[發明專利]增強型和耗盡型AlGaN/GaN HFET的單片集成

無效

• 申請號: 200680051990.5
• 申請日: 2006-11-29
• 公開（公告）號: CN101405868A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 陳敬;蔡勇;劉紀美
• 申請（專利權）人: 香港科技大學
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 柯廣華;王忠忠

1.一種用于制作半導體有源器件的方法，包括以下動作：

a)在垂直不同質III-N半導體層形成圖案，以便使第一晶體管的 溝道區而不是第二晶體管的溝道區曝光；

b)把氟引入所述第一晶體管的所述溝道區，但基本上沒有引入所 述第二晶體管的所述溝道區，以便為所述第一和第二晶體管提供不同 的門限電壓值；以及

c)形成源極、漏極和柵極，從而完成所述晶體管的形成；

其中，所述動作(b)使所述第一晶體管而不是所述第二晶體管具有 正門限電壓。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述半導體層是AlGaN/GaN 分層結構。

3.如權利要求1所述的方法，其中，所述步驟(b)還把氟引入器件 隔離區。

4.如權利要求1所述的方法，其中，把氟引入所述第一晶體管的 所述溝道區的所述動作自對準所述柵極的位置。

5.如權利要求1所述的方法，其中，所述半導體層是由藍寶石、 硅、SiC、AlN或GaN的襯底支撐的外延層。

6.如權利要求1所述的方法，其中，所述半導體層是包括GaN 或AlN的核化層、GaN或AlGaN的緩沖層、GaN溝道以及AlGaN勢 壘的外延結構。

7.如權利要求1所述的方法，其中，所述晶體管的所述源極和所 述漏極通過淀積多個金屬層和快速熱退火來形成，其中，所述金屬從 由Ti、Al、Ni和Au構成的組中選取。

8.如權利要求1所述的方法，其中，所述溝道區經過基于氟的等 離子體處理，該處理采用從由CF₄、SF₆、BF₃及其混合物構成的組中 選取的原料氣。

9.如權利要求1所述的方法，其中，柵電極通過淀積柵極金屬、 然后進行剝離或金屬蝕刻來形成，采用從由Ti、Al、Ni和Au構成的 組中選取的至少一種金屬。

10.如權利要求1所述的方法，還包括在所述晶體管上淀積從由 氮化硅、氧化硅、聚酰亞胺和苯并環丁烯構成的組中選取的鈍化材料 的后續步驟。

11.如權利要求1所述的方法，其中，所述第一以及所述第二晶 體管都經過大致在不會改變柵極之下的肖特基勢壘的最高溫度的最 終熱退火。

12.如權利要求1所述的方法，其中，附加的介質材料薄膜被插 入所述柵極與III-N半導體的表面之間，由此，所述第一晶體管和所 述第二晶體管都被單片集成到金屬絕緣體半導體HFET中。

13.如權利要求1所述的方法，其中，基于氟的等離子體處理用 來實現器件隔離。

14.如權利要求13所述的方法，其中，啟用平面單片集成工藝。

15.如權利要求14所述的方法，其中，附加的介質材料薄膜被插 入所述柵極與III-N半導體的表面之間，由此，所述第一晶體管和所 述第二晶體管都被單片集成到金屬絕緣體半導體HFET中。

16.一種用于制作III-N半導體有源器件的方法，包括以下動作：

在具有(Al_xM_(1-x))Y的一般成分的垂直不同質半導體層中，在預期 耗盡型晶體管溝道位置上，形成第一柵電極圖案，其中，M主要是 Ga并且Y主要是N，以及Al份額在所述層的表面附近更高；

在自對準的動作組合中，在預期增強型晶體管溝道位置上引入氟 并形成第二柵電極圖案；以及

形成源極、漏極和互連，以便完成電路的形成。

17.如權利要求16所述的方法，其中，所述半導體層是由藍寶石、 硅、SiC、AlN或GaN的襯底所支撐的外延層。