[发明专利]具有钝化以及栅极电介质多层结构的GaN高压HFET

权利要求书

1.一种制备用于功率晶体管器件的多层结构的方法，包括：

（a）将具有基于氮化物的有源半导体层的晶圆装载到一个反应腔中；

（b）在所述反应腔内，将所述基于氮化物的有源半导体层的顶面暴露至第一源；

（c）在所述反应腔内，执行氮（N）等离子体撞击，导致直接在所述基于氮化物的有源半导体层上形成一个氮化物层；

（d）在所述反应腔内，将所述氮化物层的顶面暴露至第二源；以及

（e）在所述反应腔内，执行氮氧等离子体撞击，导致直接在所述氮化物层上形成氮氧化物层，其中所述氮化物层包括一个钝化层，所述氮氧化物层包括所述功率晶体管器件的栅极电介质。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一源包括铝（Al），所述氮化物层包括AlN层。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一源包括硅（Si），所述氮化物层包括SiN层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一源包括三甲基铝（TMA）源。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二源包括铝（Al），所述氮氧化物层包括AlON层。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二源包括三甲基铝（TMA）源。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括重复步骤（b）和（c），直至所述氮化物层形成为第一厚度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一厚度在约2-10nm厚的范围内。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括重复步骤（d）和（e），直至所述氮氧化物层形成为第二厚度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二厚度在约10-25nm厚的范围内。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述反应腔移除所述晶圆。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述反应腔内，在所述氮氧化物层顶部上形成一个氮化硅层；以及

从所述反应腔移除所述晶圆。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述氮氧化物层形成为具有分级的氮组分，所述氮组分从所述氮化物层处或附近的最高原子百分率变化为所述氮氧化物层的顶面处或附近的最低原子百分率。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述基于氮化物的半导体层包括AlGaN。

15.一种制备用于异质结场效应晶体管（HFET）器件的多层结构的方法，包括：

（a）在反应腔内，将基于氮化物的半导体层的顶面暴露至第一铝源；

（b）在所述反应腔内，将所述晶圆暴露至氮（N）等离子体，导致在所述基于氮化物的半导体层的顶部上形成氮化铝（AlN）层；

（c）在所述反应腔内，将所述AlN层的顶面暴露至第二铝源；以及

（d）在所述反应腔内，将所述晶圆暴露至氮氧等离子体，导致在所述AlN层的顶部上形成氮氧化铝（AlON）层，其中所述氮化物层包括一个钝化层，所述氮氧化物层包括所述功率晶体管器件的栅极电介质。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一铝源和所述第二铝源都包括三甲基铝（TMA）源。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括重复步骤（a）和（b），直至所述AlN层形成为第一厚度。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一厚度在约2-10nm厚的范围内。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括重复步骤（c）和（d），直至所述AlON层形成为第二厚度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第二厚度在约10-25nm厚的范围内。

21.根据权利要求15所述的方法，还包括在所述反应腔内，在所述AlON层顶部上形成氮化硅层。

22.根据权利要求15所述的方法，其中所述AlON层形成为具有分级的氮组分，所述氮组分从所述氮化物层处或附近的最高原子百分率变化至所述氮氧化物层的顶面处或附近的最低原子百分率。