[發(fā)明專利]III-V族半導(dǎo)體器件的電導(dǎo)率改善

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080056376.4
• 申請(qǐng)日: 2010-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102652363A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·T·卡瓦列羅斯;W·拉赫馬迪;N·慕克吉;M·拉多薩夫列維奇;N·魁;Y·J·李;P·馬吉;W·蔡;G·杜威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的領(lǐng)域一般地涉及半導(dǎo)體器件及相關(guān)的制造方法。特別地，本發(fā)明的領(lǐng)域涉及III-V族半導(dǎo)體器件的不同方面中的電導(dǎo)率改善。

背景技術(shù)

圖1示出了范例性的高電子遷移率晶體管（HEMT）器件100。圖1的范例性的HEMT包括柵極電極102、源極電極103和漏極電極104。柵極、源極和漏極電極102-104通常由如下材料制成：諸如銅（Cu）、金（Au）、鎢（W）、鈦（Ti）、鉭（Ta）、鉑（Pt）、鎳（Ni）、鈷（Co）、銠（Rh）、釕（Ru）、鈀（Pd）、鉿（Hf）、鋯（Zr）或鋁（Al）或其組合等金屬或金屬合金，諸如氮化鈦（TiN）、氮化鎢（WN）或氮化鉭（TaN）或其組合等金屬氮化物，諸如硅化鈦（TiSi）、硅化鎢（WSi）、硅化鉭（TaSi）、硅化鈷（CoSi）、硅化鉑（PtSi）、硅化鎳（NiSi）或其組合等金屬硅化物，諸如氮化鈦硅（TiSiN）或氮化鉭硅（TaSiN）或其組合等金屬硅氮化物，諸如碳化鈦（TiC）、碳化鋯（ZrC）、碳化鉭（TaC）、碳化鉿（HfC）或碳化鋁（AlC）或其組合等金屬碳化物，或諸如碳氮化鉭（TaCN）、碳氮化鈦（TiCN）或其組合等金屬碳氮化物。在其它實(shí)施例中可以使用其它適合的材料，諸如導(dǎo)電金屬氧化物（例如，氧化釕）。

接觸金屬層105設(shè)置在源極和漏極電極103、104之下。接觸金屬層105與下方的半導(dǎo)體“疊置體”106物理接觸，并且用作金屬源極/漏極電極103、104與半導(dǎo)體疊置體106之間的物理界面。帽層（cap?layer）107是高（例如，退化（degeneratively））摻雜的半導(dǎo)體層。類似于MOSFET器件中的硅化物，高摻雜的帽層107用于減小/最小化與半導(dǎo)體材料上的金屬電極的結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的電阻。

帽層107之下是蝕刻停止層108。在HEMT的構(gòu)造期間，通過(guò)在襯底層112上形成緩沖層111來(lái)構(gòu)造半導(dǎo)體疊置體106。然后，溝道層110形成在緩沖層上，阻擋層109形成在溝道層110上，并且蝕刻停止層108形成在阻擋層109上。然后，在蝕刻停止層上形成帽層。在下文中將更加詳細(xì)地描述半導(dǎo)體疊置體106的材料的更多相關(guān)特征。

一旦構(gòu)成了疊置體106，就形成了接觸金屬層105。使用光刻技術(shù)對(duì)接觸金屬105進(jìn)行構(gòu)圖和蝕刻，以在器件的將要形成柵極的區(qū)域中暴露下方的帽層107。然后蝕刻在器件的柵極區(qū)域中的暴露的帽層107材料。蝕刻的深度限制在蝕刻停止層108的表面。在器件上形成絕緣層113。對(duì)隨后的光致抗蝕劑層進(jìn)行構(gòu)圖，以暴露柵極區(qū)域中的下方的絕緣層113。蝕刻暴露的絕緣層113和緊接其下的蝕刻停止層108和阻擋層109，以形成器件的凹入式柵極的溝槽。隨后將柵極材料102沉積到溝槽中，以形成凹入式柵極102。再次蝕刻源極/漏極區(qū)域上的絕緣層，以暴露下方的接觸金屬層105。然后在暴露的接觸金屬層上形成源極/漏極電極103/104。

通過(guò)將柵極金屬和第一絕緣層（未示出）拋光至接觸金屬105的表面，能夠用氣隙來(lái)替代在接觸金屬層105和帽層107的水平面上的絕緣層（這僅在其中具有凹入式柵極金屬插塞的接觸金屬層105和帽層107的水平面（level）上留下第一絕緣層）。然后在晶片上涂覆第二絕緣層。在晶片上涂覆光致抗蝕劑并對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖。然后蝕刻第二絕緣層，以在柵極金屬插塞上形成開(kāi)口。然后在第二絕緣層上形成與柵極金屬插塞接觸的柵極電極。然后從柵極的末端（tip?end）蝕刻第一電介質(zhì)層（例如，通過(guò)濕法蝕刻），以形成氣隙。

半導(dǎo)體疊置體106是由不同半導(dǎo)體材料的層構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。阻擋層109和緩沖層111都具有比溝道層110大的能帶隙，以便在器件是激活的時(shí)，在溝道層110內(nèi)包含載流子，從而形成沿溝道層110延伸的高遷移率導(dǎo)電溝道（特別地，借助于柵極電極102上的適當(dāng)電壓，也形成導(dǎo)電溝道）。