區(qū)302。如上所指出，隔離區(qū)302降低電容C3。第三實(shí)施例系要形成如圖3(a)及3(c)中所顯示之隔離區(qū)303，該等隔離區(qū)303移除漏極接點(diǎn)205的一小部分并于漏極接點(diǎn)205之外延伸。形成隔離區(qū)303亦降低電容C3。應(yīng)當(dāng)理解的是，第四實(shí)施例將包括含括二個(gè)或更多個(gè)隔離區(qū)301、302及303之氮化鎵器件201。最后，本發(fā)明之第五實(shí)施例系要包括于場(chǎng)板206下方之隔離區(qū)及電壓獨(dú)立電容器，使得Coss在更寬范圍之漏極電壓內(nèi)更加平穩(wěn)。
[0027]應(yīng)注意到形成隔離區(qū)301、302及303導(dǎo)致增加的Rds (on)。因此，在示例性實(shí)例的一個(gè)改善中，該等隔離區(qū)之區(qū)域被優(yōu)化以最小化功率消耗。在此實(shí)例中，Rds (on)及Eoss之產(chǎn)品可用作在此優(yōu)化中之品質(zhì)因數(shù)。對(duì)于隔離區(qū)域之最佳百分比區(qū)域取決于器件之額定電壓及器件之材料與布局參數(shù)。
[0028]圖4(a)?4(e)繪示根據(jù)本發(fā)明之示例性實(shí)施例之具有降低的輸出電容Coss之氮化鎵器件的示例性制程。如圖4(a)中所顯示，創(chuàng)建襯底層209。如上所述，襯底層209可由硅(Si)、碳化硅(SiC)、藍(lán)寶石等等形成。接著，在襯底209上方沉積緩沖層210。緩沖層210可包括氮化鎵(GaN)、氮化鋁(A1N)及氮化鋁鎵(AlGaN)。接著，可在緩沖層210上方形成阻擋層204。如上所述，在緩沖層210與阻擋層204之間的界面處形成二維電子氣(“2DEG”)。最后，可在阻擋層204上方形成柵極層212。應(yīng)理解到層體形成步驟可使用任何慣用沉積技術(shù)來(lái)進(jìn)行，諸如原子層沉積或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等等。
[0029]接下來(lái)，如圖4(b)中所顯示，在柵極層212上放置圖案并進(jìn)行蝕刻以形成柵極電極203。一旦形成柵極電極203，一個(gè)或多個(gè)隔離區(qū)301、302或303可如圖4(c)所顯示而形成在氮化鎵器件201中。雖然圖4(c)僅示出隔離區(qū)301的形成以供示例性目的，但應(yīng)理解到三種隔離區(qū)301、302或303中的一個(gè)或多個(gè)可在此步驟期間形成。此外，在此示例性實(shí)施例中，隔離區(qū)301、302和/或303系通過(guò)離子注入或蝕刻而形成。
[0030]如圖4(d)中所顯示，一旦隔離區(qū)301、302和/或303形成，則在阻擋層204與柵極電極203上方沉積介電薄膜207。圖4(d)進(jìn)一步示出通過(guò)圖案化及蝕刻而形成對(duì)于源極202及漏極205接點(diǎn)之開(kāi)口。最后，如圖4(e)中所顯示，對(duì)用于源極202及漏極205接點(diǎn)的歐姆接觸金屬進(jìn)行沉積、圖案化并蝕刻。此外，針對(duì)氮化鎵器件201生成場(chǎng)板206，其接著以快速熱退火(RTA)處理。
[0031]圖5示意地繪示傳統(tǒng)氮化鎵晶體管與根據(jù)本發(fā)明之示例性實(shí)施例之氮化鎵晶體管相比的Coss對(duì)漏極-源極電壓曲線。如以上關(guān)于圖1所述，傳統(tǒng)氮化鎵晶體管之Coss對(duì)漏極-源極電壓曲線系繪示成虛線。本發(fā)明之氮化鎵晶體管201所要達(dá)成的目標(biāo)系要將該曲線向下并向左移動(dòng)，也就是從虛線移動(dòng)到實(shí)線，即降低Coss。如此，本發(fā)明之氮化鎵晶體管的Coss對(duì)漏極-源極電壓曲線如實(shí)線所示。
[0032]上述說(shuō)明書(shū)及圖式僅視為闡示具體實(shí)施例，其達(dá)成本文所述之特征及優(yōu)點(diǎn)?？蓪?duì)具體工藝情況做出修改及替代。例如，除了氮化鎵技術(shù)之外，本發(fā)明也可通過(guò)在LDD中耗盡或不產(chǎn)生類似的圖案而應(yīng)用至LDM0S。據(jù)此，本發(fā)明之實(shí)施例不視為被前述說(shuō)明書(shū)及圖式所限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶體管器件，其包含: 配置在襯底層上的至少一個(gè)緩沖層； 配置在所述至少一個(gè)緩沖層上的阻擋層，在所述阻擋層與所述緩沖層間的界面配置有二維電子氣(2DEG)； 配置在所述阻擋層上的柵極電極； 配置在所述柵極電極及所述阻擋層上的介電層； 形成在所述至少一個(gè)緩沖層與所述阻擋層間的界面的部分中的隔離區(qū)，其使得所述二維電子氣從所述隔離區(qū)所形成的所述界面的所述部分移除。2.如權(quán)利要求1所述的晶體管器件，其進(jìn)一步包含配置在所述介電層上的場(chǎng)板，其中所述隔離區(qū)的至少一部分形成在所述場(chǎng)板的下方。3.如權(quán)利要求1所述的晶體管器件，其進(jìn)一步包含配置在所述阻擋層上方的源極和漏極接點(diǎn)，其中所述隔離區(qū)的至少一部分形成在所述漏極接點(diǎn)的下方。4.如權(quán)利要求3所述的晶體管器件，其中所述隔離區(qū)的至少一部分延伸通過(guò)所述漏極接點(diǎn)的一部分。5.一種晶體管器件，其包含: 配置在襯底層上的至少一個(gè)緩沖層； 配置在所述至少一個(gè)緩沖層的阻擋層，在所述阻擋層與所述緩沖層間的界面配置有二維電子氣(2DEG)； 配置在所述阻擋層上的柵極電極； 配置在所述柵極電極及所述阻擋層上的介電層； 第一隔離區(qū)及第二隔離區(qū)，其各自形成在所述至少一個(gè)緩沖層與所述阻擋層間的所述界面的各自的第一及第二部分中，使得所述二維電子氣從所述隔離區(qū)所形成的所述界面的所述第一及第二部分移除。6.如權(quán)利要求5所述的晶體管器件，其進(jìn)一步包含配置在所述介電層上的場(chǎng)板，其中所述第一隔離區(qū)的至少一部分形成在所述場(chǎng)板的下方。7.如權(quán)利要求5所述的晶體管器件，其進(jìn)一步包含配置在所述阻擋層上方的源極和漏極接點(diǎn)，其中所述第二隔離區(qū)的至少一部分形成在所述漏極接點(diǎn)的下方。8.如權(quán)利要求7所述的晶體管器件，其中所述第二隔離區(qū)的至少一部分延伸通過(guò)所述漏極接點(diǎn)的一部分。9.一種用于制造晶體管器件的方法，所述方法包含: 在襯底層上形成至少一個(gè)緩沖層； 在所述至少一個(gè)緩沖層上形成阻擋層，在所述阻擋層與所述緩沖層間的界面配置有二維電子氣(2DEG)； 在所述阻擋層上形成柵極電極；以及 在所述至少一個(gè)緩沖層與所述阻擋層間的所述界面的部分中形成第一隔離區(qū)，以將所述二維電子氣從所述隔離區(qū)所形成的所述界面的所述部分移除。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述柵極電極及所述阻擋層的上方沉積介電層。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述第一隔離區(qū)上方并在所述介電層上形成場(chǎng)板。12.如權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述至少一個(gè)緩沖層與所述阻擋層間的所述界面的另一部分中形成第二隔離區(qū)。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包含: 在所述柵極電極及所述阻擋層上方沉積介電層；以及 在所述第一隔離區(qū)上方并在所述介電層上形成場(chǎng)板。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包含: 將所述介電層圖案化及蝕刻，以形成用于漏極和源極接點(diǎn)的開(kāi)口 ； 將歐姆接觸金屬沉積在所述開(kāi)口中，以形成所述漏極和源極接點(diǎn)；以及 在所述漏極接點(diǎn)下方形成所述第二隔離區(qū)。15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第二隔離區(qū)的至少一部分延伸通過(guò)所述漏極接點(diǎn)的一部分。
【專利摘要】一種具有降低的輸出電容的氮化鎵晶體管及其制造方法。該氮化鎵晶體管器件包括襯底層、配置在襯底層上的一個(gè)或多個(gè)緩沖層、配置在緩沖層上的阻擋層、及形成于阻擋層與緩沖層間的界面的二維電子氣(2DEG)。此外，柵極電極配置在阻擋層上且介電層配置在柵極電極及阻擋層上。該氮化鎵晶體管包括一個(gè)或多個(gè)隔離區(qū)，其形成在至少一個(gè)緩沖層與阻擋層之間的界面的一部分中，以移除2DEG，從而降低氮化鎵器件的輸出電容Coss。
【IPC分類】H01L29/78, H01L21/336, H01L29/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105409007
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480042237
【發(fā)明人】斯蒂芬·L·克林諾, 曹建軍, 羅伯特·比奇, 亞歷山大·利道, 阿蘭娜·納卡塔, 趙廣元, 馬艷萍, 羅伯特·斯特里特馬特, 邁克爾·A·德·羅吉, 周春華, 塞沙德里·科盧里, 劉芳昌, 蔣明坤, 曹佳麗, 阿古斯·裘哈爾
【申請(qǐng)人】宜普電源轉(zhuǎn)換公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2014年7月29日
【公告號(hào)】DE112014003479T5, US9331191, US20150028390, WO2015017396A2, WO2015017396A3