[發明專利]具有工程襯底的III族氮化物晶體管

有效

• 申請號: 201480001977.3
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104798206B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 儲榮明;李紫劍;卡里姆·保特羅斯
• 申請（專利權）人: HRL實驗室有限責任公司
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/335
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 顧麗波,井杰

1.一種晶體管，包括：

多個外延層；

電連接至所述外延層中溝道層的漏極電極，其中所述漏極電極具有第一橫向寬度；

電連接至所述溝道層的源極電極；

背面金屬層；

在所述外延層的第一部分和所述背面金屬層之間的襯底；以及

在所述外延層的第二部分和所述背面金屬層之間的介質層，其中所述介質層具有第二橫向寬度，所述第二橫向寬度大于所述第一橫向寬度；

其中，所述背面金屬層與所述襯底和所述介質層直接接觸；

其中，所述介質層處在漏極電極和所述背面金屬層之間并且直接處在所述漏極電極下方；

其中，所述介質層不處在所述源極電極下方；以及

其中，所述介質層不處在柵極電極下方。

2.如權利要求1所述的晶體管：

其中所述多個外延層包括：

緩沖層；

在所述緩沖層上方的所述溝道層；以及

在所述溝道層上方的勢壘層；以及

其中所述晶體管還包括：

在所述源極電極和所述漏極電極之間的所述勢壘層上的所述柵極電極；以及

其中：

所述襯底在所述緩沖層的第一部分和所述背面金屬層之間；以及

所述介質層在所述緩沖層的第二部分和所述背面金屬層之間。

3.如權利要求1所述的晶體管，其中所述襯底包括硅或SiC。

4.如權利要求1所述的晶體管，其中所述介質層包括苯并環丁烯(BCB)。

5.如權利要求2所述的晶體管，其中

所述緩沖層包括III族氮化物材料；

所述溝道層包括III族氮化物材料；

所述勢壘層包括III族氮化物材料并且具有比所述溝道層更大的能量帶隙。

6.如權利要求1所述的晶體管，其中所述背面金屬層電連接至所述襯底和所述介質層。

7.如權利要求1所述的晶體管，其中所述背面金屬層處于接地電壓。

8.如權利要求2所述的晶體管，其中：

所述溝道層包括GaN；以及

所述勢壘層包括AlGaN。

9.如權利要求1所述的晶體管，其中

所述背面金屬包括AuGe。

10.如權利要求2所述的晶體管，其中：

所述溝道層的厚度在5納米至2微米的范圍內；以及

所述勢壘層的厚度在5-30納米的范圍內。

11.如權利要求1所述的晶體管，其中：

所述多個外延層包括III族氮化物層。

12.如權利要求1所述的晶體管，其中：

所述介質層處在所述晶體管的漏極電極下方的一側。

13.一種制作晶體管的方法，包括：

在襯底上形成多個外延層；

形成電連接至所述外延層中溝道層的漏極電極，其中所述漏極電極具有第一橫向寬度；

形成電連接至所述外延層中所述溝道層的源極電極；

采用可移除材料覆蓋所述漏極電極、所述源極電極、和所述外延層的頂層；

將載體晶片鍵合至所述可移除材料；

刻蝕掉所述漏極下方的所述襯底的一部分；

在所述襯底的刻蝕掉的部分中沉積介質層，其中所述介質層具有第二橫向寬度，所述第二橫向寬度大于所述第一橫向寬度；

在所述襯底和所述介質層上沉積背面金屬；以及

移除所述載體晶片和所述可移除材料，

其中，所述背面金屬層與所述襯底和所述介質層直接接觸；

其中，所述介質層處在漏極電極和所述背面金屬層之間并且直接處在所述漏極電極下方；

其中，所述介質層不處在所述源極電極下方；以及

其中，所述介質層不處在柵極電極下方。