[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710051154.7
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107046053B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳柏智;余俊磊;張耀中;蔡俊琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/20;H01L29/201;H01L29/778
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)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：

襯底；

第一III-V族化合物層，位于所述襯底上方；

第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層，位于所述第一Ⅲ-Ⅴ族化合物層上；

第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層，位于所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層上；

源極區(qū)，位于所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層上；

漏極區(qū)，位于所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層上，

第一介電層，穿透所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層并且位于所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層上；以及

柵極區(qū)，位于所述第一介電層上，

其中，在頂部視圖中所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層未與所述第一介電層重疊；

所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層的側(cè)壁與所述第一介電層的側(cè)壁間隔開(kāi)第一橫向距離；

朝向柵極區(qū)的漏極區(qū)的整體的側(cè)壁與所述第一介電層的側(cè)壁間隔開(kāi)第二橫向距離；

所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層的側(cè)壁、所述漏極區(qū)的側(cè)壁以及所述第一介電層的側(cè)壁位于所述柵極區(qū)的相同側(cè)上；并且

所述第二橫向距離大于所述第一橫向距離，

所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層的鋁百分比大于所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層的鋁百分比，所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層與所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層直接接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其中，所述第一介電層的最底部部分與所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層相接，并且與所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層的底部共面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其中，所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層的鋁百分比與所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層的鋁百分比的比率在從1.1至2.5的范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電子遷移率晶體管，還包括位于所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層上的多個(gè)Ⅲ-Ⅴ族化合物層，其中，所述多個(gè)Ⅲ-Ⅴ族化合物層的每個(gè)的鋁百分比大于所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層的鋁百分比。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其中，所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層的鋁百分比在從12％至18％的范圍內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其中，所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層的鋁百分比在從23％至40％的范圍內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其中，

所述第二橫向距離是所述漏極區(qū)和所述第一介電層之間最遠(yuǎn)的；并且

所述第一橫向距離和所述第二橫向距離的比率為0.8。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其中，所述第一Ⅲ-Ⅴ族化合物層包括GaN、GaAs或InP。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其中，所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層和所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層包括AlGaN、AlGaAs或AlInP。

10.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：

提供襯底；

在所述襯底上方形成第一III-V族化合物層；

在所述第一Ⅲ-Ⅴ族化合物層上形成具有第一鋁濃度的第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層；

在所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層上形成具有第二鋁濃度的第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層；

在所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層上形成源極區(qū)；以及

在所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層上形成漏極區(qū)，

其中，所述第二鋁濃度高于所述第一鋁濃度，

在所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層上形成穿過(guò)所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層的第一介電層，以及在所述第一介電層上形成柵極區(qū)，

所述第一介電層的最底部部分與所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層相接，并且與所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層的底部共面。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，使用金屬有機(jī)汽相外延(MOVPE)外延生長(zhǎng)所述第二Ⅲ-Ⅴ族化合物層和所述第三Ⅲ-Ⅴ族化合物層。