[发明专利]化合物半导体器件及其制造方法以及电源

说明书

技术领域

本文讨论的实施方案涉及化合物半导体器件、用于制造化合物半导体器件的方法以及电源。

背景技术

氮化物半导体器件具有适合作为高击穿电压-高速电子器件的物理特性，并且被期望应用于例如服务器系统。存在被称为垂直氮化物半导体器件的高击穿电压半导体器件，其包括例如由硅(Si)和碳化硅(SiC)构成的衬底。这样的垂直氮化物半导体器件包括通过在半导体层的表面中离子注入p型杂质形成的p型半导体区域，用于抑制由于半导体层的位于半导体层与绝缘层之间的界面处的区域中的电场集中(electric field concentration)而引起的反向击穿电压的降低，并增强浪涌电流能力。该p型半导体区域被称为结终端扩展(JTE)结构。

现有的JTE结构的示例包括多区域结构和保护环结构。多区域结构通过将p型杂质以离子注入方式注入到化合物半导体层中使得p型杂质的浓度从有源区朝向切片区逐渐降低来形成。保护环结构通过将p型杂质以离子注入方式注入到化合物半导体层中使得p型杂质的注入间隔从有源区朝向切片区发生变化来形成。从而，JTE结构通过离子注入p型杂质来使电场集中逐渐降低而形成。

下面为参考文献。

[文献1]Tantraporn等人，IEEE Tran.ED34，2200，1987

[文献2]Yilmaz等人，IEEE Tran.ED38，1666，1991

[文献3]Pérez等人，IEEE Tran.ED52，2309，2005

[文献4]Lee等人，IEEE EDL，28，1007，2007

[文献5]Lee等人，IEEE Tran.ED55，1894，2008

[文献6]Bolotnikov等人，IEEE Tran.ED57，1930，2010

[文献7]O.Ambacher等人，J.Appl.Phys.Vol.85，3222，1999

[文献8]M.H.Wong等人，J.Appl.Phys.Vol 04，093710，2008

发明内容

根据实施方案的一方面，化合物半导体器件包括：衬底；形成在衬底上的第一化合物半导体层；形成在第一化合物半导体层上的第二化合物半导体层；以及形成在第一化合物半导体层上的上电极，其中在第一化合物半导体层的位于第一化合物半导体层与第二化合物半导体层之间的界面处的区域中产生二维空穴气，使得具有随着到所述上电极的距离的增加而降低的空穴浓度。

附图说明

图1A至图1C是顺序地示出用于制造根据第一实施方案的SBD的方法步骤的截面示意图；

图2A至图2C是顺序地示出用于制造根据第一实施方案的SBD的方法的(在图1C中的步骤之后的)步骤的截面示意图；

图3A至图3C是顺序地示出用于制造根据第一实施方案的SBD的方法的(在图2C中的步骤之后的)步骤的截面示意图；

图4A至图4C是顺序地示出用于制造根据第一实施方案的SBD的方法的(在图3C中的步骤之后的)步骤的截面示意图；

图5是示出用于制造根据第一实施方案的SBD的方法的(在图4C中的步骤之后的)步骤的截面示意图；

图6是根据第一实施方案的SBD的平面示意图；

图7是曲线图，其示出了根据第一实施方案的SBD和对比例的SBD的到SBD阳极端部(电极端)的距离(μm)与电场强度(V/cm)的关系；

图8是示出了在根据第一实施方案的SBD中产生2DHG的截面示意图；

图9是示出了用于制造根据第一实施方案的第一修改方案的SBD的方法的步骤的截面示意图；

图10是示出了用于制造根据第一实施方案的第一修改方案的SBD的方法的(在图9中的步骤之后的)步骤的截面示意图；

图11是示出了在根据第一实施方案的第一修改方案的SBD中产生2DHG的截面示意图；

图12A和图12B是顺序地示出用于制造根据第一实施方案的第二修改方案的SBD的方法的步骤的截面示意图；

图13A和图13B是顺序地示出用于制造根据第一实施方案的第二修改方案的SBD的方法的(在图12B中的步骤之后的)步骤的截面示意图；

图14是示出了用于制造根据第一实施方案的第二修改方案的SBD的方法的(在图13B中的步骤之后的)步骤的截面示意图；

图15是根据第一实施方案的第二修改方案的SBD的平面示意图；