以大約為20%。勢皇區(qū)118可以通過與形成第三層112相同的外延生長工藝而形成。作為結(jié)果，該器件在勢皇區(qū)118新形成的橫向表面119保持臺階狀橫向剖面。
[0041]根據(jù)一個實(shí)施例，在勢皇區(qū)118上形成封蓋層120。封蓋層120可以被形成為基本上與第三層112的GaN材料相似或相同的GaN材料的第五層。根據(jù)一個實(shí)施例，封蓋層120通過外延生長工藝而被形成為一層本征GaN材料。封蓋層120例如可以為2nm-3nm厚。
[0042]圖1至圖4中所公開的方法提供了一種可以被用作高電子迀移率場效應(yīng)晶體管的基礎(chǔ)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。在該異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，在勢皇和緩沖區(qū)100、118之間的異質(zhì)結(jié)處出現(xiàn)2DEG。該異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以以在異質(zhì)結(jié)處或其附近出現(xiàn)的2DEG貫穿該臺階狀橫向剖面都導(dǎo)電的方式被形成。也就是說，該2DEG沿緩沖和勢皇區(qū)100、118的不同平面延伸，并且包括之前所討論的傾斜角度α、β。由于沿在異質(zhì)結(jié)處的晶向存在極化電荷，2DEG中的載流子密度受到影響。因此，如果利用較厚和較薄分區(qū)之間的陡峭斜度(或正交側(cè)壁)形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，則2DEG將會消失并且該異質(zhì)結(jié)將在較厚和較薄橫截面之間的過渡分區(qū)中中斷導(dǎo)電。然而，如果該異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括較厚和較薄橫截面之間的漸變傾斜，則2DEG沿整個臺階狀橫向剖面得以保持。雖然異質(zhì)結(jié)構(gòu)的傾斜將會在某種程度上降低2DEG在異質(zhì)結(jié)處或其附近的密度(并且因此使得溝道的導(dǎo)通性出現(xiàn)退化)，但是2DEG卻仍然可以高度導(dǎo)通并且適用于許多應(yīng)用。
[0043]第二摻雜層104被用來形成布置在該異質(zhì)結(jié)構(gòu)的緩沖區(qū)100之內(nèi)的埋置場板122。根據(jù)一個實(shí)施例，埋置場板122由ρ型GaN材料所形成。由ρ型GaN材料形成埋置場板122的一個優(yōu)勢在于，P型GaN材料將會吸收例如被碰撞離子化效應(yīng)所釋放的空穴，并且因此提高器件的可靠性。
[0044]在其中第二層104是ρ型GaN的實(shí)施例中，埋置場板122可以由第二層104中在蝕刻之后保持未受影響的橫向部分所形成。換句話說，這里所描述的方法允許通過如下方式而形成P型GaN的埋置場板122:在緩沖區(qū)100中形成完整的ρ型GaN層，并且去除ρ型GaN層中不需要埋置場板122的部分。有利的是，勢皇區(qū)118通過緩沖區(qū)100中對應(yīng)于第三層112(如圖3所示)的絕緣部分，與埋置場板122隔開。因此，埋置場板122可以通過薄的絕緣GaN材料層與勢皇區(qū)118和2DEG隔開。由于第三層112可以是在形成作為ρ型GaN的第二層104之后再生長的GaN層，所以出于之前所討論的原因，在埋置場板122和2DEG之間幾乎沒有電氣短路的風(fēng)險。
[0045]圖5至圖7描繪了一種形成布置在異質(zhì)結(jié)構(gòu)的緩沖區(qū)100內(nèi)的埋置場板122的可替換方法。在該實(shí)施例中，第二層104被配置為針對緩沖區(qū)的周邊半導(dǎo)體材料進(jìn)行選擇性地蝕刻。例如，第二層104可以是具有所選擇的鋁含量的AlGaN層，而使得該AlGaN能夠針對緩沖區(qū)100中的GaN而選擇性地以濕法化學(xué)的方式被去除(例如，通過加熱的磷酸)。
[0046]如圖5所示，包括勢皇區(qū)118和緩沖區(qū)100的異質(zhì)結(jié)構(gòu)在第一橫截面I中進(jìn)行蝕亥IJ，從而暴露出第二層104。例如，該蝕刻工藝可以是干法蝕刻工藝。另外，該蝕刻工藝?yán)缈梢允歉飨虍愋晕g刻工藝。
[0047]如圖6所示，第二層104針對緩沖區(qū)100被選擇性地蝕刻從而在緩沖區(qū)100中形成埋置溝槽124。該埋置溝槽124能夠經(jīng)由參考圖5所討論的對勢皇和緩沖區(qū)100、118所進(jìn)行的蝕刻，而從該異質(zhì)結(jié)構(gòu)的外表面126可被進(jìn)入。
[0048]如圖7所示，埋置溝槽124利用導(dǎo)電材料128進(jìn)行填充。根據(jù)一個實(shí)施例，該導(dǎo)電材料128是金屬，諸如氮化鈦(TiN)。該氮化鈦例如可以通過原子層沉積而形成。
[0049]圖5至圖7所示的工藝步驟的序列可以產(chǎn)生具有與參考圖5所討論的第二層104的ρ型GaN而形成的埋置場板122基本上相似或相同幾何形狀埋置場板122。這是因?yàn)榭梢宰鳛榈诙?04提供的AlGaN能夠針對可以作為緩沖區(qū)100的GaN以高的精確度進(jìn)行選擇性地蝕刻。因此，埋置溝槽124具有與第二層104在蝕刻之后保持不受影響的橫向部分基本上相似或相同的幾何形狀。
[0050]參考圖8A，描繪了根據(jù)一個實(shí)施例的可以根據(jù)這里所描述的方法而形成的高電子迀移率場效應(yīng)晶體管200。晶體管200可以形成于參考圖1至圖7所描述的方法而產(chǎn)生的具有勢皇和緩沖區(qū)100、118的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。晶體管200包括由于壓電效應(yīng)而在緩沖和勢皇區(qū)100、118之間的界面處出現(xiàn)的2DEG。該2DEG形成該器件的溝道202。
[0051]晶體管200包括在埋置場板122上方形成于第一橫截面I上的柵極電極204。柵極電極202通過勢皇區(qū)118而與溝道202間隔開來。根據(jù)一個實(shí)施例，柵極電極202還通過可以是GaN的本征層的封蓋層120，而與溝道202間隔開來?？商鎿Q地，柵極電極202可以通過電介質(zhì)(例如，通過鈍化層210的一部分或其它電介質(zhì)材料)而與溝道絕緣以形成MISFET器件。晶體管200進(jìn)一步包括形成于第一橫截面上的源極電極206。該源極電極206與溝道202歐姆接觸。晶體管200進(jìn)一步包括形成于第一和第二橫截面1、II之外的漏極電極208。在圖8的實(shí)施例中，漏極電極208形成于第三橫截面III上。漏極電極208與溝道202歐姆接觸?？蛇x地，晶體管200可以包括沿臺階狀橫向剖面的鈍化層210以保護(hù)晶體管200的表面。例如，鈍化層210可以由諸如氮化硅或二氧化硅之類的電絕緣材料所形成。
[0052]圖8B描繪了其中晶體管200包括背勢皇區(qū)107的實(shí)施例。背勢皇區(qū)107可以由AlGaN材料形成為參考圖1B所描述的第一層102的一部分。背勢皇區(qū)107與勢皇區(qū)118相對地布置，并且通過緩沖區(qū)100而與二維電荷載流子氣進(jìn)行絕緣。在該實(shí)施例中，緩沖區(qū)100包括圖3中所描繪的第四層112和可選的另外層106的再生長的GaN材料。
[0053]以一般已知的方式，晶體管200被配置為對在源極和漏極電極206、208之間流動的電流進(jìn)行控制。例如，晶體管200可以是常通的器件，其中該器件在沒有柵極電位的情況下是偏置的并且電流在源極和漏極電極206、208之間流動。應(yīng)用于柵極電極204的偏置在局部使得電極204下方的2DEG中斷，并且因此關(guān)斷該器件?？商鎿Q地，晶體管200可以被配置為常斷的器件。例如，晶體管200的柵極可以包括在柵極電極204之內(nèi)或下方的摻雜區(qū)，以使得柵極下方的2DEG在沒有柵極電壓的情況下中斷。
[0054]晶體管200的溝道202遵循緩沖區(qū)100的臺階狀橫向剖面。然而，該臺階狀橫向剖面并非必然如圖中所描繪的那樣夸張。例如，第一橫截面I和第三橫截面III中的緩沖區(qū)100的平行橫向表面之間的豎直距離(D)可以處于100nm-200nm的范圍內(nèi)。換句話說，晶體管200中較薄的部分可以以不大于100nm-200nm的程度與較厚的部分豎直地偏移。與之形成對照的是，柵極和漏極電極204、208例如可以以12微米的橫向距離彼此間隔開來。因此，器件的溝道202中的豎直偏移量的程度與該器件的整體大小之比，可以是最小值。因此，該豎直偏移量的程度基本上不會使得溝道202中的載流子迀移率出現(xiàn)退化。
[0055]如參考圖4所討論的，晶體管200的場板122可以由對應(yīng)于并未被蝕刻的第二層104的橫向部分的ρ型GaN材料所形成。可替換地，場板122可以是根據(jù)參考圖5至圖7所討論的方法而形成的諸如TiN的電導(dǎo)體。在任一種情況下，晶體管包括延伸通過勢皇和緩沖區(qū)100、118的第一場板電極212。在場板122由與第二層104中作為并未被蝕刻材料的橫向部分相對應(yīng)的P型GaN所形成的情況下，第一場板電極212可以通過對勢皇和緩沖區(qū)100、118進(jìn)行蝕刻(例如，使用干法各向異性蝕刻工藝)并且在所蝕刻的溝槽中形成經(jīng)摻雜的傳導(dǎo)性半導(dǎo)體材料(例如，P型或η型硅)所形成?？商鎿Q地，第一場板電極212可以是電導(dǎo)體。另外，第一場板電極212可以是根據(jù)參考圖5至圖7所討論的方法所形成的連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。
[0056]有利的是，埋置場板122靠近柵極電極202地間隔開來。將埋置場板122與柵極電極隔開的距離與緩沖區(qū)110中再生長的第三層112以