN层上的AlGaN层，用于在所述AlGaN层与所述GaN层之间的界面处形成二维电子气体；

位于所述基板的主表面上的多个电接点；以及

位于基板的主表面上的多个钝化层，多个钝化层包括：第一钝化层，其包括接触主表面的第一区域的第一钝化材料；以及第二钝化层，其包括接触主表面的第二区域的第二钝化材料，其中第一和第二钝化材料为不同钝化材料。

根据本发明的另一方面，提供一种制作半导体装置的方法，所述方法包括：

提供基板，所述基板包括位于GaN层上的AlGaN层，用于在所述AlGaN层与所述GaN层之间的界面处形成二维电子气体；

形成位于所述基板的主表面上的多个电接点；以及

形成位于基板的主表面上的多个钝化层，所述多个钝化层包括：第一钝化层，其包括接触主表面的第一区域的第一钝化材料；以及第二钝化层，其包括接触主表面的第二区域的第二钝化材料，其中第一和第二钝化材料为不同钝化材料。

可引起半导体装置(例如，HEMT或肖特基二极管，其具有位于GaN层上的AlGaN层，用于在AlGaN层与GaN层之间的界面处形成二维电子气体(下文中也被称作“2DEG”))中的电流崩塌或分散的捕获的部分可出现在2DEG下方的半导体部分中。此区中的捕获的量可取决于半导体中(具体地说跨越形成在2DEG下方的耗尽区)的泄漏路径的电阻。此电阻可通过使用在半导体之上的不同钝化材料来更改。然而，通过以此方式改变局部泄漏路径的电阻率来降低捕获的量可导致泄漏电流的增加。换句话说，泄漏电流和电流崩塌/分散可通过改变半导体之上的钝化材料而相互权衡。根据本发明的实施例，提供多个钝化层(所述钝化层包括接触装置的基板的主表面的不同区域的不同钝化材料)可允许优化泄漏路径的局部电阻。这可允许优化上文所提到的权衡，从而减少电流崩塌的量而不用增加泄漏电流。

在一个例子中，第一区域邻近于主表面上的电接点中的第一电接点，且第二区域不邻近于主表面上的电接点中的第一电接点。第一区域可大体上环绕主表面上的电接点中的第一电接点。举例来说，第二区域可并有装置的一个或多个其它接点(例如，HEMT的源极接点和/或栅极接点或肖特基二极管的阳极)。

第一钝化层可相对于电接点中的第一电接点不对称地布置。以此方式不对称地布置的第一钝化层可包括位于第一电接点的一侧上的延伸。延伸可延伸朝向装置的另一电接点。

第一区域可包括位于装置的电接点中的两个之间的一个或多个岛状物。

第一电接点可为装置的漏极接点(例如，其中装置为高电子迁移率晶体管(HEMT))。出于本发明的目的，高电子迁移率晶体管(HEMT)中的电子迁移率可在1000到3000cm^2/V/s的范围内或在1000到2000cm^2/V/s的范围内。

第一电接点可为装置的阴极(举例来说，其中装置为肖特基二极管)。

钝化层中的至少一些钝化层可包括氮化硅。举例来说，不同钝化材料可包括氮化硅的组合物，所述组合物包括不同比例的硅。

在一个例子中，钝化材料中的一个钝化材料(例如，第二钝化材料)可为化学计量氮化硅，且钝化材料中的另一钝化材料(例如，第一钝化材料)可为比化学计量氮化硅更富含硅的氮化硅的组合物。

钝化层可在主表面上的至少一些位置中重叠。在钝化层重叠的情况下，钝化层中的仅一个钝化层可接触基板的主表面。

装置的电接点可延伸穿过钝化层中的开口以接触基板。