Hemt器件及其制作方法
【專利摘要】一種高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)，所述HEMT具有襯底、位于所述襯底上的溝道層和位于所述溝道層上的勢壘層，所述HEMT包括在所述勢壘層上的應力誘發(fā)層，所述應力誘發(fā)層改變柵極和漏極之間的漂移區(qū)域中的所述勢壘層中的壓電效應。在所述柵極和所述漏極之間的所述漂移區(qū)域中存在具有非均勻橫向分布的二維電子氣(2DEG)。
【專利說明】HEMT器件及其制作方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請涉及于2012年5月23日提交的題為“Controlling LateralTwo-Dimens1nal Electron Hole Gas HEMT in Type III Nitride Devices Using 1nImplantat1n Through Gray Scale Mask” 的美國專利申請 N0.13/478，402 號、以及于2012 年 5 月 23 日提交的題為 “Non-Uniform Two-Dimens1nal Electron Gas Profilein II1-Nitride HEMT Device”的美國專利申請N0.13/479，018號，其全部內容通過引用合并于此。此外，本申請還涉及于2012年5月23日提交的題為“HEMT GaN Device with a Non-Uniform Lateral Two-Dimens1nal Electron Gas Profi le and Method ofManufacturing the Same”的美國專利申請N0.13/478，609號，其全部內容通過引用合并于此。

【技術領域】
[0003]本發(fā)明示出了具有非均勻橫向二維電子氣輪廓的高電子遷移率晶體管(HEMT)GaN器件及其制作方法。本發(fā)明涉及III族氮化物類型的高電子遷移率晶體管(HEMT)器件，尤其涉及漂移區(qū)域中的二維電子氣(2DEG)。

【背景技術】
[0004]高電子遷移率晶體管(HEMT)為一種在帶隙不同的兩種材料之間并入結(即，異質結)的場效應晶體管。氮化鎵(GaN)HEMT由于其大功率性能而廣受關注。在功率應用中采用的III族氮化物類型HEMT器件中，在導通電阻和擊穿電壓(BV)之間存在相沖突的設計而引發(fā)的折衷。由于BV和導通電阻之間的關系最少為二次關系，因此對于給定的漂移區(qū)域長度，BV的改善會導致器件中的F0M(定義為BV2/Ron)的顯著改善。
[0005]在現(xiàn)有技術中，具有均勻2DEG密度的III族氮化物類型HEMT器件會導致在柵極區(qū)域之下或附近處出現(xiàn)峰值電場。這種電場分布趨向于接近矩形形狀而不是所期望的梯形形狀，其中梯形形狀可以降低器件的單位漂移區(qū)域長度的擊穿電壓。場板和多級場板的使用是用于改進電場分布而采用的一些技術。但是，場板通常導致出現(xiàn)多個峰值并且不能夠獲得理想的平坦電場分布，而可能呈現(xiàn)出鋸齒形輪廓。場板還會增加柵-漏電容。此外，場板級數(shù)的增加會顯著增大處理復雜度和成本。
[0006]Furukawa的美國專利N0.7，038, 253描述了硅(Si)上GaN基器件技術，該技術在漂移區(qū)域內采用了均勻的2DEG輪廓。由于在Furukawa的器件中沒有采用任何場成形技術，所以源漏之間的擊穿電壓和動態(tài)導通電阻受到柵極區(qū)域下電場的局部增強的限制，因此需要對降低了這種器件所能夠獲得的品質因數(shù)(figure of merit,F0M)的器件進行額外設計。
[0007]在H.Xing 等人的 “High Breakdown Voltage AlGaN/GaN HEMTs Achieved ByMultiple Field Plates”中，描述了采用多場板的場成形技術以改進電場分布。但是，多場板不能獲得均勻的電場，而可能具有鋸齒類型的分布，并且引入了柵-漏電容。實施這種器件結構還會增加器件復雜度和成本。
[0008]需要對HEMT器件的F0M進行顯著的改善，尤其需要改善對于給定漂移區(qū)域長度的擊穿電壓，從而改善器件的F0M(定義為BV2/Ron)。本發(fā)明的實施例公開了針對上述問題和其他需求的解決方案。


【發(fā)明內容】

[0009]在本發(fā)明公開的第一實施例中，一種高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)具有襯底、位于所述襯底上的溝道層和位于所述溝道層上的勢壘層，該HEMT包括位于所述勢壘層上的應力誘發(fā)層，所述應力誘發(fā)層改變柵極和漏極之間的漂移區(qū)域中的所述勢壘層中的壓電效應，其中二維電子氣(2DEG)在所述柵極和所述漏極之間的所述漂移區(qū)域中具有非均勻橫向分布。
[0010]在本發(fā)明公開的另一個實施例中，一種制作高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)的方法包括:在襯底上形成溝道層；在所述溝道層上形成勢壘層；以及在所述勢壘層上形成應力誘發(fā)層，所述應力誘發(fā)層改變柵極和漏極之間的漂移區(qū)域中的所述勢壘層中的壓電效應，其中二維電子氣(2DEG)在所述柵極和所述漏極之間的所述漂移區(qū)域中具有非均勻橫向分布。
[0011]通過下文的詳細描述和附圖，將會清楚地示出本發(fā)明的這些或其他特征和有益效果。在附圖和說明書中，數(shù)字標號表明不同的特征，在全部附圖和說明書中，類似的數(shù)字標號代表類似的特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的HEMT器件中位于載流子供應層上的沉積層，該沉積層具有不同尺寸的開口以誘發(fā)應力并且調節(jié)二維電子氣(2DEG)的密度；
[0013]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的HEMT器件中位于載流子供應層上的沉積層，該沉積層具有不同高度輪廓以誘發(fā)應力并且調節(jié)二維電子氣(2DEG)的密度；以及
[0014]圖3A和3B為根據(jù)本發(fā)明制造HEMT器件的方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0015]在下文中，示出了許多具體的細節(jié)以清楚地描述本發(fā)明公開的各種具體實施例。但是，本領域技術人員應該可以理解到本發(fā)明可以在不必包含以下討論的全部具體細節(jié)的情況下實施。在其他情況下，并未描述公知特征以免混淆本發(fā)明。
[0016]參考圖1，示出了場效應晶體管(FET)器件結構10。FET器件結構10包括生長在襯底12上的諸如GaN層14和AlGaN層16之類的II1-V族層的疊層，其中襯底12可為任何常用于生長III族氮化物類型材料的合適襯底。合適的襯底包括但不限于硅(Si)、藍寶石、碳化硅(SiC)、和塊狀單晶氮化鎵(GaN)。
[0017]II1-V族層的疊層可以包括生長在襯底12上的GaN或鋁鎵氮(AlGaN)緩沖層。隨后在緩沖層上生長用作溝道和載流子輸運層的III族類型層，例如GaN層14。隨后在GaN層14上生長用作勢壘層和載流子供應層的V族類型層，例如AlGaN層16。在GaN層14和AlGaN層16之間可以設置A1N分隔層以改進器件的電學性能。
[0018]如圖1中所示，在勢壘層16上方生長應力誘發(fā)層46以誘發(fā)應力并調節(jié)如圖1中所示的2DEG 42中的電荷。在一個實施例中，如圖1中所示，采用掩模對應力誘發(fā)層46進行刻蝕以在特定區(qū)域中形成開口 48。這樣的應力誘發(fā)層46能對應力誘發(fā)層46中的應力進行調節(jié)。應力改變了勢壘層16中的壓電效應，從而改變了柵極22和漏極20之間的漂移區(qū)域中 2DEG 42。
[0019]可以通過在應力誘發(fā)層46中刻蝕不同尺寸的開口 48來獲得對漂移區(qū)域上方的應力誘發(fā)層46中的應力的橫向控制，基于沉積層施加至勢壘或電荷供應層的應力的極性來確定開口 48的尺寸是從柵極22至漏極20增大或減小。
[0020]如果需要從柵極22至漏極20增加漂移區(qū)域內的壓電效應，則開口 48的尺寸在柵極22附近較大并且朝漏極20的方向減小，如圖1所示。
[0021]如果需要從柵極22至漏極20減少漂移區(qū)域內的壓電效應，則開口 48的尺寸在柵極22附近較小并且朝漏極20的方向增大。
[0022]由于2DEG區(qū)域中的電荷密度局部地由壓電效應的大小所確定，因此通過根據(jù)從柵極22到漏極20的距離來改變漂移區(qū)域上方壓電效應的大小，可以獲得非均勻的2DEG42。在圖1中所示的實施例中，漂移區(qū)域中壓電效應從柵極22向漏極20的方向增加，并且開口 48的尺寸在柵極22附近較大并且朝向漏極20的方向減小。這種實施例會導致2DEG42的密度改變，以使漂移區(qū)域中2DEG的密度從柵極22向著漏極20的方向增加。
[0023]如上所述，如果需要漂移區(qū)域中壓電效應從柵極22向著漏極20的方向減小，則開口 48的尺寸在柵極22附近較小并且朝向漏極20的方向增大。
[0024]在另一個實施例中，如圖2中所示，在AlGaN層16上生長應力誘發(fā)層50。在此實施例中通過采用灰度級光刻法形成具有橫向輪廓并且高度變化的應力誘發(fā)層50以獲得非均勻橫向2DEG 44。
[0025]灰度級光刻法采用灰度級掩模來形成應力誘發(fā)層50，使其具有橫向輪廓，并使其高度在柵極22和漏極20之間的漂移區(qū)域中基于所要誘發(fā)的應力的極性而增大或減小。
[0026]在圖2中所示的實施例中，應力誘發(fā)層50的高度在柵極22和漏極20之間的漂移區(qū)域中增加。應力誘發(fā)層50根據(jù)沿漂移區(qū)域從柵極22向著漏極20的距離來改變將漂移區(qū)域上方壓電效應的大小作為。在圖2所示的實施例中，漂移區(qū)域中的應力和壓電效應從柵極22向著漏極20的方向增加。這種實施例會導致2DEG 42的密度改變，以使漂移區(qū)域中2DEG 44的密度從柵極22朝向漏極20的方向增加。
[0027]如上所述，如果希望漂移區(qū)域中壓電效應從柵極22朝向漏極20的方向減小，漂移區(qū)域中應力誘發(fā)層50的高度應當沿著從柵極22朝向漏極20的方向減小。
[0028]在圖1中的實施例中的應力誘發(fā)層46中、或在圖2中的實施例中的應力誘發(fā)層50中打開接觸窗口，之后采用金屬蒸發(fā)或金屬濺射來形成源極接觸18和漏極接觸20以與勢壘層16接觸。
[0029]在應力誘發(fā)層46或應力誘發(fā)層50上生長鈍化層24。
[0030]隨后通過刻蝕溝槽來形成柵極區(qū)域，該溝槽穿過在源極18和漏極20之間的柵極區(qū)域中的鈍化層24和應力誘發(fā)層46或50、并且進入AlGaN層16。在另一個實施例中，刻蝕的溝槽可以延伸穿過AlGaN層16并且部分進入GaN層14至合適的深度。隨后在源極18和柵極22之間、以及柵極22和漏極20之間的區(qū)域上沉積柵極絕緣層26，并且還將柵極絕緣層26沉積為延伸進AlGaN層16的刻蝕溝槽的內襯。如果刻蝕溝槽延伸進入GaN層14，那么還將柵極絕緣層26形成為延伸進入GaN層14的刻蝕溝槽的內襯。
[0031]在沉積了柵極絕緣層26之后，通過蒸發(fā)或濺射形成柵極金屬22并使其填充刻蝕溝槽。
[0032]作為后端處理的一部分可以形成各種交替的鈍化層和金屬層以改進器件的寄生電阻并且提供與器件襯墊和/或封裝的連接。
[0033]采用應力誘發(fā)層46或50來改變勢壘或電荷供應層16中的壓電效應，并且由此改變柵極22和漏極20之間的漂移區(qū)域中的2DEG密度，由此可以通過在柵極22和漏極20之間的漂移區(qū)域中獲得平坦的電場分布，從而提供了對III族氮化物類型HEMT器件的品質因數(shù)(F0M)的明顯改進。在漂移區(qū)域中的2DEG 42被改變以形成非均勻的橫向2DEG分布44，如圖1和2中所示。由沿著漂移區(qū)域的該非均勻橫向2DEG分布44可以獲得平坦的電場分布，這提供了被定義為BV2/Ron的品質因數(shù)(F0M)的改善。
[0034]圖3A和3B為根據(jù)本發(fā)明制造HEMT器件的方法的流程圖。
[0035]在步驟100中，在襯底上形成溝道層。隨后在步驟102中，在溝道層上形成勢壘層。隨后在步驟104中，在勢壘層上形成應力誘發(fā)層，該應力誘發(fā)層改變柵極和漏極之間的漂移區(qū)域中的勢壘層中的壓電效應，其中二維電子氣(2deg)在柵極和漏極之間的漂移區(qū)域中具有非均勻橫向分布。
[0036]在步驟106中，在勢壘層上形成應力誘發(fā)層的步驟包括在柵極和漏極之間形成具有多個不同尺寸開口的材料，該多個不同尺寸開口的尺寸從柵極朝向漏極的方向減小或增大。
[0037]在步驟108中，在勢壘層上形成應力誘發(fā)層的步驟包括采用灰度級光刻來形成高度從柵極朝向漏極的方向減小或增大的材料。
[0038]在步驟110中，在勢壘層上形成鈍化層。在步驟112中，形成柵極，其包括步驟:形成延伸穿過鈍化層并進入勢壘層的溝槽，在溝槽中沉積柵極絕緣層，并且在柵極絕緣層上形成柵極金屬。在步驟114中，形成延伸穿過鈍化層并進入勢壘層的步驟還包括形成溝槽以延伸進入溝道層。
[0039]在步驟116中，在漏極下方的應力誘發(fā)層中形成開口以提供漏極與勢壘層的接觸。并且最后，在步驟118中，在源極下方的應力誘發(fā)層中形成開口以提供源極與勢壘層的接觸。
[0040]由此根據(jù)專利法規(guī)的要求對本發(fā)明進行了描述，本領域技術人員可以理解如何對本發(fā)明做出修改和改變以使其滿足特定的要求和條件?？梢栽诓幻撾x在此公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下對本發(fā)明做出這些修改和改變。
[0041]以上示出的對示例性和優(yōu)選實施例的詳細描述的目的在于根據(jù)法規(guī)要求對本發(fā)明進行展示和公開。其目的并非窮舉或將本發(fā)明限于所描述的(多個)具體形式中，而僅用于使得本領域其他技術人員可以理解本發(fā)明如何適應于特定的用途或實施。對本領域從業(yè)技術人員來說，進行修改和改變的可能性是顯而易見的。對包含容差、特征尺寸、特定操作條件、工程標準等的示例性實施例的描述并不意味著限制，其可以在各種實施方式之間改變或隨著本領域的狀態(tài)改變而進行改變，其并不暗含任何限制。 申請人:根據(jù)現(xiàn)有技術公開了本發(fā)明，但仍然預期進一步改進，并且可以通過考慮這些改進(即未來的“現(xiàn)有技術”)使得本發(fā)明在未來仍然適用。其目的在于，本發(fā)明的范圍由本文的權利要求書及其可適用的等價物所限定。除非明確指出，否則權利要求書中涉及的單數(shù)形式并非意味著“一個和僅一個”。此外，對于本發(fā)明任何元素、組件、或方法、過程步驟，不管這些元素、組件、或步驟是否在權利要求書中明確地要求保護，它們都不意味著無償貢獻給公眾。本發(fā)明的元素除非采用短語“裝置，用于…”來清楚地引用，否則不能根據(jù)美國法典第35卷第112節(jié)第6段來解釋權利要求的元素，并且本文中的步驟除非采用“包括…的步驟”來清楚地引用，否則也不能根據(jù)上述條款來解釋權利要求的方法或過程步驟。
[0042]構思:
[0043]本文至少公開了以下構思。
[0044]構思1.一種高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)，具有襯底、位于所述襯底上的溝道層和位于所述溝道層上的勢壘層，所述HEMT包括:
[0045]位于所述勢壘層上的應力誘發(fā)層，所述應力誘發(fā)層改變柵極和漏極之間的漂移區(qū)域中的所述勢壘層中的壓電效應；
[0046]其中二維電子氣(2DEG)在所述柵極和所述漏極之間的所述漂移區(qū)域中具有非均勻橫向分布。
[0047]構思2.如構思1所述的HEMT，其中所述應力誘發(fā)層包括一種材料，該材料在所述柵極和所述漏極之間具有多個不同尺寸的開口。
[0048]構思3.如構思2所述的HEMT:
[0049]其中所述多個不同尺寸的開口的尺寸從所述柵極朝向所述漏極的方向減?。徊⑶?br> [0050]其中在所述漂移區(qū)域中所述2DEG的密度從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
[0051]構思4.如構思2所述的HEMT，其中，所述多個不同尺寸的開口的尺寸從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
[0052]構思5.如構思1所述的HEMT:
[0053]其中，所述應力誘發(fā)層包括一種材料，該材料的高度在從所述柵極朝向所述漏極的方向上增大；并且
[0054]其中在所述柵極和所述漏極之間的所述漂移區(qū)域中所述2DEG的密度增大。
[0055]構思6.如構思1所述的HEMT，其中所述應力誘發(fā)層包括一種材料，該材料的高度在從所述柵極朝向所述漏極的方向上減小。
[0056]構思7.如構思1所述的HEMT，其中
[0057]所述襯底包括硅(Si)、藍寶石、碳化硅(SiC)、或塊狀單晶氮化鎵(GaN)；
[0058]所述溝道層包括GaN層；并且
[0059]所述勢壘層包括AlGaN層。
[0060]構思8.如構思1所述的HEMT，還包括:
[0061]位于所述應力誘發(fā)層上方的鈍化層；并且
[0062]其中所述柵極包括:
[0063]延伸穿過所述鈍化層并且進入所述勢壘層的柵極金屬；以及
[0064]對延伸穿過所述鈍化層并且進入所述勢壘層的所述柵極金屬進行圍繞的柵極絕緣層。
[0065]構思9.如構思1所述的HEMT，還包括:
[0066]位于所述勢壘層上方的鈍化層；并且
[0067]其中所述柵極包括:
[0068]延伸穿過所述鈍化層和所述勢壘層并且進入所述溝道層的柵極金屬；以及
[0069]對延伸穿過所述鈍化層和所述勢壘層并且進入所述溝道層的所述柵極金屬進行圍繞的柵極絕緣層。
[0070]構思10.如構思1所述的HEMT，還包括:
[0071]在所述應力誘發(fā)層中位于所述漏極下方的開口，用以提供所述漏極與所述勢壘層的接觸；以及
[0072]在所述應力誘發(fā)層中位于所述源極下方的開口，用以提供所述源極與所述勢壘層的接觸。
[0073]構思11.一種制作高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)的方法，所述方法包括:
[0074]在襯底上形成溝道層；
[0075]在所述溝道層上形成勢壘層；以及
[0076]在所述勢壘層上形成應力誘發(fā)層，所述應力誘發(fā)層改變柵極和漏極之間的漂移區(qū)域中的所述勢壘層中的壓電效應；
[0077]其中二維電子氣(2DEG)在所述柵極和所述漏極之間的所述漂移區(qū)域中具有非均勻橫向分布。
[0078]構思12.如構思11所述的方法，其中在所述勢壘層上形成應力誘發(fā)層包括形成一種材料，該材料在所述柵極和所述漏極之間具有多個不同尺寸的開口。
[0079]構思13.如構思12所述的方法，其中:
[0080]所述多個不同尺寸的開口的尺寸從所述柵極朝向所述漏極的方向減??；并且
[0081]在所述漂移區(qū)域中所述2DEG的密度從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
[0082]構思14.如構思12所述的方法，其中，所述多個不同尺寸的開口的尺寸從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
[0083]構思15.如構思11所述的方法，其中:
[0084]在所述勢壘層上形成應力誘發(fā)層包括采用灰度級光刻來形成一種材料，該材料的高度在從所述柵極朝向所述漏極的方向上增大；并且
[0085]在所述漂移區(qū)域中所述2DEG的密度從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
[0086]構思16.如構思11所述的方法，其中在所述勢壘層上形成應力誘發(fā)層包括采用灰度級光刻來形成一種材料，該材料的高度在從所述柵極朝向所述漏極的方向上減小。
[0087]構思17.如構思11所述的方法，其中
[0088]所述襯底包括硅(Si)、藍寶石、碳化硅(SiC)、或塊狀單晶氮化鎵(GaN)；
[0089]所述溝道層包括GaN層；并且
[0090]所述勢壘層包括AlGaN層。
[0091]構思18.如構思11所述的方法，還包括:
[0092]在所述勢壘層上方形成鈍化層；以及
[0093]形成柵極，其中形成柵極包括步驟:
[0094]形成延伸穿過所述鈍化層并且進入所述勢壘層的溝槽；以及
[0095]在所述溝槽中沉積柵極絕緣層；以及
[0096]在所述柵極絕緣層上形成柵極金屬。
[0097]構思19.如構思18所述的方法，其中形成延伸穿過所述鈍化層并且進入所述勢壘層的溝槽還包括:
[0098]將所述溝槽形成為延伸進入所述溝道層。
[0099]構思20.如構思11所述的方法，還包括:
[0100]在所述漏極下方的所述應力誘發(fā)層中形成開口，以提供所述漏極與所述勢壘層的接觸；以及
[0101]在源極下方的所述應力誘發(fā)層中形成開口，以提供所述源極與所述勢壘層的接觸。
【權利要求】
1.一種高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)，具有襯底、位于所述襯底上的溝道層和位于所述溝道層上的勢壘層，所述HEMT包括: 位于所述勢壘層上的應力誘發(fā)層，所述應力誘發(fā)層改變柵極和漏極之間的漂移區(qū)域中的所述勢壘層中的壓電效應； 其中二維電子氣(2DEG)在所述柵極和所述漏極之間的所述漂移區(qū)域中具有非均勻橫向分布。
2.如權利要求1所述的HEMT，其中所述應力誘發(fā)層包括一種材料，該材料在所述柵極和所述漏極之間具有多個不同尺寸的開口。
3.如權利要求2所述的HEMT: 其中所述多個不同尺寸的開口的尺寸從所述柵極朝向所述漏極的方向減?。徊⑶? 其中在所述漂移區(qū)域中所述2DEG的密度從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
4.如權利要求2所述的HEMT，其中，所述多個不同尺寸的開口的尺寸從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
5.如權利要求1所述的HEMT: 其中，所述應力誘發(fā)層包括一種材料，該材料的高度在從所述柵極朝向所述漏極的方向上增大；并且 其中在所述柵極和所述漏極之間的所述漂移區(qū)域中所述2DEG的密度增大。
6.如權利要求1所述的HEMT，其中所述應力誘發(fā)層包括一種材料，該材料的高度在從所述柵極朝向所述漏極的方向上減小。
7.如權利要求1所述的HEMT，其中 所述襯底包括硅(Si)、藍寶石、碳化硅(SiC)、或塊狀單晶氮化鎵(GaN)； 所述溝道層包括GaN層；并且 所述勢魚層包括AlGaN層。
8.如權利要求1所述的HEMT，還包括: 位于所述應力誘發(fā)層上方的鈍化層；并且 其中所述柵極包括: 延伸穿過所述鈍化層并且進入所述勢壘層的柵極金屬；以及 對延伸穿過所述鈍化層并且進入所述勢壘層的所述柵極金屬進行圍繞的柵極絕緣層。
9.如權利要求1所述的HEMT，還包括: 位于所述勢壘層上方的鈍化層；并且 其中所述柵極包括: 延伸穿過所述鈍化層和所述勢壘層并且進入所述溝道層的柵極金屬；以及對延伸穿過所述鈍化層和所述勢壘層并且進入所述溝道層的所述柵極金屬進行圍繞的柵極絕緣層。
10.如權利要求1所述的HEMT，還包括: 在所述應力誘發(fā)層中位于所述漏極下方的開口，用以提供所述漏極與所述勢壘層的接觸；以及 在所述應力誘發(fā)層中位于所述源極下方的開口，用以提供所述源極與所述勢壘層的接觸。
11.一種制作高電子遷移率場效應晶體管(HEMT)的方法，所述方法包括: 在襯底上形成溝道層； 在所述溝道層上形成勢壘層；以及 在所述勢壘層上形成應力誘發(fā)層，所述應力誘發(fā)層改變柵極和漏極之間的漂移區(qū)域中的所述勢壘層中的壓電效應； 其中二維電子氣(2DEG)在所述柵極和所述漏極之間的所述漂移區(qū)域中具有非均勻橫向分布。
12.如權利要求11所述的方法，其中在所述勢壘層上形成應力誘發(fā)層包括形成一種材料，該材料在所述柵極和所述漏極之間具有多個不同尺寸的開口。
13.如權利要求12所述的方法，其中: 所述多個不同尺寸的開口的尺寸從所述柵極朝向所述漏極的方向減??；并且 在所述漂移區(qū)域中所述2DEG的密度從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
14.如權利要求12所述的方法，其中，所述多個不同尺寸的開口的尺寸從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
15.如權利要求11所述的方法，其中: 在所述勢壘層上形成應力誘發(fā)層包括采用灰度級光刻來形成一種材料，該材料的高度在從所述柵極朝向所述漏極的方向上增大；并且 在所述漂移區(qū)域中所述2DEG的密度從所述柵極朝向所述漏極的方向增大。
16.如權利要求11所述的方法，其中在所述勢壘層上形成應力誘發(fā)層包括采用灰度級光刻來形成一種材料，該材料的高度在從所述柵極朝向所述漏極的方向上減小。
17.如權利要求11所述的方法，其中 所述襯底包括硅(Si)、藍寶石、碳化硅(SiC)、或塊狀單晶氮化鎵(GaN)； 所述溝道層包括GaN層；并且 所述勢魚層包括AlGaN層。
18.如權利要求11所述的方法，還包括: 在所述勢壘層上方形成鈍化層；以及 形成柵極，其中形成柵極包括步驟: 形成延伸穿過所述鈍化層并且進入所述勢壘層的溝槽；以及 在所述溝槽中沉積柵極絕緣層；以及 在所述柵極絕緣層上形成柵極金屬。
19.如權利要求18所述的方法，其中形成延伸穿過所述鈍化層并且進入所述勢壘層的溝槽還包括: 將所述溝槽形成為延伸進入所述溝道層。
20.如權利要求11所述的方法，還包括: 在所述漏極下方的所述應力誘發(fā)層中形成開口，以提供所述漏極與所述勢壘層的接觸；以及 在源極下方的所述應力誘發(fā)層中形成開口，以提供所述源極與所述勢壘層的接觸。
【文檔編號】H01L29/778GK104412388SQ201380025830
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年5月9日 優(yōu)先權日:2012年5月23日
【發(fā)明者】薩梅·哈利勒, 卡里姆·S·保特羅斯, 凱蘇克·稀恩奧哈拉 申請人:Hrl實驗室有限責任公司