[发明专利]在碳化硅基底中具有深植入P型层的氮化镓高电子迁移率晶体管

说明书

本公开涉及高电子迁移率晶体管，其包括SiC基底层、设置在SiC基底层上的GaN缓冲层，以及具有与在其上提供GaN缓冲层的SiC基底层的表面平行的长度的p型材料层。在下列中的一个中提供p型材料层：SiC基底层和布置在SiC基底层上的第一层。还公开了制造高电子迁移率晶体管的方法。

相关申请的引证

本申请是2016年8月15日提交的美国专利申请号15/192,545的部分连续案，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及微电子器件，且更具体地涉及具有p型层的氮化镓高电子迁移率晶体管。本公开还涉及制造微电子器件的方法，且更具体地涉及制造具有p型层的氮化镓高电子迁移率晶体管的方法。

背景技术

基于氮化镓(GaN)的高电子迁移率晶体管(HEMT)是用于高功率射频(RF)应用的非常有希望的候选，并且也是用于低频高功率切换应用的非常有希望的候选，这是因为GaN的材料特性可实现高电压和高电流。然而，这些器件中的一个重要问题是缓冲层的设计以实现高电压能力。许多设计目前使用深能级杂质(deep level impurity)，例如铁(Fe)或碳(C)，以使在高漏极电压条件下流过缓冲层的电流最小化。然而，Fe和C都导致漏极滞后效应，这是当漏极电压从高值变为低值时漏极电流的缓慢恢复。这对于功率和RF应用都是非常不希望的，这是因为它导致更低的切换电流，更低的效率和其他问题。通过使用没有Fe或C的高纯度缓冲层可以消除漏极滞后效应。然而，这些器件具有通过缓冲层的高漏电流，这也是不可接受的。

因此，需要一种解决GaN HEMT中的滞后效应的替代解决方案。

发明内容

根据本公开的一个方面，高电子迁移率晶体管包括SiC基底层，布置在SiC基底层上的GaN缓冲层，以及具有与在其上提供GaN缓冲层的SiC基底层的表面平行的长度的p型材料层，其中在下列中的一项中提供p型材料层：SiC基底层和布置在SiC基底层上的第一层。

根据本公开的另一方面，制造高电子迁移率晶体管的方法包括提供SiC基底层，在SiC基底层上提供GaN缓冲层，提供具有与在其上提供GaN缓冲层的SiC基底层的表面平行的长度的p型材料层，并且在下列中的一项中提供p型材料层：SiC基底层和布置在SiC基底层上的第一层。

考虑以下详细描述、附图和权利要求，可以得到或清楚本公开的附加特征、优点和方面。此外，应理解，本公开的前述发明内容和以下详细描述都是示例性的并且旨在提供进一步的解释而不限制所要求保护的本公开的范围。

附图说明

为了提供对本公开的进一步理解而包括的附图被并入并构成本说明书的一部分，示出了本公开的各方面，并且与详细描述一起用于解释本公开的原理。除了对本公开的基本理解及其中可以实践它的各种方式所必需的之外，并未试图更详细地显示本公开的结构细节。在附图中：

图1示出了根据本公开的晶体管的一个方面的截面图。

图2示出了根据本公开的晶体管的另一个方面的截面图。

图3示出了根据本公开的晶体管的另一个方面的截面图。

图4示出了根据本公开的晶体管的另一个方面的截面图。

图5示出了根据本公开的晶体管的另一个方面的截面图。

图6示出了根据本公开的晶体管的另一个方面的截面图。

图7示出了根据本公开的晶体管的另一个方面的截面图。

图8示出了根据本公开的制造晶体管的方法。

图9示出了与常规植入条件的模拟相比，使用根据本公开的方面的通道(channeling)条件植入的Al的分布。

具体实施方式