[发明专利]高电子迁移率晶体管及其形成方法

说明书

技术领域

本申请总体上涉及半导体结构，更具体地，涉及高电子迁移率晶体管(HEMT)以及形成高电子迁移率晶体管的方法。

背景技术

在半导体技术中，由于它们的特性，III族-V族(或者III-V族)半导体化合物用于形成各种集成电路器件，例如，高功率场效应晶体管、高频晶体管、或者高电子迁移率晶体管(HEMT)。HEMT是具有不同带隙的两种材料之间的结(即，异质结)而不是掺杂区作为沟道的场效应晶体管，如通常在用于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的情况。与MOSFET相比，HEMT具有很多吸引人的特性，包括高电子迁移率和以高频传输信号的能力。

从申请角度来看，HEMT具有许多优点。尽管具有上述的吸引人的特性，在开发基于III-V半导体化合物的器件方面仍然存在大量挑战。各种针对这些III-V半导体化合物的结构和材料的技术已经实施以尽力并且进一步改善晶体管器件性能。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种高电子迁移率晶体管(HEMT)，包括：

第一III-V化合物层；

第二III-V化合物层，位于所述第一III-V化合物层上并且在成分上不同于所述第一III-V化合物层，其中，载流子沟道沿所述第一III-V化合物层和所述第二第一III-V化合物层之间的界面设置在第一III-V化合物层中；

硅化物源极部件和硅化物漏极部件，通过所述第二III-V化合物层与所述第一III-V化合物层接触；以及

栅电极，位于所述第二III-V化合物层在所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件之间的部分的上方。

在可选实施例中，所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件中的每个都包括硅以及包含Ti、Co、Ni、W、Pt、Ta、Pd和Mo中的至少一种的金属。

在可选实施例中，所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件均接触所述载流子沟道。

在可选实施例中，所述HEMT进一步包括位于所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件中的每个上的欧姆金属元件。

在可选实施例中，所述欧姆金属元件包括Al、Ti、Cu、Mo、Ti或者Ni。

在可选实施例中，所述欧姆金属元件至少部分嵌入所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件中的每个中。

在可选实施例中，所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件中的每个至少部分嵌入所述第二III-V化合物层和部分所述第一III-V化合物层中。

在可选实施例中，所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件中的每个都具有凹形顶面。

在可选实施例中，所述栅电极包括钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钨钛(TiW)、钛钨氮化物(TiWN)、钨(W)或者氮化钨(WN)。

在可选实施例中，所述HEMT进一步包括配置成耗尽部分所述载流子沟道的区域，其中所述区域位于所述栅电极下方以及所述第一III-V化合物层上方。

根据本发明的另一方面，还提供了一种高电子迁移率晶体管(HEMT)，包括：

位于衬底上的氮化镓(GaN)层；

位于所述GaN层上的氮化铝镓(AlGaN)层；

间隔开并且位于所述AlGaN层上的硅化物源极部件和硅化物漏极部件，其中，所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件均都具有凹形顶面；

位于所述AlGaN层在所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件之间的部分上方的栅电极。

在可选实施例中，载流子沟道设置在所述GaN层和所述AlGaN层之间，所述载流子沟道包括位于所述栅电极下方的耗尽区。

在可选实施例中，所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件均都具有大于底部宽度的顶部宽度。

在可选实施例中，所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件均包括硅以及包含Ti、Co、Ni、W、Pt、Ta、Pd和Mo中的至少一种的金属。

在可选实施例中，所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件均接触设置在所述GaN层和所述AlGaN层之间的载流子沟道。

在可选实施例中，所述HEMT进一步包括位于所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件中的每个上的欧姆金属元件。

在可选实施例中，所述欧姆金属元件不包括Au并且包括Al、Ti、Cu、Mo、Ti或者N。

在可选实施例中，所述欧姆金属元件至少部分嵌入所述硅化物源极部件和所述硅化物漏极部件中的每个中。