复合高电子迁移率晶体管及其制备方法技术

本申请公开了一种复合高电子迁移率晶体管及其制备方法。复合高电子迁移率晶体管包括：第一区域和第二区域；衬底，一部分位于第一区域，另一部分位于第二区域；接触层，位于衬底的一侧，位于第一区域和/或第二区域，为第一半导体类型；第一外延层，位于接触层背离衬底的一侧；第一外延层包括第一部分和第二部分，第一部分位于第一区域，第二部分位于第二区域，第二部分包括朝背离衬底方向的第一凹槽；接触部，位于第二区域，且设置于第一凹槽内，为第二半导体类型；第二外延层，位于第一区域，且设置于第一部分背离衬底的一侧；势垒层，位于第一区域，且设置于第二外延层背离衬底的一侧。本申请可以简化晶体管结构，降低制作工艺的复杂程度。程度。程度。

【技术实现步骤摘要】
复合高电子迁移率晶体管及其制备方法


[0001]本申请涉及高电子迁移率晶体管
，尤其涉及一种复合高电子迁移率晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)具有高密度、高迁移率的二维电子气体(2DEG)作为沟道，其由AlGaN/GaN异质界面的独特极化性质所产生。由于在没有杂质掺杂的情况下产生自由电子，该沟道的迁移率可以超过1500cm
2 V
‑1s
‑1。由于材料的高电场强度，可以在高达1013cm
‑2的浓度下实现对2DEG的控制，这比砷化镓和硅器件的浓度高一个数量级。GaN HEMT在低电阻和快速开关方面超过了硅器件的极限。
[0003]在使用GaN HEMT时，异常电路操作会对GaN HEMT施加过电压，GaN HEMT没有体二极管，所以没有通道让噪声能量流出，导致这种形式的晶体管易被过压破坏。通常会采用两种方式来避免GaN HEMT被击穿损坏。提高GaN HEMT的击穿电压，可以降低GaN HEMT被击穿的可能，但是会降低GaN HEMT的使用寿命。在GaN HEMT中集成保护器件，工艺复杂，需要更大的材料面积制作器件，这增加了成本。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种复合高电子迁移率晶体管及其制备方法，能够在保护高电子迁移率晶体管的前提下，简化结构，降低制作工艺的复杂程度。
[0005]第一方面，本申请提出一种复合高电子迁移率晶体管，包括：互相连接的第一区域和第二区域；衬底，衬底的一部分位于第一区域，衬底的另一部分位于第二区域；接触层，位于衬底的一侧，接触层位于第一区域和/或第二区域；接触层为第一半导体类型的半导体；第一外延层，位于接触层背离衬底的一侧；第一外延层包括第一部分和第二部分，第一部分位于第一区域，第二部分位于第二区域，第二部分包括朝背离衬底方向的第一凹槽；接触部，位于第二区域，且设置于第一凹槽内；接触部为第二半导体类型的半导体；第二外延层，位于第一区域，且设置于第一部分背离衬底的一侧；势垒层，位于第一区域，且设置于第二外延层背离衬底的一侧。
[0006]根据本申请第一方面的实施例，还包括源极、栅极、漏极和帽结构；源极、栅极和漏极均位于势垒层背离衬底的一侧；帽结构设置于势垒层背离衬底的一侧；栅极位于帽结构背离衬底的一侧；源极、栅极、漏极、势垒层和第二外延层形成第一晶体管结构，接触部、第一外延层和接触层形成第二晶体管结构，第一晶体管结构的击穿电压大于第二晶体管结构的击穿电压
[0007]根据本申请第一方面的实施例，还包括：接触电极，位于第二区域，且设置于接触部背离衬底的一侧；接触电极与接触部接触连接，漏极与接触电极为一体结构。
[0008]根据本申请第一方面的实施例，还包括：接触电极，位于第二区域，且设置于接触部背离衬底的一侧；接触电极与接触部接触连接；第一信号线，漏极与接触电极通过第一信
号线电连接，或，栅极与接触电极通过第一信号线电连接。
[0009]根据本申请第一方面的实施例，接触层包括P型半导体，接触部包括N型半导体。
[0010]根据本申请第一方面的实施例，接触层的一部分位于第一区域，接触层的另一部分位于第二区域；衬底包括第一过孔和接地电极，接地电极位于第一过孔；接地电极与接触层接触连接；接地电极位于第一区域和/或第二区域。
[0011]第二方面，本申请实施例提供一种复合高电子迁移率晶体管的制备方法，复合高电子迁移率晶体管包括互相连接的第一区域和第二区域；复合高电子迁移率晶体管的制备方法包括：提供衬底；在衬底的一侧，制备接触层，使所述接触层形成第一半导体类型的半导体；在接触层背离衬底的一侧，制备第一外延层，形成第一部分和第二部分；在第一外延层背离衬底的一侧，制备第二外延层；在第二外延层背离衬底的一侧，制备势垒层；在第二区域，刻蚀势垒层、第二外延层和部分的第一外延层，在第一外延层的第二部分形成第一凹槽；在第一凹槽制备接触部，使所述接触部形成第二半导体类型的半导体。
[0012]根据本申请第二方面的实施例，还包括：在势垒层背离衬底的一侧，制备帽层；刻蚀帽层形成帽结构；同时制备源极、栅极、漏极和接触电极；在势垒层背离衬底的一侧，制备源极和漏极；在帽结构背离衬底的一侧，制备栅极；在接触部背离衬底的一侧，制备接触电极，使接触电极与漏极形成一体结构。
[0013]根据本申请第二方面的实施例，还包括：在势垒层背离衬底的一侧，制备帽层；刻蚀帽层形成帽结构；同时制备源极、栅极、漏极和接触电极；在势垒层背离衬底的一侧，制备源极和漏极；在帽结构背离衬底的一侧，制备栅极；在接触部背离衬底的一侧，制备接触电极；制备第一信号线，使漏极和接触电极通过第一信号线电连接。
[0014]根据本申请第二方面的实施例，还包括：在势垒层背离衬底的一侧，制备帽层；刻蚀帽层形成帽结构；同时制备源极、栅极、漏极和接触电极；在势垒层背离衬底的一侧，制备源极和漏极；在帽结构背离衬底的一侧，制备栅极；在接触部背离衬底的一侧，制备接触电极；制备第一信号线，使栅极和接触电极通过第一信号线电连接。
[0015]本申请实施例提供的复合高电子迁移率晶体管及其制备方法中，在第一区域第二外延层和势垒层能够用于形成高电子迁移率晶体管，在第二区域，接触层、第一外延层和接触部能够用于形成P
‑
N晶体管，从而当本申请实施例的高电子迁移率晶体管受到异常的电压时，第二区域形成的P
‑
N晶体管可以先于第一区域形成的高电子迁移率晶体管，发生非破坏雪崩击穿，从而保护高电子迁移率晶体管。在本申请实施例的复合高电子迁移率晶体管中，接触层在第一区域和第二区域均整层设置，在制备接触部时降低了对位的需求，从而降低了本申请实施例的复合高电子迁移率晶体管的制作难度。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本申请一实施例的复合高电子迁移率晶体管的一种结构示意图。
[0018]图2是本申请一实施例的复合高电子迁移率晶体管的另一种结构示意图。
[0019]图3是本申请一实施例的复合高电子迁移率晶体管的另一种结构示意图。
[0020]图4是本申请一实施例的复合高电子迁移率晶体管的制备方法的一种流程图。
[0021]图5是本申请一实施例的复合高电子迁移率晶体管的制备方法的步骤S1对应的一种结构示意图。
[0022]图6是本申请一实施例的复合高电子迁移率晶体管的制备方法的步骤S2对应的一种结构示意图。
[0023]图7是本申请一实施例的复合高电子迁移率晶体管的制备方法的步骤S3对应的一种结构示意图。
[0024]图8是本申请一实施例的复合高电子迁移率晶体管的制备方法的步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括：互相连接的第一区域和第二区域；衬底，所述衬底的一部分位于所述第一区域，所述衬底的另一部分位于所述第二区域；接触层，位于所述衬底的一侧，所述接触层位于所述第一区域和/或所述第二区域；所述接触层为第一半导体类型的半导体；第一外延层，位于所述接触层背离所述衬底的一侧；所述第一外延层包括第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第一区域，所述第二部分位于所述第二区域，所述第二部分包括朝背离所述衬底方向的第一凹槽；接触部，位于所述第二区域，且设置于所述第一凹槽内；所述接触部为第二半导体类型的半导体；第二外延层，位于所述第一区域，且设置于所述第一部分背离所述衬底的一侧；势垒层，位于所述第一区域，且设置于所述第二外延层背离所述衬底的一侧。2.根据权利要求1所述的复合高电子迁移率晶体管，其特征在于，还包括源极、栅极、漏极和帽结构；所述源极、所述栅极和所述漏极均位于所述势垒层背离所述衬底的一侧；所述帽结构设置于所述势垒层背离所述衬底的一侧；所述栅极位于所述帽结构背离所述衬底的一侧；所述源极、所述栅极、所述漏极、所述势垒层和所述第二外延层形成第一晶体管结构，所述接触部、所述第一外延层和所述接触层形成第二晶体管结构，所述第一晶体管结构的击穿电压大于所述第二晶体管结构的击穿电压。3.根据权利要求2所述的复合高电子迁移率晶体管，其特征在于，还包括：接触电极，位于所述第二区域，且设置于所述接触部背离所述衬底的一侧；所述接触电极与所述接触部接触连接，所述漏极与所述接触电极为一体结构。4.根据权利要求2所述的复合高电子迁移率晶体管，其特征在于，还包括：接触电极，位于所述第二区域，且设置于所述接触部背离所述衬底的一侧；所述接触电极与所述接触部接触连接；第一信号线，所述漏极与所述接触电极通过所述第一信号线电连接，或，所述栅极与所述接触电极通过所述第一信号线电连接。5.根据权利要求1所述的复合高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述接触层包括P型半导体，所述接触部包括N型半导体。6.根据权利要求1所述的复合高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述接触层的一部分位于所述第一区域，所述接触层的另一部分位于所述第二区域；所述衬底包括第一过孔和接地电极，所述接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣伟，
申请(专利权)人：苏州华太电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：