[发明专利]具有反向极化帽的增强模式III‑N族高电子迁移率晶体管

权利要求书

1.一种晶体管，其包括：

衬底，其具有顶部表面；

分层结构，其具有顶部表面且包含触及所述衬底的所述顶部表面的缓冲层、触及所述缓冲层的沟道层及触及所述沟道层的势垒层，所述势垒层包含第一III-N族材料；

金属源极，其触及所述势垒层的第一区，所述金属源极电连接到所述沟道层；

金属漏极，其触及所述势垒层的第二区，所述金属漏极电连接到所述沟道层且与所述金属源极水平间隔开；

未掺杂GaN的间隔件结构，其具有顶部表面且触及所述分层结构的所述顶部表面，所述间隔件结构位于所述金属源极和金属漏极之间，且与所述金属源极和金属漏极水平间隔开，所述未掺杂GaN为不同于所述第一III-N族材料的第二III-N族材料；

经反向极化结构，其具有顶部表面且触及所述间隔件结构的所述顶部表面并与所述间隔件结构共同延伸，所述经反向极化结构包含不同于所述第二III-N族材料的第三III-N族材料；

金属栅极，其触及所述经反向极化结构的所述顶部表面并与所述经反向极化结构共同延伸；以及

钝化层，其在所述间隔件结构与所述金属源极和漏极之间的间隔内触及所述势垒层且位于所述势垒层上方、触及所述间隔件结构且位于所述间隔件结构上方、触及所述经反向极化结构且位于所述经反向极化结构上方以及触及所述金属栅极且位于所述金属栅极上方，所述钝化层具有暴露所述金属栅极的区的开口、暴露所述金属源极的开口及暴露所述金属漏极的开口。

2.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述金属源极的一部分垂直地在所述金属栅极的一部分正上方触及所述钝化层。

3.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述第三III-N族材料包含InGaN。

4.根据权利要求3所述的晶体管，其中所述第一III-N族材料包含AlGaN。

5.根据权利要求4所述的晶体管，其进一步包括位于所述沟道层的顶部处的二维电子气体2DEG，当将接地置于所述金属栅极上时，所述经反向极化结构使所述2DEG耗尽电子。

6.根据权利要求3所述的晶体管，其中所述间隔件结构包含与所述势垒层及所述经反向极化结构共同的两个元件，且所述经反向极化结构包含不存在于所述势垒层中的元件。

7.一种形成晶体管的方法，其包括：

形成具有顶部表面的缓冲层；

形成触及所述缓冲层的所述顶部表面的III-N族沟道层，所述III-N族沟道层具有顶部表面；

形成触及所述III-N族沟道层的所述顶部表面的III-N族势垒层，所述III-N族势垒层具有顶部表面；

形成触及所述III-N族势垒层的所述顶部表面的未掺杂GaN间隔件层，所述未掺杂GaN间隔件层具有顶部表面；

形成触及所述未掺杂GaN间隔件层的所述顶部表面的III-N族帽层，所述III-N族帽层具有顶部表面且不同于所述III-N族势垒层及所述未掺杂GaN间隔件层；以及

形成触及所述III-N族帽层的所述顶部表面的金属层。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述未掺杂GaN间隔件层不同于所述III-N族势垒层。

9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括蚀刻所述金属层以形成金属栅极且暴露所述III-N族帽层的所述顶部表面，所述金属栅极具有顶部表面。

10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括蚀刻所述III-N族帽层以形成反向极化帽且暴露所述未掺杂GaN间隔件层。

11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括蚀刻所述未掺杂GaN间隔件层以形成间隔件结构且暴露所述III-N族势垒层的所述顶部表面。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括沉积触及所述势垒层、所述间隔件结构、所述反向极化帽及所述金属栅极的钝化层。

13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括蚀刻所述钝化层以形成暴露所述势垒层的所述顶部表面的源极开口、暴露所述势垒层的所述顶部表面的漏极开口及暴露所述金属栅极的所述顶部表面的区的栅极开口。

14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括沉积触及所述势垒层、所述钝化层及所述金属栅极以分别填满所述源极开口、所述漏极开口及所述栅极开口的金属层。