具有氮化硼合金中间层的高电子迁移率晶体管及生产方法与流程

文档序号:21280682发布日期:2020-06-26 23:35阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种半导体器件(100、300),包括:

iii族氮化物缓冲层(105、305),其一部分包含二维电子气2deg沟道(107、307);

iii族氮化物势垒层(115、320);和

氮化硼合金中间层(110、315),其介于所述iii族氮化物缓冲层(105、305)与所述iii族氮化物势垒层(115、320)之间,其中所述iii族氮化物缓冲层(105、305)的包含所述2deg沟道(107、307)的部分在所述iii族氮化物缓冲层(105、305)的与所述氮化硼合金中间层(110、315)相邻的一侧。

2.根据权利要求1所述的半导体器件,还包括:

布置在所述iii族氮化物势垒层上的iii族氮化物覆盖层。

3.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述氮化硼合金中间层包括以下之一:

硼、铝和氮;

硼、镓和氮;

硼、铟和氮;

硼、铝、镓和氮;

硼、铟、镓和氮;

硼、铝、铟和氮;和

硼、铝、镓、铟和氮。

4.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述氮化硼合金中间层是异质结的一部分,所述异质结还包括:

介于所述氮化硼合金中间层与所述iii族氮化物缓冲层之间的氮化硼合金中间层。

5.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述氮化硼合金中间层是介于所述iii族氮化物缓冲层与所述iii族氮化物势垒层之间的异质结的一部分,其中,所述异质结还包括:

氮化铝中间层。

6.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述iii族氮化物势垒层的导带最小值高于所述iii族氮化物缓冲层的导带最小值,所述氮化硼合金中间层的导带最小值高于所述iii族氮化物缓冲层的导带最小值,并且在所述氮化硼合金中间层与所述iii族氮化物缓冲层之间存在极化差。

7.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述氮化硼合金中间层是氮化硼铝中间层。

8.根据权利要求7所述的半导体器件,其中,所述iii族氮化物势垒层是氮化铝镓势垒层,并且所述iii族氮化物缓冲层是氮化镓缓冲层。

9.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,所述iii族氮化物势垒层和/或所述氮化硼合金中间层的一部分包含所述2deg沟道的部分。

10.根据权利要求1所述的半导体器件,其中,

所述iii族氮化物缓冲层包括氮化镓,所述氮化硼中间层包括b0.14al0.86n,并且所述iii族氮化物势垒层包括al0.30ga0.70n,

所述iii族氮化物缓冲层包括氮化镓,所述氮化硼中间层包括b0.13al0.87n,并且所述iii族氮化物势垒层包括氮化铝,或者

所述iii族氮化物缓冲层包括in0.15ga0.85n,所述氮化硼中间层包括b0.15al0.85n,并且所述iii族氮化物势垒层包括氮化镓。

11.一种用于形成半导体器件(300)的方法,所述方法包括:

形成(405)iii族氮化物缓冲层(305);

在所述iii族氮化物缓冲层(305)上形成(410)第一中间层(310、315);

在所述第一中间层(310、315)上形成(415)第二中间层(310、315),其中所述第一中间层(310、315)是iii族氮化物中间层(310)和氮化硼合金中间层(315)中的一个,并且所述第二中间层(310、315)是所述iii族氮化物中间层(310)和所述氮化硼合金中间层(315)中的另一个,以及

在所述第二中间层(315)上形成(420)iii族氮化物势垒层(320);

其中,所述iii族氮化物缓冲层(305)的一部分包含与所述第一iii族氮化物中间层(310、315)相邻的二维电子气2deg沟道(307)。

12.根据权利要求11所述的方法,还包括:

在所述iii族氮化物势垒层上形成iii族氮化物覆盖层。

13.根据权利要求11所述的方法,其中,所述氮化硼合金中间层是使用以下之一形成的:

硼、铝和氮;

硼、镓和氮;

硼、铟和氮;

硼、铝、镓和氮;

硼、铟、镓和氮;

硼、铝、铟和氮;和

硼、铝、镓、铟和氮。

14.根据权利要求11所述的方法,其中,所述iii族氮化物中间层是使用氮化硼或氮化铝形成的。

15.根据权利要求11所述的方法,其中,所述iii族氮化物势垒层的导带最小值高于所述iii族氮化物缓冲层的导带最小值,所述第一中间层和所述第二中间层的导带最小值高于所述iii族氮化物缓冲层的导带最小值,并且在所述第一中间层与所述iii族氮化物缓冲层之间存在极化差。

16.一种半导体器件(300),包括:

iii族氮化物缓冲层(305),其一部分包含二维电子气2deg沟道(307);

布置在所述iii族氮化物缓冲层(305)上的第一中间层(310、315);

布置在所述第一中间层(310、315)上的第二中间层(310、315),其中所述第一中间层(310、315)是iii族氮化物中间层(310)和氮化硼合金中间层(315)中的一个,并且所述第二中间层(310、315)是所述iii族氮化物中间层(310)和所述氮化硼合金中间层(315)中的另一个,以及

布置在所述第二中间层(315)上的iii族氮化物势垒层(320),其中所述iii族氮化物缓冲层(305)的包含所述2deg沟道(307)的部分在所述iii族氮化物缓冲层(305)的与所述第一中间层(310)相邻的一侧上。

17.根据权利要求16所述的半导体器件,还包括:

布置在所述iii族氮化物势垒层上的iii族氮化物覆盖层。

18.根据权利要求16所述的半导体器件,其中,所述氮化硼合金中间层包括以下之一:

硼、铝和氮;

硼、镓和氮;

硼、铟和氮;

硼、铝、镓和氮;

硼、铟、镓和氮;

硼、铝、铟和氮;和

硼、铝、镓、铟和氮。

19.根据权利要求16所述的半导体器件,其中,所述iii族氮化物中间层包括氮化硼或氮化铝。

20.根据权利要求16所述的半导体器件,其中,所述iii族氮化物势垒层的导带最小值高于所述iii族氮化物缓冲层的导带最小值,所述第一中间层和所述第二中间层的导带最小值高于所述iii族氮化物缓冲层的导带最小值,并且在所述第一中间层与所述iii族氮化物缓冲层之间存在极化差。


技术总结
一种半导体器件,包含III族氮化物缓冲层和III族氮化物势垒层。介于III族氮化物缓冲层与III族氮化物势垒层之间的氮化硼合金中间层。III族氮化物缓冲层的一部分包含二维电子气(2DEG)沟道,该沟道位于III族氮化物缓冲层的与氮化硼合金中间层相邻的一侧。

技术研发人员:李晓航
受保护的技术使用者:阿卜杜拉国王科技大学
技术研发日:2018.10.15
技术公布日:2020.06.26
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