[發明專利]增強型高電子遷移率晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 201710839084.1
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN109524454B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 邱建維;林鑫成;林永豪
• 申請（專利權）人: 世界先進積體電路股份有限公司
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;賈磊

1.一種增強型高電子遷移率晶體管，其特征在于，包括：

一基板；

一第一III-V族半導體層，設置于該基板上；

一第二III-V族半導體層，設置于該第一III-V族半導體層上；

一第三III-V族半導體層，設置于該第二III-V族半導體層上，其中該第二III-V族半導體層與該第三III-V族半導體層包括相異的材料以形成一異質接合；

一非晶區，自該第三III-V族半導體層延伸進入該第二III-V族半導體層及該第一III-V族半導體層中以作為一隔離區，其中該非晶區是由部分的該第一III-V族半導體層、該第二III-V族半導體層、以及該第三III-V族半導體層通過一離子注入工藝而轉換形成；

一柵極電極，設置于該非晶區中；

一源極歐姆接觸，其中該源極歐姆接觸直接接觸該第三III-V族半導體層；以及

一漏極歐姆接觸，其中該漏極歐姆接觸直接接觸該第一III-V族半導體層。

2.如權利要求1所述的增強型高電子遷移率晶體管，其特征在于，該非晶區包括非晶化的III-V族半導體。

3.如權利要求1所述的增強型高電子遷移率晶體管，其特征在于，該第一III-V族半導體層包括N型的二元III-V族半導體，該第二III-V族半導體層包括P型的二元III-V族半導體，該第三III-V族半導體層包括未摻雜的三元III-V族半導體。

4.如權利要求3所述的增強型高電子遷移率晶體管，其特征在于，該第一III-V族半導體層包括N型的GaN，該第二III-V族半導體層包括P型的GaN，該第三III-V族半導體層包括未摻雜的AlGaN。

5.如權利要求1所述的增強型高電子遷移率晶體管，其特征在于，該第二III-V族半導體層包括一通道區，且該通道區的一通道長度實質上相同于該第二III-V族半導體層的一厚度。

6.如權利要求1所述的增強型高電子遷移率晶體管，其特征在于，更包括：

一柵極介電層，設置于該非晶區中，其中該柵極介電層圍繞該柵極電極。

7.如權利要求1所述的增強型高電子遷移率晶體管，其特征在于，該非晶區未延伸至該第一III-V族半導體層的一底表面。

8.一種增強型高電子遷移率晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供一基板；

形成一第一III-V族半導體層于該基板上；

形成一第二III-V族半導體層于該第一III-V族半導體層上；

形成一第三III-V族半導體層于該第二III-V族半導體層上，其中該第二III-V族半導體層與該第三III-V族半導體層包括相異的材料以形成一異質接合；

進行一離子注入工藝以使該第一III-V族半導體層的一部分、該第二III-V族半導體層的一部分及該第三III-V族半導體層的一部分轉換成一非晶區，其中該非晶區作為一隔離區且自該第三III-V族半導體層延伸進入該第二III-V族半導體層及該第一III-V族半導體層中；

形成一源極歐姆接觸與一漏極歐姆接觸，其中該源極歐姆接觸直接接觸該第三III-V族半導體層，且該漏極歐姆接觸直接接觸該第一III-V族半導體層；以及

形成一柵極電極于該非晶區中。

9.如權利要求8所述的增強型高電子遷移率晶體管的形成方法，其特征在于，該第一III-V族半導體層的該部分未延伸至該第一III-V族半導體層的一底表面。

10.如權利要求8所述的增強型高電子遷移率晶體管的形成方法，其特征在于，該離子注入工藝包括注入氧離子至該第一III-V族半導體層的該部分、該第二III-V族半導體層的該部分及該第三III-V族半導體層的該部分。