[发明专利]高电子移动率晶体管及其形成方法

说明书

本发明实施例提供一种高电子移动率晶体管及其形成方法，高电子移动率晶体管包括：缓冲层位于基板上；阻障层位于缓冲层上，通道区位于缓冲层中，邻近缓冲层与阻障层的界面；能带调整层位于阻障层上，由上而下包括第一能带调整层、第二能带调整层及第三能带调整层；钝化层位于阻障层上，邻接能带调整层；栅极电极位于能带调整层上，并与能带调整层电性连接；及源极/漏极电极，分别位于栅极电极的两相对侧，穿过钝化层，设于阻障层上；第一能带调整层、第二能带调整层、及第三能带调整层分别包括N型掺杂、未掺杂及P型掺杂三五族半导体或二六族半导体。

技术领域

本发明实施例是有关于一种半导体技术，特别是有关于一种高电子移动率晶体管及其形成方法。

背景技术

高电子移动率晶体管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)因具有高崩溃电压、高输出电压等优点，广泛应用于高功率半导体装置当中，以满足消费电子产品、通讯硬体、电动车、或家电市场需求。

增强型(enhancement mode，E-mode)高电子移动率晶体管在未外加栅极电压时，即为截止状态。传统上，使用P型三五族半导体与栅极电性连接以做为能带调整层。随着超高压应用的需求，需要更高的高电子移动率晶体管的阈值电压(threshold voltage，Vt)。然而，产生的栅极漏电亦更大，而易造成元件损伤。

虽然现有的高电子移动率晶体管大致符合需求，但并非各方面皆令人满意，特别是提升高电子移动率晶体管的阈值电压与降低其栅极漏电仍需进一步改善。

发明内容

根据一实施例，本发明提供一种高电子移动率晶体管包括：缓冲层，位于基板上；阻障层，位于缓冲层上，通道区位于缓冲层中，邻近缓冲层与阻障层的界面；能带调整层，位于阻障层上，由上而下包括第一能带调整层、第二能带调整层及第三能带调整层；钝化层，位于阻障层上，邻接能带调整层；栅极电极，位于能带调整层上，并与能带调整层电性连接；及源极/漏极电极，分别位于栅极电极的两相对侧，穿过钝化层，设于阻障层上；第一能带调整层包括N型掺杂三五族半导体或N型掺杂二六族半导体，第二能带调整层包括未掺杂三五族半导体或未掺杂二六族半导体，第三能带调整层包括P型掺杂三五族半导体或P型掺杂二六族半导体。

根据其他的实施例，本发明提供一种高电子移动率晶体管的形成方法，包括：形成缓冲层于基板上；形成阻障层于缓冲层上，通道区位于缓冲层中，邻近缓冲层与阻障层的界面；形成一能带调整层于阻障层上，由上而下包括第一能带调整层、第二能带调整层及第三能带调整层；形成钝化层于阻障层上，邻接能带调整层；形成栅极电极于能带调整层上，并与能带调整层电性连接；及形成源极/漏极电极分别位于栅极电极的两相对侧，穿过钝化层，设于阻障层上；第一能带调整层包括N型掺杂三五族半导体或N型掺杂二六族半导体，第二能带调整层包括未掺杂三五族半导体或未掺杂二六族半导体，第三能带调整层包括P型掺杂三五族半导体或P型掺杂二六族半导体。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举数个实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

以下将配合所附图式详述本发明实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本发明实施例的特征。

图1～图3、图4A、图4B、图4C、图5～图8是根据一些实施例绘示出形成高电子移动率晶体管不同阶段的剖面示意图。

图9是根据一些实施例所绘示的高电子移动率晶体管的漏极电流-栅极电压图。

图10是根据一些实施例所绘示的高电子移动率晶体管的栅极电流-栅极电压图。

100～高电子移动率晶体管

102～基板

104～缓冲层