[发明专利]高电子迁移率晶体管及其制作方法

说明书

本发明公开一种高电子迁移率晶体管(HEMT)及其制作方法，其包括一基底、一台型结构设置在该基底上、一钝化层设置在该台型结构上，以及至少一接触结构设置在该钝化层及该台型结构中。该台型结构包括一通道层以及一势垒层设置在该通道层之上。该接触结构包括一主体部以及多个凸出部，该主体部穿过该钝化层，该些凸出部与该主体部的一底面连接并且穿过该势垒层以及部分该通道层。

技术领域

本发明涉及一种高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)，特别是涉及一种包括具有主体部以及多个凸出部的接触结构的高电子迁移率晶体管。

背景技术

高电子迁移率晶体管为一种新兴的场效晶体管，其具有高切换速度及响应频率，已广泛应用在例如功率转换器、低噪声放大器、射频(RF)或毫米波(MMW)等技术领域中。

高电子迁移率晶体管主要是使用两种具有不同能隙的材料接合，因而在异质接面(heterojunction)附近区域形成一二维电子气层(2DEG)，作为电流的通道区。III-V族半导体化合物例如氮化镓(GaN)系列化合物由于具有宽能隙以及自发极化(spontaneouspolarization)与压电极化(piezoelectric polarization)效应，在未掺杂的状况下就可在异质接面附近形成具有高浓度载流子及高载流子迁移率的二维电子气层，特别适合高频率及高功率元件的应用，因此已逐渐取代硅基晶体管，成为下一代功率元件中主要使用的晶体管。

为了符合更高频及更低功耗的应用，本领域持续对高电子迁移率晶体管的效能进行优化。已知导通电阻(Rdson)为影响高电子迁移率晶体管切换速度及功率损耗的重要因素之一，因此如何降低导通电阻以进一步提升元件效能，为本领域人员持续研究的课题。

发明内容

为达上述目的，本发明提供了一种高电子迁移率晶体管及其制作方法，其作为源极电极和漏极电极的接触结构主要包括一主体部以及连接在主体部下方的多个凸出部，可降低与二维电子气层之间的接触电阻(Rc)，因此可降低高电子迁移率晶体管的导通电阻，可减少功率损耗及速度延迟并获得提升的效能。

根据本发明的一实施例提供的高电子迁移率晶体管，包括一基底、一台型结构设置在该基底上、一钝化层设置在该台型结构上，以及至少一接触结构设置在该钝化层及该台型结构中。该台型结构包括一通道层以及一势垒层设置在该通道层之上。该接触结构包括一主体部以及多个凸出部，该主体部穿过该钝化层，该些凸出部与该主体部的一底面连接并且穿过该势垒层以及部分该通道层。

根据本发明另一实施例提供的高电子迁移率晶体管的制作方法，步骤包括提供一基底；在该基底上形成一台型结构，该台型结构包括一通道层以及一势垒层设置在该通道层之上；形成一钝化层覆盖该基底及该台型结构；形成一第一开口，该第一开口穿过该钝化层并显露出该势垒层；形成多个第二开口，其中该些第二开口连接该第一开口的一底面并且延伸穿过该势垒层以及部分该通道层；以及在该第一开口及该些第二开口中填充一金属层，获得一接触结构。

附图说明

图1为本发明一实施例的高电子迁移率晶体管的剖面示意图；

图2A、图2B、图3至图10为本发明一实施例的高电子迁移率晶体管的制作方法步骤示意图，其中图3、图5、图7和图9为俯视平面示意图，图2A、图2B、图4、图6、图8和图10为剖面示意图；

图11、图12、图13和图14为本发明另一些实施例的高电子迁移率晶体管的剖面示意图；

图15、图16和图17为本发明一些实施例的高电子迁移率晶体管的俯视平面示意图。

主要元件符号说明

100、101、102、103、104、       高电子迁移率晶体管105、106、107、108

10                         基底