[发明专利]高空穴移动率晶体管有效

专利信息
申请号: 201710844740.7 申请日: 2017-09-19
公开(公告)号: CN109524460B 公开(公告)日: 2022-05-17
发明(设计)人: 陈富信;林永豪;林鑫成;林信志;黄嘉庆 申请(专利权)人: 世界先进积体电路股份有限公司
主分类号: H01L29/778 分类号: H01L29/778;H01L29/06;H01L21/335
代理公司: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 王涛;贾磊
地址: 中国台湾新竹*** 国省代码: 台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 空穴 移动 晶体管
【说明书】:

发明实施例提供一种高空穴移动率晶体管,包括:背阻挡层,位于基板上;导通层,位于背阻挡层上;通道区,位于导通层中,邻近导通层与背阻挡层的界面;掺杂层,位于导通层上;栅极电极,位于掺杂层上;源极/漏极电极,分别位于栅极电极的两相对侧;及能带调整层,位于掺杂层上,并与栅极电极电连接;其中能带调整层为N型掺杂三五族半导体。本发明可形成增强型高空穴移动率晶体管,同时保持良好均匀性及通道低阻值。

技术领域

本发明实施例有关于一种半导体技术,特别是有关于一种高空穴移动率晶体管。

背景技术

GaN材料因具有宽能带间隙及高速移动电子,广泛应用于高功率半导体装置当中,特别是射频与功率上的应用。

传统上,高电子移动率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)利用三五族半导体堆叠,在其界面处形成异质接面(heterojunction)。由于异质接面处的能带弯曲,导带(conduction band)弯曲深处形成位能阱(potential well),并在位能阱中形成二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)。由于在通道中移动的是电子,因此高电子移动率晶体管为N型元件。

传统上,亦可利用三五族半导体堆叠,在其界面处形成二维空穴气(two-dimensional hold gas,2DHG),并且利用凹蚀栅极(gate recess)的方式,改变能带结构,减少二维空穴气,形成增强型(enhancement mode,E-mode)高空穴移动率晶体管(HighHoleMobility Transistor,HHMT)。然而,由于凹蚀栅极深度与均匀性不易控制,容易导致电性参数的异常值。此外,栅极下凹的区域亦会造成通道高阻值。

虽然现有的高空穴移动率晶体管大致符合需求,但并非各方面皆令人满意,特别是增强型高空穴移动率晶体管的均匀性及通道阻值仍需进一步改善。

发明内容

本发明实施例提供一种高空穴移动率晶体管,包括:背阻挡层,位于基板上;导通层,位于背阻挡层上;通道区,位于导通层中,邻近导通层与背阻挡层的界面;掺杂层,位于导通层上;栅极电极,位于掺杂层上;源极/漏极电极,分别位于栅极电极的两相对侧;及能带调整层,位于掺杂层上,并与栅极电极电连接;其中该能带调整层为N型掺杂三五族半导体。

本发明可形成增强型高空穴移动率晶体管,同时保持良好均匀性及通道低阻值。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂,下文特举数个实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。

附图说明

以下将配合所附图式详述本发明实施例。应注意的是,依据在业界的标准做法,各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上,可能任意地放大或缩小元件的尺寸,以清楚地表现出本发明实施例的特征。

图1是根据一些实施例绘示出高空穴移动率晶体管的剖面示意图。

图2是根据一些实施例绘示出高空穴移动率晶体管的能带图。

图3是根据另一些实施例绘示出高空穴移动率晶体管的剖面示意图。

图4是根据又一些实施例绘示出高空穴移动率晶体管的剖面示意图。

图5是根据再一些实施例绘示出高空穴移动率晶体管的剖面示意图。

附图标号

100、200、300、400~高空穴移动率晶体管;

102~基板;

104~背阻挡层;

106~导通层;

108~掺杂层;

110~通道区;

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