用于控制垂直型氮化镓场效应晶体管中的侧壁取向的方法及系统与流程

用于控制垂直型氮化镓场效应晶体管中的侧壁取向的方法及系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年4月8日提交的第63/172,525号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的公开内容通过引用其整体并入本文，以用于所有目的。


背景技术：

3.在垂直型功率晶体管中，电流从晶体管的顶表面流到晶体管衬底的背面或底表面，由于与流过晶体管的电流是横向的器件相比，垂直型功率晶体管可以以减小的面积成型，因此其通常用于控制高电流和高电压。
4.iii族氮化物材料，特别是氮化镓(gan)，允许制造具有高击穿电压(例如，超过1200伏)的垂直型基于fet的功率晶体管，同时与硅或碳化硅材料相比，提供了显著降低的比导通电阻(即，器件的导通电阻乘以器件面积)。
5.尽管在垂直型功率晶体管领域取得了一定进展，但本领域仍需要改进与垂直型功率晶体管相关的方法和系统。


技术实现要素：

6.本发明总体上涉及电子领域，更具体地，本发明涉及用于在制造场效应晶体管(fet)栅极-沟道界面期间实现侧壁取向控制的器件和方法，其中所述栅极-沟道界面用于控制垂直型fet(例如，使用iii族氮化物材料制造的垂直型功率fet)的沟道区中的电流。本发明的实施例可应用于各种不同的垂直型fet结构和栅极配置。
7.在一个实施例中，一种提供在iii族氮化物衬底上的垂直型fet，其中该垂直型fet的栅极界面设置在与iii族氮化物衬底的c平面垂直的平面上。位于栅极界面的表面上并平行于c平面的方向矢量是
±
0.3
°
的中的一者；例如，位于栅极界面表面并平行于c平面的方向矢量可以是
±
0.15
°
的中的一者。
8.根据本发明的一个实施例，提供了基于iii族-n的垂直型晶体管。该基于iii族-n的垂直型晶体管包括：iii族-n衬底、源极、漏极和包括iii族-n晶体材料并且在源极和漏极之间延伸的沟道。所述沟道包括相对于iii族-n晶体材料的m平面以
±
0.3
°
对准的至少一个侧壁表面。该基于iii族-n的垂直型晶体管还包括电耦合到沟道的至少一个侧壁表面的栅极。
9.根据本发明的另一实施例，提供了基于鳍片的场效应晶体管(finfet)。该finfet包括氮化镓(gan)衬底或外延晶片和多个鳍片，所述多个鳍片中的每一者限定在源极和漏极之间延伸的沟道。多个鳍片中的每一者的侧壁表面相对于gan衬底的m平面以
±
0.3
°
对准。finfet还包括电耦合到多个鳍片中的每一者的侧壁表面的栅极组。
10.根据本发明的特定实施例，提供在iii族氮化物衬底上制造场效应晶体管(fet)的方法。该方法包括：提供iii族氮化物衬底或外延晶片；相对于iii族氮化物衬底或外延晶片对准掩模；以及形成包括多个掩模图案的掩模层(也称为遮蔽层)。所述方法还包括：使用多
个掩模图案来图案化多个栅极区，以形成多个栅极界面区，所述多个栅极界面区以
±
0.3
°
对准地平行于iii族氮化物衬底的方向中的一者；以及形成与多个栅界面区接触的多个栅区。该方法还包括：形成栅电极组、形成源电极以及形成漏电极。
11.通过本公开相对于传统技术实现了许多益处。例如，本公开的实施例提供用于将器件结构与半导体材料的晶体学平面对准的方法和系统。在特定示例中，制造垂直型finfet的侧壁，使得侧壁以
±
0.3
°
平行于gan衬底的m平面。对于侧壁定向的这种控制(其可称为侧壁横向定向)提供了对垂直型finfet装置的阈值电压的高水平控制。结合下面的文本和相应的附图来更详细地描述本公开的这些和其他实施例及其许多优点和特征。
附图说明
12.图1a是图示了根据本发明实施例的处于第一制造阶段的衬底结构的简化截面图。
13.图1b是图示了根据本发明实施例的处于第二制造阶段的图1a所示的衬底结构的简化截面图。
14.图1c是图示了根据本发明实施例的处于第三制造阶段的图1a所示的衬底结构的简化截面图。
15.图1d是图示了根据本发明实施例的处于第四制造阶段的图1a所示的衬底结构的简化截面图。
16.图2a是根据本发明实施例的半导体衬底的简化平面图。
17.图2b是根据本发明实施例的相对于衬底平面对准的一组掩模图案的简化平面图。
18.图3a是图示了六方晶体结构的简化透视图。
19.图3b是根据本发明实施例的相对于衬底方向未对准的掩模图案的简化平面图。
20.图3c是根据本发明实施例的相对于衬底方向未对准的掩模图案和所得蚀刻表面的简化透视图。
21.图4是图示了根据本发明实施例的阈值电压变化的曲线图，其中该阈值电压作为掩模图案相对于取向平面对准的函数。
22.图5是图示了根据本发明实施例的制造垂直型晶体管的方法的简化流程图。
具体实施方式
23.本发明总体上涉及电子领域，更具体地，本发明涉及用于在制造场效应晶体管(fet)栅极-沟道界面期间实现侧壁取向控制的器件和方法，其中所述栅极-沟道界面用于控制垂直型fet(例如，使用iii族氮化物材料制造的垂直型功率fet)的沟道区中的电流。本发明的实施例可应用于各种不同的垂直型fet结构和栅极配置。
24.场效应晶体管(fet)(包括基于fet的功率晶体管)的电特性的制造控制是大规模生产这种功率晶体管的核心。在fet功率晶体管的情况下，关键的电特性之一是器件的阈值电压，该阈值电压决定在晶体管中启动实质导通所需的栅极电压。对阈值电压的精确控制对于被设计成结合有功率晶体管的电路(例如，开关电源)而言是必不可少的。
25.如本文所述，基于对所制造的基于氮化镓(基于gan)的垂直型晶体管的电气分析，本发明人已经确定晶体管(例如，基于gan的垂直型晶体管，其包括基于鳍片的场效应晶体管(finfet))器件的阈值电压是finfet的侧壁相对于gan晶体的m平面的取向偏差的函数。
因此，由鳍片侧壁限定的沟道表面相对于gan晶体的晶体平面的取向对阈值电压具有显著的影响。因此，为了在制造基于gan的垂直型fet功率晶体管期间实现对器件电特性的期望控制，本发明的实施例实现了控制侧壁相对于gan晶体的晶体学方向/平面的取向的方法和系统。
26.如本文更全面地描述的，已经测量了晶体管的侧壁相对于gan晶体的m平面的取向偏差的大约0.3v/0.1
°
的阈值电压的偏移。结果，本发明的一些实施例能够设计和制造鳍片侧壁相对于gan晶体的m平面在0.3
°
(度)内(更具体地在0.15
°
内)对准的垂直型晶体管，特别是finfet。
27.在不限制本发明的实施例的情况下，发明人认为，由于鳍片的侧壁与gan晶体的m平面之间的取向偏差或不平行性所导致的对阈值电压的这种影响可能是由于以下原因所导致的：在取向偏差的侧壁处存在添加的电荷；在使用未对准的掩模的蚀刻期间形成的“凸缘(ledge)”处存在悬空键合，其可导致表面处的固定电荷；在这些“凸缘”处存在的吸附杂质的变化；由于凸缘的存在而引起的表面应力的变化；再生长栅极与侧壁之间的界面质量的变化；或者非均匀掺杂剂或激活的掺杂剂掺入晶体管结构的栅极中。作为示例，发明人已经确定掺杂剂掺入将在不同的生长平面(例如m平面与c平面)上变化。因此，随着生长平面与m平面错位(例如几度)，有效的侧壁掺杂减少。本发明的实施例不依赖于阈值电压变化的特定源，并且本发明的实施例改进了器件性能，特别是提供一致且高的阈值电压，而与特定源的变化无关。
28.尽管在本技术中提供的讨论主要涉及关于finfet器件的上下文中的侧壁取向偏差的影响，但是本文描述的方法和系统也可以应用于各种电子器件，包括其他类型的晶体管。例如，对于在器件结构中使用侧壁的诸如金属氧化物半导体fet(mosfet)、金属半导体fet(mesfet)等的fet，侧壁相对于半导体材料的晶体平面的未对准将导致阈值电压的偏移。应当理解，本发明的实施例不限于仅应用于基于鳍片的fet，而是还可以应用于包括沟槽mosfet的其它电子器件设计。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。
29.因此，本发明的实施例可应用于以iii族氮化物材料的各种垂直型fet器件。这些垂直型fet器件包括具有外延再生长栅极的基于鳍片的结栅型fet(jfet)结构、具有注入或扩散栅极的基于鳍片的jfet结构、基于鳍片的mosfet、基于沟槽的mosfet、以及基于鳍片或基于沟槽的mesfet。对本领域技术人员而言明了的是，所有这些器件都包括蚀刻特征，该蚀刻特征将沿着蚀刻特征的侧壁在垂直方向上延伸的器件通道定义为共同的结构特征。
30.如关于图1a至图1d更全面地描述的，可以使用栅极-沟道界面与[0001]方向对准的结构来制造基于gan的垂直型fet晶体管。可以通过gan的各向异性蚀刻(例如，通过使用诸如三甲基氢氧化铵(tmah)的蚀刻剂)来制造这些结构，所述结构产生平行于[0001]方向(gan c方向)且垂直于[0001]平面(gan c平面)的表面(例如，与gan m平面对准的表面)。如上所述，尽管本文提供的一些描述涉及基于鳍片的jfet(其中例如，栅极区可以被注入或扩散到结构中，或者与沟道表面接触而再生长)，但是也可以制造包括与[0001]方向对准的栅极-沟道界面的各种fet器件，包括mosfet(其中，电介质放置在栅电极和沟道表面之间)、hemts、mesfet(其中栅极是与沟道表面接触的金属或金属合金)、和其它合适的fet。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。
[0031]
图1a是图示了根据本发明的实施例的处于第一制造阶段的衬底结构的简化截面
图。如图1a所图示的，衬底110支撑第一外延层112和第二外延层114，该衬底110可以是iii族-n衬底，例如gan衬底。在一些实施方式中，第一外延层112是漂移层，并且第二外延层114用于形成垂直型finfet的沟道区。包括多个掩模图案116的掩模层形成在第二外延层114的表面上。如下文将更全面地描述的，延伸到附图的平面中的掩模边缘将与衬底110的方向中的一者对准。
[0032]
图1b是图示了根据本发明实施例的处于第二制造阶段的图1a所示的衬底结构的简化截面图。在该工艺阶段，已经使用蚀刻工艺在第二外延层114中形成一组鳍片120。例如，可以使用反应离子蚀刻(rie)工艺，随后使用基于氢氧化物蚀刻剂(例如，tmah)进行各向异性湿法蚀刻，来形成垂直地平行于[0001]方向(c方向)的侧壁表面115。因此，侧壁表面可以：a)与水平延伸到附图的平面中并平行于附图的法线的方向对准，以及b)垂直地平行于[0001]方向(即，c方向)。由这些方向限定的晶体学平面是gan衬底的m平面。
[0033]
图1c是图示了根据本发明实施例的处于第三制造阶段的图1a所示的衬底结构的简化截面图。在该实施例中，垂直型fet的栅极是通过在鳍片的垂直侧壁之间再生长iii族氮化物层130来形成的。因此，栅极界面124限定在鳍片的侧壁表面上。尽管在图1c中图示了再生长的栅极结构，但本发明的实施例并不限于该特定fet结构，并且可以适当地利用其它器件结构。
[0034]
图1d是图示了根据本发明实施例的处于第四制造阶段的图1a所示的衬底结构的简化截面图。在此制造阶段，掩模图案116已被移除，且已形成与源极区电接触的源极接触140、与栅极区电接触的栅极接触142、以及与漏极区电接触的漏极接触144，从而能够使fet操作。
[0035]
图2a是根据本发明实施例的半导体衬底的简化平面图。作为示例，所述半导体衬底可以是iii族-n衬底，例如gan衬底。为了提供在器件处理期间使用的对准信息，在半导体衬底上提供取向平面(orientation flat，of)。在半导体衬底是gan衬底的情况下，与of轴线211对准的of被制造为在制造公差内与gan衬底的m方向对准，如图2a中的m方向轴线210所图示的。在一些规格中，其中的of轴线211与m方向轴线210对准的制造公差可以是
±1°
。如本文所述的，由于掩模边缘与方向之间的对准被控制在0.3
°
以内，所以在其中of轴线211与m方向轴线210对准的
±1°
的制造公差将不允许制造具有更窄公差的器件。
[0036]
如图2a所示，使用几种晶体学技术中的一者所确定的实际m方向与m方向轴线210对准。结果，半导体衬底由与of轴线211对准的of和与m方向210对准的实际m方向之间的校正因子α的未对准表征。与m方向正交的a方向由a方向轴线212示出。因此，a方向也相对于of轴线211的法线而未对准α。
[0037]
在光刻期间，如果掩模与of对准，而of将相对于m方向轴线210是未对准的，例如，对于给定标准制造公差
±1°
，则掩模上的特征将不与半导体衬底的实际晶体平面和方向对准，而与of对准。发明人已经确定，在图案化掩模层和晶体管的物理结构中使用的掩模上的特征与半导体衬底的晶体平面和方向之间所产生的未对准可能导致不利的性能影响，特别是阈值电压的降低。
[0038]
如关于图5更全面地描述的，本发明的实施例提供制造垂直型fet的方法，在该垂直型fet中栅极界面区域被对准为大致平行于iii族-n(例如，gan)衬底的m平面。如2a所图示的，可以在iii族氮化物衬底上提供诸如of的对准参考结构。可以确定对准参考结构的取
向以限定iii族氮化物衬底上的参考方向。关于图2a，该参考方向将是平行于of的of轴线211。该方法还可以包括确定iii族氮化物衬底的方向中的一者或多者。如图2a所图示的，与a方向轴线212对准的实际a方向(即，方向)相对于of法线(其垂直于of轴线211对准)是取向偏差的。可以计算iii族氮化物衬底的参考方向与方向之间的差。该差可称为校正因子。
[0039]
可以使用各种技术来确定晶体相对于对准参考结构(例如，of)的取向。作为示例，可以用已知取向的of执行x射线衍射，并且可以确定晶体相对于of的取向。在另一实施方式中，可使用各向异性蚀刻(例如，使用tmah)蚀刻衬底的背面，以形成具有与衬底的晶体学平面对准的晶体面的金字塔结构。使用这些金字塔结构，可以使用来自金字塔结构以及of的光学衍射来确定晶体相对于of的取向。作为另一示例，特征可被蚀刻到衬底的前表面中，以描划衬底的晶体结构，其可用于确定晶体相对于of的取向。此外，可以在衬底上生长各向异性晶体学特征，其可以用于随后确定生长特征相对于of的偏移。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。
[0040]
在掩模对准期间，可以使用校正因子来对准掩模图案，使得掩模图案的与栅极界面区相关联的部分平行于iii族氮化物衬底的方向。在一些实施例中，衬底制造商可以提供衬底的校正因子，从而无需测量方向并基于晶体相对于of的取向来计算校正因子。在一些光刻工艺期间，可以由光刻工具使用校正因子，以将掩模对准到衬底的晶体平面和/或方向而不是对准到of。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。
[0041]
因此，参照图2a，将掩模对准半导体衬底(例如，gan衬底)的方法可以包括：计算参考方向(例如，平行于of的of轴线211)与晶体学方向(例如，方向)之间的差。该差可以称为校正因子，如在图2a中图示的α。然后，使用该信息，可以将掩模对准到对准参考结构(即，of)，并且此后，可以将掩模重新对准，例如以校正因子转动，以使掩模上的特征与晶体学方向(例如，方向)对准。
[0042]
图2b是根据本发明实施例的相对于衬底平面对准的一组掩模图案的简化平面图。在图2b所示的平面图中，[0001]方向(即，c方向)垂直于该图的平面(即，c平面)，并且掩模图案116形成为使得掩模图案116的侧表面118意在与gan晶体的m平面对准，其中gan晶体的m平面平行于方向并且平行于[0001]方向。因此，如图2b所示，侧表面118形成为使得侧表面118与方向之间的取向在
±
0.3
°
内对准。
[0043]
如图2b所图示的，每个掩模图案在平面图中形成为具有六边形形状。因此，每个掩模图案的所有六个边旨在与gan晶体的m平面中的一者对准，在每个尖端处包括的顶角是120度。如关于图1b所讨论的，尽管侧壁的垂直方向可以由蚀刻工艺很好地限定，但是侧壁的横向取向(即，侧壁表面相对于水平方向的对准)取决于掩模形成工艺的精度和掩模边缘相对于方向中的一者的对准。因此，本发明的实施例提供将侧壁表面定向为大致平行于m平面(即，与方向中的一者对准)的方法和系统。
[0044]
图3a是图示了六方晶体结构的简化透视图。如图3a所图示的，该六方晶体结构包括c平面(0001)和一个m平面还图示了c方向[0001]和一个m方向还图示了正交a方向如本文所述的，在限定器件元件时利用晶体学平面和/或方向的取向的
知识，使得器件元素(例如栅极界面)与适当的晶体学平面和/或方向对准。
[0045]
图3b是根据本发明实施例的相对于衬底方向未对准的掩模图案的简化平面图。在图3b中，参考gan晶体的晶体学平面和方向示出关于图2b讨论的掩模图案116中的一者。c方向[0001]垂直于该图的平面。如图3b所图示的，在与轴线310对准的方向上测量掩模图案116的长度l，并且掩模图案116的宽度w与该长度正交。在与c方向[0001]对准的方向上测量将使用掩模图案制造的特征的高度。
[0046]
如图3b所图示的，掩模图案116的掩模边缘312与轴线310对准。a方向中的一者与轴线313对准，轴线313相对于轴线310以转动误差δ转动。由于该转动误差，使用掩模图案制造的结构(由实线示出)包括平面凸缘以及台阶。将结合图3c进一步详细讨论这些特征。如图所示，掩模图案116的掩模边缘312与半导体材料的晶体学平面之间的未对准导致性能降低，例如，对于由限定场效应晶体管的侧壁的掩模边缘312与半导体材料的晶体学平面之间的未对准性表征的晶体管，阈值电压降低。
[0047]
图3c是根据本发明实施例的相对于衬底方向未对准的掩模图案和所得蚀刻表面的简化透视图。参照图3c，掩模图案116的端部已被去除，为了清楚起见，一起示出了掩模图案116与使用掩模图案116制造的鳍片330。使用各向异性蚀刻，掩模图案116的形状应当被转移到半导体材料中。然而，如果掩模图案的侧边缘(也称为掩模边缘)没有精确地与方向中的一者对准，则各向异性蚀刻将沿着沟槽的侧壁产生“凸缘”340。这些凸缘340中的每一者平行于期望的方向并且与m平面对准。因此，侧壁的蚀刻表面包括m平面凸缘，该m平面凸缘定向成与掩模边缘成角度δ，并且由周期性台阶342分开，从而产生总体上与掩模边缘匹配的侧壁的平均横向方向，但是由于凸缘340和台阶342的存在，其在较小的尺度上是非平面的。如上所述，非均匀侧壁表面轮廓以不利的方式影响器件性能，例如，由于本文所讨论的未对准所导致的在侧壁生长表面上的减少的掺杂剂掺入。
[0048]
根据本发明的实施例，考虑到用于制造鳍片侧壁表面的掩模与半导体材料的晶体学平面之间的未对准的影响，提供了用于将掩模图案与半导体材料的晶体学平面对准的方法和系统。因此，除了掩模图案116相对于图3b中所示的方向的未对准，根据本发明实施例，掩模图案将是对准的，使得掩模边缘312相对于方向是对准的，使得在一些实现中，δ≈0。在其它实施方式中，掩模图案是对准的，使得掩模边缘312相对于方向是对准的，使得-0.3＜δ＜0.3。在又一些实施方式中，掩模图案是对准的，使得掩模边缘312相对于方向是对准的，使得-0.15＜δ＜0.15。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。
[0049]
对鳍片侧壁取向的这种高水平的控制使得使用本发明的实施例制造的晶体管能够将阈值电压保持在窄规格范围内。在一些实施例中，通过使用各向异性蚀刻(例如，使用tmah)将鳍片的垂直取向保持在与c方向[0001]对准的方向上。平行于c平面(其位于侧壁平面)的矢量在
±
0.3
°
、
±
0.15
°
等范围内与a方向对准。应当注意，如果衬底是错切衬底，即，具有相对于c平面取向偏差的生长表面以改进器件性能的衬底，鳍片的垂直取向将相对于c方向[0001]以错切角倾斜，因此本发明的实施例部需要鳍片与c方向[0001]的垂直
取向对准。在美国专利第9,368,582号中提供了与错切衬底有关的附加描述，该美国专利的公开内容通过引用其整体并入本文，以用于所有目的。
[0050]
图4是图示了根据本发明实施例的阈值电压变化的曲线图，其中该阈值电压作为掩模图案相对于取向平面对准的函数。如上所述，掩模边缘相对于方向的取向偏差对器件的阈值电压产生不利影响。本发明人相信，在不限制本发明的实施例的情况下，非均匀掺杂剂掺入作为取向偏差以及由此产生的形貌变化的函数，图4中所示的阈值电压的降低产生影响。在图4中示出了在gan中使用在生长栅极形成的垂直型基于鳍片的jfet器件的阈值电压的这种变化，其中jfet的阈值电压随着相对于方向的掩模边缘取向偏差的绝对值的增加而减小。
[0051]
参照图4，以伏特为单位的阈值电压被绘制为作为相对于of以度为单位的掩模边缘取向的函数。数据点410对应于与of对齐的掩模边缘制造的器件。对于这些数据点，掩模边缘相对于of法线取向，并且掩模边缘相对于of法线的取向为零。这些器件的平均阈值电压为约1.4v。利用掩模边缘和of法线之间以不同的取向进行其它器件运行。例如，数据点412对应于以相对于of法线以-0.7
°
取向的掩模边缘制造的器件。数据点414对应于以相对于of法线以
±
0.3
°
取向的掩模边缘制造的器件。
[0052]
如图4所图示的，各组器件的平均阈值电压从约0.25v变化到约1.75v。具有相对于法线以-0.7
°
取向的掩模边缘的器件由约0.25v的平均阈值电压表征，而具有相对于法线以0.3
°
取向的掩模边缘的器件由约0.5v的平均阈值电压表征。利用相对于of法线以-0.7
°
到0.3
°
之间的值取向的掩模边缘制造的器件由约0.25v到约1.75v的平均阈值电压表征。曲线420是与各组器件数据的平均阈值电压拟合的曲线。如图4所图示的，曲线420由约1.75v的峰值阈值电压表征。该峰值阈值电压对应于将具有掩模边缘到-0.2
°
至-0.1
°
的of法向取向值的器件。
[0053]
测量gan衬底的晶体学结构导致测量of法线相对于-0.117
°
的方向的取向，在图4中通过取向值405示出。如图4所示，掩模边缘与of法线之间的取向值对应于具有最高阈值电压的器件，即具有相对于of法线以-0.2
°
取向的掩模边缘的器件(即数据集416)和具有相对于of法线以-0.1
°
取向的掩模边缘的器件(即数据集418)。因此，对于该特定的半导体衬底，为了制造由最高阈值电压表征的器件，掩模边缘应相对于of法线取向-0.117
°
，这将使掩模边缘与方向对准，并导致鳍片侧壁平行于gan衬底的m平面。
[0054]
因此，本发明的实施例制造这样的垂直型器件结构：其中侧壁横向结构被定向在相对于方向中的一者的特定公差内，以便控制垂直型fet的电气参数。尽管图4中所示的数据是使用再生长栅极jfet器件获得的，但是侧壁横向的取向偏差的影响将影响其它垂直型栅极jfet和mosfet。
[0055]
图5是图示了根据本发明实施例的制造垂直型晶体管的方法的简化流程图。如在图5中所讨论的，可以测量或以其他方式获得参考对准特征(例如，of)到衬底晶体学平面的角度取向，并且在光刻期间使用该角度取向以将掩模上的特征与衬底晶体学平面以预定范围内对准。参照图5，方法500例示了在iii族氮化物衬底上制造fet的方法。该方法包括：提供iii族氮化物衬底(510)。
[0056]
该方法还包括：相对于iii族氮化物衬底对准掩模(512)。在一些实施例中，可以在
iii族氮化物衬底上呈现参考对准特征(例如of)，并且可以在掩模相对于iii族氮化物衬底的对准期间利用该参考对准特征。如本文所讨论的，存在可用于确定iii族氮化物衬底的晶体学平面和方向的取向以及这些晶体学平面和方向的偏移的多种技术。这些技术包括x射线衍射、光学衍射、与已被各向异性蚀刻以揭示iii族氮化物衬底的晶体学平面的特征的光学比较、与被各向异性地生长以揭示iii族氮化物衬底的晶体学平面的特征的比较等。
[0057]
通过确定iii族氮化物衬底的对准参考结构的取向以及确定iii族氮化物衬底的方向，可以执行掩模相对于iii族氮化物衬底的对准。在这种情况下，所述对准参考结构限定了iii族氮化物衬底上的参考方向。这种将掩模相对于iii族氮化物衬底对准的方法还可以包括：计算参考方向与方向之间的差，以及基于该差对准多个掩模图案中的一者或多者的特征。作为替代，这种将掩模相对于iii族氮化物衬底对准的方法可以包括：计算参考方向与方向之间的差，将掩模与对准参考结构对准，以及此后基于该差重新对准掩模。例如，确定iii族氮化物衬底的方向可以包括：使用x射线衍射技术或光学衍射技术中的至少一者来分析iii族氮化物衬底。
[0058]
该方法还包括：形成包括多个掩模图案的掩模层(514)，以及使用多个掩模图案来图案化多个栅极区，以形成多个栅极界面区，所述多个栅极界面区以
±
0.3
°
对准地平行于iii族氮化物衬底的方向中的一者(516)。所述多个掩模图案中的每个掩模图案可以包括以
±
0.3
°
对准地平行于iii族氮化物衬底的方向的特征。
[0059]
所述方法还包括：形成与所述多个栅界面区接触的多个栅区域(518)、形成栅电极组(520)、形成源电极(522)、以及形成漏电极(524)。在一个实施例中，形成漏电极可以包括：在iii族氮化物衬底上形成背侧金属电极。
[0060]
应当理解，图5中图示的特定步骤提供了根据本发明的实施例的制造垂直型晶体管(例如fet)的特定方法。也可根据替代实施例来执行其它步骤序列。例如，可以以不同的顺序执行上述步骤本发明的替代性实施例。此外，图5中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以根据各个步骤以各种顺序执行。此外，可根据特定应用添加或去除附加步骤。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。
[0061]
虽然上面已经描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，这些实施例是仅通过示例而不是通过限制的方式呈现的。类似地，各个附图可描绘用于本公开的示例性架构或其它配置，其用于帮助理解可包括在本公开中的特征和功能。本公开不限于所示的示例性架构或配置，而是可以使用各种替代性架构和配置来实现。另外，尽管以上根据各种示例性实施例和实施方式描述了本公开，但是应当理解，在一个或多个单独实施例中描述的各种特征和功能的适用性并不限于描述它们的特定实施例。相反，它们可以单独地或以某种组合方式应用于本公开的其它实施例中的一者或多者，无论这些实施例是否已被描述，以及这些特征是否被呈现为所描述的实施例的一部分。因此，本公开的广度和范围不应受到上述示例性实施例中的任何一者的限制。
[0062]
应当理解，为了清楚起见，上述描述已参考不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，清楚的是，在不背离本发明的情况下，可以使用在不同功能单元、处理器或域之间的任何合适的功能性分布。例如，所示由单独的处理器或控制器执行的功能可以由同一个处理器或控制器执行。因此，对特定功能单元的引用仅被视为对用于提供所描述
的功能的合适装置的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。
[0063]
除非另有明确说明，本文件中使用的术语和短语及其变型应理解为开放式的而不是限制性的。作为前述的示例，术语“包括”应理解为“包括但不限于”等的含义；术语“示例”用于提供正在讨论的项的示例性实例，而不是其穷举或限制其列项；诸如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”的形容词以及具有类似含义的术语不应被解释为将所描述的项限定于给定时间段，或者限定于对于给定时间是可用的项。但是，应当将这些术语理解为包括可用的、现在已知的或将来任何时候的常规的、传统的、正常的或标准的技术。同样，与连词“和”连接的一组项不应理解为要求这些项中的每一个都存在于组中，而是应理解为“和/或”，除非另有明确说明。类似地，与连词“或”连接的一组项不应理解为要求该组之间的相互排他性，而是应理解为“和/或”，除非另有明确说明。此外，尽管可以以单数形式描述或要求保护本公开的项、元件或组件，但是除非明确说明对单数的限制，否则可以设想复数在其范围内。在某些情况下，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其它类似短语的宽泛词和短语的存在不应被理解为意味着在可能不存在这种宽泛短语的情况下意图或需要更窄的情况。
[0064]
还应当理解，本文所描述的示例和实施例仅用于说明的目的，并且本领域技术人员可以对其进行各种修改或改变，并且这些修改或改变将被包括在本技术的精神和范围内以及所附权利要求的范围内。