发明名称 非对称式汲源极通道结构异质场效体
摘要 本发明「非对称式汲源极通道结构异质场效体」系藉由光蚀刻雕像技术(photo lithography)分别定义汲极与源极区域,经沉积电极板合金与汲/源极间不同之粹火(annealing)时间控制,于异质场效电晶体中形成一具有非对称式汲源极之通道结构。尤其,本发明结合异质场效体具有较高速与较低速复合式通道结构,可提供单一电晶体结构能同时展现线性放大与负微分电阻等多元特性,可直接应用于混模高速积体电路及微波功率积体电路等产业界技术。
申请公布号 TWI292179 申请公布日期 2008.01.01
申请号 TW094121902 申请日期 2005.06.29
申请人 逢甲大学 发明人 李景松;许渭洲;杨文禄;陈永嘉;黄俊钦
分类号 H01L21/027(200601120200601) 主分类号 H01L21/027(200601120200601)
代理机构 代理人 田国健 台中市西区忠明南路497号17楼
主权项 1.一种异质结构场效电晶体,其结构包括: 一半导体基板; 一位于该基板上之缓冲层; 一位于该缓冲层上之较低速次通道层; 一位于该次通道层上之隔绝层; 一位于该隔绝层上之较高速主通道层; 一位于该主通道层上之闸极肖特基接触层; 一位于该闸极肖特基接触层上之汲/源极欧姆接触 顶层; 其中,该电晶体具有一非对称式深/浅欧姆接触接 面之汲/源极结构与主通道或次通道形成电性连接 。 2.如申请专利范围第1项所述之异质结构场效电晶 体,其中该基板可为半绝缘型之砷化镓、磷化铟或 氧化铝等材料。 3.如申请专利范围第1项所述之异质结构场效电晶 体,其中该缓冲层可为砷化镓、磷化铟、砷化铟镓 、砷化铝镓、氮化镓或氮化铟镓等化合物半导体 材料。 4.如申请专利范围第1项所述之异质结构场效电晶 体,其中该较低速次通道层可为一具有单原子d-掺 杂之载子供应层。 5.如申请专利范围第1项及第4项所述之异质结构场 效电晶体,其中该较低速次通道层可为砷化镓、磷 化铟、砷化铟镓、砷化铝镓、氮化镓或氮化铟镓 等化合物半导体材料。 6.如申请专利范围第1项所述之异质结构场效电晶 体,其中该隔绝层可为未掺杂之砷化镓、磷化铟、 砷化铟镓、砷化铝镓、氮化镓或氮化铟镓等化合 物半导体材料。 7.如申请专利范围第1项所述之异质结构场效电晶 体,其中该较高速主通道层可为具有复数层高电子 饱和速度半导体层形成之复合式通道(composite channel)。 8.如申请专利范围第1项及第7项所述之异质结构场 效电晶体,其中该较高速主通道层可为未掺杂砷化 镓、磷化铟、砷化铟镓、砷化铝镓、氮化镓或氮 化铟镓等化合物半导体材料。 9.如申请专利范围第1项所述之异质结构场效电晶 体,其中该闸极肖特基接触层可为未掺杂之砷化镓 、磷化铟、铝锑化铟砷、砷化铝镓、或氮化铝镓 等化合物半导体材料。 10.如申请专利范围第1项所述之异质结构场效电晶 体,其中该汲/源极欧姆接触顶层可为高掺杂之砷 化镓、磷化铟、砷化铟镓、砷化铝镓、氮化镓或 氮化铟镓等化合物半导体材料。 11.如申请专利范围第1项所述之异质结构场效电晶 体,其中该非对称式深/浅欧姆接触接面之汲/源极 结构系经由快速热退火(RTA)技术焠火加热,使其与 主通道层或次通道形成欧姆接触。 12.如申请专利范围第1项所述之异质结构场效电晶 体,其中该电晶体半导体磊晶结构系由金属有机化 学气相沉积(MOCVD)或分子束磊晶成长法(MBE)成长而 成。 13.一种制造具有非对称式深/浅欧姆接触接面汲/ 源极结构异质结构场效体之方法,其主要制造方法 包括: 提供一基底; 形成一缓冲层于该基板上; 形成一较低速次通道层于该缓冲层上; 形成一隔绝层于该次通道层上; 形成一较高速主通道层于该隔绝层上; 形成一闸极肖特基接触层于该主通道层上; 形成一汲/源极欧姆接触顶层于该闸极肖特基接触 层上; 以光蚀刻技术(photo-lithography)进行隔绝岛蚀刻(mesa etching)步骤; 仅定义、沉积欲形成较深欧姆接触接面之汲/源极 极板,并以的快速热退火(RTA)技术焠火加热一适当 时间; 续定义、沉积欲形成较浅欧姆接触接面之另一源/ 汲极极板,并以快速热退火(RTA)技术焠火加热元件, 直至其该欲具较浅欧姆接触接面仅与主通道形成 电性连接,而另一欲具较深欧姆接触接面之深度则 超过次通道之深度,而同时与形成主通道及次通道 形成电性连接; 进行闸凹部(gaterecess)及定义、沉积闸极电极于该 闸极肖特基接触层上。 14.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该制造 方法尚可包括沉积形成一覆盖层(passivation)作为元 件保护。 15.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该快速 热退火(RTA)技术具有一范围介于300℃~500℃的加热 温度。 16.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该汲/源 极极板材质可为锗化金/镍/金/银之多层合金组成 。 17.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该闸极 电极可为金、镍、白金等金属材料。 18.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该蚀刻 制程可为湿蚀刻、或离子定向蚀刻(RIE)等技术。 图式简单说明: 第1图系本发明非对称式汲源极通道结构异质场效 体之剖面结构示意图。 第2图系本发明非对称式汲源极通道结构异质场效 体之制程步骤图。 第3图系本发明非对称式浅汲极接面/深源极接面 通道结构异质场效体,呈现线性放大之输出特性曲 线图。 第4图系本发明非对称式深汲极接面/浅源极接面 通道结构异质场效体,呈现负微分电阻之输出特性 曲线图。 第5图系习知异质结构场效电晶体之制程步骤图。
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