[发明专利]高电子迁移率晶体管装置及其制造方法有效

专利信息
申请号: 201811312071.X 申请日: 2018-11-06
公开(公告)号: CN111146282B 公开(公告)日: 2023-03-28
发明(设计)人: 谢祁峰;王端玮;孙健仁 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;H01L29/205;H01L29/207;H01L21/335
代理公司: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 王天尧;任默闻
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: 电子 迁移率 晶体管 装置 及其 制造 方法
【权利要求书】:

1.一种高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,包括:

一基底;

一缓冲层,设置于该基底上方,其中该缓冲层包括一渐变式缓冲层设置于一超晶格缓冲层上方,且其中该超晶格缓冲层包含多对氮化铝层和氮化铝镓层,该渐变式缓冲层包含多层具有浓度差异的氮化铝镓层,且该渐变式缓冲层的所述多层氮化铝镓层之一与该超晶格缓冲层的所述多层氮化铝层之一接触;

多对交替层,设置于该缓冲层上方,其中每对交替层包括一掺杂碳的氮化镓层和一未掺杂的氮化镓层,且所述多对交替层的最顶层为最顶部的未掺杂的氮化镓层;

一应力松弛层,设置于该最顶部的未掺杂的氮化镓层上方;

一氮化镓层,设置于该应力松弛层上方,其中该应力松弛层与该氮化镓层和该最顶部的未掺杂的氮化镓层接触;以及

一阻障层,设置于该氮化镓层上方,其中在该氮化镓层和该阻障层之间的界面处产生二维电子气。

2.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,该应力松弛层为一含铝层。

3.如权利要求2所述的高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,该含铝层包括氮化铝和/或氮化铝镓。

4.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,更包括另一应力松弛层设置于所述多对交替层中的每两对之间。

5.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,该应力松弛层的厚度在0.1nm至10nm的范围。

6.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,该掺杂碳的氮化镓层的厚度在1nm至600nm的范围,且该未掺杂的氮化镓层的厚度在1nm至200nm的范围。

7.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,该掺杂碳的氮化镓层的厚度与该未掺杂的氮化镓层的厚度的比值在3.5至5的范围。

8.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,更包括一成核层,设置于该基底和所述多对交替层之间。

9.如权利要求8所述的高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,该成核层包括氮化铝和/或氮化铝镓。

10.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置,其特征在于,更包括:

一源极、一漏极、一栅极,设置于该阻障层上方。

11.一种高电子迁移率晶体管装置的制造方法,其特征在于,包括:

形成一基底;

在该基底上方形成一缓冲层,其中该缓冲层包括一渐变式缓冲层形成于一超晶格缓冲层上方,且其中该超晶格缓冲层包含多对氮化铝层和氮化铝镓层,该渐变式缓冲层包含多层具有浓度差异的氮化铝镓层,且该渐变式缓冲层的所述多层氮化铝镓层之一与该超晶格缓冲层的多层氮化铝层之一接触;

在该缓冲层上方形成多对交替层,其中每对交替层包括一掺杂碳的氮化镓层和一未掺杂的氮化镓层,且所述多对交替层的最顶层为最顶部的未掺杂的氮化镓层;

在该最顶部的未掺杂的氮化镓层上方形成一应力松弛层;

在该应力松弛层上方形成一氮化镓层,其中该应力松弛层与该氮化镓层和该最顶部的未掺杂的氮化镓层接触;以及

在该氮化镓层上方形成一阻障层,其中在该氮化镓层和该阻障层之间的界面处产生二维电子气。

12.如权利要求11所述的高电子迁移率晶体管装置的制造方法,其特征在于,该应力松弛层包括氮化铝和/或氮化铝镓。

13.如权利要求11所述的高电子迁移率晶体管装置的制造方法,其特征在于,更包括在所述多对交替层中的每两对之间形成另一应力松弛层。

14.如权利要求11所述的高电子迁移率晶体管装置的制造方法,其特征在于,该应力松弛层的厚度在0.1nm至10nm的范围。

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