[发明专利]包含改进栅极区域的HEMT晶体管及相关制造方法

权利要求书

1.一种高电子迁移率晶体管，包括：

半导体本体，包括半导体异质结构；

导电栅极区域，包括：

接触区域，由第一金属材料制成并且接触所述半导体本体，从而与所述半导体本体形成肖特基结；

势垒区域，由第二金属材料制成并且布置在所述接触区域上；和

顶部区域，在所述势垒区域上延伸，由第三金属材料制成并且具有的电阻率低于所述第一金属材料的电阻率；以及

介电区域，包括前部介电子区域，所述前部介电子区域在所述接触区域上延伸并且界定延伸到所述接触区域的前部开口；其中所述势垒区域延伸到所述前部开口中并且位于所述前部介电子区域的至少部分上，

其中：

所述介电区域还包括底部介电子区域，所述底部介电子区域在所述半导体本体上延伸并且界定底部开口；以及

所述接触区域延伸到所述底部开口中并且位于所述底部介电子区域的部分上。

2.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述第三金属材料具有的功函数低于所述第一金属材料的功函数。

3.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述势垒区域被配置为防止所述第三金属材料通过所述接触区域扩散。

4.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述第一金属材料和所述第三金属材料分别为镍和铝；并且所述第二金属材料是包含氮的金属合金。

5.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述半导体异质结构包括由氮化铝镓制成的表面层以及由氮化镓制成的内部层。

6.一种HEMT晶体管的制造方法，包括：

形成包含半导体异质结构的半导体本体；以及

形成导电栅极区域，其中形成所述导电栅极区域包括：

形成由第一金属材料制成的接触区域，所述接触区域接触所述半导体本体，从而与所述半导体本体形成肖特基结；

在所述接触区域上形成由第二金属材料制成的势垒区域；和

在所述势垒区域上形成由第三金属材料制成的顶部区域，所述顶部区域具有的电阻率低于所述第一金属材料的电阻率；

在所述接触区域上形成前部介电子区域，所述前部介电子区域具有朝向所述接触区域敞开的前部开口；并且其中形成所述势垒区域包括将所述势垒区域延伸到所述前部开口中并且位于所述前部介电子区域的至少部分上。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中：

形成所述接触区域包括执行所述第一金属材料的化学气相沉积；

形成所述势垒区域包括：在形成所述前部介电子区域和所述前部开口之后，执行所述第二金属材料的第一溅射操作；以及

形成所述顶部区域包括执行所述第三金属材料的第二溅射操作。

8.根据权利要求7所述的制造方法，还包括：在所述半导体本体上形成界定底部开口的底部介电子区域；并且其中形成所述接触区域包括：在形成所述底部开口之后，执行所述化学气相沉积，使得所述接触区域延伸到所述底部开口中并且位于所述底部介电子区域的部分上。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其中所述底部介电子区域和所述前部介电子区域由氮化硅制成。

10.根据权利要求8所述的制造方法，其中形成所述接触区域包括：

在形成所述底部介电子区域和所述底部开口之后以及在形成所述前部介电子区域之前，在所述底部介电子区域和所述底部开口上形成临时介电结构，所述临时介电结构横向地界定覆盖所述底部开口的腔体；

在形成所述腔体之后，执行所述化学气相沉积，从而形成所述接触区域和附加区域，所述附加区域在所述临时介电结构上延伸，由所述第一金属材料制成并且与所述接触区域分离；以及

在形成所述接触区域和所述附加区域之后去除所述附加区域和所述临时介电结构；其中形成所述前部介电子区域包括：在去除所述附加区域和所述临时介电结构之后形成所述前部介电子区域。