[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及其制作方法，其中该高电子迁移率晶体管包含一基底，一通道层设置在基底上，一主动层设置在通道层上，其中主动层包含一P型氮化铝镓层，一P型氮化镓栅极设置在主动层上以及一源极电极以及一漏极电极设置于主动层上。

技术领域

本发明涉及一种高电子迁移率晶体管，其主动层里加入P型掺质以提升阈值电压(threshold voltage)。

背景技术

III-V族半导体化合物由于其半导体特性而可应用于形成许多种类的集成电路装置，例如高功率场效晶体管、高频晶体管或高电子迁移率晶体管(high electron mobilitytransistor，HEMT)。在高电子迁移率晶体管中，两种不同能带隙(band-gap)的半导体材料是结合而在结(junction)形成异质结(heterojunction)而为载流子提供通道。近年来，氮化镓系列的材料由于拥有较宽能隙与饱和速率高的特点而适合应用于高功率与高频率产品。氮化镓系列的高电子迁移率晶体管由材料本身的压电效应产生二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)，相较于传统晶体管，高电子迁移率晶体管的电子速度及密度均较高，故可用以增加切换速度。

对于常关型的高电子迁移率晶体管，经常使用P型氮化镓栅极以在通道层中形成空乏(depletion)区，以提升阈值电压，然而当P型氮化镓栅极中的P型掺型浓度过高时，会由栅极电极产生漏电流流至通道层。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种新的超晶格结构，以解决上述问题。

根据本发明的一优选实施例，一种高电子迁移率晶体管包含一基底，一通道层设置在基底上，一主动层设置在通道层上，其中主动层包含一P型氮化铝镓层，一P型氮化镓栅极设置在主动层上以及一源极电极以及一漏极电极设置于主动层上。

根据本发明的另一优选实施例，一种高电子迁移率晶体管的制作方法包含首先提供一基底，形成一通道层在基底上，然后形成一主动层在通道层上，其中主动层包含一P型氮化铝镓层，接着形成一P型氮化镓栅极设置在主动层上，最后形成一源极电极以及一漏极电极设置于主动层上。

让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并配合所附的附图，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与附图仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明的第一优选实施例所绘示的一种高电子迁移率晶体管的示意图；

图2为本发明的一优选实施例所绘示的图1中沿着切线AA’所绘示的在P型氮化镓栅极、主动层和通道层中，P型掺质的浓度分布图；

图3为本发明的另一优选实施例所绘示的图1中沿着切线AA’所绘示的在P型氮化镓栅极、主动层和通道层中，P型掺质的浓度分布图；

图4为本发明的又一优选实施例所绘示的图1中沿着切线AA’所绘示的在P型氮化镓栅极、主动层和通道层中，P型掺质的浓度分布图；

图5为本发明的第二优选实施例所绘示的一种高电子迁移率晶体管的示意图；

图6为本发明的一优选实施例所绘示的图5中沿着切线BB’所绘示的在P型氮化镓栅极、主动层和通道层中，P型掺质的浓度分布图；

图7为本发明的另一优选实施例所绘示的图5中沿着切线BB’所绘示的在P型氮化镓栅极、主动层和通道层中，P型掺质的浓度分布图；

图8为本发明的一优选实施例所绘示的一种高电子迁移率晶体管的制作方法的示意图；

图9为本发明的另一优选实施例所绘示的一种高电子迁移率晶体管的制作方法的示意图。

主要元件符号说明

10:基底