[发明专利]具有深载流子气接触结构的高电子迁移率晶体管

权利要求书

1.一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：

提供异质结半导体本体，所述异质结半导体本体包括：

III-V型半导体背势垒区；

III-V型半导体沟道层，其形成在所述背势垒区上并且具有与所述背势垒区不同的带隙；

III-V型半导体势垒层，其形成在所述沟道层上并且具有与所述沟道层不同的带隙；

第一二维载流子气，其形成在沟道与势垒层之间的界面处；以及

第二二维载流子气，其被布置在所述第一二维载流子气下方；

在所述异质结半导体本体中形成深接触结构，所述深接触结构延伸穿过所述沟道层，并且与所述第二二维载流子气形成界面，

其中所述深接触结构包括第一接触材料，所述第一接触材料在与所述第二二维载流子气的界面处为所述第二二维载流子气的多数载子提供导电路径。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述异质结半导体本体上形成第一和第二导电输入-输出电极，所述第一和第二输入-输出电极均与所述第一二维载流子气欧姆接触；以及

在所述异质结半导体本体上形成栅极结构，所述栅极结构被配置成控制所述第一和第二输入-输出电极之间的导电连接，

其中，所述深接触结构的第一接触材料直接电连接到第二输入-输出电极。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述栅极结构包括：形成在所述势垒层的上表面上的第二半导体区，和形成在所述第二半导体区上的导电栅电极，其中所述第二半导体区被配置成局部耗尽所述第一二维载流子气，使得所述半导体器件常关。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述背势垒区和所述势垒层均包括氮化铝镓，其中所述沟道层包括氮化镓，其中所述第一二维载流子气为二维电子气，其中所述第二二维载流子气为二维空穴气，并且其中所述第一接触材料是p型氮化镓。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述深接触结构的第一接触材料包括导电金属。

6.根据权利要求3所述的方法，其中所述深接触结构的第一接触材料包括掺杂的第一半导体材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述深接触结构的第一接触材料和所述第二半导体区由第一层第一半导体材料一起形成，所述第一层第一半导体材料沉积在所述异质结半导体本体上并且随后在共同光刻步骤中被图案化。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括形成漏极偏置结构，所述漏极偏置结构包括：第三半导体区，其被布置在所述栅极结构与所述第一输入-输出电极之间的势垒层的上表面上；和在所述第三半导体区与所述第一输入-输出电极之间的导电连接，其中所述第三半导体区由所述第一层第一半导体材料与所述深接触结构的第一接触材料和所述第二半导体区一起形成，所述第一层第一半导体材料外延生长在所述异质结半导体本体上并且随后在共同光刻步骤中被图案化。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述III-V型半导体背势垒区包括：第一背势垒区和第二背势垒区，所述第一背势垒区直接形成在所述III-V型半导体沟道层的下面，所述第二背势垒区形成在所述第一背势垒区的下面，其中第三二维载流子气形成在第一与第二背势垒区之间的界面附近，并且其中所述深接触结构与所述第三二维载流子气形成界面。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述势垒层包括：较厚部分和较薄部分，其中所述栅极结构形成在所述较薄部分上，其中所述第一输入-输出电极形成在所述较厚部分上，并且其中所述栅极结构与较厚和较薄部分之间的过渡横向间隔开。