專利名稱：制作帶有自對準(zhǔn)場板的增強型hemt的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體加工領(lǐng)域，并且特別是涉及用于形成增強型高電子遷移率 晶體管的方法和從其產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
期望的是，用在例如功率應(yīng)用如DC到DC轉(zhuǎn)換器中的高壓晶體管確保隨著時間的 過去的可靠運行并保持密集的擊穿電壓分布。由于GaN基材料的電特性，氮化鎵(GaN)和 氮化鋁鎵(AWaN)基器件達(dá)到高于通常使用的硅(Si)或碳化硅(SiC)基器件的性能水平。 然而，合適的GaN和AWaN晶體管在以前是不可制造的。常規(guī)方法使P型AWaN在整個晶 片上生長，并且然后從柵極區(qū)蝕刻它，造成對源極和漏極區(qū)的損害。此外，柵極不與源極或 漏極觸點自對準(zhǔn)，并且場板需要額外的加工。因此，因而產(chǎn)生的晶體管的質(zhì)量被損壞，并且 它具有低電壓容差，需要大漂移長度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式提供用于使用例如單個掩模以產(chǎn)生自對準(zhǔn)的柵極和場板結(jié)構(gòu) 來制造增強型(e_型)高電子遷移率晶體管(HEMT)的一種或多種方法。例如，提供用于形 成e-型HEMT的方法，其包括使第一化合物半導(dǎo)體層在襯底的表面上形成，以及使第二化合 物半導(dǎo)體層在所述第一化合物半導(dǎo)體層的與所述襯底表面相對的表面上形成。所述方法還 包括使第一電介質(zhì)在所述第二化合物半導(dǎo)體層的與所述第一化合物半導(dǎo)體層的所述表面 相對的表面上形成，以及通過所述第一電介質(zhì)使用一個掩模層來界定源極接觸區(qū)、漏極接 觸區(qū)和柵極接觸區(qū)，以暴露所述第二化合物半導(dǎo)體層的部分。所述方法另外包括使第二電 介質(zhì)共形地在所述第一電介質(zhì)和所述第二化合物半導(dǎo)體層的被暴露部分上形成，蝕刻所述 第二電介質(zhì)以暴露所述柵極區(qū)，并且各向同性地蝕刻所述柵極接觸區(qū)中被暴露的所述第一 電介質(zhì)以形成蝕刻區(qū)域。所述方法還包括使外延P型第二化合物半導(dǎo)體在被暴露的柵極接 觸區(qū)上生長，以實質(zhì)上填充所蝕刻的柵極接觸區(qū)并覆蓋所述第一電介質(zhì)的所述蝕刻區(qū)域的 至少一部分。附圖的簡要說明并入本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出本教導(dǎo)的實施方式，并與描 述一起用來解釋本公開的原理。在圖中
圖1-13是根據(jù)本教導(dǎo)的實施方式的增強型(e-型)高電子遷移率晶體管(HEMT) 的不同制造步驟的橫截面；圖14是根據(jù)本教導(dǎo)的實施方式的可用在e-型HEMT的制造中的蓋結(jié)構(gòu)的橫截面；圖15-23是根據(jù)本教導(dǎo)的實施方式的包含圖14的蓋結(jié)構(gòu)的e_型HEMT的不同制
6造步驟的橫截面；以及圖M-41是根據(jù)本教導(dǎo)的實施方式的包括AIN的e-型HEMT的不同制造步驟的橫 截面；應(yīng)當(dāng)指出的是，圖中的一些細(xì)節(jié)已被簡化并被繪制以便于理解發(fā)明的實施方式， 而不是保持嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性、細(xì)節(jié)和比例。還應(yīng)當(dāng)指出，由于半導(dǎo)體制造的一般方法是眾 所周知的，所以并沒有示出所有的制造步驟。參考標(biāo)號的列表
100GaN/AlGaN e-型 H:
110襯底
120緩沖層
130GaN層
140AlGaN層
200電介質(zhì)堆棧
210第二電介質(zhì)層
220第一電介質(zhì)層
300源極接觸區(qū)
310柵極接觸區(qū)
320漏極接觸區(qū)
400N+注入
410柵極保護掩模
500電介質(zhì)層
600掩模
800P 型 AlGaN
1100歐姆金屬接觸部分
1110歐姆金屬接觸部分
1200肖特基金屬
1210肖特基金屬
1300電極金屬
1400蓋層
1410AlGaN層
1500e-型 HEMT
1700接觸掩模
2000掩模
2300ρ 型 AlGaN
2400e-型 HEMT
2410AlN半導(dǎo)體層
2800柵極保護掩模
3000抗蝕劑掩模
3200ρ 型 AlGaN
3800柵極保護掩模4000 掩模4100 Al2O3 絕緣體實施方式的描述現(xiàn)將對本教導(dǎo)的當(dāng)前實施方式(示范性實施方式)進行詳細(xì)參考，其中的實施例 在附圖中示出。在任何可能的場合，相同的參考數(shù)字將在全部附圖中用以表示相同或類似 的部件。本公開的各種實施方式包括增強型(e_型)柵極注入高電子遷移率晶體管(HEMT) 的形成。實施方式可包括化合物半導(dǎo)體(例如GaN、AlGaN、InAlN、InP、InGaAs、InAlAs等) 基HEMT。實施方式還可包括自對準(zhǔn)的P型柵極和場板結(jié)構(gòu)。柵極可與源極和漏極自對準(zhǔn)， 這可允許對柵極-源極和柵極-漏極間距的精確控制。另外的實施方式包括添加GaN蓋結(jié) 構(gòu)、AKiaN緩沖層、A1N、凹槽蝕刻和/或使用薄氧化AlN層(或其他絕緣體)。在根據(jù)本教 導(dǎo)制造HEMT時，選擇性的外延生長(SEG)和橫向外延過生長(ELO)都可以用來形成柵極。如在本文所使用的，SEG可以包括使用各種外延工藝，例如有機金屬化學(xué)氣相沉積 (MOCVD)、分子束外延(MBE)等，以使外延層從晶種點生長而沒有使另外的生長點成核。如 在本文所使用的，ELO可包括在所有方向(即，橫向地和縱向地)上同等生長的外延層的生 長。另外，雖然下面的示范性實施方式討論具體的半導(dǎo)體層，將理解，可以使用任何已知的 化合物半導(dǎo)體(例如III-V族、II-VI族等)，包括二元化合物半導(dǎo)體例如GaN、A1N、GaAs, InP.InAs 等，三元化合物半導(dǎo)體例如 AlGaN、InAlN、AlGaAs、hfeiN、hAlAs、InGaAs 等，以及 四元化合物半導(dǎo)體例如AWaInP等。也將理解，為了制造當(dāng)前教導(dǎo)的e_型HEMT，這些化合 物半導(dǎo)體可被分層和/或以不同的組合堆疊。如將理解的，各種工藝的下面描述可包括基 于正被使用的半導(dǎo)體制造工藝的附加步驟。如也將理解的，每個工藝步驟的參數(shù)可以根據(jù) 所使用的裝置和期望層變化。如將理解的，具體討論了 P型器件(具有P-柵極的N溝道)， 然而，也可使用N型器件。在圖1-13中描繪的一個示范性工藝中，示出了用于形成GaN/AWaN e_型HEMT 100的工藝。在其它實施方式中，AKiaN可以由其他III-V族半導(dǎo)體例如InAlN所取代，以 形成 GaN/lnAlN e-型 HEMT。在圖1中，示出襯底110，例如硅、藍(lán)寶石、金剛石上硅(SOD)、金剛石、碳化硅(SiC) 等，一個或多個緩沖層120在襯底110上形成。襯底110可以具有晶體取向，例如，如果是 藍(lán)寶石則為C-軸，或如果是Si則為<111>，以及緩沖層120可以是例如GaN/AIN、AlGaN, AlGaN/AIN等。緩沖層120可以具有約數(shù)百至約數(shù)千埃的變化的厚度，并可以通過各種眾所 周知的外延生長技術(shù)形成。GaN層130可在緩沖層120上生長，或在其他實施方式中，GaN層 130可被包括為緩沖層120的部分。GaN層130可以是未摻雜的(固有的)或是N型，并根 據(jù)應(yīng)用具有大約0. 5微米到大于大約2微米的厚度。例如，低壓RF功率應(yīng)用將最可能使用 比高壓功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用薄的GaN層。AlGaN 140可以在GaN層130上生長，并可以是約10% 至沘％的Al (約25%是優(yōu)選的)并且是未摻雜的。AlGaN層140可以具有約150人至約 300人的厚度，約250人是優(yōu)選的(AKiaN層的厚度可能影響溝道電荷和耗盡型器件的夾斷 電壓)。如將理解的，以上的層可以通過常規(guī)方法形成，常規(guī)方法包括外延生長例如M0CVD、 分子束外延(MBE)等。在AlGaN層140的生長之后，可以執(zhí)行用于器件隔離的已知技術(shù)(例
8如注入和退火)。在圖2中，然后可以使用已知的氧化物和氮化物沉積技術(shù)例如低壓化學(xué)氣相沉積 (LPCVD)、等離子增強CVD (PECVD)、次大氣CVD (ACVD)、真空CVD (SACVD)、原子層沉積(ALD) 等來沉積電介質(zhì)堆棧200。雖然具體地提到氧化物和氮化物，但是根據(jù)應(yīng)用其他材料例如 氧氮化物、富硅氧化物、非硅基氧化物等可能是合適的。電介質(zhì)堆棧200可包括一個或多個 電介質(zhì)層，例如包括例如氮化物、氧化物、氮氧化物等的第一電介質(zhì)層220以及包括非致密 氧化物的第二電介質(zhì)層210。電介質(zhì)堆棧200可以是沉積在AKiaN層140上的覆蓋層。電 介質(zhì)堆棧200可以由例如接觸掩模(未示出)圖案化，接觸掩?？梢杂糜诮缍ㄔ礃O接觸區(qū) 300、柵極接觸區(qū)310和漏極接觸區(qū)320，如圖3所示。這個工藝的優(yōu)勢是，單個掩敝步驟被 用來使柵極接觸區(qū)自對準(zhǔn)源極接觸區(qū)300和漏極接觸區(qū)320。通過使用單個掩敝步驟，可以 得到對柵極-源極和柵極-漏極間距的精確控制，這可減小漏極到源極的導(dǎo)通電阻(Rdson) 和柵極被短接到源極的漏極到源極的擊穿電壓(BVdss)的變化。因而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)在圖3 中示出，其中三個所界定的區(qū)域(300、310、320)可以被蝕刻以去除電介質(zhì)堆棧200，以暴露 出AWaN層140的表面?？梢允褂梦g刻技術(shù)例如等離子刻蝕、反應(yīng)離子刻蝕(RIE)、磁增強 RIE (MERIE)、電感耦合等離子體(ICP)、變壓器耦合等離子體(TCP)、濕蝕刻、化學(xué)機械拋光 (CMP)等。將理解，各種蝕刻技術(shù)可以用于各向同性和/或各向異性地蝕刻給定的材料，并 且給定蝕刻技術(shù)的選擇性可以取決于被蝕刻的材料和蝕刻劑的化學(xué)成分。圖4示出可以在可選的N+注入400期間使用的可選柵極保護掩模410?？蓤?zhí)行 抗蝕劑剝離以在注入后除去柵極保護掩模410，并且可以執(zhí)行在氮環(huán)境中在約1100°C至約 1300°C時的退火以進一步推動N+注入。在圖5中，電介質(zhì)層500(例如，等離子氮化硅)可 以被共形地沉積在圖案化的電介質(zhì)堆棧200和AlGaN層140的被暴露的部分上。使用LPCVD 或PECVD可沉積氮化物。如圖6所示，掩模600可被形成并用于使所界定的柵極接觸區(qū)310 暴露。第一干蝕刻(優(yōu)選地各向異性)可用于選擇性地蝕刻所界定的柵極接觸區(qū)310中的 電介質(zhì)層500。第一干蝕刻對AKiaN和電介質(zhì)堆棧200可以是選擇性的。在第一干蝕刻之 后，可以執(zhí)行層210、對層220、AWaN層140和電介質(zhì)層500是選擇性的第二各向同性蝕刻。 第二蝕刻還可以按更快的速度蝕刻電介質(zhì)層210以提供在電介質(zhì)層500下的電介質(zhì)210的 底切(under-cutting)?？梢允褂酶鞣N類型的蝕刻，例如HF、緩沖氧化蝕刻劑(BOE)浴、使用 分離型等離子體蝕刻技術(shù)的各向同性干蝕刻等。因而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)在圖7中示出，圖7示出 包括AlGaN層140的被暴露部分的柵極接觸區(qū)310，AWaN層140具有從電介質(zhì)層220形成 的大致筆直的側(cè)壁和在電介質(zhì)層210中形成的大致較寬的碗形區(qū)域，底切在電介質(zhì)層500 下。然后，可去除掩敝層600，并且可執(zhí)行晶片清潔。在清潔后，可執(zhí)行P型AlGaN的選 擇性外延生長。如圖8-9所示，P型AlGaN 800在柵極接觸區(qū)310中生長。外延生長包括如 所示的橫向過生長，使得P型AlGaN 800實質(zhì)上填充由先前的蝕刻步驟形成的可用空間。P 型AlGaN 800可以從柵極接觸區(qū)310中的被暴露的AKiaN層140(其可用作晶種區(qū))生長。 P型AlGaN 800從柵極接觸區(qū)310橫向地和縱向地同等生長，從而形成/填充由先前蝕刻留 下的形狀。可以在約1000°C至約1150°c的范圍內(nèi)的溫度時使用NH3、Cp2Mg, TMGa, TMAl等 執(zhí)行外延生長，NH3、Cp2Mg, TMGa, TMAl等具有被調(diào)整以得到約0. 5納米/秒至約10納米/ 秒的生長率的流速，以及約10%至約25%的鋁濃度。也可使用其他氣體源。
如將理解的，許多不同的形狀可以根據(jù)先前蝕刻步驟的類型和長度由AWaN 800 形成，并且在圖8-9中示出的形狀并沒有被規(guī)定為限制性的。此外，如所示，P型AlGaN 800 形成e-型HEMT 100的柵極。此外，P型AWaN柵極800的較接近漏極接觸區(qū)320并且看 起來懸于電介質(zhì)層220之上的部分可充當(dāng)在精加工的e_型HEMT 100中的場板。場板可以 減小e-型HEMT的源極和漏極周圍的峰值電場。在P型AKkiN 800生長之后，可通過例如各向同性蝕刻去除電介質(zhì)500，導(dǎo)致在圖 10中示出的結(jié)構(gòu)。如圖11所示，歐姆金屬接觸部分1100、1110可在源極接觸區(qū)300中和漏 極接觸區(qū)320中形成。歐姆金屬接觸部分1100、1110可以由不同的金屬層例如Ti/Al/Ni/ Au、Ti/Al等形成。在用于形成金屬歐姆接觸部分1100、1110的一個實施方式中，可以使用 抗蝕劑掩模，沉積金屬堆棧，剝離抗蝕劑掩模，以及執(zhí)行所沉積的金屬堆棧的退火。在可選 實施方式中，可執(zhí)行覆蓋層金屬沉積，金屬掩?？梢杂米鲗饘傥g刻的引導(dǎo)，后面是抗蝕劑 剝離和退火。任一種方法可以用來形成如圖11所示的歐姆接觸部分。類似地，可使用各種方法來使肖特基金屬1200、1210沉積在P型AWaN柵極800 上。在一個實施方式中，可以使用柵極抗蝕劑掩模，后面是肖特基柵極金屬沉積(例如Ni、 Au、Pd等)、抗蝕劑剝離和退火?？蛇x地，可以執(zhí)行覆蓋層?xùn)艠O金屬沉積，然后使用柵極金屬 掩模和金屬蝕刻，可以形成柵極金屬1200、1210。柵極金屬掩?？梢员粍冸x，并且其余柵極 金屬被退火。在另一實施方式中，在柵極金屬沉積之前可以使用可選的覆蓋層電介質(zhì)沉積 和掩敝步驟。柵極金屬1200、1210也可以形成場板和/或充當(dāng)用于P型柵極800的雙步驟 場板。柵極金屬1200、1210也可以按各種不同的形狀形成，以提高場板的效應(yīng)。最后，如圖13所示，在金屬層(中間金屬電介質(zhì)，未示出)之間的可選電介質(zhì)隔離 之后，電極金屬1300可被沉積并被蝕刻(或反之亦然)，以形成互連金屬1300。在實施方 式中，互連金屬1300可以形成從源極接觸區(qū)300到柵極接觸區(qū)310的懸垂部分(未示出)。 該懸垂區(qū)域也可以充當(dāng)場板(例如，源極連接的場板)。附加步驟可以包括鈍化工藝、墊掩 敝和蝕刻、頂部金屬互連以及最終的合金化，如半導(dǎo)體制造技術(shù)中眾所周知的。如上所述和將認(rèn)識到的，AWaN可由InAlN或各種其他III-V族半導(dǎo)體——包括 二元III-V族半導(dǎo)體和三元III-V族半導(dǎo)體一所取代，例如當(dāng)前教導(dǎo)的實施方式可以包 括 GaN/InAlN/P 型 InAlN HEMT。圖14示出蓋層1400和異質(zhì)結(jié)構(gòu)的聚焦視圖。圖15_23示出e_型HEMT1500的另 一當(dāng)前教導(dǎo)的實施方式，e-型HEMT 1500包括參考圖1_13所討論的在AWaN/GaN異質(zhì)結(jié) 構(gòu)上的GaN蓋層1400。還包括緩沖層120和GaN層130之間的AWaN層1410，如上所述， AlGaN層1410可作為緩沖層120的一部分。圖14示出包括AlGaN層1410、GaN層130、AlGaN層140和GaN層1400的蓋層的 雙重二維電子氣體QDEG)結(jié)構(gòu)。AWaN層1410可具有約至約6%的低Al含量。AWaN 層140可具有約20%至約27%的Al。如圖15所示，這種結(jié)構(gòu)可在緩沖層120上形成，緩沖 層120可在如上所述的襯底110上形成。類似于上面所討論的方法，使用例如MOCVD、MBE 等可以使各種半導(dǎo)體層(1410、130、140和1400)生長為外延層。在雙重2DEG結(jié)構(gòu)的生長之后，通過沉積可以形成電介質(zhì)堆棧200。如上所述，電 介質(zhì)堆棧200可以包括一個或多個電介質(zhì)層，例如包括例如氮化物、氧化物、氮氧化物等的 第一電介質(zhì)層220，以及包括非致密氧化物的第二電介質(zhì)層210。電介質(zhì)堆棧200可以是沉積在GaN層1400上的覆蓋層。如圖17所示，電介質(zhì)堆棧200可以由例如接觸掩模1700圖 案化，接觸掩模1700界定源極接觸區(qū)300、柵極接觸區(qū)310和漏極接觸區(qū)320。這個工藝的 優(yōu)勢是，單個掩敝步驟被用來使柵極接觸區(qū)自對準(zhǔn)源極接觸區(qū)300和漏極接觸區(qū)320。三個 所界定的區(qū)域可以被蝕刻以去除電介質(zhì)堆棧200，從而暴露出GaN層1400的表面?？梢允?用蝕刻技術(shù)例如等離子刻蝕、反應(yīng)離子刻蝕(RIE)、磁增強RIE(MERIE)、電感耦合等離子體 (ICP)、變壓器耦合等離子體(TCP)、濕蝕刻、化學(xué)機械拋光(CMP)等。在電介質(zhì)堆棧200蝕刻之后，可使用相同的接觸掩模1700來進一步蝕刻GaN層 1400，以暴露源極接觸區(qū)300、柵極接觸區(qū)310和漏極接觸區(qū)320中的AlGaN層140。GaN層 1400蝕刻可以是使用電感耦合等離子體(ICP)或其他干蝕刻技術(shù)、和/或各種光增強蝕刻 技術(shù)例如光化學(xué)濕蝕刻的各向異性干蝕刻，這些蝕刻對AlGaN層140和電介質(zhì)堆棧200是 選擇性的。在圖19中，電介質(zhì)層500(例如，等離子氮化硅)可以被共形地沉積在圖案化的電 介質(zhì)堆棧200和AlGaN層140的被暴露部分上。使用LPCVD或PECVD可沉積氮化物。如圖 20所示，掩模2000可被形成以使所界定的柵極接觸區(qū)310暴露。第一干蝕刻(優(yōu)選地各 向異性，但是有些橫向蝕刻也可以是可接受的)可用于選擇性地蝕刻在所界定的柵極接觸 區(qū)310中的電介質(zhì)層500。第一干蝕刻對AKkiN、GaN層1400和電介質(zhì)堆棧200可以是選 擇性的。在第一干蝕刻之后，可以執(zhí)行對電介質(zhì)層220、GaN層1400、AK;aN層140和電介質(zhì) 層500是選擇性的第二蝕刻。可以使用各種類型的各向同性蝕刻，例如HF、緩沖氧化蝕刻 劑(BOE)浴、使用分離型等離子體蝕刻技術(shù)的各向同性干蝕刻等。因而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)在圖22 中示出，圖22示出包括AlGaN層140的被暴露部分的柵極接觸區(qū)310,AKiaN層140具有從 GaN層1400和電介質(zhì)層220形成的大致筆直的側(cè)壁和在電介質(zhì)層210中形成的大致較寬的 碗形區(qū)域，其中底切在電介質(zhì)層500下。然后，可去除掩敝層2000，并且可執(zhí)行晶片清潔。在清潔后，可執(zhí)行P型AWaN的 GaN選擇性外延生長。如圖23所示，P型AlGaN 2300可在柵極接觸區(qū)310中生長。外延生 長包括如圖所示的橫向過生長，使得P型AlGaN 2300實質(zhì)上填充由先前的蝕刻步驟形成的 可用空間。P型AlGaN2300可以從柵極接觸區(qū)310中的被暴露的AKiaN層140(其可用作晶 種區(qū))生長。P型AKiaN 2300從柵極接觸區(qū)310橫向地和縱向地同等生長，從而形成/填 充由先前蝕刻留下的形狀。e_型HEMT 1500可如上所述被進一步加工，包括但不限于電極 形成、鈍化、墊形成等。圖對-32示出包括AlN半導(dǎo)體層MlOWe-SHEMT MOO的另一實施方式。通過 與上述工藝類似的工藝來制造e-型HEMT 2400。在圖M中，示出襯底110例如硅、藍(lán)寶石、金剛石上硅(SOD)、金剛石、SiC等，緩沖 層120可在襯底110上形成。襯底110可以具有晶體取向，例如，如果是藍(lán)寶石則為C-軸， 如果是Si則為<111>。緩沖層120可以是例如GaN/AIN、AlGaN, AWaN/AIN等。示出緩沖 層120上的GaN層130。GaN層130可以是未摻雜的。AlGaN 140可在GaN層130上形成， GaN層130可以是約10%至約沘％的々1并且是未摻雜的。AlN層MlO可在AlGaN層140 上形成。AlN層MlO可在原位生長以控制質(zhì)量和晶體界面。還可在原位AlN沉積之前執(zhí)行 表面預(yù)處理，以便獲得具有適當(dāng)結(jié)構(gòu)的AlN層。預(yù)處理可包括被暴露表面的氮化(例如，通 過在高溫例如高于約500°C時使表面暴露于氨水)。AlN層MlO還可保護器件層。在AlGaN
11層140的生長之后，可以執(zhí)行用于器件隔離的已知技術(shù)(例如注入和退火)。圖25示出沉積在AlN層MlO上的電介質(zhì)堆棧200。電介質(zhì)堆棧200可以是一個 或多個電介質(zhì)層。在所示的實施方式中，使用單層非致密的氧化物。電介質(zhì)堆棧200可以 是沉積在AlN層MlO上的覆蓋層。如圖沈所示。電介質(zhì)堆棧200可以由例如接觸掩模 (未示出)圖案化，接觸掩模可以被用來界定源極接觸區(qū)300、柵極接觸區(qū)310和漏極接觸 區(qū)320。這個工藝的優(yōu)勢是，單個掩敝步驟被用來使柵極接觸區(qū)自對準(zhǔn)源極接觸區(qū)300和漏 極接觸區(qū)320。因而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)在圖沈中示出，其中三個所界定的區(qū)域可以被蝕刻以去除 電介質(zhì)堆棧200，從而暴露AlN層MlO的表面。在圖27中，所蝕刻的電介質(zhì)堆棧200被用作用于蝕刻源極接觸區(qū)、柵極接觸區(qū)和 漏極接觸區(qū)中的AlN層MlO以暴露AlGaN層140的掩敝層。AlN層MlO蝕刻可以是對 AlGaN層140和電介質(zhì)堆棧200的選擇性的蝕刻。氫氧化鉀(KOH)和類似的蝕刻劑可用于 此步驟，如ICP干蝕刻或光增強化學(xué)蝕刻技術(shù)。圖觀示出可選的柵極保護掩模觀00，其中可選的N+注入(未示出)工藝可用于 保護柵極接觸區(qū)310?？蓤?zhí)行抗蝕劑剝離以去除柵極保護掩模2800，并且可以執(zhí)行在氮環(huán) 境中在約1100°C至約1300°C時的退火以進一步推動N+注入。在圖四中，電介質(zhì)500(例 如，等離子氮化硅)可以被共形地沉積在圖案化的電介質(zhì)堆棧200和AWaN層140的被暴 露部分上。使用LPCVD可沉積氮化物。如圖30所示，抗蝕劑掩模3000可被用來使所界定 的柵極接觸區(qū)310暴露，用于進一步的蝕刻。第一干蝕刻可用于選擇性地蝕刻所界定的柵 極接觸區(qū)310中的電介質(zhì)層500。第一干蝕刻對AlGaN、AlN和電介質(zhì)堆棧200可以是選擇 性的。在第一干蝕刻之后，可以執(zhí)行對電介質(zhì)層500、A1N層MlO和AWaN層140是選擇性 的第二蝕刻。因而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)在圖31中示出，圖31示出包括AKiaN層140的被暴露部分 的柵極接觸區(qū)310，AWaN層140具有從AlN層MlO形成的大致筆直的側(cè)壁和在電介質(zhì)堆 棧200中形成的大致較寬的碗形區(qū)域，底切在電介質(zhì)層500下。然后，可去除掩敝層3000，并且可執(zhí)行晶片清潔。在清潔后，可執(zhí)行P型AWaN的 選擇性外延生長。如圖32所示，P型AKkiN 3200可在柵極接觸區(qū)310中生長。外延生長 可包括如圖所示的橫向過生長，使得P型AlGaN 3200實質(zhì)上填充由先前的蝕刻步驟形成的 可用空間。P型AlGaN3200可以從柵極接觸區(qū)310中的被暴露的AlGaN層140(其可用作晶 種區(qū))生長。P型AKiaN 3200可從柵極接觸區(qū)310橫向地和縱向地同等生長，從而形成/ 填充由先前蝕刻留下的形狀。如將理解的，許多不同的形狀可以根據(jù)先前蝕刻步驟的類型和長度由AWaN 3200 形成，并且在圖32中示出的形狀沒有被規(guī)定為限制性的。此外，如所示，P型AlGaN 3200形 成e-型HEMT 2400的柵極。此外，P型AWaN柵極3200的較接近漏極接觸區(qū)320并且看 起來懸于電介質(zhì)堆棧200之上的部分可充當(dāng)精加工的e-型HEMT MOO中的場板。場板可 以減小e-型HEMT的源極和漏極周圍的峰值電場。雖然下面的步驟沒有被示出，但是它們類似于上面參考圖10-13描述的步驟。在 P型AlGaN 3200生長之后，可通過例如各向同性蝕刻去除電介質(zhì)500。然后，歐姆金屬接觸 部分可在源極接觸區(qū)300中和漏極接觸區(qū)320中形成。歐姆金屬接觸部分可以由不同的金 屬層例如Ti/Al/Ni/Au、Ti/Al等形成。在形成金屬歐姆接觸部分的一個實施方式中，可以 使用抗蝕劑掩模，沉積金屬堆棧，剝離抗蝕劑掩模，以及執(zhí)行所沉積的金屬堆棧的退火。在
12可選實施方式中，可執(zhí)行覆蓋層金屬沉積，金屬掩模可以用作對金屬蝕刻的引導(dǎo)，后面是抗 蝕劑剝離和退火。任一種方法可以用來形成歐姆接觸部分。類似地，可使用各種方法來使肖特基柵極金屬沉積在P型AlGaN柵極3200上。在 一個實施方式中，可以使用柵極抗蝕劑掩模，后面是柵極金屬沉積(例如Ni、Au、Pd等)、抗 蝕劑剝離和退火。可選地，可以執(zhí)行覆蓋層?xùn)艠O金屬沉積，然后使用柵極金屬掩模和金屬蝕 刻，柵極金屬可被圖案化。柵極金屬掩?？梢员粍冸x，并且其余肖特基金屬可被退火。在 另一實施方式中，在肖特基柵極金屬沉積之前可以使用可選的覆蓋層電介質(zhì)沉積和掩敝步 驟。柵極金屬也可以形成場板和/或充當(dāng)P型柵極3200的雙步驟場板。柵極金屬也可以 按各種不同的形狀形成，以提高場板的效應(yīng)。最后，電極金屬可被沉積并被蝕刻(或反之亦然)，以形成互連金屬。在實施方式 中，互連金屬可以形成從源極接觸區(qū)300到柵極接觸區(qū)310的懸垂部分。這個懸垂區(qū)域也 可以充當(dāng)場板。附加步驟可以包括鈍化工藝、墊掩敝和蝕刻、頂部金屬互連以及最終的合金 化，如半導(dǎo)體制造技術(shù)中眾所周知的。在e-型HEMT MOO的可選實施方式中，在AlN層MlO蝕刻后，凹槽可以被蝕刻到 AlGaN中，以形成如圖33所示的凹進的P-柵極結(jié)構(gòu)。這種凹槽蝕刻可根據(jù)對應(yīng)用期望的器 件特性被執(zhí)行至通常是AlGaN厚度的一部分(約5%至約75%)的深度，并且也可以在上 述工藝中被執(zhí)行。也可在源極接觸區(qū)和漏極接觸區(qū)中執(zhí)行附加的凹槽蝕刻。圖34示出因 而產(chǎn)生的AlGaN P-柵極3200的結(jié)構(gòu)。在圖35-41中示出的另一實施方式中，AlN被用作AKiaN層上的薄蓋層。圖35示 出與圖M的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)，但是AlN層MlO在約5入至約100A,優(yōu)選地約10人至約20入 的范圍內(nèi)。在所示的實施方式中，然后可使用已知的氧化物和氮化物沉積技術(shù)來沉積電介質(zhì) 堆棧200。電介質(zhì)堆棧200可包括一個或多個電介質(zhì)層，例如包括例如氮化物、氧化物、氮氧 化物等的第一電介質(zhì)層220，以及包括非致密氧化物的第二電介質(zhì)層210。電介質(zhì)堆棧200 可以是沉積在AKiaN層140上的覆蓋層。電介質(zhì)堆棧200可以由例如接觸掩模(未示出) 圖案化，接觸掩?？梢杂糜诮缍ㄔ礃O接觸區(qū)300、柵極接觸區(qū)310和漏極接觸區(qū)320。這個工 藝的優(yōu)勢是，單個掩敝步驟被用來使柵極接觸區(qū)自對準(zhǔn)源極接觸區(qū)300和漏極接觸區(qū)320。 通過使用單個掩敝步驟，可以獲得對柵極-源極和柵極-漏極間距的精確控制。因而產(chǎn)生 的結(jié)構(gòu)在圖37中示出，其中三個所界定的區(qū)域(300、310、320)可以被蝕刻以去除電介質(zhì)堆 棧200，以暴露出AlN層MlO的表面。圖38示出可選的柵極保護掩模3800?？墒褂脰艠O保護掩模3800執(zhí)行可選的N+ 注入400?？蓤?zhí)行抗蝕劑剝離以去除柵極保護掩模3800，并且可以執(zhí)行在氮環(huán)境中在約 1100°C至約1300°C時的退火以進一步推動N+注入。在圖39中，電介質(zhì)層500 (例如，等離 子氮化硅)可以被共形地沉積在圖案化的電介質(zhì)堆棧200和AlN層MlO的被暴露部分上。 使用LPCVD可沉積電介質(zhì)層500。如圖40所示，掩模4000可被形成以使所界定的柵極接觸 區(qū)310暴露。第一干蝕刻可用于選擇性地蝕刻所界定的柵極接觸區(qū)310中的電介質(zhì)層500。 第一干蝕刻對AlN和電介質(zhì)堆棧200可以是選擇性的。在第一干蝕刻之后，可以執(zhí)行對電 介質(zhì)層220和電介質(zhì)層500是選擇性的第二蝕刻(在這個實施方式中示出沒有底切的電介 質(zhì)層500)。第二蝕刻還可以使薄AlN層MlO變薄。因而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)在圖41中示出，圖41示出包括變薄的AlN層MlO的被暴露部分的柵極接觸區(qū)310，AlN層MlO具有從電介質(zhì)層 220形成的大致筆直的側(cè)壁的和在電介質(zhì)層210中形成的大致較寬的碗形區(qū)域，其中在電 介質(zhì)層500下沒有底切。在抗蝕劑剝離(未示出)后，變薄的AlN層MlO可以被氧化以在被暴露的柵極接 觸區(qū)中產(chǎn)生Al2O3絕緣體4100?？赏ㄟ^快速熱退火(RTA)、其他熱工藝和/或通過等離子體 增強工藝來執(zhí)行氧化。雖然沒有具體的理論被證實，但是認(rèn)為Al2O3絕緣體4100的形成提 高金屬化和AWaN層140之間的粘附力。對本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將明顯，可以修改先前討論的工藝和因而產(chǎn)生的結(jié) 構(gòu)，以使用單個掩敝步驟形成具有不同圖案、寬度和/或材料的各種半導(dǎo)體器件特征。下面 描述示范性方法和因而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)。盡管陳述本教導(dǎo)的廣泛范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似，但是在具體的實施例中 陳述的數(shù)值盡可能準(zhǔn)確地被報道。然而，任何數(shù)值本質(zhì)上包含必然由在各自的測試測量 中發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差產(chǎn)生的某些誤差。此外，本文所公開的所有范圍應(yīng)被理解為包括其中 包含的任何及所有的子范圍。例如，“小于10”的范圍可包括在最小值0和最大值10之 間(并且包含0和10)的任何及所有的子范圍，即，任何及所有的子范圍具有等于或大于 0的最小值和等于或小于10的最大值，例如1至5。在某些情況下，對參數(shù)所規(guī)定的數(shù)值 可以采用負(fù)值。在這種情況下，被規(guī)定為“小于10”的范圍的示例性值可以采用負(fù)值，例 如-1、-2、-3、-10、-20、-30 等。雖然本教導(dǎo)已經(jīng)關(guān)于一個或多個實現(xiàn)被示出，但是可對所示出的實施例進行變更 和/或修改而不偏離所附權(quán)利要求的精神和范圍。此外，雖然本公開的特定特征可只關(guān)于 多個實現(xiàn)中的一個被描述，但是這種特征可與其他實現(xiàn)的一個或多個其他特征合并，如可 能對任何給定或特定的功能是所期望的和有利的。此外，在術(shù)語“包括(including)”、“包 括(incledes)”、“具有(has)”、“具有(has)”、“具有(with) ”或其變化形式用在詳細(xì)描述 和權(quán)利要求中的程度上，這樣的術(shù)語被規(guī)定為在與術(shù)語“包括(comprising) ”類似的方式 中是包括端點的。術(shù)語“...中的至少一個”用來指可被選擇的所列項目中的一個或多個。 如本文所使用的，關(guān)于一列項目的術(shù)語"...中的一個或多個”例如A和B或A和/或B意 指單獨的A、單獨B或者A和B。術(shù)語“...中的至少一個”用來指可被選擇的所列項目中的 一個或多個。另外，在本文的討論和權(quán)利要求中，關(guān)于兩種材料(一個在另一個上)使用的 術(shù)語“在...上”意指材料之間至少有一些接觸，而“在...上方”意指材料接近，但可能有 一個或多個另外的介入材料，使得接觸是可能的，但不是必需的?！霸?..上”和“在...上 方”都不暗示如本文所使用的任何方向性。術(shù)語“共形的”描述涂層材料，其中下層材料的 角度由共形材料保持。術(shù)語“大約”表示所列的值可能有些改變，只要該改變并不導(dǎo)致對所 示出的實施方式的工藝或結(jié)構(gòu)的不一致。最后，“示范性的”表示描述被用作實施例，而不是 暗示它是理想的。從本文所公開的方法和結(jié)構(gòu)的說明書和實踐的考慮中，本教導(dǎo)的其他實 施方式對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是明顯的。意圖是說明書和實施例只被視為示范的，本 教導(dǎo)的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求表示。如在本申請中使用的相對位置的術(shù)語基于平行于晶片或襯底的常規(guī)平面或工作 表面的平面來定義，而不考慮晶片或襯底的取向。如在本申請中使用的術(shù)語“水平的”或 “橫向的”被定義為平行于晶片或襯底的常規(guī)平面或工作表面的平面，而不考慮晶片或襯底的取向。術(shù)語“縱向的”是指垂直于水平面的方向。術(shù)語如“在...上”、“側(cè)”(如在“側(cè)壁” 中的)、“更高”、“更低”、“在...上方”、“頂部”和“在..·下”關(guān)于在晶片或襯底的頂面上 的常規(guī)平面或工作表面來定義，而不考慮晶片或襯底的取向。
權(quán)利要求
1.一種制造增強型(e-型)高電子遷移率晶體管(HEMT)的方法，包括 使第一化合物半導(dǎo)體層在襯底的表面上形成；使第二化合物半導(dǎo)體層在所述第一化合物半導(dǎo)體層的與所述襯底表面相對的表面上 形成；使第一電介質(zhì)在所述第二化合物半導(dǎo)體層的與所述第一化合物半導(dǎo)體的所述表面相 對的表面上形成；通過所述第一電介質(zhì)使用一個掩模層來界定源極接觸區(qū)、漏極接觸區(qū)和柵極接觸區(qū)， 以暴露所述第二化合物半導(dǎo)體層的部分；使第二電介質(zhì)共形地在所述第一電介質(zhì)和所述第二化合物半導(dǎo)體層的被暴露部分上 形成；蝕刻所述第二電介質(zhì)以暴露所述柵極區(qū)；各向同性地蝕刻在所述柵極接觸區(qū)中被暴露的所述第一電介質(zhì)以形成蝕刻區(qū)域； 使外延P型第二化合物半導(dǎo)體在所暴露的柵極接觸區(qū)上生長，以實質(zhì)上填充所蝕刻的 柵極接觸區(qū)并覆蓋所述第一電介質(zhì)的所述蝕刻區(qū)域的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括 掩敝所述第二電介質(zhì)以界定所述柵極接觸區(qū)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，掩敝還界定場板區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，蝕刻所述第二電介質(zhì)還界定集成的場板區(qū)域的橫 向延伸部分。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使所述外延P型第二化合物半導(dǎo)體生長以實質(zhì)上填充所蝕刻的第一電介質(zhì)區(qū)域并覆 蓋所述第二電介質(zhì)的至少一部分。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使歐姆源極接觸部分在所述源極接觸區(qū)上形成；使歐姆漏極接觸部分在所述漏極接觸區(qū)上形成；以及使肖特基金屬在所述外延P型第二化合物半導(dǎo)體的至少一部分上形成。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所形成的歐姆源極接觸部分還形成場板。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所形成的肖特基金屬還形成場板。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，蝕刻所述第二電介質(zhì)以暴露所述柵極接觸區(qū)還包括凹槽蝕刻所述柵極接觸區(qū)的至少一部分而穿過所述第二化合物半導(dǎo)體層的至少一部分。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一化合物半導(dǎo)體包括GaN。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述襯底選自硅、藍(lán)寶石、碳化硅、磷化銦、金剛 石、金剛石上硅和金剛石上藍(lán)寶石。
12.如權(quán)利要1所述的方法，還包括使AlGaN層在所述襯底的所述表面和所述第一化合物半導(dǎo)體層之間形成。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二化合物半導(dǎo)體層包括仏6鄉(xiāng)、6鄉(xiāng)、InP和 InAlN中的至少一種。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述第二化合物半導(dǎo)體層還包括 形成包括至少兩種不同的化合物半導(dǎo)體層的化合物半導(dǎo)體堆棧。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體堆棧包括AWaN層和AlN層。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一電介質(zhì)包括電介質(zhì)層的堆棧。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述第二電介質(zhì)還包括 形成等離子氮化物作為所述第二電介質(zhì)層。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使蓋層在所述第一電介質(zhì)層和所述第二化合物半導(dǎo)體層之間形成，其中所述蓋層包括GaN 層。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述第一電介質(zhì)還包括 形成多個電介質(zhì)層。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括使AlGaN層在所述襯底和所述第一化合物層之間形成。
21. 一種制造增強型(e_型)高電子遷移率晶體管(HEMT)的方法，包括 使GaN層在襯底的表面上形成；使III-V族半導(dǎo)體層在所述GaN層的與所述襯底表面相對的表面上形成； 使AlN半導(dǎo)體層在所述III-V族半導(dǎo)體層和第一電介質(zhì)之間形成； 使所述第一電介質(zhì)在所述AlN半導(dǎo)體層的與所述III-V族半導(dǎo)體層的所述表面相對的 表面上形成；通過所述第一電介質(zhì)使用一個掩模層來界定源極接觸區(qū)、漏極接觸區(qū)和柵極接觸區(qū)， 以暴露所述AlN半導(dǎo)體層；使第二電介質(zhì)共形地在所述第一電介質(zhì)和所述AlN半導(dǎo)體層的被暴露部分上形成； 蝕刻所述第二電介質(zhì)以暴露所界定的柵極接觸區(qū)中的所述AlN;以及 使外延ρ型III-V族半導(dǎo)體在所暴露的柵極接觸區(qū)上生長，以實質(zhì)上填充所蝕刻的柵 極接觸區(qū)并覆蓋所蝕刻的第一電介質(zhì)區(qū)域的至少一部分。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括氧化所界定的柵極接觸區(qū)中的所暴露的AlN以形成薄氧化鋁層；以及 使外延P型III-V族半導(dǎo)體在所界定的柵極接觸區(qū)中的所述薄氧化鋁層上生長，以實 質(zhì)上填充所界定的柵極區(qū)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，氧化所暴露的AlN還包括形成約5
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述薄氧化層為約10
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，氧化所暴露的AlN還包括應(yīng)用選自熱氧化、快速熱退火和等離子增強氧化所組成的組中的氧化工藝。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括使外延P型III-V族半導(dǎo)體穿過所述第二電介質(zhì)的至少一部分生長。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括 掩敝所述第二電介質(zhì)以界定所述柵極接觸區(qū)。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，掩敝還界定場板區(qū)域。
29.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，蝕刻所述第二電介質(zhì)還界定集成的場板區(qū)域的 橫向延伸部分。
30.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括使外延P型III-V族半導(dǎo)體生長以實質(zhì)上填充所蝕刻的第一電介質(zhì)區(qū)域并覆蓋所述第 二電介質(zhì)的至少一部分。
31.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括使歐姆源極接觸部分在所述源極接觸區(qū)上形成；使歐姆漏極接觸部分在所述漏極接觸區(qū)上形成；以及使肖特基金屬在所述外延P型III-V族半導(dǎo)體的至少一部分上形成。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，所形成的歐姆源極接觸部分還形成場板。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其中，所形成的肖特基金屬還形成場板。
34.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，蝕刻所述第二電介質(zhì)以暴露所述柵極接觸區(qū)還 包括凹槽蝕刻所述柵極接觸區(qū)的至少一部分而穿過所述III-V族半導(dǎo)體層的至少一部分。
35.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述襯底選自硅、藍(lán)寶石、碳化硅、金剛石、金剛 石上硅和金剛石上藍(lán)寶石。
36.如權(quán)利要21所述的方法，還包括使AlGaN層在所述襯底的所述表面和所述GaN層之間形成。
37.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述III-V族半導(dǎo)體層包括AlGaN、GaN和InAlN 的至少一種。
38.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述第一電介質(zhì)包括電介質(zhì)層的堆棧。
39.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，形成所述第二電介質(zhì)還包括 形成等離子氮化物作為所述第二電介質(zhì)層。
40.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括使蓋層在所述第一電介質(zhì)層和所述III-V族半導(dǎo)體層之間形成，其中所述蓋層包括GaN 層。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，還包括使AlGaN層在所述襯底和所述GaN層之間形成。
42.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，形成所述第一電介質(zhì)還包括 形成多個電介質(zhì)層。
43.一種制造增強型(e_型)高電子遷移率晶體管(HEMT)的方法，包括 使第一化合物半導(dǎo)體層在襯底的表面上形成；使第二化合物半導(dǎo)體層在所述第一化合物半導(dǎo)體層的與所述襯底表面相對的表面上 形成；使第三化合物半導(dǎo)體層在所述第二化合物半導(dǎo)體層和第一電介質(zhì)之間形成； 使所述第一電介質(zhì)在所述第三化合物半導(dǎo)體層的與所述第二化合物半導(dǎo)體層的所述 表面相對的表面上形成；通過所述第一電介質(zhì)使用一個掩模層來界定源極接觸區(qū)、漏極接觸區(qū)和柵極接觸區(qū)， 以暴露AlN半導(dǎo)體層；使第二電介質(zhì)共形地在所述第一電介質(zhì)和所述第三化合物半導(dǎo)體層的被暴露部分上 形成；蝕刻所述第二電介質(zhì)和所述第一電介質(zhì)的一部分以暴露在所界定的柵極接觸區(qū)中的 所述第三化合物半導(dǎo)體；以及使外延P型第二化合物半導(dǎo)體在所暴露的柵極接觸區(qū)上生長以實質(zhì)上填充所蝕刻的 柵極接觸區(qū)并覆蓋所蝕刻的第一電介質(zhì)區(qū)域的至少一部分。
44. 一種制造增強型(e_型)高電子遷移率晶體管(HEMT)的方法，包括 使GaN層在襯底的表面上形成；使III-V族半導(dǎo)體層在所述GaN層的與所述襯底表面相對的表面上形成； 使AlN半導(dǎo)體層在所述III-V族半導(dǎo)體層和第一電介質(zhì)之間形成； 使所述第一電介質(zhì)在所述AlN半導(dǎo)體層的與所述III-V族半導(dǎo)體層的所述表面相對的 表面上形成；通過所述第一電介質(zhì)使用一個掩模層來界定源極接觸區(qū)、漏極接觸區(qū)和柵極接觸區(qū)， 以暴露所述AlN半導(dǎo)體層；使第二電介質(zhì)共形地在所述第一電介質(zhì)和所述AlN半導(dǎo)體層的被暴露部分上形成； 蝕刻所述第二電介質(zhì)和所述第一電介質(zhì)的一部分以暴露所界定的柵極接觸區(qū)中的所 述AlN;以及使外延P型III-V族半導(dǎo)體在所暴露的柵極接觸區(qū)上生長以實質(zhì)上填充所蝕刻的柵極 接觸區(qū)并覆蓋所蝕刻的第一電介質(zhì)區(qū)域的至少一部分。
全文摘要
本公開的各種實施方式包括增強型(e-型)柵極注入高電子遷移率晶體管(HEMT)的形成。實施方式可包括GaN、AlGaN和InAlN基HEMT。實施方式還可包括自對準(zhǔn)的P型柵極和場板結(jié)構(gòu)。柵極可與源極和漏極自對準(zhǔn)，這可允許對柵極-源極和柵極-漏極間距的精確控制。另外的實施方式包括添加GaN蓋結(jié)構(gòu)、AlGaN緩沖層、AlN、凹槽蝕刻和/或使用薄氧化AlN層。在根據(jù)本教導(dǎo)制造HEMT時，選擇性的外延生長(SEG)和外延橫向過生長(ELO)都可被使用以形成柵極。
文檔編號H01L21/335GK102148157SQ201010621068
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者F·希伯特 申請人:英特賽爾美國股份有限公司