[发明专利]具有集成型钳位二极管的横向高电子迁移率的晶体管

权利要求书

1.一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：

提供工程化衬底，所述工程化衬底包括：

多晶陶瓷芯；

封装所述多晶陶瓷芯的阻挡层；

耦合至所述阻挡层的键合层；和

耦合至所述键合层的实质单晶硅层；

形成耦合至所述实质单晶硅层的外延氮化镓层，所述外延氮化镓层具有后表面和前表面；

通过在所述外延氮化镓层的所述前表面上形成外延氮化铝镓阻挡层来形成耦合至所述外延氮化镓层的沟道区，所述沟道区具有第一端、第二端以及设置在所述第一端与第二端之间的中心部分；

在所述沟道区的所述中心部分中形成耦合至所述外延氮化铝镓阻挡层的栅极电介质层；

形成耦合至所述栅极电介质层的栅极接触；

在所述沟道区的所述第一端处形成源极接触；

在所述沟道区的所述第二端处形成通孔，所述通孔穿过所述外延氮化铝镓阻挡层和所述外延氮化镓层；

利用导电材料填充所述通孔；

形成耦合至所述通孔的漏极接触；

移除所述工程化衬底，以暴露所述外延氮化镓层的所述后表面；和

在所述外延氮化镓层的所述后表面上形成漏极焊盘，所述漏极焊盘通过所述通孔中的所述导电材料电耦合至所述漏极接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体器件包括高电子迁移率晶体管(HEMT)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外延氮化镓层具有大于约5μm的厚度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述外延氮化镓层具有大于约10μm的厚度。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述外延氮化铝镓阻挡层和所述栅极电介质层上形成电介质中间层；

形成耦合至所述栅极接触的一个或多个栅极场板；

形成耦合至所述源极接触的源极场板；和

形成耦合至所述源极接触的源极焊盘。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多晶陶瓷芯包括多晶氮化铝镓(AlGaN)。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述实质单晶硅层具有(111)表面取向。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外延氮化铝镓阻挡层、所述外延氮化镓层和所述漏极接触形成电压钳位二极管。

9.一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：

提供工程化衬底，所述工程化衬底包括：

多晶陶瓷芯；

封装所述多晶陶瓷芯的阻挡层；

耦合至所述阻挡层的键合层；和

耦合至所述键合层的实质单晶硅层；

形成耦合至所述实质单晶硅层的第一外延N型氮化镓层，所述第一外延N型氮化镓层具有第一掺杂浓度；

形成耦合至所述第一外延N型氮化镓层的第二外延N型氮化镓层，所述第二外延N型氮化镓层具有小于所述第一掺杂浓度的第二掺杂浓度；

通过在所述第二外延N型氮化镓层上形成外延氮化铝镓阻挡层来形成耦合至所述第二外延N型氮化镓层的沟道区，所述沟道区具有第一端、第二端以及设置在所述第一端与所述第二端之间的中心部分；

在所述沟道区的所述中心部分中形成耦合至所述外延氮化铝镓阻挡层的栅极电介质层；

形成耦合至所述栅极电介质层的栅极接触；

在所述沟道区的所述第一端处形成源极接触；

在所述沟道区的所述第二端处形成穿过所述第二外延N型氮化镓层的通孔，以暴露所述第一外延N型氮化镓层的一部分；

利用导电材料填充所述通孔；和

在所述沟道区的所述第二端处形成漏极接触，所述漏极接触通过所述通孔中的所述导电材料电耦合至所述第一外延N型氮化镓层。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述半导体器件包括高电子迁移率晶体管(HEMT)。