[發(fā)明專利]增強(qiáng)型GaN高電子遷移率晶體管器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080015388.2
• 申請(qǐng)日: 2010-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102388441A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亞力山大·利道;羅伯特·比奇;阿蘭娜·納卡塔;曹建軍;趙廣元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜普電源轉(zhuǎn)換公司
• 主分類號(hào): H01L21/335
• 分類號(hào): H01L21/335
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

1.一種增強(qiáng)型GaN晶體管，包括：

襯底；

過(guò)渡層；

由III族氮化物材料構(gòu)成的緩沖層；

由III族氮化物材料構(gòu)成的阻擋層；

漏極和源極接觸；

包含受體型摻雜元素的柵極III-V族化合物；以及

柵極金屬，其中所述柵極III-V族化合物和柵極金屬由單一光掩模工藝形成以便自對(duì)準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述緩沖層由InAlGaN構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述阻擋層由InAlGaN構(gòu)成，其帶隙大于緩沖層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極金屬的底部和柵極III-V族化合物的頂部具有相同的尺寸，并且柵極III-V族化合物的側(cè)壁具有大約80到大約90度的角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極III-V族化合物的側(cè)壁具有大約30到大約80度的角度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極III-V化合物和柵極金屬由單一光掩模工藝形成以便自對(duì)準(zhǔn)，并且柵極金屬比柵極III-V族化合物更窄，這樣在柵極化合物的頂部存在對(duì)稱的凸出部分。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶體管，其中所述柵極III-V族化合物的側(cè)壁具有大約80到大約90度的角度。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶體管，其中所述柵極III-V族化合物的側(cè)壁是具有大約30到大約80度的斜面。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極III-V族化合物和柵極金屬由單一光掩模工藝形成以便自對(duì)準(zhǔn)，柵極金屬的底部和柵極III-V族化合物的頂部具有基本相同的尺寸，并且柵極III-V族化合物的底部包含恰好位于阻擋層上方的對(duì)稱凸出部分。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極III-V族化合物和柵極金屬由單一光掩模工藝形成以便自對(duì)準(zhǔn)，柵極金屬比柵極III-V族化合物更窄，這樣在柵極III-V化合物的頂部存在對(duì)稱的凸出部分，并且柵極III-V化合物的底部包含恰好位于阻擋層上方的對(duì)稱凸出部分。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極III-V族化合物是摻雜諸如Mg，C，Zn，Ca的受體型摻雜劑的GaN，并且p-型摻雜劑被激活。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極III-V族化合物是摻雜諸如Mg，C，Zn，Ca的受體型摻雜劑的GaN，并且p-型摻雜劑用氫補(bǔ)償。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極III-V族化合物包含AlGaN層以及摻雜諸如Mg，C，Zn，Ca的受體型摻雜劑的GaN層。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極III-V族化合物包含AlGaN層以及GaN層，用單一光掩模工藝對(duì)所述柵極金屬和柵極GaN進(jìn)行蝕刻，并且由于第二光掩模工藝使得柵極AlGaN朝向漏極延伸。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極金屬是TiN。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極金屬包含一種或多種難熔金屬、金屬化合物和合金，諸如Ta，W，TaN，TiN，WN，WSi。

17.一種增強(qiáng)型GaN晶體管，包括：

襯底；

過(guò)渡層；

由III族氮化物材料構(gòu)成的緩沖層；

由III族氮化物材料構(gòu)成的阻擋層；

漏極和源極接觸；

包含受體型摻雜元件的柵極III-V族化合物；

柵極金屬；以及

由歐姆金屬制成的場(chǎng)板，其中由單一光掩模工藝形成漏極歐姆金屬、源極歐姆金屬以及場(chǎng)板。