[发明专利]具有构造的钝化的III-V型半导体装置

说明书

本公开涉及具有构造的钝化的III‑V型半导体装置。一种高电子迁移率晶体管包括：半导体主体，包括势垒区和沟道区，所述沟道区与所述势垒区形成异质结，以使得二维电荷载流子气沟道被安放在所述沟道区中；源电极和漏电极，被安放在所述半导体主体上并且沿侧向彼此分隔开；栅极结构，被安放在所述半导体主体上并且沿侧向被安放在所述源电极和漏电极之间，所述栅极结构被配置为控制二维电荷载流子气的导电状态；和第一介电区，在位于所述栅极结构和所述漏电极之间的侧向区中沿着所述半导体主体的上表面被安放，其中所述第一介电区包括铝和氧化物，并且其中所述第一介电区包括第一端，所述第一端朝向所述栅极结构并且沿侧向与所述栅极结构分隔开。

技术领域

本申请涉及半导体装置，并且特别地涉及按照III-V型半导体技术形成的高电子迁移率晶体管装置。

背景技术

半导体晶体管(特别地，场效应控制开关装置，诸如MISFET(金属绝缘体半导体场效应晶体管)(在下面，也被称为MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管))和HEMT(高电子迁移率场效应晶体管)(也被称为异质结构FET(HFET)和调制掺杂FET(MODFET)))被用在各种应用中。HEMT由III-V型半导体材料形成，所述III-V型半导体材料例如氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)等。HEMT包括二维电荷载流子气，所述二维电荷载流子气由具有不同带隙的两层III-V型半导体材料之间的异质结创建。二维电荷载流子气能够是二维电子气(2DEG)或二维空穴气(2DHG)。这种二维电荷载流子气提供容纳装置的负载电流的有源装置沟道。由于二维电荷载流子气内的载流子的高迁移率，与其它装置技术相比，这些装置提供非常低的接通电阻。由于这个原因，HEMT很适合于电源开关应用，即需要超过250V、500V、1000V等的电压或更高电压的控制和/或超过1A、5A、10A等的电流的控制的应用。

电源开关应用中的重要装置参数是开关装置的动态R_DSON(接通状态电阻)。低动态R_DSON能够显著改进硬开关应用和软开关应用二者中的功率耗散。用于保持低动态R_DSON的当前方案涉及与静态装置参数(诸如V_th(阈值电压)和I_Gss(栅极-源极漏电流))进行不利的折衷。

发明内容

公开了一种高电子迁移率晶体管。根据实施例，所述高电子迁移率晶体管包括：半导体主体，包括III-V型半导体材料的势垒区和III-V型半导体材料的沟道区，所述沟道区与所述势垒区形成异质结，以使得二维电荷载流子气沟道在所述异质结附近被安放在所述沟道区中；源电极和漏电极，被安放在所述半导体主体上并且沿侧向彼此分隔开，所述源电极和漏电极中的每一个与所述二维电荷载流子气沟道处于低欧姆接触；栅极结构，被安放在所述半导体主体上并且沿侧向被安放在所述源电极和漏电极之间，所述栅极结构被配置为控制所述源电极和漏电极之间的二维电荷载流子气的导电状态；和第一介电区，在位于所述栅极结构和所述漏电极之间的侧向区中沿着所述半导体主体的上表面被安放，其中所述第一介电区包括铝和氧化物，并且其中所述第一介电区包括第一端，所述第一端朝向所述栅极结构并且沿侧向与所述栅极结构分隔开。

根据另一实施例，所述高电子迁移率晶体管包括：半导体主体，包括III-V型半导体材料的势垒区和III-V型半导体材料的沟道区，所述沟道区与所述势垒区形成异质结，以使得二维电荷载流子气沟道在所述异质结附近被安放在所述沟道区中；源电极和漏电极，被安放在所述半导体主体上并且沿侧向彼此分隔开，所述源电极和漏电极中的每一个与所述二维电荷载流子气沟道处于低欧姆接触；栅极结构，被安放在所述半导体主体上并且沿侧向被安放在所述源电极和漏电极之间，所述栅极结构被配置为控制所述源电极和漏电极之间的二维电荷载流子气的导电状态；和第一钝化区和第二钝化区，被安放在所述半导体主体上，其中所述第一钝化区和第二钝化区被布置为影响所述二维电荷载流子气，以使得在所述第一钝化区和所述半导体主体之间的界面下方的所述二维电荷载流子气的密度高于在所述第二钝化区和所述半导体主体之间的界面下方的所述二维电荷载流子气的密度。