[發(fā)明專利]場效應晶體管和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480052849.1
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN105580140B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 楚榮明;瑪麗·Y·陳;李子健“雷伊”;卡里姆·S·布特羅;陳旭;大衛(wèi)·F·布朗;亞當·J·威廉姆斯
• 申請（專利權）人: HRL實驗室有限責任公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京匯思誠業(yè)知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 王剛;龔敏

1.一種場效應晶體管(FET)，包括：

多個半導體層；

接觸所述半導體層中的至少一層的源極；

接觸所述半導體層中的至少一層的漏極；

覆蓋所述源極和所述漏極之間的所述半導體層的頂面的一部分的第一介電體層；

延伸通過所述第一介電體層并且具有位于所述半導體層的所述頂面上或位于所述半導體層中的一層內的底部的第一溝槽；

內襯所述第一溝槽并且覆蓋所述第一介電體層的一部分的第二介電體層；

在所述半導體層、所述第一介電體層和所述第二介電體層上方的第三介電體層；

第二溝槽，所述第二溝槽延伸通過所述第三介電體層并且具有位于所述第二介電體層的表面上的所述第一溝槽中或位于所述第二介電體層內的底部，并且所述第二溝槽在所述第一介電體層上的所述第二介電體層的一部分上方延伸；和

填充所述第二溝槽的柵極；

其中所述第二介電體層包含在所述第一溝槽的底部的單晶AlN層；并且

所述第二介電體層包含在所述單晶AlN層上的多晶AlN層。

2.權利要求1所述的FET，進一步包括：

包含硅(Si)、碳化硅(SiC)、藍寶石(Al₂O₃)、氮化鎵(GaN)或氮化鋁(AlN)的基板；

其中所述多個半導體層在所述基板上并包括：

III族氮化物溝道層；和

在所述溝道層上方的勢壘層。

3.權利要求2所述的FET，其中：

所述溝道層包含GaN并且具有5納米至幾微米的厚度；且

所述勢壘層包含具有1-30納米的厚度且具有25％Al成分的AlGaN。

4.權利要求2所述的FET，其中：

所述溝道層和所述勢壘層的界面與所述第一溝槽的底部之間的距離等于或大于0納米且小于或等于10納米。

5.權利要求1所述的FET，其中：

所述第一介電體層通過金屬有機化學氣相沉積沉積；且

所述第三介電體層通過等離子體增強化學氣相沉積沉積。

6.權利要求1所述的FET，其中：

所述第一介電體層包含在大于600攝氏度的溫度下通過金屬有機化學氣相沉積沉積的SiN；且

所述第三介電體層包含在低于500攝氏度的溫度下通過等離子體增強化學氣相沉積沉積的SiN。

7.權利要求1所述的FET，其中:

所述柵極在所述第三介電體層的上方部分地朝向所述源極和所述漏極延伸以形成集成的柵場板。

8.權利要求1所述的FET，其中:

所述第一介電體層包含具有1nm-100nm的厚度的SiN；和

所述第三介電體層包含具有10nm-500nm的厚度的SiN。

9.權利要求1所述的FET，其中所述第二介電體層包括：

在所述第一溝槽的底部處的單晶AlN層；

在所述單晶AlN層上的多晶AlN層；和

在所述多晶AlN層上的包含SiN的絕緣層。

10.權利要求9所述的FET，其中：

所述單晶AlN層在大于600℃且小于1100℃的溫度下生長；

所述多晶AlN層在大于300℃且小于900℃的溫度下生長。

11.權利要求9所述的FET，其中：

所述單晶AlN層為至多2nm厚；

所述多晶AlN層為1nm-50nm厚；且

所述絕緣層為1nm-50nm厚。