层的栅电极开口，其中，所述栅电极开口终止于所述图案化的掺杂的二元II1-氮化物栅极结构上；以及在所述栅电极开口中形成导电栅电极衬垫。
[0054]在上述方法中，还包括:在所述第一共形钝化层上方形成第二共形钝化层，其中，通过与形成所述第一共形钝化层不同的技术形成所述第二共形钝化层，其中，所述方法还包括:在所述第二共形钝化层上方形成源极/漏极掩模；在所述源极/漏极掩模位于适当的位置的情况下，实施蚀刻以形成源极/漏极开口，所述源极/漏极开口延伸穿过所述第一共形钝化层和所述第二共形钝化层并且终止于所述三元II1-氮化物阻挡层上；以及以导电材料填充所述源极/漏极开口，所述方法还包括:图案化所述导电材料以形成源极/漏极导电主体；在所述源极/漏极导电主体上方形成介电覆盖层；在所述介电覆盖层上方形成栅电极掩模；在所述栅电极掩模位于适当的位置的情况下，实施蚀刻以形成延伸穿过所述介电覆盖层、所述第一共形钝化层和所述第二共形钝化层的栅电极开口，其中，所述栅电极开口终止于所述图案化的掺杂的二元II1-氮化物栅极结构上；以及在所述栅电极开口中形成导电栅电极衬垫，其中，所述二元II1-氮化物沟道层由GaN制成；所述三元II1-氮化物阻挡层由AlxGa1 XN制成；所述图案化的掺杂的二元II1-氮化物栅极结构是η型GaN或ρ型GaN ;所述第一共形钝化层是AlN或BN ;所述第二共形钝化层是S12S SiN ;以及所述介电覆盖层是SiN或Si02。
[0055]在上述方法中，还包括:在所述第一共形钝化层上方形成第二共形钝化层，其中，通过与形成所述第一共形钝化层不同的技术形成所述第二共形钝化层，其中，所述方法还包括:在所述衬底上方形成所述二元II1-氮化物沟道层之前，形成第一缓冲层；以及在所述衬底上方形成所述二元II1-氮化物沟道层之前，在所述第一缓冲层上方形成第二缓冲层。
[0056]在上述方法中，还包括:在所述第一共形钝化层上方形成第二共形钝化层，其中，通过与形成所述第一共形钝化层不同的技术形成所述第二共形钝化层，其中，所述方法还包括:在所述衬底上方形成所述二元II1-氮化物沟道层之前，形成第一缓冲层；以及在所述衬底上方形成所述二元II1-氮化物沟道层之前，在所述第一缓冲层上方形成第二缓冲层，其中，所述第一共形钝化层由与所述第一缓冲层相同的材料制成。
[0057]又其他实施例涉及形成在衬底上的高电子迀移率晶体管(HEMT)。HEMT包括位于衬底上方的AlN缓冲层。AlGaN缓冲层布置在AlN缓冲层上方。GaN沟道层布置在AlGaN缓冲层上方。AlGaN阻挡层布置在GaN沟道层上方。GaN栅极结构布置在AlGaN阻挡层上方。GaN栅极结构掺杂有受体或供体杂质并且具有栅极结构上表面和栅极结构外侧壁。AlN或BN共形钝化层布置在栅极结构上表面上方并且邻接栅极结构外侧壁。
[0058]在上述HEMT中，所述HEMT还包括:第二钝化层，具有50nm至500nm的厚度并且共形地覆盖所述AlN或BN共形钝化层，其中，所述第二钝化层的材料组分与所述AlN或BN共形钝化层的材料组分不同。
[0059]上面概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的方面。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实施与本文所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，本文中他们可以做出多种变化、替换以及改变。
【主权项】
1.一种高电子迀移率晶体管(HEMT)，包括: 异质结结构，布置在半导体衬底上方，所述异质结结构包括:用作所述HEMT的沟道区的由第一 II1-氮化物材料制成的二元III/V半导体层以及用作阻挡层的布置在所述二元III/V半导体层上方并且由第二 II1-氮化物材料制成的三元III/V半导体层； 源极区和漏极区，布置在所述三元III/V半导体层上方并且彼此横向间隔开； 栅极结构，布置在所述异质结结构上方并且布置在所述源极区和所述漏极区之间，其中，所述栅极结构由第三II1-氮化物材料制成；以及 第一钝化层，设置在所述栅极结构的侧壁周围并且由第四II1-氮化物材料制成。2.根据权利要求1所述的HEMT，其中，所述栅极结构的所述第三II1-氮化物材料是二元m/V半导体材料并且具有与所述第一 m-氮化物材料相同的二元半导体组分，并且所述第一钝化层的所述第四II1-氮化物材料是二元III/V半导体材料并且具有与所述第一II1-氮化物材料和所述第二 II1-氮化物材料不同的二元半导体组分。3.根据权利要求1所述的HEMT，其中，所述栅极结构是掺杂的η型或掺杂的ρ型栅极结构，并且其中，所述二元III/V半导体层是固有的半导体材料。4.根据权利要求1所述的ΗΕΜΤ，其中，所述第一钝化层是共形的并且具有在5埃和500埃之间的厚度。5.根据权利要求1所述的HEMT，还包括: 第二钝化层，具有50nm至500nm的厚度并且共形地覆盖所述第一钝化层，其中，所述第二钝化层的材料组分与所述第一钝化层的材料组分不同。6.根据权利要求1所述的HEMT，还包括: 一个或多个缓冲层，位于所述二元III/V半导体层下方，其中，最上缓冲层由所述第二II1-氮化物材料制成，并且其中，位于所述最上缓冲层下方的下缓冲层由所述第一 II1-氮化物材料制成。7.根据权利要求6所述的HEMT，其中，所述第一钝化层由与所述下缓冲层相同的材料制成。8.根据权利要求7所述的HEMT，其中: 所述二元III/V半导体层的所述第一 II1-氮化物材料是GaN ; 所述三元III/V半导体层的所述第二 II1-氮化物材料是AlxGa1 XN ; 所述栅极结构的所述第三II1-氮化物材料是η型GaN或ρ型GaN ;以及 所述第一钝化层的所述第四II1-氮化物材料是AlN或ΒΝ。9.一种在衬底上形成增强模式、高电子迀移率晶体管(e-HEMT)的方法，包括: 在所述衬底上方形成二元II1-氮化物沟道层； 在所述二元II1-氮化物沟道层上方形成三元II1-氮化物阻挡层，其中，所述三元II1-氮化物阻挡层在异质结界面处与所述二元II1-氮化物沟道层接触； 在所述三元II1-氮化物阻挡层上方形成二元II1-氮化物栅极层，并且以供体或受体杂质掺杂所述二元II1-氮化物栅极层； 去除掺杂的二元II1-氮化物栅极层的选择部分以形成具有栅极上表面和栅极外侧壁的图案化的掺杂的二元II1-氮化物栅极结构，并且使得所述三元II1-氮化物阻挡层的上表面区暴露；以及 在所述三元II1-氮化物阻挡层的栅极上表面、栅极外侧壁和暴露的上表面区上方形成第一共形钝化层。10.一种形成在衬底上的增强模式高电子迀移率晶体管(HEMT)，包括: AlN缓冲层，位于所述衬底上方； AlGaN缓冲层，位于所述AlN缓冲层上方； GaN沟道层，位于所述AlGaN缓冲层上方； AlGaN阻挡层，位于所述GaN沟道层上方； GaN栅极结构，位于所述AlGaN阻挡层上方，其中，所述GaN栅极结构掺杂有受体或供体杂质并且具有栅极结构上表面和栅极结构外侧壁；以及 AlN或BN共形钝化层，位于所述栅极结构上表面上方并且邻接所述栅极结构外侧壁。
【专利摘要】本发明的一些实施例涉及包括布置在半导体衬底上方的异质结结构的高电子迁移率晶体管(HEMT)。异质结结构包括用作e-HEMT的沟道区的由第一III-氮化物材料制成的二元III/V半导体层以及用作阻挡层的布置在二元III/V半导体层上方并且由第二III-氮化物材料制成的三元III/V半导体层。源极区和漏极区布置在三元III/V半导体层上方并且彼此横向间隔开。栅极结构布置在异质结结构上方并且布置在源极区和漏极区之间。栅极结构由第三III-氮化物材料制成。第一钝化层设置在栅极结构的侧壁周围并且由第四III-氮化物材料制成。本发明的实施例还涉及用于HEMT器件的侧壁钝化。
【IPC分类】H01L21/335, H01L29/778
【公开号】CN105047707
【申请号】CN201510212686
【发明人】邱汉钦, 陈祈铭, 蔡正原, 姚福伟
【申请人】台湾积体电路制造股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月29日
【公告号】US20150318387