化合物半导体场效应晶体管栅极长度缩减制造技术

一种化合物半导体晶体管可包括沟道层。该化合物半导体晶体管还可以包括位于沟道层上的介电层。化合物半导体晶体管还可以包括栅极。栅极可包括穿过介电层且与沟道层电接触的垂直基部。栅极还可以包位于介电层上且电耦合至栅极的垂直基部的头部。

Gate length reduction of compound semiconductor FET

A compound semiconductor transistor may include a channel layer. The compound semiconductor transistor may also include a dielectric layer located on a channel layer. The compound semiconductor transistor may also include a gate. The gate may include a vertical base through the dielectric layer and in electrical contact with the channel layer. The gate may also be clad on a dielectric layer and electrically coupled to a head of a vertical base of the gate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化合物半导体场效应晶体管栅极长度缩减相关申请的交叉参考本申请要求于2017年3月24日提交的标题为“COMPOUNDSEMICONDUCTORFIELDEFFECTTRANSISTORGATELENGTHSCALINGWITHSELF-ALIGNEDGATE”的美国临时专利申请第62/476,564号的利益，其公开内容通过全文引用明确并入本文。
本公开总体上涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及一种化合物半导体场效应晶体管(FET)，其包括具有自对准栅极的栅极长度缩减。
技术介绍
无线通信系统中的无线器件(例如，蜂窝电话或智能手机)可包括射频(RF)收发器，来发射和接收用于双向通信的数据。移动RF收发器可包括用于数据发射的发射部分和用于数据接收的接收部分。对于数据发射，发射部分可用数据调制RF载波信号以获得调制RF信号，放大调制RF信号以获得具有适当输出功率水平的放大RF信号，并且经由天线将放大RF信号发射到基站。对于数据接收，接收部分可经由天线获得接收的RF信号，并且可以放大和处理接收的RF信号，来恢复由基站发送的数据。移动RF收发器的发射部分可放大和发射通信信号。发射部分可包括用于放大和发射通信信号的一个或多个电路。放大器电路可包括一个或多个放大器级，其可以具有一个或多个驱动器级和一个或多个功率放大器级。每个放大器级都包括以各种方式放大通信信号而配置的一个或多个晶体管。被配置为放大通信信号的晶体管通常被选择来以充分高的频率进行操作，用于支持通信增强，诸如载波聚合。这些晶体管通常使用化合物半导体晶体管来实施，诸如双极结晶体管(BJT)、异质结双极晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、假型高电子迁移率晶体管(pHEMT)等。移动RF收发器的进一步设计挑战包括满足未来5G和5G+传输频率规范的性能考虑。这些未来的5G/5G+性能规范要求传输频率比当前标准提高10倍(例如，28GHz至86GHz)。不幸地是，目前的化合物半导体晶体管无法满足未来5G/5G+的性能规范。
技术实现思路
一种化合物半导体晶体管可包括沟道层。该化合物半导体晶体管还可以包括位于沟道层上的介电层。化合物半导体晶体管还可以包括栅极。栅极可包括穿过介电层并与沟道层电接触的垂直基部。栅极还可以包括位于介电层上且电耦合至栅极的垂直基部的头部。一种制造化合物半导体场效应晶体管(FET)的方法可以包括在沟道层上形成氧化物层。该方法还可包括通过氧化物层进行蚀刻以形成开口。该方法还可包括至少在开口中沉积第一导电栅极材料以提供栅极的垂直基部。该方法还可以包括将第二导电栅极材料沉积在第一导电栅极材料的由氧化物层支撑的部分上，以提供栅极的头部。一种射频(RF)前端模块可包括芯片。该芯片可包括化合物半导体晶体管，其包括沟道层、位于沟道层上的介电层、和栅极。栅极可包括穿过介电层且与沟道层电接触的垂直基部。栅极还可以包括位于介电层上且电耦合至栅极的垂直基部的头部。RF还可以包括耦合至芯片的输出的天线。这相当广泛地概述了本公开的特征和技术优势，以便更好地理解下文的详细描述。下面将描述本公开的附加特征和优势。本领域技术人员应当理解，本公开可以容易地用作用于修改或设计用于执行本公开相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应当认识到，这种等效结构不背离所附权利要求中阐述的本专利技术的教导。当结合附图考虑时，将从以下描述中更好地理解被认为是本公开特性的新颖特征(包括其组织和操作方法)以及进一步的目的和优点。然而，应明确理解，所提供的每一附图仅用于说明和描述，并不用作本公开的限制定义。附图说明图1示出了半导体晶圆的透视图。图2示出了裸片的截面图。图3示出了示例性无线器件的框图。图4示出了根据本公开各个方面的具有缩减栅极长度的化合物半导体场效应晶体管(FET)。图5A-图5V示出了根据本公开各个方面的图4的化合物半导体场效应晶体管(FET)的形成。图6示出了根据本公开的其他方面的具有缩减栅极长度的化合物半导体场效应晶体管(FET)。图7A-图7G示出了根据本公开的其他方面的图6的化合物半导体场效应晶体管(FET)的形成。图8是示出根据本公开各个方面的制造化合物半导体场效应晶体管(FET)的方法的流程图。图9是示出其中可有利地利用本公开方面的示例性无线通信系统的框图。具体实施方式下面结合附图阐述的详细描述旨在描述各种配置，而不是仅表示可在其中实践本文所描述概念的配置。详细描述包括具体细节，目的是提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，这些概念可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些情况下，以框图形式示出已知结构和部件，以避免混淆这些概念。如本文所述，使用术语“和/或”来表示“兼或”，而使用术语“或”来表示“异或”。如本文所述，本说明中使用的术语“示例性”是指“用作示例、实例或说明”，并且不是必须解释为相对于其他示例性配置是优选或有利的。说明书中使用的术语“耦合”是指“直接或通过中间连接(例如，开关)间接地以电、机械或其他方式连接”，并且不是必须限于物理连接。此外，连接可使得对象永久地连接或可释放地连接。可通过开关进行连接。由于成本和功耗考虑，移动射频(RF)芯片(例如，移动RF收发器)的制造在深亚微米工艺节点变得复杂。移动RF收发器可包括用于数据发射的发射部分和用于数据接收的接收部分。对于数据发射，发射部分可以用数据调制RF载波信号以获得调制RF信号，放大调制RF信号以获得具有适当输出功率水平的放大RF信号，并且经由天线将放大RF信号发射到基站。对于数据接收，接收部分可经由天线获得接收RF信号，并且可以放大和处理接收的RF信号以恢复由基站发送的数据。移动RF收发器的发射部分可放大和发射通信信号。发射部分可包括用于放大和发射通信信号的一个或多个电路。放大器电路可包括一个或多个放大器级，其可以具有一个或多个驱动器级和一个或多个功率放大器级。每个放大器级包括以各种方式配置以放大通信信号的一个或多个晶体管。被配置为放大通信信号的晶体管通常被选择，以在充分高的频率下操作来支持通信增强，诸如载波聚合。这些晶体管通常使用化合物半导体晶体管来实施，诸如双极结晶体管(BJT)、异质结双极晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、假型高电子迁移率晶体管(pHEMT)等。移动RF收发器的其他设计挑战包括满足未来5G和5G+传输频率规范的性能考虑。这些未来的5G/5G+性能规范要求传输频率比当前标准提高10倍(例如，28GHz至86GHz)。不幸地是，目前的化合物半导体晶体管解决方案(诸如双极晶体管)无法满足未来5G/5G+的性能规范。双极晶体管(也称为双极结晶体管(BJT))是同时使用空穴电荷和电子载流子的晶体管。双极晶体管在集成电路中制造，并且还用作单独部件。双极晶体管被设计为放大电流。双极晶体管的这一基本功能使它们成为用于实施放大器和开关的合乎逻辑的选择。因此，双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物半导体晶体管，包括：/n沟道层；/n介电层，位于所述沟道层上；以及/n栅极，包括穿过所述介电层且电接触所述沟道层的垂直基部以及位于所述介电层上且电耦合至所述栅极的所述垂直基部的头部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170324 US 62/476,564;20170707 US 15/643,8151.一种化合物半导体晶体管，包括：
沟道层；
介电层，位于所述沟道层上；以及
栅极，包括穿过所述介电层且电接触所述沟道层的垂直基部以及位于所述介电层上且电耦合至所述栅极的所述垂直基部的头部。


2.根据权利要求1所述的化合物半导体晶体管，其中所述栅极包括不对称T栅极、对称T栅极或伽马栅极。


3.根据权利要求1所述的化合物半导体晶体管，还包括位于所述沟道层上的蚀刻停止层，其中所述介电层被布置为填充与所述蚀刻停止层相邻的腔体。


4.根据权利要求1所述的化合物半导体晶体管，其中所述化合物半导体晶体管包括高电子迁移率晶体管(HEMT)或假型高电子迁移率晶体管(pHEMT)。


5.根据权利要求1所述的化合物半导体晶体管，其中所述化合物半导体晶体管的源极/漏极区域的半导体部分与所述栅极的所述垂直基部自对准。


6.根据权利要求1所述的化合物半导体晶体管，其中所述栅极包括肖特基栅极或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)栅极。


7.根据权利要求1所述的化合物半导体晶体管，其中所述化合物半导体晶体管被集成到功率放大器中。


8.根据权利要求7所述的化合物半导体晶体管，其中所述功率放大器被结合到音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元、移动电话和便携式计算机中的至少一个中。


9.一种制造化合物半导体场效应晶体管(FET)的方法，包括：
在沟道层上形成氧化物层；
蚀刻通过所述氧化物层以形成开口；
至少在所述开口中沉积第一导电栅极材料，以提供栅极的垂直基部；以及
在所述第一导电栅极材料的被所述氧化物层支撑的部分上沉积第二导电栅极材料，以提供所述栅极的头部。


10.根据权利要求9所述的方法，其中形成所述氧化物层包括：
在所述沟道层上的钝化层上沉积液体氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，陶耿名，李夏，P·奇达姆巴拉姆，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US