[發(fā)明專(zhuān)利]垂直型高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010162428.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111463260B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽長(zhǎng)飛先進(jìn)半導(dǎo)體有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/06;H01L29/10;H01L29/205;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 馬榮

1.一種垂直型高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括：

襯底；

電流阻擋層，所述電流阻擋層設(shè)置在所述襯底的一側(cè)，所述電流阻擋層中具有導(dǎo)電通孔；

溝道層，所述溝道層設(shè)置在所述電流阻擋層遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)；

勢(shì)壘層，所述勢(shì)壘層設(shè)置在所述溝道層遠(yuǎn)離所述電流阻擋層的一側(cè)，所述勢(shì)壘層和所述溝道層相接觸的界面處形成有第一二維電子氣，所述第一二維電子氣形成在所述溝道層一側(cè)，所述勢(shì)壘層中具有凹槽，所述凹槽的底部和所述溝道層之間的距離不大于5nm；

鈍化層，所述鈍化層設(shè)置在所述勢(shì)壘層遠(yuǎn)離所述溝道層的一側(cè)，且所述鈍化層覆蓋所述勢(shì)壘層的朝向所述凹槽內(nèi)部的側(cè)壁，所述鈍化層不覆蓋所述凹槽的底部；

半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層設(shè)置在所述凹槽中，所述半導(dǎo)體層和所述溝道層的界面處形成有第二二維電子氣，所述第二二維電子氣形成在所述半導(dǎo)體層一側(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直型高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述勢(shì)壘層的禁帶寬度大于所述溝道層的禁帶寬度，所述半導(dǎo)體層的禁帶寬度小于所述溝道層的禁帶寬度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直型高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，形成所述勢(shì)壘層的材料包括Al_mGa_(1-m)N晶體，其中，0.15≤m≤0.80，所述勢(shì)壘層的厚度不小于30nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直型高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，形成所述半導(dǎo)體層的材料包括In_nGa_(1-n)N晶體，其中，0＜n≤0.45，所述半導(dǎo)體層的厚度不小于30nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直型高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述電流阻擋層的厚度為h，10nm≤h＜1000nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直型高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，進(jìn)一步包括：

成核層，所述成核層設(shè)置在所述襯底的一側(cè)；

緩沖層，所述緩沖層設(shè)置在所述成核層遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)，所述電流阻擋層形成在所述緩沖層中；

防擴(kuò)散層，所述防擴(kuò)散層設(shè)置在所述緩沖層遠(yuǎn)離所述成核層的一側(cè)；

所述溝道層設(shè)置在所述防擴(kuò)散層遠(yuǎn)離所述緩沖層的一側(cè)；

柵極，所述柵極設(shè)置在所述半導(dǎo)體層遠(yuǎn)離所述溝道層的一側(cè)，所述凹槽在所述襯底上的正投影不大于所述柵極在所述襯底上的正投影，所述柵極在所述襯底上的正投影不小于所述導(dǎo)電通孔在所述襯底上的正投影；

源極，所述源極設(shè)置在所述勢(shì)壘層遠(yuǎn)離所述溝道層的一側(cè)，所述源極和所述勢(shì)壘層相接觸；

漏極，所述漏極設(shè)置在所述襯底遠(yuǎn)離所述成核層的一側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的垂直型高電子遷移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，

形成所述襯底的材料包括氮化鎵、鋁鎵氮、銦鎵氮、鋁銦鎵氮、磷化銦、砷化鎵、碳化硅、金剛石、藍(lán)寶石、鍺、硅中的一種或多種；

形成所述緩沖層的材料包括n型氮化鎵晶體、非故意摻雜的氮化鎵晶體中的一種或多種；

形成所述防擴(kuò)散層的材料包括氮化鋁；

形成所述電流阻擋層的材料包括p型氮化鎵；

形成所述溝道層的材料包括非故意摻雜的氮化鎵晶體；

形成所述鈍化層的材料包括二氧化硅、氮化硅中的一種或多種；

形成所述源極和所述漏極的材料包括鈦、鋁、鎳、金、鉭中的一種或多種；

形成所述柵極的材料包括鎳、金、鈀、鉑中的一種或多種。