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常關(guān)斷型HEMT晶體管以及對應(yīng)的制造方法與流程

文檔序號:12065883閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種常關(guān)斷型HEMT晶體管,包括:

-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)(4、6、200),其至少包括一個第一層(4)和一個第二層(6),所述第二層布置在所述第一層的頂部上;

-溝槽(15),其延伸穿過所述第二層和所述第一層的一部分;

-導(dǎo)電材料的柵極區(qū)(10),其在所述溝槽中延伸;以及

-介電區(qū)(18),其在所述溝槽中延伸,涂覆所述柵極區(qū),并且接觸所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié);

其中,所述溝槽的一部分被橫向結(jié)構(gòu)(LS)橫向定界,所述橫向結(jié)構(gòu)(LS)形成至少一個第一臺階(Pb1、Pl1、Pb2);并且其中,所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)形成所述第一臺階的第一邊緣(E1)和第二邊緣(E2),所述第一邊緣由所述第一層形成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HEMT晶體管,還包括第一電極區(qū)域(26)和第二電極區(qū)域(28),所述溝槽(15)布置在所述第一電極區(qū)域和所述第二電極區(qū)域之間;并且其中,所述橫向結(jié)構(gòu)(LS)由布置在所述溝槽與所述第一電極區(qū)域和所述第二電極區(qū)域中的一個之間的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)(4、6、200)的一部分形成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的HEMT晶體管,其中,所述橫向結(jié)構(gòu)(LS)具有樓梯形狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的HEMT晶體管,其中,所述橫向結(jié)構(gòu)(LS)還形成至少一個第二臺階(Pb2、Pl2、Sa),所述至少一個第二臺階形成第三邊緣(E3)和第四邊緣(E4;Ex1),所述第三邊緣由所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)(4、6、200)形成,所述第四邊緣在所述第三邊緣之上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的HEMT晶體管,其中,所述第四邊緣(Ex1)也由所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)(4、6、200)形成。

6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的HEMT晶體管,其中,所述柵極區(qū)(10)包括相應(yīng)第一部分(11a、11b),其布置在所述溝槽(15)中,并且在其第一側(cè)上由形成所述柵極區(qū)的至少一個臺階的表面(V1、O2、V3)定界,所述柵極區(qū)的所述臺階被所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)(4、6、200)圍繞并與所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)物理分開。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的HEMT晶體管,其中,所述柵極區(qū)(10)還包括相應(yīng)第二部分(11c),所述第二部分在所述第一部分(11b、11c)上延伸并且從所述溝槽(15)橫向突出。

8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的HEMT晶體管,其中,所述溝槽(15)在底部被由所述第一層(4)形成的底壁(Pb1)定界,所述底壁形成所述橫向結(jié)構(gòu)(LS)的所述第一邊緣(E1);并且其中,所述介電區(qū)(18)涂覆所述底壁和所述橫向結(jié)構(gòu)(LS)。

9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的HEMT晶體管,其中,所述第一層(4)和所述第二層(6)是兩種材料的,使得在使用時二維電子氣在所述第一層(4)中生成。

10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一個所述的HEMT晶體管,其中,所述第一層(4)和所述第二層(6)分別由氮化鎵和氮化鋁鎵形成。

11.一種用于制造常關(guān)斷型HEMT晶體管的方法,包括以下步驟:

-在包括第一層(4)和布置在所述第一層頂部上的第二層(4、6)的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)(4、6、200)中,形成溝槽(15),所述溝槽延伸穿過所述第二層和所述第一層的一部分;

-在所述溝槽內(nèi)形成導(dǎo)電材料的柵極區(qū)(10);以及

-在所述溝槽內(nèi),形成介電區(qū)(18),所述介電區(qū)涂覆所述柵極區(qū),并且接觸所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié);

所述方法還包括以下步驟:形成橫向結(jié)構(gòu)(LS),所述橫向結(jié)構(gòu)橫向定界所述溝槽的一部分并且形成至少一個第一臺階(Pb1、Pl1、Pb2);并且其中,所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)形成所述第一臺階的第一邊緣(E1)和第二邊緣(E2),所述第一邊緣由所述第一層形成。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,形成所述橫向結(jié)構(gòu)(LS)的所述步驟包括:

-在所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)(4、6、200)中形成第一凹部(40),所述第一凹部在底部處被底面(SR)定界;并且隨后

-在所述半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中從所述第一凹部的所述底面開始形成第二凹部(42),所述第二凹部的寬度小于所述第一凹部的寬度并且所述第二凹部至少部分被所述第一層定界;

-用介電層(50)在內(nèi)部涂覆所述第一凹部和所述第二凹部;以及

-形成與所述介電層接觸的所述柵極區(qū)(10)。

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