[發(fā)明專利]一種增強型晶體管的制備方法及增強型晶體管

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111602296.0
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114496789A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季亞軍;吳勇;王東;陳興;黃永;韓超;陳軍飛;操焰;常娟雄;陸俊;孫凱;張進成
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學蕪湖研究院
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/06;H01L29/778
• 代理公司: 上海駟合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31405
• 代理人: 于秀

1.一種增強型晶體管的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供包含第一半導體層和第二半導體層的異質(zhì)結(jié)；所述第二半導體層形成于所述第一半導體層上，且具有寬于所述第一半導體層的帶隙，所述異質(zhì)結(jié)中形成有二維電子氣；所述第二半導體層包括第一勢壘層、插入層和第二勢壘層，所述插入層的熱分解溫度低于所述第二勢壘層的熱分解溫度；

對所述第二半導體層進行干法刻蝕形成延伸至所述插入層中的第一凹槽；

對所述第一凹槽進行熱分解刻蝕，形成第二凹槽；熱分解刻蝕到達所述第二勢壘層時自停止；

在所述第二凹槽中外延生長P型摻雜層；所述P型摻雜層用于使分布于柵下區(qū)域的二維電子氣耗盡；

制備源極、漏極和柵極；所述源極和所述漏極均生長于所述第二半導體層內(nèi)，所述柵極位于所述源極和所述漏極之間，且所述柵極生長于所述P型摻雜層上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型晶體管的制備方法，其特征在于，所述P型摻雜層生長于所述第二凹槽內(nèi)以及所述第一勢壘層上；所述制備源極、漏極和柵極的步驟之前，還包括：

在所述P型摻雜層上設(shè)置掩膜層，并熱氧化從所述掩膜層中暴露的P型摻雜層形成高阻層；所述掩膜層覆蓋所述柵極、所述源極和所述漏極的生長區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強型晶體管的制備方法，其特征在于，所述對所述第一凹槽進行熱分解刻蝕，形成第二凹槽的步驟，包括：

在化學氣相沉積反應室中分解氣氛下對所述第一凹槽進行熱分解刻蝕，形成所述第二凹槽；此時，所述化學氣相沉積反應室中的溫度為第一溫度；

所述在所述第二凹槽中外延生長P型摻雜層的步驟，包括：

關(guān)閉所述分解氣氛，并將所述化學氣相沉積反應室中的溫度調(diào)整為第二溫度后，在所述第二凹槽中以及所述第一勢壘層上外延生長所述P型摻雜層；所述第二溫度高于所述第一溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強型晶體管的制備方法，其特征在于，所述制備源極、漏極和柵極的步驟包括：

分別對所述源極和所述漏極的生長區(qū)域進行刻蝕形成源槽和漏槽；所述源槽和所述漏槽延伸至所述第一勢壘層內(nèi)或者延伸置所述插入層內(nèi)或者延伸至所述第二勢壘層內(nèi)；

分別在所述源槽和所述漏槽內(nèi)生長所述源極和所述漏極；

在所述P型摻雜層上生長所述柵極。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的增強型晶體管的制備方法，其特征在于，所述在所述P型摻雜層上生長所述柵極的步驟，包括：

對所述P型摻雜層進行低功率等離子體氧化處理，形成氧化層；所述氧化層的厚度為納米級；

在所述氧化層上生長所述柵極。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的增強型晶體管的制備方法，其特征在于，所述P型摻雜層為p-GaN層。

7.一種增強型晶體管，其特征在于，包括：

異質(zhì)結(jié)，包括第一半導體層以及形成于所述第一半導體層上的第二半導體層，且所述第二半導體層具有寬于所述第一半導體層的帶隙，所述異質(zhì)結(jié)中形成有二維電子氣；所述第二半導體層包括第一勢壘層、插入層和第二勢壘層，所述插入層的熱分解溫度低于所述第二勢壘層的熱分解溫度；

P型摻雜層，生長于所述第一勢壘層和所述插入層中，且延伸所述第二勢壘層處；

源極、漏極和柵極，所述源極和所述漏極均生長與所述第二半導體層內(nèi)，所述柵極位于所述源極和所述漏極之間，且所述柵極生長于所述P型摻雜層上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增強型晶體管，其特征在于，所述P型摻雜層延伸至所述第一勢壘層上，所述P型摻雜層與所述源極以及與所述漏極之間的間隙填充有高阻層。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的增強型晶體管，其特征在于，還包括：

氧化層，所述氧化層形成于所述P型摻雜層上，且所述氧化層的厚度為納米級；所述柵極形成于所述氧化層上。