[發明專利]高電子移動率晶體管

有效

• 申請號: 201810026948.2
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN110034171B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 林鑫成;林信志;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: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/778
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;郭曉宇

本發明提供了一種高電子移動率晶體管，包括：緩沖層位于基板上；臨界電壓調整層位于緩沖層上；通道區位于緩沖層中，鄰近緩沖層與臨界電壓調整層的介面；能帶調整層，位于臨界電壓調整層上；第一增強層，順應性地覆蓋于臨界電壓調整層及能帶調整層上；柵極電極，位于第一增強層上；及源極/漏極電極，分別位于柵極電極的兩相對側，穿過臨界電壓調整層及第一增強層，設于緩沖層上；其中臨界電壓調整層與第一增強層為三五族半導體。

技術領域

本發明實施例有關于一種半導體技術，特別是有關于一種高電子移動率晶體管。

背景技術

高電子移動率晶體管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)因具有高崩潰電壓、高輸出電壓等優點，廣泛應用于高功率半導體裝置當中。

因米勒效應(Miller Effect)，寄生電容及寄生電感所造成的突波會使柵極的電壓升高，容易使元件不正常導通，造成元件燒毀。因此，高電子移動率晶體管需要提升臨界電壓(threshold voltage，Vt)以降低電路的損傷。

為形成增強型(enhancement mode，E-mode)高電子移動率晶體管，可使用凹蝕柵極(gate recess)的方式，但由于凹蝕柵極易產生工藝均勻性控制不易的問題，進一步影響電性參數的均勻性。

雖然現有的高電子移動率晶體管大致符合需求，但并非各方面皆令人滿意，特別是提升高電子移動率晶體管的臨界電壓與降低其導通電阻仍需進一步改善。

發明內容

根據一實施例，本發明提供一種高電子移動率晶體管包括：緩沖層位于基板上；臨界電壓調整層位于緩沖層上；通道區位于緩沖層中，鄰近緩沖層與臨界電壓調整層的介面；能帶調整層，位于臨界電壓調整層上；第一增強層，順應性地覆蓋于臨界電壓調整層及能帶調整層上；柵極電極，位于第一增強層上；及源極/漏極電極，分別位于柵極電極的相對側，穿過臨界電壓調整層及第一增強層，設于緩沖層上；其中臨界電壓調整層與第一增強層為三五族半導體，以及其中該第一增強層分隔該柵極電極和該能帶調整層。

根據其他的實施例，本發明提供一種高電子移動率晶體管包括：緩沖層，位于一基板上；臨界電壓調整層，位于緩沖層上；通道區，位于緩沖層中，鄰近緩沖層與臨界電壓調整層的介面；第一增強層，位于臨界電壓調整層上；柵極電極，位于第一增強層上；源極/漏極電極，分別位于柵極電極的兩相對側，穿過臨界電壓調整層及第一增強層，設于緩沖層上；及摻雜區，位于柵極電極下方的臨界電壓調整層及第一增強層中；其中摻雜區包括氟(F)，且臨界電壓調整層與增強層為三五族半導體。

本發明的技術效果在于，本發明的高電子移動率晶體管結構，于緩沖層上方形成臨界電壓調整層及增強層，通過調變其個別厚度及III-V族元素摩爾濃度，可調整壓電效應強弱，精準控制并提高高電子移動率晶體管的臨界電壓，同時維持良好均勻度，增強二維電子氣，并且降低導通電阻。

為讓本發明的上述目的、特征及優點能更明顯易懂，下文特舉數個實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。

附圖說明

以下將配合所附圖式詳述本發明實施例。應注意的是，依據在業界的標準做法，各種特征并未按照比例繪制且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本發明實施例的特征。

圖1為根據一些實施例所繪示的高電子移動率晶體管的剖面示意圖。

圖2為根據另一些實施例所繪示的高電子移動率晶體管的剖面示意圖。

圖3為根據又一些實施例所繪示的高電子移動率晶體管的剖面示意圖。

附圖標號：

100、200、300、400～高電子移動率晶體管；

102～基板；

104～緩沖層；