本發(fā)明涉及用于制造電子器件的方法和由此得到的電子器件，電子器件特別地是HEMT晶體管(高電子遷移率晶體管)。

背景技術(shù)：

本領(lǐng)域已知的是具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)的HEMT晶體管，特別地由氮化鎵(GaN)和鋁鎵氮(AlGaN)制成。例如，HEMT器件由于它們的高擊穿閾值而適合用作功率開關(guān)。此外，HEMT晶體管的導(dǎo)電溝道中的高電流密度使得能夠得到導(dǎo)電溝道的低通態(tài)電阻(R_ON)。

為了支持HEMT晶體管在高功率應(yīng)用中的使用，已經(jīng)引入具有常關(guān)溝道的HEMT晶體管。具有凹入柵極端子的HEMT器件已經(jīng)證實特別有利于用作具有常關(guān)溝道的晶體管。這種類型的器件例如從Wantae Lim等人在Electrochem.Solid-State Lett.2011,volume 14,issue 5,H205-H207的“Normally-Off Operation of Recessed-Gate AlGaN/GaN HFETs for High Power Applications”中獲知。

該HEMT晶體管具有以異質(zhì)結(jié)構(gòu)在深度上延伸直到達到GaN層的柵極溝槽。在所述溝槽中延伸的是柵極金屬化結(jié)構(gòu)，該柵極金屬化結(jié)構(gòu)通過柵極電介質(zhì)層與形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)的AlGaN/GaN層隔開。柵極溝槽的形成通過已知的化學刻蝕步驟而得到，并且產(chǎn)生各種性質(zhì)的形態(tài)缺陷，例如甚至廣泛的表面波紋或者由刻蝕工藝產(chǎn)生的一般損害(例如凹陷或突起)。

在具有凹入柵極端子的HEMT晶體管的制造中的關(guān)鍵步驟之一確切地在于，在屬于異質(zhì)結(jié)構(gòu)的GaN半導(dǎo)體層與柵極電介質(zhì)之間的界面處的缺陷的最小化。這種缺陷的存在實際上是減小的閾值電壓、高噪聲信號、高通態(tài)電阻和一般的器件性能水平的下降等廣泛問題的 原因。

為了減少前述界面缺陷，相關(guān)文獻報道了大量技術(shù)，其中在電介質(zhì)和柵極金屬化結(jié)構(gòu)的沉積步驟之前進行溝槽的清潔。

如Neeraj Nepal在Applied Physics Express,Volume 4,Number 5,2011的“Assessment of GaN Surface Pretreatment for Atomic Layer Deposited High-k Dielectrics”中所教示的，溝槽的清潔可以使用食人魚(Piranha)溶液和氫氟酸(HF)來執(zhí)行。

另一已知類型的方法設(shè)想使用TMAH(四甲基氫氧化銨)，如Ki-Won Kim等人在IEEE Electron Device Letters,Volume 32,Issue 10,October 2011的“Effects of TMAH Treatment on Device Performance of Normally Off Al₂O₃/GaN MOSFET”中所建議的，其中目的在于降低溝槽中的暴露表面的粗糙度以及減少在溝槽本身的形成期間從侵略性等離子體刻蝕衍生的表面損害。

即使上面提及的方法使得能夠得到性能水平的改進，但是場效應(yīng)遷移率也是相對低的(<60cm²/Vs)。

提出的其它方法設(shè)想通過溝槽暴露的GaN表面在高溫(600℃-900℃)下進行熱處理，以便限制諸如氧和碳的污染物的吸收。在沒有吸收的方面而言，在950℃的溫度下得到良好結(jié)果。然而，在該溫度下的熱處理會造成對暴露的GaN表面的嚴重損害。

因此需要提供用于制造HEMT晶體管的方法和HEMT晶體管，作為在現(xiàn)有技術(shù)中提出的方法和晶體管的備選方案并且將克服上面闡述的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，因而提供用于制造HEMT晶體管的方法和HEMT晶體管，如所附權(quán)利要求所限定的那樣。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在僅通過非限制性示例的方式并且參 照附圖來描述其優(yōu)選實施例，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本公開的一個實施例的常開型的HEMT晶體管；

圖2示出了根據(jù)本公開的另一實施例的常關(guān)型的HEMT晶體管；

圖3A至圖3G示出了用于制造圖1的HEMT晶體管的步驟；

圖4A至圖4F示出了用于制造圖2的HEMT晶體管的步驟；

圖5示出了在圖2的HEMT晶體管中的電子遷移率的圖；以及

圖6示出了根據(jù)本公開的另一實施例的常關(guān)型的HEMT。

具體實施方式

圖1在正交軸X、Y、Z的三軸系統(tǒng)中示出了基于氮化鎵的常開型的HEMT器件1，該器件包括：襯底2，例如由硅或碳化硅(SiC)或藍寶石(Al₂O₃)制成；本征氮化鎵(GaN)的溝道層4，在襯底2之上延伸并且具有在約10nm和10μm之間的厚度，例如約1μm(但在任何情況下其都可能具有100μm或更大的厚度)；本征鋁鎵氮(AlGaN)或更一般地為基于氮化鎵的三元或四元合金的化合物(諸如Al_xGa_1-xN、AlInGaN、In_xGa_1-xN和Al_xIn_1-xAl)的阻擋層6，在溝道層4之上延伸并且具有在約5nm和400nm之間的厚度，例如約15nm；電介質(zhì)材料(諸如氮化硅(Si₃N₄)或氧化硅(Si₃O₂))的絕緣層7，在阻擋層6的頂側(cè)6a上延伸；以及柵極區(qū)域8，在源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12之間的半導(dǎo)體本體3中延伸。

溝道層4和阻擋層6形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)3。襯底2、溝道層4和阻擋層6在下文中作為整體由術(shù)語“半導(dǎo)體本體5”來限定。異質(zhì)結(jié)構(gòu)3因而在溝道層4的下側(cè)4a與阻擋層6的頂側(cè)6a之間延伸，溝道層4的下側(cè)4a形成與下覆襯底2的界面的部分。半導(dǎo)體本體5容納有源區(qū)域3a，該有源區(qū)域3a構(gòu)成HEMT器件的有源部分。

柵極區(qū)域8在橫向上(即，沿著X)通過絕緣層7的相應(yīng)部分與源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12隔開。柵極區(qū)域8是凹入類型的，即，它在深度上延伸通過絕緣層7直到它達到阻擋層6。換言之，柵極區(qū)域8形成在穿過絕緣層7挖出的溝槽9中。可任選地，溝槽9延伸通過 阻擋層6的一部分(例如，針對1nm-10nm的深度)。

溝槽9通過界面層11部分地填充，界面層11例如為諸如Al_XGa_1-XN的材料，或通常為由屬于III-V族的元素形成的半導(dǎo)體化合物，特別是包含氮化物。界面層11在溝槽9的底部和內(nèi)側(cè)壁之上延伸。柵極電介質(zhì)層8a在溝槽9中在界面層11上延伸，面向溝槽9的底部和側(cè)壁。柵極金屬化結(jié)構(gòu)8b完成對溝槽9的填充并在柵極電介質(zhì)層8a之上延伸。柵極電介質(zhì)層8a和柵極金屬化結(jié)構(gòu)8b形成HEMT器件1的柵極區(qū)域。

界面層11可以備選地為本征類型或摻雜的(具有N或P摻雜)。N型摻雜的使用使得能夠以閾值電壓(V_TH)為代價來改善通態(tài)電阻的值(R_ON減小)，而P型摻雜的使用使得能夠以R_ON為代價來改善閾值電壓的值(V_TH增加)。本征類型摻雜的使用是實現(xiàn)R_ON和V_TH之間平衡的中間方案。

根據(jù)其它實施例(未示出)，如果需要，則半導(dǎo)體本體5如類似地由此容納的有源區(qū)域3那樣可以包括適當摻雜或本征類型的GaN或GaN合金的單層或多層。

為例如金屬的導(dǎo)電材料的源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12在半導(dǎo)體本體5中在深度上延伸，完全穿過阻擋層6并部分地穿過溝道層4并且在溝道層4中終止。

柵極區(qū)域8在與有源區(qū)域3a對應(yīng)的區(qū)域中延伸。此外應(yīng)注意，界面層11沿著溝槽9的壁、即沿著柵極區(qū)域8而在柵極電介質(zhì)層8a與絕緣層7之間延伸，以及在絕緣層7之上延伸?？扇芜x地，可以至少部分地去除填充區(qū)域11的在絕緣層7之上和/或在柵極電介質(zhì)層8a與絕緣層7之間延伸的部分。

一般地，溝槽9可以在阻擋層6的表面6a上終止，或者部分地穿透到阻擋層6中，甚至僅最少例如針對1nm和幾十nm之間的深度穿透到阻擋層6中。

圖2示出了根據(jù)本公開的另一實施例的常關(guān)型HEMT器件1’。圖2的HEMT器件1’和圖1的HEMT器件1共同的元件由相同的參 考標號表示并且不再進行描述。

圖2的HEMT器件1’具有在深度上延伸、完全穿過阻擋層6直到達到溝槽4的溝槽19。溝槽19容納凹入的柵極區(qū)域18。

溝槽19的底部和側(cè)壁由界面層21涂覆，界面層21僅部分地填充溝槽19。界面層21為諸如GaN、AlGaN或Al_XGa_1-XN的材料，或為由屬于III-V族的元素形成的半導(dǎo)體化合物，特別是包含氮化物。柵極電介質(zhì)層18a在界面層21之上延伸并因而面向溝槽19的底部和側(cè)壁。柵極金屬化結(jié)構(gòu)18b完成對溝槽19的填充并在柵極電介質(zhì)層18a之上延伸。柵極電介質(zhì)層18a和柵極金屬化結(jié)構(gòu)18b形成HEMT器件1’的柵極區(qū)域。

界面層21可以備選地為本征類型或者是摻雜的(具有N或P摻雜)。特別地，具有P型(例如用鎂原子)摻雜的界面層實現(xiàn)增加閾值電壓的優(yōu)勢。

柵極區(qū)域18在有源區(qū)域3a之上延伸并且在Z方向上垂直地對準到有源區(qū)域3a，并且沿著Z達到最大深度，該最大深度小于由源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12達到的最大深度。此外，填充區(qū)域21沿著溝槽19的側(cè)壁、即沿著柵極區(qū)域18而在柵極電介質(zhì)層18a與絕緣層7之間延伸，以及在絕緣層7之上延伸?？扇芜x地，可以至少部分地去除填充區(qū)域21的在絕緣層7之上和/或在柵極電介質(zhì)層18a與絕緣層7之間延伸的部分。

一般地，溝槽19可以在溝槽層4的表面4a處終止，或者可以部分地延伸到溝槽層4中，甚至僅最少地例如針對范圍在1nm和幾百nm之間的深度延伸到溝槽層4中。

以下參照圖3A至3G描述用于制造圖1的HEMT器件1的步驟。

圖3A在橫截面圖中示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于制造HEMT器件的步驟期間的晶片30的一部分。晶片30與已經(jīng)參照圖1所述和在其中示出的相同的元件由相同的參考標號標示并且不再詳細描述。

具體地(圖3A)，提供晶片30，晶片30包括：襯底2，例如由 硅(Si)或碳化硅(SiC)或氧化鋁(Al₂O₃)制成，具有在Z方向上彼此相反的前側(cè)2a和后側(cè)2b；氮化鎵(GaN)的溝道層4，具有鄰近襯底2的前側(cè)2a且覆蓋在前側(cè)2a上方延伸的其自己的下側(cè)4a；以及鋁鎵氮(AlGaN)的阻擋層6，在溝道層4上方延伸。阻擋層6和溝道層4形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)3。

根據(jù)本公開，形成在阻擋層6的前側(cè)上的是電介質(zhì)或絕緣材料的鈍化層或電介質(zhì)層32，電介質(zhì)或絕緣材料諸如氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO₂)或一些其它材料。鈍化層32具有包括在5nm和300nm之間的厚度，例如100nm，并且由CVD(化學氣相沉積)或ALD(原子層沉積)形成，并且在制造步驟的結(jié)束時將形成絕緣層7。

然后(圖3B)，例如通過光刻和刻蝕步驟來選擇性去除鈍化層32，以便去除其在晶片30的如下區(qū)域中的選擇性部分：在后續(xù)步驟中將在該區(qū)域中形成HEMT器件的柵極區(qū)域(即，在有源區(qū)域3a的部分上)。

刻蝕步驟可以在下覆的阻擋層6處停止或者部分地進行到阻擋層6中(后一方案在圖3B中示出)。在任一情況下，都暴露下覆的阻擋層6的表面部分6’。阻擋層6的刻蝕例如通過干法刻蝕執(zhí)行。去除的阻擋層6的部分產(chǎn)生沿Z具有例如包括在0至5nm之間的深度的空腔。

因而形成溝槽9，溝槽9貫穿鈍化層32的厚度并且針對下覆的阻擋層6的一部分而延伸。

接下來(圖3C)，在阻擋層6的表面部分6’處執(zhí)行特別是鋁鎵氮(Al_XGa_1-XN)的界面層11的沉積或生長的步驟。通常，可以經(jīng)由有機金屬前體的使用來生長由屬于周期表III-V族的元素形成的半導(dǎo)體化合物的層，該有機金屬前體包含鋁原子(諸如三甲基鋁(TMAl)和類似的化合物)和鎵原子(諸如三甲基鎵(TMGa)、三乙基鎵(TEGa)和類似的化合物，更通常地為屬于包含鎵(Ga)、鋁(Al)和/或氮化鎵和鋁鎵氮的摻雜劑的化合物(烷基金屬)族的任何化合物)。使這些在CVD反應(yīng)器內(nèi)利用由分子氫(H₂)和/或氮(N₂)構(gòu)成的氣體 載體，在高于500℃但低于1000℃的溫度下與諸如氨氣(NH₃)的氣態(tài)化合物起反應(yīng)。

該步驟在CVD、特別是MOCVD(金屬有機化學氣相沉積)反應(yīng)器中在如下環(huán)境中執(zhí)行：具有三甲基鎵(TMGa)和/或三甲基鋁(TMAl)作為有機金屬前體，具有氨氣(NH₃)作為含氮的氣態(tài)化合物，并且具有分子氮(N₂)或氫(H₂)作為氣體載體。反應(yīng)器中的溫度包括在大約500℃和1000℃之間，優(yōu)選地在650℃和850℃之間，特別地在700℃和800℃之間。這些溫度范圍使得能夠獲得界面層11的良好質(zhì)量，同時不會對已經(jīng)形成的器件的層有任何損害。

按照以下所述方式來執(zhí)行反應(yīng)過程。在生長過程的初始步驟中，使溫度處于期望的操作值(例如750℃)。在溫度上升期間，在沒有氫的情況下，在反應(yīng)器中引入氮氣(N₂)，以便保護表面6’免于在前述操作溫度下存在氫的環(huán)境中將發(fā)生的N和/或Ga和/或Al原子由于從固相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀喽鴱脑摫砻驷尫呕蛉ノ降默F(xiàn)象。

與氮氣一起，可選地將氨氣(NH₃)以諸如5<N₂/NH₃<15、優(yōu)選為8<N₂/NH₃<12、例如N₂/NH₃＝10的與氮氣的比率引入到反應(yīng)室中。

當達到期望的工作溫度時，例如TMAl的包含鋁(Al)的前體以及例如TMGa的包含鎵(Ga)的前體被引入到反應(yīng)室中。在AlGaN層的沉積的情況中，優(yōu)選兩個種類的前體(Ga和Al)之間的比率有利于鎵。在已經(jīng)達到工作溫度之后，可以進一步在反應(yīng)室中引入諸如包含Ga和/或Al的其它烷基金屬的有機金屬前體。選擇所述有機金屬前體的引入的流量低于100μmol/min，優(yōu)選地低于75μmol/min，特別地在35μmol/min和65μmol/min之間。

界面層11的生長遵循上面給出的協(xié)定來執(zhí)行，直到獲得具有小于10nm、優(yōu)選地小于5nm、例如在1nm和3nm之間的厚度的層。

然后(圖3D)，例如通過沉積形成的是柵極電介質(zhì)層8a，柵極電介質(zhì)層8a例如由選自氮化鋁(AlN)、氮化硅(SiN)、氧化鋁(Al₂O₃)和氧化硅(SiO₂)中的材料制成。柵極電介質(zhì)層8a具有在1nm和50nm之間選擇的厚度，例如20nm。

然后(圖3E)，執(zhí)行在晶片30上沉積導(dǎo)電材料的步驟，以在柵極電介質(zhì)層8a上形成導(dǎo)電層38，特別是以便填充溝槽9。例如，導(dǎo)電層38是金屬材料，諸如鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)、鈀(Pa)、鎢(W)、硅化鎢(WSi₂)、鈦鋁(Ti/Al)、鎳金(Ni/Au)。

然后通過本身已知的光刻和刻蝕步驟選擇性地去除導(dǎo)電層38，以便從晶片30消除導(dǎo)電層38，除了導(dǎo)電層38在溝槽9中延伸的部分，以形成柵極金屬化結(jié)構(gòu)8b。柵極金屬化結(jié)構(gòu)8b和柵極電介質(zhì)8a作為整體形成圖1的HEMT器件的凹入柵極區(qū)域8。接下來(圖3F)，執(zhí)行對柵極電介質(zhì)8a、鈍化層32、界面層11、阻擋層6和溝道層4的掩蔽刻蝕的一個或多個進一步步驟，以去除它們在晶片30的將形成HEMT器件1的源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12的區(qū)域中延伸的選擇性部分。鈍化層32的部分的去除導(dǎo)致如圖1所示的絕緣層7的形成。

具體地，在柵極區(qū)域8的沿X的相對側(cè)上并且在距柵極區(qū)域8一定距離處形成開口34a和34b。

然后(圖3G)，執(zhí)行形成歐姆接觸的步驟，以通過濺射或蒸發(fā)，在晶片30上并且特別地在開口34a、34b內(nèi)部沉積導(dǎo)電材料，特別是諸如鈦(Ti)或鋁(Al)的金屬或者其合金或化合物，來得到源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12。然后執(zhí)行對由此沉積的金屬層的后續(xù)刻蝕步驟，以從晶片30去除所述金屬層，除了在開口34a和34b內(nèi)部延伸的金屬部分，從而在所述開口34a和34b中分別形成源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12。

然后，例如在包括在大約500℃和900℃之間的溫度下、時間從20秒到5分鐘的RTA(快速熱退火)步驟使得能夠形成源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12與下覆區(qū)域的電極歐姆接觸(其呈現(xiàn)二維電子氣-2DEG)。

因而形成了圖1所示的HEMT器件1。

圖4A至圖4D示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于制造HEMT器件的步驟，作為圖3A至圖3G的備選，特別是用于制造圖2的HEMT器件1’。

更具體地(圖4A)，在已經(jīng)根據(jù)參照圖3A描述的那樣處理晶片50之后(并因而在此不再描述)，執(zhí)行鈍化層32的刻蝕和阻擋層6的刻蝕，直到達到溝道層4?？梢赃M一步如圖4A所示例如經(jīng)由ALE(原子層刻蝕)對溝道層4的部分進行刻蝕。所去除的溝道層4的部分沿Z具有包括在1nm和400nm之間的值，例如10nm。

因而形成溝槽19，溝槽19在晶片50中在深度上延伸、完全穿過鈍化層32和阻擋層6并在溝道層4的頂表面上或者在溝道層4中終止。通過溝槽19因而露出溝道層4的區(qū)域4’。

然后(圖4B)，在溝槽層4的表面部分4’處執(zhí)行沉積或生長氮化鎵(GaN)的界面層21的步驟。更一般地，界面層是由屬于周期表III-V族的元素形成的半導(dǎo)體化合物，特別地包含氮化物。該步驟在CVD、特別是MOCVD反應(yīng)器中在如下環(huán)境中執(zhí)行：具有來自三甲基鎵(TMGa)、三甲基鋁(TMAl)和氨氣(NH₃)中的至少一種作為前體，并且具有氮氣(N₂)作為氣體載體。生長室中的溫度包括在大約500℃和1000℃之間，優(yōu)選地在600℃和900℃之間，特別是在700℃和850℃之間。這些溫度范圍使得能夠形成界面層21的良好質(zhì)量，同時不會對已經(jīng)形成的器件的層有任何損害。

反應(yīng)器以下述方式操作。在生長過程的初始步驟中，使溫度處于期望的工作值(例如775℃)。在溫度上升期間，在反應(yīng)器中引入氮氣(N₂)。該步驟優(yōu)選地在沒有氫的情況下執(zhí)行，以便保護表面4’(以及通過溝槽19暴露的阻擋層6的部分)免于在前述工作溫度下存在氫的環(huán)境中將發(fā)生的N和/或Ga和/或Al的原子由于從固相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀喽鴱脑摫砻驷尫呕蛉ノ降默F(xiàn)象。

與氮氣一起，可任選地將氨氣(NH₃)以諸如1<N₂/NH₃<10、優(yōu)選為3<N₂/NH₃<7、例如N₂/NH₃＝5的與氮氣的比率引入到反應(yīng)室中。

當達到期望的工作溫度時，將包含鎵(Ga)的前體例如TMGa引入到反應(yīng)室中。選擇鎵前體的引入的流量低于100μmol/min，優(yōu)選地低于75μmol/min，特別地在35μmol/min和65μmol/min之間。將在NH₃與含鎵前體之間的比率(稱為V/III比率)選擇在2000<V/III<8000 的范圍中，特別地在4000<V/III<6000的范圍中，例如V/III＝5000。

根據(jù)上面提供的協(xié)定執(zhí)行界面層21的生長，直到獲得具有小于10nm、優(yōu)選地小于5nm、例如在1nm和3nm之間的厚度的層。

然后(圖4C)，例如通過沉積形成的是柵極電介質(zhì)層18a，柵極電介質(zhì)層18a例如由選自氮化鋁(AlN)、氮化硅(SiN)、氧化鋁(Al₂O₃)和氧化硅(SiO₂)中的材料制成。柵極電介質(zhì)層18a具有在1nm和50nm之間選擇的厚度，例如20nm。接下來(圖4D)，執(zhí)行在晶片50上沉積導(dǎo)電材料的步驟，以在柵極電介質(zhì)層18a上形成導(dǎo)電層48，特別是完全填充溝槽19。例如，導(dǎo)電層48是金屬材料，諸如鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)、鈀(Pa)、鎢(W)、硅化鎢(WSi₂)、鈦鋁(Ti/Al)和鎳金(Ni/Au)。

然后利用本身已知的光刻和刻蝕步驟選擇性地去除導(dǎo)電層48，以便從晶片50消除導(dǎo)電層48，除了導(dǎo)電層48在溝槽19中延伸以形成柵極金屬化結(jié)構(gòu)18b的部分。柵極金屬化結(jié)構(gòu)18b和柵極電介質(zhì)18a作為整體形成圖2的HEMT器件的凹入柵極區(qū)域18。

然后(圖4E)，執(zhí)行對電介質(zhì)層18a、接口層21、鈍化層32、阻擋層6和溝道層4的掩蔽刻蝕的一個或多個進一步的步驟，以去除它們在晶片50的將形成HEMT器件1’的源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12的區(qū)域中延伸的選擇性部分。鈍化層32的部分的去除導(dǎo)致如圖2所示的絕緣層7的形成。

具體地，在柵極區(qū)域18的沿X的相對側(cè)上并且在距柵極區(qū)域18一定距離處形成開口54a和54b。

然后(圖4F)，執(zhí)行形成歐姆接觸的步驟，以通過濺射或蒸發(fā)，在晶片50上并且特別是在開口54a、54b內(nèi)部沉積導(dǎo)電材料，特別是諸如鈦(Ti)或鋁(Al)之類的金屬或者其合金或化合物，來得到源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12。然后執(zhí)行刻蝕由此沉積的金屬層的后續(xù)步驟，以從晶片50去除所述金屬層，除了在開口54a和54b內(nèi)延伸的金屬部分，以在所述開口54a和54b中分別形成源極區(qū)域10和漏極區(qū)域12。

因而形成圖2所示的HEMT器件1’。

同樣參照根據(jù)圖3A至圖3G的實施例的HEMT器件1，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，其設(shè)想在形成柵極區(qū)域8的步驟之前形成界面層11。界面層11特別地是與用于阻擋層6的材料相同的材料。然而，該條件至此不是必需的，因為對于界面層11而言由基于氮化鎵的三元或四元合金的化合物制成是足夠的，例如Al_xGa_1-xN、AlInGaN、In_xGa_1-xN和Al_xIn_1-xAl。界面層11的形成使得可以消除或者至少減少與現(xiàn)有技術(shù)中存在的且由用于形成柵極溝槽的刻蝕步驟產(chǎn)生的界面缺陷相關(guān)聯(lián)的問題。實際上，界面層11的生長消除了由先前刻蝕引起的缺陷性(例如，通過填充可能的空間或凹陷)，并因而消除了捕獲電荷載流子的原因。

利用根據(jù)圖4A至圖4F的步驟得到的HEMT器件1’，可以實現(xiàn)類似的優(yōu)勢。

因此，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可用的技術(shù)相比，根據(jù)本公開改善了HEMT器件1、1’的操作和功能特性(特別是V_TH和/或R_ON)。

根據(jù)本發(fā)明提供的HEMT器件表明高電子遷移率值，接近350cm²/Vs，如圖5所示。

此外，根據(jù)本發(fā)明，對于阻擋區(qū)域6的厚度沒有約束，關(guān)于阻擋層6中鋁的濃度也沒有約束，以便調(diào)整閾值電壓V_TH和/或通態(tài)電阻R_ON的值，如與現(xiàn)有技術(shù)的情況相反的那樣。因此，可以選擇阻擋層6具有期望的厚度以優(yōu)化HEMT器件的一般操作，對應(yīng)鋁濃度也是類似的。

最后，根據(jù)本發(fā)明的制造方法利用高靈活度的設(shè)計使得可以經(jīng)由外延生長提供異質(zhì)結(jié)構(gòu)，而絕不會限制選擇生長AlGaN和GaN(或其合金)的最佳方法和對應(yīng)的厚度。

最后應(yīng)清楚的是，可以對這里所描述和圖示的內(nèi)容進行修改和變形，而并不由此脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。

例如，在襯底2與溝道層4之間的界面處，可以存在氮化鎵及其化合物的另外一個或多個過渡層(未示出)，諸如AlGaN或AlN， 具有用于減少襯底2與溝道層4之間的晶格失配的界面的功能。

此外，如所述的那樣，有源區(qū)域3a包括GaN或GaN合金的一個或多個層，其構(gòu)成器件的有源部分，具有根據(jù)待得到的器件(例如但不僅僅是HEMT晶體管、肖特基二極管、MESFET等)適當選擇的厚度、阻擋物濃度和合金類型(例如GaN和/或Al_xGa_yN)。

源極接觸和漏極接觸的金屬化結(jié)構(gòu)可以進一步在晶片的前面上設(shè)置成與層6的頂面6a歐姆接觸，或者部分地凹入在單個層6內(nèi)。

源極接觸、漏極接觸和柵極接觸的金屬化結(jié)構(gòu)可以使用適于諸如形成AlSiCu/Ti、Al/Ti或W插塞或其它的接觸的目的的任何材料來制作。

根據(jù)圖6所示的本發(fā)明的另一變體，以類似于已經(jīng)參照圖4A至圖4F所述的方式得到HEMT器件1”，該HEMT器件1”進一步包括鋁鎵氮(AlGaN)或銦鎵氮(InGaN)的緩沖層60，該緩沖層60在襯底2和溝道層4之間延伸。在這種情況下，半導(dǎo)體本體5還包括緩沖層60。該緩沖層60實現(xiàn)二維電子氣(2DEG)在柵極區(qū)域處的導(dǎo)電溝道中的更好的耗盡。如果存在緩沖層，則根據(jù)圖2的實施例的凹入柵極區(qū)域18可以完全延伸穿過溝道層4并在溝道層4與下覆的緩沖層60之間的界面處終止(以在圖中未示出的方式)或在下覆的緩沖層60內(nèi)終止(如圖6所示)。