Group-iii nitride semiconductor device and manufacturing method therefor

Dispositif à semi-conducteurs nitrures du groupe iii et son procédé de fabrication

Ⅲ族氮化物半导体器件及其制造方法

Abstract

La présente invention concerne un dispositif à semi-conducteurs nitrures du groupe III et son procédé de fabrication. Le dispositif à semi-conducteurs nitrures du groupe III comprend une couche à semi-conducteurs nitrures et une couche de passivation qui s'étirent sur un substrat, et comprend également une électrode de source, une électrode de drain et une électrode de grille disposée entre l'électrode de source et l'électrode de drain, la couche à semi-conducteurs nitrures comprenant une couche de nucléation de nitrure, une couche tampon de nitrure, une couche canal de nitrure et une couche barrière de nitrure. La couche de passivation est attaquée à l'acide afin d'exposer la couche barrière de nitrure dans une région d'électrode de grille de façon à former une rainure au niveau de l'électrode de grille. Une couche diélectrique de combinaison, comprenant une structure combinatoire d'une couche de diélectrique de nitrure, d'une couche de diélectrique d'oxyde d'azote et d'une couche de diélectrique d'oxyde qui sont formées successivement dans le sens du substrat, est adaptée entre la couche barrière de nitrure et la couche métallique d'électrode de grille. La couche diélectrique de combinaison n'entraînera pas une augmentation de la densité des états d'interface. En comparaison avec le dispositif à semi-conducteurs nitrures du groupe III traditionnel pourvu d'une couche de diélectrique d'oxyde unique, il est possible de réduire simultanément les effets de fuite de courant électrique et d'affaissement de courant du dispositif à semi-conducteurs.
A group-III nitride semiconductor device and a manufacturing method therefor. The group-III nitride semiconductor device comprises a nitride semiconductor layer and a passivation layer which grow on a substrate, and also comprises a source electrode, a drain electrode and a gate electrode between the source electrode and the drain electrode, wherein the nitride semiconductor layer comprises a nitride nucleation layer, a nitride buffer layer, a nitride channel layer and a nitride barrier layer. The passivation layer is etched to expose the nitride barrier layer in a gate electrode area, so that a groove is formed at the gate electrode. A compound dielectric layer, comprising a combination structure of a nitride dielectric layer, a nitrogen-oxide dielectric layer and an oxide dielectric layer which are formed in sequence in the direction of the substrate, is adopted between the nitride barrier layer and a gate electrode metal layer. The compound dielectric layer will not cause an increase in the interface state density. Compared with the traditional group-III nitride semiconductor device with a single oxide dielectric layer, the effects of electric leakage and current collapse of the semiconductor device can be reduced at the same time.
一种Ⅲ族氮化物半导体器件及其制造方法。该Ⅲ族氮化物半导体器件包括生长在衬底上的氮化物半导体层和钝化层,还包括源极和漏极以及在源极和漏极之间的栅极。其中,上述氮化物半导体层包括氮化物成核层、氮化物缓冲层、氮化物沟道层、氮化物势垒层;上述钝化层在栅极区域被刻蚀至暴露出氮化物势垒层,在栅极处形成凹槽。氮化物势垒层和栅极金属层之间采用复合介质层,包括从衬底方向依次形成的氮化物介质层、氮氧化物介质层和氧化物介质层的组合结构。复合介质层结构不会引起界面态密度的增加,与传统单层氧化物介质层的Ⅲ族氮化物半导体器件相比,可以同时降低半导体器件的漏电和电流崩塌效应。

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Patent Citations (4)

    Publication numberPublication dateAssigneeTitle
    CN-102760759-AOctober 31, 2012比亚迪股份有限公司一种半导体功率器件
    CN-103117303-AMay 22, 2013苏州晶湛半导体有限公司一种氮化物功率器件及其制造方法
    CN-103500763-AJanuary 08, 2014苏州晶湛半导体有限公司III-nitride semiconductor device and manufacturing method for same
    US-2011291160-A1December 01, 2011Kazuki Ota, Yasuhiro Okamoto, Hironobu MiyamotoField effect transistor

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    None
    See also references of EP 3059757A4

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    Publication numberPublication dateAssigneeTitle