[发明专利]化合物半导体场效应晶体管栅极长度缩减

说明书

一种化合物半导体晶体管可包括沟道层。该化合物半导体晶体管还可以包括位于沟道层上的介电层。化合物半导体晶体管还可以包括栅极。栅极可包括穿过介电层且与沟道层电接触的垂直基部。栅极还可以包位于介电层上且电耦合至栅极的垂直基部的头部。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2017年3月24日提交的标题为“COMPOUND SEMICONDUCTOR FIELDEFFECT TRANSISTOR GATE LENGTH SCALING WITH SELF-ALIGNED GATE”的美国临时专利申请第62/476,564号的利益，其公开内容通过全文引用明确并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及一种化合物半导体场效应晶体管(FET)，其包括具有自对准栅极的栅极长度缩减。

背景技术

无线通信系统中的无线器件(例如，蜂窝电话或智能手机)可包括射频(RF)收发器，来发射和接收用于双向通信的数据。移动RF收发器可包括用于数据发射的发射部分和用于数据接收的接收部分。对于数据发射，发射部分可用数据调制RF载波信号以获得调制RF信号，放大调制RF信号以获得具有适当输出功率水平的放大RF信号，并且经由天线将放大RF信号发射到基站。对于数据接收，接收部分可经由天线获得接收的RF信号，并且可以放大和处理接收的RF信号，来恢复由基站发送的数据。

移动RF收发器的发射部分可放大和发射通信信号。发射部分可包括用于放大和发射通信信号的一个或多个电路。放大器电路可包括一个或多个放大器级，其可以具有一个或多个驱动器级和一个或多个功率放大器级。每个放大器级都包括以各种方式放大通信信号而配置的一个或多个晶体管。被配置为放大通信信号的晶体管通常被选择来以充分高的频率进行操作，用于支持通信增强，诸如载波聚合。这些晶体管通常使用化合物半导体晶体管来实施，诸如双极结晶体管(BJT)、异质结双极晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、假型高电子迁移率晶体管(pHEMT)等。

移动RF收发器的进一步设计挑战包括满足未来5G和5G+传输频率规范的性能考虑。这些未来的5G/5G+性能规范要求传输频率比当前标准提高10倍(例如，28GHz至86GHz)。不幸地是，目前的化合物半导体晶体管无法满足未来5G/5G+的性能规范。

发明内容

一种化合物半导体晶体管可包括沟道层。该化合物半导体晶体管还可以包括位于沟道层上的介电层。化合物半导体晶体管还可以包括栅极。栅极可包括穿过介电层并与沟道层电接触的垂直基部。栅极还可以包括位于介电层上且电耦合至栅极的垂直基部的头部。

一种制造化合物半导体场效应晶体管(FET)的方法可以包括在沟道层上形成氧化物层。该方法还可包括通过氧化物层进行蚀刻以形成开口。该方法还可包括至少在开口中沉积第一导电栅极材料以提供栅极的垂直基部。该方法还可以包括将第二导电栅极材料沉积在第一导电栅极材料的由氧化物层支撑的部分上，以提供栅极的头部。

一种射频(RF)前端模块可包括芯片。该芯片可包括化合物半导体晶体管，其包括沟道层、位于沟道层上的介电层、和栅极。栅极可包括穿过介电层且与沟道层电接触的垂直基部。栅极还可以包括位于介电层上且电耦合至栅极的垂直基部的头部。RF还可以包括耦合至芯片的输出的天线。

这相当广泛地概述了本公开的特征和技术优势，以便更好地理解下文的详细描述。下面将描述本公开的附加特征和优势。本领域技术人员应当理解，本公开可以容易地用作用于修改或设计用于执行本公开相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应当认识到，这种等效结构不背离所附权利要求中阐述的本发明的教导。当结合附图考虑时，将从以下描述中更好地理解被认为是本公开特性的新颖特征(包括其组织和操作方法)以及进一步的目的和优点。然而，应明确理解，所提供的每一附图仅用于说明和描述，并不用作本公开的限制定义。

附图说明