[发明专利]用于HEMT器件的侧壁钝化

说明书

相关申请的引用

本申请要求2014年4月30日提交的标题为“SIDEWALLPASSIVATIONFORHEMTDEVICES”的美国临时申请第61/986,389号的优先权。该临时申请的内容全部结合于本申请作为参考。

技术领域

本发明的实施例涉及集成电路器件，更具体地，涉及用于HEMT器件的侧壁钝化。

背景技术

高电子迁移率晶体管(HEMT)也称为异质结构FET(HFET)或调制掺杂的FET(MODFET)，是一种类型的场效应晶体管。鉴于传统的n型MOSFET包括布置在将n型源极/漏极区分隔开的p型掺杂的沟道区上方的栅电极，例如，HEMT器件将异质结用作沟道，而不是将掺杂区用作沟道。该异质结由界面限定，在该界面处，具有不同带隙的两种材料彼此接触。III-N(三氮化物)器件是一种类型的HEMT，其中，异质结由III族材料(例如，Al、Ga、In)和氮化物(N)材料组成。这些III-N器件示出了在高功率和高频率应用中的非常有前途的性能。例如，可以在诸如用于手机基站的发射器、直播卫星(DBS)接收器、电子对抗系统等的高功率-高频率应用中使用III-N器件。

发明内容

本发明的实施例提供了一种高电子迁移率晶体管(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所述二元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III-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III-氮化物材料制成。

根据本发明的另一实施例，提供了一种在衬底上形成增强模式、高电子迁移率晶体管(e-HEMT)的方法，包括：在所述衬底上方形成二元III-氮化物沟道层；在所述二元III-氮化物沟道层上方形成三元III-氮化物阻挡层，其中，所述三元III-氮化物阻挡层在异质结界面处与所述二元III-氮化物沟道层接触；在所述三元III-氮化物阻挡层上方形成二元III-氮化物栅极层，并且以供体或受体杂质掺杂所述二元III-氮化物栅极层；去除掺杂的二元III-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III-氮化物栅极结构，并且使得所述三元III-氮化物阻挡层的上表面区暴露；以及在所述三元III-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。

根据本发明的又一实施例，提供了一种形成在衬底上的增强模式高电子迁移率晶体管(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。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出了根据本发明的一些实施例的HEMT器件的截面图的一些实施例。

图2示出了根据本发明的一些实施例的制造e-HEMT器件的方法的流程图。

图3至图11示出了根据本发明的一些实施例的一系列的截面图，这些截面图共同示出制造HEMT器件的方法。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实现本发明的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。