半導體器件和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體領域，更具體地，涉及半導體器件和方法。
【背景技術】
[0002]半導體器件可以基于例如硅、砷化鎵以及III族-氮化物之類的不同半導體材料。基于III族-氮化物的半導體器件(其中氮化鎵用作半導體材料的部分)與使用硅作為主要材料的半導體器件相比具有更大的帶隙和更高的臨界場。
[0003]通過示例的方式，基于III族-氮化物的半導體器件可以包括鋁鎵氮/氮化鎵異質結構場效應晶體管或者高電子迀移率晶體管(HEMT)。這種器件可以通過將合適的組成物和厚度的層外延沉積到諸如藍寶石襯底、硅襯底或者碳化硅襯底的襯底上。
[0004]基于III族-氮化物的半導體器件可以提供具有低導通電阻和低損耗的半導體器件。這種半導體器件對于例如功率控制來說可以是有用的。減少器件輸出電容可以是可期望的。

【發(fā)明內容】

[0005]根據(jù)一種半導體器件的實施例，該半導體器件包括第一化合物半導體材料(包括第一摻雜濃度)和位于第一化合物半導體材料上的第二化合物半導體材料，該第二化合物半導體材料包括與第一化合物半導體材料不同的材料。該半導體器件進一步包括控制電極和至少一個掩埋半導體材料區(qū)域，該掩埋半導體材料區(qū)域包括不同于第一摻雜濃度的第二摻雜濃度。該至少一個掩埋半導體材料區(qū)域被設置在第一化合物半導體材料中的除了第一化合物半導體材料被控制電極覆蓋的區(qū)域之外的區(qū)域中。
[0006]根據(jù)半導體器件的另一實施例，該半導體器件包括第一化合物半導體材料(包括第一摻雜濃度)和在第一化合物半導體材料上的第二化合物半導體材料，該第二化合物半導體材料包括與第一化合物半導體材料不同的材料并且提供與第一化合物半導體材料的異質結。該半導體器件進一步包括至少一個掩埋半導體材料區(qū)域，該至少一個掩埋半導體材料區(qū)域包括不同于第一摻雜濃度的第二摻雜濃度。該至少一個掩埋半導體材料區(qū)域被設置在第一化合物半導體材料中，與異質結相距的距離d在0.25μηι<(Κ0.7μηι的范圍內。
[0007]根據(jù)制造半導體器件的方法的實施例，該方法包括:提供包括第一摻雜濃度的第一化合物半導體材料；在第一化合物半導體材料上提供第二化合物半導體材料，第二化合物半導體材料包括與第一化合物半導體材料不同的材料；在第二化合物半導體材料上提供控制電極；以及提供包括不同于第一摻雜濃度的第二摻雜濃度的至少一個掩埋半導體材料區(qū)域，其中至少一個掩埋半導體材料區(qū)域被設置在第一化合物半導體材料中的除了第一化合物半導體材料被控制電極覆蓋的區(qū)域之外的區(qū)域中。
[0008]在閱讀了以下詳細描述以及查看了附圖之后，本領域技術人員將意識到附加特征和優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0009]附圖中的元件不是必須相對于彼此按比例繪制。在附圖中，層和區(qū)域的厚度可以為了明確而被放大。相同的參考標號指定對應的相似部分?？梢越M合各種示出的實施例的特征，除非它們彼此排斥。在附圖中示出了實施例并且在下文中詳細對其進行描述。附圖中:
[0010]圖1示出了根據(jù)第一實施例的半導體器件的示意圖；
[0011]圖2示出了根據(jù)第二實施例的半導體器件的示意圖；
[0012]圖3示出了根據(jù)第三實施例的半導體器件的示意圖；
[0013]圖4示出了根據(jù)第四實施例的半導體器件的示意圖；
[0014]圖5到圖7示出了為包括在圖1到圖4中示出的至少一個掩埋半導體材料區(qū)域的半導體器件執(zhí)行的計算；
[0015]圖8示出了根據(jù)第五實施例的半導體器件的示意圖；
[0016]圖9示出了根據(jù)第六實施例的半導體器件的示意圖；
[0017]圖10示出了根據(jù)第七實施例的半導體器件的示意圖；
[0018]圖1lA到圖1lF示出了根據(jù)第一實施例的制造半導體器件的方法；
[0019]圖12A到圖12F示出了根據(jù)第二實施例的制造半導體器件的方法；
[0020]圖13A到圖13F示出了根據(jù)第三實施例的制造半導體器件的方法。
【具體實施方式】
[0021]在以下詳細描述中，參照了本文形成一個部分的附圖，并且在附圖中通過說明的方式示出了在其中實踐本發(fā)明的特定實施例。就此而言，參照所描述的圖的定向使用了方向性術語(諸如“頂部”、“底部”、“前方”、“后方”、“排頭的”、“拖尾的”等)。因為實施例的部件可以以多個不同的定向來定位，方向性術語用于說明目的并且決不是限制性的。應該理解，可以利用其它實施例并且可以做出結構或者邏輯改變而不背離本發(fā)明的范圍。其以下詳細描述不應被理解為限制性意義，而本發(fā)明的范圍由所附權利要求限定。
[0022]下文將描述多個實施例。在該情形下，在附圖中，相同的結構特征由相同或者相似的參考符號標識。在本描述的情境中，“橫向的”或者“橫向方向”應該被理解為意指基本平行于半導體材料或者半導體載體的橫向伸展所進行的方向或者伸展。橫向方向因此基本平行于這些表面或者側面延伸。相比之下，術語“豎直”或者“豎直方向”被理解為意指基本垂直于這些表面或者側面進行的方向并且因此垂直于橫向方向。豎直方向因此在半導體材料或者半導體載體的厚度方向上進行。
[0023]應該理解的是，如果元件被稱為布置在另一元件“上”或者被提供在另一元件“上”，則其可以被直接布置在另一元件上或者可以存在中介元件。相比之下，如果元件被稱為“直接”被布置在另一元件“上”或者“直接”提供在另一元件“上”，則不存在中介元件。
[0024]如在說明書中所采用的，術語“耦合”和/或“電耦合”不旨在意指元件必須直接耦合在一起，而是可以在“耦合的”或者“電耦合的”元件之間提供中介元件。然而，如果元件被稱為“直接耦合”和/或“直接電耦合”到彼此，則不存在中介元件。
[0025]雖然術語“第一”、“第二 ”等可以在此用于描述各種元件，但是這些元件不應該被這些術語限制。這些術語僅用于將元件彼此區(qū)分。例如，第一元件可以稱為“第二元件”，并且，相似地，第二元件可以稱為“第一元件”，而不會背離示例實施例的范圍。如在本文使用的那樣，術語“和/或”包括所列出的相關項中的一個或者多個的任何和所有組合。
[0026]本文使用的術語僅是為了描述特定實施例的目的并且不旨在對示例實施例進行限制。如在本文使用的那樣，單數(shù)形式“一”、“一個”以及“該”旨在也包括復數(shù)形式，除非上下文另外明確指示。應該進一步理解的是，如果本文使用術語“包括”、“包括了”和/或“包含”、“包含了”，則其規(guī)定出現(xiàn)了所陳述的特征、整數(shù)(integer)、步驟、操作、元件、層和/或部件，但是不排除出現(xiàn)或者附加了一個或者多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、層、部件和/或它們的組。
[0027]本文參照作為實施例(和中間結構)的示意性說明的截面圖描述了示例實施例。因此，由于例如制造技術和/或容差的原因，對圖示形狀的變化是可以預期的。因此，示例實施例不應該被解釋為限制于所示出區(qū)域的特定形狀，而是也可以包括例如由制造導致的形狀偏差。例如，圖示為長方形的注入?yún)^(qū)域可以具有圓的或者彎曲的特征并且反之亦然和/或具有在其邊緣處的漸變(例如，注入濃度漸變)，而不是從注入?yún)^(qū)域到非注入?yún)^(qū)域的突然改變。相似地，由注入形成的掩埋區(qū)域可能導致在掩埋區(qū)域和可發(fā)生注入所經(jīng)過的表面之間的區(qū)域中的一些注入。因此，圖中示出的區(qū)域本質上是示意性的并且它們的形狀不限制范圍。
[0028]應該注意的是，在一些備選實施方式中，注釋的功能/動作可以不以圖中所注釋的順序出現(xiàn)。例如，根據(jù)所涉及的功能/動作，連續(xù)示出的兩個圖實際上可以基本上并發(fā)執(zhí)行或者有時可以以相反的順序執(zhí)行。
[0029]如本文所使用的那樣，化合物半導體器件可以包括形成諸如絕緣柵極場效應晶體管(IGFET)、或者高電子迀移率晶體管(HEMT)的場效應晶體管(FET)的任何合適的半導體材料。術語“HEMT”一般也稱為“HFET (異質結構場效應晶體管)”、“MODFET (調制摻雜FET) ”或者“MESFET(金屬半導體場效應晶體管)”。術語“化合物半導體器件”、“HFET”、“HEMT”、“MESFET”以及“M0DFET”在此可以互換地用于指代將在兩種具有不同帶隙的材料之間的結(即異質結)并入為溝道的器件。合適的半導體材料包括諸如SiGe、SiC的化合物半導體材料、以及包括III族-砷化物、III族-磷化物、III族-氮化物或者任何它們的合金的II1-V族材料。因此，術語“II1-V族”指代包括V族元素和至少一種III組元素的化合物半導體。此外，術語“III族-氮化物”指代包括氮(N)和至少一種III族元素的化合物半導體，該至少一種III族元素包括鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)、以及硼、并且包括(但是不限于)任何其合金，諸如鋁鎵氮(AlxGa(1_x)N)、銦鎵氮(Iny