專(zhuān)利名稱(chēng)：互補(bǔ)的橫向氮化物晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，更特別是涉及功率半導(dǎo)體器件以及用于制備功率半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
一種典型的半導(dǎo)體制備工藝包括以下步驟在一襯底上沉積和/或生長(zhǎng)一層半導(dǎo)體簿膜；然后通過(guò)一序列的擴(kuò)散和沉積的步驟在該半導(dǎo)體簿膜內(nèi)形成組件。例如，一般是在硅襯底上外延生長(zhǎng)出一個(gè)硅的薄層，通常該襯底是由對(duì)錠進(jìn)行切割而獲得的，并且接著在該簿層中形成PN結(jié)從而形成半導(dǎo)體器件的基本部分。依靠該器件，組件可接著通過(guò)一序列的沉積和蝕刻的步驟來(lái)形成該器件的其他部分。例如，在一個(gè)典型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，可以通過(guò)注入和擴(kuò)散摻雜來(lái)形成溝道區(qū)，并且通過(guò)生長(zhǎng)柵氧化層及沉積并且在一種導(dǎo)電材料上形成圖案的方式，在溝道區(qū)域旁邊形成柵極結(jié)構(gòu)，從而形成柵電極。
傳統(tǒng)的方法包括掩模的步驟從而形成需要注入的區(qū)域。這些掩模是用光刻照相技術(shù)形成的，并且經(jīng)常包括尺寸誤差，即使在受到良好控制的工藝中也存在這種情況。
典型地，經(jīng)常開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)則來(lái)降低這種誤差的負(fù)面影響。然而，這些設(shè)計(jì)規(guī)則可能會(huì)不必要地要求掩模中更大的尺寸從而補(bǔ)償工藝的誤差。因此，器件中的組件可能會(huì)比所需要的大，因此比理論上需要消耗更多的材料。
此外，通過(guò)擴(kuò)散來(lái)形成PN結(jié)涉及將具有某一導(dǎo)電性的摻雜注入到具有另一種導(dǎo)電性的半導(dǎo)體中，并且在高溫下驅(qū)動(dòng)該半導(dǎo)體從而將該摻雜激活并擴(kuò)散到預(yù)期的深度和橫向范圍。這種擴(kuò)散工藝通常會(huì)在具有某一導(dǎo)電性的區(qū)域上形成一個(gè)具有另一種導(dǎo)電性的槽形區(qū)域。在反向電壓的情況下，該槽形區(qū)域的拐角處形成高電場(chǎng)，并且擊穿電壓大大低于具有無(wú)限大曲率半徑PN結(jié)(即一理想的PN結(jié))的理論擊穿限度。結(jié)果是必須提高摻雜的濃度或者增加半導(dǎo)體區(qū)域的厚度以補(bǔ)償擊穿電壓的降低。此外，擴(kuò)散形成一個(gè)濃度梯度，它將變成器件的一個(gè)設(shè)計(jì)因素。例如，隧道區(qū)域內(nèi)的濃度梯度可能對(duì)閾值電壓產(chǎn)生不利的影響，并由此對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性產(chǎn)生不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一種半導(dǎo)體包含具有一個(gè)支撐面的共用的支撐；沿著支撐面橫向延伸的橫向半導(dǎo)體疊層疊層；該疊層疊層包括在該支撐面上形成的第一半導(dǎo)體柱，以及在第一半導(dǎo)體區(qū)域的側(cè)面，形成于該支撐面上的第二半導(dǎo)體柱；與第一半導(dǎo)體柱電連接的第一電接觸；以及與第二半導(dǎo)體柱電連接的第二電接觸。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件可以是一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其包括一個(gè)第三半導(dǎo)體柱，該第三半導(dǎo)體柱的導(dǎo)電性與第一半導(dǎo)體柱和第二半導(dǎo)體柱相反，該第三半導(dǎo)體柱形成在支撐面上，并將其布置的與第一半導(dǎo)體柱和第二半導(dǎo)體柱橫向相鄰，以及進(jìn)一步包括一個(gè)與第三半導(dǎo)體柱相鄰的柵極結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件還可以是一種正-本-負(fù)型(positive-intrinsic-negative，PIN型)二極管，其中第一半導(dǎo)體柱具有第一導(dǎo)電性，并且第二半導(dǎo)體柱具有第二導(dǎo)電性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一半導(dǎo)體柱由具有一種電阻率的一個(gè)區(qū)域和具有一種較低電阻率的另一個(gè)區(qū)域組成，該另一區(qū)域與具有前一種電阻率的區(qū)域橫向相鄰，兩個(gè)區(qū)域均布置在支撐面上。例如，在根據(jù)本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，具有較低電阻率的漏區(qū)可以與具有較高電阻率的漂移區(qū)橫向相鄰，或者在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)PIN二極管中，具有較高電阻率的漂移區(qū)可與具有較低電阻率的陽(yáng)極區(qū)或陰極區(qū)橫向相鄰。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這些半導(dǎo)體柱由導(dǎo)電的(氮化鎵)GaN或者是由其它任III族氮化物半導(dǎo)體材料來(lái)形成。在該優(yōu)選實(shí)施例的一種變化中，具有一個(gè)不同帶隙(band gap)的半導(dǎo)體層形成在至少在一個(gè)半導(dǎo)體柱上。在另一種變化中，該半導(dǎo)體層在第一和第二半導(dǎo)體柱上形成。用于該半導(dǎo)體層的優(yōu)選材料為AlGaN(鋁鎵氮)，在與GaN組合起來(lái)作為用于形成半導(dǎo)體柱的材料的時(shí)候，這種材料可以改善遷移率。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，半導(dǎo)體器件可包括一個(gè)具有一個(gè)支撐面的共用的支撐；一個(gè)第一半導(dǎo)體組件組件以及一個(gè)第二半導(dǎo)體組件組件；每一組件均包括在支撐面上形成的橫向半導(dǎo)體疊層，該疊層包括形成在支撐面上的第一半導(dǎo)體柱，以及在第一半導(dǎo)體區(qū)域的側(cè)面，形成在該支撐面上的第二半導(dǎo)體柱；由此該疊層沿著支撐面橫向延伸；與第一半導(dǎo)體柱電連接的第一接觸電接觸電接觸；以及一個(gè)與第二半導(dǎo)體柱電連接的第二接觸電接觸；以及一個(gè)絕緣半導(dǎo)體柱，它被放入在第一半導(dǎo)體組件和第二半導(dǎo)體組件之間并與之橫向相鄰。
在至少一個(gè)半導(dǎo)體組件中，該橫向半導(dǎo)體疊層可進(jìn)一步包括第三導(dǎo)電半導(dǎo)體柱，該第三半導(dǎo)體柱的導(dǎo)電性與第一半導(dǎo)體柱和第二半導(dǎo)體柱相反，該第三半導(dǎo)體柱形成在支撐面上，并將其布置與第一半導(dǎo)體柱和第二半導(dǎo)體柱橫向相鄰；以及一個(gè)與第三半導(dǎo)體柱相鄰的柵極結(jié)構(gòu)。
可選擇的是，至少在一個(gè)半導(dǎo)體組件中，第一半導(dǎo)體柱具有第一導(dǎo)電性，第二半導(dǎo)體柱具有第二導(dǎo)電性。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件由一種方法來(lái)制造，該方法包括在如碳化硅(SiC)、硅(Si)或藍(lán)寶石的襯底主要表面上形成一生長(zhǎng)阻礙層；并且然后去掉生長(zhǎng)阻礙層的幾部分從而至少露出襯底主要表面上一處被選擇的部分，此時(shí)主要表面的另部分仍覆蓋著生長(zhǎng)阻礙層。之后，在外延生長(zhǎng)或與之相類(lèi)似的過(guò)程中，在襯底露出的部分上形成第一半導(dǎo)體柱。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，由于生長(zhǎng)阻礙層的存在，因此僅在露出的部分上，僅沿垂直方向形成第一半導(dǎo)體柱。如此形成的第一半導(dǎo)體包括一個(gè)外露的側(cè)壁。在隨后的生長(zhǎng)步驟中，在第一半導(dǎo)體器件外露的側(cè)壁上形成另一個(gè)半導(dǎo)體柱，結(jié)果形成兩個(gè)橫向相鄰的半導(dǎo)體柱。該步驟可根據(jù)需要重復(fù)多次，從而獲得具有不同電阻、一種或者變化導(dǎo)電性的半導(dǎo)體柱的橫向疊層。然后，如此形成的柱可用作半導(dǎo)體器件如二極管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)電區(qū)域。
這些根據(jù)本發(fā)明形成的橫向相鄰的柱能夠允許對(duì)導(dǎo)電區(qū)域之間結(jié)的濃度、尺寸和形狀進(jìn)行更好的控制。由此，例如，根據(jù)本發(fā)明的器件中的基區(qū)可具有更均勻的濃度。此外，根據(jù)本發(fā)明的器件中的PN結(jié)可具有更小的弧度(即，更大的曲率半徑)，由此得到的反向擊穿電壓更接近理想PN結(jié)的理論擊穿電壓。
方便地，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠在一個(gè)共用芯片上制造出多種器件。也就是說(shuō)，這將允許集成器件的制備，其中可以在共用的襯底上形成不同的器件。根據(jù)本發(fā)明制備出來(lái)的器件中有NPN、PNP、N溝道、或者是P溝道器件。由此，本發(fā)明的方法可適于互補(bǔ)型器件的制備。
參照附圖并結(jié)合本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的器件的頂視平面圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例沿線2-2并順著箭頭方向看去的器件剖視圖；圖3A-3C顯示的是根據(jù)本發(fā)明用于制備器件的方法的實(shí)施例；圖4是根據(jù)本發(fā)明器件的第二實(shí)施例的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明器件的第三實(shí)施例的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1和2，本發(fā)明第一實(shí)施例的器件包括在一共用襯底10上形成的多個(gè)半導(dǎo)體器件。該襯底10由藍(lán)寶石、SiC、Si或者任何其他合適的材料構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的器件中的第一半導(dǎo)體器件12是一個(gè)NPN型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其包括第一導(dǎo)電區(qū)14，其優(yōu)選由N+型GaN構(gòu)成；基區(qū)16，其優(yōu)選由P+型GaN構(gòu)成并與第一導(dǎo)電區(qū)14橫向相鄰，第二導(dǎo)電區(qū)18，其優(yōu)選由N型或N-型GaN構(gòu)成并與基區(qū)16橫向相鄰，以及第三導(dǎo)電區(qū)20，其優(yōu)選由N+型GaN構(gòu)成并與第二導(dǎo)電區(qū)18橫向相鄰。第一導(dǎo)電區(qū)14為源區(qū)，第二導(dǎo)電區(qū)18為漂移區(qū)，第三導(dǎo)電區(qū)20是第一半導(dǎo)體器件12的漏區(qū)。如圖2所示，第一半導(dǎo)體器件12的每個(gè)區(qū)均為垂直方向的柱，因此每個(gè)區(qū)被布置在襯底上，沿著遠(yuǎn)離襯底10表面的方向延伸。也就是說(shuō)，每一個(gè)導(dǎo)電區(qū)均是一個(gè)垂直的柱，該柱由襯底10的支撐面所支撐。
第一半導(dǎo)體器件12進(jìn)一步包括第一歐姆接觸22(源接觸)，它與第一導(dǎo)電區(qū)14進(jìn)行歐姆連接；第二歐姆接觸24(漏接觸)，它與第三導(dǎo)電區(qū)20進(jìn)行歐姆連接，以及柵極結(jié)構(gòu)26，它被布置在基區(qū)16上。柵極結(jié)構(gòu)26包括由SiO2構(gòu)成的柵極絕緣體28，或者是任何合適的絕緣體，以及柵極電極30。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例器件中的第二半導(dǎo)體器件15是一個(gè)PIN型整流器，它包括第一導(dǎo)電區(qū)32，其優(yōu)選由P+型GaN構(gòu)成；第二導(dǎo)電區(qū)34，其優(yōu)選由P-型GaN構(gòu)成，并與第二半導(dǎo)體器件14的第一導(dǎo)電區(qū)32橫向相鄰；以及第三導(dǎo)電區(qū)36，其優(yōu)選由N+型GaN構(gòu)成并與第二導(dǎo)電區(qū)34橫向相鄰。第一導(dǎo)電區(qū)32為陽(yáng)極區(qū)，第二導(dǎo)電區(qū)34為漂移區(qū)，第三導(dǎo)電區(qū)36為第二半導(dǎo)體器件15的陰極區(qū)。第二半導(dǎo)體器件14進(jìn)一步包括第一歐姆接觸38(陽(yáng)極接觸)，它與第一導(dǎo)電區(qū)32進(jìn)行歐姆連接；以及第二歐姆接觸40(陰極接觸)，它與第三導(dǎo)電區(qū)進(jìn)行歐姆連接。
本發(fā)明第一實(shí)施例的器件進(jìn)一步包括第三半導(dǎo)體器件42，其優(yōu)選是一個(gè)PNP型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。該第三半導(dǎo)體器件42包括第一導(dǎo)電區(qū)44或者是源區(qū)，其優(yōu)選由P+型GaN構(gòu)成；基區(qū)46，其優(yōu)選由N+型GaN構(gòu)成并與第一導(dǎo)電區(qū)44橫向相鄰；第二導(dǎo)電區(qū)48或者是漂移區(qū)，由P-型GaN構(gòu)成并與基區(qū)46橫向相鄰；并且第三導(dǎo)電區(qū)50或者是漏區(qū)，其優(yōu)選由P+型GaN構(gòu)成并與第二導(dǎo)電區(qū)48橫向相鄰。
第三半導(dǎo)體器件42進(jìn)一步包括第一歐姆接觸52(源接觸)，它與第一導(dǎo)電區(qū)44進(jìn)行歐姆連接；第二歐姆接觸44(漏接觸)，它與第三半導(dǎo)體區(qū)54進(jìn)行歐姆連接；以及柵極結(jié)構(gòu)56，它被布置在基區(qū)46上。柵極結(jié)構(gòu)56包括由SiO2構(gòu)成的柵極絕緣體58，或者是任意其他合適的絕緣體；以及柵極電極60。
本發(fā)明第一實(shí)施例器件進(jìn)一步包括第四半導(dǎo)體器件62，其優(yōu)選是一個(gè)PIN型整流器。該第四半導(dǎo)體器件62包括第一導(dǎo)電區(qū)64或者是陰極區(qū)，其優(yōu)選由N+型GaN構(gòu)成；第二導(dǎo)電區(qū)66或者是漂移區(qū)，其優(yōu)選由N型或N-型GaN構(gòu)成并與第一半導(dǎo)體區(qū)64橫向相鄰；以及第三半導(dǎo)體區(qū)68或者是陽(yáng)極區(qū)，其優(yōu)選由P+型GaN構(gòu)成并與由此第二導(dǎo)電區(qū)66橫向相鄰。第四半導(dǎo)體器件62進(jìn)一步包括第一歐姆接觸70(陰極接觸)，它由此與第一導(dǎo)電區(qū)64進(jìn)行歐姆連接；以及第二歐姆接觸72(陽(yáng)極接觸)，它由此與第三導(dǎo)電區(qū)68進(jìn)行歐姆連接。
在本發(fā)明第一實(shí)施例的器件中，第一半導(dǎo)體器件12橫向布置在第二半導(dǎo)體器件15的側(cè)面，但與之分開(kāi)；第二半導(dǎo)體器件15橫向布置在第三半導(dǎo)體器件42的側(cè)面，但與之分開(kāi)；并且第三半導(dǎo)體器件42橫向布置在第四半導(dǎo)體器件62的側(cè)面，但與之分開(kāi)。每一個(gè)半導(dǎo)體器件還通過(guò)一個(gè)絕緣體74與橫向分開(kāi)的半導(dǎo)體器件進(jìn)行電絕緣，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中該絕緣體74可以是一個(gè)絕緣GaN。
現(xiàn)在參考圖3A，為了根據(jù)本發(fā)明制備器件，通過(guò)首先在襯底10的單獨(dú)主要表面上沉積上一層生長(zhǎng)抑制材料如氧化鉿(HfO)或二氧化硅(SiO2)的方式，在襯底10上形成生長(zhǎng)抑制層76，然后蝕刻選擇的區(qū)域，由此使選擇的區(qū)域76準(zhǔn)備好用于導(dǎo)電區(qū)域的生長(zhǎng)。
參見(jiàn)圖3B，N+型GaN區(qū)從襯底10的選擇區(qū)域78外延生長(zhǎng)出來(lái)，該N+型GaN區(qū)將形成第一半導(dǎo)體器件12中的導(dǎo)電區(qū)域20和64，這些選擇區(qū)域78沒(méi)有被生長(zhǎng)抑制層76所覆蓋。如圖3B所示，每一個(gè)導(dǎo)電區(qū)均高于生長(zhǎng)抑制層76，并包括開(kāi)放表面80。
接著再參見(jiàn)圖3C，在隨后的生長(zhǎng)步驟中，在連續(xù)的外延步驟中形成半導(dǎo)體區(qū)域，這些區(qū)域?qū)?gòu)成半導(dǎo)體器件12、15、42、62中的導(dǎo)電區(qū)和非導(dǎo)電區(qū)74。特別的是，在區(qū)域20、64的開(kāi)放表面80上以預(yù)期的厚度分別形成區(qū)域18和66區(qū)域。像從附圖中推斷出的一樣，區(qū)域18和66將在區(qū)域20、64的開(kāi)放表面80上橫向生長(zhǎng)，并且一旦該生長(zhǎng)過(guò)程被終止(達(dá)到了所預(yù)期的厚度時(shí))，與區(qū)域20的表面80相對(duì)，區(qū)域8將具有一個(gè)表面，準(zhǔn)備接受一半導(dǎo)體層，并且與區(qū)域64的表面80相對(duì)，區(qū)域66將具有一個(gè)表面，準(zhǔn)備接受一半導(dǎo)體層。此后，以同樣的方式來(lái)形成根據(jù)本發(fā)明的器件的半導(dǎo)體區(qū)域，直到區(qū)域20和64之間較好的間隙82被填滿(mǎn)為止。此后，在合適的地方形成歐姆接觸和柵極結(jié)構(gòu)從而獲得根據(jù)本發(fā)明的器件，例如圖2中可以看到的。
值得注意的是，至于襯底10這些柱并不需要呈90度角，但是在沒(méi)有偏離本發(fā)明的情況下，可以被稱(chēng)為呈現(xiàn)傾斜90度之外的角度。
下面參見(jiàn)圖4，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的器件進(jìn)一步包括加到第一半導(dǎo)體器件12和第四半導(dǎo)體器件62上的半導(dǎo)體層84、86。半導(dǎo)體層84、86優(yōu)選由AlGaN構(gòu)成。由于壓電極化效應(yīng)，恰好會(huì)在AlGaN區(qū)域84和第一半導(dǎo)體器件12的區(qū)域18和20中的GaN之間的結(jié)，以及AlGaN區(qū)域86和GaN區(qū)域64和66之間的結(jié)下方形成二維電子氣(2DEG)。優(yōu)選地，在橫向相鄰區(qū)域的形成完成之后形成AlGaN區(qū)(也就是說(shuō)，參照?qǐng)D3A-3C描述的工藝結(jié)束之后)。此后，形成歐姆接觸和柵極結(jié)構(gòu)從而獲得根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的器件。
值得注意的是，根據(jù)第三實(shí)施例的器件可在柵極結(jié)構(gòu)26、56下面包括絕緣柱GaN74，其與由AlGaN形成的單一半導(dǎo)體層88相結(jié)合來(lái)再現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(HFET)的特性。也就是說(shuō)，在AlGaN層88和其下面的絕緣GaN74之間形成2DEG。
參見(jiàn)圖5，本發(fā)明的第三實(shí)施例包括一個(gè)單獨(dú)的半導(dǎo)體層88，其橫跨所有橫向相鄰的導(dǎo)電區(qū)。單半導(dǎo)體層88優(yōu)選由AlGaN構(gòu)成，并包括該半導(dǎo)體層88以提高載體的遷移率。能夠形成AlGaN以利用壓電極化效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。然而，如果不希望存在壓電極化，可使用1120或1100生長(zhǎng)方向。參照?qǐng)D3A-3C描述的工藝結(jié)束之后，能夠外延生長(zhǎng)單半導(dǎo)體層88。此后，形成歐姆接觸和柵極結(jié)構(gòu)從而獲得根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的器件。
盡管由此結(jié)合特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很多其他改變和變更以及其它使用是很明顯的。因此，因此，本發(fā)明不是由這里特別公開(kāi)的內(nèi)容所限定，而是由附加的權(quán)利要求來(lái)限定將是更好的。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其包含一個(gè)具有一支撐面的共用支撐；在支撐面上形成的橫向半導(dǎo)體疊層，所述疊層包括在所述支撐面上形成的一個(gè)第一半導(dǎo)體柱，以及在所述支撐面上形成的、相對(duì)于所述第一半導(dǎo)體區(qū)橫向布置的一個(gè)第二半導(dǎo)體柱，由此所述疊層沿著所述支撐面橫向延伸；一個(gè)與所述第一半導(dǎo)體柱電連接的第一電接觸；以及一個(gè)與所述第二半導(dǎo)體柱電連接的第二電接觸。
2.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述橫向半導(dǎo)體疊層進(jìn)一步包含一個(gè)導(dǎo)電性與所述支撐面上形成的所述第一半導(dǎo)體柱和所述第二半導(dǎo)體柱相反的第三半導(dǎo)體柱，其與所述第一半導(dǎo)體柱和所述第二半導(dǎo)體柱沿橫向相鄰布置，并進(jìn)一步包含一個(gè)與所述第三半導(dǎo)體柱相鄰的柵極結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述第一半導(dǎo)體柱具有第一導(dǎo)電性，所述第二半導(dǎo)體柱具有第二導(dǎo)電性。
4.如權(quán)利要求3的半導(dǎo)體器件，其中所述第一半導(dǎo)體柱由一個(gè)具有一種電阻率的區(qū)域和另一個(gè)具有較低電阻率的區(qū)域構(gòu)成，其中的另一區(qū)域與所述具有一種電阻率的區(qū)域在橫向相鄰，并且兩個(gè)區(qū)域均布置在所述支撐面上。
5.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述襯底包括Si、SiC或蘭寶石。
6.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述第一半導(dǎo)體柱和所述第二半導(dǎo)體柱由導(dǎo)電的GaN構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其進(jìn)一步包含一個(gè)半導(dǎo)體層，該層由一種具有不同帶隙(band gap)的半導(dǎo)體形成，并在橫向上至少在所述第一半導(dǎo)體柱上延伸。
8.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體器件，其中所述第一和第二半導(dǎo)體柱由GaN構(gòu)成，并且所述半導(dǎo)體層由AlGaN構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其進(jìn)一步包含一個(gè)半導(dǎo)體層，該層由一種具有不同帶隙(band gap)的半導(dǎo)體形成，并在橫向上在所述第一和第二半導(dǎo)體柱上延伸。
10.如權(quán)利要求9的半導(dǎo)體器件，其中所述第一和第二半導(dǎo)體柱由GaN構(gòu)成，并且所述半導(dǎo)體層由AlGaN構(gòu)成。
11.一半導(dǎo)體器件，其包含一個(gè)具有一支撐面的共用支撐；一個(gè)第一半導(dǎo)體組件以及一個(gè)第二半導(dǎo)體組件，每一組件均包括在所述支撐面上形成的橫向半導(dǎo)體疊層，該疊層包括在所述支撐面上形成的一個(gè)第一半導(dǎo)體柱，以及在所述支撐面上形成的、相對(duì)于第一半導(dǎo)體區(qū)橫向布置的一個(gè)第二半導(dǎo)體柱，由此所述疊層就沿著所述支撐面橫向延伸；一個(gè)與所述第一半導(dǎo)體柱電連接的第一電接觸；以及一個(gè)與所述第二半導(dǎo)體柱電連接的第二電接觸；以及布置在所述第一半導(dǎo)體組件和所述第二半導(dǎo)體組件之間并與之在橫向相鄰的一個(gè)絕緣半導(dǎo)體柱。
12.如權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中至少在所述的一個(gè)半導(dǎo)體組件中，該橫向半導(dǎo)體疊層進(jìn)一步包含一個(gè)導(dǎo)電性與所述支撐面上形成的所述第一半導(dǎo)體柱和所述第二半導(dǎo)體柱相反的第三半導(dǎo)體柱，其與所述第一半導(dǎo)體柱和所述第二半導(dǎo)體柱沿橫向相鄰布置，并進(jìn)一步包含一個(gè)與所述第三半導(dǎo)體柱相鄰的柵極結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中至少在所述的一個(gè)半導(dǎo)體組件中，所述第一半導(dǎo)體柱具有第一導(dǎo)電性，所述第二半導(dǎo)體柱具有第二導(dǎo)電性。
14.如權(quán)利要求13的半導(dǎo)體器件，其中每一個(gè)半導(dǎo)體組件中的所述第一半導(dǎo)體柱包括一個(gè)由一種電阻率的區(qū)域和另一個(gè)具有較低電阻率的區(qū)域構(gòu)成，其中的另一區(qū)域與所述具有一種電阻率的區(qū)域在橫向相鄰，并且兩個(gè)區(qū)域均布置在所述支撐面上。
15.如權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中所述襯底包括Si、SiC或蘭寶石。
16.如權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中所述第一半導(dǎo)體柱和所述第二半導(dǎo)體柱由導(dǎo)電的GaN構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其進(jìn)一步包括一個(gè)半導(dǎo)體層，該層由一種具有不同帶隙(band gap)的半導(dǎo)體形成，并在橫向上至少在所述第一半導(dǎo)體柱上延伸。
18.如權(quán)利要求17的半導(dǎo)體器件，其中所述第一和第二半導(dǎo)體柱由GaN構(gòu)成，并且所述半導(dǎo)體層由AlGaN構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其進(jìn)一步包含一個(gè)半導(dǎo)體層，該層由一種具有不同帶隙(band gap)的半導(dǎo)體形成，并在橫向上在所述第一和第二半導(dǎo)體柱上延伸。
20.如權(quán)利要求19的半導(dǎo)體器件，其中所述第一和第二半導(dǎo)體柱由GaN構(gòu)成，并且所述半導(dǎo)體層由AlGaN構(gòu)成。
21.如權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中所述絕緣半導(dǎo)體柱由非導(dǎo)電的GaN構(gòu)成。
22.一種用來(lái)制造一種半導(dǎo)體器件的方法，其包含在一襯底的主要表面上形成一生長(zhǎng)阻礙層；去掉多處生長(zhǎng)阻礙層從而至少露出所述襯底所述主要表面上一處被選擇的部分，同時(shí)所述主要表面的另一部分覆蓋著所述生長(zhǎng)阻礙層；在一外延生長(zhǎng)過(guò)程中，在所述一處選擇的部分上形成一個(gè)第一半導(dǎo)體柱，其中所述半導(dǎo)體柱至少包括一個(gè)外露的、在所述襯底上垂直延伸的側(cè)壁；以及在所述第一半導(dǎo)體柱的所述外露的側(cè)壁上沿橫向形成一個(gè)第二半導(dǎo)體柱。
23.如權(quán)利要求22的方法，其中在所述形成步驟中，所述第一半導(dǎo)體柱沒(méi)有一個(gè)部分是在所述生長(zhǎng)阻礙層上生長(zhǎng)出來(lái)的。
24.如權(quán)利要求22的方法，其中所述半導(dǎo)體柱由GaN構(gòu)成。
25.如權(quán)利要求22的方法，其中所述襯底由Si、SiC或蘭寶石構(gòu)成。
26.如權(quán)利要求22的方法，其中所述第二半導(dǎo)體柱包含一個(gè)外露的垂直側(cè)壁，并且該方法進(jìn)一步包含在所述第二半導(dǎo)體柱的所述外露的表面上生長(zhǎng)出第三半導(dǎo)體柱，其中所述第一和第二半導(dǎo)體柱具有一種導(dǎo)電性并且所述第三半導(dǎo)體柱具有另一種導(dǎo)電性，以及該方法進(jìn)一步包括形成一個(gè)與所述第一半導(dǎo)體柱電連接的第一歐姆接觸以及一個(gè)與所述第二半導(dǎo)體柱電連接的第二歐姆接觸。
27.如權(quán)利要求22的方法，其中所述第二半導(dǎo)體器件包括一個(gè)外露的垂直側(cè)壁，并且該方法進(jìn)一步包含在所述第二半導(dǎo)體柱的所述外露的表面上生長(zhǎng)出第三半導(dǎo)體柱，其中所述第三半導(dǎo)體柱包括一個(gè)外露的側(cè)壁；在所述第三半導(dǎo)體柱的所述外露側(cè)壁上生長(zhǎng)出第四半導(dǎo)體柱，其中所述第一、第二和第四半導(dǎo)體柱具有一種導(dǎo)電性并且所述第三半導(dǎo)體柱具有另一種導(dǎo)電性；以及該方法進(jìn)一步包含形成一個(gè)與所述第一半導(dǎo)體柱電連接的第一歐姆接觸，所述第四半導(dǎo)體柱的一個(gè)第二歐姆觸，以及所述第三半導(dǎo)體柱上的一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件，其包括橫向相鄰的導(dǎo)電半導(dǎo)體區(qū)域的橫向延伸疊層，該疊層形成于襯底的支撐表面，以及一種用來(lái)制造該器件的方法。
文檔編號(hào)G11C7/00GK101095195SQ200580012241
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2005年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月12日
發(fā)明者R·比奇, P·布里杰 申請(qǐng)人:國(guó)際整流器公司