[發明專利]高電子遷移率晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 201210553817.2
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103545360A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 黃敬源;游承儒;姚福偉;余俊磊;楊富智;陳柏智;許竣為
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/10;H01L21/335
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

1.一種半導體結構，包括：

第一III-V化合物層；

第二III-V化合物層，布置在所述第一III-V化合物層上且其組成不同于所述第一III-V化合物層，其中，載流子溝道位于所述第一III-V化合物層和所述第二III-V化合物層之間；

源極部件和漏極部件，布置在所述第二III-V化合物層上；

柵電極，布置在所述第二III-V化合物層的上方且位于所述源極部件和所述漏極部件之間，其中，氟區域嵌入所述柵電極下方的所述第二III-V化合物層中；

第三III-V化合物層，布置在所述第二III-V化合物層的上方；以及

柵極介電層，布置在所述第二III-V化合物層的部分的上方以及所述第三III-V化合物層的整個頂面的上方。

2.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述柵極介電層的氟段位于所述氟區域上以及所述柵電極的至少一部分的下方。

3.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述柵電極下方的所述載流子溝道包括耗盡區。

4.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述柵極介電層的厚度在大約3nm到大約20nm的范圍內。

5.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述柵極介電層包括氧化硅、氮化硅、氧化鎵、氧化鋁、氧化鈧、氧化鋯、氧化鑭或氧化鉿。

6.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述第三III-V化合物層的寬度小于所述柵電極的寬度。

7.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述氟區域耗盡所述載流子溝道的一部分。

8.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述柵電極包括鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鈦鎢(TiW)、鎢(W)、鎳(Ni)、金(Au)或銅(Cu)。

9.一種半導體結構，包括：

氮化鎵(GaN)層，布置在基板上；

氮化鋁鎵(AlGaN)層，布置在所述GaN層上，其中，氟區域嵌入所述AlGaN層中；

P型GaN層，布置在所述AlGaN層上；

源極部件和漏極部件，二者相互隔開且布置在所述AlGaN層上；

柵電極，布置在所述AlGaN層的上方且位于所述源極部件和所述漏極部件之間，其中，所述柵電極在所述氟區域的上方；以及

柵極介電層的一部分，布置在所述柵電極和所述AlGaN層之間，其中，所述柵極介電層的該部分覆蓋所述P型GaN層。

10.一種形成半導體結構的方法，所述方法包括：

在第一III-V化合物層上外延生長第二III-V化合物層，其中，載流子溝道位于所述第一III-V化合物層和所述第二III-V化合物層之間；

在所述第二III-V化合物層上形成源極部件和漏極部件；

在所述第二III-V化合物層上形成第三III-V化合物層；

在所述第二III-V化合物層的一部分和所述第三III-V化合物層的頂面上沉積柵極介電層；

用氟處理位于所述第二III-V化合物層的一部分上的柵極介電層；以及

在所述源極部件和所述漏極部件之間的經處理的柵極介電層上形成柵電極。