[发明专利]纵向氮化物半导体晶体管装置

权利要求书

1.一种纵向氮化物半导体晶体管装置，其特征在于，包括：

由氮化物半导体构成的漂移层；

由氮化物半导体构成的信道区域，与所述漂移层电连接；

源极电极，电接触所述信道区域的与所述漂移层相反的一侧；

漏极电极，与所述漂移层电接触；

栅极绝缘膜，接近所述信道区域；以及

栅极电极，设置于所述栅极绝缘膜的与所述信道区域相反的一侧，

所述栅极绝缘膜至少包括位于所述信道区域侧的第一绝缘膜、比第一绝缘膜更靠所述栅极电极侧的第二绝缘膜、以及比第二绝缘膜更靠所述栅极电极侧的第三绝缘膜，

所述第二绝缘膜具有能阶位于所述第一绝缘膜与所述第三绝缘膜两者的带隙的内侧的电荷陷阱，

通过蓄积于所述电荷陷阱的电荷来调整阈值电压，所述阈值电压用于利用施加至所述栅极电极的电压而使所述信道区域的传导载流子实质上消失，来阻断在所述源极电极与所述漏极电极之间流动的电流。

2.根据权利要求1所述的纵向氮化物半导体晶体管装置，其特征在于，通过蓄积于所述电荷陷阱的所述电荷而将所述阈值电压调整为正值。

3.根据权利要求1所述的纵向氮化物半导体晶体管装置，其特征在于，还包括：

阻挡层，出于阻止所述电流的目的而设置于所述漂移层上；

第一氮化物半导体层，设置于所述阻挡层上；以及

第二氮化物半导体层，设置于所述第一氮化物半导体层上，

所述第二氮化物半导体层至少包含带隙比所述第一氮化物半导体层的至少一部分氮化物半导体大的氮化物半导体，

在所述第二氮化物半导体层与所述第一氮化物半导体层的界面的所述第一氮化物半导体层侧形成有导电层，

所述信道区域包括所述导电层的至少一部分，

所述阻挡层具有开口部，

所述第一氮化物半导体层经由所述开口部而与所述漂移层电连接，

在所述源极电极与所述漏极电极之间流动的所述电流实质上经由所述开口部流动。

4.根据权利要求3所述的纵向氮化物半导体晶体管装置，其特征在于，所述第一氮化物半导体层至少包括GaN层，所述第二氮化物半导体层至少包含Al_xGa_1-xN，0＜x≤1。

5.根据权利要求1所述的纵向氮化物半导体晶体管装置，其特征在于，还包括：

第三氮化物半导体层，设置于所述漂移层上，且具有与所述漂移层相反的导电型；以及

第四氮化物半导体层，设置于所述第三氮化物半导体层上，且通过掺质掺杂或极化电荷而具有实质上与所述漂移层相同的导电型，

所述源极电极与所述第四氮化物半导体层电连接，

形成有贯通所述第四氮化物半导体层与所述第三氮化物半导体层而到达所述漂移层的沟槽，

所述栅极绝缘膜的至少一部分直接或隔着薄的氮化物半导体层而形成于所述沟槽的内表面中的所述第三氮化物半导体层的侧面，

在所述第三氮化物半导体层的所述侧面与所述栅极绝缘膜之间直接或隔着所述薄的氮化物半导体层而形成的界面的、所述第三氮化物半导体层的所述侧面的一侧形成有倒置型的导电层，

所述栅极电极的至少一部分形成于所述栅极绝缘膜的与所述倒置型的导电层相反的一侧，

所述信道区域包括所述倒置型的导电层的至少一部分。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的纵向氮化物半导体晶体管装置，其特征在于，所述第二绝缘膜包括氮化硅、氧化铪与氧化锆中的至少一个膜。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的纵向氮化物半导体晶体管装置，其特征在于，所述第一绝缘膜及所述第三绝缘膜均包括氧化硅与氧化铝中的至少一个膜。