【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于ⅢA-N族器件的缓冲堆叠
本专利技术通常涉及IIIA-N族(例如GaN)场效应晶体管(FET),并且更具体地涉及用于此类FET的缓冲堆叠。
技术介绍
氮化镓(GaN)是常用IIIA-N族材料,其中IIIA族元素诸如镓(和硼、铝、铟和铊)有时也被称为第13族元素。GaN是具有纤锌矿晶体结构的二元IIIA/V直接带隙半导体。GaN在室温下具有3.4eV的相对宽的带隙(与之相比,硅为1.1eV),这为其在光电子学器件、大功率电子器件器件和高频电子器件中的各种应用给予了特殊性质。因为GaN和硅具有显著的热膨胀系数失配,所以缓冲层通常用在硅衬底和GaN层之间用于应变管理。该缓冲技术形成通常用于高电子迁移率晶体管(HEMT)(也称为异质结构FET(HFET)或调制掺杂FET(MODFET)器件)的大多数硅基氮化镓技术的基础,该高电子迁移率晶体管是场效应晶体管,其结合了作为沟道的在具有不同带隙的两种材料之间的结(即异质结)而非掺杂区域(通常为针对MOSFET的情况)。用于此类器件的一些缓冲布置使用超晶格结构或渐变缓冲结构。
技术实现思路
描述的示例考虑了使用超晶格结构或使用具有相关联限制的渐变缓冲的用于IIIA-N族器件的已知缓冲堆叠。由于引起低器件击穿电压的开裂,渐变缓冲结构对厚度施加限制,而超晶格结构具有高泄漏电流、弯曲/翘曲和缓慢的生长速率。在所描述的示例中,本专利技术公开的缓冲堆叠有意地引入用于应变驰豫的有空隙层和无空隙层以改善缓冲堆叠的质量。另外,本专利技术所公开的缓冲堆叠有助于生长较厚的层,其具有减少的缺陷诸如凹坑和空隙的密度,该较厚的层可以(因此)承受更高 ...
【技术保护点】
一种制造用于晶体管的外延层堆叠的方法,包括:沉积具有缓冲层的多层缓冲堆叠,包括:在衬底上沉积第一有空隙IIIA‑N族层,其具有大于5个空隙每平方微米的空隙密度和在0.05μm至0.2μm之间的平均空隙直径;在所述第一有空隙IIIA‑N族层上沉积第一基本无空隙IIIA‑N族层,其具有小于5个空隙每平方微米的空隙密度和小于0.05μm的平均空隙直径;在所述第一基本无空隙IIIA‑N族层上沉积第一高粗糙度IIIA‑N族层,其具有至少
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.15 US 14/570,7031.一种制造用于晶体管的外延层堆叠的方法,包括:沉积具有缓冲层的多层缓冲堆叠,包括:在衬底上沉积第一有空隙IIIA-N族层,其具有大于5个空隙每平方微米的空隙密度和在0.05μm至0.2μm之间的平均空隙直径;在所述第一有空隙IIIA-N族层上沉积第一基本无空隙IIIA-N族层,其具有小于5个空隙每平方微米的空隙密度和小于0.05μm的平均空隙直径;在所述第一基本无空隙IIIA-N族层上沉积第一高粗糙度IIIA-N族层,其具有至少的均方根粗糙度,即rms粗糙度,以及在所述第一高粗糙度IIIA-N族层上沉积第一基本平滑IIIA-N族层,其具有小于的rms粗糙度,以及在所述第一基本平滑IIIA-N族层上沉积至少一个IIIA-N族表面层。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一高粗糙度IIIA-N族层的rms粗糙度为从至并且其中所述第一基本平滑IIIA-N族层的rms粗糙度是在和之间。3.根据权利要求1所述的方法,其中沉积所述多层缓冲层堆叠还包括:在所述第一基本无空隙IIIA-N族层上沉积第二有空隙IIIA-N族层,其具有大于5个空隙每平方微米的空隙密度和在0.05μm至0.2μm之间的平均空隙直径;在所述第二有空隙IIIA-N族层沉积第二基本无空隙IIIA-N族层,其具有小于5个空隙每平方微米的空隙密度和小于0.05μm的平均空隙直径;在所述第二基本无空隙IIIA-N族层上沉积第二高粗糙度IIIA-N族层,其具有至少的rms粗糙度;以及在所述第二高粗糙度IIIA-N族层上沉积第二基本平滑IIIA-N族层,其具有小于的rms粗糙度。4.根据权利要求1所述的方法,其中所述IIIA-N族表面层包括GaN或A1GaN。5.根据权利要求1所述的方法,其中沉积所述至少一个IIIA-N族表面层包括:沉积IIIA-N族三层式堆叠,其包括夹在第一GaN层和第二GaN层之间的A1GaN层,其中所述第一GaN层和所述第二GaN层均具有在1×1015cm-3和1×1018cm-3之间的掺杂浓度。6.根据权利要求1所述的方法,其中所述衬底包括蓝宝石、硅或碳化硅(SiC)。7.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一有空隙IIIA-N族层和所述第一基本无空隙IIIA-N族层包括A1N,并且所述第一高粗糙度IIIA-N族层和所述第一基本平滑IIIA-N族层均包括A1GaN。8.根据权利要求1所述的方法,其中所述缓冲层全部基本是无裂纹的,在所述衬底的5mm边缘排除区域外具有零裂纹。9.根据权利要求1所述的方法,还包括:在所述IIIA-N族表面层上形成栅极电介质层;在所述栅极电介质层上形成金属栅电极;和在所述IIIA-N族表面层上形成源极触点和漏极触点。10.一种功...
【专利技术属性】
技术研发人员:Q·法里德,A·M·海尔德,
申请(专利权)人:德克萨斯仪器股份有限公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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