本发明专利技术描述了具有台面结构的半导体结构，所述台面结构包括：下层半导体层；上层半导体层，其具有与所述下层半导体层不同的带隙并且与所述下层半导体层直接接触，以在所述上层半导体层之间形成二维电子气区。所述二维电子气区具有终止于所述台面的侧壁处的外边缘。附加电子施主层具有比下层的带隙高的带隙，其设置在所述台面结构的侧壁部分上并且设置在所述2DEG区的终止于所述台面的侧壁处的区上。欧姆接触材料设置在电子施主层上。侧向HEMT由电子施主层、2DEG区和欧姆接触材料形成，其增大了沿着所述下层半导体层与所述电子施主层之间的接触部的电子浓度(即，降低了欧姆接触电阻)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术描述了具有台面结构的半导体结构，所述台面结构包括：下层半导体层；上层半导体层，其具有与所述下层半导体层不同的带隙并且与所述下层半导体层直接接触，以在所述上层半导体层之间形成二维电子气区。所述二维电子气区具有终止于所述台面的侧壁处的外边缘。附加电子施主层具有比下层的带隙高的带隙，其设置在所述台面结构的侧壁部分上并且设置在所述2DEG区的终止于所述台面的侧壁处的区上。欧姆接触材料设置在电子施主层上。侧向HEMT由电子施主层、2DEG区和欧姆接触材料形成，其增大了沿着所述下层半导体层与所述电子施主层之间的接触部的电子浓度(即，降低了欧姆接触电阻)。【专利说明】具有低欧姆接触电阻的氮化镓器件
本专利技术总体上涉及氮化物(GaN)半导体器件，并且更具体地涉及具有低欧姆接触电阻的氮化镓(GaN)半导体器件。
技术介绍
如本领域所知的，与现有器件相比，第二代GaN HEMT器件(30_300GHz)必须具有沟道中的更高的表层电荷(sheet charge)、更薄并且具有更高Al摩尔分数的AlGaN、InAlN或InGaAlN肖特基接触层厚度、以及更低的寄生欧姆接触电阻(< 0.2ohm mm)。 用于形成第一代器件的欧姆接触的一种方法包括在850-900°C下利用快速热退火形成Ti/Al/势皇/Au，这通常会产生具有高欧姆接触电阻(> 0.2ohm mm)和由于<=2um的源极/漏极接触部间隔而造成的较低产量的器件。 用于产生具有较低欧姆接触电阻的器件的一种建议的方法在图1A-1C中示出。此处，例如碳化硅(SiC)或硅Si的衬底，具有外延形成在衬底上的氮化镓(GaN)层。具有比GaN大的带隙的半导体层(即，肖特基接触层)(例如，AlGaN, InAlN或InGaAlN层)形成在GaN层上，产生了在GaN层与较大带隙肖特基接触层之间的界面处产生的二维电子气(2DEG)层。接着，在肖特基接触层上形成掩膜并且利用任何适合的干法蚀刻在如图所示的源极和漏极接触区中蚀刻肖特基和GaN的暴露的部分。所产生的结构是如图1B中所示的台面形状的结构。如图1C中所示，η+掺杂的GaN欧姆接触层沉积在蚀刻结构之上。注意，二维电子气(2DEG)层的端部(即，边缘)现在直接接触η+掺杂的GaN的欧姆接触层。这个方法遭受两个问题:第一，二维电子气(2DEG)边缘上的蚀刻和暴露会使所暴露的蚀刻表面附近的载流子浓度和电子迀移率折中。第二，源极处的电子注入和漏极处的电子收集仅通过二维电子气与η+掺杂的GaN欧姆接触层之间的薄(?50埃)接触部。
技术实现思路
根据本公开内容，提供了半导体结构，其具有:衬底；以及设置在衬底上的台面结构，台面结构包括下层半导体层和上层半导体层，上层半导体层具有与下层半导体层不同的带隙并且与下层半导体层直接接触，以在上层半导体层之间形成二维电子气区，二维电子气区具有终止于台面侧壁处的外边缘；设置在台面结构的侧壁部分上并且设置在二维电子气区的终止于台面侧壁处的区上的电子施主层；以及设置在电子施主层上的欧姆接触材料。 在一个实施例中，提供了半导体结构，其具有:衬底；以及设置在衬底上的台面结构，台面结构包括下层半导体层和上层半导体层，上层半导体层具有比下层半导体层高的带隙并且与下层半导体层直接接触，以在上层半导体层之间形成二维电子气区，二维电子气区具有终止于台面侧壁处的外边缘；具有比下层半导体层高的带隙的附加半导体层，所述附加半导体层设置在台面结构的侧壁部分上，设置在二维电子气区的终止于台面侧壁处的区上，并设置在下层半导体层上，并且与下层半导体层直接接触，以在附加层与下层半导体层之间形成二维电子气区；以及设置在电子施主层上的欧姆接触材料。 在一个实施例中，提供了半导体结构，其具有:衬底；以及设置在衬底上的台面结构，台面结构包括下层半导体层和上层半导体层，上层半导体层具有与下层半导体层不同的带隙并且与下层半导体层直接接触；电子施主层，其设置在台面结构的侧壁部分上并且设置在二维电子气区的终止于台面侧壁处的区上；以及设置在电子施主层上的欧姆接触材料。 在一个实施例中，提供了半导体结构，其具有:衬底；以及设置在衬底上的台面结构，台面结构包括下层半导体层和上层半导体层，上层半导体层具有比下层半导体层高的带隙并且与下层半导体层直接接触，以在上层半导体层与下层半导体层之间形成二维电子气区，二维电子气区具有终止于台面侧壁处的外边缘；以及，电子施主层，其设置在台面结构的侧壁部分上并且设置在二维电子气区的终止于台面侧壁处的区上；以及设置在电子施主层上的欧姆接触材料。 利用这种配置，电子施主层设置在二维电子气区的外边缘之间并且与二维电子气区的外边缘直接接触，并且欧姆接触材料实际上形成了可以被称为高电子迀移率晶体管(HEMT)的器件。用于来自源极欧姆接触材料的电子注入和进入并且然后通过二维电子气区的这些注入的电子的收集的区的宽度现在由于电子施主层与二维电子气层之间较低的接触电阻而显著增大。实际上，这种侧向HEMT的形成增大了所有沿着下层半导体层与电子施主层之间的接触部的电子浓度，从而产生了较低的欧姆接触电阻。 在一个实施例中，欧姆接触材料终止于台面结构的顶部部分。 在一个实施例中，下层半导体层是GaN。 在一个实施例中，上层半导体层包括A1N。 在一个实施例中，电子施主层是η型掺杂的AlGaN。 在一个实施例中，欧姆接触材料是η型掺杂的GaN。 在一个实施例中，栅极电极与上层半导体层肖特基接触。 在一个实施例中，欧姆接触是与欧姆接触材料接触。 本专利技术的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中阐述。根据描述和附图以及权利要求，本专利技术的其它特征、目的和优点将显而易见。 【专利附图】【附图说明】 图1A-1C是示出根据现有技术的在半导体结构的制造中的各种阶段处的半导体结构的制造的概略示意图；以及 图2A-2C是示出根据本公开内容的在半导体结构的制造中的各种阶段处的半导体结构的制造的概略示意图。 在各图中，相似的附图标记指示相似的元件。 【具体实施方式】 现在参考图2A，示出了半导体结构10，其具有:衬底12，此处例如是碳化硅(SiC)或硅(Si)的半导体衬底。通过任何传统方式在衬底12上形成氮化镓(GaN)的下层14。如图所示，在氮化镓(GaN)的下层上形成氮化铝镓(AlGaN)、或氮化铟铝(InAlN)或铟镓铝氮化物(InGaAlN)的上层16。由于上层具有比下层大的带隙，因此在上层14与下层16之间形成了二维电子气(2DEG)区18。 接着，掩蔽图2B中所示的结构10并且进行干法蚀刻以形成图2B中所示的台面结构20。此处，将图2A中所示的结构10蚀刻至300埃-1000埃(优选为600埃)的深度。 接着，如图2C中所示，利用例如分子束外延(MBE)将具有5-30% (优选为15-20%)的Al浓度的AlGaN的附加电子施主N+层22生长30-200埃(优选为50-100埃)的厚度。此处，AlGaN的附加电子施主N+层22具有1018-5x 119电子/cm3的掺杂浓度。具有比GaN下层14的带隙大的带隙的该AlGaN附加电子施主N+本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体结构，包括：衬底；设置在所述衬底上的台面结构，所述台面结构包括：下层半导体层；上层半导体层，其具有与所述下层半导体层不同的带隙并且与所述下层半导体层直接接触，以在所述上层半导体层之间形成二维电子气区，所述二维电子气区具有终止于所述台面的侧壁处的外边缘；电子施主层，其设置在所述台面结构的侧壁部分上并且设置在所述二维电子气区的终止于所述台面的侧壁处的区上；欧姆接触材料，其设置在所述电子施主层上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·塔巴塔比，W·E·霍克，E·M·詹贝斯，K·麦卡锡，
申请(专利权)人：雷声公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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