允許器件結(jié)構(gòu)的收縮。
[0061]可通過使用包括帶正電的離子和帶負電的離子的交替區(qū)來修整電場。例如，電場可在電場通過在介電層中的帶正電的離子的布置而較不關(guān)鍵的區(qū)中增加，從而導(dǎo)致較低的RON。帶負電的離子可在具有高電場的區(qū)(例如相鄰于柵極和相鄰于漏極)處并入在介電層中，以降低例如在柵極和漏極邊緣處的對應(yīng)的電場。這個組合可用于例如在R0N*A和器件可靠性方面提供修整的器件。
[0062]圖9圖示包括具有電荷密度的帶電離子的另外的預(yù)先確定的電荷分布91。帶電離子的電荷密度在從柵極71到漏極72的方向上降低，如在圖9中由線92示意性圖示的。在圖9所示的實施例中，電荷密度以線性方式從柵極71到漏極72降低。
[0063]圖10圖示包括具有電荷密度的帶電離子的另外的預(yù)先確定的電荷分布93。帶電離子的電荷密度在從柵極71到漏極72的方向上降低，如在圖10中由線94示意性圖示的。在圖10所示的實施例中，電荷密度以階梯式方式從柵極71到漏極72降低。
[0064]圖11圖示高電子迀移率晶體管且特別是基于氮化鎵的高電子迀移率晶體管(HEMT) 100的形式的電子器件的示意性橫截面視圖。
[0065]基于氮化鎵的HEMT 100包括襯底101、布置在襯底101上的氮化鎵層102和定位于氮化鎵層102上的氮化鋁鎵層103?；诘壍腍EMT 100還包括布置在氮化鋁鎵層103的上表面111上的源極104、柵極105和漏極106。柵極105被橫向布置在源極104和漏極106之間。基于氮化鎵的HEMT 100還包括在柵極105和漏極106之間延伸的第一區(qū)中和在源極104和柵極105之間延伸的第二區(qū)中的介電層107。介電層107被定位于在源極104和柵極105之間和在柵極105和漏極106之間的區(qū)中的氮化鋁鎵層103上。介電層107還包括具有預(yù)先確定的電荷分布的帶電離子108。帶電離子108在介電層107中不僅被布置在柵極105和漏極106之間延伸的第一區(qū)中而且被布置在柵極105和源極104之間延伸的第二區(qū)中。帶電離子108被誘捕在介電層107內(nèi)，且是不移動的。
[0066]如在本文使用的，預(yù)先確定的電荷分布包括帶電離子108的三維形式，例如它們在介電層107內(nèi)的位置以及在介電層107內(nèi)的電荷密度。在介電層107內(nèi)的帶電離子108的位置可在從柵極105朝著源極104的方向上增加，并可在從柵極105朝著漏極106的方向上增加。在介電層107內(nèi)的帶電離子108的電荷密度可在從柵極105朝著源極104的方向上降低，并可在從柵極105朝著漏極106的方向上降低。
[0067]氮化鎵層102可被描述為溝道層，且氮化鋁鎵層103可被描述為勢皇層?？稍诘墝?02和氮化鎵層102內(nèi)的氮化鋁鎵層103之間的界面110處通過自發(fā)極化或壓電極化形成二維氣體109。源極104和漏極106可具有與氮化鋁鎵層103的歐姆接觸。柵極105包括被定位于柵極105和氮化鋁鎵層103之間的柵極電介質(zhì)112。帶電離子108也可被定位于柵極電介質(zhì)112中。
[0068]在兩個電極(例如柵極和漏極或柵極和源極)之間延伸并包括具有預(yù)先確定的電荷分布的帶電離子的介電層的使用也可用于其它類型的電子器件，且不限于晶體管器件或高電子迀移率晶體管器件。
[0069]圖12圖示包括二極管，特別是肖特基勢皇二極管121的電子器件120。電子器件120包括具有表面123的半導(dǎo)體材料層122、布置在表面123上的陽極124和陰極125。介電層126在陽極124和陰極125之間延伸。介電層126包括具有預(yù)先確定的電荷分布108的帶電離子127。
[0070]帶電離子127可以是帶負電的離子，例如氟、氯、溴和碘中的一個或多個。半導(dǎo)體材料層122可包括III族氮化物半導(dǎo)體，例如基于氮化鎵的半導(dǎo)體。帶電離子127的預(yù)先確定的電荷分布128可具有在圖4到11中所示的形式中的任何一個。介電層可以是氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的一個或多個。介電層126不限于單層，而是可包括兩個或更多的層，例如絕緣層和定位在絕緣層上的鈍化層。
[0071]空間相對術(shù)語(例如“在…下”、“在…之下”、“下部”、“在…之上”、“上部”等)用于容易描述以解釋一個元件相對于第二元件的定位。除了與在圖中描繪的方位不同的方位以外，這些術(shù)語還意在包括器件的不同方位。
[0072]此外，例如“第一”、“第二”等的術(shù)語也用于描述各種元件、區(qū)、區(qū)段等，并且也并不意在為限制性的。相同的術(shù)語指代遍及描述的相同的元件。
[0073]如在本文使用的，術(shù)語“具有”、“包含”、“包括”、“含有”等是指示所陳述的元件或特征的存在的開放式術(shù)語，但不排除附加的元件或特征。冠詞“一”、“一個”和“該”意在包括復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另外清楚地指示。
[0074]將理解的是，本文描述的各種實施例的特征可彼此組合，除非另有明確規(guī)定。
[0075]雖然在本文已經(jīng)圖示和描述了特定實施例，但本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到，多種替換和/或等效實現(xiàn)可代替所示和所述的特定實施例，而不脫離本發(fā)明的范圍。本申請意在涵蓋在本文討論的特定實施例的任何改編或變化。因此，意圖是本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等效形式限制。
【主權(quán)項】
1.一種電子器件，包括: 具有表面的半導(dǎo)體層； 在所述表面上的柵極和第一電流電極；以及 在所述柵極和所述第一電流電極之間延伸并包括具有預(yù)先確定的電荷分布的帶電離子的介電層。
2.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述帶電離子包括帶負電的離子。
3.如權(quán)利要求2所述的電子器件，其中所述帶負電的離子包括氟(F)、氯(Cl)、溴(&■)、碘(I)、鋁(Al)中的至少一個。
4.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述帶電離子包括帶正電的離子。
5.如權(quán)利要求4所述的電子器件，其中所述帶正電的離子包括鋰(Li)、納(Na)、鉀(K)、鈹(Be)、錳(Mg)、鈣(Ca)中的至少一個。
6.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述帶電離子包括帶負電的離子和帶正電的離子。
7.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述介電層包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的至少一個。
8.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述介電層包括絕緣層和在所述絕緣層上的鈍化層。
9.如權(quán)利要求8所述的電子器件，其中所述帶電離子被布置在所述絕緣層和所述鈍化層中的至少一個中。
10.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述預(yù)先確定的電荷分布是傾斜的分布。
11.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述預(yù)先確定的電荷分布具有預(yù)先確定的電荷密度梯度。
12.如權(quán)利要求11所述的電子器件，其中所述電荷密度梯度在從所述柵極到所述第一電流電極的方向上降低。
13.如權(quán)利要求11所述的電子器件，其中所述電荷密度梯度在從所述柵極到所述第一電流電極的方向上逐步降低。
14.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述第一電流電極是由源極和漏極組成的組中的一個。
15.如權(quán)利要求1所述的電子器件，還包括第二電流電極和在所述柵極和所述第二電流電極之間延伸的另外的介電層，所述另外的介電層包括具有預(yù)先確定的電荷分布的帶電離子。
16.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述電子器件是高電子迀移率晶體管(HEMT)。
17.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其中所述半導(dǎo)體層包括由化合物半導(dǎo)體、II1-V族半導(dǎo)體和III族氮化物半導(dǎo)體組成的組中的一個。
18.一種電子器件，包括: 具有表面的半導(dǎo)體材料層； 在所述表面上的陽極和陰極；以及 在所述陽極和所述陰極之間延伸并包括具有預(yù)先確定的電荷分布的帶電離子的介電層O
19.如權(quán)利要求18所述的電子器件，其中所述帶電離子包括帶負電的離子。
20.如權(quán)利要求18所述的電子器件，其中所述電子器件是肖特基勢皇二極管(SBD)。
【專利摘要】電子器件。在實施例中，電子器件包括具有表面的半導(dǎo)體層、在表面上的柵極和第一電流電極、以及在柵極和第一電流電極之間延伸并包括具有預(yù)先確定的電荷分布的帶電離子的介電層。
【IPC分類】H01L29-778, H01L29-872
【公開號】CN104600107
【申請?zhí)枴緾N201410599936
【發(fā)明人】赫伯倫 O., 奧斯特邁爾 C., 普雷希特爾 G.
【申請人】英飛凌科技奧地利有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年10月31日
【公告號】DE102014115117A1, US20150115326