道层之间形成分散阻挡层；以及 在所述分散阻挡层和所述缓冲层之间形成隔离层；其中 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的负电荷的薄片或分布将电子限制为远离所述缓冲层； 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的带边不连续，使得直接与所述界面相邻的导带边在所述分散阻挡层中高于在所述沟道层中；并且 所述分散阻挡层的导带最小值在所述分散阻挡层内并且远离所述界面。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述隔离层掺杂有Fe，C，Mg，Zn或Be，或受主的任意组合，或两性掺杂剂。4.一种形成III族氮化物器件的方法，包括: 在缓冲层上形成第一 III族氮化物材料层； 在所述第一 III族氮化物材料层的相对于所述缓冲层的相反侧上形成第二 III族氮化物材料层，其中所述第一 III族氮化物材料层是沟道层，并且在所述第一 III族氮化物材料层和所述第二 III族氮化物材料层之间的组分差异在所述第一 III族氮化物材料层中感生出2DEG沟道；以及 在所述缓冲层和所述沟道层之间形成分散阻挡层；其中 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的负电荷的薄片或分布将电子限制为远离所述缓冲层； 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的带边不连续，使得直接与所述界面相邻的导带边在所述分散阻挡层中高于在所述沟道层中； 所述分散阻挡层的导带最小值在所述分散阻挡层内并且远离所述界面；并且 所述分散阻挡层包括AlxInyGa1^N, y〈x且0〈 (x+y)〈I。5.一种形成III族氮化物器件的方法，包括: 在缓冲层上形成第一 III族氮化物材料层； 在所述第一 III族氮化物材料层的相对于所述缓冲层的相反侧上形成第二 III族氮化物材料层，其中所述第一 III族氮化物材料层是沟道层，并且在所述第一 III族氮化物材料层和所述第二 III族氮化物材料层之间的组分差异在所述第一 III族氮化物材料层中感生出2DEG沟道；以及 在所述缓冲层和所述沟道层之间形成分散阻挡层，所述分散阻挡层掺杂有Fe，Mg，Be，C，或Zn ;其中 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的负电荷的薄片或分布将电子限制为远离所述缓冲层； 所述分散阻挡层具有比所述沟道层宽的带隙；并且 所述分散阻挡层的导带最小值在所述分散阻挡层内并且远离所述界面。6.如权利要求1-5中的任意一项所述的方法，其中所述分散阻挡层被配置为在器件工作期间将电子限制到所述沟道层。7.如权利要求1-5中的任意一项所述的方法，进一步包括形成源极接触、漏极接触和栅极，其中所述III族氮化物器件是FET。8.如权利要求1-5中的任意一项所述的方法，其中所述器件中的所有III族氮化物层的组合厚度是约3 μπι或更小，并且当所述器件被用在所述器件阻挡至少1200V的应用中时，所述器件显示出小于20%的分散。9.如权利要求1-5中的任意一项所述的方法，其中所述分散阻挡层的比所述缓冲层更靠近所述沟道层的部分具有比所述分散阻挡层的更靠近所述缓冲层的部分具有更高的铝组分。10.如权利要求1-5中的任意一项所述的方法，其中所述分散阻挡层具有缓变的铝浓度。11.如权利要求1-5中的任意一项所述的方法，其中所述分散阻挡层具有阶梯状的铝浓度。12.如权利要求1-5中的任意一项所述的方法，其中所述分散阻挡层包括Al,Ga1^xNo13.一种III族氮化物器件，包括: 在缓冲层上的第一 III族氮化物材料层； 在所述第一 III族氮化物材料层的相对于所述缓冲层的相反侧上的第二 III族氮化物材料层，其中所述第一 III族氮化物材料层是沟道层，并且在所述第一 III族氮化物材料层和所述第二 III族氮化物材料层之间的组分差异在所述第一 III族氮化物材料层中感生出2DEG沟道； 在所述缓冲层和所述沟道层之间的分散阻挡层；以及 在所述分散阻挡层和所述缓冲层之间的隔离层；其中 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的负电荷的薄片或分布将电子限制为远离所述缓冲层； 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的带边不连续，使得直接与所述界面相邻的导带边在所述分散阻挡层中高于在所述沟道层中；并且 所述分散阻挡层的导带最小值在所述分散阻挡层内并且远离所述界面。14.如权利要求13所述的器件，其中所述隔离层掺杂有Fe，C，Mg，Zn，或Be，或受主的任意组合，或两性掺杂剂。15.一种III族氮化物器件，包括: 在缓冲层上的第一 III族氮化物材料层； 在所述第一 III族氮化物材料层的相对于所述缓冲层的相反侧上的第二 III族氮化物材料层，其中所述第一 III族氮化物材料层是沟道层，并且在所述第一 III族氮化物材料层和所述第二 III族氮化物材料层之间的组分差异在所述第一 III族氮化物材料层中感生出2DEG沟道；以及 在所述缓冲层和所述沟道层之间的分散阻挡层；其中 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的负电荷的薄片或分布将电子限制为远离所述缓冲层； 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的带边不连续，使得直接与所述界面相邻的导带边在所述分散阻挡层中高于在所述沟道层中； 所述分散阻挡层的导带最小值在所述分散阻挡层内并且远离所述界面；并且 所述分散阻挡层包括AlxInyGa1^N, y〈x且0〈 (x+y)〈I。16.一种III族氮化物器件，包括: 在缓冲层上的第一 III族氮化物材料层； 在所述第一 III族氮化物材料层的相对于所述缓冲层的相反侧上的第二 III族氮化物材料层，其中所述第一 III族氮化物材料层是沟道层，并且在所述第一 III族氮化物材料层和所述第二 III族氮化物材料层之间的组分差异在所述第一 III族氮化物材料层中感生出2DEG沟道；以及 在所述缓冲层和所述沟道层之间形成分散阻挡层，所述阻挡分散层掺杂有Fe，Mg，Be，C，或Zn ;其中 在所述沟道层和所述分散阻挡层的界面处的负电荷的薄片或分布将电子限制为远离所述缓冲层； 所述分散阻挡层具有比所述沟道层宽的带隙；并且 所述分散阻挡层的导带最小值在所述分散阻挡层内并且远离所述界面。17.如权利要求13-16中的任意一项所述的器件，其中所述分散阻挡层被配置为在器件工作期间将电子限制到所述沟道层。18.如权利要求13-16中的任意一项所述的器件，进一步包括源极接触、漏极接触和栅极，其中所述III族氮化物器件是FET。19.如权利要求13-16中的任意一项所述的器件，其中所述器件中的所有III族氮化物层的组合厚度是约3 μπι或更小，并且当所述器件被用在所述器件阻挡至少1200V的应用中时，所述器件显示出小于20%的分散。20.如权利要求13-16中的任意一项所述的器件，其中所述分散阻挡层的比所述缓冲层更靠近所述沟道层的部分具有比所述分散阻挡层的更靠近所述缓冲层的部分具有更高的铝组分。21.如权利要求13-16中的任意一项所述的器件，其中所述分散阻挡层具有缓变的铝浓度。22.如权利要求13-16中的任意一项所述的器件，其中所述分散阻挡层具有阶梯状的铝浓度。23.如权利要求13-16中的任意一项所述的器件，其中所述分散阻挡层包括Al,Ga1^xNo
【专利摘要】一种III族氮化物器件及形成III族氮化物器件的方法，该方法包括：在缓冲层上形成作为沟道层的第一III族氮化物材料层；在第一III族氮化物材料层的相对于缓冲层的相反侧上形成第二III族氮化物材料层，第一III族氮化物材料层和第二III族氮化物材料层之间的组分差异在第一III族氮化物材料层中感生出2DEG沟道；在缓冲层和沟道层之间形成分散阻挡层，其掺杂有Fe，Mg，Be，C或Zn；在沟道层和分散阻挡层的界面处的负电荷的薄片或分布将电子限制为远离缓冲层；在沟道层和分散阻挡层的界面处的带边不连续使得直接与界面相邻的导带边在分散阻挡层中高于在沟道层中；分散阻挡层的导带最小值在分散阻挡层内且远离界面。
【IPC分类】H01L21/20
【公开号】CN104952709
【申请号】CN201510136978
【发明人】乌梅什·米什拉, 李·麦卡蒂, 尼古拉斯·菲希坦鲍姆
【申请人】特兰斯夫公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2010年5月12日
【公告号】CN102460710A, CN102460710B, US8742459, US20100289067, US20140342512, WO2010132587A2, WO2010132587A3