CN103579331A - 氮化物基半导体器件及其制造方法 - Google Patents

氮化物基半导体器件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103579331A
CN103579331A CN201310305879.6A CN201310305879A CN103579331A CN 103579331 A CN103579331 A CN 103579331A CN 201310305879 A CN201310305879 A CN 201310305879A CN 103579331 A CN103579331 A CN 103579331A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
nitride
semiconductor device
based semiconductor
functional layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310305879.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李哉勋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN103579331A publication Critical patent/CN103579331A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73—Bipolar junction transistors
    • H01L29/737—Hetero-junction transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003—Nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/26—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/26—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys
    • H01L29/267—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, elements provided for in two or more of the groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22, H01L29/24, e.g. alloys in different semiconductor regions, e.g. heterojunctions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66446—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET]
    • H01L29/66462—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET] with a heterojunction interface channel or gate, e.g. HFET, HIGFET, SISFET, HJFET, HEMT
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
    • H01L29/7786—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT
    • H01L29/7787—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT with wide bandgap charge-carrier supplying layer, e.g. direct single heterostructure MODFET
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02441—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02447—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02455—Group 13/15 materials
    • H01L21/02458—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02494—Structure
    • H01L21/02496—Layer structure
    • H01L21/02505—Layer structure consisting of more than two layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02529—Silicon carbide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

本发明涉及一种氮化物基半导体器件及其制造方法。在一种氮化物基半导体器件中，在氮化铝镓（AlGaN）层上形成未掺杂氮化镓（GaN）层，并且在未掺杂氮化镓层上形成硅氮化碳（SixC1-xN）功能层。

Description

氮化物基半导体器件及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年7月20在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0079360的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明构思涉及氮化物基半导体器件及其方法，具体而言，涉及改进了氮化铝镓（AlGaN）层的表面粗糙度并减少漏电流的氮化物基半导体器件及其制造方法。
背景技术
随着信息通信技术已大规模全球发展，用于高速且大容量信号通信的通信技术已迅速发展。具体而言，由于对于无线通信技术中的个人移动电话、卫星通信、军用雷达、广播通信、通信中继等需求增加，对于用于微波和毫米波频带的高速信息通信系统的高速且高功率电子设备的需求也已增加。因而，一直在进行对于高功率电子设备中使用的功率器件的大量研究以减少能量损失。
具体而言，由于氮化镓（GaN）基氮化物半导体具有有利的特性（诸如高能隙、高热稳定性、高化学稳定性、大约3×107厘米每秒（cm/sec）的高电子饱和速度等），GaN基氮化物半导体可以容易地被用作光学器件以及高频率和高功率电子器件。因此，对于GaN基氮化物半导体的研究正在全球积极地开展起来。
基于GaN基氮化物半导体的电子器件可以具有各种优点，诸如大约3×106伏特每厘米（V/cm）的高击穿场、最大的电流密度、稳定的高温操作、高热传导率等。通过氮化铝镓（AlGaN）和GaN之间异质结形成的异质结场效应晶体管（HFET）在结界面处具有高的带不连续性，从而在该界面处会释放高密度电子，因而可以增加电子迁移率。因此，HFET可应用为高功率器件。
然而，具有高电子迁移率的AlGaN/GaN HFET的结构会有这样的缺点，由于不稳定的AlGaN表面导致的沿表面流动的漏电流会减低器件特性。
发明内容
本发明构思的一个方面提供了一种改进了氮化铝镓（AlGaN）层的表面粗糙度并减少漏电流的氮化物基半导体器件及其制造方法。
根据本发明构思的一个方面，提供了一种氮化物基半导体器件，其包括：衬底；设置在所述衬底上的半绝缘氮化镓（GaN）层；设置在所述半绝缘GaN层上的AlGaN层；设置在所述AlGaN层上的未掺杂GaN层；设置在所述未掺杂GaN层上的硅氮化碳（SixC1-xN）功能层；以及设置在所述SixC1-xN功能层上的第一氮化硅（SiNx）层。
在一个实施例中，本发明的氮化物基半导体器件还包括：布置在所述衬底与所述半绝缘GaN层之间的低温碳化硅（SiC）层或GaN层。
在另一个实施例中，本发明的氮化物基半导体器件还包括：布置在所述第一SiNx层上的第二SiNx层。
在另一个实施例中，在所述SixC1-xN功能层中，x的取值范围是：0＜x＜1。
在另一个实施例中，所述SixC1-xN功能层包括单晶SixC1-xN、多晶SixC1-xN或无定形SixC1-xN。
在另一个实施例中，所述SixC1-xN功能层的厚度为1纳米（nm）至50nm。
在另一个实施例中，所述未掺杂GaN层的厚度为1nm至50nm。
在另一个实施例中，所述第一SiNx层的厚度为1nm至50nm。
在另一个实施例中，所述第二SiNx层的厚度为1nm至500nm。
在另一个实施例中，所述AlGaN层包括布置在所述AlGaN层中的二维电子气（2DEG）层。
在另一个实施例中，所述氮化物基半导体器件还包括：布置在所述第二SiNx层上的栅电极；布置在所述SixC1-xN功能层上的源电极，通过所述SixC1-xN功能层的第一区域暴露所述源电极；以及布置在所述SixC1-xN功能层上的漏电极，通过所述SixC1-xN功能层的第二区域暴露所述漏电极。
在另一个实施例中，所述氮化物基半导体器件还包括：布置在所述SixC1-xN功能层上的欧姆电极，通过所述SixC1-xN功能层的第一区域暴露所述欧姆电极；以及布置在所述SixC1-xN功能层上的肖特基电极，通过所述SixC1-xN功能层的第二区域暴露所述肖特基电极。
在另一个实施例中，通过沿着所述半绝缘GaN层、所述AlGaN层、所述未掺杂GaN层、所述SixC1-xN功能层和所述第一SiNx层各自的一部分延伸的沟槽暴露出所述半绝缘GaN层。
在另一个实施例中，所述氮化物基半导体器件还包括：沿着所述沟槽的内表面布置的绝缘层。
在另一个实施例中，所述绝缘层是栅绝缘层。在一个实施例中，所述氮化物基半导体器件还包括：布置在所述栅绝缘层上的栅电极；布置在所述SixC1-xN功能层上的源电极，通过所述SixC1-xN功能层的第一区域暴露所述源电极；以及布置在所述SixC1-xN功能层上的漏电极，通过所述SixC1-xN功能层的第二区域暴露所述漏电极。
在另一个实施例中，所述氮化物基半导体器件还包括：布置在所述SixC1-xN功能层上的欧姆电极，通过所述SixC1-xN功能层的第一区域暴露所述欧姆电极；以及布置在所述SixC1-xN功能层上的肖特基电极，通过所述SixC1-xN功能层的第二区域暴露所述肖特基电极。
根据本发明构思的另一个方面，提供了一种制造氮化物基半导体器件的方法，所述方法包括步骤：在衬底上形成半绝缘GaN层；在所述半绝缘GaN层上形成AlGaN层；在所述AlGaN层上形成未掺杂GaN层；在所述未掺杂GaN层上形成SixC1-xN功能层；以及在所述SixC1-xN功能层上形成第一SiNx层。
在另一个实施例中，所述形成SixC1-xN功能层的步骤包括使用四溴甲烷（CBr4）作为碳（C）的来源，使用二特丁基硅烷（DTBSi）作为硅（Si）的来源，并且使用氨（NH3）作为氮（N）的来源。
在另一个实施例中，利用有机金属化学气相沉积（MOCVD）通过原位工艺（in-situ process）形成所述SixC1-xN功能层和所述第一SiNx层。
在另一个实施例中，所述方法还包括步骤：在所述第一SiNx层上形成第二SiNx层，其中通过使用低压化学气相沉积（LPCVD）形成所述第二SiNx层。
附图说明
通过以下结合附图的示例性实施例的说明，本发明构思的这些和/或其他方面、特征和优点将变得清楚且更加容易理解，其中：
图1是示出了根据本发明构思的一个实施例的氮化物基半导体器件的结构的截面图；
图2是示出了根据本发明构思的另一个实施例的氮化物基半导体器件的结构的截面图；
图3是示出了根据本发明构思的另一个实施例的氮化物基半导体器件的结构的截面图；
图4是示出了根据本发明构思的另一个实施例的氮化物基半导体器件的结构的截面图；
图5是示出了根据本发明构思的另一个实施例的氮化物基半导体器件的结构的截面图；
图6是示出了根据本发明构思的另一个实施例的氮化物基半导体器件的结构的截面图；
图7A是根据本发明构思的一个实施例的氮化物基半导体器件的一部分的透射电子显微镜（TEM）照片；
图7B是示出了通过对根据本发明构思的一个实施例的氮化物基半导体器件的一部分应用次级离子质谱法（SIMS）在达到大约60纳米（nm）的深度处通过对原子组成进行测量获得的数据的示图；
图8A是在传统的不具有硅氮化碳（SixC1-xN）功能层的氮化物基半导体器件中的势垒层的表面的原子力显微镜（AFM）照片；以及
图8B是根据本发明构思的一个实施例的包括SixC1-xN功能层的氮化物基半导体器件中的势垒层的表面的AFM照片。
具体实施方式
现在将对本发明构思的示例性实施例进行详细说明，在附图中示出了示例性实施例的示例，其中相似的附图标记可以始终指示相似的元件。下面通过引用附图来描述示例性实施例以对本发明构思进行解释。
在整个说明书中，当描述每个层、侧面、芯片等被形成“在”一个层、侧面、芯片等“之上”或“之下”时，术语“在……之上”可以包括“直接在……之上”和“通过在它们之间插入另一个元件而间接在……之上”，并且术语“在……之下”可以包括“直接在……之下”和“通过在它们之间插入另一个元件而间接在……之下”。对于每个元件的“之上”或“之下”的非限定性示例可以基于对应附图而确定。
为了便于描述，会放大附图中的每个元件的尺寸，并且不表示该元件的实际尺寸。
在下文中，将参考附图详细描述本发明构思的实施例。然而，本发明构思不限于所描述的各实施例。
图1是示出了根据本发明构思的一个实施例的氮化物基半导体器件100的结构的截面图。在一个实施例中，图1的氮化物基半导体器件100是耗尽型（normally-on）异质结场效应晶体管（HFET）。
参考图1，氮化物基半导体器件100包括衬底110、在衬底110上形成的半绝缘氮化镓（GaN）层130、在半绝缘GaN层130上形成的氮化铝镓（AlGaN）层140、在AlGaN层140上形成的未掺杂GaN层150、在未掺杂GaN层150上形成的硅氮化碳（SixC1-xN）功能层160以及在SixC1-xN功能层160上形成的第一氮化硅（SiNx）层170。此外，氮化物基半导体器件100还可以包括在衬底110与半绝缘GaN层130之间形成的缓冲层120。缓冲层120例如可以是低温碳化硅（SiC）层或GaN层。
基于氮化物基半导体层（诸如半绝缘GaN层130和AlGaN层140）的热膨胀系数、晶格常数等，衬底110可以由各种材料形成。衬底110包括绝缘衬底，例如蓝宝石衬底或具有尖晶石结构的硫酸镁铝（MgAl2SO4）衬底，并且可以由从包括以下材料的组中选择的至少一种材料形成：GaN、砷化镓（GaAs）、SiC、硅（Si）、氧化锌（ZnO）、二硼化锆（ZrB2）、磷化镓（GaP）和金刚石，但不限于此。
在一个实施例中，在衬底110上形成缓冲层120。缓冲层120可以包括SixC1-xN和GaN的复合体，或者可以例如是低温SiC层或GaN层。缓冲层120通过使得氮化物基半导体层（诸如半绝缘GaN层130和AlGaN层140）的热膨胀系数、晶格常数等方面的差最小化来增强HFET的稳定性。
可以在缓冲层120上形成半绝缘GaN层130。半绝缘GaN层130防止漏电流流向衬底110，并且具有用于器件分离的相对较高的阻力。半绝缘GaN层130由于极高的电阻而表现出半绝缘特性。
在半绝缘GaN层130上形成AlGaN层140。AlGaN层140作为沟道层。例如，AlGaN层140可以作为使得电流流动的沟道层，这是因为由于AlGaN层140和未掺杂GaN层150之间的带隙能方面的差而在AlGaN层140上形成了二维电子气（2-DEG）层141。
例如，当形成了非常薄的AlGaN层140时，由于低压电效应而形成了薄2-DEG层141。相反，当形成了非常厚的AlGaN层140时，由于压电效应的失去而降低了2-DEG层141的密度。为了获得最大的压电效应，AlGaN层140具有1纳米（nm）至50nm的厚度，或者20nm至30nm的厚度。
在AlGaN层140上形成未掺杂GaN层150。未掺杂GaN层150表示没有掺杂杂质的GaN层，并且防止电流从AlGaN层140的表面漏出。此外，由于在AlGaN层140上形成未掺杂GaN层150，所以未掺杂GaN层150防止AlGaN层140的表面被氧（O）所氧化，并且改进了表面粗糙度。在氮化物基半导体器件100中，未掺杂GaN层150具有1nm至50nm的厚度。
在未掺杂GaN层150上形成SixC1-xN功能层160（其中0＜x＜1）。在SixC1-xN功能层160中，可以按照预定的比例结合Si和碳（C），并且可以适当地调整Si和C的比例。SixC1-xN功能层160通过保护AlGaN层140的表面而改进了表面粗糙度，并且阻止了AlGaN层140的表面漏电流（即，防止电流从AlGaN层140的表面漏出）。
可以使用具有各种晶相的材料来制造SixC1-xN功能层160中的SixC1-xN，以阻止AlGaN层140的表面漏电流（即，防止电流从AlGaN层140的表面漏出，并且使得电流能够在AlGaN层140、欧姆金属等之间平滑流动）。SixC1-xN功能层160中的SixC1-xN例如可以包括单晶SixC1-xN、多晶SixC1-xN或无定形SixC1-xN。此外，在氮化物基半导体器件100中，SixC1-xN功能层160具有1nm至50nm的厚度。
在根据本发明构思的一个实施例的氮化物基半导体器件100中，在AlGaN层140和未掺杂GaN层150上形成SixC1-xN功能层160，因而通过抑制铝（Al）与O在AlGaN层140的表面上彼此结合而能够改进AlGaN层140的表面粗糙度并减少表面漏电流。
此外，与AlGaN层与电极直接接触的结构相比，根据本发明构思的实施例的在AlGaN层与电极之间形成SixC1-xN功能层的结构可能具有较低的势垒。然而，在根据本发明构思的实施例的结构中，操作电压会被降低以增加电流密度。
在SixC1-xN功能层160上形成第一SiNx层170。第一SiNx层170用于保护SixC1-xN功能层160。例如，第一SiNx层170可以用于保护SixC1-xN功能层160的表面。在氮化物基半导体器件100中，第一SiNx层170具有1nm至50nm的厚度。
此外，可以在第一SiNx层170上形成第二SiNx层180。第二SiNx层180可以用于保护SixC1-xN功能层160的表面和第一SiNx层170的表面。在氮化物基半导体器件100中，第二SiNx层180具有1nm至500nm的厚度。可以使用不同的方案形成第二SiNx层180和第一SiNx层170，稍后将进一步描述。
第一SiNx层170和第二SiNx层180作为钝化薄膜降低了SixC1-xN功能层160的表面的不稳定性，并且防止由于高频操作期间的电流崩塌现象所导致的功率特性降低。
在第二SiNx层180上形成栅电极191。
在SixC1-xN功能层160上形成源电极192，并且可以通过SixC1-xN功能层160的第一区域暴露源电极192。在SixC1-xN功能层160上形成漏电极193，并且可以通过SixC1-xN功能层160的第二区域暴露漏电极193。
因此，根据本发明构思的一个方面，HFET包括在AlGaN层140上形成的SixC1-xN功能层160，并且因此改进了HFET的顶面的粗糙度。此外，由于SixC1-xN功能层160，防止了悬挂键合（dangling bonding）并且阻止了漏电流。另外，与欧姆金属接合以形成源电极和漏电极，通过降低势垒而增加了电流密度，并因此使得电子器件的效率最大化。
图2是示出了根据本发明构思的另一个实施例的氮化物基半导体器件200的结构的截面图。图2的氮化物基半导体器件200是耗尽型HFET。
参考图2，氮化物基半导体器件200包括衬底210、在衬底210上形成的半绝缘GaN层230、在半绝缘GaN层230上形成的AlGaN层240、在AlGaN层240上形成的未掺杂GaN层250、在未掺杂GaN层250上形成的SixC1-xN功能层260以及在SixC1-xN功能层260上形成的第一SiNx层270。
氮化物基半导体器件200还可以包括在衬底210与半绝缘GaN层230之间形成的缓冲层220。缓冲层220例如可以是低温SiC层或GaN层。
可以通过沟槽231暴露半绝缘GaN层230。具体而言，通过蚀刻半绝缘GaN层230、AlGaN层240、未掺杂GaN层250、SixC1-xN功能层260和第一SiNx层270各自的一部分形成沟槽231。
可以沿着沟槽231的内表面形成绝缘层291。当在第一SiNx层270上形成第二SiNx层280时（如图2所示），绝缘层291可以沿着沟槽231的内表面延伸至第二SiNx层280的上部区域。
此外，绝缘层291可以是栅绝缘层，并且可以在绝缘层291上形成栅电极292。
可以在AlGaN层240中形成2-DEG层241。由于AlGaN层240和未掺杂GaN层250之间的带隙能方面的差而形成2-DEG层241。2-DEG层241作为使得电流能够流动的沟道层。
在图2中，在AlGaN层240中形成的2-DEG层241被沟槽231分开。因为2-DEG层241由于沟槽231而没有形成在栅极区域中，所以氮化物基半导体器件200可以容易地执行增强型（normally-off）操作。
为了形成源电极294和漏电极295，可以暴露SixC1-xN功能层260的第一区域和第二区域。可以通过蚀刻第一SiNx层270的一部分和第二SiNx层280的一部分暴露所述第一区域和第二区域。
可以在SixC1-xN功能层260的第一区域上形成源电极294。如图2所示，在SixC1-xN功能层260上还可以形成欧姆金属层293，并且在欧姆金属层293上可以形成源电极294。
可以在SixC1-xN功能层260的第二区域上形成漏电极295。如图2所示，还可以在SixC1-xN功能层260上形成欧姆金属层293，并且在欧姆金属层293上可以形成漏电极295。
栅电极292、源电极294和漏电极295可以从包括以下材料的组中选择（或者由从以下组中选择的材料形成）：镍（Ni）、Al、钛（Ti）、氮化钛（TiN）、铂（Pt）、金（Au）、二氧化钌（(RuO2）、钒（V）、钨（W）、氮化钨（WN）、铪（Hf）、氮化铪（HfN）、钼（Mo）、硅化镍（NiSi）、二硅化钴（CoSi2）、硅化钨（WSi）、硅化铂（PtSi）、铱（Ir）、锆（Zr）、钽（Ta）、氮化钽（TaN）、铜（Cu）、钌（Ru）和钴（Co）以及它们的组合。
可以在栅电极292与源电极294之间暴露的第二SiNx层280上以及在栅电极292与漏电极295之间暴露的第二SiNx层280上形成钝化层290。
图3是示出了根据本发明构思的另一个实施例的氮化物基半导体器件200'的结构的截面图。可以通过改变图2的氮化物基半导体器件200的一部分来配置图3的氮化物基半导体器件200'。
具体而言，与氮化物基半导体器件200相比，氮化物基半导体器件200'包括接合层310和导热衬底320而不是包括衬底和缓冲层。
基于制造氮化物基半导体器件的方法，在具有绝缘特性的衬底210（例如蓝宝石衬底）上顺序地形成缓冲层220、半绝缘GaN层230、AlGaN层240，并且通过激光剥离（lift-off）工艺去除衬底210和缓冲层220。通过激光剥离工艺暴露半绝缘GaN层230，并且使用接合层310将半绝缘GaN层230与导热衬底320连接。
接合层310布置在半绝缘GaN层230与导热衬底320之间，并且用于连接半绝缘GaN层230和导热衬底320。接合层310可以包括金-锡（AuSn），但不限于此，并因此可以包括能够使得导热衬底320连接至半绝缘GaN层230的所有材料。此外，导热衬底320可以包括Si、Al-Si或金属，但不限于此。
在AlGaN层240上顺序地形成未掺杂GaN层250、SixC1-xN功能层260、第一SiNx层270和第二SiNx层280。
氮化物基半导体器件200'包括通过蚀刻半绝缘GaN层230、AlGaN层240、未掺杂GaN层250、SixC1-xN功能层260、第一SiNx层270和第二SiNx层280各自的一部分形成的沟槽231。在AlGaN层240中形成的2-DEG层241被沟槽231分开。因为沟槽231防止2-DEG层241形成在栅极区域中，所以氮化物基半导体器件200'可以容易地执行增强型操作。
图3的氮化物基半导体器件200'中的栅绝缘层291、栅电极292、欧姆金属293、源电极294、漏电极295和钝化层290与图2的氮化物基半导体器件200中的这些部分相同。
图1至图3示出的氮化物基半导体器件100、200和200'可以应用于各种类型的电子器件。已经参考图1至图3描述了氮化物基半导体器件100、200和200'应用于HFET，但不限于此。例如，根据本发明构思的氮化物基半导体器件还可以应用于肖特基势垒二极管（SBD）。
图4至图6示出了根据本发明构思的实施例的氮化物基半导体器件400、500和500'。氮化物基半导体器件400、500和500'可以对应于SBD。
图4的氮化物基半导体器件400包括衬底410、在衬底410上形成的半绝缘GaN层430、在半绝缘GaN层430上形成的AlGaN层440、在AlGaN层440上形成的未掺杂GaN层450、在未掺杂GaN层450上形成的SixC1-xN功能层460以及在SixC1-xN功能层460上形成的第一SiNx层470。
此外，氮化物基半导体器件400还可以包括在衬底410与半绝缘GaN层430之间形成的缓冲层420。缓冲层420例如可以是低温SiC层或GaN层。
可以在AlGaN层440中形成2-DEG层441，这是由于AlGaN层440和未掺杂GaN层450之间的带隙能方面的差而形成的。
在SixC1-xN功能层460的第一区域上形成欧姆电极491，并且该欧姆电极491可以由从包括以下材料的组中选择的材料形成：铬（Cr）、Al、Ta、Ti、Au、Ni和Pt。
在SixC1-xN功能层460的第二区域上形成肖特基电极492，并且该肖特基电极492可以由从包括以下材料的组中选择的材料形成：Ni、Au、氧化铜铟（CuInO2）、氧化铟锡（ITO）和Pt以及它们的合金。合金例如可以包括：Ni和Au的合金；CuInO2和Au的合金；ITO和Au的合金；Ni、Pt和Au的合金；以及Pt和Au的合金，但不限于此。
下文中，将简要描述制造氮化物基半导体器件400的方法。
制造氮化物基半导体器件400的方法包括步骤：在衬底410上形成半绝缘GaN层430；在半绝缘GaN层430上形成AlGaN层440；在AlGaN层440上形成未掺杂GaN层450；在未掺杂GaN层450上形成SixC1-xN功能层460；以及在SixC1-xN功能层460上形成第一SiNx层470。
首先，可以在衬底410上形成缓冲层420。缓冲层420可以包括SixC1-xN和GaN的复合体，或者可以例如是低温SiC层或GaN层。缓冲层420通过使得氮化物基半导体层（诸如半绝缘GaN层430和AlGaN层440）的热膨胀系数、晶格常数等方面的差最小化来增强HFET的稳定性。
可以在缓冲层420上形成半绝缘GaN层430。半绝缘GaN层430防止漏电流流向衬底410，并且具有用于器件分离的相对较高的阻力。半绝缘GaN层430由于极高的电阻而表现出半绝缘特性。
随后，在半绝缘GaN层430上形成AlGaN层440，并且AlGaN层440可以作为沟道层。在AlGaN层440上形成未掺杂GaN层450，并且未掺杂GaN层450防止电流从AlGaN层440的表面漏出。
可以使用例如有机金属化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）、氢化物气相外延（HVPE）等形成缓冲层420、半绝缘GaN层430、AlGaN层440和未掺杂GaN层450，但不限于此。
随后，通过各种沉积方法在未掺杂GaN层450上形成SixC1-xN功能层460，例如等离子体增强化学气相沉积（PECVD）等。例如，可以利用MOCVD通过原位工艺形成SixC1-xN功能层460。
为了通过MOCVD形成SixC1-xN功能层460，可以使用四溴甲烷（CBr4）作为C的来源，可以使用二特丁基硅烷（ditertiarybutylsilane，DTBSi）作为Si的来源，并且使用氨（NH3）作为N的来源。可以在通过MOCVD形成AlGaN层440和未掺杂GaN层450之后通过原位工艺形成SixC1-xN功能层460。因而，可以提高氮化物基半导体器件400的制造效率。
随后，在第一SiNx层470上形成第二SiNx层480。可以通过使用低压化学气相沉积（LPCVD）的工艺形成第二SiNx层480。
例如，通过使用LPCVD可以将第二SiNx层480形成为SixC1-xN功能层460上的保护膜。因此，保护了氮化物基表面，并因而阻止了在工艺期间对氮化物基表面有影响的部分。从而，能够减小漏电流并制造具有增强的可靠性的器件。
随后，可以使用光致抗蚀工艺蚀刻第一SiNx层470的一部分和第二SiNx层480的一部分，然后可以在SixC1-xN功能层460上形成欧姆电极491和肖特基电极492。
在上述方法中除了形成欧姆电极491和肖特基电极492的操作以外的操作可以同样地应用于图1至图3所示的氮化物基半导体器件100、200和200'。
图5是示出了氮化物基半导体器件500的结构的截面图。
参考图5，氮化物基半导体器件500包括衬底510、在衬底510上形成的半绝缘GaN层530、在半绝缘GaN层530上形成的AlGaN层540、在AlGaN层540上形成的未掺杂GaN层550、在未掺杂GaN层550上形成的SixC1-xN功能层560以及在SixC1-xN功能层560上形成的第一SiNx层570。
此外，氮化物基半导体器件500还可以包括在衬底510与半绝缘GaN层530之间形成的缓冲层520。缓冲层520例如可以是低温SiC层或GaN层。
通过沟槽531暴露半绝缘GaN层530。具体而言，通过蚀刻半绝缘GaN层530、AlGaN层540、未掺杂GaN层550、SixC1-xN功能层560和第一SiNx层570各自的一部分形成沟槽531。
可以沿着沟槽531的内表面形成绝缘层590。当在第一SiNx层570上形成第二SiNx层580时（如图5所示），绝缘层590可以沿着沟槽531的内表面延伸至第二SiNx层580的上部区域。
可以在AlGaN层540中形成2-DEG层541。由于AlGaN层540和未掺杂GaN层550之间的带隙能方面的差而形成2-DEG层541。2-DEG层541作为使得电流能够流动的沟道层。
在图5中，在AlGaN层540中形成的2-DEG层541被沟槽531分开。
为了形成欧姆电极591和肖特基电极592，暴露SixC1-xN功能层560的第一区域和第二区域。可以通过蚀刻第一SiNx层570的一部分和第二SiNx层580的一部分暴露所述第一区域和第二区域。
分别在SixC1-xN功能层560的第一区域和第二区域上形成欧姆电极591和肖特基电极592。
图6是示出了氮化物基半导体器件500'的结构的截面图。可以通过改变图5的氮化物基半导体器件500的结构的一部分来配置图6的氮化物基半导体器件500'。
具体而言，与氮化物基半导体器件500相比，氮化物基半导体器件500'包括接合层610和导热衬底620而不是包括衬底和缓冲层。通过激光剥离工艺从氮化物基半导体器件500去除衬底510和缓冲层520，并且通过使用接合层610将半绝缘GaN层530连接至导热衬底620来实现氮化物基半导体器件500'。
因此，除了接合层610和导热衬底620以外，氮化物基半导体器件500'中的半绝缘GaN层530、沟槽531、AlGaN层540、2-DEG层541、未掺杂GaN层550、SixC1-xN功能层560、第一SiNx层570、第二SiNx层580、绝缘层590、欧姆电极591和肖特基电极592可以具有与图5的氮化物基半导体器件500中的这些部分相同的结构并执行相同的功能。
在下文中，将参考图7A至图8B，通过将根据本发明构思的一个实施例生成的包括SixC1-xN功能层的氮化物基半导体器件的特性与不具有SixC1-xN功能层的氮化物基半导体器件的特性进行比较，来详细描述根据本发明构思的实施例的该氮化物基半导体器件的特性。
图7A是根据本发明构思的一个实施例的氮化物基半导体器件的一部分的透射电子显微镜（TEM）照片。图7B是示出了通过对根据本发明构思的一个实施例的氮化物基半导体器件的一部分应用次级离子质谱法（SIMS）在达到大约60nm的深度处通过对原子组成进行测量而获得的数据的示图。
如图7A所示，可以看出在具有大约25nm厚度的势垒层上生长了厚度大约2nm的SixC1-xN功能层700。如图7B所示，可以看出Si、C和氮（N）包括在SixC1-xN功能层700中，并且Al包括在势垒层中。
图8A是在传统的不具有SixC1-xN功能层的氮化物基半导体器件中的势垒层的表面的原子力显微镜（AFM）照片。图8B是根据本发明构思的一个实施例的包括SixC1-xN功能层的氮化物基半导体器件中的势垒层的表面的AFM照片。
如图8A所示，当不包括SixC1-xN功能层时，势垒层的表面粗糙度大约是0.7nm。如图8B所示，当包括SixC1-xN功能层时，势垒层的表面粗糙度大约是0.44nm。因此，可以看出包括SixC1-xN功能层时降低了的表面粗糙度。由于势垒层的表面粗糙度降低，所以可以保护势垒层的表面上的电荷。
此外，当不包括SixC1-xN功能层时，通过霍尔测量法（Hallmeasurement）测量的2-DEG迁移率是大约1500平方厘米每伏特-秒（cm2/Vs），并且载流子面密度（sheet carrier density）是大约8×1012每平方厘米（/cm2）。另一方面，当包括大约2nm厚度的SixC1-xN功能层时，2-DEG迁移率减小到大约1300cm2/Vs，并且载流子面密度增大到大约1×1013/cm2。换言之，当包括SixC1-xN功能层时，2-DEG迁移率会降低，这是因为在具有改进的结晶度的势垒层的表面上存在更多数量的电子所导致的会容易地执行散射（scattering）。
根据本发明构思的实施例，在氮化物基半导体器件中，可以在AlGaN层上形成未掺杂GaN层，并且可以在未掺杂GaN层上形成SixC1-xN功能层。从而，能够改进AlGaN层的表面粗糙度，并且通过抑制Al和O在AlGaN层的表面上彼此结合而能够减少表面漏电流。
此外，与AlGaN层与电极直接接触的结构相比，根据本发明构思的实施例的在AlGaN层与电极之间形成SixC1-xN功能层的结构可能具有较低的势垒。然而，在根据本发明构思的实施例的结构中，通过降低操作电压可以增加电流密度。
另外，根据本发明构思的实施例，在制造氮化物基半导体器件的方法中，可以使用通过MOCVD的原位工艺来形成SixC1-xN功能层，并且可以使用CBr4作为C的来源、使用DTBSi作为Si的来源、并且使用NH3作为N的来源来生长SixC1-xN功能层。从而，能够改进AlGaN层的表面粗糙度。
此外，可以通过使用LPCVD将第二SiNx层形成为SixC1-xN功能层上的保护膜。因此，可以保护氮化物基表面，并因而阻止了在工艺期间对氮化物基表面有影响的部分。从而，能够减小漏电流并制造具有增强的可靠性的器件。
虽然已经示出并说明了本发明构思的一些示例性实施例，但本发明构思不限于所描述的示例性实施例。替代地，本领域技术人员应当清楚的是，在不背离本发明构思的原理和思想的情况下可以对这些示例性实施例作出改变，本发明构思的范围由权利要求及其等效物所限定。

Claims (20)

1.一种氮化物基半导体器件，其包括：
衬底；
设置在所述衬底上的半绝缘氮化镓（GaN）层；
设置在所述半绝缘GaN层上的氮化铝镓（AlGaN）层；
设置在所述AlGaN层上的未掺杂GaN层；
设置在所述未掺杂GaN层上的硅氮化碳（SixC1-xN）功能层；以及
设置在所述SixC1-xN功能层上的第一氮化硅（SiNx）层。
2.权利要求1的氮化物基半导体器件，还包括：
布置在所述衬底与所述半绝缘GaN层之间的低温碳化硅（SiC）层或GaN层。
3.权利要求1的氮化物基半导体器件，还包括：
布置在所述第一SiNx层上的第二SiNx层。
4.权利要求1的氮化物基半导体器件，其中所述SixC1-xN功能层中的x的取值范围是：0＜x＜1。
5.权利要求1的氮化物基半导体器件，其中所述SixC1-xN功能层包括单晶SixC1-xN、多晶SixC1-xN或无定形SixC1-xN。
6.权利要求1的氮化物基半导体器件，其中所述SixC1-xN功能层的厚度为1nm至50nm。
7.权利要求1的氮化物基半导体器件，其中所述未掺杂GaN层的厚度为1nm至50nm。
8.权利要求1的氮化物基半导体器件，其中所述第一SiNx层的厚度为1nm至50nm。
9.权利要求3的氮化物基半导体器件，其中所述第二SiNx层的厚度为1nm至500nm。
10.权利要求3的氮化物基半导体器件，其中所述AlGaN层包括布置在所述AlGaN层中的二维电子气层。
11.权利要求10的氮化物基半导体器件，还包括：
布置在所述第二SiNx层上的栅电极；
布置在所述SixC1-xN功能层上的源电极，通过所述SixC1-xN功能层的第一区域暴露所述源电极；以及
布置在所述SixC1-xN功能层上的漏电极，通过所述SixC1-xN功能层的第二区域暴露所述漏电极。
12.权利要求10的氮化物基半导体器件，还包括：
布置在所述SixC1-xN功能层上的欧姆电极，通过所述SixC1-xN功能层的第一区域暴露所述欧姆电极；以及
布置在所述SixC1-xN功能层上的肖特基电极，通过所述SixC1-xN功能层的第二区域暴露所述肖特基电极。
13.权利要求10的氮化物基半导体器件，其中通过沿着所述半绝缘GaN层、所述AlGaN层、所述未掺杂GaN层、所述SixC1-xN功能层和所述第一SiNx层各自的一部分延伸的沟槽暴露出所述半绝缘GaN层。
14.权利要求13的氮化物基半导体器件，还包括：
沿着所述沟槽的内表面布置的绝缘层。
15.权利要求14的氮化物基半导体器件，还包括：
布置在栅绝缘层上的栅电极；
布置在所述SixC1-xN功能层上的源电极，通过所述SixC1-xN功能层的第一区域暴露所述源电极；以及
布置在所述SixC1-xN功能层上的漏电极，通过所述SixC1-xN功能层的第二区域暴露所述漏电极,
其中所述绝缘层对应于所述栅绝缘层。
16.权利要求14的氮化物基半导体器件，还包括：
布置在所述SixC1-xN功能层上的欧姆电极，通过所述SixC1-xN功能层的第一区域暴露所述欧姆电极；以及
布置在所述SixC1-xN功能层上的肖特基电极，通过所述SixC1-xN功能层的第二区域暴露所述肖特基电极。
17.一种制造氮化物基半导体器件的方法，所述方法包括步骤：
在衬底上形成半绝缘氮化镓（GaN）层；
在所述半绝缘GaN层上形成氮化铝镓（AlGaN）层；
在所述AlGaN层上形成未掺杂GaN层；
在所述未掺杂GaN层上形成硅氮化碳（SixC1-xN）功能层；以及
在所述SixC1-xN功能层上形成第一氮化硅（SiNx）层。
18.权利要求17的方法，其中所述形成SixC1-xN功能层的步骤包括使用四溴甲烷（CBr4）作为碳（C）的来源，使用二特丁基硅烷（DTBSi）作为硅（Si）的来源，并且使用氨（NH3）作为氮（N）的来源。
19.权利要求17的方法，其中利用有机金属化学气相沉积通过原位工艺形成所述SixC1-xN功能层和所述第一SiNx层。
20.权利要求17的方法，还包括步骤：
在所述第一SiNx层上形成第二SiNx层，
其中通过使用低压化学气相沉积形成所述第二SiNx层。
CN201310305879.6A 2012-07-20 2013-07-19 氮化物基半导体器件及其制造方法 Pending CN103579331A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120079360A KR20140012445A (ko) 2012-07-20 2012-07-20 질화물계 반도체 소자 및 이의 제조방법
KR10-2012-0079360 2012-07-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103579331A true CN103579331A (zh) 2014-02-12

Family

ID=49945811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310305879.6A Pending CN103579331A (zh) 2012-07-20 2013-07-19 氮化物基半导体器件及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9087776B2 (zh)
JP (1) JP2014022742A (zh)
KR (1) KR20140012445A (zh)
CN (1) CN103579331A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106935640A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 北京大学 高电子迁移率晶体管和存储器芯片

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20155536A1 (it) 2015-11-12 2017-05-12 St Microelectronics Srl Transistore hemt di tipo normalmente spento includente una trincea contenente una regione di gate e formante almeno un gradino, e relativo procedimento di fabbricazione
US10658501B2 (en) * 2018-02-21 2020-05-19 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Vertically stacked multichannel pyramid transistor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1605126A (zh) * 2001-10-17 2005-04-06 许密特有限公司 带有一个或更多通孔的半导体结构
KR100486177B1 (ko) * 2004-03-25 2005-05-06 에피밸리 주식회사 Ⅲ-질화물 반도체 발광소자
US20100176421A1 (en) * 2007-07-20 2010-07-15 Imec Damascene contacts on iii-v cmos devices
EP2267783A2 (en) * 2001-07-24 2010-12-29 Cree, Inc. Insulating gate algan/gan hemt
US20110114968A1 (en) * 2003-03-03 2011-05-19 Sheppard Scott T Integrated Nitride and Silicon Carbide-Based Devices

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7288803B2 (en) 2004-10-01 2007-10-30 International Rectifier Corporation III-nitride power semiconductor device with a current sense electrode
US7217960B2 (en) 2005-01-14 2007-05-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device
US7932539B2 (en) 2005-11-29 2011-04-26 The Hong Kong University Of Science And Technology Enhancement-mode III-N devices, circuits, and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2267783A2 (en) * 2001-07-24 2010-12-29 Cree, Inc. Insulating gate algan/gan hemt
CN1605126A (zh) * 2001-10-17 2005-04-06 许密特有限公司 带有一个或更多通孔的半导体结构
US20110114968A1 (en) * 2003-03-03 2011-05-19 Sheppard Scott T Integrated Nitride and Silicon Carbide-Based Devices
KR100486177B1 (ko) * 2004-03-25 2005-05-06 에피밸리 주식회사 Ⅲ-질화물 반도체 발광소자
US20100176421A1 (en) * 2007-07-20 2010-07-15 Imec Damascene contacts on iii-v cmos devices

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106935640A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 北京大学 高电子迁移率晶体管和存储器芯片

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140012445A (ko) 2014-02-03
JP2014022742A (ja) 2014-02-03
US9087776B2 (en) 2015-07-21
US20140021488A1 (en) 2014-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9129888B2 (en) Nitride-based semiconductor device and manufacturing method thereof
EP3443597B1 (en) High-voltage lateral gan-on-silicon schottky diode
TWI429076B (zh) 二元第iii族-氮化物基高電子移動性電晶體及其製造方法
US10923585B2 (en) High electron mobility transistors having improved contact spacing and/or improved contact vias
JP5203220B2 (ja) 支持されたゲート電極を備えるトランジスタの作製方法およびそれに関連するデバイス
EP2428996A2 (en) Gallium Nitride Based Semiconductor Devices and Methods of Manufacturing the Same
US8803158B1 (en) High electron mobility transistor and method of forming the same
US9112010B2 (en) Nitride-based semiconductor device
JP2013247363A (ja) 電荷誘導層を有するｉｉｉ族窒化物トランジスタ
TWI538225B (zh) 半導體裝置及形成半導體裝置的方法
CN112490243A (zh) 三维半导体结构及其制作方法
JP2016501442A (ja) デュアルメタルの、一部が凹んだ電極を有する、ＧａＮ系ショットキーダイオード
JP2021533556A (ja) 高電圧大電力アクティブデバイスの信頼性を向上させるための外部電界終端構造
CN103579331A (zh) 氮化物基半导体器件及其制造方法
US20130168689A1 (en) Nitride based semiconductor device and manufacturing method thereof
US11658233B2 (en) Semiconductors with improved thermal budget and process of making semiconductors with improved thermal budget
US20240014305A1 (en) Nitride-based semiconductor device and method for manufacturing the same
US12068373B2 (en) Semiconductor device and fabrication method thereof
KR102029807B1 (ko) 이종 접합 전계 효과 트랜지스터
US20220005939A1 (en) Semiconductor device and fabrication method thereof
WO2018236406A1 (en) GROUP III NITRIDE HETEROGRAPHY DIODES
US11881478B2 (en) High electron mobility transistor device and method for manufacturing the same
US20220376101A1 (en) Semiconductor device and fabrication method thereof
CN110718587B (zh) 半导体器件及制作方法
KR102029816B1 (ko) 이종 접합 전계 효과 트랜지스터

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140212

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication