[發明專利]用于HEMT器件的側壁鈍化

在審

• 申請號: 201510212686.5
• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN105047707A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 邱漢欽;陳祈銘;蔡正原;姚福偉
• 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;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;李偉

1.一種高電子遷移率晶體管(HEMT)，包括：

異質結結構，布置在半導體襯底上方，所述異質結結構包括：用作所述HEMT的溝道區的由第一III-氮化物材料制成的二元III/V半導體層以及用作阻擋層的布置在所述二元III/V半導體層上方并且由第二III-氮化物材料制成的三元III/V半導體層；

源極區和漏極區，布置在所述三元III/V半導體層上方并且彼此橫向間隔開；

柵極結構，布置在所述異質結結構上方并且布置在所述源極區和所述漏極區之間，其中，所述柵極結構由第三III-氮化物材料制成；以及

第一鈍化層，設置在所述柵極結構的側壁周圍并且由第四III-氮化物材料制成。

2.根據權利要求1所述的HEMT，其中，所述柵極結構的所述第三III-氮化物材料是二元III/V半導體材料并且具有與所述第一III-氮化物材料相同的二元半導體組分，并且所述第一鈍化層的所述第四III-氮化物材料是二元III/V半導體材料并且具有與所述第一III-氮化物材料和所述第二III-氮化物材料不同的二元半導體組分。

3.根據權利要求1所述的HEMT，其中，所述柵極結構是摻雜的n型或摻雜的p型柵極結構，并且其中，所述二元III/V半導體層是固有的半導體材料。

4.根據權利要求1所述的HEMT，其中，所述第一鈍化層是共形的并且具有在5埃和500埃之間的厚度。

5.根據權利要求1所述的HEMT，還包括：

第二鈍化層，具有50nm至500nm的厚度并且共形地覆蓋所述第一鈍化層，其中，所述第二鈍化層的材料組分與所述第一鈍化層的材料組分不同。

6.根據權利要求1所述的HEMT，還包括：

一個或多個緩沖層，位于所述二元III/V半導體層下方，其中，最上緩沖層由所述第二III-氮化物材料制成，并且其中，位于所述最上緩沖層下方的下緩沖層由所述第一III-氮化物材料制成。

7.根據權利要求6所述的HEMT，其中，所述第一鈍化層由與所述下緩沖層相同的材料制成。

8.根據權利要求7所述的HEMT，其中：

所述二元III/V半導體層的所述第一III-氮化物材料是GaN；

所述三元III/V半導體層的所述第二III-氮化物材料是Al_xGa_1-xN；

所述柵極結構的所述第三III-氮化物材料是n型GaN或p型GaN；以及

所述第一鈍化層的所述第四III-氮化物材料是AlN或BN。

9.一種在襯底上形成增強模式、高電子遷移率晶體管(e-HEMT)的方法，包括：

在所述襯底上方形成二元III-氮化物溝道層；

在所述二元III-氮化物溝道層上方形成三元III-氮化物阻擋層，其中，所述三元III-氮化物阻擋層在異質結界面處與所述二元III-氮化物溝道層接觸；

在所述三元III-氮化物阻擋層上方形成二元III-氮化物柵極層，并且以供體或受體雜質摻雜所述二元III-氮化物柵極層；

去除摻雜的二元III-氮化物柵極層的選擇部分以形成具有柵極上表面和柵極外側壁的圖案化的摻雜的二元III-氮化物柵極結構，并且使得所述三元III-氮化物阻擋層的上表面區暴露；以及

在所述三元III-氮化物阻擋層的柵極上表面、柵極外側壁和暴露的上表面區上方形成第一共形鈍化層。

10.一種形成在襯底上的增強模式高電子遷移率晶體管(HEMT)，包括：

AlN緩沖層，位于所述襯底上方；

AlGaN緩沖層，位于所述AlN緩沖層上方；

GaN溝道層，位于所述AlGaN緩沖層上方；

AlGaN阻擋層，位于所述GaN溝道層上方；

GaN柵極結構，位于所述AlGaN阻擋層上方，其中，所述GaN柵極結構摻雜有受體或供體雜質并且具有柵極結構上表面和柵極結構外側壁；以及

AlN或BN共形鈍化層，位于所述柵極結構上表面上方并且鄰接所述柵極結構外側壁。