[發明專利]晶體管和制造晶體管的方法

在審

• 申請號: 202111067680.5
• 申請日: 2021-09-13
• 公開（公告）號: CN114497209A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 雷嘉成;J·J·杰里;L·S·素賽;陳學深
• 申請（專利權）人: 新加坡商格羅方德半導體私人有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/423;H01L21/335
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發明涉及晶體管和制造晶體管的方法，晶體管可以包括緩沖層、緩沖層上的源極和漏極接觸件、緩沖層上的阻擋層、阻擋層上的導電構件、介電堆疊和柵極金屬。阻擋層可以在源極接觸件和漏極接觸件之間。導電構件可以包括p摻雜的III?V族化合物。介電堆疊可以在阻擋層上和在導電構件上。介電堆疊可以包括第一介電層和在第一介電層上的第二介電層。第一和第二溝槽可以分別穿過介電堆疊延伸到導電構件和第一介電層。柵極金屬可以在介電堆疊上，并且可以通過第一溝槽接觸導電構件并且可以通過第二溝槽接觸第一介電層。

技術領域

各種實施例涉及晶體管和制造晶體管的方法。特別地，各種實施例涉及高電子遷移率晶體管。

背景技術

高電子遷移率晶體管(HEMT)是場效應晶體管，其中溝道是具有不同帶隙的兩種半導體材料之間的界面。有鑒于HEMT能夠承受高電壓并在高頻下工作，它們是理想的電源開關。已經開發了各種技術來使HEMT能夠在增強模式下運行，從而使HEMT正常關閉并需要在柵極上施加正偏壓以傳導電流。其中，p-GaN柵極HEMT能夠在實現常關操作(normally-offoperation)和易于量產之間取得良好的平衡。然而，當漏極電壓在具有高漏極偏置的關斷狀態(OFF-state)和具有高電流的導通狀態(ON-state)之間切換時，p-GaN柵極HEMT容易受到閾值電壓的不穩定性影響。

發明內容

根據各種實施例，晶體管可以包括緩沖層、緩沖層上的源極和漏極接觸件、緩沖層上的阻擋層、阻擋層上的導電構件、介電堆疊和柵極金屬。阻擋層可以在源極接觸件和漏極接觸件之間。導電構件可以包括p摻雜的III-V族化合物。介電堆疊可以在阻擋層上和在導電構件上。介電堆疊可以包括第一介電層和在第一介電層上的第二介電層。第一溝槽可以穿過介電堆疊延伸到導電構件。第二溝槽可以穿過介電堆疊延伸到第一介電層。柵極金屬可以在介電堆疊上。柵極金屬可以通過第一溝槽接觸導電構件并且可以通過第二溝槽接觸第一介電層。

根據各種實施例，可以提供一種制造晶體管的方法。該方法可以包括在緩沖層上形成源極和漏極接觸件。該方法還可以包括在緩沖層上、源極接觸件和漏極接觸件之間形成阻擋層。該方法還可以包括在阻擋層上形成導電構件。導電構件可以包括p摻雜的III-V族化合物。該方法還可以包括在阻擋層上和導電構件上形成介電堆疊。介電堆疊可以包括第一介電層和在第一介電層上的第二介電層。該方法可以包括在介電堆疊中形成第一溝槽和第二溝槽。第一溝槽可以延伸到導電構件。第二溝槽可以延伸到第一介電層。該方法還可以包括在介電堆疊上形成柵極金屬。柵極金屬可以通過第一溝槽接觸導電構件，并且可以通過第二溝槽接觸第一介電層。

附圖說明

在附圖中，相同的附圖標記在不同的視圖中通常表示相同的部分。附圖不一定按比例繪制，而是重點通常放在說明本發明的原理上。在以下描述中，參考以下附圖描述了各種實施例，其中：

圖1A示出了根據各種非限制性實施例的晶體管的簡化截面圖。

圖1B示出了根據各種非限制性實施例的晶體管的簡化截面圖。

圖2A至圖2F示出了根據各種非限制性實施例說明制造圖1的晶體管的方法的簡化截面圖。

圖3A示出了根據替代的非限制性實施例的晶體管的簡化截面圖。

圖3B示出了根據替代的非限制性實施例的晶體管的簡化截面圖。

圖4A至圖4D示出了根據各種非限制性實施例說明制造圖3的晶體管的方法的簡化截面圖。

圖5A示出了圖1的晶體管的部分截面中的電場的模擬熱圖。

圖5B示出了現有技術晶體管的部分截面中的電場的模擬熱圖，用于與圖5A進行比較。

圖6是示出圖1的晶體管的漏極電流(ID)如何隨漏極電壓(VD)變化的曲線圖。

圖7是示出對于圖1的晶體管的ID如何隨VD變化的曲線圖。