[发明专利]电子器件和形成电子器件的方法

说明书

本公开涉及一种电子器件和形成所述电子器件的方法。电子器件可以包括晶体管。所述晶体管可以包括：第一层，包含第一III‑V材料；第二层，覆盖在所述第一层上面并包含第二III‑V材料；以及第三层，覆盖在所述第一层上面并包含第三III‑V材料。在一个实施方案中，第一层和第二层中的每一者包含Al，并且第二层与第一层相比具有更高的Al含量。在另一个实施方案中，晶体管可以进一步包括：栅极介电层，覆盖在第三层上面；以及所述晶体管的栅极电极，覆盖在栅极介电层和第三层上面。所述晶体管可以是增强型高电子迁移率晶体管。与常规的增强型高电子迁移率晶体管相比，层的构型可以允许实现相对更高的阈值电压而不显著增加R_DSON。

技术领域

本公开涉及电子器件和形成电子器件的方法，并且更具体地讲，涉及包括包含III-V材料的晶体管的电子器件及其形成方法。

背景技术

相关领域

高电子迁移率晶体管可以包括GaN沟道层和上覆的AlGaN势垒层。晶体管可以被构造为耗尽型晶体管或增强型晶体管。作为耗尽型晶体管，二维电子气位于GaN沟道层与AlGaN势垒层之间的异质结处并在晶体管的源极、栅极和漏极下面。在增强型晶体管中，p型GaN层可以是晶体管的栅极的一部分，其中栅极通过大于2nm的AlGaN层与沟道层间隔开。增强型具有小于1V的阈值电压。期望进一步改进增强型高电子迁移率晶体管。

发明内容

本发明解决的问题是增加增强型高电子迁移率晶体管的阈值电压而不显著增加R_DSON。

在一方面，提供了电子器件。该电子器件包括晶体管，该晶体管包括：第一层，该第一层包含具有第一Al含量的第一III-V材料；第二层，该第二层接触第一层并包含具有大于第一Al含量的第二Al含量的第二III-V材料；以及第三层，该第三层覆盖在第一层上面并至少部分地延伸穿过第二层，其中第三层具有比第一层低的Al含量并包含Al_zGa_(1-z)N，其中0.00≤z≤0.10。

在一个实施方案中，第三层向第一层中凹陷不超过10nm。

在另一个实施方案中，第一层包含Al_xGa_(1-x)N，其中0.05≤x≤0.20，并且第二层包含Al_yGa_(1-y)N，其中0.20≤y≤0.50。

在一个具体实施方案中，第三层包含无意掺杂或p型掺杂的GaN。

在另一个具体实施方案中，第二层包括第一部分和通过空间与第一部分间隔开的第二部分，其中第三层设置在第二层的第一部分和第二部分之间的空间内。

在另外的实施方案中，该晶体管是增强型高电子迁移率晶体管，二维电子气位于第一层与第二层之间的界面处，并且二维空穴气在第三层下面。

在另一方面，提供了电子器件。该电子器件包括晶体管，该晶体管包括：

第一层，该第一层包含第一III-V材料；

第二层，该第二层覆盖在第一层上面并包含第二III-V材料；

第三层，该第三层覆盖在第一层上面并包含第三III-V材料；

栅极介电层，该栅极介电层覆盖在第三层上面；以及

晶体管的栅极电极，该栅极电极覆盖在栅极介电层和第三层上面，

其中：

第一层、第二层和第三层中的每一者具有彼此不同的组成，

第二层具有耦接到晶体管的源极电极的第一部分和耦接到晶体管的漏极电极的第二部分，并且

第三层设置在第二层的第一部分和第二部分之间。