具有p型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有p型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管及其制造方法。所述具有p型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管包括：基板上的漏極；基板上的漂移層；p型氮化鎵(GaN)電流勢壘層，配置于漂移層的上部而限定p型氮化鎵電流勢壘層之間的電流孔徑，且電流孔徑提供載流子朝垂直方向移動的路徑；溝道層，配置于p型氮化鎵電流勢壘層和漂移層之上，并具有上部的二維電子氣層；半導(dǎo)體層，配置于溝道層上而用于使二維電子氣層形成；金屬接觸層，貫通溝道層而與p型氮化鎵電流勢壘層接觸；金屬接觸層和溝道層上的源極層；柵絕緣層和柵極層，依次層疊于作為溝道層的相反側(cè)的半導(dǎo)體層的上表面上。
【專利說明】具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管及其制造方法
[0001]援引文獻
[0002]本申請要求于2013年7月11日遞交至韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2013-0081622號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該韓國專利申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種垂直型晶體管及其制造方法，尤其涉及一種具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0004]得益于信息通信技術(shù)的發(fā)達，對于在高速切換環(huán)境或者高電壓環(huán)境下運行的高耐壓晶體管的需求正在增加。對此，最近出現(xiàn)的氮化鎵晶體管由于與現(xiàn)有技術(shù)中的硅系晶體管相比可實現(xiàn)高速切換操作而適于進行超高速信號處理，不僅如此，還可以憑借材料本身的高耐壓特性而被應(yīng)用于高電壓環(huán)境，因此在業(yè)界受到矚目。尤其對于利用氮化鎵的高電子遷移率晶體管(High El ectron Mobility Transistor,以下稱為HEMT)而言，可利用異質(zhì)材料之間的界面上產(chǎn)生的二維電子氣(2DEG:2_Dimens1nal Electron Gas)而提高電子的遷移率(mobility)，因此具有適于進行高速信號傳送的優(yōu)點。
[0005]這樣的氮化鎵晶體管通常為具有載流子沿水平方向移動的水平型結(jié)構(gòu)。然而對于水平型氮化鎵晶體管而言，會發(fā)生由于表面上形成的電場而使通過溝道移動的載流子的流動受到阻礙的現(xiàn)象，并出現(xiàn)過在元件操作時由于電場集中于柵極的邊角而導(dǎo)致元件的耐壓(ruggedness)劣化的問題。
[0006]因此，近來提出一種載流子沿垂直方向移動的垂直型氮化鎵晶體管，作為一例在美國公開專利2012-0319127中公開了電流孔徑垂直電子晶體管(C AVET =CurrentAperture Vertical Electron Transistor)。根據(jù)這一電流孔徑垂直電子晶體管(CAVET),將源極與漏極配置為在垂直方向上相互面對，并在其中間配置作為電流勢壘層的P型氮化鎵(p-GaN)層。另外，電流通過由P型氮化鎵層提供的孔徑(aperture)而沿著垂直方向從源極流到漏極。
[0007]使用為電流勢壘層的P型氮化鎵層在形成氮化鎵層的過程中被摻入作為摻雜物的鎂(Mg)。此時，使用為摻雜物質(zhì)的鎂(Mg)原子不會完全置換到鎵(Ga)位置，而是與作為氮化物原料注入的氨(NH3)熱分解而生成的氫(H)結(jié)合。眾所周知，如果這樣生成的鎂-氫(Mg-H)復(fù)合體存在于P型氮化鎵層內(nèi)，則降低晶體管的電學(xué)特性并妨礙P型氮化鎵層的激活，從而降低作為電流勢壘層的功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的各種實施例針對具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管及其制造方法。
[0009]根據(jù)一例的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，包括:基板上配置的η+型氮化鎵層；n+型氮化鎵層的第一區(qū)域上配置的漂移層；n+型氮化鎵層的第二區(qū)域上配置的漏極；P型氮化鎵(GaN)電流勢壘層，配置于漂移層的上部而限定P型氮化鎵電流勢壘層之間的電流孔徑，且電流孔徑提供載流子朝垂直方向移動的路徑；溝道層，配置于P型氮化鎵電流勢壘層和漂移層之上，并具有上部的二維電子氣層；導(dǎo)體層，配置于溝道層上而用于使二維電子氣層形成；金屬接觸層，貫通溝道層而與P型氮化鎵電流勢壘層接觸；金屬接觸層和溝道層上的源極層；柵絕緣層和柵極層，依次層疊于作為溝道層的相反側(cè)的半導(dǎo)體層的上表面上。
[0010]根據(jù)另一例的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，包括:漏極上的漂移層；P型氮化鎵電流勢壘層，配置于漂移層的上部；施主層，配置于P型氮化鎵電流勢壘層上；金屬接觸層，貫通施主層而與P型氮化鎵電流勢壘層接觸；金屬接觸層和施主層上的源極層；溝槽，形成為貫通施主層和P型氮化鎵電流勢壘層而到達漂移層的上部；柵極層，在溝槽內(nèi)壁上通過夾設(shè)柵絕緣層而進行配置。
[0011]根據(jù)又一例的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，包括:漏極；電流阻斷層圖案，配置于漏極的上部而限定用于提供電流流動路徑的開口部；低電阻層圖案，在由電流阻斷層圖案所限定的開口部處配置于漏極上；低電阻層圖案和電流阻斷層圖案上的漂移層；P型氮化鎵電流勢壘層，配置于漂移層的上部預(yù)定區(qū)域，且表面部執(zhí)行溝道層的作用；施主層，配置于被“U”字形的P型氮化鎵電流勢壘層所包圍的的空間內(nèi)；金屬接觸層，貫通施主層而與P型氮化鎵電流勢壘層接觸；金屬接觸層和施主層上的源極層；柵極層，在施主層、P型氮化鎵電流勢壘層、以及漂移層的表面上通過夾設(shè)柵絕緣層而進行配置。
[0012]根據(jù)一例的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的制造方法，包括:形成由配置于漏極上的漂移層、配置于漂移層的上部預(yù)定區(qū)域中的P型氮化鎵電流勢壘層、配置于P型氮化鎵電流勢壘層的上部預(yù)定區(qū)域中的施主層所層疊的結(jié)構(gòu)的步驟；形成孔的步驟，該孔貫通施主層而暴露P型氮化鎵電流勢壘層的一部分表面；通過孔而除去P型氮化鎵電流勢壘層內(nèi)的氫成分的步驟。
[0013]根據(jù)本申請，針對通過孔而暴露的P型氮化鎵電流勢壘層的暴露表面，通過照射脈沖激光而激活作為P型摻雜物的鎂，同時除去原來與鎂結(jié)合的氫成分，從而可以在避免高溫導(dǎo)致的損傷(damage)的情況下除去P型氮化鎵電流勢壘層內(nèi)的氫成分，據(jù)此，可充分確保P型氮化鎵電流勢壘層的P型導(dǎo)電型。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明構(gòu)思的實施例將通過如下的附圖和伴隨的詳細(xì)說明而變得更加清楚。
[0015]圖1為表示具有根據(jù)一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的平面圖。
[0016]圖2為沿著圖1的ΙΙ-ΙΓ線截斷而示出的剖面圖。
[0017]圖3為表示具有根據(jù)另一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的平面圖。
[0018]圖4為表示具有根據(jù)又一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的平面圖。
[0019]圖5為沿著圖4的V-V’線截斷而示出的剖面圖。
[0020]圖6為表示具有根據(jù)又一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的平面圖。
[0021]圖7為表示具有根據(jù)又一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的平面圖。
[0022]圖8為沿著圖7的VII1-VIir線截斷而示出的剖面圖。
[0023]圖9為表示具有根據(jù)又一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的平面圖。
[0024]圖10至圖20是為了說明具有根據(jù)一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的制造方法而示出的剖面圖。

【具體實施方式】
[0025]以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。下面介紹的實施例是為了能夠?qū)⒈景l(fā)明的思想充分地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員而作為示例提供。本發(fā)明并不局限于以下說明的實施例而也可以被具體化為其他形態(tài)。另外在附圖中，可能為了方便而將構(gòu)成要素的寬度、長度、厚度等夸張地進行表現(xiàn)。
[0026]圖1為表示具有根據(jù)一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管100的平面圖。另外，圖2為沿著圖1的線ΙΙ-ΙΓ截斷而示出的剖面圖。為了附圖的一致，圖1表示圖2的溝道層112表面高度水平上的平面結(jié)構(gòu)。參照圖1和圖2，基板102上配置η+型氮化鎵(GaN)層104。η+型氮化鎵層104的第一區(qū)域上配置漂移層108。η+型氮化鎵層104的第二區(qū)域上配置漏極106。在一個例中，漂移層108由η型氮化鎵層構(gòu)成。漂移層108的上部預(yù)定區(qū)域中配置P型氮化鎵電流勢壘層110。如圖1所示，P型氮化鎵電流勢壘層110形成為沿一個方向延伸配置的條帶形態(tài)。在一個例中，P型氮化鎵電流勢壘層110為摻雜有作為P型摻雜物的鎂(Mg)的氮化鎵層。由P型氮化鎵電流勢壘層110之間的區(qū)域限定的電流孔徑(current aperture) 109位于漂移層108上部。
[0027]漂移層108及P型氮化鎵電流勢壘層110上配置具有上部的二維電子氣層113的溝道層112。在一個例中，溝道層112由η型氮化鎵層構(gòu)成。溝道層112上配置用于使二維電子氣層113得以形成的半導(dǎo)體層114。在一個例中，半導(dǎo)體層114由氮化鋁鎵(AlGaN)層構(gòu)成。P型氮化鎵電流勢壘層110上的溝道層112中具有貫通溝道層112而與P型氮化鎵電流勢壘層110的上表面直接接觸的多個金屬接觸層124。如圖1所示，金屬接觸層124分別形成為圓柱形態(tài)。即，金屬接觸層124具有貫通溝道層112的圓柱形態(tài)的孔122內(nèi)部被金屬層所填充的結(jié)構(gòu)。金屬接觸層124的下表面與P型氮化鎵電流勢壘層110的上表面的接合部通過歐姆接觸(ohmic contact)而相互接合。在一個例中，如圖1所示，使相鄰的金屬接觸層124之間的間距dl、d2最多達到5μπι。金屬接觸層124與溝道層112上配置源極層116。半導(dǎo)體層114上配置柵絕緣層118，柵絕緣層118上配置柵極層120。
[0028]圖3為表示具有根據(jù)另一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的平面圖。在圖3中沿著ΙΙ-ΙΓ線截斷的剖面結(jié)構(gòu)與圖2所示相同。在圖3中，與圖1和圖2相同的附圖標(biāo)記表示同一要素，以下省略重復(fù)的說明。參照圖3，具有根據(jù)本例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管300在金屬接觸層324形成為四棱柱形態(tài)的一點上與圖1所示的圓柱形態(tài)的金屬接觸層124不同。具體而言，在本例中金屬接觸層324具有貫通溝道層(圖2的112)的四棱柱形態(tài)的孔122內(nèi)部被金屬層所填充的結(jié)構(gòu)。使相鄰的金屬接觸層324之間的間距d3、d4最多達到5 μ m。
[0029]圖4為表示具有根據(jù)又一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管400的平面圖。另外，圖5為沿著圖4的V-V’線截斷而示出的剖面圖。為了附圖的一致，圖4表示圖5的施主(donor)層412表面高度水平上的平面結(jié)構(gòu)。參照圖4和圖5，基板402的下表面和上表面上分別配置漏極404和緩沖層406。在一個例中，基板402為氮化鎵基板。在一個例中，緩沖層406由η+型氮化鎵層構(gòu)成。緩沖層406上配置漂移層408。在一個例中，漂移層408由η型氮化鎵層構(gòu)成。漂移層408上配置ρ型氮化鎵電流勢壘層410。在一個例中，P型氮化鎵電流勢壘層410為摻雜有作為ρ型摻雜物的鎂(Mg)的氮化鎵層。ρ型氮化鎵電流勢壘層410上配置施主層412。在一個例中，施主層412由η+型氮化鎵層構(gòu)成。
[0030]配置有貫通施主層412和ρ型氮化鎵電流勢壘層410而去除到漂移層408的上部預(yù)定深度為止的溝槽416，借助于這一溝槽416，施主層412和ρ型氮化鎵電流勢壘層410具有沿著溝槽416的兩側(cè)相對而延伸配置的條帶結(jié)構(gòu)。ρ型氮化鎵電流勢壘層410執(zhí)行阻斷垂直方向上的電流移動的作用，與此同時，相接于溝槽416的側(cè)面部還執(zhí)行溝道層411的作用。
[0031]ρ型氮化鎵電流勢壘層410上的施主層412中具有貫通施主層412而與ρ型氮化鎵電流勢壘層410的上表面直接接觸的多個金屬接觸層424。如圖4所示，金屬接觸層424分別形成為圓柱形態(tài)。即，金屬接觸層424具有貫通施主層412的圓柱形態(tài)的孔422內(nèi)部被金屬層所填充的結(jié)構(gòu)。金屬接觸層424的下表面與ρ型氮化鎵電流勢壘層410的上表面的接合部通過歐姆接觸(ο hmic contact)相互接合。在一個例中，如圖4所示,使相鄰的金屬接觸層424之間的間距d5、d6最多達到5μπι。金屬接觸層424和施主層412上配置源極層414。沿著溝槽416的內(nèi)壁配置柵絕緣層418，并在柵絕緣層418上配置溝槽結(jié)構(gòu)的柵極層420。
[0032]圖6為表示具有根據(jù)又一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管600的平面圖。圖6中沿著V-V’線截斷的剖面結(jié)構(gòu)與圖5所示相同。在圖6中，與圖4和圖5相同的附圖標(biāo)記表示同一要素，以下省略重復(fù)的說明。參照圖6，根據(jù)本例的具有ρ型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管600在金屬接觸層624形成為四棱柱形態(tài)的一點上與圖4所示圓柱形態(tài)的金屬接觸層424不同。具體而言，在本例中金屬接觸層624具有貫通施主層(圖5的412)的四棱柱形態(tài)的孔622內(nèi)部被金屬層所填充的結(jié)構(gòu)。使相鄰的金屬接觸層624之間的間距d7、d8最多達到5 μ m。
[0033]圖7為表示具有根據(jù)又一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管700的平面圖。另外，圖8為沿著圖7的VII1-VIir線截斷而示出的剖面圖。參照圖7和圖8，基板702上配置漏極704。在一個例中，基板702為支撐基板。漏極704的上部預(yù)定區(qū)域中配置電流阻斷層圖案706。電流阻斷層圖案706配置于漏極704的上部而限定用于提供電流流動路徑的開口部。在相鄰的電流阻斷層圖案706之間暴露的漏極704上配置低電阻層圖案708。低電阻層圖案708在由電流阻斷層圖案706所限定的開口部處配置于漏極704上。在一個例中，低電阻層圖案708由η+型氮化鎵層構(gòu)成。電流阻斷層圖案706和低電阻層圖案708上配置漂移層710。在一個例中，漂移層710由η型氮化鎵層構(gòu)成。漂移層710的上部預(yù)定區(qū)域中配置P型氮化鎵電流勢壘層712。如圖7所示，ρ型氮化鎵電流勢壘層712具有相互分離預(yù)定間距并沿著一個方向延伸配置的條帶結(jié)構(gòu)。并且，如圖8所示，ρ型氮化鎵電流勢壘層712可分別具有“U”字形截面。ρ型氮化鎵電流勢壘層712執(zhí)行阻斷垂直方向上的電流移動的作用，同時表面部還執(zhí)行溝道層的作用。
[0034]被“U”字形電流勢壘層712所包圍的空間內(nèi)分別配置施主層714。在一個例中，施主層714由η+型氮化鎵層構(gòu)成。如圖7所示，施主層714具有在ρ型氮化鎵電流勢壘層712內(nèi)沿著與ρ型氮化鎵電流勢魚層712拉長延伸的方向相同的方向拉長延伸的條帶結(jié)構(gòu)。施主層714內(nèi)配置有貫通施主層714而與ρ型氮化鎵電流勢壘層712接觸的多個金屬接觸層724。如圖7所示，金屬接觸層724分別形成為圓柱形態(tài)。即，金屬接觸層724具有貫通施主層714的圓柱形態(tài)的孔722內(nèi)部被金屬層所填充的結(jié)構(gòu)。金屬接觸層724的下表面與P型氮化鎵電流勢魚層712的上表面的接合部通過歐姆接觸(ohmic con tact)而相互接合。在一個例中，如圖7所示，使相鄰的金屬接觸層724之間的間距d9、dl0最多達到5 μ m。金屬接觸層724和施主層714上配置源極層716。相鄰的ρ型氮化鎵電流勢壘層712之間的漂移層710表面上以及ρ型氮化鎵電流勢壘層712和施主層714的上表面上配置柵絕緣層718，并在柵絕緣層718上配置柵極層720。
[0035]圖9為表示具有根據(jù)又一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管900的平面圖。在圖9中沿著VII1-VIir線截斷的剖面結(jié)構(gòu)與圖8所示相同。在圖9中，與圖7和圖8相同的附圖標(biāo)記表示同一要素，以下省略重復(fù)的說明。參照圖9，根據(jù)本例的具有ρ型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管900在金屬接觸層924形成為四棱柱形態(tài)的一點上與圖7所示的圓柱形態(tài)的金屬接觸層724不同。具體而言，在本例中金屬接觸層924具有貫通施主層(圖8的714)的四棱柱形態(tài)的孔922內(nèi)部被金屬層所填充的結(jié)構(gòu)。使相鄰的金屬接觸層924之間的間距dll、dl2最多達到5 μ m。
[0036]圖10至圖20是為了說明具有根據(jù)一例的P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的制造方法而示出的剖面圖。首先如圖10所示，在第一基板810上形成半導(dǎo)體層820。第一基板810為生長基板，例如可以是藍寶石(Al2O3)基板或氮化鎵(GaN)基板。在本例中，半導(dǎo)體層820由氮化鎵層形成。然后如圖11所示，執(zhí)行對半導(dǎo)體層(圖10的820)的圖案化，從而形成使第一基板810的一部分表面暴露的半導(dǎo)體層圖案822。然后如圖12所不,在半導(dǎo)體層圖案822上形成施主層714。在本例中，施主層714由η+型氮化鎵層形成。然后向施主層714上形成ρ型氮化鎵電流勢壘層712。ρ型氮化鎵電流勢壘層712由摻雜有作為P型摻雜物的鎂(Mg)的氮化鎵層形成。P型氮化鎵電流勢壘層712形成為包圍施主層714的側(cè)面和上部。然后向ρ型氮化鎵電流勢壘層712上形成漂移層710。漂移層710由η型氮化鎵層形成。
[0037]然后如圖13所示，在漂移層710上形成電流阻斷層圖案706。在一個例中，電流阻斷層圖案706可以由二氧化硅(S12)層形成。通過電流阻斷層圖案706而使漂移層710的一部分表面暴露。然后在漂移層710的暴露部分形成低電阻層圖案708。低電阻層圖案708可以由η+型氮化鎵層形成。作為一例，可利用掩膜覆蓋電流阻斷層圖案706而執(zhí)行針對漂移層710的暴露部分的干式蝕刻，在此情況下，在干式蝕刻的作用下將會在漂移層710的暴露部分引發(fā)蝕刻損傷，據(jù)此形成對應(yīng)于蝕刻損傷的部分的低電阻層圖案708。
[0038]然后如圖14所示，在電流阻斷層圖案706和低電阻層圖案708上形成漏極704，并在漏極704上形成第二基板702。第二基板702為支撐基板，其并不局限于特定材料。然后如圖15所示，除去第一基板810和半導(dǎo)體層圖案822。為此，如圖中以箭頭表示的那樣，朝第一基板810而在整個面上照射激光。激光是將第一基板810和半導(dǎo)體層圖案822貫穿而照射，從而會將與半導(dǎo)體層圖案822接合的部分包含在內(nèi)而沿著整個表面形成損傷區(qū)域830，并借助于這一損傷區(qū)域830而通過剝離(lift-off)方式使第一基板810和半導(dǎo)體層圖案822分離。然后如圖16所示，針對激光照射下形成的損傷區(qū)域830執(zhí)行圖中以箭頭表示的那樣的干式蝕刻，從而使損傷區(qū)域830被除去。這一干式蝕刻可使用反應(yīng)離子蝕刻(RIE:Reactive 1n Etching)法而執(zhí)行。
[0039]然后如圖17所示，貫通施主層714而形成使ρ型氮化鎵電流勢壘層712的一部分表面暴露的孔722。該孔722為可使用通常的光刻及蝕刻方法而形成。具體而言，在整個面上形成具有用于暴露施主層714的一部分表面的開口部的抗蝕層圖案(未圖示)。然后利用將抗蝕層圖案作為蝕刻掩膜的蝕刻而除去施主層714的暴露部分以形成孔722，接著除去抗蝕層圖案?？?22可以如圖7所示地形成為圓柱形態(tài)，或者也可以如圖9所示地形成為四棱柱形態(tài)。使相鄰的孔722之間的間距最多達到5 μ m。
[0040]然后如圖18所示，對由于孔722而暴露的ρ型氮化鎵電流勢壘層712照射脈沖激光。在脈沖激光照射下，P型氮化鎵電流勢壘層712內(nèi)的作為ρ型摻雜物的鎂(Mg)得到激活，同時原來與鎂結(jié)合的氫(H)成分被除去。對于照射脈沖激光的情形而言，與普通的高溫?zé)崽幚硐啾葘τ诮饘傥镔|(zhì)所帶來的溫度上升相對而言并不顯著，并由于以脈沖方式施加，因此可以最小化對結(jié)晶結(jié)構(gòu)帶來的影響。似此，除去P型氮化鎵電流勢壘層712內(nèi)的氫(H)成分并執(zhí)行針對鎂的激活，從而可以充分確保P型氮化鎵電流勢壘層712的ρ型導(dǎo)電型。
[0041]然后如圖19所示，用金屬層填充孔722內(nèi)部而形成金屬接觸層724。金屬接觸層724的下表面直接與ρ型氮化鎵電流勢壘層712構(gòu)成歐姆接觸。然后如圖20所示，在金屬接觸層724和施主層714上形成源極層716。另外，在漂移層710的暴露表面和ρ型氮化鎵電流勢壘層712的上表面上形成柵絕緣層718。接著如圖8所示，在柵絕緣層718上形成柵極層。
[0042]為了說明的目的已經(jīng)公開了實施例。相信本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，在不脫離如權(quán)利要求中所公開的發(fā)明性構(gòu)思的范圍和精神的情況下，可以做出各種變更、增添和替代。
【權(quán)利要求】
1.一種具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，包括: 基板上配置的η+型氮化鎵層； η+型氮化鎵層的第一區(qū)域上配置的漂移層； η+型氮化鎵層的第二區(qū)域上配置的漏極； P型氮化鎵電流勢壘層，配置于所述漂移層的上部而限定所述P型氮化鎵電流勢壘層之間的電流孔徑，且所述電流孔徑提供載流子朝垂直方向移動的路徑； 溝道層，配置于所述P型氮化鎵電流勢壘層和漂移層之上，并具有上部的二維電子氣層； 半導(dǎo)體層，配置于所述溝道層上而用于使所述二維電子氣層形成； 金屬接觸層，貫通所述溝道層而與所述P型氮化鎵電流勢壘層接觸； 所述金屬接觸層和溝道層上的源極層； 柵絕緣層和柵極層，依次層疊于作為所述溝道層的相反側(cè)的所述半導(dǎo)體層的上表面上。
2.如權(quán)利要求1所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述漂移層由η型氮化鎵層構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述溝道層和半導(dǎo)體層分別由氮化鎵層和氮化鋁鎵層構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述金屬接觸層具有圓柱形態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述金屬接觸層具有四棱柱形態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，將所述金屬接觸層配置為使多個金屬接觸層以不超過5 μ m的間距分離。
7.一種具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，包括: 漏極上的漂移層； P型氮化鎵電流勢壘層，配置于所述漂移層的上部； 施主層，配置于所述P型氮化鎵電流勢壘層上； 金屬接觸層，貫通所述施主層而與所述P型氮化鎵電流勢壘層接觸； 所述金屬接觸層和施主層上的源極層； 溝槽，形成為貫通所述施主層和P型氮化鎵電流勢壘層而到達所述漂移層的上部； 柵極層，在所述溝槽內(nèi)壁上通過夾設(shè)柵絕緣層而進行配置。
8.如權(quán)利要求7所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，還包括配置于所述漏極與漂移層之間的基板和緩沖層。
9.如權(quán)利要求7所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述漂移層和施主層分別由η型氮化鎵層和η+型氮化鎵層構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求7所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述金屬接觸層具有圓柱形態(tài)。
11.如權(quán)利要求7所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述金屬接觸層具有四棱柱形態(tài)。
12.如權(quán)利要求7所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，將所述金屬接觸層配置為使多個金屬接觸層以不超過5 μ m的間距分離。
13.一種具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，包括: 漏極； 電流阻斷層圖案，配置于所述漏極的上部而限定用于提供電流流動路徑的開口部； 低電阻層圖案，在由所述電流阻斷層圖案所限定的開口部處配置于所述漏極上； 所述低電阻層圖案和電流阻斷層圖案上的漂移層； P型氮化鎵電流勢壘層，配置于所述漂移層的上部預(yù)定區(qū)域，且表面部執(zhí)行溝道層的作用； 施主層，配置于被“U”字形的所述P型氮化鎵電流勢壘層所包圍的空間內(nèi)； 金屬接觸層，貫通所述施主層而與所述P型氮化鎵電流勢壘層接觸； 所述金屬接觸層和施主層上的源極層； 柵極層，在所述施主層、P型氮化鎵電流勢壘層、以及漂移層的表面上通過夾設(shè)柵絕緣層而進行配置。
14.如權(quán)利要求13所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述低電阻層圖案、漂移層、以及施主層分別由η+型氮化鎵層、η型氮化鎵層、以及η+型氮化鎵層構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求13所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述金屬接觸層具有圓柱形態(tài)。
16.如權(quán)利要求13所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，所述金屬接觸層具有四棱柱形態(tài)。
17.如權(quán)利要求13所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管，其中，將所述金屬接觸層配置為使多個金屬接觸層以不超過5 μ m的間距分離。
18.一種具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的制造方法，包括: 形成由配置于漏極上的漂移層、配置于漂移層的上部預(yù)定區(qū)域中的P型氮化鎵電流勢壘層、配置于P型氮化鎵電流勢壘層的上部預(yù)定區(qū)域中的施主層所層疊的結(jié)構(gòu)的步驟；形成孔的步驟，該孔貫通所述施主層而暴露所述P型氮化鎵電流勢壘層的一部分表面； 通過所述孔而除去所述P型氮化鎵電流勢壘層內(nèi)的氫成分的步驟。
19.如權(quán)利要求18所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的制造方法，其中，所述孔形成為圓柱形態(tài)。
20.如權(quán)利要求18所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的制造方法，其中，所述孔形成為四棱柱形態(tài)。
21.如權(quán)利要求18所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的制造方法，其中，在除去所述P型氮化鎵電流勢壘層內(nèi)的氫成分的步驟中，通過對由于所述孔而暴露的P型氮化鎵電流勢壘層的暴露表面照射脈沖激光而執(zhí)行步驟。
22.如權(quán)利要求18所述的具有P型氮化鎵電流勢壘層的垂直型晶體管的制造方法，其中，還包括用金屬層填充所述孔內(nèi)部的步驟。
【文檔編號】H01L29/778GK104282746SQ201410325340
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】竹谷亓伸, 李寬鉉, 鄭暎都 申請人:首爾半導(dǎo)體株式會社