[发明专利]增强型和耗尽型AlGaN/GaN HFET的单片集成

权利要求书

1.一种用于制作半导体有源器件的方法，包括以下动作：

a)在垂直不同质III-N半导体层形成图案，以便使第一晶体管的 沟道区而不是第二晶体管的沟道区曝光；

b)把氟引入所述第一晶体管的所述沟道区，但基本上没有引入所 述第二晶体管的所述沟道区，以便为所述第一和第二晶体管提供不同 的门限电压值；以及

c)形成源极、漏极和栅极，从而完成所述晶体管的形成；

其中，所述动作(b)使所述第一晶体管而不是所述第二晶体管具有 正门限电压。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述半导体层是AlGaN/GaN 分层结构。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(b)还把氟引入器件 隔离区。

4.如权利要求1所述的方法，其中，把氟引入所述第一晶体管的 所述沟道区的所述动作自对准所述栅极的位置。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述半导体层是由蓝宝石、 硅、SiC、AlN或GaN的衬底支撑的外延层。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述半导体层是包括GaN 或AlN的核化层、GaN或AlGaN的缓冲层、GaN沟道以及AlGaN势 垒的外延结构。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述晶体管的所述源极和所 述漏极通过淀积多个金属层和快速热退火来形成，其中，所述金属从 由Ti、Al、Ni和Au构成的组中选取。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述沟道区经过基于氟的等 离子体处理，该处理采用从由CF₄、SF₆、BF₃及其混合物构成的组中 选取的原料气。

9.如权利要求1所述的方法，其中，栅电极通过淀积栅极金属、 然后进行剥离或金属蚀刻来形成，采用从由Ti、Al、Ni和Au构成的 组中选取的至少一种金属。

10.如权利要求1所述的方法，还包括在所述晶体管上淀积从由 氮化硅、氧化硅、聚酰亚胺和苯并环丁烯构成的组中选取的钝化材料 的后续步骤。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一以及所述第二晶 体管都经过大致在不会改变栅极之下的肖特基势垒的最高温度的最 终热退火。

12.如权利要求1所述的方法，其中，附加的介质材料薄膜被插 入所述栅极与III-N半导体的表面之间，由此，所述第一晶体管和所 述第二晶体管都被单片集成到金属绝缘体半导体HFET中。

13.如权利要求1所述的方法，其中，基于氟的等离子体处理用 来实现器件隔离。

14.如权利要求13所述的方法，其中，启用平面单片集成工艺。

15.如权利要求14所述的方法，其中，附加的介质材料薄膜被插 入所述栅极与III-N半导体的表面之间，由此，所述第一晶体管和所 述第二晶体管都被单片集成到金属绝缘体半导体HFET中。

16.一种用于制作III-N半导体有源器件的方法，包括以下动作：

在具有(Al_xM_(1-x))Y的一般成分的垂直不同质半导体层中，在预期 耗尽型晶体管沟道位置上，形成第一栅电极图案，其中，M主要是 Ga并且Y主要是N，以及Al份额在所述层的表面附近更高；

在自对准的动作组合中，在预期增强型晶体管沟道位置上引入氟 并形成第二栅电极图案；以及

形成源极、漏极和互连，以便完成电路的形成。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述半导体层是由蓝宝石、 硅、SiC、AlN或GaN的衬底所支撑的外延层。