[发明专利]高电子迁移率晶体管及其制作方法

说明书

本发明公开一种高电子迁移率电晶体晶体管及其制作方法，其中该高电子迁移率晶体管包括基底、沟道层、势垒层以及钝化层。一接触结构设置在该钝化层上并且延伸穿过该钝化层和该势垒层而与该沟道层直接接触。该接触结构包括一金属层，其中该金属层包括一金属材料以及掺杂在该金属材料中的第一添加剂。该第一添加剂于该金属层的重量百分浓度介于0％至2％之间。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种高电子迁移率晶体管(highelectron mobility transistor,HEMT)结构及其制作方法。

背景技术

高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)为一种新兴的场效晶体管，其主要包括由多层不同半导体材料堆叠所构成的异质结构(heterostructure)，通过半导体材料的选择可在异质结(heterojunction)附近区域形成二维电子气层(two dimensional electron gas,2DEG)作为电流的沟道区，可获得高切换速度及响应频率，特别适合应用在功率转换器、低噪声放大器、射频(RF)或毫米波(MMW)等技术领域中。为了符合高压、高频及更低功耗的应用，如何进一步降低高电子迁移率晶体管的接触电阻以提升输出功率，为本领域积极研究的课题。

发明内容

为达上述目的，本发明提供了一种高电子迁移率晶体管及其制作方法，其于制作接触结构的金属层中掺杂了至少一添加剂，其中该添加剂可与至少部分衬层反应而形成金属化合物层，可避免衬层与金属层材料反应而造成阻值提高。

根据本发明一实施例的高电子迁移率晶体管，包括一沟道层设置在一基底上，一势垒层设置在该沟道层上，一钝化层设置在该势垒层上，以及一接触结构设置在该钝化层上并且延伸穿过该钝化层和该势垒层而与该沟道层直接接触。该接触结构包括一衬层，以及一金属层位于该衬层上。该金属层包括一金属材料以及掺杂在该金属材料中的第一添加剂。该第一添加剂于该金属层的重量百分浓度介于0％至2％之间。

根据本发明一实施例的高电子迁移率晶体管的制作方法，包括以下步骤。首先于一基底上形成一沟道层，接着于该沟道层上形成一势垒层，然后于该势垒层上形成一钝化层，再形成穿过该钝化层、该势垒层并且显露出部分该沟道层的一开口。接着，沿着该开口的底面和侧壁形成一衬层，然后于该衬层上形成一金属层，其中该金属层包括一金属材料以及掺杂在该金属材料中的第一添加剂，该第一添加剂于该金属层的重量百分浓度介于0％至2％之间。

附图说明

图1至图4为本发明一实施例的高电子迁移率晶体管的制作方法剖面示意图；

图5至图8为本发明另一实施例的高电子迁移率晶体管的制作方法剖面示意图；

图9至图12为本发明再另一实施例的高电子迁移率晶体管的制作方法剖面示意图。

主要元件符号说明

10 基底

12 缓冲层

14 沟道层

16 势垒层

18 栅极结构

20 钝化层

21 钝化层

22 钝化层

32 衬层

34 金属层

36 盖层

42 接触结构

43 接触结构

48 接触结构

18a 半导体栅极层

18b 金属栅极层