具有位于源极和漏极之间的岛状件的电路结构。电路结构包括：衬底；位于衬底上方的非故意掺杂氮化镓(UID?GaN)层；位于UID?GaN层上方的供给层；位于供给层上方的栅极结构、漏极、及源极。多个岛状件位于栅极结构和漏极之间的供给层的上方。栅极结构设置在漏极和源极之间。栅极结构邻接岛状件之一的至少一部分和/或部分地设置在岛状件至少之一的至少一部分的上方。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体上涉及半导体电路制造工艺，更具体而言，涉及基于III族V族(II1-V族)化合物半导体的晶体管。
技术介绍
近年来，由于在电力电子器件和光电器件中的应用前景，已经加大对诸如氮化镓(GaN)及其相关合金的III族V族化合物半导体(通常称为II1-V族化合物半导体)研究的力度。许多II1-V族化合物半导体具有的大带隙和高电子饱和速率也使其成为应用于高温、高压、和高速电力电子设备的优秀候选物。采用II1-V族化合物半导体的潜在电子器件的具体实例包括高电子迁移率晶体管(HEMT)和其他异质结双极晶体管。在操作过程中，HEMT在栅极边缘周围形成大的表面电场，该表面电场影响栅极结构和漏极之间的耗尽区曲线。虽然大的电场是HEMT应用于电力用途中的益处之一，但操作过程中耗尽区的分布可以对器件的击穿电压产生负面的影响。当对HEMT的栅极施加负偏压时，在栅极下方直接形成耗尽区曲线并引起栅极边缘周围的高表面电场。栅极周围的高电场浓度降低了器件的击穿电压。为了提高击穿电压(即，增加击穿电压)，有时在栅极结构和漏极之间的钝化层上方的栅极结构的上方或者靠近栅极结构的地方添加金属场板。场板调节表面电场分布从而降低峰值电场，并因此增加击穿电压。然而，仍在继续寻找用于基于II1-V族化合物半导体的晶体管的具有高击穿电压的新结构及其形成方法。
技术实现思路
一方面，本专利技术提供了 一种电路结构，所述电路结构包括:衬底；非故意掺杂氮化镓(UID GaN)层，所述WD GaN层位于所述衬底上方；供给层，所述供给层位于所述WD GaN层上方；栅极结构、漏极和源极，都位于所述供给层上方，所述栅极结构设置于所述漏极和所述源极之间；多个岛状件，位于所述栅极结构和所述漏极之间的所述供给层上方，其中，所述栅极结构部分地设置在所述多个岛状件中的至少之一的至少一部分的上方。在所述的电路结构中，所述多个岛状件为多个P-型掺杂岛状件。在所述的电路结构中，所述多个P-型掺杂岛状件包含氮化镓、氮化镓铝、氧化镍、或氧化锌。在所述的电路结构中，所述多个P-型掺杂岛状件中的P-型掺杂剂包含碳、铁、镁、钙、铍、和锌中的至少一种。在所述的电路结构中，p-型掺杂剂浓度是约IE15/cm3至IE17/cm3。在所述的电路结构中，所述多个岛状件包含多种肖特基材料。在所述的电路结构中，所述肖特基材料包括钛、氮化钛、钛钨、或钨。在所述的电路结构中，从顶部向下观察时，所述多个岛状件是四边形。在所述的电路结构中，所述多个岛状件和未被所述多个岛状件覆盖的所述供给层的部分形成方格图案。在所述的电路结构中，所述多个岛状件覆盖约40%至约75%的位于所述栅极结构和所述漏极之间的所述供给层部分。在所述的电路结构中，所述多个岛状件中的最大岛状件部分地配置在所述栅极结构的下方。在所述的电路结构中，所述供给层包含未掺杂的氮化铝或者未掺杂的氮化镓铝。在所述的电路结构中，所述多个岛状件的厚度是约3纳米至约100纳米。另一方面，本专利技术还提供了一种电路结构，所述电路结构包括:衬底；II1-V族化合物半导体层，所述II1-V族化合物半导体层位于所述衬底上方；供给层，所述供给层位于所述II1-V族化合物半导体层上方；多个P-型掺杂岛状件，所述多个P-型掺杂岛状件位于所述供给层的漂移部分的上方；栅极结构，所述栅极结构位于所述漂移部分的边缘处邻接所述多个P-型掺杂岛状件中之一的至少一部分；漏极，所述漏极位于所述漂移部分的与所述栅极结构相对的边缘处的所述供给层的上方，所述漏极与所述多个P-型掺杂岛状件隔离开；以及源极，所述源极位于所述供给层上方，所述栅极结构设置在所述源极和所述漏极之间，其中，所述供给层的漂移区占据至少50 %的所述供给层。在所述的电路结构中，所述II1-V族化合物半导体包含非故意掺杂氮化镓，以及所述供给层包含AlxGa(1_x)N，其中X介于0和I之间。在所述的电路结构中，所述多个P-型掺杂岛状件包含氮化镓、氮化镓铝、氧化镍、或者氧化锌。在所述的电路结构中，所述多个P-型掺杂岛状件中的P-型掺杂剂包含碳、铁、镁、钙、铍、和锌中的至少一种。在所述的电路结构中，所述衬底包含硅、碳化硅、或者蓝宝石。在所述的电路结构中，所述多个P-型掺杂岛状件覆盖所述供给层的所述漂移部分的约40%至约75%。在所述的电路结构中，所述P-型掺杂岛状件与其上没有P-型掺杂岛状件的所述漂移部分的邻近部分的宽度比是约1:1。附图说明为了更充分地理解本专利技术及其优点，现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中:图1A是根据本专利技术各个实施例的高电子迁移率晶体管(HEMT)结构的剖视图。图1B是依据根据本专利技术的图1A的某些实施例形成HEMT结构的方法的流程图。图2A至图2E是根据本专利技术的各个实施例的HEMT结构的俯视图。图3A至图3C是不同操作条件下的HEMT耗尽区的剖视图。图4A至图4C是不同操作条件下的根据本专利技术各个实施例的HEMT耗尽区的剖视图。图5是根据本专利技术的各个实施例的模拟峰值表面电场作为HEMT结构上的距离的函数的标绘图。具体实施例方式在下文详细地论述本专利技术实施例的制造和使用。然而，应当理解，本专利技术提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的专利技术概念。所论述的具体实施例仅仅是制造和使用所公开的实施例的示例性具体方式，而不是用于限制本专利技术的范围。本专利技术提供了用于基于III族至V族(下文称为II1-V族)半导体的晶体管的新结构和形成该结构的方法。在整个说明书中，术语“II1-V族化合物半导体”指的是包含至少一种III族元素和一种V族元素的化合物半导体材料。术语“II1-N族化合物半导体”指的是其中V族元素为氮的II1-V族化合物半导体。论述了制造本专利技术的示例性实施例的示例阶段。本领域的技术人员将了解，为了生产完整的器件，在所述阶段之前或之后可以进行其他制造步骤。可以对可替换其中一些示例阶段的其他制造阶段进行论述。本领域的技术人员将了解可以使用其他替换阶段或程序。在本专利技术的所有各个附图和示例性实施例中，相似的参考标号用于表不相似的兀件。本专利技术提供了一种具有高击穿电压的基于II1-V族化合物半导体的晶体管的结构及其形成方法。图1A示出根据本专利技术各个实施例的示例功率晶体管器件100。功率晶体管100可以是高电子迁移率晶体管(HEMT)。HEMT包括衬底101 ;位于衬底101上方的体层GaN层109 ;位于体GaN层109上方的有源层111 ;及位于有源层111上方的源极115、漏极117、和栅极119。有源层111和体GaN层109的界面是高电子迁移率区113，其又称为沟道层。在位于栅极119和漏极117之间的漂移区107中，在有源层的上方形成若干岛状件103和岛状件105。下面将进一步逐一讨论这些晶体管元件及其形成方法。图1B示出制造图1A的功率晶体管器件100的方法的流程图150。在操作151中，提供了衬底101，如图1A中所示。虽然使用了硅晶圆，也可以使用包括碳化硅和蓝宝石的其他合适的衬底。使用外延工艺在衬底101上方生长很多层。这些层可以包括氮化铝成核层、缓冲层、及生长在缓冲层上方的体氮化镓层109。体氮化镓层109是用于功率晶体管器件100的沟道层。在图1B的操作153中，在衬底的上方外延生长未掺杂氮化镓本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电路结构，包括：衬底；非故意掺杂氮化镓(UID?GaN)层，位于所述衬底上方；供给层，位于所述UID?GaN层上方；栅极结构、漏极、和源极，都位于所述供给层上方，所述栅极结构设置于所述漏极和所述源极之间；多个岛状件，位于所述栅极结构和所述漏极之间的所述供给层上方，其中，所述栅极结构部分地设置在所述多个岛状件的至少之一的至少一部分的上方。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：游承儒，熊志文，姚福伟，许竣为，余俊磊，杨富智，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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