[发明专利]在栅极区域下方具有GaN沟道再生的增强型MISHEMT

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

高电子迁移率晶体管(HEMT)，所述高电子迁移率晶体管具有：

沟道层；

势垒层，所述势垒层与所述沟道层相邻地形成并且至少部分地在所述高电子迁移率晶体管的源极和漏极之间延伸；

沟道材料层，所述沟道材料层延伸穿过所述势垒层并进入所述沟道层中；

至少一个介电层，所述至少一个介电层与所述沟道材料层相邻地形成；和

栅极，所述栅极与所述至少一个介电层相邻地形成。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述沟道材料层形成在所述势垒层中的凹陷部内，并且其中所述至少一个介电层形成在所述势垒层中的所述凹陷部内。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中二维电子气(2DEG)至少部分地在所述沟道层内在所述高电子迁移率晶体管的源极和漏极之间延伸，并且当所述栅极未被偏压时，所述沟道材料层中断所述二维电子气。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述至少一个介电层至少包括第一介电层和第二介电层，所述第一介电层包括钝化层，所述第二介电层包括相对于所述沟道层和所述沟道材料层的导带和价带两者具有带隙偏移的氧化物。

5.一种高电子迁移率晶体管(HEMT)器件，包括：

沟道层；

势垒层，所述势垒层与所述沟道层相邻并与所述沟道层形成异质结，所述异质结导致二维电子气(2DEG)出现在所述沟道层内；

沟道材料层，所述沟道材料层至少部分地形成在所述势垒层中的凹陷部内并包括延伸到所述沟道层中的一部分；

至少一个介电层，所述至少一个介电层与所述沟道材料层相邻地形成；

栅极，所述栅极与所述至少一个介电层相邻地形成；以及

源极和漏极，所述源极和所述漏极在所述二维电子气的相对的端部处形成以在所述源极和所述漏极之间限定延伸穿过所述沟道层的电流沟道，所述电流沟道包括所述沟道层的与所述沟道材料层的所述一部分相邻的区域。

6.根据权利要求5所述的高电子迁移率晶体管器件，其中所述至少一个介电层形成在所述势垒层中的所述凹陷部内。

7.根据权利要求5所述的高电子迁移率晶体管器件，其中当所述栅极未被偏压时，所述沟道材料层的所述一部分中断所述二维电子气。

8.根据权利要求5所述的高电子迁移率晶体管器件，还包括蓝宝石衬底。

9.一种制造高电子迁移率晶体管(HEMT)的方法，所述方法包括：

形成层叠堆，所述层叠堆至少包括沟道层和与所述沟道层相邻的势垒层，以及形成异质结，在所述异质结处电流沟道被限定于所述沟道层中；

在所述势垒层中形成延伸到所述沟道层中的凹陷部；

在所述凹陷部内形成沟道材料层；

形成与所述沟道材料层相邻的至少一个介电层；

形成与所述至少一个介电层相邻的栅极；以及

在所述电流沟道的相对的端部处形成源极和漏极。

10.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述凹陷部包括：第一蚀刻过程以蚀刻穿过所述势垒层到达所述沟道层和所述势垒层之间的所述层叠堆中的蚀刻停止层，并且其中形成所述沟道材料层包括：第二蚀刻过程以蚀刻到所述沟道层中。

11.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述至少一个介电层包括：

用所述沟道材料层原位形成所述至少一个介电层。

12.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述至少一个介电层包括：

在所述沟道材料层上形成钝化层；以及

形成相对于所述沟道层和所述沟道材料层的导带和价带两者具有带隙偏移的绝缘层。